JPH06326990A - ビデオデータ圧縮及び復号方式 - Google Patents
ビデオデータ圧縮及び復号方式Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧縮解除時に画質がさぼと低下しない高度の
ビデオデータ圧縮を達成すること。 【構成】 ビデオデータを１次周波数成分と２次周波数
成分とに分離する。１次成分の周波数分離段数を２次成
分の段数より少なくする。異なる１次及び２次成分に適
用する量子段幅Ｑ1 ，Ｑ2 を、該成分が表す空間周波数
ｆs に対する人間視覚感度Ｒ（ｆs ）に応じて変える。
周波数分離段の少ない周波数成分は、他の周波数成分よ
り大きい量子化段幅を受ける。それは、周波数分離段が
少ないと周波数結合段も少なく量子化による画質低下が
少ないからである。
ビデオデータ圧縮を達成すること。 【構成】 ビデオデータを１次周波数成分と２次周波数
成分とに分離する。１次成分の周波数分離段数を２次成
分の段数より少なくする。異なる１次及び２次成分に適
用する量子段幅Ｑ1 ，Ｑ2 を、該成分が表す空間周波数
ｆs に対する人間視覚感度Ｒ（ｆs ）に応じて変える。
周波数分離段の少ない周波数成分は、他の周波数成分よ
り大きい量子化段幅を受ける。それは、周波数分離段が
少ないと周波数結合段も少なく量子化による画質低下が
少ないからである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオデータ圧縮の分
野に関するものである。もっと詳しくいえば、本発明
は、周波数分離及び量子化を用いるビデオデータ圧縮の
分野に関する。
野に関するものである。もっと詳しくいえば、本発明
は、周波数分離及び量子化を用いるビデオデータ圧縮の
分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】英国特許出願公開ＧＢ−Ａ−２２５１７
５６（ソニー・ブロードキャスト・アンド・コミュニケ
ーションズ・リミテッド）には、データ圧縮処理の一部
としてサブバンド（分割帯域）周波数分離及び量子化を
用いる装置が記載されている。サブバンド周波数分離
は、ビデオデータを２次元空間周波数領域内の均一な大
きさの空間周波数成分に非相関化するのに使用される。
空間周波数成分データはそれから量子化処理を受け、人
間の視覚が余り感じない空間周波数を表すデータが、他
の空間周波数成分データより大きく量子化される。各空
間周波数成分に加えられる量子化度は、種々の空間周波
数に対する人間の視覚感度を実験的に定めることによっ
て選定される。大まかにいえば、低い空間周波数成分
は、高い空間周波数成分より大きくは量子化されない。
５６（ソニー・ブロードキャスト・アンド・コミュニケ
ーションズ・リミテッド）には、データ圧縮処理の一部
としてサブバンド（分割帯域）周波数分離及び量子化を
用いる装置が記載されている。サブバンド周波数分離
は、ビデオデータを２次元空間周波数領域内の均一な大
きさの空間周波数成分に非相関化するのに使用される。
空間周波数成分データはそれから量子化処理を受け、人
間の視覚が余り感じない空間周波数を表すデータが、他
の空間周波数成分データより大きく量子化される。各空
間周波数成分に加えられる量子化度は、種々の空間周波
数に対する人間の視覚感度を実験的に定めることによっ
て選定される。大まかにいえば、低い空間周波数成分
は、高い空間周波数成分より大きくは量子化されない。
【０００３】１９９１年６月発行の「ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ」第１巻第２号１７４〜１８３頁に所載のＨａ
ｍｉｄ Ｇｈａｒａｖｉによる「Ｓｕｂ ｂａｎｄ Ｃ
ｏｄｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅ
ｏ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ：Ｖｉｄｅｏｐｈｏｎｅ
ｔｏ ＨＤＴＶ−Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ」に、もう
１つのビデオデータ圧縮装置が記載されている。これ
は、上述のものと異なり、データを２次元空間周波数領
域内の不均一な大きさのサブバンド成分に分離するビデ
オ圧縮装置である。この形式の周波数分離は、「さざ
波」符号化とも呼ばれている。その周波数分離されたデ
ータは、量子化器を介してバッファメモリに送られる。
このバッファメモリは、圧縮データが連続的にロードさ
れ、該データが送信のため読出されるとき連続的に空
（から）になる。量子化度は、バッファメモリ内の予備
容量に基き、バッファメモリのオーバーフロー又はアン
ダーフローが生じないように制御される。
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ」第１巻第２号１７４〜１８３頁に所載のＨａ
ｍｉｄ Ｇｈａｒａｖｉによる「Ｓｕｂ ｂａｎｄ Ｃ
ｏｄｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅ
ｏ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ：Ｖｉｄｅｏｐｈｏｎｅ
ｔｏ ＨＤＴＶ−Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ」に、もう
１つのビデオデータ圧縮装置が記載されている。これ
は、上述のものと異なり、データを２次元空間周波数領
域内の不均一な大きさのサブバンド成分に分離するビデ
オ圧縮装置である。この形式の周波数分離は、「さざ
波」符号化とも呼ばれている。その周波数分離されたデ
ータは、量子化器を介してバッファメモリに送られる。
このバッファメモリは、圧縮データが連続的にロードさ
れ、該データが送信のため読出されるとき連続的に空
（から）になる。量子化度は、バッファメモリ内の予備
容量に基き、バッファメモリのオーバーフロー又はアン
ダーフローが生じないように制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ビデオデータ圧縮装置
の変わらぬ目標は、圧縮を解除したとき画質が余り低下
しない高度のデータ圧縮を達成することである。一般的
にいえば、圧縮度が高いほど、圧縮解除時の画像の劣化
が大きい。もっと具体的にいえば、大きい量子化を用い
る（即ち、量子化の段の幅を大きくする）と圧縮度を大
きくすることができるが、量子化は非可逆的な処理であ
るので、圧縮度を大きくすると圧縮を解除したとき画像
の劣化がひどくなる。したがって、本発明の課題は、圧
縮解除時に画質がさほど低下しない高度のデータ圧縮を
達成することである。
の変わらぬ目標は、圧縮を解除したとき画質が余り低下
しない高度のデータ圧縮を達成することである。一般的
にいえば、圧縮度が高いほど、圧縮解除時の画像の劣化
が大きい。もっと具体的にいえば、大きい量子化を用い
る（即ち、量子化の段の幅を大きくする）と圧縮度を大
きくすることができるが、量子化は非可逆的な処理であ
るので、圧縮度を大きくすると圧縮を解除したとき画像
の劣化がひどくなる。したがって、本発明の課題は、圧
縮解除時に画質がさほど低下しない高度のデータ圧縮を
達成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、一面
からみて、次のような構成要素を有するビデオデータ圧
縮装置を提供する。 （ｉ）入力ビデオデータを、各々が該入力ビデオデータ
内の或る範囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成
分に、Ｍ個の周波数分離段を用いて周波数分離すると共
に、各々が上記入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周
波数内容を表す複数の２次成分に、Ｍより大きいＮ個の
周波数分離段を用いて周波数分離する手段、（ii）上記
１次成分の各々を１次量子化段幅Ｑ1 で量子化すると共
に、上記２次成分の各々を２次量子化段幅Ｑ2 で量子化
する量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ 2 はほぼ次式により
与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）。
からみて、次のような構成要素を有するビデオデータ圧
縮装置を提供する。 （ｉ）入力ビデオデータを、各々が該入力ビデオデータ
内の或る範囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成
分に、Ｍ個の周波数分離段を用いて周波数分離すると共
に、各々が上記入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周
波数内容を表す複数の２次成分に、Ｍより大きいＮ個の
周波数分離段を用いて周波数分離する手段、（ii）上記
１次成分の各々を１次量子化段幅Ｑ1 で量子化すると共
に、上記２次成分の各々を２次量子化段幅Ｑ2 で量子化
する量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ 2 はほぼ次式により
与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）。
【０００６】本発明は、エラー（例えば、量子化によっ
て生じる正しい値からの逸脱）による映像の知覚される
劣化が、空間領域において圧縮解除された映像を発生す
るためにエラーに施す補間段の数によって決まることを
認識し、これを利用するものである。１つの補間段は、
水平及び垂直の両方向にデータを周波数分離する動作を
するものと考えられる。上記英国特許出願公開ＧＢ−Ａ
−２２５１７５６に記載のように、同じ大きさの６４サ
ブバンド成分の場合、各サブバンド成分は３つの周波数
結合（補間）段（３水平及び３垂直）を経て再び空間領
域に変換される。これらの各段において何かエラーがあ
ると、これが映像再構成時に広がることになる。
て生じる正しい値からの逸脱）による映像の知覚される
劣化が、空間領域において圧縮解除された映像を発生す
るためにエラーに施す補間段の数によって決まることを
認識し、これを利用するものである。１つの補間段は、
水平及び垂直の両方向にデータを周波数分離する動作を
するものと考えられる。上記英国特許出願公開ＧＢ−Ａ
−２２５１７５６に記載のように、同じ大きさの６４サ
ブバンド成分の場合、各サブバンド成分は３つの周波数
結合（補間）段（３水平及び３垂直）を経て再び空間領
域に変換される。これらの各段において何かエラーがあ
ると、これが映像再構成時に広がることになる。
【０００７】種々の周波数成分が異なる数の分離段を受
け、従って異なる数の結合段が必要となるような周波数
分離の場合、与えられた成分における特定のエラーの影
響は変化するので、これをもっとよい総合的圧縮を達成
するのに利用できる。もっと詳しくいうと、受ける結合
段の数が少ない周波数成分は、受ける結合段の数が多い
周波数成分よりもっと大きく量子化できるということで
ある。上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に記載のように、
量子化度は実際に周波数成分によって既に変えられてい
るが、この周波数成分による量子化度の変更を、各周波
数成分が受ける結合段の相対的な数を考えに入れて、更
に修正する。
け、従って異なる数の結合段が必要となるような周波数
分離の場合、与えられた成分における特定のエラーの影
響は変化するので、これをもっとよい総合的圧縮を達成
するのに利用できる。もっと詳しくいうと、受ける結合
段の数が少ない周波数成分は、受ける結合段の数が多い
周波数成分よりもっと大きく量子化できるということで
ある。上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に記載のように、
量子化度は実際に周波数成分によって既に変えられてい
るが、この周波数成分による量子化度の変更を、各周波
数成分が受ける結合段の相対的な数を考えに入れて、更
に修正する。
【０００８】上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６では、周波
数成分による量子化の変更は、当該周波数成分の空間周
波数特性における相対的人間視覚感度に反比例してい
る。本発明の具体構成では、この関係を、特定の周波数
成分が受ける周波数分離段、したがって周波数結合段の
数によって決まるそれぞれの定数Ｋ1 及びＫ2 （Ｋ1 ＞
Ｋ2 ）に量子化が比例するように修正する。
数成分による量子化の変更は、当該周波数成分の空間周
波数特性における相対的人間視覚感度に反比例してい
る。本発明の具体構成では、この関係を、特定の周波数
成分が受ける周波数分離段、したがって周波数結合段の
数によって決まるそれぞれの定数Ｋ1 及びＫ2 （Ｋ1 ＞
Ｋ2 ）に量子化が比例するように修正する。
【０００９】本発明によれば、所定の圧縮度に対する圧
縮解除画質の改善、或いは所定の圧縮解除画質に対する
圧縮度の向上が可能となる。周波数分離及び量子化をエ
ントロピー符号化、例えば継続長符号化に続くハフマン
符号化と組合せたビデオ圧縮装置は公知である。本発明
の好適な具体構成では、上記量子化器から出力される量
子化された１次及び２次成分データを複数の符号化表の
選択した１つでエントロピー符号化するエントロピー符
号化器を設ける。
縮解除画質の改善、或いは所定の圧縮解除画質に対する
圧縮度の向上が可能となる。周波数分離及び量子化をエ
ントロピー符号化、例えば継続長符号化に続くハフマン
符号化と組合せたビデオ圧縮装置は公知である。本発明
の好適な具体構成では、上記量子化器から出力される量
子化された１次及び２次成分データを複数の符号化表の
選択した１つでエントロピー符号化するエントロピー符
号化器を設ける。
【００１０】使用するエントロピー符号化表を処理する
周波数成分に特別に合せると、有利な圧縮度の増加を達
成できる。
周波数成分に特別に合せると、有利な圧縮度の増加を達
成できる。
【００１１】入力ビデオデータを周波数分離する手段
は、色々な形を取ることができるであろう。しかし、上
記の２次成分を１つ以上の１次成分を更に分離すること
によって作成できれば、特に好都合である。
は、色々な形を取ることができるであろう。しかし、上
記の２次成分を１つ以上の１次成分を更に分離すること
によって作成できれば、特に好都合である。
【００１２】種々の空間周波数ｆs における相対的人間
視覚感度Ｒ（ｆs ）は、複数の試験対象について測定し
実験的に決定した量である。しかし、本発明の好適な具
体構成では、Ｒ（ｆs ）をほぼ次式によって与えたと
き、よい結果が得られた。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊（ｅ-c.fs ＋（0.33＊ｅ-0.33.c.fs)) ただし、０．８＜ａ＜１．２、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．３＜ｃ＜０．５。
視覚感度Ｒ（ｆs ）は、複数の試験対象について測定し
実験的に決定した量である。しかし、本発明の好適な具
体構成では、Ｒ（ｆs ）をほぼ次式によって与えたと
き、よい結果が得られた。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊（ｅ-c.fs ＋（0.33＊ｅ-0.33.c.fs)) ただし、０．８＜ａ＜１．２、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．３＜ｃ＜０．５。
【００１３】上記人間視覚感度Ｒ（ｆs ）は、輝度ビデ
オデータに対して用いるとき、またａ＝１．０，ｂ＝
１．６及びｃ＝０．４のときに特に適している。
オデータに対して用いるとき、またａ＝１．０，ｂ＝
１．６及びｃ＝０．４のときに特に適している。
【００１４】代替策として、Ｒ（ｆs ）がほぼ次式によ
り与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．１５＜ａ＜１．５５、１．４ ＜ｂ＜１．
８、及び０．２５＜ｃ＜０．４５。この代替策は、青色
差色ビデオデータに対して用いるとき、またａ＝１．３
５，ｂ＝１．６及びｃ＝０．３５のとき特に適してい
る。
り与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．１５＜ａ＜１．５５、１．４ ＜ｂ＜１．
８、及び０．２５＜ｃ＜０．４５。この代替策は、青色
差色ビデオデータに対して用いるとき、またａ＝１．３
５，ｂ＝１．６及びｃ＝０．３５のとき特に適してい
る。
【００１５】他の代替策として、Ｒ（ｆs ）がほぼ次式
により与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．５＜ａ＜１．９、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．５＜ｃ＜０．７。この代替策は、赤色差色ビデオ
データに対して用いるとき、またａ＝１．７，ｂ＝１．
６及びｃ＝０．６のとき特に適している。
により与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．５＜ａ＜１．９、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．５＜ｃ＜０．７。この代替策は、赤色差色ビデオ
データに対して用いるとき、またａ＝１．７，ｂ＝１．
６及びｃ＝０．６のとき特に適している。
【００１６】人間の眼は、青色差信号に対して赤色差信
号及び輝度信号に対するよりも感度が落ちる。これを利
用して、青色差信号を一層大きく量子化し、圧縮解除時
に過度の画質低下を生じることなく一層大きな圧縮を達
成することができる。しかし、装置の中には、人間が見
る直接表示以外の幾つかの処理、例えば下流（あと処
理）でのクロマキーイングのために、青色差信号又はそ
の情報内容を使用したいものがある。この場合は、青色
差解像度を、他の場合にはその相対的人間視覚感度によ
りよいとされる以上に保存することが望ましい。
号及び輝度信号に対するよりも感度が落ちる。これを利
用して、青色差信号を一層大きく量子化し、圧縮解除時
に過度の画質低下を生じることなく一層大きな圧縮を達
成することができる。しかし、装置の中には、人間が見
る直接表示以外の幾つかの処理、例えば下流（あと処
理）でのクロマキーイングのために、青色差信号又はそ
の情報内容を使用したいものがある。この場合は、青色
差解像度を、他の場合にはその相対的人間視覚感度によ
りよいとされる以上に保存することが望ましい。
【００１７】上述より分かるように、この圧縮技法は、
輝度ビデオデータ及び色ビデオデータのどちらか一方又
は両方を圧縮するのに使用できる。その場合、上記の人
間視覚感度と空間周波数との関係のうち適切なものを使
用する。
輝度ビデオデータ及び色ビデオデータのどちらか一方又
は両方を圧縮するのに使用できる。その場合、上記の人
間視覚感度と空間周波数との関係のうち適切なものを使
用する。
【００１８】周波数分離段の数Ｍ及びＮは変えることが
できるが、Ｍ＝１及びＮ＝２が望ましいことが分かっ
た。実際上、周波数分離及び補間の各段にエラーが生じ
るが、Ｍ＝１，Ｎ＝２のときに、改善された非相関化と
それに含まれる段数との間によいバランスが得られる。
できるが、Ｍ＝１及びＮ＝２が望ましいことが分かっ
た。実際上、周波数分離及び補間の各段にエラーが生じ
るが、Ｍ＝１，Ｎ＝２のときに、改善された非相関化と
それに含まれる段数との間によいバランスが得られる。
【００１９】上述のように、受ける周波数分離、したが
って後続の周波数結合の段数が少ない周波数成分は、そ
の他の成分より大きく量子化してもよい。Ｋ1 ／Ｋ2 が
ほぼ２に等しい具体構成を用いると特によいことが分か
った。
って後続の周波数結合の段数が少ない周波数成分は、そ
の他の成分より大きく量子化してもよい。Ｋ1 ／Ｋ2 が
ほぼ２に等しい具体構成を用いると特によいことが分か
った。
【００２０】上述したように、１次及び２次成分の数は
変わりうるが、好適な具体構成では、周波数分離手段は
入力ビデオデータを、該ビデオデータの高い空間周波数
部分を表す３つの１次成分と、上記ビデオデータの低い
空間周波数部分を表す４つの２次成分とに分離するのが
都合がよいことが判明した。
変わりうるが、好適な具体構成では、周波数分離手段は
入力ビデオデータを、該ビデオデータの高い空間周波数
部分を表す３つの１次成分と、上記ビデオデータの低い
空間周波数部分を表す４つの２次成分とに分離するのが
都合がよいことが判明した。
【００２１】また、１次及び２次成分の外に他の成分が
あってもよく、例えば３段「さざ波」符号化では、１
次、２次及び３次成分がある。この技法の意義は、種々
の度合の分離を受ける成分に適切な量子化を施す点にあ
る。
あってもよく、例えば３段「さざ波」符号化では、１
次、２次及び３次成分がある。この技法の意義は、種々
の度合の分離を受ける成分に適切な量子化を施す点にあ
る。
【００２２】２次成分が受ける余計な周波数分離段のた
め空間周波数領域におけるデータ量が増加することを防
ぐため、１次成分は２次成分より高い空間解像度をもつ
ものとする。３つの１次成分及び４つの２次成分を用い
る好適な具体構成では、１次成分が２次成分の２倍の空
間解像度をもつようにするのが好都合である。
め空間周波数領域におけるデータ量が増加することを防
ぐため、１次成分は２次成分より高い空間解像度をもつ
ものとする。３つの１次成分及び４つの２次成分を用い
る好適な具体構成では、１次成分が２次成分の２倍の空
間解像度をもつようにするのが好都合である。
【００２３】上述のとおり、分離手段は種々の方法で構
成できる。しかし、好適な具体構成では、分離手段は、
分岐階層構造の低及び高域通過フィルタより成るものが
よい。かようなフィルタは、同時係属中の英国特許出願
第９１１１７８２．０号（ソニー・ブロードキャスト・
アンド・コミュニケーションズ・リミテッド）に記載さ
れているように、いわゆる「完全な」再成を与えること
ができる。低及び高域通過フィルタを構成する効果的な
方法は、これらのフィルタを相補的な有限インパルス応
答フィルタで構成することである。
成できる。しかし、好適な具体構成では、分離手段は、
分岐階層構造の低及び高域通過フィルタより成るものが
よい。かようなフィルタは、同時係属中の英国特許出願
第９１１１７８２．０号（ソニー・ブロードキャスト・
アンド・コミュニケーションズ・リミテッド）に記載さ
れているように、いわゆる「完全な」再成を与えること
ができる。低及び高域通過フィルタを構成する効果的な
方法は、これらのフィルタを相補的な有限インパルス応
答フィルタで構成することである。
【００２４】本発明は、他の面からみて、ビデオデータ
圧縮解除装置を提供する。その装置は、（ｉ）各々が入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す１
つ以上の１次成分の各々を、１次非（逆）量子化段幅Ｑ
1 で非量子化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲
の空間周波数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次
非量子化段幅Ｑ2 で非量子化する非量子化器（ただし、
Ｑ1 及びＱ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）と、
（ii）上記の非量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の非量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合する手段とを具える。
圧縮解除装置を提供する。その装置は、（ｉ）各々が入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す１
つ以上の１次成分の各々を、１次非（逆）量子化段幅Ｑ
1 で非量子化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲
の空間周波数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次
非量子化段幅Ｑ2 で非量子化する非量子化器（ただし、
Ｑ1 及びＱ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）と、
（ii）上記の非量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の非量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合する手段とを具える。
【００２５】前述したように、本装置の総合性能は、エ
ントロピー符号化を使用する場合によくなる。したがっ
て、圧縮解除装置は、圧縮データを複数の復号表の選択
した１つで量子化１次成分及び量子化２次成分にエント
ロピー復号するエントロピー復号器を有するのがよい。
こうして、符号化及び相補的な復号表を、処理される特
定の成分に適合させることができる。
ントロピー符号化を使用する場合によくなる。したがっ
て、圧縮解除装置は、圧縮データを複数の復号表の選択
した１つで量子化１次成分及び量子化２次成分にエント
ロピー復号するエントロピー復号器を有するのがよい。
こうして、符号化及び相補的な復号表を、処理される特
定の成分に適合させることができる。
【００２６】本発明のビデオデータ圧縮及び圧縮解除装
置は、種々の異なる状況で使用できる。詳しくいうと、
ビデオデータ圧縮及び圧縮解除は、２地点間送信及びビ
デオ会議のような分野に適用される。しかし、本発明は
特に、画質を過度に低下させないで記憶媒体の実行時間
を増すために、データ圧縮の改善を必要とするビデオデ
ータ記録及び再生装置に適用しようとするものである。
置は、種々の異なる状況で使用できる。詳しくいうと、
ビデオデータ圧縮及び圧縮解除は、２地点間送信及びビ
デオ会議のような分野に適用される。しかし、本発明は
特に、画質を過度に低下させないで記憶媒体の実行時間
を増すために、データ圧縮の改善を必要とするビデオデ
ータ記録及び再生装置に適用しようとするものである。
【００２７】かような記録及び再生装置では、記録媒体
などが不完全なために幾らかデータ損失を生じるのが普
通である。このような状況において、これらのエラーの
眼に見える影響は、次のような構成要素を含む好適な具
体構成によって軽減することができる。それは、多チャ
ンネル記録再生ヘッドと、上記１次成分及び２次成分の
各々の中にある隣接サンプルを異なる記録チャンネルに
分配するデマルチプレクサ（直並列変換器）と、異なる
再生チャンネルからのサンプルを結合して上記１次及び
２次成分の各々を再構成するマルチプレクサ（並直列変
換器）とを具えるビデオデータ記録再生装置である。
などが不完全なために幾らかデータ損失を生じるのが普
通である。このような状況において、これらのエラーの
眼に見える影響は、次のような構成要素を含む好適な具
体構成によって軽減することができる。それは、多チャ
ンネル記録再生ヘッドと、上記１次成分及び２次成分の
各々の中にある隣接サンプルを異なる記録チャンネルに
分配するデマルチプレクサ（直並列変換器）と、異なる
再生チャンネルからのサンプルを結合して上記１次及び
２次成分の各々を再構成するマルチプレクサ（並直列変
換器）とを具えるビデオデータ記録再生装置である。
【００２８】上記成分内の隣接サンプルの直並列変換
と、これらの成分が空間領域ではなく空間周波数領域内
のものであることを組合せる（即ち、さざ波符号化のあ
と直並列変換する）と、万一エラーが生じても、エラー
の可視的影響を軽減しながら符号化効率を保持できる効
果がある。
と、これらの成分が空間領域ではなく空間周波数領域内
のものであることを組合せる（即ち、さざ波符号化のあ
と直並列変換する）と、万一エラーが生じても、エラー
の可視的影響を軽減しながら符号化効率を保持できる効
果がある。
【００２９】データの一部しか取出せないシャトル再生
のような状況で画像の再構成をよくするため、圧縮デー
タを、各データブロックが該ブロック内の圧縮データに
関する空間周波数領域位置を特定する見出しを含むデー
タブロックにフォーマット変換するフォーマッタを設け
るのがよい。これらのデータブロックは、当該ブロック
に対するエラー訂正データを各ブロックに含めることに
より、更に独立的なものにすることができる。
のような状況で画像の再構成をよくするため、圧縮デー
タを、各データブロックが該ブロック内の圧縮データに
関する空間周波数領域位置を特定する見出しを含むデー
タブロックにフォーマット変換するフォーマッタを設け
るのがよい。これらのデータブロックは、当該ブロック
に対するエラー訂正データを各ブロックに含めることに
より、更に独立的なものにすることができる。
【００３０】本発明は、更に他の面からみて、ビデオデ
ータ圧縮方法を提供する。この方法は、（ｉ）入力ビデ
オデータを、各々が該入力ビデオデータ内の或る範囲の
空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分にＭ個の周波
数分離段を用いて周波数分離すると共に、各々が上記入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複
数の２次成分にＭより大きいＮ個の周波数分離段を用い
て周波数分離すること、（ii）上記１次成分の各々を１
次量子化段幅Ｑ1 で量子化し、上記２次成分の各々を２
次量子化段幅Ｑ2 で量子化すること（ただし、Ｑ1 及び
Ｑ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化する１次成分を表す空間
周波数、ｆ2 は量子化する２次成分を表す空間周波数、
Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）の各ステ
ップを含む。
ータ圧縮方法を提供する。この方法は、（ｉ）入力ビデ
オデータを、各々が該入力ビデオデータ内の或る範囲の
空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分にＭ個の周波
数分離段を用いて周波数分離すると共に、各々が上記入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複
数の２次成分にＭより大きいＮ個の周波数分離段を用い
て周波数分離すること、（ii）上記１次成分の各々を１
次量子化段幅Ｑ1 で量子化し、上記２次成分の各々を２
次量子化段幅Ｑ2 で量子化すること（ただし、Ｑ1 及び
Ｑ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化する１次成分を表す空間
周波数、ｆ2 は量子化する２次成分を表す空間周波数、
Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）の各ステ
ップを含む。
【００３１】本発明は、なお他の面からみて、ビデオデ
ータ圧縮解除方法を提供する。その方法は、（ｉ）各々
が入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表
す１つ以上の１次成分の各々を、１次非量子化段幅Ｑ1
で非量子化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲の
空間周波数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次非
量子化段幅Ｑ2 で非量子化すること（ただし、Ｑ1 及び
Ｑ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）、
（ii）上記の非量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の非量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合することの各ステップ
を含む。
ータ圧縮解除方法を提供する。その方法は、（ｉ）各々
が入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表
す１つ以上の１次成分の各々を、１次非量子化段幅Ｑ1
で非量子化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲の
空間周波数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次非
量子化段幅Ｑ2 で非量子化すること（ただし、Ｑ1 及び
Ｑ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）、
（ii）上記の非量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の非量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合することの各ステップ
を含む。
【００３２】
【実施例】以下、図面により本発明を具体的に説明す
る。図１は、２次元空間周波数領域における均一なサブ
バンド（分割帯域）成分に変換された画像を示す図であ
る。この画像は、８×８成分に変換されている。この成
分のアレイ内で右方向又は下方向に行くに従い、空間周
波数は増加する。左上隅の成分２は、画像のほぼＤＣ内
容に対応する。一般的にいえば、圧縮処理をしなくて
も、低周波数成分には高周波数成分より多くの情報が含
まれている。圧縮処理をすると、高周波数成分の情報内
容は低周波数成分に比べ更に減少する。この非相関化
は、引続き継続長符号化及びエントロピー符号化のよう
な技法を適用することにより、効率的な符号化を達成す
るのに使用する。図１に示すような周波数分離技法を用
いる装置は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６にもっと詳
しく記載されている。
る。図１は、２次元空間周波数領域における均一なサブ
バンド（分割帯域）成分に変換された画像を示す図であ
る。この画像は、８×８成分に変換されている。この成
分のアレイ内で右方向又は下方向に行くに従い、空間周
波数は増加する。左上隅の成分２は、画像のほぼＤＣ内
容に対応する。一般的にいえば、圧縮処理をしなくて
も、低周波数成分には高周波数成分より多くの情報が含
まれている。圧縮処理をすると、高周波数成分の情報内
容は低周波数成分に比べ更に減少する。この非相関化
は、引続き継続長符号化及びエントロピー符号化のよう
な技法を適用することにより、効率的な符号化を達成す
るのに使用する。図１に示すような周波数分離技法を用
いる装置は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６にもっと詳
しく記載されている。
【００３３】図２は、種々の空間周波数ｆs の輝度に対
する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図であ
る。空間周波数ｆs は、ビデオ画像再生装置からの目視
距離と無関係にするため、視角度当たりのサイクルで測
定されている。相対的視覚感度Ｒ（ｆs ）は、与えられ
た空間周波数における輝度を目視者によって知覚される
まで大きさを増してゆく閾型の試験方法を用いて、実験
的に決定する。
する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図であ
る。空間周波数ｆs は、ビデオ画像再生装置からの目視
距離と無関係にするため、視角度当たりのサイクルで測
定されている。相対的視覚感度Ｒ（ｆs ）は、与えられ
た空間周波数における輝度を目視者によって知覚される
まで大きさを増してゆく閾型の試験方法を用いて、実験
的に決定する。
【００３４】図３は、図２と同様な、種々の空間周波数
ｆs における色に対する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）
を示す。色信号としては、Ｂ−Ｙ又はＲ−Ｙ色差信号で
よい。色に対する相対的人間視覚感度は、低空間周波数
で鮮明なピークがあり、高空間周波数に向かうと急激に
ゼロに低下していることが分かるであろう。
ｆs における色に対する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）
を示す。色信号としては、Ｂ−Ｙ又はＲ−Ｙ色差信号で
よい。色に対する相対的人間視覚感度は、低空間周波数
で鮮明なピークがあり、高空間周波数に向かうと急激に
ゼロに低下していることが分かるであろう。
【００３５】図２及び３は共に、１次元における種々の
空間周波数（視角度当たりのサイクルで与えられる）に
対する相対的人間視覚感度の変化を示している。この相
対的人間視覚感度の２次元空間周波数へのマッピング面
は、図２及び３の各曲線をＲ（ｆs ）軸の周りに回転さ
せることによって得られる。図３のＡはＲ−Ｙ色差感度
を、図３のＢはＢ−Ｙ色差感度を示す。Ｒ−Ｙ感度の大
きさは、上述の実験的に定めた関係と一致してＢ−Ｙ感
度のそれより大きい。
空間周波数（視角度当たりのサイクルで与えられる）に
対する相対的人間視覚感度の変化を示している。この相
対的人間視覚感度の２次元空間周波数へのマッピング面
は、図２及び３の各曲線をＲ（ｆs ）軸の周りに回転さ
せることによって得られる。図３のＡはＲ−Ｙ色差感度
を、図３のＢはＢ−Ｙ色差感度を示す。Ｒ−Ｙ感度の大
きさは、上述の実験的に定めた関係と一致してＢ−Ｙ感
度のそれより大きい。
【００３６】図４は、２次元空間周波数領域における不
均一な周波数成分に変換（さざ波符号化）された画像を
示す。この画像は、３つの１次成分（成分４，５，６）
及び４つの２次成分（成分０．１，２，３）に変換され
ている。成分０は、図１のＤＣサブバンド２に対応す
る。各２次成分は、空間周波数領域における各１次成分
区域の１／４を占める。変換画像の右方向及び下方向に
行くに従い、空間周波数が増加する。１次成分は、１段
の周波数分離を受けたあと１段の周波数結合を受ける
が、２次成分は、２段の周波数分離を受けたあと２段の
周波数結合を受ける。
均一な周波数成分に変換（さざ波符号化）された画像を
示す。この画像は、３つの１次成分（成分４，５，６）
及び４つの２次成分（成分０．１，２，３）に変換され
ている。成分０は、図１のＤＣサブバンド２に対応す
る。各２次成分は、空間周波数領域における各１次成分
区域の１／４を占める。変換画像の右方向及び下方向に
行くに従い、空間周波数が増加する。１次成分は、１段
の周波数分離を受けたあと１段の周波数結合を受ける
が、２次成分は、２段の周波数分離を受けたあと２段の
周波数結合を受ける。
【００３７】図５は、図４の画像への２段周波数分離過
程を示す。空間領域における画像４はまず、水平及び垂
直の両方向において相補的な低及び高域通過ろ波を受
け、空間周波数領域６における４つの１次サブバンドに
分割される（第１段）。最も低い周波数成分８は、図１
及び４のＤＣ成分２に対応する。
程を示す。空間領域における画像４はまず、水平及び垂
直の両方向において相補的な低及び高域通過ろ波を受
け、空間周波数領域６における４つの１次サブバンドに
分割される（第１段）。最も低い周波数成分８は、図１
及び４のＤＣ成分２に対応する。
【００３８】最低周波数成分８のみ更に、水平及び垂直
の両方向に低及び高域通過フィルタによる分割を受け、
４つの２次成分になる（第２段）。最低周波数成分８以
外の１次成分（図４の成分４，５，６）は、第２段の間
そのままである。
の両方向に低及び高域通過フィルタによる分割を受け、
４つの２次成分になる（第２段）。最低周波数成分８以
外の１次成分（図４の成分４，５，６）は、第２段の間
そのままである。
【００３９】低及び高域通過ろ波による空間周波数分離
は、異なる領域にある特定の画像内容を表すデータ値の
数を一定に維持するための、サンプルデータのデシメー
ション（サブサンプリング）を含む。
は、異なる領域にある特定の画像内容を表すデータ値の
数を一定に維持するための、サンプルデータのデシメー
ション（サブサンプリング）を含む。
【００４０】図６は、図４の１次及び２次成分に適用す
る相対的量子化段幅を示す。これらの量子化段幅は、空
間周波数の増加と共に増加している。１次成分に対する
量子化段幅は、図２及び３に示すような相対的人間視覚
感度だけに基いて使用する場合の２倍である。量子化段
幅は、空間領域における画像が最高垂直解像度のフレー
ム画像でなく飛越しフィールド画像であるので、垂直空
間周波数の増加と共に急速には増加しない。
る相対的量子化段幅を示す。これらの量子化段幅は、空
間周波数の増加と共に増加している。１次成分に対する
量子化段幅は、図２及び３に示すような相対的人間視覚
感度だけに基いて使用する場合の２倍である。量子化段
幅は、空間領域における画像が最高垂直解像度のフレー
ム画像でなく飛越しフィールド画像であるので、垂直空
間周波数の増加と共に急速には増加しない。
【００４１】図７は、図６の量子化段幅値の作成に使用
する量子化段幅の変化を示す。曲線ＡＢＣは、処理され
ているデータが輝度か色かに応じて、図２又は３のどち
らかに示した曲線を反転したものを表す。曲線ＡＢＣ
は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に開示された装置に
おける量子化段幅を発生するのに用いたものである。こ
れに対し、本発明の具体構成では、上半分の空間周波数
に対する量子化段幅を導出するのに、曲線ＤＥを使用す
る。曲線ＢＣに沿う与えられた点に対して、曲線ＤＥに
沿う同じ空間周波数の対応点は、２倍の量子化段幅を表
す。ＢＤ間は不連続である。
する量子化段幅の変化を示す。曲線ＡＢＣは、処理され
ているデータが輝度か色かに応じて、図２又は３のどち
らかに示した曲線を反転したものを表す。曲線ＡＢＣ
は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に開示された装置に
おける量子化段幅を発生するのに用いたものである。こ
れに対し、本発明の具体構成では、上半分の空間周波数
に対する量子化段幅を導出するのに、曲線ＤＥを使用す
る。曲線ＢＣに沿う与えられた点に対して、曲線ＤＥに
沿う同じ空間周波数の対応点は、２倍の量子化段幅を表
す。ＢＤ間は不連続である。
【００４２】図８は、不均一周波数分離を行うのに用い
る分岐階層構造の低及び高域通過フィルタを示す略図で
ある。入力ビデオデータ１０は、低及び高域通過フィル
タにより、それぞれ低周波数部分１２及び高周波数部分
１４に分割される。これらの低及び高周波数部分１２，
１４は、総合データレートを保持するためにデシメート
（サブサンプル又はダウンサンプル）される。低周波数
部分１２は更に、第２段の低及び高域通過ろ波によって
分割され、低周波数部分１６及び高周波数部分１８を発
生する。再びまた、低及び高周波数部分１６，１８は、
データレートを保持するためにデシメートされる。第１
段の周波数分離から生じた高周波数部分１４は、１次成
分となる。第２段の周波数分離から生じた低及び高周波
数部分１６，１８は、２次成分となる。
る分岐階層構造の低及び高域通過フィルタを示す略図で
ある。入力ビデオデータ１０は、低及び高域通過フィル
タにより、それぞれ低周波数部分１２及び高周波数部分
１４に分割される。これらの低及び高周波数部分１２，
１４は、総合データレートを保持するためにデシメート
（サブサンプル又はダウンサンプル）される。低周波数
部分１２は更に、第２段の低及び高域通過ろ波によって
分割され、低周波数部分１６及び高周波数部分１８を発
生する。再びまた、低及び高周波数部分１６，１８は、
データレートを保持するためにデシメートされる。第１
段の周波数分離から生じた高周波数部分１４は、１次成
分となる。第２段の周波数分離から生じた低及び高周波
数部分１６，１８は、２次成分となる。
【００４３】図８に示した周波数分割は、１次元におけ
るものである。他の次元における周波数分割は、もう１
つの分岐階層構造のフィルタを用いて達成できる。使用
するフィルタは、水平又は垂直ろ波のどちらが必要であ
るかに応じて、サンプル又はライン遅延器のどちらかを
用いる有限インパルス応答フィルタである。
るものである。他の次元における周波数分割は、もう１
つの分岐階層構造のフィルタを用いて達成できる。使用
するフィルタは、水平又は垂直ろ波のどちらが必要であ
るかに応じて、サンプル又はライン遅延器のどちらかを
用いる有限インパルス応答フィルタである。
【００４４】図９は、周波数分離手段の例を示す図であ
る。入力ビデオデータ２０は相補的な低及び高域通過フ
ィルタ２２に供給され、そこで、サンプル遅延器をもつ
有限インパルス応答フィルタにより２つの水平バンド
（帯域）に分割される。この分割されたデータは次に、
もう１つの低及び高域通過フィルタ装置２４に送られ、
そこで更に、ライン遅延器をもつ有限インパルス応答フ
ィルタにより２つの垂直バンドに分割される。該フィル
タ装置２４から出力されるデータは、同時係属の英国特
許出願第９１１８１６７．７号（ソニー・ブロードキャ
スト・アンド コミュニケーションズ・リミテッド）に
記載されているように、サンプル並直列変換されて高及
び低成分が交互に差込まれる。この時点で、画像がフィ
ールドメモリ２６に書込まれ、そこで、画像はサンプル
並直列変換されたものから図５に第１段のあとに示した
形のものに変換される。
る。入力ビデオデータ２０は相補的な低及び高域通過フ
ィルタ２２に供給され、そこで、サンプル遅延器をもつ
有限インパルス応答フィルタにより２つの水平バンド
（帯域）に分割される。この分割されたデータは次に、
もう１つの低及び高域通過フィルタ装置２４に送られ、
そこで更に、ライン遅延器をもつ有限インパルス応答フ
ィルタにより２つの垂直バンドに分割される。該フィル
タ装置２４から出力されるデータは、同時係属の英国特
許出願第９１１８１６７．７号（ソニー・ブロードキャ
スト・アンド コミュニケーションズ・リミテッド）に
記載されているように、サンプル並直列変換されて高及
び低成分が交互に差込まれる。この時点で、画像がフィ
ールドメモリ２６に書込まれ、そこで、画像はサンプル
並直列変換されたものから図５に第１段のあとに示した
形のものに変換される。
【００４５】フィールドメモリ２６に記憶された１次成
分からの最低水平及び垂直周波数成分は次いで、高及び
低域通過フィルタ装置２８，３０により第２段の水平及
び垂直周波数分割を受ける。これらのフィルタ装置２
８，３０は、最低水平及び垂直周波数１次成分以外の残
りの１次成分に対しては動作が禁止される。フィルタ装
置３０からの出力は、フィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、サンプル並直列変換形式から図５の第２段
後に示す形式に変換される。
分からの最低水平及び垂直周波数成分は次いで、高及び
低域通過フィルタ装置２８，３０により第２段の水平及
び垂直周波数分割を受ける。これらのフィルタ装置２
８，３０は、最低水平及び垂直周波数１次成分以外の残
りの１次成分に対しては動作が禁止される。フィルタ装
置３０からの出力は、フィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、サンプル並直列変換形式から図５の第２段
後に示す形式に変換される。
【００４６】図１０は、周波数分離手段の他の例を示す
図である。この例では、入力データ２０は、フィルタ装
置２２（サンプル遅延器）により第１段の水平周波数分
離を受け、それから、低い方の水平周波数成分のみフィ
ルタ装置２５により第２段の水平周波数分離を受ける。
データは、次いでフィールドメモリ２７に書込まれ、そ
こで、そのサンプル並直列変換されたフォーマットから
異なる水平成分が分離されたフォーマットに変換され
る。
図である。この例では、入力データ２０は、フィルタ装
置２２（サンプル遅延器）により第１段の水平周波数分
離を受け、それから、低い方の水平周波数成分のみフィ
ルタ装置２５により第２段の水平周波数分離を受ける。
データは、次いでフィールドメモリ２７に書込まれ、そ
こで、そのサンプル並直列変換されたフォーマットから
異なる水平成分が分離されたフォーマットに変換され
る。
【００４７】フィールドメモリ２７からのデータはそれ
から、配列転換されフィールド装置２３による第１段の
垂直ろ波を受け（データが配列転換されているので、サ
ンプル遅延器を使用しうる。これは、ライン遅延に必要
なバッファを設けるより実施が容易である。）、次い
で、低い方の垂直周波数成分のみフィルタ装置２９によ
る第２段の垂直周波数分離を受ける。フィルタ装置２９
からの出力は、それからフィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、図示のようなフォーマットに再配列され
る。２つの段の水平ろ波を行ってから垂直ろ波を行う結
果、図９の低水平及び高垂直空間周波数成分が水平ろ波
の第２段で水平方向に２つに分割されてしまうが、この
余計な分割を避けるのに使用できる垂直周波数分離はま
だない。これら２つの領域に適用される実効的量子化段
幅は、余計な水平デシメーション段の結果２でなく２
1/2 の率で加減される。
から、配列転換されフィールド装置２３による第１段の
垂直ろ波を受け（データが配列転換されているので、サ
ンプル遅延器を使用しうる。これは、ライン遅延に必要
なバッファを設けるより実施が容易である。）、次い
で、低い方の垂直周波数成分のみフィルタ装置２９によ
る第２段の垂直周波数分離を受ける。フィルタ装置２９
からの出力は、それからフィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、図示のようなフォーマットに再配列され
る。２つの段の水平ろ波を行ってから垂直ろ波を行う結
果、図９の低水平及び高垂直空間周波数成分が水平ろ波
の第２段で水平方向に２つに分割されてしまうが、この
余計な分割を避けるのに使用できる垂直周波数分離はま
だない。これら２つの領域に適用される実効的量子化段
幅は、余計な水平デシメーション段の結果２でなく２
1/2 の率で加減される。
【００４８】図１１は、ビデオデータ記録再生装置を示
すブロック図である。入力データ３４は、さざ波デシメ
ーション・ユニット３６に供給され、そこで、図５に示
した周波数分離を受ける。周波数分離されたデータは、
それからデマルチプレクサ（直並列変換器）３８によっ
て４つの別々の処理チャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに直並列
変換され、これによりサンプルアレイ内の隣接サンプル
を、図１１のデマルチプレクサ３８の下に付記したよう
に、異なるチャンネルに配分する。
すブロック図である。入力データ３４は、さざ波デシメ
ーション・ユニット３６に供給され、そこで、図５に示
した周波数分離を受ける。周波数分離されたデータは、
それからデマルチプレクサ（直並列変換器）３８によっ
て４つの別々の処理チャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに直並列
変換され、これによりサンプルアレイ内の隣接サンプル
を、図１１のデマルチプレクサ３８の下に付記したよう
に、異なるチャンネルに配分する。
【００４９】４つのチャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの直並列
変換されたデータは、次いで量子化器４０に送られ、そ
こで、処理しようとするデータがどの周波数成分から発
しているか、また必要な総合データレートは幾つかに応
じ、図６に示すような量子化段幅を用いて個々にチャン
ネル量子化を受ける。
変換されたデータは、次いで量子化器４０に送られ、そ
こで、処理しようとするデータがどの周波数成分から発
しているか、また必要な総合データレートは幾つかに応
じ、図６に示すような量子化段幅を用いて個々にチャン
ネル量子化を受ける。
【００５０】量子化されたデータは、それからエントロ
ピー符号化器４２に送られ、そこで継続長及びハフマン
符号化を受ける。エントロピー符号化器４２は、異なる
周波数成分に対して異なる符号化表を使用する。周波数
変換され、直並列変換され、量子化され、エントロピー
符号化されたデータは、それからチャンネル符号化器４
４によってデータブロックにまとめられる。これらのデ
ータブロックは、次いでテープ走行機構を介して磁気テ
ープ４６に書込まれる。
ピー符号化器４２に送られ、そこで継続長及びハフマン
符号化を受ける。エントロピー符号化器４２は、異なる
周波数成分に対して異なる符号化表を使用する。周波数
変換され、直並列変換され、量子化され、エントロピー
符号化されたデータは、それからチャンネル符号化器４
４によってデータブロックにまとめられる。これらのデ
ータブロックは、次いでテープ走行機構を介して磁気テ
ープ４６に書込まれる。
【００５１】上述したものの代わりに、ＤＣ成分データ
に差分符号化（ＤＣＰＭ）を施し符号化効率を改善して
もよい。そのＤＣ値は、通常１２ビット数で表される。
差が正か負かに拘らず、差をモジュロ２12値として符号
化する。復号の際、桁上げビットがあってもこれを無視
し、その差を現在の１２ビットの数に加算する。こうす
ると、ビット桁上げを経て合計を取り前の合計より低い
モジュロ２12結果を返す大きい数を加算することによ
り、負の差が得られる。極性符号ビットなどをもつ負の
差を維持する必要をなくすと、実施が簡単になる。
に差分符号化（ＤＣＰＭ）を施し符号化効率を改善して
もよい。そのＤＣ値は、通常１２ビット数で表される。
差が正か負かに拘らず、差をモジュロ２12値として符号
化する。復号の際、桁上げビットがあってもこれを無視
し、その差を現在の１２ビットの数に加算する。こうす
ると、ビット桁上げを経て合計を取り前の合計より低い
モジュロ２12結果を返す大きい数を加算することによ
り、負の差が得られる。極性符号ビットなどをもつ負の
差を維持する必要をなくすと、実施が簡単になる。
【００５２】磁気テープ４６から再生されるデータブロ
ックは、第１レベルのエラー訂正を行いエラーデータを
マークするチャンネル復号器４８により読出される。チ
ャンネル復号器はそれから、該データを再生メモリ及び
タイムベース補正器５０に送る。再生メモリ及びタイム
ベース補正器５０は、前に再生メモリに書込まれたデー
タを利用することにより、データの一部しか再生されな
いときに画像を作ることができる。
ックは、第１レベルのエラー訂正を行いエラーデータを
マークするチャンネル復号器４８により読出される。チ
ャンネル復号器はそれから、該データを再生メモリ及び
タイムベース補正器５０に送る。再生メモリ及びタイム
ベース補正器５０は、前に再生メモリに書込まれたデー
タを利用することにより、データの一部しか再生されな
いときに画像を作ることができる。
【００５３】再生メモリ及びタイムベース補正器５０か
らのデータは、エントロピー復号器５２に供給され、そ
こでエントロピー符号化器４２によって加えられた符号
化処理と相補的なやり方で復号される。エントロピー復
号器５２は、データがどの周波数成分から発しているか
に応じて選択可能な復号表を用いる。
らのデータは、エントロピー復号器５２に供給され、そ
こでエントロピー符号化器４２によって加えられた符号
化処理と相補的なやり方で復号される。エントロピー復
号器５２は、データがどの周波数成分から発しているか
に応じて選択可能な復号表を用いる。
【００５４】エントロピー復号器５２の出力は非量子化
器５４に供給され、この非量子化器は、量子化器４０に
より処理された周波数成分に対して適用されたものと相
補的な非量子化段幅を用いて、復号されたデータを非量
子化する。非量子化器５４の出力は、マルチプレクサ
（並直列変換器）５６に供給され、そこで、４つのチャ
ンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが結合されてエラー隠蔽ユニット
５８に送られる。エラー隠蔽ユニット５８は、周囲の値
から補間置換値を選択する方法を用いて、チャンネル復
号器４８がエラーとしてフラグを付したサンプルがある
とき、そのエラー隠蔽を行う。この方法は、隠蔽しよう
とするエラーがどの周波数成分の中にあるかに応じて適
合させることができる。
器５４に供給され、この非量子化器は、量子化器４０に
より処理された周波数成分に対して適用されたものと相
補的な非量子化段幅を用いて、復号されたデータを非量
子化する。非量子化器５４の出力は、マルチプレクサ
（並直列変換器）５６に供給され、そこで、４つのチャ
ンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが結合されてエラー隠蔽ユニット
５８に送られる。エラー隠蔽ユニット５８は、周囲の値
から補間置換値を選択する方法を用いて、チャンネル復
号器４８がエラーとしてフラグを付したサンプルがある
とき、そのエラー隠蔽を行う。この方法は、隠蔽しよう
とするエラーがどの周波数成分の中にあるかに応じて適
合させることができる。
【００５５】エラー隠蔽ユニットの出力はさざ波再
（構）成ユニット６０に供給され、そこで、さざ波デシ
メーション・ユニット３６の周波数分離フィルタに相補
的な補間フィルタ・アレイにより、空間周波数領域から
空間領域にデータが変換される。さざ波再成ユニット６
０の出力６２は、空間領域における再成画像である。
（構）成ユニット６０に供給され、そこで、さざ波デシ
メーション・ユニット３６の周波数分離フィルタに相補
的な補間フィルタ・アレイにより、空間周波数領域から
空間領域にデータが変換される。さざ波再成ユニット６
０の出力６２は、空間領域における再成画像である。
【００５６】図１２は、画像がデータブロックに分割さ
れ、図１１の磁気テープ４６に記録されるデータブロッ
クの形式を示す。該データブロックは、２バイトの固定
同期化パターン６４、２バイトのチャンネル識別子６６
（データがＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのどのチャンネルからのもの
かを示す。）、４バイトのエントロピー符号化識別子６
８（次のビデオデータ７０にどのエントロピー符号化表
を用いたかを示す。）を含む。エントロピー符号化識別
子６８はまた、次のデータの空間周波数内の位置を特定
し、次のビデオデータ７０に用いた量子化段幅を暗黙裡
に特定する。ビデオデータは長さが約１２０バイトであ
り、図１２のブロック内にある８バイトのエラー訂正デ
ータ７２がこれに続いている。
れ、図１１の磁気テープ４６に記録されるデータブロッ
クの形式を示す。該データブロックは、２バイトの固定
同期化パターン６４、２バイトのチャンネル識別子６６
（データがＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのどのチャンネルからのもの
かを示す。）、４バイトのエントロピー符号化識別子６
８（次のビデオデータ７０にどのエントロピー符号化表
を用いたかを示す。）を含む。エントロピー符号化識別
子６８はまた、次のデータの空間周波数内の位置を特定
し、次のビデオデータ７０に用いた量子化段幅を暗黙裡
に特定する。ビデオデータは長さが約１２０バイトであ
り、図１２のブロック内にある８バイトのエラー訂正デ
ータ７２がこれに続いている。
【００５７】図１２のブロック構造はブロックを互いに
独立のものとし、データブロックの一部しか再生されな
いとき（例えばシャトル再生時）でも、データブロック
は復号され図１１の再生メモリ及びタイムベース補正器
５０内の適正位置に配置される。以上、本発明の実施例
について詳細に説明したが、本発明は、これに限らず、
特許請求の範囲に記載した発明の要旨内において種々の
変形、変更をすることができるものである。
独立のものとし、データブロックの一部しか再生されな
いとき（例えばシャトル再生時）でも、データブロック
は復号され図１１の再生メモリ及びタイムベース補正器
５０内の適正位置に配置される。以上、本発明の実施例
について詳細に説明したが、本発明は、これに限らず、
特許請求の範囲に記載した発明の要旨内において種々の
変形、変更をすることができるものである。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮解除時に余り画質
が低下しない高度のデータ圧縮を達成することができ
る。
が低下しない高度のデータ圧縮を達成することができ
る。
【図１】２次元空間周波数領域における均一なサブバン
ド成分に変換された画像を示す図である。
ド成分に変換された画像を示す図である。
【図２】種々の空間周波数ｆs の輝度に対する相対的人
間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
【図３】種々の空間周波数ｆs の色に対する相対的人間
視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
【図４】２次元空間周波数領域における不均一な周波数
成分に変換（さざ波符号化）された画像を示す図であ
る。
成分に変換（さざ波符号化）された画像を示す図であ
る。
【図５】図４の画像への２段周波数分離過程を示す図で
ある。
ある。
【図６】図４の１次及び２次成分に適用する相対的量子
化段幅を示す図である。
化段幅を示す図である。
【図７】図６の量子化段幅値の作成に使用する量子化段
幅の変化を示す曲線図である。
幅の変化を示す曲線図である。
【図８】不均一周波数分離に用いる分岐階層構造の低及
び高域通過フィルタを示す略図である。
び高域通過フィルタを示す略図である。
【図９】周波数分離手段の例を示す図である。
【図１０】周波数分離手段の他の例を示す図である。
【図１１】本発明ビデオデータ圧縮装置を用いたビデオ
データ記録再生装置を示すブロック図である。
データ記録再生装置を示すブロック図である。
【図１２】図１１の装置により記録再生されるデータブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
３４ 入力ビデオデータ ３６ 周波数分離手段 ３８ デマルチプレクサ ４０ 量子化器 ４２ エントロピー符号化器 ５２ エントロピー復号器 ５４ 非量子化器 ５６ マルチプレクサ ６０ 周波数結合手段
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ビデオデータ圧縮及び復号方式
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオデータ圧縮の分
野に関するものである。もっと詳しくいえば、本発明
は、周波数分離及び量子化を用いるビデオデータ圧縮の
分野に関する。
野に関するものである。もっと詳しくいえば、本発明
は、周波数分離及び量子化を用いるビデオデータ圧縮の
分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】英国特許出願公開ＧＢ−Ａ−２２５１７
５６（ソニー・ブロードキャスト・アンド・コミュニケ
ーションズ・リミテッド）には、データ圧縮処理の一部
としてサブバンド（分割帯域）周波数分離及び量子化を
用いる装置が記載されている。サブバンド周波数分離
は、ビデオデータを２次元空間周波数領域内の均一な大
きさの空間周波数成分に非相関化するのに使用される。
空間周波数成分データはそれから量子化処理を受け、人
間の視覚が余り感じない空間周波数を表すデータが、他
の空間周波数成分データより大きく量子化される。各空
間周波数成分に加えられる量子化度は、種々の空間周波
数に対する人間の視覚感度を実験的に定めることによっ
て選定される。大まかにいえば、低い空間周波数成分
は、高い空間周波数成分より大きくは量子化されない。
５６（ソニー・ブロードキャスト・アンド・コミュニケ
ーションズ・リミテッド）には、データ圧縮処理の一部
としてサブバンド（分割帯域）周波数分離及び量子化を
用いる装置が記載されている。サブバンド周波数分離
は、ビデオデータを２次元空間周波数領域内の均一な大
きさの空間周波数成分に非相関化するのに使用される。
空間周波数成分データはそれから量子化処理を受け、人
間の視覚が余り感じない空間周波数を表すデータが、他
の空間周波数成分データより大きく量子化される。各空
間周波数成分に加えられる量子化度は、種々の空間周波
数に対する人間の視覚感度を実験的に定めることによっ
て選定される。大まかにいえば、低い空間周波数成分
は、高い空間周波数成分より大きくは量子化されない。
【０００３】１９９１年６月発行の「ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ」第１巻第２号１７４〜１８３頁に所載のＨａ
ｍｉｄ Ｇｈａｒａｖｉによる「Ｓｕｂ ｂａｎｄ Ｃ
ｏｄｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅ
ｏ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ：Ｖｉｄｅｏｐｈｏｎｅ
ｔｏ ＨＤＴＶ−Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ」に、もう
１つのビデオデータ圧縮装置が記載されている。これ
は、上述のものと異なり、データを２次元空間周波数領
域内の不均一な大きさのサブバンド成分に分離するビデ
オ圧縮装置である。この形式の周波数分離は、「ウェー
ブレット」符号化とも呼ばれている。その周波数分離さ
れたデータは、量子化器を介してバッファメモリに送ら
れる。このバッファメモリは、圧縮データが連続的にロ
ードされ、該データが送信のため読出されるとき連続的
に空（から）になる。量子化度は、バッファメモリ内の
予備容量に基き、バッファメモリのオーバーフロー又は
アンダーフローが生じないように制御される。
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ」第１巻第２号１７４〜１８３頁に所載のＨａ
ｍｉｄ Ｇｈａｒａｖｉによる「Ｓｕｂ ｂａｎｄ Ｃ
ｏｄｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅ
ｏ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ：Ｖｉｄｅｏｐｈｏｎｅ
ｔｏ ＨＤＴＶ−Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ」に、もう
１つのビデオデータ圧縮装置が記載されている。これ
は、上述のものと異なり、データを２次元空間周波数領
域内の不均一な大きさのサブバンド成分に分離するビデ
オ圧縮装置である。この形式の周波数分離は、「ウェー
ブレット」符号化とも呼ばれている。その周波数分離さ
れたデータは、量子化器を介してバッファメモリに送ら
れる。このバッファメモリは、圧縮データが連続的にロ
ードされ、該データが送信のため読出されるとき連続的
に空（から）になる。量子化度は、バッファメモリ内の
予備容量に基き、バッファメモリのオーバーフロー又は
アンダーフローが生じないように制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ビデオデータ圧縮装置
の変わらぬ目標は、圧縮された信号を復号したとき画質
が余り低下しない高度のデータ圧縮を達成することであ
る。一般的にいえば、圧縮度が高いほど、復号時の画像
の劣化が大きい。もっと具体的にいえば、大きい量子化
を用いる（即ち、量子化の段の幅を大きくする）と圧縮
度を大きくすることができるが、量子化は非可逆的な処
理であるので、圧縮度を大きくすると復号したとき画像
の劣化がひどくなる。したがって、本発明の課題は、復
号時に画質がさほど低下しない高度のデータ圧縮を達成
することである。
の変わらぬ目標は、圧縮された信号を復号したとき画質
が余り低下しない高度のデータ圧縮を達成することであ
る。一般的にいえば、圧縮度が高いほど、復号時の画像
の劣化が大きい。もっと具体的にいえば、大きい量子化
を用いる（即ち、量子化の段の幅を大きくする）と圧縮
度を大きくすることができるが、量子化は非可逆的な処
理であるので、圧縮度を大きくすると復号したとき画像
の劣化がひどくなる。したがって、本発明の課題は、復
号時に画質がさほど低下しない高度のデータ圧縮を達成
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、一面
からみて、次のような構成要素を有するビデオデータ圧
縮装置を提供する。 （ｉ）入力ビデオデータを、各々が該入力ビデオデータ
内の或る範囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成
分に、Ｍ個の周波数分離段を用いて周波数分離すると共
に、各々が上記入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周
波数内容を表す複数の２次成分に、Ｍより大きいＮ個の
周波数分離段を用いて周波数分離する手段、（ii）上記
１次成分の各々を１次量子化段幅Ｑ1 で量子化すると共
に、上記２次成分の各々を２次量子化段幅Ｑ2 で量子化
する量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ 2 はほぼ次式により
与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）。
からみて、次のような構成要素を有するビデオデータ圧
縮装置を提供する。 （ｉ）入力ビデオデータを、各々が該入力ビデオデータ
内の或る範囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成
分に、Ｍ個の周波数分離段を用いて周波数分離すると共
に、各々が上記入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周
波数内容を表す複数の２次成分に、Ｍより大きいＮ個の
周波数分離段を用いて周波数分離する手段、（ii）上記
１次成分の各々を１次量子化段幅Ｑ1 で量子化すると共
に、上記２次成分の各々を２次量子化段幅Ｑ2 で量子化
する量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ 2 はほぼ次式により
与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）。
【０００６】本発明は、エラー（例えば、量子化によっ
て生じる正しい値からの逸脱）による映像の知覚される
劣化が、空間領域において復号された映像を発生するた
めにエラーに施す補間段の数によって決まることを認識
し、これを利用するものである。１つの補間段は、水平
及び垂直の両方向にデータを周波数分離する動作をする
ものと考えられる。上記英国特許出願公開ＧＢ−Ａ−２
２５１７５６に記載のように、同じ大きさの６４サブバ
ンド成分の場合、各サブバンド成分は３つの周波数結合
（補間）段（３水平及び３垂直）を経て再び空間領域に
変換される。これらの各段において何かエラーがある
と、これが映像再構成時に広がることになる。
て生じる正しい値からの逸脱）による映像の知覚される
劣化が、空間領域において復号された映像を発生するた
めにエラーに施す補間段の数によって決まることを認識
し、これを利用するものである。１つの補間段は、水平
及び垂直の両方向にデータを周波数分離する動作をする
ものと考えられる。上記英国特許出願公開ＧＢ−Ａ−２
２５１７５６に記載のように、同じ大きさの６４サブバ
ンド成分の場合、各サブバンド成分は３つの周波数結合
（補間）段（３水平及び３垂直）を経て再び空間領域に
変換される。これらの各段において何かエラーがある
と、これが映像再構成時に広がることになる。
【０００７】種々の周波数成分が異なる数の分離段を受
け、従って異なる数の結合段が必要となるような周波数
分離の場合、与えられた成分における特定のエラーの影
響は変化するので、これをもっとよい総合的圧縮を達成
するのに利用できる。もっと詳しくいうと、受ける結合
段の数が少ない周波数成分は、受ける結合段の数が多い
周波数成分よりもっと大きく量子化できるということで
ある。上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に記載のように、
量子化度は実際に周波数成分によって既に変えられてい
るが、この周波数成分による量子化度の変更を、各周波
数成分が受ける結合段の相対的な数を考えに入れて、更
に修正する。
け、従って異なる数の結合段が必要となるような周波数
分離の場合、与えられた成分における特定のエラーの影
響は変化するので、これをもっとよい総合的圧縮を達成
するのに利用できる。もっと詳しくいうと、受ける結合
段の数が少ない周波数成分は、受ける結合段の数が多い
周波数成分よりもっと大きく量子化できるということで
ある。上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に記載のように、
量子化度は実際に周波数成分によって既に変えられてい
るが、この周波数成分による量子化度の変更を、各周波
数成分が受ける結合段の相対的な数を考えに入れて、更
に修正する。
【０００８】上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６では、周波
数成分による量子化の変更は、当該周波数成分の空間周
波数特性における相対的人間視覚感度に反比例してい
る。本発明の具体構成では、この関係を、特定の周波数
成分が受ける周波数分離段、したがって周波数結合段の
数によって決まるそれぞれの定数Ｋ1 及びＫ2 （Ｋ1 ＞
Ｋ2 ）に量子化が比例するように修正する。
数成分による量子化の変更は、当該周波数成分の空間周
波数特性における相対的人間視覚感度に反比例してい
る。本発明の具体構成では、この関係を、特定の周波数
成分が受ける周波数分離段、したがって周波数結合段の
数によって決まるそれぞれの定数Ｋ1 及びＫ2 （Ｋ1 ＞
Ｋ2 ）に量子化が比例するように修正する。
【０００９】本発明によれば、所定の圧縮度に対する復
号画質の改善、或いは所定の復号画質に対する圧縮度の
向上が可能となる。周波数分離及び量子化をエントロピ
ー符号化、例えばラン・レングス符号化に続くハフマン
符号化と組合せたビデオ圧縮装置は公知である。本発明
の好適な具体構成では、上記量子化器から出力される量
子化された１次及び２次成分データを複数の符号化表の
選択した１つでエントロピー符号化するエントロピー符
号化器を設ける。
号画質の改善、或いは所定の復号画質に対する圧縮度の
向上が可能となる。周波数分離及び量子化をエントロピ
ー符号化、例えばラン・レングス符号化に続くハフマン
符号化と組合せたビデオ圧縮装置は公知である。本発明
の好適な具体構成では、上記量子化器から出力される量
子化された１次及び２次成分データを複数の符号化表の
選択した１つでエントロピー符号化するエントロピー符
号化器を設ける。
【００１０】使用するエントロピー符号化表を処理する
周波数成分に特別に合せると、有利な圧縮度の増加を達
成できる。
周波数成分に特別に合せると、有利な圧縮度の増加を達
成できる。
【００１１】入力ビデオデータを周波数分離する手段
は、色々な形を取ることができるであろう。しかし、上
記の２次成分を１つ以上の１次成分を更に分離すること
によって作成できれば、特に好都合である。
は、色々な形を取ることができるであろう。しかし、上
記の２次成分を１つ以上の１次成分を更に分離すること
によって作成できれば、特に好都合である。
【００１２】種々の空間周波数ｆs における相対的人間
視覚感度Ｒ（ｆs ）は、複数の試験対象について測定し
実験的に決定した量である。しかし、本発明の好適な具
体構成では、Ｒ（ｆs ）をほぼ次式によって与えたと
き、よい結果が得られた。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊（ｅ-c.fs ＋（0.33＊ｅ-0.33.c.fs)) ただし、０．８＜ａ＜１．２、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．３＜ｃ＜０．５。
視覚感度Ｒ（ｆs ）は、複数の試験対象について測定し
実験的に決定した量である。しかし、本発明の好適な具
体構成では、Ｒ（ｆs ）をほぼ次式によって与えたと
き、よい結果が得られた。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊（ｅ-c.fs ＋（0.33＊ｅ-0.33.c.fs)) ただし、０．８＜ａ＜１．２、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．３＜ｃ＜０．５。
【００１３】上記人間視覚感度Ｒ（ｆs ）は、輝度ビデ
オデータに対して用いるとき、またａ＝１．０，ｂ＝
１．６及びｃ＝０．４のときに特に適している。
オデータに対して用いるとき、またａ＝１．０，ｂ＝
１．６及びｃ＝０．４のときに特に適している。
【００１４】代替策として、Ｒ（ｆs ）がほぼ次式によ
り与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．１５＜ａ＜１．５５、１．４ ＜ｂ＜１．
８、及び０．２５＜ｃ＜０．４５。この代替策は、青色
差色ビデオデータに対して用いるとき、またａ＝１．３
５，ｂ＝１．６及びｃ＝０．３５のとき特に適してい
る。
り与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．１５＜ａ＜１．５５、１．４ ＜ｂ＜１．
８、及び０．２５＜ｃ＜０．４５。この代替策は、青色
差色ビデオデータに対して用いるとき、またａ＝１．３
５，ｂ＝１．６及びｃ＝０．３５のとき特に適してい
る。
【００１５】他の代替策として、Ｒ（ｆs ）がほぼ次式
により与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．５＜ａ＜１．９、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．５＜ｃ＜０．７。この代替策は、赤色差色ビデオ
データに対して用いるとき、またａ＝１．７，ｂ＝１．
６及びｃ＝０．６のとき特に適している。
により与えられるときも、よい結果が得られる。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．５＜ａ＜１．９、１．４＜ｂ＜１．８、及
び０．５＜ｃ＜０．７。この代替策は、赤色差色ビデオ
データに対して用いるとき、またａ＝１．７，ｂ＝１．
６及びｃ＝０．６のとき特に適している。
【００１６】人間の眼は、青色差信号に対して赤色差信
号及び輝度信号に対するよりも感度が落ちる。これを利
用して、青色差信号を一層大きく量子化し、復号時に過
度の画質低下を生じることなく一層大きな圧縮を達成す
ることができる。しかし、装置の中には、人間が見る直
接表示以外の幾つかの処理、例えば下流（あと処理）で
のクロマキーイングのために、青色差信号又はその情報
内容を使用したいものがある。この場合は、青色差解像
度を、他の場合にはその相対的人間視覚感度によりよい
とされる以上に保存することが望ましい。
号及び輝度信号に対するよりも感度が落ちる。これを利
用して、青色差信号を一層大きく量子化し、復号時に過
度の画質低下を生じることなく一層大きな圧縮を達成す
ることができる。しかし、装置の中には、人間が見る直
接表示以外の幾つかの処理、例えば下流（あと処理）で
のクロマキーイングのために、青色差信号又はその情報
内容を使用したいものがある。この場合は、青色差解像
度を、他の場合にはその相対的人間視覚感度によりよい
とされる以上に保存することが望ましい。
【００１７】上述より分かるように、この圧縮技法は、
輝度ビデオデータ及び色ビデオデータのどちらか一方又
は両方を圧縮するのに使用できる。その場合、上記の人
間視覚感度と空間周波数との関係のうち適切なものを使
用する。
輝度ビデオデータ及び色ビデオデータのどちらか一方又
は両方を圧縮するのに使用できる。その場合、上記の人
間視覚感度と空間周波数との関係のうち適切なものを使
用する。
【００１８】周波数分離段の数Ｍ及びＮは変えることが
できるが、Ｍ＝１及びＮ＝２が望ましいことが分かっ
た。実際上、周波数分離及び補間の各段にエラーが生じ
るが、Ｍ＝１，Ｎ＝２のときに、改善された非相関化と
それに含まれる段数との間によいバランスが得られる。
できるが、Ｍ＝１及びＮ＝２が望ましいことが分かっ
た。実際上、周波数分離及び補間の各段にエラーが生じ
るが、Ｍ＝１，Ｎ＝２のときに、改善された非相関化と
それに含まれる段数との間によいバランスが得られる。
【００１９】上述のように、受ける周波数分離、したが
って後続の周波数結合の段数が少ない周波数成分は、そ
の他の成分より大きく量子化してもよい。Ｋ1 ／Ｋ2 が
ほぼ２に等しい具体構成を用いると特によいことが分か
った。
って後続の周波数結合の段数が少ない周波数成分は、そ
の他の成分より大きく量子化してもよい。Ｋ1 ／Ｋ2 が
ほぼ２に等しい具体構成を用いると特によいことが分か
った。
【００２０】上述したように、１次及び２次成分の数は
変わりうるが、好適な具体構成では、周波数分離手段は
入力ビデオデータを、該ビデオデータの高い空間周波数
部分を表す３つの１次成分と、上記ビデオデータの低い
空間周波数部分を表す４つの２次成分とに分離するのが
都合がよいことが判明した。
変わりうるが、好適な具体構成では、周波数分離手段は
入力ビデオデータを、該ビデオデータの高い空間周波数
部分を表す３つの１次成分と、上記ビデオデータの低い
空間周波数部分を表す４つの２次成分とに分離するのが
都合がよいことが判明した。
【００２１】また、１次及び２次成分の外に他の成分が
あってもよく、例えば３段「ウェーブレット」符号化で
は、１次、２次及び３次成分がある。この技法の意義
は、種々の度合の分離を受ける成分に適切な量子化を施
す点にある。
あってもよく、例えば３段「ウェーブレット」符号化で
は、１次、２次及び３次成分がある。この技法の意義
は、種々の度合の分離を受ける成分に適切な量子化を施
す点にある。
【００２２】２次成分が受ける余計な周波数分離段のた
め空間周波数領域におけるデータ量が増加することを防
ぐため、１次成分は２次成分より高い空間解像度をもつ
ものとする。３つの１次成分及び４つの２次成分を用い
る好適な具体構成では、１次成分が２次成分の２倍の空
間解像度をもつようにするのが好都合である。
め空間周波数領域におけるデータ量が増加することを防
ぐため、１次成分は２次成分より高い空間解像度をもつ
ものとする。３つの１次成分及び４つの２次成分を用い
る好適な具体構成では、１次成分が２次成分の２倍の空
間解像度をもつようにするのが好都合である。
【００２３】上述のとおり、分離手段は種々の方法で構
成できる。しかし、好適な具体構成では、分離手段は、
分岐階層構造の低及び高域通過フィルタより成るものが
よい。かようなフィルタは、同時係属中の英国特許出願
第９１１１７８２．０号（ソニー・ブロードキャスト・
アンド・コミュニケーションズ・リミテッド）に記載さ
れているように、いわゆる「完全な」再成を与えること
ができる。低及び高域通過フィルタを構成する効果的な
方法は、これらのフィルタを相補的な有限インパルス応
答フィルタで構成することである。
成できる。しかし、好適な具体構成では、分離手段は、
分岐階層構造の低及び高域通過フィルタより成るものが
よい。かようなフィルタは、同時係属中の英国特許出願
第９１１１７８２．０号（ソニー・ブロードキャスト・
アンド・コミュニケーションズ・リミテッド）に記載さ
れているように、いわゆる「完全な」再成を与えること
ができる。低及び高域通過フィルタを構成する効果的な
方法は、これらのフィルタを相補的な有限インパルス応
答フィルタで構成することである。
【００２４】本発明は、他の面からみて、ビデオデータ
復号装置を提供する。その装置は、（ｉ）各々が入力ビ
デオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す１つ以
上の１次成分の各々を、１次逆量子化段幅Ｑ1 で逆量子
化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波
数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次逆量子化段
幅Ｑ2 で逆量子化する逆量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ
2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）と、
（ii）上記の逆量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の逆量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合する手段とを具える。
復号装置を提供する。その装置は、（ｉ）各々が入力ビ
デオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す１つ以
上の１次成分の各々を、１次逆量子化段幅Ｑ1 で逆量子
化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波
数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次逆量子化段
幅Ｑ2 で逆量子化する逆量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ
2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）と、
（ii）上記の逆量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の逆量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合する手段とを具える。
【００２５】前述したように、本装置の総合性能は、エ
ントロピー符号化を使用する場合によくなる。したがっ
て、復号装置は、圧縮データを複数の復号表の選択した
１つで量子化１次成分及び量子化２次成分にエントロピ
ー復号するエントロピー復号器を有するのがよい。こう
して、符号化及び相補的な復号表を、処理される特定の
成分に適合させることができる。
ントロピー符号化を使用する場合によくなる。したがっ
て、復号装置は、圧縮データを複数の復号表の選択した
１つで量子化１次成分及び量子化２次成分にエントロピ
ー復号するエントロピー復号器を有するのがよい。こう
して、符号化及び相補的な復号表を、処理される特定の
成分に適合させることができる。
【００２６】本発明のビデオデータ圧縮及び復号装置
は、種々の異なる状況で使用できる。詳しくいうと、ビ
デオデータ圧縮及び復号は、２地点間送信及びビデオ会
議のような分野に適用される。しかし、本発明は特に、
画質を過度に低下させないで記憶媒体の実行時間を増す
ために、データ圧縮の改善を必要とするビデオデータ記
録及び再生装置に適用しようとするものである。
は、種々の異なる状況で使用できる。詳しくいうと、ビ
デオデータ圧縮及び復号は、２地点間送信及びビデオ会
議のような分野に適用される。しかし、本発明は特に、
画質を過度に低下させないで記憶媒体の実行時間を増す
ために、データ圧縮の改善を必要とするビデオデータ記
録及び再生装置に適用しようとするものである。
【００２７】かような記録及び再生装置では、記録媒体
などが不完全なために幾らかデータ損失を生じるのが普
通である。このような状況において、これらのエラーの
眼に見える影響は、次のような構成要素を含む好適な具
体構成によって軽減することができる。それは、多チャ
ンネル記録再生ヘッドと、上記１次成分及び２次成分の
各々の中にある隣接サンプルを異なる記録チャンネルに
分配するデマルチプレクサ（直並列変換器）と、異なる
再生チャンネルからのサンプルを結合して上記１次及び
２次成分の各々を再構成するマルチプレクサ（並直列変
換器）とを具えるビデオデータ記録再生装置である。
などが不完全なために幾らかデータ損失を生じるのが普
通である。このような状況において、これらのエラーの
眼に見える影響は、次のような構成要素を含む好適な具
体構成によって軽減することができる。それは、多チャ
ンネル記録再生ヘッドと、上記１次成分及び２次成分の
各々の中にある隣接サンプルを異なる記録チャンネルに
分配するデマルチプレクサ（直並列変換器）と、異なる
再生チャンネルからのサンプルを結合して上記１次及び
２次成分の各々を再構成するマルチプレクサ（並直列変
換器）とを具えるビデオデータ記録再生装置である。
【００２８】上記成分内の隣接サンプルの直並列変換
と、これらの成分が空間領域ではなく空間周波数領域内
のものであることを組合せる（即ち、ウェーブレット符
号化のあと直並列変換する）と、万一エラーが生じて
も、エラーの可視的影響を軽減しながら符号化効率を保
持できる効果がある。
と、これらの成分が空間領域ではなく空間周波数領域内
のものであることを組合せる（即ち、ウェーブレット符
号化のあと直並列変換する）と、万一エラーが生じて
も、エラーの可視的影響を軽減しながら符号化効率を保
持できる効果がある。
【００２９】データの一部しか取出せないシャトル再生
のような状況で画像の再構成をよくするため、圧縮デー
タを、各データブロックが該ブロック内の圧縮データに
関する空間周波数領域位置を特定する見出しを含むデー
タブロックにフォーマット変換するフォーマッタを設け
るのがよい。これらのデータブロックは、当該ブロック
に対するエラー訂正データを各ブロックに含めることに
より、更に独立的なものにすることができる。
のような状況で画像の再構成をよくするため、圧縮デー
タを、各データブロックが該ブロック内の圧縮データに
関する空間周波数領域位置を特定する見出しを含むデー
タブロックにフォーマット変換するフォーマッタを設け
るのがよい。これらのデータブロックは、当該ブロック
に対するエラー訂正データを各ブロックに含めることに
より、更に独立的なものにすることができる。
【００３０】本発明は、更に他の面からみて、ビデオデ
ータ圧縮方法を提供する。この方法は、（ｉ）入力ビデ
オデータを、各々が該入力ビデオデータ内の或る範囲の
空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分にＭ個の周波
数分離段を用いて周波数分離すると共に、各々が上記入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複
数の２次成分にＭより大きいＮ個の周波数分離段を用い
て周波数分離すること、（ii）上記１次成分の各々を１
次量子化段幅Ｑ1 で量子化し、上記２次成分の各々を２
次量子化段幅Ｑ2 で量子化すること（ただし、Ｑ1 及び
Ｑ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化する１次成分を表す空間
周波数、ｆ2 は量子化する２次成分を表す空間周波数、
Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）の各ステ
ップを含む。
ータ圧縮方法を提供する。この方法は、（ｉ）入力ビデ
オデータを、各々が該入力ビデオデータ内の或る範囲の
空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分にＭ個の周波
数分離段を用いて周波数分離すると共に、各々が上記入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複
数の２次成分にＭより大きいＮ個の周波数分離段を用い
て周波数分離すること、（ii）上記１次成分の各々を１
次量子化段幅Ｑ1 で量子化し、上記２次成分の各々を２
次量子化段幅Ｑ2 で量子化すること（ただし、Ｑ1 及び
Ｑ2 はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化する１次成分を表す空間
周波数、ｆ2 は量子化する２次成分を表す空間周波数、
Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）の各ステ
ップを含む。
【００３１】本発明は、なお他の面からみて、ビデオデ
ータ復号方法を提供する。その方法は、（ｉ）各々が入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す１
つ以上の１次成分の各々を、１次逆量子化段幅Ｑ1 で逆
量子化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲の空間
周波数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次逆量子
化段幅Ｑ2 で逆量子化すること（ただし、Ｑ1 及びＱ2
はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）、
（ii）上記の逆量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の逆量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合することの各ステップ
を含む。
ータ復号方法を提供する。その方法は、（ｉ）各々が入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す１
つ以上の１次成分の各々を、１次逆量子化段幅Ｑ1 で逆
量子化し、各々が入力ビデオデータ内の或る範囲の空間
周波数内容を表す複数の２次成分の各々を、２次逆量子
化段幅Ｑ2 で逆量子化すること（ただし、Ｑ1 及びＱ2
はほぼ次式により与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、ｆs は視角度当たりのサイクルで表
した空間周波数、ｆ1 は量子化された１次成分を表す空
間周波数、ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波
数、Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ）を表す。）、
（ii）上記の逆量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の逆量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合することの各ステップ
を含む。
【００３２】
【実施例】以下、図面により本発明を具体的に説明す
る。図１は、２次元空間周波数領域における均一なサブ
バンド（分割帯域）成分に変換された画像を示す図であ
る。この画像は、８×８成分に変換されている。この成
分のアレイ内で右方向又は下方向に行くに従い、空間周
波数は増加する。左上隅の成分２は、画像のほぼＤＣ内
容に対応する。一般的にいえば、圧縮処理をしなくて
も、低周波数成分には高周波数成分より多くの情報が含
まれている。圧縮処理をすると、高周波数成分の情報内
容は低周波数成分に比べ更に減少する。この非相関化
は、引続きラン・レングス符号化及びエントロピー符号
化のような技法を適用することにより、効率的な符号化
を達成するのに使用する。図１に示すような周波数分離
技法を用いる装置は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に
もっと詳しく記載されている。
る。図１は、２次元空間周波数領域における均一なサブ
バンド（分割帯域）成分に変換された画像を示す図であ
る。この画像は、８×８成分に変換されている。この成
分のアレイ内で右方向又は下方向に行くに従い、空間周
波数は増加する。左上隅の成分２は、画像のほぼＤＣ内
容に対応する。一般的にいえば、圧縮処理をしなくて
も、低周波数成分には高周波数成分より多くの情報が含
まれている。圧縮処理をすると、高周波数成分の情報内
容は低周波数成分に比べ更に減少する。この非相関化
は、引続きラン・レングス符号化及びエントロピー符号
化のような技法を適用することにより、効率的な符号化
を達成するのに使用する。図１に示すような周波数分離
技法を用いる装置は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に
もっと詳しく記載されている。
【００３３】図２は、種々の空間周波数ｆs の輝度に対
する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図であ
る。空間周波数ｆs は、ビデオ画像再生装置からの目視
距離と無関係にするため、視角度当たりのサイクルで測
定されている。相対的視覚感度Ｒ（ｆs ）は、与えられ
た空間周波数における輝度を目視者によって知覚される
まで大きさを増してゆく閾型の試験方法を用いて、実験
的に決定する。
する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図であ
る。空間周波数ｆs は、ビデオ画像再生装置からの目視
距離と無関係にするため、視角度当たりのサイクルで測
定されている。相対的視覚感度Ｒ（ｆs ）は、与えられ
た空間周波数における輝度を目視者によって知覚される
まで大きさを増してゆく閾型の試験方法を用いて、実験
的に決定する。
【００３４】図３は、図２と同様な、種々の空間周波数
ｆs における色に対する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）
を示す。色信号としては、Ｂ−Ｙ又はＲ−Ｙ色差信号で
よい。色に対する相対的人間視覚感度は、低空間周波数
で鮮明なピークがあり、高空間周波数に向かうと急激に
ゼロに低下していることが分かるであろう。
ｆs における色に対する相対的人間視覚感度Ｒ（ｆs ）
を示す。色信号としては、Ｂ−Ｙ又はＲ−Ｙ色差信号で
よい。色に対する相対的人間視覚感度は、低空間周波数
で鮮明なピークがあり、高空間周波数に向かうと急激に
ゼロに低下していることが分かるであろう。
【００３５】図２及び３は共に、１次元における種々の
空間周波数（視角度当たりのサイクルで与えられる）に
対する相対的人間視覚感度の変化を示している。この相
対的人間視覚感度の２次元空間周波数へのマッピング面
は、図２及び３の各曲線をＲ（ｆs ）軸の周りに回転さ
せることによって得られる。図３のＡはＲ−Ｙ色差感度
を、図３のＢはＢ−Ｙ色差感度を示す。Ｒ−Ｙ感度の大
きさは、上述の実験的に定めた関係と一致してＢ−Ｙ感
度のそれより大きい。
空間周波数（視角度当たりのサイクルで与えられる）に
対する相対的人間視覚感度の変化を示している。この相
対的人間視覚感度の２次元空間周波数へのマッピング面
は、図２及び３の各曲線をＲ（ｆs ）軸の周りに回転さ
せることによって得られる。図３のＡはＲ−Ｙ色差感度
を、図３のＢはＢ−Ｙ色差感度を示す。Ｒ−Ｙ感度の大
きさは、上述の実験的に定めた関係と一致してＢ−Ｙ感
度のそれより大きい。
【００３６】図４は、２次元空間周波数領域における不
均一な周波数成分に変換（ウェーブレット符号化）され
た画像を示す。この画像は、３つの１次成分（成分４，
５，６）及び４つの２次成分（成分０．１，２，３）に
変換されている。成分０は、図１のＤＣサブバンド２に
対応する。各２次成分は、空間周波数領域における各１
次成分区域の１／４を占める。変換画像の右方向及び下
方向に行くに従い、空間周波数が増加する。１次成分
は、１段の周波数分離を受けたあと１段の周波数結合を
受けるが、２次成分は、２段の周波数分離を受けたあと
２段の周波数結合を受ける。
均一な周波数成分に変換（ウェーブレット符号化）され
た画像を示す。この画像は、３つの１次成分（成分４，
５，６）及び４つの２次成分（成分０．１，２，３）に
変換されている。成分０は、図１のＤＣサブバンド２に
対応する。各２次成分は、空間周波数領域における各１
次成分区域の１／４を占める。変換画像の右方向及び下
方向に行くに従い、空間周波数が増加する。１次成分
は、１段の周波数分離を受けたあと１段の周波数結合を
受けるが、２次成分は、２段の周波数分離を受けたあと
２段の周波数結合を受ける。
【００３７】図５は、図４の画像への２段周波数分離過
程を示す。空間領域における画像４はまず、水平及び垂
直の両方向において相補的な低及び高域通過ろ波を受
け、空間周波数領域６における４つの１次サブバンドに
分割される（第１段）。最も低い周波数成分８は、図１
及び４のＤＣ成分２に対応する。
程を示す。空間領域における画像４はまず、水平及び垂
直の両方向において相補的な低及び高域通過ろ波を受
け、空間周波数領域６における４つの１次サブバンドに
分割される（第１段）。最も低い周波数成分８は、図１
及び４のＤＣ成分２に対応する。
【００３８】最低周波数成分８のみ更に、水平及び垂直
の両方向に低及び高域通過フィルタによる分割を受け、
４つの２次成分になる（第２段）。最低周波数成分８以
外の１次成分（図４の成分４，５，６）は、第２段の間
そのままである。
の両方向に低及び高域通過フィルタによる分割を受け、
４つの２次成分になる（第２段）。最低周波数成分８以
外の１次成分（図４の成分４，５，６）は、第２段の間
そのままである。
【００３９】低及び高域通過ろ波による空間周波数分離
は、異なる領域にある特定の画像内容を表すデータ値の
数を一定に維持するための、サンプルデータのデシメー
ション（サブサンプリング）を含む。
は、異なる領域にある特定の画像内容を表すデータ値の
数を一定に維持するための、サンプルデータのデシメー
ション（サブサンプリング）を含む。
【００４０】図６は、図４の１次及び２次成分に適用す
る相対的量子化段幅を示す。これらの量子化段幅は、空
間周波数の増加と共に増加している。１次成分に対する
量子化段幅は、図２及び３に示すような相対的人間視覚
感度だけに基いて使用する場合の２倍である。量子化段
幅は、空間領域における画像が最高垂直解像度のフレー
ム画像でなく飛越しフィールド画像であるので、垂直空
間周波数の増加と共に急速には増加しない。
る相対的量子化段幅を示す。これらの量子化段幅は、空
間周波数の増加と共に増加している。１次成分に対する
量子化段幅は、図２及び３に示すような相対的人間視覚
感度だけに基いて使用する場合の２倍である。量子化段
幅は、空間領域における画像が最高垂直解像度のフレー
ム画像でなく飛越しフィールド画像であるので、垂直空
間周波数の増加と共に急速には増加しない。
【００４１】図７は、図６の量子化段幅値の作成に使用
する量子化段幅の変化を示す。曲線ＡＢＣは、処理され
ているデータが輝度か色かに応じて、図２又は３のどち
らかに示した曲線を反転したものを表す。曲線ＡＢＣ
は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に開示された装置に
おける量子化段幅を発生するのに用いたものである。こ
れに対し、本発明の具体構成では、上半分の空間周波数
に対する量子化段幅を導出するのに、曲線ＤＥを使用す
る。曲線ＢＣに沿う与えられた点に対して、曲線ＤＥに
沿う同じ空間周波数の対応点は、２倍の量子化段幅を表
す。ＢＤ間は不連続である。
する量子化段幅の変化を示す。曲線ＡＢＣは、処理され
ているデータが輝度か色かに応じて、図２又は３のどち
らかに示した曲線を反転したものを表す。曲線ＡＢＣ
は、上記ＧＢ−Ａ−２２５１７５６に開示された装置に
おける量子化段幅を発生するのに用いたものである。こ
れに対し、本発明の具体構成では、上半分の空間周波数
に対する量子化段幅を導出するのに、曲線ＤＥを使用す
る。曲線ＢＣに沿う与えられた点に対して、曲線ＤＥに
沿う同じ空間周波数の対応点は、２倍の量子化段幅を表
す。ＢＤ間は不連続である。
【００４２】図８は、不均一周波数分離を行うのに用い
る分岐階層構造の低及び高域通過フィルタを示す略図で
ある。入力ビデオデータ１０は、低及び高域通過フィル
タにより、それぞれ低周波数部分１２及び高周波数部分
１４に分割される。これらの低及び高周波数部分１２，
１４は、総合データレートを保持するためにデシメート
（サブサンプル又はダウンサンプル）される。低周波数
部分１２は更に、第２段の低及び高域通過ろ波によって
分割され、低周波数部分１６及び高周波数部分１８を発
生する。再びまた、低及び高周波数部分１６，１８は、
データレートを保持するためにデシメートされる。第１
段の周波数分離から生じた高周波数部分１４は、１次成
分となる。第２段の周波数分離から生じた低及び高周波
数部分１６，１８は、２次成分となる。
る分岐階層構造の低及び高域通過フィルタを示す略図で
ある。入力ビデオデータ１０は、低及び高域通過フィル
タにより、それぞれ低周波数部分１２及び高周波数部分
１４に分割される。これらの低及び高周波数部分１２，
１４は、総合データレートを保持するためにデシメート
（サブサンプル又はダウンサンプル）される。低周波数
部分１２は更に、第２段の低及び高域通過ろ波によって
分割され、低周波数部分１６及び高周波数部分１８を発
生する。再びまた、低及び高周波数部分１６，１８は、
データレートを保持するためにデシメートされる。第１
段の周波数分離から生じた高周波数部分１４は、１次成
分となる。第２段の周波数分離から生じた低及び高周波
数部分１６，１８は、２次成分となる。
【００４３】図８に示した周波数分割は、１次元におけ
るものである。他の次元における周波数分割は、もう１
つの分岐階層構造のフィルタを用いて達成できる。使用
するフィルタは、水平又は垂直ろ波のどちらが必要であ
るかに応じて、サンプル又はライン遅延器のどちらかを
用いる有限インパルス応答フィルタである。
るものである。他の次元における周波数分割は、もう１
つの分岐階層構造のフィルタを用いて達成できる。使用
するフィルタは、水平又は垂直ろ波のどちらが必要であ
るかに応じて、サンプル又はライン遅延器のどちらかを
用いる有限インパルス応答フィルタである。
【００４４】図９は、周波数分離手段の例を示す図であ
る。入力ビデオデータ２０は相補的な低及び高域通過フ
ィルタ２２に供給され、そこで、サンプル遅延器をもつ
有限インパルス応答フィルタにより２つの水平バンド
（帯域）に分割される。この分割されたデータは次に、
もう１つの低及び高域通過フィルタ装置２４に送られ、
そこで更に、ライン遅延器をもつ有限インパルス応答フ
ィルタにより２つの垂直バンドに分割される。該フィル
タ装置２４から出力されるデータは、同時係属の英国特
許出願第９１１８１６７．７号（ソニー・ブロードキャ
スト・アンド コミュニケーションズ・リミテッド）に
記載されているように、サンプル並直列変換されて高及
び低成分が交互に差込まれる。この時点で、画像がフィ
ールドメモリ２６に書込まれ、そこで、画像はサンプル
並直列変換されたものから図５に第１段のあとに示した
形のものに変換される。
る。入力ビデオデータ２０は相補的な低及び高域通過フ
ィルタ２２に供給され、そこで、サンプル遅延器をもつ
有限インパルス応答フィルタにより２つの水平バンド
（帯域）に分割される。この分割されたデータは次に、
もう１つの低及び高域通過フィルタ装置２４に送られ、
そこで更に、ライン遅延器をもつ有限インパルス応答フ
ィルタにより２つの垂直バンドに分割される。該フィル
タ装置２４から出力されるデータは、同時係属の英国特
許出願第９１１８１６７．７号（ソニー・ブロードキャ
スト・アンド コミュニケーションズ・リミテッド）に
記載されているように、サンプル並直列変換されて高及
び低成分が交互に差込まれる。この時点で、画像がフィ
ールドメモリ２６に書込まれ、そこで、画像はサンプル
並直列変換されたものから図５に第１段のあとに示した
形のものに変換される。
【００４５】フィールドメモリ２６に記憶された１次成
分からの最低水平及び垂直周波数成分は次いで、高及び
低域通過フィルタ装置２８，３０により第２段の水平及
び垂直周波数分割を受ける。これらのフィルタ装置２
８，３０は、最低水平及び垂直周波数１次成分以外の残
りの１次成分に対しては動作が禁止される。フィルタ装
置３０からの出力は、フィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、サンプル並直列変換形式から図５の第２段
後に示す形式に変換される。
分からの最低水平及び垂直周波数成分は次いで、高及び
低域通過フィルタ装置２８，３０により第２段の水平及
び垂直周波数分割を受ける。これらのフィルタ装置２
８，３０は、最低水平及び垂直周波数１次成分以外の残
りの１次成分に対しては動作が禁止される。フィルタ装
置３０からの出力は、フィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、サンプル並直列変換形式から図５の第２段
後に示す形式に変換される。
【００４６】図１０は、周波数分離手段の他の例を示す
図である。この例では、入力データ２０は、フィルタ装
置２２（サンプル遅延器）により第１段の水平周波数分
離を受け、それから、低い方の水平周波数成分のみフィ
ルタ装置２５により第２段の水平周波数分離を受ける。
データは、次いでフィールドメモリ２７に書込まれ、そ
こで、そのサンプル並直列変換されたフォーマットから
異なる水平成分が分離されたフォーマットに変換され
る。
図である。この例では、入力データ２０は、フィルタ装
置２２（サンプル遅延器）により第１段の水平周波数分
離を受け、それから、低い方の水平周波数成分のみフィ
ルタ装置２５により第２段の水平周波数分離を受ける。
データは、次いでフィールドメモリ２７に書込まれ、そ
こで、そのサンプル並直列変換されたフォーマットから
異なる水平成分が分離されたフォーマットに変換され
る。
【００４７】フィールドメモリ２７からのデータはそれ
から、配列転換されフィールド装置２３による第１段の
垂直ろ波を受け（データが配列転換されているので、サ
ンプル遅延器を使用しうる。これは、ライン遅延に必要
なバッファを設けるより実施が容易である。）、次い
で、低い方の垂直周波数成分のみフィルタ装置２９によ
る第２段の垂直周波数分離を受ける。フィルタ装置２９
からの出力は、それからフィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、図示のようなフォーマットに再配列され
る。２つの段の水平ろ波を行ってから垂直ろ波を行う結
果、図９の低水平及び高垂直空間周波数成分が水平ろ波
の第２段で水平方向に２つに分割されてしまうが、この
余計な分割を避けるのに使用できる垂直周波数分離はま
だない。これら２つの領域に適用される実効的量子化段
幅は、余計な水平デシメーション段の結果２でなく２
1/2 の率で加減される。
から、配列転換されフィールド装置２３による第１段の
垂直ろ波を受け（データが配列転換されているので、サ
ンプル遅延器を使用しうる。これは、ライン遅延に必要
なバッファを設けるより実施が容易である。）、次い
で、低い方の垂直周波数成分のみフィルタ装置２９によ
る第２段の垂直周波数分離を受ける。フィルタ装置２９
からの出力は、それからフィールドメモリ３１に書込ま
れ、そこで、図示のようなフォーマットに再配列され
る。２つの段の水平ろ波を行ってから垂直ろ波を行う結
果、図９の低水平及び高垂直空間周波数成分が水平ろ波
の第２段で水平方向に２つに分割されてしまうが、この
余計な分割を避けるのに使用できる垂直周波数分離はま
だない。これら２つの領域に適用される実効的量子化段
幅は、余計な水平デシメーション段の結果２でなく２
1/2 の率で加減される。
【００４８】図１１は、ビデオデータ記録再生装置を示
すブロック図である。入力データ３４は、ウェーブレッ
トデシメーション・ユニット３６に供給され、そこで、
図５に示した周波数分離を受ける。周波数分離されたデ
ータは、それからデマルチプレクサ（直並列変換器）３
８によって４つの別々の処理チャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
に直並列変換され、これによりサンプルアレイ内の隣接
サンプルを、図１１のデマルチプレクサ３８の下に付記
したように、異なるチャンネルに配分する。
すブロック図である。入力データ３４は、ウェーブレッ
トデシメーション・ユニット３６に供給され、そこで、
図５に示した周波数分離を受ける。周波数分離されたデ
ータは、それからデマルチプレクサ（直並列変換器）３
８によって４つの別々の処理チャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
に直並列変換され、これによりサンプルアレイ内の隣接
サンプルを、図１１のデマルチプレクサ３８の下に付記
したように、異なるチャンネルに配分する。
【００４９】４つのチャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの直並列
変換されたデータは、次いで量子化器４０に送られ、そ
こで、処理しようとするデータがどの周波数成分から発
しているか、また必要な総合データレートは幾つかに応
じ、図６に示すような量子化段幅を用いて個々にチャン
ネル量子化を受ける。
変換されたデータは、次いで量子化器４０に送られ、そ
こで、処理しようとするデータがどの周波数成分から発
しているか、また必要な総合データレートは幾つかに応
じ、図６に示すような量子化段幅を用いて個々にチャン
ネル量子化を受ける。
【００５０】量子化されたデータは、それからエントロ
ピー符号化器４２に送られ、そこで継続長及びハフマン
符号化を受ける。エントロピー符号化器４２は、異なる
周波数成分に対して異なる符号化表を使用する。周波数
変換され、直並列変換され、量子化され、エントロピー
符号化されたデータは、それからチャンネル符号化器４
４によってデータブロックにまとめられる。これらのデ
ータブロックは、次いでテープ走行機構を介して磁気テ
ープ４６に書込まれる。
ピー符号化器４２に送られ、そこで継続長及びハフマン
符号化を受ける。エントロピー符号化器４２は、異なる
周波数成分に対して異なる符号化表を使用する。周波数
変換され、直並列変換され、量子化され、エントロピー
符号化されたデータは、それからチャンネル符号化器４
４によってデータブロックにまとめられる。これらのデ
ータブロックは、次いでテープ走行機構を介して磁気テ
ープ４６に書込まれる。
【００５１】上述したものの代わりに、ＤＣ成分データ
に差分符号化（ＤＣＰＭ）を施し符号化効率を改善して
もよい。そのＤＣ値は、通常１２ビット数で表される。
差が正か負かに拘らず、差をモジュロ２12値として符号
化する。復号の際、桁上げビットがあってもこれを無視
し、その差を現在の１２ビットの数に加算する。こうす
ると、ビット桁上げを経て合計を取り前の合計より低い
モジュロ２12結果を返す大きい数を加算することによ
り、負の差が得られる。極性符号ビットなどをもつ負の
差を維持する必要をなくすと、実施が簡単になる。
に差分符号化（ＤＣＰＭ）を施し符号化効率を改善して
もよい。そのＤＣ値は、通常１２ビット数で表される。
差が正か負かに拘らず、差をモジュロ２12値として符号
化する。復号の際、桁上げビットがあってもこれを無視
し、その差を現在の１２ビットの数に加算する。こうす
ると、ビット桁上げを経て合計を取り前の合計より低い
モジュロ２12結果を返す大きい数を加算することによ
り、負の差が得られる。極性符号ビットなどをもつ負の
差を維持する必要をなくすと、実施が簡単になる。
【００５２】磁気テープ４６から再生されるデータブロ
ックは、第１レベルのエラー訂正を行いエラーデータを
マークするチャンネル復号器４８により読出される。チ
ャンネル復号器はそれから、該データを再生メモリ及び
タイムベース補正器５０に送る。再生メモリ及びタイム
ベース補正器５０は、前に再生メモリに書込まれたデー
タを利用することにより、データの一部しか再生されな
いときに画像を作ることができる。
ックは、第１レベルのエラー訂正を行いエラーデータを
マークするチャンネル復号器４８により読出される。チ
ャンネル復号器はそれから、該データを再生メモリ及び
タイムベース補正器５０に送る。再生メモリ及びタイム
ベース補正器５０は、前に再生メモリに書込まれたデー
タを利用することにより、データの一部しか再生されな
いときに画像を作ることができる。
【００５３】再生メモリ及びタイムベース補正器５０か
らのデータは、エントロピー復号器５２に供給され、そ
こでエントロピー符号化器４２によって加えられた符号
化処理と相補的なやり方で復号される。エントロピー復
号器５２は、データがどの周波数成分から発しているか
に応じて選択可能な復号表を用いる。
らのデータは、エントロピー復号器５２に供給され、そ
こでエントロピー符号化器４２によって加えられた符号
化処理と相補的なやり方で復号される。エントロピー復
号器５２は、データがどの周波数成分から発しているか
に応じて選択可能な復号表を用いる。
【００５４】エントロピー復号器５２の出力は逆量子化
器５４に供給され、この逆量子化器は、量子化器４０に
より処理された周波数成分に対して適用されたものと相
補的な逆量子化段幅を用いて、復号されたデータを逆量
子化する。逆量子化器５４の出力は、マルチプレクサ
（並直列変換器）５６に供給され、そこで、４つのチャ
ンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが結合されてエラー修整ユニット
５８に送られる。エラー修整ユニット５８は、周囲の値
から補間置換値を選択する方法を用いて、チャンネル復
号器４８がエラーとしてフラグを付したサンプルがある
とき、そのエラー修整を行う。この方法は、修整しよう
とするエラーがどの周波数成分の中にあるかに応じて適
合させることができる。
器５４に供給され、この逆量子化器は、量子化器４０に
より処理された周波数成分に対して適用されたものと相
補的な逆量子化段幅を用いて、復号されたデータを逆量
子化する。逆量子化器５４の出力は、マルチプレクサ
（並直列変換器）５６に供給され、そこで、４つのチャ
ンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが結合されてエラー修整ユニット
５８に送られる。エラー修整ユニット５８は、周囲の値
から補間置換値を選択する方法を用いて、チャンネル復
号器４８がエラーとしてフラグを付したサンプルがある
とき、そのエラー修整を行う。この方法は、修整しよう
とするエラーがどの周波数成分の中にあるかに応じて適
合させることができる。
【００５５】エラー修整ユニットの出力はウェーブレッ
ト再（構）成ユニット６０に供給され、そこで、ウェー
ブレットデシメーション・ユニット３６の周波数分離フ
ィルタに相補的な補間フィルタ・アレイにより、空間周
波数領域から空間領域にデータが変換される。ウェーブ
レット再成ユニット６０の出力６２は、空間領域におけ
る再成画像である。
ト再（構）成ユニット６０に供給され、そこで、ウェー
ブレットデシメーション・ユニット３６の周波数分離フ
ィルタに相補的な補間フィルタ・アレイにより、空間周
波数領域から空間領域にデータが変換される。ウェーブ
レット再成ユニット６０の出力６２は、空間領域におけ
る再成画像である。
【００５６】図１２は、画像がデータブロックに分割さ
れ、図１１の磁気テープ４６に記録されるデータブロッ
クの形式を示す。該データブロックは、２バイトの固定
同期化パターン６４、２バイトのチャンネル識別子６６
（データがＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのどのチャンネルからのもの
かを示す。）、４バイトのエントロピー符号化識別子６
８（次のビデオデータ７０にどのエントロピー符号化表
を用いたかを示す。）を含む。エントロピー符号化識別
子６８はまた、次のデータの空間周波数内の位置を特定
し、次のビデオデータ７０に用いた量子化段幅を暗黙裡
に特定する。ビデオデータは長さが約１２０バイトであ
り、図１２のブロック内にある８バイトのエラー訂正デ
ータ７２がこれに続いている。
れ、図１１の磁気テープ４６に記録されるデータブロッ
クの形式を示す。該データブロックは、２バイトの固定
同期化パターン６４、２バイトのチャンネル識別子６６
（データがＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのどのチャンネルからのもの
かを示す。）、４バイトのエントロピー符号化識別子６
８（次のビデオデータ７０にどのエントロピー符号化表
を用いたかを示す。）を含む。エントロピー符号化識別
子６８はまた、次のデータの空間周波数内の位置を特定
し、次のビデオデータ７０に用いた量子化段幅を暗黙裡
に特定する。ビデオデータは長さが約１２０バイトであ
り、図１２のブロック内にある８バイトのエラー訂正デ
ータ７２がこれに続いている。
【００５７】図１２のブロック構造はブロックを互いに
独立のものとし、データブロックの一部しか再生されな
いとき（例えばシャトル再生時）でも、データブロック
は復号され図１１の再生メモリ及びタイムベース補正器
５０内の適正位置に配置される。以上、本発明の実施例
について詳細に説明したが、本発明は、これに限らず、
特許請求の範囲に記載した発明の要旨内において種々の
変形、変更をすることができるものである。
独立のものとし、データブロックの一部しか再生されな
いとき（例えばシャトル再生時）でも、データブロック
は復号され図１１の再生メモリ及びタイムベース補正器
５０内の適正位置に配置される。以上、本発明の実施例
について詳細に説明したが、本発明は、これに限らず、
特許請求の範囲に記載した発明の要旨内において種々の
変形、変更をすることができるものである。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、復号時に余り画質が低
下しない高度のデータ圧縮を達成することができる。
下しない高度のデータ圧縮を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２次元空間周波数領域における均一なサブバン
ド成分に変換された画像を示す図である。
ド成分に変換された画像を示す図である。
【図２】種々の空間周波数ｆs の輝度に対する相対的人
間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
間視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
【図３】種々の空間周波数ｆs の色に対する相対的人間
視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
視覚感度Ｒ（ｆs ）を示す曲線図である。
【図４】２次元空間周波数領域における不均一な周波数
成分に変換（ウェーブレット符号化）された画像を示す
図である。
成分に変換（ウェーブレット符号化）された画像を示す
図である。
【図５】図４の画像への２段周波数分離過程を示す図で
ある。
ある。
【図６】図４の１次及び２次成分に適用する相対的量子
化段幅を示す図である。
化段幅を示す図である。
【図７】図６の量子化段幅値の作成に使用する量子化段
幅の変化を示す曲線図である。
幅の変化を示す曲線図である。
【図８】不均一周波数分離に用いる分岐階層構造の低及
び高域通過フィルタを示す略図である。
び高域通過フィルタを示す略図である。
【図９】周波数分離手段の例を示す図である。
【図１０】周波数分離手段の他の例を示す図である。
【図１１】本発明ビデオデータ圧縮装置を用いたビデオ
データ記録再生装置を示すブロック図である。
データ記録再生装置を示すブロック図である。
【図１２】図１１の装置により記録再生されるデータブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
【符号の説明】 ３４ 入力ビデオデータ ３６ 周波数分離手段 ３８ デマルチプレクサ ４０ 量子化器 ４２ エントロピー符号化器 ５２ エントロピー復号器 ５４ 逆量子化器 ５６ マルチプレクサ ６０ 周波数結合手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
Claims (28)
- 【請求項１】（ｉ）入力ビデオデータを、Ｍ個の周波数
分離段により、各々が該入力ビデオデータ内の或る範囲
の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分と、Ｍより
大きいＮ個の周波数分離段により、各々が上記入力ビデ
オデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複数の２
次成分とに周波数分離する手段と、 （ii）上記１次成分の各々を１次量子化段幅Ｑ1 で量子
化し、上記２次成分の各々を２次量子化段幅Ｑ2 で量子
化する量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ2 はほぼ次式によ
り与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、 ｆs は視角度当たりのサイクルで表した空間周波数、 ｆ1 は量子化する１次成分を表す空間周波数、 ｆ2 は量子化する２次成分を表す空間周波数、 Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ） を表す。）とを具えたビデオデータ圧縮装置。 - 【請求項２】 上記量子化器から出力される量子化され
た１次及び２次成分データを複数の符号化表の選択した
１つでエントロピー符号化するエントロピー符号化器を
有する請求項１の圧縮装置。 - 【請求項３】 上記２次成分が１以上の１次成分を更に
分離することにより作成される請求項１の圧縮装置。 - 【請求項４】 上記Ｒ（ｆs ）はほぼ次式によって与え
られる請求項１の圧縮装置。 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊（ｅ-c.fs ＋（0.33＊ｅ-0.33.c.fs)) ただし、０．８＜ａ＜１．２、 １．４＜ｂ＜１．８、及び ０．３＜ｃ＜０．５。 - 【請求項５】 上記ビデオデータが輝度ビデオデータで
ある請求項４の圧縮装置。 - 【請求項６】 ａ＝１．０、ｂ＝１．６及びｃ＝０．４
である請求項４の圧縮装置。 - 【請求項７】 正及び負の差の両方を表すのに桁上げを
無視するモジュロ加算を用いてＤＣ成分データを差分符
号化する手段を有する請求項１の圧縮装置。 - 【請求項８】 上記Ｒ（ｆs ）がほぼ次式で与えられる
請求項１の圧縮装置 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．１５＜ａ＜１．５５、 １．４ ＜ｂ＜１．８、及び ０．２５＜ｃ＜０．４５。 - 【請求項９】 上記ビデオデータが青色差色ビデオデー
タである請求項８の圧縮装置。 - 【請求項１０】 ａ＝１．３５，ｂ＝１．６及びｃ＝
０．３５である請求項８の圧縮装置。 - 【請求項１１】 上記Ｒ（ｆs ）がほぼ次式により与え
られる請求項１の圧縮装置 Ｒ（ｆs ）＝ａ＊（１−ｅ-b.fs ）＊ｅ-c.fs ただし、１．５＜ａ＜１．９、 １．４＜ｂ＜１．８、及び ０．５＜ｃ＜０．７。 - 【請求項１２】 上記ビデオデータが赤色差色ビデオデ
ータである請求項１１の圧縮装置。 - 【請求項１３】 ａ＝１．７，ｂ＝１．６及びｃ＝０．
６である請求項１１の圧縮装置。 - 【請求項１４】 Ｍ＝１及びＮ＝２である請求項１の圧
縮装置。 - 【請求項１５】 Ｋ1 ／Ｋ2 がほぼ２に等しい請求項１
の圧縮装置。 - 【請求項１６】 上記周波数分離手段は、上記入力ビデ
オ信号を、該ビデオデータの高い空間周波数部分を表す
３つの１次成分と、上記ビデオデータの低い空間周波数
部分を表す４つの２次成分とに分離するものである請求
項１の圧縮装置。 - 【請求項１７】 上記１次成分は、上記２次成分より高
い空間解像度を有する請求項１の圧縮装置。 - 【請求項１８】 上記１次成分は、上記２次成分の２倍
の空間解像度を有する請求項１６の圧縮装置。 - 【請求項１９】 上記分離手段は、分岐階層構造の低及
び高域通過フィルタを有する請求項１の圧縮装置。 - 【請求項２０】 上記低及び高域通過フィルタは、相補
的な有限インパルス応答フィルタを含む請求項１９の圧
縮装置。 - 【請求項２１】（ｉ）各々が入力ビデオデータ内の或る
範囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分の各々
を、１次非量子化段幅Ｑ1 で非量子化し、各々が上記入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複
数の２次成分の各々を、２次非量子化段幅Ｑ2 で非量子
化する非量子化器（ただし、Ｑ1 及びＱ2 はほぼ次式に
より与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、 ｆs は視角度当たりのサイクルで表した空間周波数、 ｆ1 は量子化された１次成分を表す空間周波数、 ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波数、 Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ） を表す。）と、 （ii）上記の非量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の非量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合する手段とを具えたビ
デオデータ圧縮解除装置。 - 【請求項２２】 圧縮されたデータを、複数の復号表の
選択可能な１つを用いて上記量子化された１次成分及び
上記量子化された２次成分にエントロピー復号するエン
トロピー復号器を有する請求項２１の圧縮解除装置。 - 【請求項２３】 請求項１に記載したビデオデータ圧縮
装置及び請求項２１に記載したビデオデータ圧縮解除装
置を具えたビデオデータ記録再生装置。 - 【請求項２４】 多チャンネル記録再生ヘッドと、 上記第１成分及び上記第２成分の各々の中にある隣接サ
ンプルを異なる記録チャンネルに分配するデマルチプレ
クサと、 異なる再生チャンネルからのサンプルを結合して上記１
次及び上記２次成分の各々を再構成するマルチプレクサ
とを具えた請求項２３の記録再生装置。 - 【請求項２５】 上記圧縮データを、各データブロック
が該ブロック内の上記圧縮データに関する空間周波数領
域位置を特定する見出しを含むデータブロックにフォー
マット変換するデータフォーマッタを有する請求項２３
の記録再生装置。 - 【請求項２６】 各ブロックが該ブロックに対するエラ
ー訂正データを含む請求項２５の記録再生装置。 - 【請求項２７】（ｉ）入力ビデオデータを、Ｍ個の周波
数分離段により、各々が該入力ビデオデータ内の或る範
囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分と、Ｍよ
り大きいＮ個の周波数分離段により、各々が上記入力ビ
デオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複数の
２次成分とに周波数分離すること、 （ii）上記１次成分の各々を１次量子化段幅Ｑ1 で量子
化し、上記２次成分の各々を２次量子化段幅Ｑ2 で量子
化すること（ただし、Ｑ1 及びＱ2 はほぼ次式によって
与えられる。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、 ｆs は視角度当たりのサイクルで表した空間周波数、 ｆ1 は量子化された１次成分を表す空間周波数、 ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波数、 Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ） を表す。）の各ステップを含むビデオデータ圧縮方法。 - 【請求項２８】（ｉ）各々が入力ビデオデータ内の或る
範囲の空間周波数内容を表す１つ以上の１次成分の各々
を、１次非量子化段幅Ｑ1 で非量子化し、各々が上記入
力ビデオデータ内の或る範囲の空間周波数内容を表す複
数の２次成分を、２次非量子化段幅Ｑ2 で非量子化する
こと（ただし、Ｑ1 及びＱ2 はほぼ次式により与えられ
る。 Ｑ1 ＝Ｋ1 ／Ｒ（ｆ1 ）及びＱ2 ＝Ｋ2 ／Ｒ（ｆ2 ） ここに、Ｒ（ｆs ）は種々の空間周波数ｆs に対する相
対的人間視覚感度、 ｆs は視角度当たりのサイクルで表した空間周波数、 ｆ1 は量子化された１次成分を表す空間周波数、 ｆ2 は量子化された２次成分を表す空間周波数、 Ｋ1 及びＫ2 は定数（Ｋ1 ＞Ｋ2 ） を表す。）、 （ii）上記の非量子化された１次成分をＭ個の周波数結
合段で、上記の非量子化された２次成分をＭより大きい
Ｎ個の周波数結合段で周波数結合することの各ステップ
を含むビデオデータ圧縮解除方法。
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