JP2678066B2 - Digital signal processor - Google Patents
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はディジタル信号処理装置に係り、特にディ
ジタル画像信号の符号化、復号化を行なうに好適なディ
ジタル信号処理装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal processing device, and more particularly to a digital signal processing device suitable for encoding and decoding digital image signals.
[従来の技術] 従来からディジタル画像信号の符号化、復号化に当た
っては例えば文献「TV画像の多次元信号処理」(吹抜敬
彦著、日刊工業新聞社刊、昭和63年11月15日発行)に示
されるようなオフセット標本化による符号化方式とデー
タ補間による復号化方式が知られている。第4図はかか
る従来のディジタル信号処理装置のブロック図を示すも
ので、図において(1)はテレビジョン信号等のアナロ
グ画像信号をディジタル化する等して得たディジタル映
像信号を入力するためのデータ入力端子、(21)はデー
タ入力端子(1)からの入力信号を帯域制限するための
前置フィルタ、(27)は前置フィルタ(21)で帯域制限
された信号を予め定められたルールに基づいて再標本化
する再標本化回路、(12)は以上のようにして符号化さ
れた信号をデータの伝送または記録を行なう伝送・記録
系(30)に送出するデータ出力端子である。以上のデー
タ入力端子(1)、前置フィルタ(21)、再標本化回路
(27)、データ出力端子(12)によりディジタル信号処
理装置の符号化ブロック(51)を構成する。伝送・記録
系(30)からのデータは復号化ブロック(52)に送られ
るが、(14)は復号化ブロック(52)のデータ入力端
子、(24)は符号化ブロック(51)の再標本化回路(2
7)でサンプルされたデータの欠落部を補間するデータ
補間回路(24),(25)はデータ入力端子(14)から入
力された標本化データにデータ補間回路(24)で補間さ
れたデータを補間挿入するためにデータを切り替えるセ
レクタ、(19)は復号化ブロック(52)で復号化再現さ
れたディジタル映像信号を出力するデータ出力端子であ
る。[Prior Art] For the conventional encoding and decoding of digital image signals, refer to, for example, the document "Multidimensional signal processing of TV images" (Takahiko Fukibe, published by Nikkan Kogyo Shimbun, published November 15, 1988). As shown, an encoding method by offset sampling and a decoding method by data interpolation are known. FIG. 4 shows a block diagram of such a conventional digital signal processing apparatus. In FIG. 4, (1) is for inputting a digital video signal obtained by digitizing an analog image signal such as a television signal. A data input terminal, (21) a prefilter for band-limiting the input signal from the data input terminal (1), and (27) a predetermined rule for a signal band-limited by the prefilter (21). The re-sampling circuit (12) for re-sampling based on the above is a data output terminal for sending the signal encoded as described above to a transmission / recording system (30) for transmitting or recording data. The data input terminal (1), the prefilter (21), the resampling circuit (27), and the data output terminal (12) constitute a coding block (51) of the digital signal processing device. The data from the transmission / recording system (30) is sent to the decoding block (52), (14) is the data input terminal of the decoding block (52), and (24) is the resample of the coding block (51). Circuit (2
The data interpolation circuits (24) and (25) that interpolate the missing portion of the data sampled in 7) add the data interpolated by the data interpolation circuit (24) to the sampling data input from the data input terminal (14). A selector for switching data for interpolation insertion, and (19) is a data output terminal for outputting a digital video signal decoded and reproduced by the decoding block (52).
以上のような構成において、次にその動作を第5図の
説明図に基づいて説明する。ちなみに、第5図は映像信
号の標本化点を○印およびX印で2次元的に表現したも
のである。The operation of the above arrangement will be described below with reference to the explanatory view of FIG. By the way, FIG. 5 shows the sampling points of the video signal two-dimensionally by the circles and the X marks.
データ入力端子(1)から入力されるディジタル映像
信号はアナログ映像信号からディジタル化されるに当た
って第5図に○印、X印で示されるポイントで標本化さ
れている。この入力データは前置フィルタ(21)によっ
て帯域制限され再標本化回路(27)によって再標本化さ
れるが、この再標本化は第5図の説明図に示すように連
続する映像データの中からX印のデータを捨てて○印の
データを有効とするいわゆるサブサンプリング(データ
の間引)によって行われる。この場合、画像の走査線毎
に標本化のポイントをずらすというオフセット標本化が
行なわれる。以上のようなサブサンプリングにより符号
化ブロック(51)のデータ出力端子(12)から伝送・記
録系(30)に送出されるデータレートはデータ入力端子
(1)から入力されるデータレートの2分の1になる。When the digital video signal input from the data input terminal (1) is digitized from the analog video signal, it is sampled at the points indicated by the circles and the X marks in FIG. This input data is band-limited by the pre-filter (21) and re-sampled by the resampling circuit (27). This resampling is performed in the continuous video data as shown in the explanatory diagram of FIG. Is discarded by discarding the data marked with X and making the data marked with ◯ valid (so-called sub-sampling). In this case, offset sampling is performed by shifting the sampling point for each scanning line of the image. The data rate transmitted from the data output terminal (12) of the coding block (51) to the transmission / recording system (30) by the above sub-sampling is 2 minutes of the data rate input from the data input terminal (1). Will be 1.
以上のような符号化により符号化ブロック(51)と復
号化ブロック(52)の間に介在する伝送・記録系(30)
では伝送に当たっては系が半分の帯域でよくなり、系の
帯域が同じなら伝送速度が2倍になる。一方、記録に当
たっては記録映像数を倍増することができる。The transmission / recording system (30) interposed between the coding block (51) and the decoding block (52) by the above coding.
For transmission, the system needs only half the bandwidth, and if the bandwidth of the system is the same, the transmission speed doubles. On the other hand, in recording, the number of recorded images can be doubled.
伝送・記録系(30)からのデータを元の映像信号に戻
すために復号化ブロック(52)が用いられるが、伝送・
記録系(30)からのデータはデータ入力端子(14)に入
力される。このデータには第5図の○印で示した部分し
か含まれていないため、符号化ブロック(51)の再標本
化回路(27)で間引かれたX印のデータを再現する必要
がある。このデータの再現に用いられる手法が補間であ
るが、この補間動作は例えば第5図のym+1,n点のデ
ータD(ym+1,n)をその前後のym,n点のデータD
(ym,n)とym+2,n点のデータD(ym+2,n)から
予測するという(1)式に示すような1次補間 D(ym+1,n)= {D(ym,n)+D(ym+2,n)}/2 ・・・(1) が行なわれる。この補間演算はデータ補間回路(24)に
よって実施され、第5図のX印のデータが再現される。
データ入力端子(14)からは第5図の○印のデータが入
力されているので、セレクタ(25)でデータ入力端子
(14)からの○印のデータとデータ補間回路(24)から
のX印のデータを交互に選択してデータ出力端子(19)
に送出することにより、データ入力端子(1)から入力
されたディジタル映像信号に近似した復号化ディジタル
映像信号を得ることができる。The decoding block (52) is used to restore the data from the transmission / recording system (30) to the original video signal.
Data from the recording system (30) is input to the data input terminal (14). Since this data includes only the portion marked with a circle in FIG. 5, it is necessary to reproduce the data of the X mark thinned out by the resampling circuit (27) of the coding block (51). . The method used to reproduce this data is interpolation, and this interpolation operation is performed, for example, by using the data D (y m + 1, n ) at y m + 1, n points in FIG. 5 and the data D at y m, n points before and after it.
(Y m, n ) and the linear interpolation D (y m + 1, n ) = {D (y m, n ) as shown in the equation (1) of predicting from the data D (y m + 2, n ) of ym + 2, n points n ) + D (ym + 2, n )} / 2 (1) is performed. This interpolation calculation is carried out by the data interpolation circuit (24), and the data indicated by X in FIG. 5 is reproduced.
Since the data marked with a circle in FIG. 5 is input from the data input terminal (14), the selector (25) selects the data marked with a circle from the data input terminal (14) and the X from the data interpolation circuit (24). Alternately select the data marked with and output the data (19)
By sending the data to the digital input terminal (1), a decoded digital video signal approximate to the digital video signal input from the data input terminal (1) can be obtained.
[発明が解決しようとする課題] 従来のディジタル信号処理装置は以上のように構成さ
れているので、実際に伝送・記録系(30)を通っていな
いX印画素のデータは両側の○印画素のデータの平均値
で予測補間されている。このため、画像のエッジ部等の
映像信号の帯域の広い部分では補間誤差、つまり予測誤
差が大きくなってしまい、復号化された映像信号に基づ
く画像が劣化してしまうという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional digital signal processing device is configured as described above, the data of the X-marked pixels that do not actually pass through the transmission / recording system (30) are the circled-marked pixels on both sides. The predicted value is interpolated by the average value of the data. Therefore, there is a problem that an interpolation error, that is, a prediction error becomes large in a portion where the video signal has a wide band such as an edge portion of the image, and the image based on the decoded video signal is deteriorated.
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、画像のエッジ部等における予測誤差を少なく
し、復号化映像信号に基づく画像の劣化を低減すること
を可能としたディジタル信号処理装置を得ることを目的
とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is a digital signal processing capable of reducing a prediction error in an edge portion of an image or the like and reducing deterioration of an image based on a decoded video signal. The purpose is to obtain the device.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するためにこの発明は、n個のディジ
タル映像データの中のn−1個を間引いて1個のデータ
のみを標本化して伝送する標本化手段と、間引かれたn
−1個のデータをそれぞれ異なる複数の予測方法で予測
符号化する複数の予測手段と、前記各予測手段における
予測信号と間引かれたn−1個のデータを突き合わせて
それぞれの予測誤差を検出する予測誤差検出手段と、予
測誤差検出手段の各検出誤差を比較して予測誤差が最小
となる予測方法の判別信号並びに最小予測誤差信号とを
標本化データと合わせて伝送する手段と、伝送された標
本化データと予測方法および最小予測誤差信号に基づい
てn−1個の補間データを発生する補間手段と、伝送さ
れた標本化データと補間手段からの補間データに基づい
てn個のディジタル画像データを復号化する手段を備え
るディジタル信号処理装置を提供するものである。ま
た、前記判別信号は、前記n−1個の予測誤差に基づき
算出される値が最小となる予測方法を指示することを特
徴とする。なお、n−1個の予測誤差に基づき算出され
る値とは、任意の関数を用いてn−1個の予測誤差を総
合的に考慮して得られる一つの値をいい、n−1個の予
測誤差の絶対値の最大値やn−1個の予測誤差の変動値
あるいは二乗平均誤差などの任意の関数値が含まれる。[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the present invention is a sampling means for thinning out n-1 pieces of n pieces of digital video data to sample and transmit only one piece of data. And thinned n
A plurality of prediction means for predictively encoding one piece of data by a plurality of different prediction methods, and the prediction signal in each of the prediction means and the thinned n-1 pieces of data are matched to detect each prediction error. And a means for transmitting the judgment signal of the prediction method that minimizes the prediction error and the minimum prediction error signal by comparing the detection errors of the prediction error detection means with the sampling data. Interpolation means for generating n-1 interpolation data based on the sampled data, the prediction method and the minimum prediction error signal, and n digital images based on the transmitted sampling data and the interpolation data from the interpolation means. The present invention provides a digital signal processing device having means for decoding data. Further, the determination signal is characterized by instructing a prediction method that minimizes a value calculated based on the n-1 prediction errors. Note that the value calculated based on n-1 prediction errors means one value obtained by comprehensively considering n-1 prediction errors using an arbitrary function, and n-1 The maximum value of the absolute value of the prediction error, the variation value of the n-1 prediction errors, or any function value such as the root mean square error is included.
[作用] 上記手段において、この発明のディジタル信号処理装
置は標本化手段においてn個のディジタル映像データの
中のn−1個を間引いて1個のデータのみを標本化して
伝送すると共に複数の予測手段において間引かれたn−
1個のデータをそれぞれ異なる複数の予測方法で予測符
号化し、予測誤差検出手段において各予測手段における
予測信号と間引かれたn−1個のデータを突き合わせて
それぞれの予測方法における予測誤差を検出し、各検出
誤差を比較して予測誤差が最小となる予測方法の判別信
号並びに最小予測誤差信号とを標本化データと合わせて
伝送し、補間手段により伝送された標本化データと予測
方法および最小予測誤差信号に基づいてn−1個の補間
データを発生させ、伝送された標本化データと補間手段
からの補間データに基づいてn個のディジタル画像デー
タを復号化している。また、判別信号としては、n−1
個の予測誤差に基づき算出される値が最小となる予測方
法を指示しているので、予測誤差n−1個に対して1個
の判別信号で済む。[Operation] In the above means, in the digital signal processing device of the present invention, the sampling means thins out n-1 pieces of the n pieces of digital video data to sample and transmit only one piece of data, and a plurality of predictions. N-thinned out by means
One piece of data is predictively encoded by a plurality of different predicting methods, and the predictive error detecting means detects the predictive error in each predictive method by matching the predictive signal in each predictive means with the thinned n-1 data. Then, the detection signals are compared with each other and the discrimination signal of the prediction method that minimizes the prediction error and the minimum prediction error signal are transmitted together with the sampling data, and the sampling data transmitted by the interpolating means and the prediction method and the minimum are transmitted. N-1 interpolation data are generated based on the prediction error signal, and n digital image data are decoded based on the transmitted sampling data and the interpolation data from the interpolation means. Further, as the discrimination signal, n-1
Since the prediction method that minimizes the value calculated based on the prediction error is specified, one determination signal is sufficient for n-1 prediction errors.
[実施例] 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例を説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例に係るディジタル信号処
理装置のブロック図である。図において、(2)はデー
タ入力端子(1)から入力されたディジタル映像信号を
必要な分だけ保持するメモリ、(3)はコントロール回
路(13)からの指令に基づいてメモリ(2)から必要な
データを選び出して送出するデータ送出回路、(10)は
データ送出回路(3)から送出されるデータを量子化す
る第1の量子化器、(4)は第1の量子化器(10)の出
力データから補間データを予測する第1の予測器、
(5)は第1の量子化器(10)からの出力データと第1
の予測器(4)からの予測データの差を演算して予測誤
差を求める第1の予測誤差検出器、第2の予測器(6)
は第1の量子化器(10)の出力データから第1の予測器
(4)とは別の方式で補間データを予測する第2の予測
器、(7)は第1の量子化器(10)からの出力データと
第2の予測器(6)からの予測データの差を演算して予
測誤差を求める第2の予測誤差検出器、(8)は第1の
予測誤差検出器(5)からの予測誤差と第2の予測誤差
検出器(7)からの予測誤差を比較する比較器、(9)
は比較器(8)から送出される予測誤差信号Aを量子化
する第2の量子化器、(11)は第1の量子化器(10)か
らのデータと第2の量子化器(9)から送られてくるデ
ータと、比較器から送出される予測器判別信号Bのいず
れかをコントロール回路(13)からの指令に基づいて選
択し、データ出力端子(12)に送出するセレクタであ
る。以上のデータ入力端子(1)からデータ出力端子
(12)に至る系で符号化ブロック(51)が構成される。FIG. 1 is a block diagram of a digital signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, (2) is a memory for holding the required amount of digital video signals input from the data input terminal (1), and (3) is required from the memory (2) based on a command from the control circuit (13). Data sending circuit for selecting and sending various data, (10) is a first quantizer for quantizing the data sent from the data sending circuit (3), and (4) is a first quantizer (10) A first predictor for predicting interpolation data from the output data of
(5) is the output data from the first quantizer (10) and the first
Prediction error detector and second prediction device (6) for calculating a difference in prediction data from the prediction device (4) to obtain a prediction error
Is a second predictor that predicts the interpolated data from the output data of the first quantizer (10) by a method different from that of the first predictor (4), and (7) is the first quantizer ( A second prediction error detector for calculating a prediction error by calculating a difference between the output data from 10) and the prediction data from the second predictor (6), and (8) a first prediction error detector (5 ) And a prediction error from the second prediction error detector (7), (9)
Is a second quantizer for quantizing the prediction error signal A sent from the comparator (8), and (11) is data from the first quantizer (10) and the second quantizer (9). ) And a predictor discriminating signal B sent from the comparator, which is selected based on a command from the control circuit (13) and sent to the data output terminal (12). . The coding block (51) is composed of the system from the data input terminal (1) to the data output terminal (12).
符号化ブロック(51)のデータ出力端子(12)のデー
タはデータの伝送または記録を行なう伝送・記録系(3
0)に送出されるが、この伝送・記録系(30)からのデ
ータは次に復号化ブロック(52)に送られる。The data at the data output terminal (12) of the encoding block (51) is the transmission / recording system (3
0), but the data from this transmission / recording system (30) is then sent to the decoding block (52).
復号化ブロック(52)において、(15)はデータ入力
端子(14)から入力されたデータのなかから復号化に必
要な分のデータを保持するメモリ、(16)はコントロー
ル回路(13)からの指令によりメモリ(15)から必要な
データを選び出し送出するデータ送出回路、(38)はデ
ータ送出回路(16)からのデータに基づいて補間データ
を予測する第3の予測器、(39)はデータ送出回路(1
6)からのデータに基づいて補間データを予測する第4
の予測器、(17)はデータ送出回路(16)、第3の予測
器(38)、第4の予測器(39)の各出力を加算する加算
器、(18)はデータ送出回路(16)の出力と加算器(1
7)の出力を交互に選択してディジタル映像信号を再現
し、データ出力端子(19)に送出するセレクタである。
以上のデータ入力端子(14)からデータ出力端子(19)
に至る系で復号化ブロック(52)が構成される。In the decoding block (52), (15) is a memory that holds the data necessary for decoding from the data input from the data input terminal (14), and (16) is a memory from the control circuit (13). A data transmission circuit that selects and transmits necessary data from the memory (15) by a command, (38) is a third predictor that predicts interpolation data based on the data from the data transmission circuit (16), and (39) is data Sending circuit (1
4) Predict interpolated data based on data from 6)
Of the data transmitting circuit (16), the third predictor (38), and the fourth predictor (39), and (18) the data transmitting circuit (16). ) Output and adder (1
It is a selector that alternately selects the output of 7) to reproduce the digital video signal and sends it to the data output terminal (19).
Above data input terminal (14) to data output terminal (19)
The decoding block (52) is configured in the system up to.
ちなみに、復号化ブロック(52)の第3の予測器(3
8)、第4の予測器(39)は符号化ブロック(51)の第
1の予測器(4)、第2の予測器(6)と全く同様のデ
ータ予測を行なうよう構成される。By the way, the third predictor (3
8), the fourth predictor (39) is configured to perform exactly the same data prediction as the first predictor (4) and the second predictor (6) of the coding block (51).
以上のような構成において、次に第2図、第3図の説
明図に従ってその動作を説明する。The operation of the above-described structure will be described below with reference to the explanatory diagrams of FIGS.
この実施例では、例えば第3図に示すような符号化を
行なう。つまり、データ圧縮率を2分の1と想定して、
4画素分のデータを1組と考えて、4データの内の1デ
ータを標本化して単純に6ビットに再量子化し、残りの
3データは3ビットの予測誤差を伝送する。ここで、デ
ィジタル映像データは8ビットで表現されるので、32ビ
ットで表現される4データを16ビットで符号化表現でき
れば圧縮率を2分の1とすることができる。なお、この
実施例では15ビットでディジタル映像信号の符号化を可
能としているので、残りの1ビットを予測符号化の方法
判別信号としている。In this embodiment, for example, encoding as shown in FIG. 3 is performed. In other words, assuming the data compression rate is 1/2,
Considering the data for 4 pixels as one set, 1 data out of 4 data is sampled and simply requantized to 6 bits, and the remaining 3 data transmit a prediction error of 3 bits. Here, since the digital video data is represented by 8 bits, if the 4 data represented by 32 bits can be coded and represented by 16 bits, the compression rate can be halved. In this embodiment, since the digital video signal can be encoded with 15 bits, the remaining 1 bit is used as the predictive encoding method determination signal.
また、符号化時のディジタル画像信号を画面上に送出
した場合の概念図を第2図に示す。同図において、○印
は6ビット表現のデータ、X印は3ビット表現の予測誤
差データであり、1フレーム画像の1部を表現してい
る。Further, FIG. 2 shows a conceptual diagram when a digital image signal at the time of encoding is transmitted on the screen. In the same figure, the ∘ mark is data in 6-bit representation, the X mark is prediction error data in 3-bit representation, and represents a part of one frame image.
さて、データ入力端子(1)から入力されたディジタ
ル映像信号は予測に必要なデータ量がメモリ(2)に保
持される。データ送出回路(3)はコントロール回路
(13)によって制御され、必要なデータをメモリ(2)
から取り出し送出する。データ送出回路(3)から送出
されたデータは第1の量子化器(10)で例えば6ビット
のデータに量子化される。ここで、現在扱っているデー
タが第2図および第3図の○印に相当するものであれ
ば、そのデータはセレクタ(11)に送出されデータ出力
端子(12)より出力される。また、現在扱っているデー
タがX印に相当するものであれば、そのデータは第1の
予測器(4)および第2の予測器(6)によって予測さ
れ、それぞれ第1の予測誤差検出器(5)、第2の予測
誤差検出器(7)によって予測誤差が計算され、比較器
(8)によって誤差の少ない予測方法が選ばれて、もっ
とも誤差の少ない予測方法が選ばれ、最も予測誤差の少
ない予測方法を指示する信号、すなわち最適な予測器を
判別する予測器判別信号Bと予測誤差信号Aが送出され
る。ここで、比較器(8)における比較は4データを1
まとまりとして考えているので、3データの予測誤差を
総合的に考慮したうえで最も予測誤差の少ない予測方法
を決定し、予測器判別信号Bとして送出する。それに伴
い、予測誤差信号Aは3データを1まとまりとして第2
の量子化器(9)に入力し、3ビット表現のデータに再
量子化される。セレクタ(11)はコントロール回路(1
3)の制御に基づいて第1の量子化器(10)の信号が第
2の量子化器(9)の信号または比較器(8)からの信
号を選択し、16ビット分のデータを1区切りとしてデー
タ出力端子(12)から符号化された信号が出力される。
なお、本実施例では第1の予測器(4)、第2の予測器
(6)において、例えば第2図におけるxm,n+1、x
m,n+2、xm,n+3のX印の画素データは次の様に予測
される。先ず、第1の予測器(4)ではx方向の予測
が、 となされ、第2の予測器(6)ではy方向の予測が、 となる。また、最も予測誤差の少ない予測方法は例えば
次の様に決定される。第1の予測器(4)によって生ず
る予測誤差の絶対値は次のように表わされる。By the way, the digital video signal input from the data input terminal (1) has the data amount necessary for prediction stored in the memory (2). The data transmission circuit (3) is controlled by the control circuit (13) and stores necessary data in the memory (2).
Take out from and send out. The data sent from the data sending circuit (3) is quantized by the first quantizer (10) into, for example, 6-bit data. Here, if the data currently handled corresponds to the circles in FIGS. 2 and 3, the data is sent to the selector (11) and output from the data output terminal (12). If the data currently handled corresponds to the X mark, the data is predicted by the first predictor (4) and the second predictor (6), and the first predictive error detector (5), the prediction error is calculated by the second prediction error detector (7), the prediction method with the smallest error is selected by the comparator (8), the prediction method with the smallest error is selected, and the prediction error is the largest. A signal indicating a prediction method with a small number of predictors, that is, a predictor determination signal B and a prediction error signal A for determining an optimum predictor are transmitted. Here, in the comparison in the comparator (8), 4 data is 1
Since it is considered as a unit, the prediction method with the smallest prediction error is determined after comprehensively considering the prediction errors of the three data, and is transmitted as the predictor discrimination signal B. Along with that, the prediction error signal A is set as a group of 3 data
Input to the quantizer (9) and re-quantized into 3-bit representation data. The selector (11) is a control circuit (1
Under the control of 3), the signal of the first quantizer (10) selects the signal of the second quantizer (9) or the signal from the comparator (8), and 16-bit data is set to 1 The encoded signal is output from the data output terminal (12) as a delimiter.
In the present embodiment, in the first predictor (4) and the second predictor (6), for example , x m, n + 1 , x in FIG.
Pixel data of X mark of m, n + 2 and x m, n + 3 is predicted as follows. First, in the first predictor (4), the prediction in the x direction is And the prediction in the y direction is made by the second predictor (6), Becomes The prediction method with the smallest prediction error is determined as follows, for example. The absolute value of the prediction error generated by the first predictor (4) is expressed as follows.
(Em,n+1)I =|(xm,n+1)I−xm,n+1| ・・・(8) (Em,n+2)I =|(xm,n+2)I−xm,n+2| ・・・(9) (Em,n+3)I =|(xm,n+3)I−xm,n+3| ・・(10) これらの予測誤差の絶対値の中で最も大きな値を持つ
ものを Max{(Em,n+1)I、 (Em,n+2)I、 (Em,n+3)I} ・・(11) と表わすものとする。同様に、第2の予測器(6)によ
って生ずる予測誤差の絶対値は次の様に表わされる。(E m, n + 1 ) I = | (x m, n + 1 ) I− x m, n + 1 | (8) (E m, n + 2 ) I = | (x m, n + 2 ) I− x m, n + 2 |・ ・ ・ (9) (E m, n + 3 ) I = | (x m, n + 3 ) I− x m, n + 3 │ ・ (10) The one with the largest absolute value of these prediction errors Max ((E m, n + 1 ) I , (E m, n + 2 ) I , (E m, n + 3 ) I } ... (11). Similarly, the absolute value of the prediction error generated by the second predictor (6) is expressed as follows.
(Em,n+1)II =|(xm,n+1)II−xm,n+1| ・・(12) (Em,n+2)II =|(xm,n+2)II−xm,n+2| ・・(13) (Em,n+3)I =|(xm,n+3)II−xm,n+3| ・・(14) これらの予測誤差の絶対値の中で最も大きな値を持つも
のを、 Max{(Em,n+1)II、 (Em,n+2)II、 (Em,n+3)II} ・・(15) と表わすものとする。従って、 Max{(Em,n+1)I、 (Em,n+2)I、 (Em,n+3)I} −Max{(Em,n+1)II、 (Em,n+2)II、 (Em,n+3)II} ・・(16) の計算結果が負の値となれば、第1の予測器(4)によ
る予測方法が予測誤差の最も少ない予測方法であり、零
以上の値をとれば第2の予測器(6)による予測方法が
予測誤差の最も少ない予測方法と決定される。( Em, n + 1 ) II = | (xm , n + 1 ) II- xm , n + 1 | ... (12) ( Em, n + 2 ) II = | (xm , n + 2 ) II- xm , n + 2 |・ (13) (E m, n + 3 ) I = | (x m, n + 3 ) II −x m, n + 3 | ・ (14) The maximum absolute value of these prediction errors is calculated as Max. {(E m, n + 1 ) II , (E m, n + 2 ) II , (E m, n + 3 ) II } ... (15). Therefore, Max {(E m, n + 1 ) I , (E m, n + 2 ) I , (E m, n + 3 ) I } -Max {(E m, n + 1 ) II , (E m, n + 2 ) II , (E m , n + 3 ) II } ··· (16) If the calculation result is a negative value, the prediction method by the first predictor (4) is the prediction method with the smallest prediction error. The prediction method by the second predictor (6) is determined to be the prediction method with the smallest prediction error.
一方、復号化ブロック(52)のデータ入力端子(14)
から入力される復号化されるべきディジタル信号はメモ
リ(15)に復号化に必要なデータ分が保持される。デー
タ送出回路(16)はコントロール回路(13)によって制
御され、復号化に必要なデータをメモリ(15)により取
り出し、コントロール回路(13)の指示するブロックに
データを送出する。すなはち、第2図、第3図において
○印に相当するデータはセレクタ(18)に送出され、X
印に相当するデータは予測器判別信号Bに基づいて第3
の予測器(38)または第4の予測器(39)のいずれか一
方に送出される。第3の予測器(38)または第4の予測
器(39)でデータが予測されると、この予測データは加
算器(17)においてデータ送出回路(16)から送られて
くる予測誤差信号Aと加算されセレクタ(18)に送出さ
れる。ここでは、前述したようにデータは4データを1
まとまりとして考えているので、第2図または第3図に
おいて示すように3データ分が連続しているX印の画素
のデータは3データ分が1組になって予測器判別信号B
に従って第3の予測器(38)または第4の予測器(39)
のいずれか一方に送られるので、1つ1つのX印のデー
タが別々の予測器に送られることはない。On the other hand, the data input terminal (14) of the decoding block (52)
The digital signal to be decoded, which is input from, holds the data required for decoding in the memory (15). The data transmission circuit (16) is controlled by the control circuit (13), takes out the data necessary for decoding from the memory (15), and transmits the data to the block designated by the control circuit (13). That is, the data corresponding to the circles in FIGS. 2 and 3 are sent to the selector (18) and X
The data corresponding to the mark is the third based on the predictor discrimination signal B.
Of the second predictor (39) or the fourth predictor (39). When the data is predicted by the third predictor (38) or the fourth predictor (39), the predictive error signal A sent from the data sending circuit (16) in the adder (17). Is added and sent to the selector (18). Here, as described above, 4 data is 1
Since it is considered as a unit, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the data of the pixel of the X mark in which three data are continuous is made up of one set of three data and the predictor discrimination signal B
A third predictor (38) or a fourth predictor (39) according to
Data of each X is not sent to different predictors.
セレクタ(18)はコントロール回路(13)によって制
御され、4データを1組としてデータ送出回路(16)か
加算器(17)からの信号を交互に選択する。その結果、
データ出力端子(19)からは復号化されたディジタル映
像信号が出力されることになる。The selector (18) is controlled by the control circuit (13) and alternately selects the signal from the data transmission circuit (16) or the adder (17) with four data as one set. as a result,
The decoded digital video signal is output from the data output terminal (19).
なお、上記実施例ではデータの予測方法として縦方向
の直線予測と横方向の直線予測を用いてデータの予測補
間を行なっているが、他の予測方法、例えば多項式予測
等を用いてもよく、予測の方向としても斜めの条件を入
れてもよい。また、一次元的な予測だけでなく平面予測
等の2次元予測、数フィールド間、数フレーム間のデー
タに基づく3次元予測等の手法を用いてもよい。In the above embodiment, the prediction interpolation of the data is performed by using the vertical linear prediction and the horizontal linear prediction as the data prediction method, but other prediction methods such as polynomial prediction may be used. An oblique condition may be entered as the prediction direction. Further, not only one-dimensional prediction but also two-dimensional prediction such as plane prediction, and three-dimensional prediction based on data between several fields and several frames may be used.
更に、上記実施例では第3図に示すように4データを
1まとまりとして考える場合を例示したが、任意のデー
タ数を1まとまりとして考えるようにしてもよく、ディ
ジタル映像信号を表現するビット数や予測誤差信号を表
現するビット数も自由に設定することができる。Further, in the above embodiment, the case where four data are considered as one group as shown in FIG. 3 is illustrated, but an arbitrary number of data may be considered as one group, and the number of bits expressing a digital video signal or The number of bits expressing the prediction error signal can be set freely.
更に、上記実施例では最も予測誤差が少なくなる予測
方法を決定するに当たり、予測誤差の絶対値の大小を比
較する構成を例示したが、予測誤差の変動範囲の大小を
比較したり、予測誤差の自乗平均誤差の大小を比較する
等の方法により決定してもよい。Furthermore, in the above embodiment, in determining the prediction method that minimizes the prediction error, the configuration of comparing the magnitude of the absolute value of the prediction error is illustrated, but the magnitude of the variation range of the prediction error is compared, and the prediction error It may be determined by a method such as comparing the magnitude of the root mean square error.
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、複数の符号化方式
でデータを予測し、予測誤差の1番小さくなるような予
測方法でデータ予測したときの予測誤差を伝送するよう
に構成したので、予測誤差を最も小さくして、復号化さ
れたディジタル映像信号による画質の劣化を極小とする
ことが可能なディジタル信号処理装置が得られる効果が
ある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, data is predicted by a plurality of encoding methods, and a prediction error when data is predicted by a prediction method that has the smallest prediction error is transmitted. Since it is configured as described above, there is an effect that a prediction error is minimized and a deterioration in image quality due to a decoded digital video signal can be minimized.
第1図はこの発明の一実施例に係るディジタル信号処理
装置のブロック図、第2図,第3図は第1図の構成の動
作を説明するための説明図、第4図は従来のディジタル
信号処理装置のブロック図、第5図は第4図の構成の動
作を説明するための説明図である。 (1)はデータ入力端子、(2)はメモリ、 (3)はデータ送出回路、(4)は第1の予測器、
(5)は第1の予測誤差検出器、(6)は第2の予測
器、(7)は第2の予測誤差検出器、(8)は比較器、
(9)は第2の量子化器、(10)は第1の量子化器、
(11)はセレクタ、(12)はデータ出力端子、(13)は
コントロール回路、(14)はデータ入力端子、(15)は
メモリ、(16)はデータ送出回路、(17)は加算器、
(18)はセレクタ、(19)はデータ出力端子、(30)は
伝送・記録系、(38)は第3の予測器、(39)は第4の
予測器、(51)は符号化ブロック、(52)は復号化ブロ
ック。 尚、図中、同一符合は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram of a digital signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory views for explaining the operation of the configuration of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a block diagram of the signal processing device, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. (1) is a data input terminal, (2) is a memory, (3) is a data transmission circuit, (4) is a first predictor,
(5) is a first prediction error detector, (6) is a second predictor, (7) is a second prediction error detector, (8) is a comparator,
(9) is the second quantizer, (10) is the first quantizer,
(11) is a selector, (12) is a data output terminal, (13) is a control circuit, (14) is a data input terminal, (15) is a memory, (16) is a data sending circuit, (17) is an adder,
(18) is a selector, (19) is a data output terminal, (30) is a transmission / recording system, (38) is a third predictor, (39) is a fourth predictor, and (51) is a coding block. , (52) is a decoding block. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
個を間引いて伝送する標本化手段と、間引かれたn−1
個のデータをそれぞれ異なる予測方法で予測符号化する
複数の予測手段と、前記各予測手段における各予測誤差
を検出する予測誤差検出手段と、前記予測誤差検出手段
の各検出誤差を比較して予測誤差が最小となる予測方法
の判別信号並びに最小予測誤差信号とを標本化データと
合わせて伝送する手段と、伝送された標本化データと予
測誤差の判別信号並びに最小予測誤差信号に基づいてn
−1個の補間データを発生する補間手段と、伝送された
標本化データと補間手段からの補間データに基づいてn
個のディジタル画像データを復号化する手段を備えるこ
とを特徴とするディジタル信号処理装置。1. n-1 of n digital video data
Sampling means for thinning out and transmitting thinned pieces, and thinned out n-1
A plurality of predicting means for predictively encoding each piece of data by different predicting methods, a predictive error detecting means for detecting each predictive error in each predicting means, and a predictive error by comparing each detective error of the predictive error detecting means. A means for transmitting the discriminant signal of the prediction method and the minimum predictive error signal that minimize the error together with the sampled data, and n based on the transmitted discriminant signal of the sampled data and the predictive error and the minimum predictive error signal.
Based on the transmitted sampling data and the interpolating data from the interpolating means,
A digital signal processing apparatus comprising means for decoding individual digital image data.
に基づき算出される値が最小となる予測方法を指示する
ことを特徴とする請求項(1)記載のディジタル信号処
理装置。2. The digital signal processing apparatus according to claim 1, wherein the discrimination signal indicates a prediction method that minimizes a value calculated based on the n-1 prediction errors.
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