(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを所定画素数からなる複数のブロックに分割して生成し、さらに複数の輝度データブロックと２つの色データブロックからなるマクロブロックを生成して出力するブロック化手段と、
上記ブロック化手段からの画像データに対して上記ブロック毎に変換符号化処理を施し、この変換係数を出力する変換符号化手段と、
色データの各画素が赤色であるかを検出する赤データ検出手段と、
上記ブロック化手段から供給される上記ブロックが、上記赤データ検出手段により赤色と判定された画素を所定数以上有する場合に、そのブロックを赤色のブロックとして検出する赤ブロック検出手段と、
上記変換符号化手段からの変換係数を量子化する量子化手段と、
上記赤ブロック検出手段によりそのブロックが赤色のブロックであるとして検出された場合に、上記マクロブロックの中の赤色データに対しては量子化の度合いを細かくなるように可変制御する制御手段とを有することを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
上記制御手段は、所定数の上記マクロブロックを処理単位として、アクティビティによるクラス分けを処理単位毎に行い、クラスによって適応的に量子化手段の量子化の度合いを制御し、上記赤ブロック検出手段によりそのブロックが赤色のブロックとして判断された場合に、上記マクロブロックの中の赤色データに対しては量子化の度合いを最も細かくするクラスとすることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
【請求項３】
上記赤データ検出手段は、複数ビットの２値データとして供給される赤の色データのうち、上位複数ビットを抽出して出力する上位ビット抽出手段と、赤データを検出する際の基準となる値に最も近くなるように２の冪乗(冪指数は自然数)で割り切れる複数ビットの２値データのうちの上位複数ビットを閾値データとして出力する閾値データ出力手段と、上記上位ビット抽出手段からの赤の色データと、上記閾値データとを比較する比較手段とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の画像圧縮装置。
【請求項４】
上記赤データ検出手段は、複数ビットの２値データとして供給される青の色データのうち、最上位ビットを抽出して出力する最上位ビット抽出手段と、上記比較手段からの出力と、上記最上位ビット抽出手段からの出力に基づいて、その画像データが赤データであることを示す赤検出データを出力することを特徴とする請求項３記載の画像圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧縮した画像データを取り扱う機器である、例えばデジタルビデオテープレコーダ装置，テレビ電話システム，テレビ会議システム，放送局の送信装置等に用いて好適な画像圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像情報をデジタル的に記録再生する所謂デジタルビデオテープレコーダ装置（デジタルＶＴＲ）が知られている。このデジタルＶＴＲの記録系は、図１３に示すような構成を有しており、音声信号は入力端子５０を介してＡ／Ｄ変換器５１に供給され、画像信号は入力端子５３を介してＡ／Ｄ変換器５４に供給されるようになっている。
【０００３】
上記Ａ／Ｄ変換器５１は、上記音声信号をデジタル化することにより音声データを形成し、これを音声記録処理回路５２に供給する。上記音声記録処理回路５２は、上記音声データを記録に適した形態としこれを誤り訂正符号化合成回路６１に供給する。
【０００４】
一方、上記Ａ／Ｄ変換器５４は、例えば１フレーム毎にサンプリングを行うことにより、上記画像信号をデジタル化して輝度データ（Ｙデータ）及び２つの色差データ（Ｒ−Ｙデータ，Ｂ−Ｙデータ）を形成し、このコンポーネントデータを圧縮符号化回路５５内のブロッキング回路５６に供給する。
【０００５】
上記ブロッキング回路５６は、上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ，Ｂ−Ｙデータをそれぞれ、例えば縦×横が８画素×８画素のブロック（ＤＣＴブロック）に分割し、これをシャフリング回路５７に供給する。
【０００６】
上記シャフリング回路５７は、６個の上記Ｙデータ，１つの上記Ｒ−Ｙデータ及び１つの上記Ｂ−Ｙデータの計８つのＤＣＴブロックから１つのマクロブロックを形成する。なお、この８つのＤＣＴブロックは、画面上の同じ位置のデータである。上記シャフリング回路５７は、上記マクロブロック毎に所定のシャフリングを行い、５つのマクロブロックで１つのユニットを形成し、このユニット単位で出力する。このユニットの画像データは離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ）回路５８に供給される。
【０００７】
上記ＤＣＴ回路５８は、上記ユニットを構成する各マクロブロックの画像データをそれぞれ周波数軸上に変換し、この変換係数を量子化回路５９に供給する。
【０００８】
上記量子化回路５９は、以下に説明する可変長符号化回路６０から出力されるユニットの画像データのデータ長が固定長となるような量子化係数を選択し、この量子化係数を用いて上記ユニット毎の画像データを再量子化する。この再量子化されたユニットの画像データは可変長符号化回路６０に供給される。
【０００９】
上記可変長符号化回路６０は、上記画像データのデータ量が一定値以下となるように上記ユニット毎にデータ量を固定長化し、これを誤り訂正符号化合成回路６１に供給する。
【００１０】
上記訂正符号化合成回路６１は、上記ユニット毎に固定長化された画像データと、上記音声記録処理回路５２からの音声データとを合成することにより記録データを形成するとともに、この記録データに誤り訂正のための、いわゆるパリティを付加して記録変調処理回路６２に供給する。
【００１１】
上記記録変調処理回路６２は、上記合成処理により形成された記録データに所定の変調処理を施し、これを記録ヘッド６３に供給する。これにより、上記記録ヘッド６３で上記画像データがビデオテープに斜め記録される。
【００１２】
このように画像データ（及び音声データ）をデジタル的に記録することにより、ランダムノイズ等の悪影響を防止して画質の劣化を生ずることなく記録再生することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のデジタルＶＴＲは、上記画像データを複数のマクロブロックに分割し、このマクロブロック毎にＤＣＴ処理，再量子化処理等を行うようになっているため、マクロブロックとマクロブロックとのつなぎ目に当たる再生画面上にノイズがあらわれる所謂ブロック歪みを生ずる問題があった。特に赤色の画像データを多く含んでいるマクロブロックのブロック歪みは、視覚上にも目立ちやすく改善が望まれている。
【００１４】
本発明は、上述の課題に鑑みて成されたものであり、上記赤色の画像データを多く含んでいるマクロブロックのブロック歪みを軽減し、画質向上に貢献することができるような画像圧縮装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像画像圧縮装置は、画像データを所定画素数からなる複数のブロックに分割して生成し、さらに複数の輝度データブロックと２つの色データブロックからなるマクロブロックを生成して出力するブロック化手段と、上記ブロック化手段からの画像データに対して上記ブロック毎に変換符号化処理を施し、この変換係数を出力する変換符号化手段と、色データの各画素が赤色であるかを検出する赤データ検出手段と、上記ブロック化手段から供給される上記ブロックが、上記赤データ検出手段により赤色と判定された画素を所定数以上有する場合に、そのブロックを赤色のブロックとして検出する赤ブロック検出手段と、上記変換符号化手段からの変換係数を量子化する量子化手段と、上記赤ブロック検出手段によりそのブロックが赤色のブロックであるとして検出された場合に、上記マクロブロックの中の赤色データに対しては量子化の度合いを細かくなるように可変制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る画像画像圧縮装置は、上記制御手段が、所定数の上記マクロブロックを処理単位として、アクティビティによるクラス分けを処理単位毎に行い、クラスによって適応的に量子化手段の量子化の度合いを制御し、上記赤ブロック検出手段によりそのブロックが赤色のブロックとして判断された場合に、上記マクロブロックの中の赤色データに対しては量子化の度合いを最も細かくするクラスとすることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る画像画像圧縮装置は、上記赤データ検出手段が、複数ビットの２値データとして供給される赤の色データのうち、上位複数ビットを抽出して出力する上位ビット抽出手段と、赤データを検出する際の基準となる値に最も近くなるように２の冪乗(冪指数は自然数)で割り切れる複数ビットの２値データのうちの上位複数ビットを閾値データとして出力する閾値データ出力手段と、上記上位ビット抽出手段からの赤の色データと、上記閾値データとを比較する比較手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明に係る画像画像圧縮装置は、上記赤データ検出手段が、複数ビットの２値データとして供給される青の色データのうち、最上位ビットを抽出して出力する最上位ビット抽出手段と、上記比較手段からの出力と、上記最上位ビット抽出手段からの出力に基づいて、その画像データが赤データであることを示す赤検出データを出力することを特徴とする。
【００２４】
【作用】
本発明に係る画像圧縮装置では、ブロック化手段により画像データを所定画素数からなる複数のブロックに分割して生成し、さらに複数の輝度データブロックと２つの色データブロックからなるマクロブロックを生成する。変換符号化手段は、ブロック化手段から供給される画像データに対して、上記ブロック毎に変換符号化処理を施すことにより、変換係数形成する。また、赤ブロック検出手段は、上記ブロック化手段から供給される上記ブロックが、色データの各画素が赤色であるかを検出する赤データ検出手段により赤色と判定された画素を所定数以上有する場合に、そのブロックを赤色のブロックとして検出する。そして、量子化手段は上記変換符号化手段からの変換係数を量子化するが、制御手段は、上記赤ブロック検出手段によりそのブロックが赤色のブロックであるとして検出された場合に、上記マクロブロックの中の赤色データに対しては上記量子化手段における量子化の度合いを細かくなるように可変制御する。
例えば、上記制御手段により、所定数の上記マクロブロックを処理単位として、アクティビティによるクラス分けを処理単位毎に行い、クラスによって適応的に量子化手段の量子化の度合いを制御し、上記赤ブロック検出手段によりそのブロックが赤色のブロックとして判断された場合に、上記マクロブロックの中の赤色データに対しては量子化の度合いを最も細かくするクラスとする
これにより、上記赤色のブロックの画像データを細かく量子化することができる。
【００２５】
また、本発明に係る画像圧縮装置において、上記赤データ検出手段では、複数ビットの２値データとして供給される赤の色データのうち、上位複数ビットを抽出して出力する上位ビット抽出手段からの赤の色データと、赤データを検出する際の基準となる値に最も近くなるように２の冪乗(冪指数は自然数)で割り切れる複数ビットの２値データのうちの上位複数ビットを閾値データとして出力する閾値データ出力手段からの上記閾値データとを比較手段により比較する。
【００２６】
さらに、上記赤データ検出手段は、複数ビットの２値データとして供給される青の色データのうち、最上位ビットを抽出して出力する最上位ビット抽出手段からの出力と、上記比較手段からの出力に基づいて、その画像データが赤データであることを示す赤検出データを出力する。
【００２７】
具体的には、８ビットの２値データのうち上位の３ビットに相当する閾値データを上記比較手段に供給する。すなわち、上記赤データを検出する際の基準となる値としては、例えば１７０前後が好ましい。この１７０に最も近くなる上記２の冪乗で割り切れる８ビットの２値データは１６０である（この場合、１６０は２５  で割り切ることができる。）。この１６０を８ビットであらわすと“１０１０００００”となり、上位３ビット以下に０が並ぶようになる。
【００２８】
ここで、１６０より小さな値（０〜１５９）は２値データで“００００００００”〜１００１１１１１であり、上位３ビットの値が必ず１０１以下になる。このことは、８ビットの赤の色データのうち、上位３ビットだけで赤データの検出が可能であることを示している。
【００２９】
このため、上記閾値データ出力手段は、この場合、上記“１０１０００００”の８ビットの２値データのうち、“１０１”である上位３ビットのみを上記閾値データとして比較手段に供給する。
【００３０】
上記比較手段は、上記上位ビット抽出手段からの赤の色データと、上記閾値データ出力手段からの閾値データと比較する。そして、閾値データよりも赤の色データの方が大きかった場合に、その画像データが赤データであることを示すハイレベルの赤検出データを出力し、該閾値データよりも赤の色データの方が小さかった場合に、その画像データが赤データではないことを示すローレベルの赤検出データを出力する。
【００３１】
そして、上記比較手段は、上記上位ビット抽出手段からの赤の色データと、上記閾値データと比較する。具体的には、赤の色データの上位３ビットが“１０１”以上の場合はその画像データが赤である可能性が高いため、ハイレベルの赤検出データを出力し、該赤の色データの上位３ビットが“１０１”以下の場合はその画像データが赤である可能性が低いため、ローレベルの赤検出データを出力する。
【００３２】
上記閾値データを１７５とすると、該１７５の閾値データである“１０１００１１１”と上記８ビットの赤の色データとを比較する必要があり、８ビットの比較手段が必要となるが、このように、閾値データを２の冪乗で割り切れる値とすることにより、上位３ビットの比較でその画像データが赤であるか否かを判別可能とすることができる。すなわち、供給される赤の色データのビット数から冪指数を減算したビット数での判別を可能とすることができる。このため、上記判別に要するビット数を低減してハードウェアを簡略化することができ、ローコスト化を図ることができる。また、その画像データが赤の画像データであるか否かを検出することができるため、当該画像圧縮装置を例えばマクロブロック毎にＤＣＴ処理，再量子化処理等を行うデジタルＶＴＲ等に設け、そのマクロブロックが赤の画像データを多く含むと判断された場合に、上記再量子化処理の際の量子化ステップを細かくすることにより、いわゆるブロック歪みを軽減することができ、画質の向上に貢献することができる。
【００３３】
ここで、このように赤の色データ値のみで、その画像データが赤の画像データであるか否かを判別するようにすると多少の検出誤差を生ずる。
【００３４】
このため、本発明に係る画像圧縮装置では、青の色データに基づいてもその画像データが赤の画像データであるか否かの判別を行い、上記赤の色データにおける判別結果と青の色データにおける判別結果とを総合して、その画像データが赤の画像データであるか否かの判別を行うようにした。
【００３５】
すなわち、本発明に係る画像画像圧縮装置において、上記赤データ検出手段は、複数ビットの２値データとして供給される青の色データのうち、最上位ビットを抽出して出力する最上位ビット抽出手段を備え、上記比較手段からの出力と、上記最上位ビット抽出手段からの出力に基づいて、その画像データが赤データであることを示す赤検出データを出力する。
具体的には、最上位ビット抽出手段が、例えば８ビットの２値データとして供給される青の色データのうち、最上位ビットのみを抽出して出力する。これは、上記青の色データを用いてその画像データが赤データであるか否かを判別するのに基準となる値としては、例えば１２８が好ましいためである。１２８は、２4 で割り切ることができ、８ビットの２値データで表すと“１０００００００”となる。このため、上記青の色データを用いてその画像データが赤データであるか否かを判別する場合は、該青の色データの最上位ビットが“１”であるか“０”であるかを判別すればよいこととなる。従って、上記最上位ビット抽出手段は、上記８ビットの２値データとして供給される青の色データのうち、最上位ビットのみを抽出して出力する。
【００３６】
ここで、その画像データが赤の画像データである場合は、上記青の色データが１２８以下の場合であり、１２８以上の青の色データを有するとその画像データは赤の画像データでないことを示す。このため、その画像データが赤の画像データである場合は、上記最上位ビット抽出手段からはローレベルのデータが出力され、その画像データが赤の画像データでない場合は、上記最上位ビット抽出手段からはハイレベルのデータが出力される。
【００３９】
このように、その画像データが赤の画像データであるか否かの判別を、上記赤の色データ及び青の色データの両方を用いて行うことにより、より正確な赤データの検出を行うことができる。しかも、上記青の色データの閾値を２の冪乗で割り切れる数とすることにより、この判別に要するビット数を軽減（閾値を１２８とした場合には１ビットに軽減）することができる。従って、各８ビットの赤の色データ及び青の色データを用いた場合には、該判別に計１６ビット必要であったのが、上記赤の色データに３ビット、上記青の色データに１ビットの計４ビットに軽減することができ、ハードウェアの簡略化を通じてローコスト化を図ることができる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明に係る画像圧縮装置及び赤データ検出装置の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
本発明に係る画像圧縮装置は、例えば図１に示すように、画像データを所定画素数のブロックに分割して出力するブロック化手段であるブロッキング回路１と、上記ブロッキング回路１によりブロック化された画像データに所定のシャフリング処理を施すシャフリング回路２とを有している。また、上記画像圧縮装置は、上記シャフリング処理された画像データに直交変換処理を施して周波数軸上に変換し、この変換係数を出力する変換符号化手段である離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ）回路３と、上記変換係数を再量子化する量子化手段である量子化回路４と、上記量子化回路４からの画像データのデータ長を固定長とする可変長符号化回路５とを有している。さらに、また、上記画像圧縮装置は、上記シャフリング回路２から供給される上記画像データのブロックが、所定数以上の赤色画素の画像データを有する場合に、そのブロックを赤色のブロックとして検出する赤ブロック検出手段である赤検出器６と、上記赤検出器６によりそのブロックが赤色のブロックであるとして検出された場合に、上記量子化回路４の量子化の度合いを細かくするように可変制御する制御手段である制御器７とを有している。
【００４５】
上記赤検出器６は、三原色の画像データから形成された輝度データ（Ｙデータ），赤の色データ（Ｒ−Ｙデータ）及び青の色データ（Ｂ−Ｙデータ）のうち、該Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータに基づいて、所定のマクロブロック毎にそのマクロブロックが赤のマクロブロックであるか否かを検出する本発明に係る赤データ検出装置であって例えば図２のように構成される。
【００４６】
すなわち、この赤検出器６は、図２に示すように、８ビットの２値データとして供給されるＲ−Ｙデータから上位３ビットを抽出して出力する赤データ抽出回路１１と、同じく８ビットの２値データとして供給されるＢ−Ｙデータから最上位ビットのみを抽出して出力する青データ抽出回路１２とを有している。また、上記赤検出器６は、赤データを検出する際の基準となる値に最も近くなるように２の冪乗（冪指数は自然数）で割り切れる８ビットの２値データのうち上位の３ビットを抽出し、これを閾値データとして出力する閾値データ出力回路１５と、上記閾値データと上記赤データ抽出回路１１からのＲ−Ｙデータとを比較する比較器１３とを有している。また、上記赤検出器１６は、上記青データ抽出回路１２からの最上位ビットのＢ−Ｙデータを反転するインバータ１６と、上記比較器１３からの比較出力及びインバータ１６からの出力がともにハイレベルであった場合にハイレベルの赤検出データを出力するＡＮＤゲート１４とを有している。さらに、上記赤検出器６は、上記マクロブロック毎にリセットされ、上記ＡＮＤゲート１４からのハイレベルの赤検出データを０〜７までカウントする３ビットカウンタ１９ａと、上記マクロブロック毎にリセットされ、上記３ビットカウンタ９ａが上記ハイレベルの赤検出データを８つカウントすることにより出力するキャリーが供給された場合、そのマクロブロックが赤のマクロブロックであることを示す赤ブロック判定データを出力するフリップフロップ１９ｂとを有している。
【００４７】
そして、このような構成を有する本発明に係る画像圧縮装置は、例えば図３に示すように、デジタルビデオテープレコーダ装置の記録系における圧縮符号化回路１０として適用される。
【００４８】
以下、このデジタルビデオテープレコーダ装置の動作も含め、本発明に係る画像圧縮装置すなわち圧縮符号化回路１０の動作説明をする。
【００４９】
まず、図３において、アナログの音声信号が入力端子２０を介してＡ／Ｄ変換器２１に供給され、アナログの画像信号が入力端子２３を介してＡ／Ｄ変換器２４に供給される。
【００５０】
上記Ａ／Ｄ変換器２１は、上記音声信号をデジタル化することにより音声データを形成し、これを音声記録処理回路２２に供給する。上記音声記録処理回路２２は、上記音声データを記録に適した形態としこれを誤り訂正符号化合成回路２５に供給する。
【００５１】
一方、上記Ａ／Ｄ変換器２４は、所定の周波数のサンプリングクロックを用いてサンプリングを行うことにより、上記画像信号をデジタル化して輝度データ（Ｙデータ）及び２つの色差データ（Ｒ−Ｙデータ，Ｂ−Ｙデータ）からなるコンポーネントデータを形成する。そして、このコンポーネントデータを本発明に係る画像圧縮装置である圧縮符号化回路１０に供給する。
【００５２】
上記コンポーネントデータは、上述の図１に示した圧縮符号化回路１０の入力端子８を介してブロッキング回路１に供給される。
【００５３】
上記ブロッキング回路１は、例えば図４に示すように同じ領域の上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ，Ｂ−Ｙデータから、それぞれ縦×横が８画素×８画素の計６４画素からなるＤＣＴブロックを形成する。そして、図５（ａ）に示すような６つのＹデータのＤＣＴブロックと、同図（ｂ）に示すような１つのＲ−ＹデータのＤＣＴブロックと、同図（ｃ）に示すような１つのＢ−ＹデータのＤＣＴブロックの計８ブロックから１つのマクロブロックを形成して出力する。なお、上記マクロブロックを形成する８つのＤＣＴブロックは、同じ画面領域上のデータである。このマクロブロックの画像データは、シャフリング回路２に供給される。
【００５４】
上記シャフリング回路２は、上記マクロブロック単位で所定のシャフリング処理を行い、このシャフリング処理を行った５つのマクロブロックを１まとまり（１ユニット）として出力する。このユニット単位で出力される画像データは、ＤＣＴ回路３及び赤検出器６に供給される。上記ＤＣＴ回路３は、１つのユニットを構成する５つのマクロブロックの各ＤＣＴブロックの画像データ（Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ，Ｂ−Ｙデータ）をそれぞれ周波数軸上に変換し、この変換係数を量子化回路４に供給する。上記量子化回路４は、上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ，Ｂ−Ｙデータの各変換係数を再量子化することにより、画像データの圧縮を行って出力する。
【００５５】
上記赤検出器６は、上述のように図２に示す構成を有しており、上記Ｒ−Ｙデータは赤データ抽出回路１１に供給され、上記Ｂ−Ｙデータは青データ抽出回路１２に供給される。
【００５６】
ここで、図６に示す国際照明委員会（ＣＩＥ）により制定された色度図において、例えばＸ軸が略々０．０２，Ｙ軸が略々０．４４で示される点から、Ｘ軸が略々０．６，Ｙ軸が略々０．２で示される点に向かって引いた直線は上記Ｒ−Ｙデータの軸となっており、また、Ｘ軸が略々０．４２，Ｙ軸が略々０．５６で示される点から、Ｘ軸が略々０．１６，Ｙ軸が０で示される点に向かって引いた直線が上記Ｂ−Ｙデータの軸となっている。
【００５７】
上記Ｒ−Ｙデータの軸を例えば８ビットである０〜２５５階調に分割し（上記Ｘ軸が略々０．０２，Ｙ軸が略々０．４４で示される点が０階調で上記Ｘ軸が略々０．６，Ｙ軸が略々０．２で示される点が２５５階調）、上記Ｂ−Ｙデータの軸を同じく８ビットである０〜２５５階調に分割したとすると（上記Ｘ軸が略々０．４２，Ｙ軸が略々０．５６で示される点が０階調で上記Ｘ軸が略々０．１６，Ｙ軸が０で示される点が２５５階調）、例えば上記Ｒ−Ｙデータの軸において１７０階調以上、且つ、上記Ｂ−Ｙデータの軸において１２８階調以下の領域の画像データが赤色系統の画素の画像データとなる。
【００５８】
そこで、上記赤検出器６は、上記シャフリング回路２からユニットの画像データが供給されると、上記１つのＤＣＴブロックである６４画素からなるＲ−Ｙデータのうち１７０階調以上の画素のＲ−Ｙデータを検出してこの検出出力を制御器７に供給するとともに、上記１つのＤＣＴブロックである６４画素からなるＢ−Ｙデータのうち１２８階調以下の画素のＢ−Ｙデータを検出してこの検出出力を上記制御器７に供給する。
【００５９】
ここで、上記Ｒ−Ｙデータで赤データを検出する際の基準となる値である１７０に最も近くなる２の冪乗で割り切れる８ビットの２値データは１６０である（１６０は２５  で割り切ることができる。）。この１６０を８ビットであらわすと“１０１０００００”となり、上位３ビット以下に０が並ぶようになる。１６０より小さな値（０〜１５９）は２値データで“００００００００”〜１００１１１１１であり、上位３ビットの値が必ず１０１以上になる。このことは、８ビットのＲ−Ｙデータのうち、上位３ビットだけで赤データの検出が可能であることを示している。
【００６０】
このため、上記赤検出器６において、上記赤データ抽出回路１１は、第０ビット〜第７ビットの８ビットのＲ−Ｙデータのうち、第５ビット〜第７ビットの上位３ビットを抽出し、これらを比較器１３に供給する。
【００６１】
また、上記閾値データ出力回路１５は、上記１６０である“１０１０００００”の８ビットの２値データのうちの上位３ビットである“１０１”を閾値データとして上記比較器１３に供給する。
【００６２】
上記比較器１３は、上記赤データ抽出回路１１からの３ビットのＲ−Ｙデータと、上記閾値データ出力回路１５からの３ビットの閾値データと比較し、該閾値データよりもＲ−Ｙデータの方が大きかった場合に、その画像データが赤データであることを示すハイレベルの赤検出データをＡＮＤゲート１４に供給し、該閾値データよりもＲ−Ｙデータの方が小さかった場合に、その画像データが赤データではないことを示すローレベルの赤検出データを上記ＡＮＤゲート１４に供給する。
【００６３】
すなわち、上記比較器１３は、Ｒ−Ｙデータの上位３ビットが“１０１”以上の場合はその画像データが赤である可能性が高いため、ハイレベルの赤検出データを上記ＡＮＤゲート１４に供給し、該Ｒ−Ｙデータの上位３ビットが“１０１”以下の場合はその画像データが赤である可能性が低いため、ローレベルの赤検出データを上記ＡＮＤゲート１４に供給する。
【００６４】
また、上記Ｂ−Ｙデータで赤データを検出する際の基準となる値である１２８に最も近くなる２の冪乗で割り切れる８ビットの２値データは１２８である（１２８は２４  で割り切ることができる。）。この１２８を８ビットであらわすと“１０００００００”となり、最上位ビット以下に０が並ぶようになる。このことは、８ビットのＢ−Ｙデータのうち、最上位ビットの１ビットだけで赤データの検出が可能であることを示している。
【００６５】
このため、上記青データ抽出回路１２は、上記８ビットの２値データとして供給されるＢ−Ｙデータのうち、最上位ビットのみを抽出し、これをインバータ１６に供給する。
【００６６】
ここで、その画像データが赤の画像データである場合は、上記Ｂ−Ｙデータが１２８以下の場合であり、１２８以上のＢ−Ｙデータを有するとその画像データは赤の画像データでないことを示す。このため、その画像データが赤の画像データである場合は上記青データ抽出回路１２からローレベルのデータが出力され、その画像データが赤の画像データでない場合は上記青データ抽出回路１２からハイレベルのデータが出力される。
【００６７】
上記インバータ１６は、上記青データ抽出回路１２からの最上位ビットのＢ−Ｙデータを反転し、これを赤検出データとして上記ＡＮＤゲート１４に供給する。
【００６８】
上記ＡＮＤゲート１４は、上記比較器１３からハイレベルの赤検出データが供給されるとともに、上記インバータ１６からハイレベルの赤検出データが供給された場合のみ、その画像データが赤データであることを示すハイレベルの赤検出データを出力する。
【００６９】
すなわち、上記ＡＮＤゲート１４は、上記Ｒ−Ｙデータが１６０以上で、且つ、上記Ｂ−Ｙデータが１２８以下の場合に、その画像データは赤の画像データであると判断して上記ハイレベルの赤検出データを出力する。この赤検出データは、３ビットカウンタ１９ａに供給される。
【００７０】
上記閾値データを１７５とすると、該１７５の閾値データである“１０１００１１１”と上記８ビットのＲ−Ｙデータとを比較する必要があり、８ビットの比較器が必要となるが、このように、閾値データを２の冪乗で割り切れる値とすることにより、上位３ビットの比較でその画像データが赤であるか否かを判別可能とすることができる。すなわち、供給されるＲ−Ｙデータのビット数から冪指数を減算したビット数での判別を可能とすることができる。また、上記Ｂ−Ｙデータの閾値を２の冪乗で割り切れる数である１２８とすることにより、この判別に要するビット数を１ビットに軽減することができる。
【００７１】
このため、各８ビットのＲ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータを用いた場合には、該判別に計１６ビット必要であったのが、この赤検出器６では、上記Ｒ−Ｙデータに３ビット、上記Ｂ−Ｙデータに１ビットの計４ビットに軽減することができる。
【００７２】
従って、上記判別に要するビット数を低減してハードウェアを簡略化することができ、ローコスト化を図ることができる。
【００７３】
次に、上記３ビットカウンタ１９ａは、入力端子７から供給されるリセットパルスにより１マクロブロック毎にリセットされるようになっており、上記ＡＮＤゲート１４から供給されるハイレベルの赤検出データの数を０〜７までカウントする。そして、上記ハイレベルの赤検出データの数が７となったときにキャリーをフリップフロップ１９ｂに供給する。
【００７４】
上記フリップフロップ１９ｂは、上記３ビットカウンタ１９ａと同じく入力端子１７から供給されるリセットパルスにより１マクロブロック毎にリセットされるようになっており、上記キャリーが供給された場合には、そのマクロブロックに８つ以上の赤の画像データが存在するため、該マクロブロックが赤のマクロブロックであることを示すハイレベルの赤ブロック判定データを出力し、上記キャリーが供給されない場合には、そのマクロブロックに８つ以上の赤の画像データが存在しないため、該マクロブロックが赤のマクロブロックではないことを示すローレベルの赤ブロック判定データを出力する。この各赤ブロック判定データは、それぞれ出力端子１８を介して図１に示す制御器７に供給される。
【００７５】
このように、２の冪乗（冪指数は自然数）のカウンタを設けることにより、カウンタの桁数を少なくすることができ、また、所定のカウンタ値となったときに、そのマクロブロックを赤のマクロブロックであると判断することにより、マクロブロック単位での赤の画像データの判別を可能とすることができる。
【００７６】
上記制御器７は、そのマクロブロックが赤のマクロブロックであることを示す上記ハイレベルの赤ブロック判定データが供給されると、そのマクロブロックは赤色のマクロブロックであることを示す制御データを量子化回路４４に供給する。そして、上記制御器７は、上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータのレベル等を検出して、上記量子化回路４における各データの量子化の度合いを決定し、この量子化の度合いを制御するための制御データを該量子化回路４に供給するが、上記６４画素中、上記Ｒ−Ｙデータの軸におけるレベルが１７０階調以上、且つ、Ｂ−Ｙデータの軸におけるレベルが１２８階調以下の画像データが２０個以上存在した場合に、そのブロックは赤色のＤＣＴブロックであると判別する。そして、この赤色のＤＣＴブロックであることを示す制御データを量子化回路４に供給する。
【００７７】
上記量子化回路４は、図７に示すような構成を有しており、上記画像データは入力端子３０を介して量子化器３２に供給され、上記制御データは入力端子３１を介してクラス分け回路３３に供給される。
【００７８】
上記クラス分け回路３３は、上記制御データに基づいて、上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータをそれぞれ量子化するための量子化テーブルを、例えば徐々に量子化の度合いが粗くなる第１〜第４の４つの量子化テーブル（Ｑ−ｔａｂｌｅ）の中から選択し、これを示す選択データをデータ量算出器３４に供給するが、上記赤色のＤＣＴブロックであることを示す制御データが供給された場合、そのＲ−ＹデータのＤＣＴブロック用として、１段階細かい量子化テーブルを選択しこれを示す選択データを上記データ量算出器３４に供給する。
【００７９】
上記データ量算出器３４は、以下に説明する可変長符号化回路５において１ユニット毎に固定データの画像データが出力されるように、上記選択データで示される量子化テーブル中の量子化係数（Ｑ−ｎｕｍｂｅｒ）の中から上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータについて最適な量子化係数を演算により算出し、この各量子化係数をそれぞれ上記量子化器３２に供給する。また、上記データ量算出器３４は、上記赤色のＤＣＴブロックであることが検出された場合には、上記１段階細かい量子化テーブル中の量子化係数の中から上記Ｒ−Ｙデータを細かく再量子化するのに最適な量子化係数を演算により算出するとともに、このＲ−Ｙデータを細かく量子化した分、上記Ｙデータ及びＢ−Ｙデータを粗く量子化して上記可変長符号化回路５から出力される１ユニットの画像データが固定データ長となるような量子化係数を算出し、これらの量子化係数をそれぞれ上記量子化器３２に供給する。
【００８０】
上記量子化器３２は、上記データ量算出器３４から供給される各データ用の量子化係数に基づいて、上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータをそれぞれ再量子化することにより、画像データの圧縮を行う。そして、この圧縮した画像データを出力端子３５を介して図１に示す可変長符号化回路５に供給する。
【００８１】
上述のように、本発明に係る画像圧縮装置では、そのＤＣＴブロックが赤色のＤＣＴブロックであると判別された場合に、上記量子化器３２において、上記Ｒ−Ｙデータが細かく量子化されるように制御している。このため、再生画像における上記Ｒ−Ｙデータの再現性を向上させることができ、ブロック歪みを軽減して再生画像の画質の向上を図ることができる。
【００８２】
上記可変長符号化回路５は、上記ユニット毎のデータ長が一定となるように上記Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータから形成されるコンポーネントデータのデータ量を固定長化し、これを出力端子９を介して図３に示す誤り訂正符号化合成処理回路２５に供給する。上記訂正符号化合成処理回路２５は、上記ユニット毎に固定長化されたコンポーネントデータと、上記音声記録処理回路２２からの音声データとを合成して記録データを形成するとともに、この記録データに誤り訂正のための、いわゆるパリティを付加して記録変調処理回路２６に供給する。上記記録変調処理回路２６は、上記合成処理により形成された画像データに所定の変調処理を施し、これを記録ヘッド２７に供給する。これにより、上記記録ヘッド２７で上記画像データがビデオテープに斜め記録される。
【００８３】
また、本発明に係る画像圧縮装置は、例えば図８に示すように構成される。この図８に示した画像圧縮装置は、上述の図１に示した画像圧縮装置を改良したもので、ブロッキング回路５１により形成されたマクロブロック単位の画像データにシャフリング処理を施すシャフリング回路５２からシャフリング処理済の画像データが供給されるＤＣＴ回路５３、動き検出器５４及び赤検出器５５を備える。
【００８４】
ここで、上記ブロッキング回路５１は、入力画像データについて、ブロッキング回路５１により同じ領域の輝度データＹ，Ｒ−ＹデータＰＲ  ，Ｂ−ＹデータＰＢ  から、それぞれ縦×横が８画素×８画素の計６４画素からなるＤＣＴブロックを形成し、６つのＹデータのＤＣＴブロックと、１つのＲ−ＹデータＰＲ  のＤＣＴブロックと、１つのＢ−ＹデータＰＢ  のＤＣＴブロックの計８ブロックから１つのマクロブロックを形成して出力する。また、上記シャフリング回路５２は、上記ブロッキング回路５１から供給される画像データをマクロブロック単位で所定のシャフリング処理を行い、このシャフリング処理を行った５つのマクロブロックを１まとまり（１ユニット）として出力する。
【００８５】
上記ＤＣＴ回路５３は、上記動き検出器５４による検出結果に基づいて、動きのない画像データに対しては８画素×８画素のＤＣＴブロック単位で離散コサイン変換（ＤＣＴ：  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、また、動きのある画像データに対しては２×８画素×４画素のＤＣＴブロック単位でフィールド間の和分データ又は差分データをＤＣＴする。
【００８６】
上記赤検出器５５は、８画素×８画素＝６４画素のＤＣＴブロックについて、Ｒ−ＹデータＰＲ  の軸において１６０階調以上で、且つ、Ｂ−ＹデータＰＢ  の軸において１２８階調未満の領域にある画像データの画素数をカウントして、そのカウント値が１１以上のＤＣＴブロックを赤ブロックとして検出する。
【００８７】
また、この画像圧縮装置は、上記赤検出器５５の検出出力が供給されるクラス分け回路５６を備えるとともに、上記ＤＣＴ回路５３の出力が供給されるアクティビティ検出器５７，データ量検出器５８及び量子化回路５９を備える。
【００８８】
上記アクティビティ検出器５７は、画像のアクティビティを示す情報として、上記ＤＣＴ回路５３の出力として与えられる画像データのＤＣＴ変換係数のＡＣ係数の最大値を検出し、その最大値に応じて例えば図９に示すようなクラス分け情報０〜３を上記クラス分け回路５６に与える。
【００８９】
そして、上記クラス分け回路５６は、上記アクティビティ検出器５７からのクラス分け情報０〜３及び上記赤検出器５５の検出出力に基づいて、図１０に示すようなクラス分け情報０〜３を上記データ量検出器５８に与える。
【００９０】
すなわち、上記クラス分け回路５６は、上記アクティビティ検出器５７からのクラス分け情報０〜３に応じて、輝度データＹ，Ｒ−ＹデータＰＲ  及びＢ−ＹデータＰＢ  をそれぞれ量子化する度合いが粗くなる第１〜第４のクラス分け情報０〜３を上記データ量検出器５８に供給するが、上記赤検出器５５の検出出力により指定される赤色のＤＣＴブロックに対しては、そのＲ−ＹデータＰＲ  のＤＣＴブロック用として、最も細かい量子化を指定するクラス分け情報０を上記データ量算出器５８に供給する。
【００９１】
上記データ量算出器３４は、上記量子化回路５９の出力が供給される可変長符号化回路６０から１ユニット毎に固定長の画像データが出力されるように、上記クラス分け回路５６により与えられるクラス分け情報０〜３に基づいて、量子化テーブル中の量子化係数（Ｑ−Ｎｏ．）の中から上記輝度データＹ，Ｒ−ＹデータＰＲ  及びＢ−ＹデータＰＢ  について最適な量子化係数を演算により算出し、この各量子化係数をそれぞれ上記量子化回路５９に供給する。
【００９２】
ここで、上記ＤＣＴ回路５３によりＤＣＴされた動きのない画像データに対する８画素×８画素のＤＣＴブロック及び動きのある画像データに対する２×８画素×４画素のＤＣＴブロックは、図１１の（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＡＣ係数の領域が０〜７の領域番号で示す８つの領域に区分されている。そして、上記データ量算出器３４は、図１２に示すように、上記クラス分け情報０〜３に対応した量子化係数（Ｑ−Ｎｏ．）０〜１５を指定するとともに、上記各領域毎に重み１〜３２を指定する。ここで、各領域毎の重み１〜３２は入力画像データに対する除数を示すもので、例えば、重み２は入力画像データに１／２の重み付けを行って量子化することを示している。
【００９３】
この実施例の画像圧縮装置のように、赤色のブロックを検出した場合に、Ｒ−ＹデータＰＲ  のみを細かく再量子化することにより、他の輝度データＹやＢ−ＹデータＰＢ  のブロックに影響を与える赤色のブロックの画像データの再現性を向上させることができる。
【００９４】
なお、上述の各実施例の説明では、変換符号化手段として上記ＤＣＴ回路３を用いることとしたが、これはアダマール変換回路，離散正弦変換回路，Ｋ−Ｌ変換回路，スラント（傾斜）変換回路等のような他の変換符号化手段を用いてもよい。また、ＤＣＴブロックは８画素×８画素の計６４個の画像データで形成され、また、Ｒ−Ｙデータを８ビットの２５６階調で表現する等のように、説明の都合上具体的数値を用いたが、これは、ほんの一例として例示したに過ぎない。従って、これらは、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論である。
【００９５】
【発明の効果】
本発明に係る画像圧縮装置は、赤色のブロックの画像データを細かく再量子化することができるため、該赤色のブロックの画像データの再現性を向上させることができる。また、赤色のブロックを検出した場合に、Ｒ−Ｙデータのみを細かく再量子化することにより、他のＹデータやＢ−Ｙデータのブロックに影響を与える赤色のブロックの画像データの再現性を向上させることができる。従って、赤色の画像データの再生画像におけるブロック歪みを軽減することができ、再生画像の画質向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像圧縮装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る赤データ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施例に係る画像圧縮装置を適用したデジタルビデオテープレコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】上記デジタルビデオテープレコーダ装置における画像データの処理単位であるマクロブロックのデータ配列を示す図である。
【図５】上記マクロブロックを構成する輝度データ及び２つの色差データを示す図である。
【図６】上記画像圧縮装置に設けられている赤検出器の赤色ブロックの検出動作を説明するための、国際照明委員会（ＣＩＥ）により制定された色度図である。
【図７】上記画像圧縮装置に設けられている量子化回路のブロック図である。
【図８】本発明に係る画像圧縮装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示した画像圧縮装置におけるアクティビティ検出器が出力するクラス分け情報を示す図である。
【図１０】図８に示した画像圧縮装置におけるクラス分け回路が出力するクラス分け情報を示す図である。
【図１１】図８に示した画像圧縮装置におけるＤＣＴ回路によりＤＣＴされた画像情報に重み付けするための領域番号を示す図である。
【図１２】図８に示した画像圧縮装置におけるデータ量算出器により指定される量子化係数（Ｑ−ｎｕｍｂｅｒ）及びＤＣＴブロックの各領域毎の重みを示す図である。
【図１３】従来のデジタルビデオテープレコーダ装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  ブロッキング回路
２  シャフリング回路
３  ＤＣＴ回路
４  量子化回路
５  可変長符号化回路
６  赤検出器
７  制御器
１０  圧縮符号化回路
１１  赤データ抽出回路
１２  青データ抽出回路
１３  比較器
１４  ＡＮＤゲート
１５  閾値データ出力回路
１６  インバータ
９ａ  ３ビットカウンタ
２４  画像信号のＡ／Ｄ変換器
２５  誤り訂正符号化合成処理回路
２６  記録変調処理回路
２７  記録ヘッド
３２  量子化器
３３  クラス分け回路
３４  データ量算出器
５１  ブロッキング回路
５２  シャフリング回路
５３  ＤＣＴ回路
５９  量子化回路
６０  可変長符号化回路
５５  赤検出器
【図１】
0003569963.tif 000002
【図２】
0003569963.tif 000003
【図３】
0003569963.tif 000004
【図４】
0003569963.tif 000005
【図５】
0003569963.tif 000006
【図６】
0003569963.tif 000007
【図７】
0003569963.tif 000008
【図８】
0003569963.tif 000009
【図９】
0003569963.tif 000010
【図１０】
0003569963.tif 000011
【図１１】
0003569963.tif 000012
【図１２】
0003569963.tif 000013
【図１３】
0003569963.tif 000014