(57)【要約】【課題】標準信号・非標準信号を判別し、非標準信号は圧縮率を高める従来技術では、非標準信号が多い映像信号を圧縮すると画質が低下する。【解決手段】量子化器１２で映像信号を量子化画素値に量子化し、量子化画素値の同期信号を同期信号分離器１３で分離し、１水平同期信号期間の間クロック周期でサンプリングしたカウント値をカウント器１４で係数し、カウント値と基準値との差分のζ位置を差分抽出器１５での抽出を１垂直期間差分積算器１６で積算し、積算した値と閾値との大小を比較し、連続５回積算値が閾値以下であれば標準信号とし、連続１０回積算値が閾値を越えれば非標準とする。【選択図】図１
2005159614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した映像信号を圧縮する映像信号圧縮装置であって、
前記映像信号を量子化画素値に量子化する量子化手段と、
前記量子化手段で得られた量子化画素の同期信号を分離する同期信号分離手段と、
前記量子化画素値の相隣接する水平同期信号の間を、クロック周期でサンプリングしたカウント値を得るカウント手段と、
本来の水平同期期間を前記クロック周期でサンプリングした基準値と前記カウント値との差分の絶対値を抽出する差分抽出手段と、
垂直同期期間前記絶対値を累算し累算値を得る積算手段と、
前記累算値と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果が、累算値≦閾値が連続してＮ回（但し、Ｎは自然数）発生する場合前記映像信号が標準信号と判別し、累算値＞閾値が連続してＭ回（但し、Ｍは自然数で、Ｎ≦Ｍ）発生する場合前記映像信号が非標準信号と判別する判別手段とを備えることを特徴とする映像信号圧縮装置。
【請求項２】
前記判別手段が非標準信号と判別した場合には、前記映像信号のノイズを除去するノイズリダクション手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の映像信号圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号の圧縮装置にかかわり、特にビデオカセットレコーダ（以下、ＶＣＲと称す）テープ等のノイズの多いアナログ映像をディジタル圧縮処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル技術の進歩に伴い、例えばＶＨＳ規格に準拠したビデオテープ等の磁気テープに保存、または現状の地上波放送等のアナログ映像信号を、例えばＤＶＤ（デジタル  バーサタイル  ディスク）に編集し保存する要望が強い。その一環として、近年ＶＨＳビデオ記録再生機を組み込んだＤＶＤレコーダが販売されている。ディジタル映像信号に変換すると、ＭＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  ｃｏｄｉｎｇ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）等の動画圧縮技術を適用することで、画質の劣化を抑えながら動画を記録できるため、アナログ映像信号をディジタル映像信号に変換した後映像信号を圧縮符号化すると、ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷの記録型ＤＶＤに効率よく記録することができる。
【０００３】
この映像信号を圧縮符号化する技術としては、例えば特許文献１が知られている。特許文献１は、Ａ／Ｄ変換したディジタル映像信号から分離した水平同期信号と垂直同期信号とを２つの基準電位とそれぞれ比較し、両者が共に下回っていると同期検出部が同期信号を検出し、検出した同期信号を各ライン長の相互の変動量の累積値等をＡ／Ｄ変換用クロックを用いてサンプリング数を順次カウントし、カウント値と基準値とを比較することで標準信号／非標準信号を判別し、非標準信号と判別した場合には、フィルタのカットオフ周波数を低くすることで圧縮効率を高め、記録容量をより効率的に利用する技術も開示している。
【特許文献１】特開２００２−１９９３３８号公報（段落番号００９９〜同０１０４、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、標準信号／非標準信号の検出結果に応じて逐次圧縮率を変化させ、非標準信号の場合には標準信号の場合よりも圧縮率を高めて符号化するため、記録媒体への記録容量の点では高効率に記録できるが、非標準信号と判別した画質は無視して記録することとなり、圧縮符号化する対象の映像信号に標準信号が多く含まれている場合には有効でる。ところが、圧縮符号化対象の映像信号が、例えば再生時の同期抜けや同期位相の急変を有する映像信号、ノイズ成分が多い映像信号、モータの回転むらが多く発生する例えばＶＣＲテープに記録されたアナログ映像信号等である場合には、同期信号に揺らぎを発生する。同期信号に歪みがあるとサンプリング点が大きく変わり、同期信号に乱れが多くなり、非標準信号と判別する度合いが多いため、記録媒体に記録したディジタル映像信号または出力するディジタル映像信号は全体的に高圧縮化することとなり、元来ノイズ成分が多い低画質の映像信号を高圧縮化することで益々低画質化が進行し、ディジタル画像特有のブロックノイズが目立つという課題がある。
【０００５】
本発明は、係る従来の課題に鑑み、ノイズ成分が多い映像信号を高画質を維持しながら圧縮できる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の映像圧縮装置は、前記映像信号を量子化画素値に量子化する量子化手段と、前記量子化手段で得られた量子化画素の同期信号を分離する同期信号分離手段と、前記量子化画素値の相隣接する水平同期信号の間を、クロック周期でサンプリングしたカウント値を得るカウント手段と、本来の水平同期期間を前記クロック周期でサンプリングした基準値と前記カウント値との差分の絶対値を抽出する差分抽出手段と、垂直同期期間前記絶対値を累算し累算値を得る積算手段と、前記累算値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果が、累算値≦閾値が連続してＮ回（但し、Ｎは自然数）発生する場合前記映像信号が標準信号と判別し、累算値＞閾値が連続してＭ回（但し、Ｍは自然数で、Ｎ≦Ｍ）発生する場合前記映像信号が非標準信号と判別する判別手段とを備える構成を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の映像信号圧縮装置は、ディジタル映像信号の水平期間をクロック周期でサンプリングしたカウント数と、本来の水平期間を当該クロック周期でサンプリングした基準値との差分の絶対値を１フィールド期間または１フレーム期間だけ累算し、累算した積算値と閾値との大小関係が連続して発生する数を計数し、当該計数値に応じて映像信号が標準信号か非標準信号かを判別するため、標準信号が少ない映像信号であっても標準信号を的確に検知でき圧縮するため、高画質を維持した記録画像が得られる効果がある。なお、非標準信号と判別した場合のみ、映像信号のノイズを除去する構成を採用することにより、非標準信号の場合のみノイズ成分を除去することができ、ノイズ成分まで圧縮する圧縮手段に加わるロスを削減でき、標準信号でも非標準信号でもない場合には前の圧縮率を保持する構成により、非標準信号も標準信号並の圧縮率で高画質で記録できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の映像信号圧縮装置は、標準信号と非標準信号とに重み付を持たせ、当該重み付に基づき標準信号に適した圧縮率及び非標準信号に適した圧縮率を適応的に採用することができるため、ノイズ成分が混入している映像信号の標準信号・非標準信号に拘わらず高画質に記録媒体に記録することができる。また、当該記録媒体に記録したディジタル圧縮映像信号を再生する際には、高画質で視認できる。なお、非標準信号と判別した映像信号のみノイズ除去した後圧縮する好ましい形態を採用すると、非標準信号の圧縮率と標準信号の圧縮率とは同一にし、ノイズ成分まで圧縮を加える圧縮手段２３のロス分を削減し、より高効率に記録媒体に映像信号を記録することができる。
【０００９】
次に、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の映像信号圧縮装置に係る一実施形態のブロック構成図である。同図に示すように、映像信号圧縮装置は、標準・非標準判別部１０と映像信号圧縮処理部２０とを含む。標準・非標準判別部１０は、映像信号入力端子１１、量子化器１２、同期信号分離器１３、カウンタ１４、差分抽出器１５、差分積算器１６、比較器１７、閾値設定器１８、及び判別器１９で構成される。また、映像信号圧縮処理部２０は、切替器２１、ノイズリダクション器２２、圧縮器２３、及び信号出力端子２４で構成される。次に、標準・非標準判別部１０及び映像信号圧縮処理部２０の各構成要素の関係を図２を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、圧縮対象の映像信号としてＶＣＲテープに記録されたアナログ映像信号を前提として説明するが、他の映像信号を除外するものではない。
【００１０】
圧縮対象の映像信号（以下、実映像信号と称す）を信号入力端子１１から入力すると、クロック周波数等の所定の周波数でサンプリングする量子化を量子化器１２で行い、アナログの実映像信号をディジタル映像信号に変換する。得られたディジタル映像信号の水平同期信号及び垂直同期信号（以下、実水平同期信号及び実垂直同期信号と称す）を、同期信号分離器１３で分離する。同期信号分離器１３で分離した信号の内、相隣接する実水平同期信号の間の期間を例えば量子化器１２で用いたクロック周波数でサンプリングした数をカウンタ１４でカウントしカウント値を得る。ここで、信号入力端子１１から入力した実映像信号はＶＣＲテープに記録されたノイズ成分が多い映像信号であるため、同期信号分離器１３で分離した相隣接する実水平同期信号の間は前述したように間隔が一定ではなく長短を生じる。一方、水平帰線消去期間に基づく本来の水平同期信号は相隣接する水平同期信号の期間は一定であり（以下、本来の水平同期信号を基準水平同期信号と称す）、例えばクロック周波数等の所定の周波数でサンプリングしサンプリング数をカウントすると一定のカウント値（以下、基準値と称す）が得られる。この基準値としては周知のように例えばＮＴＳＣ規格におけるバースト周期の４逓倍の周期で１水平期間を除した数の９１０、ディジタル映像規格（Ｒｅｃ６５６）では１７１６等となり、必要に応じて適宜選択して用いることができる。また、例えば同期信号分離器１３におけるサンプリングにはＲｅｃ６５６に基づく周波数を適用し、基準値には当該周波数をＮＴＳＣ規格の周波数にＤ／Ｄ変換して適用することも可能である。なお、基準水平同期信号のサンプリングに適用する信号を、同期信号分離器１３でサンプリングに適用した信号と同一にすることで、回路の複雑化が解消できるため好ましい。
【００１１】
このようにして得られたカウント値と基準値との差分値を差分抽出器１５で抽出し、差分値の絶対値を１水平期間の間差分積算器１６で１垂直期間累算する。なお、この垂直期間はフィールド期間であってもフレーム期間であっても何れでも適用できる。差分積算器１６で１垂直期間の間累算した積算値と、量子化器１２に適応する周波数及び差分抽出器１５で用いる基準値を算出する周波数等に応じて閾値設定器１８から生成する閾値（例えば、５等の自然数）との大小を比較器１７で比較し、同じ比較結果が連続する回数をカウントし連続回数に応じて標準信号・非標準信号を判別器１９にて判別する。なお、差分積算器１６で積算する期間がフィールド期間かフレーム期間かで判別器１９で判別する期間も変化する。判別基準としては、例えば閾値以下のフィールドを連続５回であると標準信号と判別し、閾値よりも大きいフィールドが連続１０回であると非標準信号と判別するのように、標準信号は少ない連続回数で判別し、非標準信号は多い連続回数で判別する構成により、非標準信号の判別を厳しくする重み付を持たせることができ、後段に連続する映像信号圧縮処理部２０で圧縮処理するディジタル映像信号の画質劣化を抑制することができる。なお、判別器１９での判別において、比較器１７が閾値以下である繰り返し回数が判別基準（本例では５）に至らない間に比較器１７が閾値より大きい比較結果を出した場合、または、比較器１７が閾値よりも大である繰り返し回数が判別基準（本例では１０）に至らない間に比較器１７が閾値以下である比較結果を出した場合には、その前の標準・非標準判別部１０の判別結果を引き継ぐ。なお、上記実施形態では判別器１９での繰り返し回数の判別基準を、標準信号は５回非標準信号は１０回としたが、記録媒体に記録したディジタル映像信号の画質は標準信号と非標準信号との判別基準を、例えば標準振動の判別基準は５回非標準信号の判別基準を２０回、標準信号の判別基準を３回非標準信号の判別基準を１０回、または標準信号の判別基準を３回非標準信号の判別基準を２０回のように大きくすると、映像信号圧縮処理部２０での圧縮符号化する標準信号及び非標準信号の判別精度を変化させることができ、実映像信号の品質に応じて適宜選択できる。
【００１２】
標準・非標準判別部１０が標準信号と判別した場合には、映像信号圧縮処理部２０の切り替え器２１は圧縮器２３を選択し圧縮符号化され、信号出力端子２４を介して例えば不図示の記録型ＤＶＤに記録する。また、標準・非標準判別部１０が非標準信号と判別した場合には、ノイズリダクション器２２を介して圧縮器２３で圧縮符号化され、信号出力端子２４を介してディジタル映像圧縮信号として例えば記録型ＤＶＤに記録する。なお、ノイズリダクション器２２は、実映像信号から変換したディジタル映像信号に含まれる色および輝度信号のノイズ除去を、３次元ノイズリダクション、水平ノイズキャンセラー、及び／またはローパスフィルタ等のノイズ除去手段を単独または必要に応じて適宜組み合わせて用いることができる。上述したように、映像信号圧縮処理部２０で圧縮符号化される映像信号は、標準信号の条件である積算値が閾値以下を連続Ｎ回（Ｎは自然数）と、非標準信号の条件である積算値が閾値を越える連続Ｍ回（Ｍは自然数で、Ｎ≦Ｍ）との判別結果に重み付を持たせ、非標準信号と判別した場合にのみノイズリダクション器２２でノイズ除去処理を施すため、標準信号が少ないノイズ成分が多い映像信号は画質劣化を抑制することができる。また、ノイズリダクション２２によるノイズ除去処理は、積算値が閾値を超える回数を連続Ｍ回繰り返した時、及び積算値が閾値を超える回数を連続Ｍ回繰り返した後のおける積算値が閾値以下を連続（Ｎ−１）回以下繰り返した時のみであるため、例えば上述のようにＮを５、Ｍを１０とすると、非標準信号と判別器１９が判別する場合は、
（１）（積算値＞閾値）が連続１０回、
（２）（積算値＞閾値）が連続１０回の後、（積算値≦閾値）が１回、
（３）（積算値＞閾値）が連続１０回の後、（積算値≦閾値）が２回、
（４）（積算値＞閾値）が連続１０回の後、（積算値≦閾値）が３回、
（５）（積算値＞閾値）が連続１０回の後、（積算値≦閾値）が４回、
の５通りだけであり、ノイズリダクション器２２によるノイズ除去は５通りのみであり、他は全て標準信号と判別し記録媒体の情報層に記録することとなる。なお、映像信号圧縮処理部２０に入力する映像信号は、実映像信号を量子化器１２によって量子化画素値に変換したディジタル信号であるため、同期信号分離器１３及び切り替え器２１に分岐しても何等信号品質に変化がない。従って、映像信号圧縮処理部２０の切り替え器２１は、ノイズリダクション器２２と圧縮器２３との間に備える構成であっても良い。すなわち図３に示すように、映像信号圧縮処理部２０に入力した映像信号をノイズリダクション器２２と切り替え器２１の一方の端子とに分岐し、ノイズリダクション器２２と切り替え器２１の他方の端子とを接続し、判別器１９の判別結果によって切り替え器２１を切り替えた後圧縮器２３にて圧縮符号化する構成であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明の映像信号記録再生装置は、映像信号を圧縮符号化する機器において、共通に使用可能な技術であり、特に、限られた蓄積媒体容量に収める必要がある場合には平均符号化率が一定になるため、非常に効果的に高効率な圧縮符号化を実現し、高画質に映像信号記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の映像信号圧縮装置の一実施形態におけるブロック構成図
【図２】本発明の標準・非標準判別の一実施形態におけるフローチャート
【図３】本発明の映像信号圧縮装置の他の実施形態におけるブロック構成図
【符号の説明】
【００１５】
１０  標準・非標準判別部
１１  信号入力端子
１２  量子化器
１３  同期信号分離器
１４  カウンタ
１５  差分抽出器
１６  差分積算器
１７  比較器
１８  閾値設定器
１９  判別器
２０  映像信号圧縮処理部
２１  切り替え器
２２  ノイズリダクション器
２３  映像信号圧縮器
２４  信号出力端子
【図１】
2005159614.tif 000003
【図２】
2005159614.tif 000004
【図３】
2005159614.tif 000005