信号処理システム、信号処理装置および信号処理方法、符号化装置および符号化方法、並びに復号化装置および復号化方法
【課題】２回目以降の符号化、復号化では復号化信号が著しく劣化し、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止できるようにする。
【解決手段】再生機１１０はアナログ歪み（振幅、位相）を伴うアナログ画像信号Ｖan1を出力する。符号化部１３５は、画像信号Ｖan1をＤ／Ａ変換して得られるデジタル画像信号Ｖdg1を符号化する。この場合の符号化は、上述したように画像信号Ｖan1がアナログ歪みを伴っている場合に劣化が大きくなるものとされる。例えば、直交変換を用いたブロック符号化が行われる。２回目以降の符号化、復号化では、サンプリング位相の揺らぎのために、ブロック位置が１回目の符号化、復号化におけるブロック位置に対してずれるため、符号化によって大きな劣化が発生する。各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなシャフリングを伴うブロック化を行って、劣化をさらに大きくする。
【解決手段】再生機１１０はアナログ歪み（振幅、位相）を伴うアナログ画像信号Ｖan1を出力する。符号化部１３５は、画像信号Ｖan1をＤ／Ａ変換して得られるデジタル画像信号Ｖdg1を符号化する。この場合の符号化は、上述したように画像信号Ｖan1がアナログ歪みを伴っている場合に劣化が大きくなるものとされる。例えば、直交変換を用いたブロック符号化が行われる。２回目以降の符号化、復号化では、サンプリング位相の揺らぎのために、ブロック位置が１回目の符号化、復号化におけるブロック位置に対してずれるため、符号化によって大きな劣化が発生する。各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなシャフリングを伴うブロック化を行って、劣化をさらに大きくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、信号処理システム、信号処理装置および信号処理方法、符号化装置および符号化方法、並びに復号化装置および復号化方法に関する。詳しくは、この発明は、アナログ歪みのデジタル信号への影響により符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまう符号化処理を行うことによって、２回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル信号が著しく劣化し、符号化デジタル信号が復号化され、さらにデジタル・アナログ変換されて得られたアナログ信号を利用した不正コピーを良好に防止できるようにした信号処理装置等に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、従来周知の画像表示システム２００の構成例を示している。この画像表示システム２００は、アナログ画像信号Ｖanを出力する再生機２１０と、この再生機２１０から出力されるアナログ画像信号Ｖanによる画像を表示するディスプレイ２２０とから構成されている。
【０００３】
再生機２１０では、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号化部２１１で復号化し、さらに復号化されて得られたデジタル画像信号をＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器２１２でアナログ信号に変換することでアナログ画像信号Ｖanが得られる。なお、ディスプレイ２２０は、例えばＣＲＴ(Cathode-Ray Tube)ディスプレイ、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等である。
【０００４】
ところで、このような画像表示システム２００の再生機２１０より出力されるアナログ画像信号Ｖanを利用して、不正コピーが行われるおそれがあった。
【０００５】
すなわち、アナログ画像信号ＶanはＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器２３１でデジタル画像信号Ｖdgに変換されて符号化部２３２に供給される。符号化部２３２では、デジタル画像信号Ｖdgが符号化されて、符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られる。そして、この符号化デジタル画像信号Ｖcdは記録部２３３に供給され、光ディスク等の記録媒体に記録される。
【０００６】
従来、このようなアナログ画像信号Ｖanを利用した不正コピーを防止するために、著作権保護がなされている場合には、アナログ画像信号Ｖanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Ｖanの出力を禁止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また従来、再生側の圧縮復号部または記録側の圧縮復号化部のいずれか一方もしくは両方に雑音情報発生部を設け、デジタルビデオデータに１回の処理では画像再生時に識別できない程度の雑音情報を埋め込むことにより、コピー自体は可能であるが、複数回繰り返すと画像が著しく劣化し、これによって実質的にコピーの回数を制限するデジタルビデオ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また従来、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）等の直交変換を用いる符号化が知られている（例えば、特許文献３参照）。図１３は、直交変換としてＤＣＴを用いた符号化装置３００の構成例を示している。
【０００９】
入力端子３０１に入力されるデジタル画像信号Ｖａはブロック化回路３０２に供給される。このブロック化回路３０２では、有効画面の画像信号Ｖａが、例えば（４×４）画素の大きさのブロックに分割される。
【００１０】
ブロック化回路３０２で得られる各ブロックのデータはＤＣＴ回路３０３に供給される。このＤＣＴ回路３０３では、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、ＤＣＴが行われ、変換係数としての係数データが得られる。この係数データは量子化回路３０４に供給される。
【００１１】
量子化回路３０４では、各ブロックの係数データが、図示しない量子化テーブルを用いて量子化され、各ブロックの量子化係数データが順次得られる。この各ブロックの量子化係数データはエントロピー符号化回路３０５に供給される。この符号化回路３０５では、各ブロックの量子化係数データに対して、例えばハフマン符号化が行われる。この符号化回路３０５より出力される各ブロックのハフマン符号化信号が、出力端子３０６に、符号化デジタル画像信号Ｖｂとして出力される。
【００１２】
図１４は、上述した符号化装置３００に対応した復号化装置３２０の構成例を示している。
【００１３】
入力端子３２１に入力された符号化デジタル画像信号Ｖｂはエントロピー復号化回路３２２に供給される。この画像信号Ｖｂは、エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である。復号化回路３２２では、画像信号Ｖｂの復号化が行われ、各ブロックの量子化係数データが得られる。
【００１４】
この各ブロックの量子化係数データは逆量子化回路３２３に供給される。逆量子化回路３２３では、各ブロックの量子化係数データに対して逆量子化が行われ、各ブロックの係数データが得られる。この各ブロックの係数データは逆ＤＣＴ回路３２４に供給される。逆ＤＣＴ回路３２４では、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆ＤＣＴが行われて、各ブロックの画素データが得られる。
【００１５】
このように逆ＤＣＴ回路３２４で得られる各ブロックの画素データはブロック分解回路３２５に供給される。このブロック分解回路３２５では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路３２５からは復号化デジタル画像信号Ｖａ′が得られ、この画像信号Ｖａ′は出力端子３２６に出力される。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−２４５２７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２８９５２２号公報
【特許文献３】特開平０７−１２３２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した特許文献１のようにアナログ画像信号Ｖanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Ｖanの出力を禁止することで、不正コピーを防止できるが、ディスプレイ２２０に正常な画像が表示されなくなるという問題が発生する。
【００１８】
また、上記した特許文献２のように、再生側の圧縮復号部または記録側の圧縮符号化部で雑音情報を埋め込むものでは、雑音情報発生部とこれを埋め込むための回路が必要となり、回路規模が増大するという問題がある。
【００１９】
また、上述した特許文献３のように直交変換を用いる符号化および復号化を行う場合、量子化、逆量子化を経ることになるため、画像データに劣化が発生する。しかしこの場合、２回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル画像信号が著しく劣化するということはなく、上述したアナログ画像信号Ｖanを利用した不正コピーを防止することができない。
【００２０】
この発明の目的は、画像が表示されなくなる、回路規模の増大を招く等の不都合を発生することなく、２回目以降の符号化、復号化では画像データを著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明に係る信号処理システムは、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。
【００２２】
また、この発明に係る信号処理装置は、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。
【００２３】
また、この発明に係る信号処理方法は、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化工程と、復号化工程で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換工程と、デジタル・アナログ変換工程で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換工程と、アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、符号化工程は、アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有するものである。
【００２４】
また、この発明に係る符号化装置は、第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号が入力される入力手段と、入力手段から入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段から出力される第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。
【００２５】
また、この発明に係る符号化方法は、第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号を入力する入力工程と、入力工程で入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換工程と、
アナログ・デジタル変換工程で出力される第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、符号化工程は、第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有するものである。
【００２６】
また、この発明に係る復号化装置は、デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する装置であって、符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化手段と、ブロック復号化手段で得られる各ブロックのデータを所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化手段とを備えるものである。
【００２７】
また、この発明に係る復号化方法は、デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する方法であって、符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化工程と、ブロック復号化工程で得られる各ブロックのデータを所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化工程とを備えるものである。
【００２８】
この発明においては、アナログ歪みを伴うアナログ信号がデジタル信号に変換され、このデジタル信号に対して符号化処理が施されて符号化デジタル信号が得られる。例えば、アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪み、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪み等である。ここで、符号化処理は、アナログ歪みのデジタル信号への影響により、符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまうものである。
【００２９】
この場合、２回目以降の符号化、復号化に関しては、必ず、アナログ歪みを伴うアナログ信号に対応したデジタル信号に上述した符号化処理が施されることとなり、符号化デジタル信号の劣化が大きくなる。したがって、アナログ信号を利用した不正コピーを防止することができる。
【００３０】
例えば、符号化はブロック符号化である。この場合、アナログ信号に対応したデジタル信号がブロック化され、各ブロックのデータに対してブロック符号化が行われる。この場合、ブロック化は、例えば、各ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化とされる。これにより、上述した２回目以降の符号化、復号化に関して、符号化処理で失われる情報、例えば高周波成分を多くでき、復号化デジタル信号の劣化がより大きくなる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、アナログ歪みのデジタル信号への影響により符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまう符号化処理を行うものであり、２回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル信号が著しく劣化し、符号化デジタル信号が復号化され、さらにデジタル・アナログ変換されて得られたアナログ信号を利用した不正コピーを良好に防止できる。
【００３２】
また、この発明によれば、ブロック符号化を行うものであって、ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うものであり、２回目以降の符号化、復号化における復号化デジタル信号の劣化をより大きくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としての画像表示システム１００の構成を示している。
【００３４】
この画像表示システム１００は、アナログ画像信号Ｖan1を出力する再生機１１０と、この再生機１１０から出力されるアナログ画像信号Ｖan1による画像を表示するディスプレイ１２０とを有している。
【００３５】
再生機１１０では、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号化部１１１で復号化し、さらに復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Ｖdg0をＤ／Ａ変換器１１２でアナログ信号に変換することで、アナログ画像信号Ｖan1が得られる。なお、ディスプレイ１２０は、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ等である。
【００３６】
この場合、アナログ画像信号Ｖan1は、アナログ歪みを伴うものである。このアナログ歪みには、Ｄ／Ａ変換器１１２でアナログ信号に変換する際に高周波成分が除去されることで生じる歪み、Ｄ／Ａ変換器１１２でアナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪み等が含まれる。なお、このアナログ歪みによる画像の劣化を評価する方法として、Ｓ／Ｎ(Signal-to-Noise)評価、視覚評価（視覚的劣化の評価）等がある。このアナログ歪みは、自然に生じるものでも良いし、意図的に生じさせるようにしてもよい。
【００３７】
また、この画像表示システム１００は、アナログ画像信号Ｖan1を利用して、再び符号化処理を行い、符号化デジタル画像信号Ｖcdを光ディスク等の記録媒体に記録する符号化装置１３０を有している。
【００３８】
この符号化装置１３０は、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３４と、このＡ／Ｄ変換器１３４より出力されるデジタル画像信号Ｖdg1を符号化する符号化部１３５とを有している。この符号化部１３５では、上述した再生機１１０で光ディスク等の記録媒体から再生されて得られる符号化デジタル画像信号と同様の符号化が行われる。
【００３９】
図２は、符号化部１３５の構成を示している。この符号化部１３５は、デジタル画像信号Ｖdg1を入力する入力端子１４１と、この入力端子１４１に入力された画像データＶdg1をブロック（ＤＣＴブロック）に分割するブロック化回路１４２と、このブロック化回路１４２で得られる各ブロックの画素データに対してシャフリングを行って、ブロックの再構成を行うシャフリング回路１４３とを有している。
【００４０】
この場合、ブロック化回路１４２およびシャフリング回路１４３によりブロック化手段が構成されており、このブロック化手段では、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われる。
【００４１】
すなわち、ブロック化回路１４２では、有効画面の画像信号Ｖdg1が、例えば図３に示すように、（４×４）画素の大きさのブロックＢＬに分割される。また、シャフリング回路１４３では、図４に示すように、１６（＝４×４）個のブロックＢＬによりマクロブロックＭＢが構成され、このマクロブロックＭＢを構成する１６個のブロックからそれぞれ１個の画素データを取り出すことで１個のブロックが再構成され、結果的にマクロブロックＭＢから新たな１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16が再構成される。なお、図４において、「○」はブロックを構成する画素データを示している。
【００４２】
また、符号化部１３５は、シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、直交変換としてのＤＣＴを行って、変換係数としての係数データを算出するＤＣＴ回路１４４と、このＤＣＴ回路１４４からの各ブロックの係数データを、図示しない量子化テーブルを用いて量子化する量子化回路１４５とを有している。
【００４３】
また、符号化部１３５は、量子化回路１４５で量子化された各ブロックの係数データに対して、エントロピー符号化、例えばハフマン符号化を行って符号化デジタル画像信号Ｖcdを得るエントロピー符号化回路１４６と、このエントロピー符号化回路１４６で得られる符号化デジタル画像信号Ｖcdを出力する出力端子１４７とを有している。
【００４４】
図２に示す符号化部１３５の動作を説明する。入力端子１４１には、デジタル画像信号Ｖdg1が入力される。この画像信号Ｖdg1はブロック化回路１４２に供給される。このブロック化回路１４２では、有効画面の画像信号Ｖdg1が、例えば（４×４）画素の大きさの二次元ブロックに分割される。
【００４５】
このブロック化回路１４２で得られる各ブロックの画素データは、さらにシャフリング回路１４３に供給されて、シャフリングされる。これにより、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなブロック化が行われる。
【００４６】
すなわち、シャフリング回路１４３では、図４に示すように、１６（＝４×４）個のブロックＢＬによりマクロブロックＭＢが構成され、このマクロブロックＭＢを構成する１６個のブロックからそれぞれ１個の画素データを取り出すことで１個のブロックが再構成され、結果的にマクロブロックＭＢから新たな１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16が再構成される。
【００４７】
シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データは、ＤＣＴ回路１４４に供給される。このＤＣＴ回路１４４では、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、ＤＣＴが行われて、変換係数としての係数データが算出される。この係数データは量子化回路１４５に供給される。
【００４８】
量子化回路１４５では、各ブロックの係数データが、量子化テーブルを用いて量子化され、各ブロックの量子化された係数データが順次得られる。この各ブロックの量子化された係数データはエントロピー符号化回路１４６に供給される。この符号化回路１４６では、量子化された各ブロックの係数データに対して、例えばハフマン符号化が行われる。これにより、符号化回路１４６からは符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られ、この画像信号Ｖcdは出力端子１４７に出力される。
【００４９】
上述した符号化部１３５の処理をソフトウェアで行うこともできる。図５のフローチャートは、その場合における符号化処理の手順を示している。
【００５０】
まず、ステップＳＴ１で、画像信号Ｖdg1を、例えば１フレーム分入力する。そして、ステップＳＴ２で、画像信号Ｖdg1に対して、シャフリングを伴うブロック化を行う。すなわち、画像信号Ｖdg1を（４×４）画素の大きさの二次元ブロックＢＬに分割し、さらにマクロブロックＭＢを構成する１６個のブロックＢＬ内で画素データのシャフリングを行って、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16を再構成する（図４参照）。
【００５１】
次に、ステップＳＴ３で、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、ＤＣＴを行って、変換係数としての係数データを算出する。そして、ステップＳＴ４で、各ブロックの係数データを、量子化テーブルを用いて量子化し、各ブロックの量子化された係数データを順次得る。
【００５２】
次に、ステップＳＴ５で、量子化された各ブロックの係数データに対して、例えばハフマン符号化を行って、符号化デジタル画像信号Ｖcdを生成する。そして、ステップＳＴ６で、生成された１フレーム分の画像信号Ｖcdを出力する。
【００５３】
次に、ステップＳＴ７で、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。全フレームに対する処理が終了していないときは、ステップＳＴ１に戻って、次の１フレーム分の画像信号Ｖdg1を入力し、上述したと同様の符号化処理を行う。一方、全フレームに対する処理が終了したときは、符号化処理を終了する。
【００５４】
図１に戻って、また、符号化装置１３０は、符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdを光ディスク等の記録媒体に記録する記録部１３６を有している。この場合、記録部１３６では、アナログ画像信号Ｖan1に基づくコピーが行われることとなる。
【００５５】
また、符号化装置１３０は、符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdを復号化する復号化部１３７と、この復号化部１３７で復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Ｖdg2をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１３８と、このＤ／Ａ変換器１３８より出力されるアナログ画像信号Ｖan2による画像を表示するディスプレイ１３９とを有している。ディスプレイ１３９は、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ等である。
【００５６】
図６は、復号化部１３７の構成を示している。この復号化部１３７は、符号化デジタル画像信号Ｖcdを入力する入力端子１５１と、この入力端子１５１に入力された画像信号Ｖcd（エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である）を復号化する可変長復号化手段としてのエントロピー復号化回路１５２とを有している。
【００５７】
また、復号化部１３７は、復号化回路１５２から出力される各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを得る逆量子化回路１５３と、この逆量子化回路１５３で得られた各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に、逆ＤＣＴを行って画素データを得る逆ＤＣＴ回路１５４とを有している。
【００５８】
また、復号化部１３７は、逆ＤＣＴ回路１５４より得られる各ブロックの画素データに対してデシャフリングを行うデシャフリング回路１５５と、デシャフリング回路１５５で得られる各ブロックの画素データをブロック化前の位置に戻し、復号化デジタル画像信号Ｖdg2を得るブロック分解回路１５６と、このブロック分解回路１５６より出力される画像信号Ｖdg2を出力する出力端子１５７とを有している。ここで、デシャフリング回路１５５およびブロック分解回路１５６は、逆ブロック化手段を構成している。
【００５９】
デシャフリング回路１５５では、上述した符号化部１３５におけるシャフリング回路１４３とは逆の処理が行われる。すなわち、デシャフリング回路１５５では、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データが、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻される（図４参照）。また、ブロック分解回路１５６では、上述した符号化部１３５におけるブロック化回路１４２とは逆の処理が行われる。すなわち、ブロック分解回路１５６では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。
【００６０】
図６に示す復号化部１３７の動作を説明する。符号化デジタル画像信号Ｖcdは入力端子１５１に入力される。この画像信号Ｖcdはエントロピー復号化回路１５２に供給される。この画像信号Ｖcdは、エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である。復号化回路１５２では、画像信号Ｖcdの復号化が行われ、各ブロックの量子化された係数データが得られる。この各ブロックの量子化された係数データは、逆量子化回路１５３に供給される。
【００６１】
逆量子化回路１５３では、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化が行われ、各ブロックの係数データが得られる。この各ブロックの係数データは逆ＤＣＴ回路１５４に供給される。逆ＤＣＴ回路１５４では、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆ＤＣＴが行われて、各ブロックの画素データが得られる。
【００６２】
このように逆ＤＣＴ回路１５４で得られる各ブロックの画素データはデシャフリング回路１５５に供給される。このデシャフリング回路１５５では、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データが、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻される。
【００６３】
そして、このデシャフリング回路１５５で得られる各ブロックＢＬの画素データはブロック分解回路１５６に供給される。このブロック分解回路１５６では、画素データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路１５６からは復号化デジタル画像信号Ｖdg2が得られ、この画像信号Ｖdg2は出力端子１５７に出力される。
【００６４】
上述した復号化部１３７の処理をソフトウェアで行うこともできる。図７のフローチャートは、その場合における復号化処理の手順を示している。
【００６５】
まず、ステップＳＴ１１で、画像信号Ｖcdを、例えば１フレーム分入力する。そして、ステップＳＴ１２で、画像信号Ｖcdに対してエントロピー復号化を行って、各ブロックの量子化された係数データを得る。
【００６６】
次に、ステップＳＴ１３で、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを得る。そして、ステップＳＴ１４で、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆ＤＣＴを行って、各ブロックの画素データを得る。
【００６７】
次に、ステップＳＴ１５で、デシャフリングを伴うブロック分解を行う。すなわち、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データを、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻し（図４参照）、さらに画素データの順序をラスター走査の順序に戻し、復号化デジタル画像信号Ｖdg2を生成する。そして、ステップＳＴ１６で、生成された１フレーム分の画像信号Ｖdg2を出力する。
【００６８】
次に、ステップＳＴ１７で、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。全フレームに対する処理が終了していないときは、ステップＳＴ１１に戻って、次の１フレーム分の画像信号Ｖcdを入力し、上述したと同様の復号化処理を行う。一方、全フレームに対する処理が終了したときは、復号化処理を終了する。
【００６９】
図１に示す符号化装置１３０の動作を説明する。再生機１１０より出力されるアナログ歪みを伴うアナログ画像信号Ｖan1はＡ／Ｄ変換器１３４に供給され、デジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器１３４より出力されるデジタル画像信号Ｖdg1は符号化部１３５に供給される。この符号化部１３５では、画像信号Ｖdg1が符号化されて、符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られる。
【００７０】
この符号化部１３５では、上述したように画像信号Ｖdg1に対して、各ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われ、各ブロックの画素データに対して直交変換としてのＤＣＴが行われ、各ブロックの係数データに対して量子化が行われ、さらに各ブロックの量子化された係数データに対してエントロピー符号化が行われることで、符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られる。
【００７１】
この符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdは記録部１３６に供給される。記録部１３６では、この画像信号Ｖcdが光ディスク等の記録媒体に記録され、アナログ画像信号Ｖan1に基づくコピーが行われる。
【００７２】
再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が１回目の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる画像信号は、２回目の符号化、復号化を経たものとなる。この場合、アナログ画像信号Ｖan1にアナログ歪みを伴うものであることから、記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる復号化デジタル画像信号は、復号化部１１１より出力される復号化デジタル画像信号Ｖdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。
【００７３】
すなわち、例えばアナログ画像信号Ｖan1が、アナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪みを伴う場合、Ａ／Ｄ変換器１３４でデジタル信号に変換する際のサンプリング位相の揺らぎのために、符号化部１３５でブロック化されて得られる各ブロックのブロック位置が、１回目の符号化、復号化におけるブロック位置に対してずれたものとなる。
【００７４】
そのため、符号化部１３５における量子化でさらに多くの情報が失われる。すなわち、Ｄ／Ａ変換器１１２から出力されるアナログ信号Ｖan1は、高周波成分が除去された信号となり、サンプリング位置と異なる位置の信号レベルは歪みを含むものとなる。このため、Ａ／Ｄ変換器１３４でサンプリング位相の揺らぎが生じると、歪みを含む信号をＡ／Ｄ変換することとなり、Ａ／Ｄ変換器１３４で得られるデジタル信号Ｖdg1の量子化によって多くの情報が失われる。従って記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる復号化デジタル画像信号は、再生機１１０の復号化部１１１から得られる復号化デジタル画像信号Ｖdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。
【００７５】
ここで、上述したように、符号化部１３５では、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われる。すなわち、ブロック化後の隣接画素間での画素データの変動は、周辺の画素データの変動と相関が低く独立したものとなる。これにより、ブロック位置のずれに伴う各ブロックの係数データの変化を大きくでき、量子化で失われる情報をさらに多くできる。すなわち、このシャフリングを行うことで、アナログ歪みの影響を増大させることができる。さらに、アナログ歪みがない場合には、シャフリングを行っても、通常の品質での再生が可能となる。
【００７６】
なお、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が２回目以降の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように符号化部１３５で符号化され、さらに復号化されて得られる画像データは、３回目以降の符号化、復号化を経たものとなり、より一層劣化したものとなる。
【００７７】
したがって、記録部１３６で記録媒体に記録された符号化デジタル画像信号Ｖcdを再生して得られる画像の画質は、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1による画像に比べて大幅に劣化したものとなる。よって、この符号化装置１３０では、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となる。
【００７８】
また、符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdは復号化部１３７に供給されて復号化される。この復号化部１３７で復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Ｖdg2はＤ／Ａ変換器１３８でアナログ画像信号Ｖan2に変換される。そして、Ｄ／Ａ変換器１３８より出力される画像信号Ｖan2がディスプレイ１３９に供給される。ディスプレイ１３９には、この画像信号Ｖan2による画像が表示される。
【００７９】
この場合、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が１回目の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように符号化部１３５で符号化され、さらに復号化部１３７で復号化されて得られた画像信号Ｖan2は、２回目の符号化、復号化を経たものとなり、上述したように大きな劣化が発生したものとなる。そのため、ディスプレイ１３９に表示される画像の画質は、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1による画像（ディスプレイ１２０に表示される）に比べて大幅に劣化したものとなる。
【００８０】
また、図１に示す画像表示システム１００の場合、符号化装置１３０で良好な画質を維持したままでのコピーを不可能とするために、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1に何等加工するものではなく、この画像信号Ｖan1による画像の画質を落とすことはない。
【００８１】
このように本実施の形態において、符号化装置１３０の符号化部１３５では、再生機１１０より出力される、アナログ歪みを伴うアナログ画像信号Ｖan1をデジタル信号に変換してなるデジタル画像信号Ｖdg1に対してブロック符号化を用いた符号化が行われる。そして、この符号化部１３５で得られる符号化デジタル画像信号Ｖcdが記録部１３６で記録媒体に記録される。
【００８２】
この場合、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が１回目の符号化、復号化を経たものである場合、記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる画像信号は、２回目の符号化、復号化を経たものとなり、大きく劣化したものとなる。
【００８３】
したがって、アナログ信号Ｖan1を利用し、符号化装置１３０で再符号化して記録媒体に記録する場合、画像データに大幅な劣化が発生することから、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となり、アナログ画像信号を利用した不正コピーを良好に防止できる。
【００８４】
なお、上述実施の形態においては、符号化部１３５では、直交変換としてのＤＣＴを用いたブロック符号化が行われる。この直交変換としてはＤＣＴに限定されるものでなく、その他の直交変換、例えばＤＳＴ(Discrete Sine Transform)、ウェーブレット変換等を用いるものであってもよい。また、符号化はブロック符号化に限定されるものではなく、その他の符号化であってもよい。要は、符号化処理が、アナログ歪みのデジタル信号への影響により、符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまうものであればよい。
【００８５】
また、ブロック符号化として直交変換を用いるものに限定されるものではなく、その他のブロック符号化であってもよい。例えば、ブロック符号化としてはＡＤＲＣ(Adaptive Dynamic Range Coding)であってもよい。
【００８６】
この場合、符号化部１３５は、図８に示すように構成される。
【００８７】
入力端子４０１に入力されるデジタル画像信号Ｖdg1はブロック化回路４０２に供給される。このブロック化回路４０２では、有効画面の画像信号Ｖdg1が、例えば（４×４）画素等の大きさのブロックに分割される。
【００８８】
ブロック化回路４０２で得られる各ブロックの画素データはシャフリング回路１４３に供給される。シャフリング回路１４３では、ブロック化回路４０２で得られる各ブロックの画素データに対してシャフリング処理が行われて、ブロックの再構成が行われる（図４参照）。
【００８９】
また、シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データは、最大値検出回路４０３および最小値検出回路４０４に供給される。最大値検出回路４０３では、ブロック毎に、ブロック内の画素データの最大値ＭＡＸが検出される。最小値検出回路４０４では、ブロック毎に、ブロック内の画素データの最小値ＭＩＮが検出される。検出回路４０３，４０４で検出される最大値ＭＡＸ、最小値ＭＩＮは減算器４０５に供給される。この減算器４０５では、ダイナミックレンジＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮが演算される。
【００９０】
また、シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データは遅延回路４０６で時間調整された後に減算器４０７に供給される。この減算器４０７には、最小値検出回路４０４で検出される最小値ＭＩＮも供給される。この減算器４０７では、ブロック毎に、ブロック内の画素データから当該ブロックの最小値ＭＩＮが減算されて最小値除去データＰＤＩが得られる。
【００９１】
減算器４０７で得られる各ブロックの最小値除去データＰＤＩは量子化回路４０８に供給される。この量子化回路４０８には、減算器４０５で求められたダイナミックレンジＤＲが供給される。この量子化回路４０８では、最小値除去データＰＤＩがダイナミックレンジＤＲに応じて決定される量子化ステップにより量子化される。すなわち、量子化回路４０８では、量子化ビット数をｎとすると、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの間のダイナミックレンジＤＲが２ｎ等分されたレベル範囲が設定され、最小値除去データＰＤＩがどのレベル範囲に属するかによって、ｎビットのコード信号が割り当てられる。
【００９２】
図９は、量子化ビット数が３の場合を示しており、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの間のダイナミックレンジＤＲが８等分されたレベル範囲が設定され、最小値除去データＰＤＩがどのレベル範囲に属するかによって、３ビットのコード信号(000)〜(111)が割り当てられる。図９において、ｔｈ１〜ｔｈ７はレベル範囲の境界を示す閾値である。
【００９３】
図８に戻って、量子化回路４０８で得られるコード信号ＤＴはデータ合成回路４１１に供給される。このデータ合成回路４１１には、減算器４０５で得られるダイナミックレンジＤＲが遅延回路４０９で時間調整されて供給されると共に、最小値検出回路４０４で検出される最小値ＭＩＮも遅延回路４１０で時間調整されて供給される。このデータ合成回路４１１では、ブロック毎に、最小値ＭＩＮ、ダイナミックレンジＤＲおよびブロック内の画素数分のコード信号ＤＴが合成されてブロックデータが生成される。そして、このデータ合成回路４１１で生成された各ブロックのブロックデータが、出力端子４１２に符号化デジタル画像信号Ｖcdとして順次出力される。
【００９４】
また、復号化部１３７は、図１０に示すように構成される。
【００９５】
入力端子４２１に入力された符号化デジタル画像信号Ｖcdはデータ分解回路４２２に供給され、ブロック毎に、最小値ＭＩＮ、ダイナミックレンジＤＲおよびコード信号ＤＴに分解される。
【００９６】
データ分解回路４２２より出力される各ブロックのコード信号ＤＴは、逆量子化回路４２３に供給される。この逆量子化回路４２３には、データ分解回路４２２より出力されるダイナミックレンジＤＲも供給される。逆量子化回路４２３では、各ブロックのコード信号ＤＴが、対応したブロックのダイナミックレンジＤＲに基づいて逆量子化され、最小値除去データＰＤＩ′が得られる。
【００９７】
この場合、図９に示すように、ダイナミックレンジＤＲが量子化ビット数により等分割され、各領域の中央値Ｌ１〜Ｌ８が、各コード信号ＤＴの復号値（最小値除去データＰＤＩ′）として利用される。
【００９８】
逆量子化回路４２３で得られる各ブロックの最小値除去データＰＤＩ′は加算器４２４に供給される。この加算器４２４には、データ分解回路４２２より出力される最小値ＭＩＮも供給される。加算器４２４では、最小値除去データＰＤＩ′に最小値ＭＩＮが加算されて、各ブロックの画素データが得られる。
【００９９】
この加算器４２４で得られる各ブロックの画素データはデシャフリング回路１５５に供給される。このデシャフリング回路１５５では、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データが、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻される（図４参照）。
【０１００】
そして、このデシャフリング回路１５５で得られる各ブロックＢＬの画素データはブロック分解回路４２５に供給される。ブロック分解回路４２５では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路４２５からは復号化デジタル画像信号Ｖdg2が得られる。この画像信号Ｖdg2は出力端子４２６に出力される。
【０１０１】
また、上述実施の形態においては、図４に示すように、１６個のブロックＢＬからなるマクロブロックＭＢ内で行うシャフリングパターンの例を示したが、シャフリングパターンはこれに限定されるものではない。要は、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなシャフリングパターンであればよい。例えば、図１１に示すように、ブロックＢＬ内で画素データの位置を入れ換えてもよい。図１１において、「○」はブロックを構成する画素データを示しており、図１１Ａは入れ換え前、図１１Ｂは入れ換え後の状態である。これも一例であって、入れ換える画素データの個数や組、さらには入れ換え位置はこれに限定されない。
【０１０２】
また、上述実施の形態においては、画像信号を取り扱うものを示したが、この発明は音声信号を取り扱うものにも同様に適用できる。音声信号の場合には、表示手段としてのディスプレイの部分は、音声出力手段としてのスピーカが対応する。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】実施の形態としての画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図２】符号化部の構成を示すブロック図である。
【図３】ブロック化を説明するための図である。
【図４】シャフリングパターンの一例を説明するための図である。
【図５】符号化処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】復号化部の構成を示すブロック図である。
【図７】復号化処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】符号化部の他の構成を示すブロック図である。
【図９】ＡＤＲＣの量子化、逆量子化の動作を説明するための図である。
【図１０】復号化部の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】シャフリングパターンの他の例を説明するための図である。
【図１２】従来の画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来の復号化装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００・・・画像表示システム、１１０・・・再生機、１１１・・・復号化部、１１２・・・Ｄ／Ａ変換器、１２０，１３９・・・ディスプレイ、１３０・・・符号化装置、１３４・・・Ａ／Ｄ変換器、１３５・・・符号化部、１３６・・・記録部、１３７・・・復号化部、１３８・・・Ｄ／Ａ変換器、１４１・・・入力端子、１４２・・・ブロック化回路、１４３・・・シャフリング回路、１４４・・・ＤＣＴ回路、１４５・・・量子化回路、１４６・・・エントロピー符号化回路、１４７・・・出力端子、１５１・・・入力端子、１５２・・・エントロピー復号化回路、１５３・・・逆量子化回路、１５４・・・逆ＤＣＴ回路、１５５・・・デシャフリング回路、１５６・・・ブロック分解回路、１５７・・・出力端子
【技術分野】
【０００１】
この発明は、信号処理システム、信号処理装置および信号処理方法、符号化装置および符号化方法、並びに復号化装置および復号化方法に関する。詳しくは、この発明は、アナログ歪みのデジタル信号への影響により符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまう符号化処理を行うことによって、２回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル信号が著しく劣化し、符号化デジタル信号が復号化され、さらにデジタル・アナログ変換されて得られたアナログ信号を利用した不正コピーを良好に防止できるようにした信号処理装置等に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、従来周知の画像表示システム２００の構成例を示している。この画像表示システム２００は、アナログ画像信号Ｖanを出力する再生機２１０と、この再生機２１０から出力されるアナログ画像信号Ｖanによる画像を表示するディスプレイ２２０とから構成されている。
【０００３】
再生機２１０では、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号化部２１１で復号化し、さらに復号化されて得られたデジタル画像信号をＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器２１２でアナログ信号に変換することでアナログ画像信号Ｖanが得られる。なお、ディスプレイ２２０は、例えばＣＲＴ(Cathode-Ray Tube)ディスプレイ、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等である。
【０００４】
ところで、このような画像表示システム２００の再生機２１０より出力されるアナログ画像信号Ｖanを利用して、不正コピーが行われるおそれがあった。
【０００５】
すなわち、アナログ画像信号ＶanはＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器２３１でデジタル画像信号Ｖdgに変換されて符号化部２３２に供給される。符号化部２３２では、デジタル画像信号Ｖdgが符号化されて、符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られる。そして、この符号化デジタル画像信号Ｖcdは記録部２３３に供給され、光ディスク等の記録媒体に記録される。
【０００６】
従来、このようなアナログ画像信号Ｖanを利用した不正コピーを防止するために、著作権保護がなされている場合には、アナログ画像信号Ｖanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Ｖanの出力を禁止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また従来、再生側の圧縮復号部または記録側の圧縮復号化部のいずれか一方もしくは両方に雑音情報発生部を設け、デジタルビデオデータに１回の処理では画像再生時に識別できない程度の雑音情報を埋め込むことにより、コピー自体は可能であるが、複数回繰り返すと画像が著しく劣化し、これによって実質的にコピーの回数を制限するデジタルビデオ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また従来、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）等の直交変換を用いる符号化が知られている（例えば、特許文献３参照）。図１３は、直交変換としてＤＣＴを用いた符号化装置３００の構成例を示している。
【０００９】
入力端子３０１に入力されるデジタル画像信号Ｖａはブロック化回路３０２に供給される。このブロック化回路３０２では、有効画面の画像信号Ｖａが、例えば（４×４）画素の大きさのブロックに分割される。
【００１０】
ブロック化回路３０２で得られる各ブロックのデータはＤＣＴ回路３０３に供給される。このＤＣＴ回路３０３では、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、ＤＣＴが行われ、変換係数としての係数データが得られる。この係数データは量子化回路３０４に供給される。
【００１１】
量子化回路３０４では、各ブロックの係数データが、図示しない量子化テーブルを用いて量子化され、各ブロックの量子化係数データが順次得られる。この各ブロックの量子化係数データはエントロピー符号化回路３０５に供給される。この符号化回路３０５では、各ブロックの量子化係数データに対して、例えばハフマン符号化が行われる。この符号化回路３０５より出力される各ブロックのハフマン符号化信号が、出力端子３０６に、符号化デジタル画像信号Ｖｂとして出力される。
【００１２】
図１４は、上述した符号化装置３００に対応した復号化装置３２０の構成例を示している。
【００１３】
入力端子３２１に入力された符号化デジタル画像信号Ｖｂはエントロピー復号化回路３２２に供給される。この画像信号Ｖｂは、エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である。復号化回路３２２では、画像信号Ｖｂの復号化が行われ、各ブロックの量子化係数データが得られる。
【００１４】
この各ブロックの量子化係数データは逆量子化回路３２３に供給される。逆量子化回路３２３では、各ブロックの量子化係数データに対して逆量子化が行われ、各ブロックの係数データが得られる。この各ブロックの係数データは逆ＤＣＴ回路３２４に供給される。逆ＤＣＴ回路３２４では、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆ＤＣＴが行われて、各ブロックの画素データが得られる。
【００１５】
このように逆ＤＣＴ回路３２４で得られる各ブロックの画素データはブロック分解回路３２５に供給される。このブロック分解回路３２５では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路３２５からは復号化デジタル画像信号Ｖａ′が得られ、この画像信号Ｖａ′は出力端子３２６に出力される。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−２４５２７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２８９５２２号公報
【特許文献３】特開平０７−１２３２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した特許文献１のようにアナログ画像信号Ｖanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Ｖanの出力を禁止することで、不正コピーを防止できるが、ディスプレイ２２０に正常な画像が表示されなくなるという問題が発生する。
【００１８】
また、上記した特許文献２のように、再生側の圧縮復号部または記録側の圧縮符号化部で雑音情報を埋め込むものでは、雑音情報発生部とこれを埋め込むための回路が必要となり、回路規模が増大するという問題がある。
【００１９】
また、上述した特許文献３のように直交変換を用いる符号化および復号化を行う場合、量子化、逆量子化を経ることになるため、画像データに劣化が発生する。しかしこの場合、２回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル画像信号が著しく劣化するということはなく、上述したアナログ画像信号Ｖanを利用した不正コピーを防止することができない。
【００２０】
この発明の目的は、画像が表示されなくなる、回路規模の増大を招く等の不都合を発生することなく、２回目以降の符号化、復号化では画像データを著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明に係る信号処理システムは、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。
【００２２】
また、この発明に係る信号処理装置は、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。
【００２３】
また、この発明に係る信号処理方法は、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化工程と、復号化工程で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換工程と、デジタル・アナログ変換工程で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換工程と、アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、符号化工程は、アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有するものである。
【００２４】
また、この発明に係る符号化装置は、第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号が入力される入力手段と、入力手段から入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段から出力される第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。
【００２５】
また、この発明に係る符号化方法は、第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号を入力する入力工程と、入力工程で入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換工程と、
アナログ・デジタル変換工程で出力される第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、符号化工程は、第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有するものである。
【００２６】
また、この発明に係る復号化装置は、デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する装置であって、符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化手段と、ブロック復号化手段で得られる各ブロックのデータを所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化手段とを備えるものである。
【００２７】
また、この発明に係る復号化方法は、デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する方法であって、符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化工程と、ブロック復号化工程で得られる各ブロックのデータを所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化工程とを備えるものである。
【００２８】
この発明においては、アナログ歪みを伴うアナログ信号がデジタル信号に変換され、このデジタル信号に対して符号化処理が施されて符号化デジタル信号が得られる。例えば、アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪み、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪み等である。ここで、符号化処理は、アナログ歪みのデジタル信号への影響により、符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまうものである。
【００２９】
この場合、２回目以降の符号化、復号化に関しては、必ず、アナログ歪みを伴うアナログ信号に対応したデジタル信号に上述した符号化処理が施されることとなり、符号化デジタル信号の劣化が大きくなる。したがって、アナログ信号を利用した不正コピーを防止することができる。
【００３０】
例えば、符号化はブロック符号化である。この場合、アナログ信号に対応したデジタル信号がブロック化され、各ブロックのデータに対してブロック符号化が行われる。この場合、ブロック化は、例えば、各ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化とされる。これにより、上述した２回目以降の符号化、復号化に関して、符号化処理で失われる情報、例えば高周波成分を多くでき、復号化デジタル信号の劣化がより大きくなる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、アナログ歪みのデジタル信号への影響により符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまう符号化処理を行うものであり、２回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル信号が著しく劣化し、符号化デジタル信号が復号化され、さらにデジタル・アナログ変換されて得られたアナログ信号を利用した不正コピーを良好に防止できる。
【００３２】
また、この発明によれば、ブロック符号化を行うものであって、ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うものであり、２回目以降の符号化、復号化における復号化デジタル信号の劣化をより大きくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としての画像表示システム１００の構成を示している。
【００３４】
この画像表示システム１００は、アナログ画像信号Ｖan1を出力する再生機１１０と、この再生機１１０から出力されるアナログ画像信号Ｖan1による画像を表示するディスプレイ１２０とを有している。
【００３５】
再生機１１０では、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号化部１１１で復号化し、さらに復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Ｖdg0をＤ／Ａ変換器１１２でアナログ信号に変換することで、アナログ画像信号Ｖan1が得られる。なお、ディスプレイ１２０は、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ等である。
【００３６】
この場合、アナログ画像信号Ｖan1は、アナログ歪みを伴うものである。このアナログ歪みには、Ｄ／Ａ変換器１１２でアナログ信号に変換する際に高周波成分が除去されることで生じる歪み、Ｄ／Ａ変換器１１２でアナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪み等が含まれる。なお、このアナログ歪みによる画像の劣化を評価する方法として、Ｓ／Ｎ(Signal-to-Noise)評価、視覚評価（視覚的劣化の評価）等がある。このアナログ歪みは、自然に生じるものでも良いし、意図的に生じさせるようにしてもよい。
【００３７】
また、この画像表示システム１００は、アナログ画像信号Ｖan1を利用して、再び符号化処理を行い、符号化デジタル画像信号Ｖcdを光ディスク等の記録媒体に記録する符号化装置１３０を有している。
【００３８】
この符号化装置１３０は、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３４と、このＡ／Ｄ変換器１３４より出力されるデジタル画像信号Ｖdg1を符号化する符号化部１３５とを有している。この符号化部１３５では、上述した再生機１１０で光ディスク等の記録媒体から再生されて得られる符号化デジタル画像信号と同様の符号化が行われる。
【００３９】
図２は、符号化部１３５の構成を示している。この符号化部１３５は、デジタル画像信号Ｖdg1を入力する入力端子１４１と、この入力端子１４１に入力された画像データＶdg1をブロック（ＤＣＴブロック）に分割するブロック化回路１４２と、このブロック化回路１４２で得られる各ブロックの画素データに対してシャフリングを行って、ブロックの再構成を行うシャフリング回路１４３とを有している。
【００４０】
この場合、ブロック化回路１４２およびシャフリング回路１４３によりブロック化手段が構成されており、このブロック化手段では、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われる。
【００４１】
すなわち、ブロック化回路１４２では、有効画面の画像信号Ｖdg1が、例えば図３に示すように、（４×４）画素の大きさのブロックＢＬに分割される。また、シャフリング回路１４３では、図４に示すように、１６（＝４×４）個のブロックＢＬによりマクロブロックＭＢが構成され、このマクロブロックＭＢを構成する１６個のブロックからそれぞれ１個の画素データを取り出すことで１個のブロックが再構成され、結果的にマクロブロックＭＢから新たな１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16が再構成される。なお、図４において、「○」はブロックを構成する画素データを示している。
【００４２】
また、符号化部１３５は、シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、直交変換としてのＤＣＴを行って、変換係数としての係数データを算出するＤＣＴ回路１４４と、このＤＣＴ回路１４４からの各ブロックの係数データを、図示しない量子化テーブルを用いて量子化する量子化回路１４５とを有している。
【００４３】
また、符号化部１３５は、量子化回路１４５で量子化された各ブロックの係数データに対して、エントロピー符号化、例えばハフマン符号化を行って符号化デジタル画像信号Ｖcdを得るエントロピー符号化回路１４６と、このエントロピー符号化回路１４６で得られる符号化デジタル画像信号Ｖcdを出力する出力端子１４７とを有している。
【００４４】
図２に示す符号化部１３５の動作を説明する。入力端子１４１には、デジタル画像信号Ｖdg1が入力される。この画像信号Ｖdg1はブロック化回路１４２に供給される。このブロック化回路１４２では、有効画面の画像信号Ｖdg1が、例えば（４×４）画素の大きさの二次元ブロックに分割される。
【００４５】
このブロック化回路１４２で得られる各ブロックの画素データは、さらにシャフリング回路１４３に供給されて、シャフリングされる。これにより、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなブロック化が行われる。
【００４６】
すなわち、シャフリング回路１４３では、図４に示すように、１６（＝４×４）個のブロックＢＬによりマクロブロックＭＢが構成され、このマクロブロックＭＢを構成する１６個のブロックからそれぞれ１個の画素データを取り出すことで１個のブロックが再構成され、結果的にマクロブロックＭＢから新たな１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16が再構成される。
【００４７】
シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データは、ＤＣＴ回路１４４に供給される。このＤＣＴ回路１４４では、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、ＤＣＴが行われて、変換係数としての係数データが算出される。この係数データは量子化回路１４５に供給される。
【００４８】
量子化回路１４５では、各ブロックの係数データが、量子化テーブルを用いて量子化され、各ブロックの量子化された係数データが順次得られる。この各ブロックの量子化された係数データはエントロピー符号化回路１４６に供給される。この符号化回路１４６では、量子化された各ブロックの係数データに対して、例えばハフマン符号化が行われる。これにより、符号化回路１４６からは符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られ、この画像信号Ｖcdは出力端子１４７に出力される。
【００４９】
上述した符号化部１３５の処理をソフトウェアで行うこともできる。図５のフローチャートは、その場合における符号化処理の手順を示している。
【００５０】
まず、ステップＳＴ１で、画像信号Ｖdg1を、例えば１フレーム分入力する。そして、ステップＳＴ２で、画像信号Ｖdg1に対して、シャフリングを伴うブロック化を行う。すなわち、画像信号Ｖdg1を（４×４）画素の大きさの二次元ブロックＢＬに分割し、さらにマクロブロックＭＢを構成する１６個のブロックＢＬ内で画素データのシャフリングを行って、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16を再構成する（図４参照）。
【００５１】
次に、ステップＳＴ３で、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、ＤＣＴを行って、変換係数としての係数データを算出する。そして、ステップＳＴ４で、各ブロックの係数データを、量子化テーブルを用いて量子化し、各ブロックの量子化された係数データを順次得る。
【００５２】
次に、ステップＳＴ５で、量子化された各ブロックの係数データに対して、例えばハフマン符号化を行って、符号化デジタル画像信号Ｖcdを生成する。そして、ステップＳＴ６で、生成された１フレーム分の画像信号Ｖcdを出力する。
【００５３】
次に、ステップＳＴ７で、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。全フレームに対する処理が終了していないときは、ステップＳＴ１に戻って、次の１フレーム分の画像信号Ｖdg1を入力し、上述したと同様の符号化処理を行う。一方、全フレームに対する処理が終了したときは、符号化処理を終了する。
【００５４】
図１に戻って、また、符号化装置１３０は、符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdを光ディスク等の記録媒体に記録する記録部１３６を有している。この場合、記録部１３６では、アナログ画像信号Ｖan1に基づくコピーが行われることとなる。
【００５５】
また、符号化装置１３０は、符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdを復号化する復号化部１３７と、この復号化部１３７で復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Ｖdg2をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１３８と、このＤ／Ａ変換器１３８より出力されるアナログ画像信号Ｖan2による画像を表示するディスプレイ１３９とを有している。ディスプレイ１３９は、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ等である。
【００５６】
図６は、復号化部１３７の構成を示している。この復号化部１３７は、符号化デジタル画像信号Ｖcdを入力する入力端子１５１と、この入力端子１５１に入力された画像信号Ｖcd（エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である）を復号化する可変長復号化手段としてのエントロピー復号化回路１５２とを有している。
【００５７】
また、復号化部１３７は、復号化回路１５２から出力される各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを得る逆量子化回路１５３と、この逆量子化回路１５３で得られた各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に、逆ＤＣＴを行って画素データを得る逆ＤＣＴ回路１５４とを有している。
【００５８】
また、復号化部１３７は、逆ＤＣＴ回路１５４より得られる各ブロックの画素データに対してデシャフリングを行うデシャフリング回路１５５と、デシャフリング回路１５５で得られる各ブロックの画素データをブロック化前の位置に戻し、復号化デジタル画像信号Ｖdg2を得るブロック分解回路１５６と、このブロック分解回路１５６より出力される画像信号Ｖdg2を出力する出力端子１５７とを有している。ここで、デシャフリング回路１５５およびブロック分解回路１５６は、逆ブロック化手段を構成している。
【００５９】
デシャフリング回路１５５では、上述した符号化部１３５におけるシャフリング回路１４３とは逆の処理が行われる。すなわち、デシャフリング回路１５５では、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データが、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻される（図４参照）。また、ブロック分解回路１５６では、上述した符号化部１３５におけるブロック化回路１４２とは逆の処理が行われる。すなわち、ブロック分解回路１５６では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。
【００６０】
図６に示す復号化部１３７の動作を説明する。符号化デジタル画像信号Ｖcdは入力端子１５１に入力される。この画像信号Ｖcdはエントロピー復号化回路１５２に供給される。この画像信号Ｖcdは、エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である。復号化回路１５２では、画像信号Ｖcdの復号化が行われ、各ブロックの量子化された係数データが得られる。この各ブロックの量子化された係数データは、逆量子化回路１５３に供給される。
【００６１】
逆量子化回路１５３では、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化が行われ、各ブロックの係数データが得られる。この各ブロックの係数データは逆ＤＣＴ回路１５４に供給される。逆ＤＣＴ回路１５４では、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆ＤＣＴが行われて、各ブロックの画素データが得られる。
【００６２】
このように逆ＤＣＴ回路１５４で得られる各ブロックの画素データはデシャフリング回路１５５に供給される。このデシャフリング回路１５５では、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データが、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻される。
【００６３】
そして、このデシャフリング回路１５５で得られる各ブロックＢＬの画素データはブロック分解回路１５６に供給される。このブロック分解回路１５６では、画素データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路１５６からは復号化デジタル画像信号Ｖdg2が得られ、この画像信号Ｖdg2は出力端子１５７に出力される。
【００６４】
上述した復号化部１３７の処理をソフトウェアで行うこともできる。図７のフローチャートは、その場合における復号化処理の手順を示している。
【００６５】
まず、ステップＳＴ１１で、画像信号Ｖcdを、例えば１フレーム分入力する。そして、ステップＳＴ１２で、画像信号Ｖcdに対してエントロピー復号化を行って、各ブロックの量子化された係数データを得る。
【００６６】
次に、ステップＳＴ１３で、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを得る。そして、ステップＳＴ１４で、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆ＤＣＴを行って、各ブロックの画素データを得る。
【００６７】
次に、ステップＳＴ１５で、デシャフリングを伴うブロック分解を行う。すなわち、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データを、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻し（図４参照）、さらに画素データの順序をラスター走査の順序に戻し、復号化デジタル画像信号Ｖdg2を生成する。そして、ステップＳＴ１６で、生成された１フレーム分の画像信号Ｖdg2を出力する。
【００６８】
次に、ステップＳＴ１７で、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。全フレームに対する処理が終了していないときは、ステップＳＴ１１に戻って、次の１フレーム分の画像信号Ｖcdを入力し、上述したと同様の復号化処理を行う。一方、全フレームに対する処理が終了したときは、復号化処理を終了する。
【００６９】
図１に示す符号化装置１３０の動作を説明する。再生機１１０より出力されるアナログ歪みを伴うアナログ画像信号Ｖan1はＡ／Ｄ変換器１３４に供給され、デジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器１３４より出力されるデジタル画像信号Ｖdg1は符号化部１３５に供給される。この符号化部１３５では、画像信号Ｖdg1が符号化されて、符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られる。
【００７０】
この符号化部１３５では、上述したように画像信号Ｖdg1に対して、各ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われ、各ブロックの画素データに対して直交変換としてのＤＣＴが行われ、各ブロックの係数データに対して量子化が行われ、さらに各ブロックの量子化された係数データに対してエントロピー符号化が行われることで、符号化デジタル画像信号Ｖcdが得られる。
【００７１】
この符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdは記録部１３６に供給される。記録部１３６では、この画像信号Ｖcdが光ディスク等の記録媒体に記録され、アナログ画像信号Ｖan1に基づくコピーが行われる。
【００７２】
再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が１回目の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる画像信号は、２回目の符号化、復号化を経たものとなる。この場合、アナログ画像信号Ｖan1にアナログ歪みを伴うものであることから、記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる復号化デジタル画像信号は、復号化部１１１より出力される復号化デジタル画像信号Ｖdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。
【００７３】
すなわち、例えばアナログ画像信号Ｖan1が、アナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪みを伴う場合、Ａ／Ｄ変換器１３４でデジタル信号に変換する際のサンプリング位相の揺らぎのために、符号化部１３５でブロック化されて得られる各ブロックのブロック位置が、１回目の符号化、復号化におけるブロック位置に対してずれたものとなる。
【００７４】
そのため、符号化部１３５における量子化でさらに多くの情報が失われる。すなわち、Ｄ／Ａ変換器１１２から出力されるアナログ信号Ｖan1は、高周波成分が除去された信号となり、サンプリング位置と異なる位置の信号レベルは歪みを含むものとなる。このため、Ａ／Ｄ変換器１３４でサンプリング位相の揺らぎが生じると、歪みを含む信号をＡ／Ｄ変換することとなり、Ａ／Ｄ変換器１３４で得られるデジタル信号Ｖdg1の量子化によって多くの情報が失われる。従って記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる復号化デジタル画像信号は、再生機１１０の復号化部１１１から得られる復号化デジタル画像信号Ｖdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。
【００７５】
ここで、上述したように、符号化部１３５では、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われる。すなわち、ブロック化後の隣接画素間での画素データの変動は、周辺の画素データの変動と相関が低く独立したものとなる。これにより、ブロック位置のずれに伴う各ブロックの係数データの変化を大きくでき、量子化で失われる情報をさらに多くできる。すなわち、このシャフリングを行うことで、アナログ歪みの影響を増大させることができる。さらに、アナログ歪みがない場合には、シャフリングを行っても、通常の品質での再生が可能となる。
【００７６】
なお、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が２回目以降の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように符号化部１３５で符号化され、さらに復号化されて得られる画像データは、３回目以降の符号化、復号化を経たものとなり、より一層劣化したものとなる。
【００７７】
したがって、記録部１３６で記録媒体に記録された符号化デジタル画像信号Ｖcdを再生して得られる画像の画質は、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1による画像に比べて大幅に劣化したものとなる。よって、この符号化装置１３０では、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となる。
【００７８】
また、符号化部１３５より出力される符号化デジタル画像信号Ｖcdは復号化部１３７に供給されて復号化される。この復号化部１３７で復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Ｖdg2はＤ／Ａ変換器１３８でアナログ画像信号Ｖan2に変換される。そして、Ｄ／Ａ変換器１３８より出力される画像信号Ｖan2がディスプレイ１３９に供給される。ディスプレイ１３９には、この画像信号Ｖan2による画像が表示される。
【００７９】
この場合、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が１回目の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように符号化部１３５で符号化され、さらに復号化部１３７で復号化されて得られた画像信号Ｖan2は、２回目の符号化、復号化を経たものとなり、上述したように大きな劣化が発生したものとなる。そのため、ディスプレイ１３９に表示される画像の画質は、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1による画像（ディスプレイ１２０に表示される）に比べて大幅に劣化したものとなる。
【００８０】
また、図１に示す画像表示システム１００の場合、符号化装置１３０で良好な画質を維持したままでのコピーを不可能とするために、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1に何等加工するものではなく、この画像信号Ｖan1による画像の画質を落とすことはない。
【００８１】
このように本実施の形態において、符号化装置１３０の符号化部１３５では、再生機１１０より出力される、アナログ歪みを伴うアナログ画像信号Ｖan1をデジタル信号に変換してなるデジタル画像信号Ｖdg1に対してブロック符号化を用いた符号化が行われる。そして、この符号化部１３５で得られる符号化デジタル画像信号Ｖcdが記録部１３６で記録媒体に記録される。
【００８２】
この場合、再生機１１０より出力されるアナログ画像信号Ｖan1が１回目の符号化、復号化を経たものである場合、記録媒体に記録された画像信号Ｖcdを再生した後に復号化して得られる画像信号は、２回目の符号化、復号化を経たものとなり、大きく劣化したものとなる。
【００８３】
したがって、アナログ信号Ｖan1を利用し、符号化装置１３０で再符号化して記録媒体に記録する場合、画像データに大幅な劣化が発生することから、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となり、アナログ画像信号を利用した不正コピーを良好に防止できる。
【００８４】
なお、上述実施の形態においては、符号化部１３５では、直交変換としてのＤＣＴを用いたブロック符号化が行われる。この直交変換としてはＤＣＴに限定されるものでなく、その他の直交変換、例えばＤＳＴ(Discrete Sine Transform)、ウェーブレット変換等を用いるものであってもよい。また、符号化はブロック符号化に限定されるものではなく、その他の符号化であってもよい。要は、符号化処理が、アナログ歪みのデジタル信号への影響により、符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまうものであればよい。
【００８５】
また、ブロック符号化として直交変換を用いるものに限定されるものではなく、その他のブロック符号化であってもよい。例えば、ブロック符号化としてはＡＤＲＣ(Adaptive Dynamic Range Coding)であってもよい。
【００８６】
この場合、符号化部１３５は、図８に示すように構成される。
【００８７】
入力端子４０１に入力されるデジタル画像信号Ｖdg1はブロック化回路４０２に供給される。このブロック化回路４０２では、有効画面の画像信号Ｖdg1が、例えば（４×４）画素等の大きさのブロックに分割される。
【００８８】
ブロック化回路４０２で得られる各ブロックの画素データはシャフリング回路１４３に供給される。シャフリング回路１４３では、ブロック化回路４０２で得られる各ブロックの画素データに対してシャフリング処理が行われて、ブロックの再構成が行われる（図４参照）。
【００８９】
また、シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データは、最大値検出回路４０３および最小値検出回路４０４に供給される。最大値検出回路４０３では、ブロック毎に、ブロック内の画素データの最大値ＭＡＸが検出される。最小値検出回路４０４では、ブロック毎に、ブロック内の画素データの最小値ＭＩＮが検出される。検出回路４０３，４０４で検出される最大値ＭＡＸ、最小値ＭＩＮは減算器４０５に供給される。この減算器４０５では、ダイナミックレンジＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮが演算される。
【００９０】
また、シャフリング回路１４３で得られる各ブロックの画素データは遅延回路４０６で時間調整された後に減算器４０７に供給される。この減算器４０７には、最小値検出回路４０４で検出される最小値ＭＩＮも供給される。この減算器４０７では、ブロック毎に、ブロック内の画素データから当該ブロックの最小値ＭＩＮが減算されて最小値除去データＰＤＩが得られる。
【００９１】
減算器４０７で得られる各ブロックの最小値除去データＰＤＩは量子化回路４０８に供給される。この量子化回路４０８には、減算器４０５で求められたダイナミックレンジＤＲが供給される。この量子化回路４０８では、最小値除去データＰＤＩがダイナミックレンジＤＲに応じて決定される量子化ステップにより量子化される。すなわち、量子化回路４０８では、量子化ビット数をｎとすると、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの間のダイナミックレンジＤＲが２ｎ等分されたレベル範囲が設定され、最小値除去データＰＤＩがどのレベル範囲に属するかによって、ｎビットのコード信号が割り当てられる。
【００９２】
図９は、量子化ビット数が３の場合を示しており、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの間のダイナミックレンジＤＲが８等分されたレベル範囲が設定され、最小値除去データＰＤＩがどのレベル範囲に属するかによって、３ビットのコード信号(000)〜(111)が割り当てられる。図９において、ｔｈ１〜ｔｈ７はレベル範囲の境界を示す閾値である。
【００９３】
図８に戻って、量子化回路４０８で得られるコード信号ＤＴはデータ合成回路４１１に供給される。このデータ合成回路４１１には、減算器４０５で得られるダイナミックレンジＤＲが遅延回路４０９で時間調整されて供給されると共に、最小値検出回路４０４で検出される最小値ＭＩＮも遅延回路４１０で時間調整されて供給される。このデータ合成回路４１１では、ブロック毎に、最小値ＭＩＮ、ダイナミックレンジＤＲおよびブロック内の画素数分のコード信号ＤＴが合成されてブロックデータが生成される。そして、このデータ合成回路４１１で生成された各ブロックのブロックデータが、出力端子４１２に符号化デジタル画像信号Ｖcdとして順次出力される。
【００９４】
また、復号化部１３７は、図１０に示すように構成される。
【００９５】
入力端子４２１に入力された符号化デジタル画像信号Ｖcdはデータ分解回路４２２に供給され、ブロック毎に、最小値ＭＩＮ、ダイナミックレンジＤＲおよびコード信号ＤＴに分解される。
【００９６】
データ分解回路４２２より出力される各ブロックのコード信号ＤＴは、逆量子化回路４２３に供給される。この逆量子化回路４２３には、データ分解回路４２２より出力されるダイナミックレンジＤＲも供給される。逆量子化回路４２３では、各ブロックのコード信号ＤＴが、対応したブロックのダイナミックレンジＤＲに基づいて逆量子化され、最小値除去データＰＤＩ′が得られる。
【００９７】
この場合、図９に示すように、ダイナミックレンジＤＲが量子化ビット数により等分割され、各領域の中央値Ｌ１〜Ｌ８が、各コード信号ＤＴの復号値（最小値除去データＰＤＩ′）として利用される。
【００９８】
逆量子化回路４２３で得られる各ブロックの最小値除去データＰＤＩ′は加算器４２４に供給される。この加算器４２４には、データ分解回路４２２より出力される最小値ＭＩＮも供給される。加算器４２４では、最小値除去データＰＤＩ′に最小値ＭＩＮが加算されて、各ブロックの画素データが得られる。
【００９９】
この加算器４２４で得られる各ブロックの画素データはデシャフリング回路１５５に供給される。このデシャフリング回路１５５では、１６個のブロックＢＬ1〜ＢＬ16の画素データが、元の１６個のブロックＢＬのそれぞれ対応する位置に戻される（図４参照）。
【０１００】
そして、このデシャフリング回路１５５で得られる各ブロックＢＬの画素データはブロック分解回路４２５に供給される。ブロック分解回路４２５では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路４２５からは復号化デジタル画像信号Ｖdg2が得られる。この画像信号Ｖdg2は出力端子４２６に出力される。
【０１０１】
また、上述実施の形態においては、図４に示すように、１６個のブロックＢＬからなるマクロブロックＭＢ内で行うシャフリングパターンの例を示したが、シャフリングパターンはこれに限定されるものではない。要は、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなシャフリングパターンであればよい。例えば、図１１に示すように、ブロックＢＬ内で画素データの位置を入れ換えてもよい。図１１において、「○」はブロックを構成する画素データを示しており、図１１Ａは入れ換え前、図１１Ｂは入れ換え後の状態である。これも一例であって、入れ換える画素データの個数や組、さらには入れ換え位置はこれに限定されない。
【０１０２】
また、上述実施の形態においては、画像信号を取り扱うものを示したが、この発明は音声信号を取り扱うものにも同様に適用できる。音声信号の場合には、表示手段としてのディスプレイの部分は、音声出力手段としてのスピーカが対応する。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】実施の形態としての画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図２】符号化部の構成を示すブロック図である。
【図３】ブロック化を説明するための図である。
【図４】シャフリングパターンの一例を説明するための図である。
【図５】符号化処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】復号化部の構成を示すブロック図である。
【図７】復号化処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】符号化部の他の構成を示すブロック図である。
【図９】ＡＤＲＣの量子化、逆量子化の動作を説明するための図である。
【図１０】復号化部の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】シャフリングパターンの他の例を説明するための図である。
【図１２】従来の画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来の復号化装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００・・・画像表示システム、１１０・・・再生機、１１１・・・復号化部、１１２・・・Ｄ／Ａ変換器、１２０，１３９・・・ディスプレイ、１３０・・・符号化装置、１３４・・・Ａ／Ｄ変換器、１３５・・・符号化部、１３６・・・記録部、１３７・・・復号化部、１３８・・・Ｄ／Ａ変換器、１４１・・・入力端子、１４２・・・ブロック化回路、１４３・・・シャフリング回路、１４４・・・ＤＣＴ回路、１４５・・・量子化回路、１４６・・・エントロピー符号化回路、１４７・・・出力端子、１５１・・・入力端子、１５２・・・エントロピー復号化回路、１５３・・・逆量子化回路、１５４・・・逆ＤＣＴ回路、１５５・・・デシャフリング回路、１５６・・・ブロック分解回路、１５７・・・出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、
上記復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、
上記デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする信号処理システム。
【請求項２】
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、
上記復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、
上記デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
上記ブロック化は、上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号から、所定数だけ位置が離れたデータを１つのブロックとするブロック化である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記ブロック化は、ブロック内の少なくとも一組以上のデータが入れ換わるようなシャフリングを伴うブロック化である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記ブロック符号化手段は、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対して直交変換をして変換係数を得る直交変換手段と、
上記直交変換手段からの各ブロックの変換係数を量子化する量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記ブロック符号化手段は、
ブロック内のデータの最大値および最小値を検出する最大値／最小値検出手段と、
上記最大値／最小値検出手段で検出された最大値および最小値からブロック内のデータのダイナミックレンジを検出するダイナミックレンジ検出手段と、
上記ブロック内のデータから上記最大値／最小値検出手段で検出された最小値を減算して最小値除去データを生成する生成手段と、
上記生成手段で生成された最小値除去データを、上記ダイナミックレンジ検出手段で検出されたダイナミックレンジに応じて決定される量子化ステップにより量子化して符号化デジタル信号を得る量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項８】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項９】
上記デジタル信号はデジタル画像信号である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
上記デジタル信号はデジタル音声信号である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化工程と、
上記復号化工程で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換工程と、
上記デジタル・アナログ変換工程で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換工程と、
上記アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、
上記符号化工程は、
上記アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、
上記ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項１２】
第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号が入力される入力手段と、
上記入力手段から入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段から出力される上記第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１３】
上記ブロック化は、上記第２のデジタル信号から、所定数だけ位置が離れたデータを１つのブロックとするブロック化である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項１４】
上記ブロック化は、ブロック内の少なくとも一組以上のデータが入れ換わるようなシャフリングを伴うブロック化である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項１５】
上記ブロック符号化手段は、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対して直交変換をして変換係数を得る直交変換手段と、
上記直交変換手段からの各ブロックの変換係数を量子化する量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項１６】
上記直交変換は、離散コサイン変換である
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化装置。
【請求項１７】
上記直交変換は、離散サイン変換である
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化装置。
【請求項１８】
上記直交変換は、ウェーブレット変換である
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化装置。
【請求項１９】
上記ブロック符号化手段は、
ブロック内のデータの最大値および最小値を検出する最大値／最小値検出手段と、
上記最大値／最小値検出手段で検出された最大値および最小値からブロック内のデータのダイナミックレンジを検出するダイナミックレンジ検出手段と、
上記ブロック内のデータから上記最大値／最小値検出手段で検出された最小値を減算して最小値除去データを生成する生成手段と、
上記生成手段で生成された最小値除去データを、上記ダイナミックレンジ検出手段で検出されたダイナミックレンジに応じて決定される量子化ステップにより量子化して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２０】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２１】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２２】
上記デジタル信号はデジタル画像信号である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２３】
上記デジタル信号はデジタル音声信号である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２４】
第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号を入力する入力工程と、
上記入力工程で入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換工程と、
上記アナログ・デジタル変換工程で出力される上記第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、
上記符号化工程は、
上記第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、
上記ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有する
ことを特徴とする符号化方法。
【請求項２５】
デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する装置であって、
上記符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化手段と、
上記ブロック復号化手段で得られる各ブロックのデータを上記所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化手段と
を備えることを特徴とする復号化装置。
【請求項２６】
デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する方法であって、
上記符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化工程と、
上記ブロック復号化工程で得られる各ブロックのデータを上記所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化工程と
を備えることを特徴とする復号化方法。
【請求項１】
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、
上記復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、
上記デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする信号処理システム。
【請求項２】
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、
上記復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、
上記デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
上記ブロック化は、上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号から、所定数だけ位置が離れたデータを１つのブロックとするブロック化である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記ブロック化は、ブロック内の少なくとも一組以上のデータが入れ換わるようなシャフリングを伴うブロック化である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記ブロック符号化手段は、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対して直交変換をして変換係数を得る直交変換手段と、
上記直交変換手段からの各ブロックの変換係数を量子化する量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記ブロック符号化手段は、
ブロック内のデータの最大値および最小値を検出する最大値／最小値検出手段と、
上記最大値／最小値検出手段で検出された最大値および最小値からブロック内のデータのダイナミックレンジを検出するダイナミックレンジ検出手段と、
上記ブロック内のデータから上記最大値／最小値検出手段で検出された最小値を減算して最小値除去データを生成する生成手段と、
上記生成手段で生成された最小値除去データを、上記ダイナミックレンジ検出手段で検出されたダイナミックレンジに応じて決定される量子化ステップにより量子化して符号化デジタル信号を得る量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項８】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項９】
上記デジタル信号はデジタル画像信号である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
上記デジタル信号はデジタル音声信号である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化工程と、
上記復号化工程で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換工程と、
上記デジタル・アナログ変換工程で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換工程と、
上記アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、
上記符号化工程は、
上記アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、
上記ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項１２】
第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号が入力される入力手段と、
上記入力手段から入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段から出力される上記第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１３】
上記ブロック化は、上記第２のデジタル信号から、所定数だけ位置が離れたデータを１つのブロックとするブロック化である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項１４】
上記ブロック化は、ブロック内の少なくとも一組以上のデータが入れ換わるようなシャフリングを伴うブロック化である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項１５】
上記ブロック符号化手段は、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対して直交変換をして変換係数を得る直交変換手段と、
上記直交変換手段からの各ブロックの変換係数を量子化する量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項１６】
上記直交変換は、離散コサイン変換である
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化装置。
【請求項１７】
上記直交変換は、離散サイン変換である
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化装置。
【請求項１８】
上記直交変換は、ウェーブレット変換である
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化装置。
【請求項１９】
上記ブロック符号化手段は、
ブロック内のデータの最大値および最小値を検出する最大値／最小値検出手段と、
上記最大値／最小値検出手段で検出された最大値および最小値からブロック内のデータのダイナミックレンジを検出するダイナミックレンジ検出手段と、
上記ブロック内のデータから上記最大値／最小値検出手段で検出された最小値を減算して最小値除去データを生成する生成手段と、
上記生成手段で生成された最小値除去データを、上記ダイナミックレンジ検出手段で検出されたダイナミックレンジに応じて決定される量子化ステップにより量子化して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２０】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２１】
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２２】
上記デジタル信号はデジタル画像信号である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２３】
上記デジタル信号はデジタル音声信号である
ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
【請求項２４】
第１のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号を入力する入力工程と、
上記入力工程で入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第２のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換工程と、
上記アナログ・デジタル変換工程で出力される上記第２のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、
上記符号化工程は、
上記第２のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、
上記ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有する
ことを特徴とする符号化方法。
【請求項２５】
デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する装置であって、
上記符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化手段と、
上記ブロック復号化手段で得られる各ブロックのデータを上記所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化手段と
を備えることを特徴とする復号化装置。
【請求項２６】
デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する方法であって、
上記符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化工程と、
上記ブロック復号化工程で得られる各ブロックのデータを上記所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化工程と
を備えることを特徴とする復号化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−３５２８９８（Ｐ２００６−３５２８９８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８９４８０（Ｐ２００６−１８９４８０）
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【分割の表示】特願２００３−１２９３４０（Ｐ２００３−１２９３４０）の分割
【原出願日】平成１５年５月７日（２００３．５．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【分割の表示】特願２００３−１２９３４０（Ｐ２００３−１２９３４０）の分割
【原出願日】平成１５年５月７日（２００３．５．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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