JP2000278681A - Image coder, its method and served medium - Google Patents

Image coder, its method and served medium

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JP2000278681A JP8086899A JP8086899A JP2000278681A JP 2000278681 A JP2000278681 A JP 2000278681A JP 8086899 A JP8086899 A JP 8086899A JP 8086899 A JP8086899 A JP 8086899A JP 2000278681 A JP2000278681 A JP 2000278681A
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image
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a picture in a high-order layer by which a picture closer to an original picture can be generated. SOLUTION: An area optimization circuit 91 simultaneously calculates values of a plurality of pixels included in a target area decided by a target area decision circuit 92 and outputs the result to a high-order layer picture memory 21. The high-order layer picture memory 21 uses a received pixel value to update the pixel value having so far been stored. Since the pixel value of the original picture is compared with the pixel value of a 2nd picture and the stored pixel value is updated in the unit of areas corresponding to the result of comparison, the high-order layer picture by which a picture closer to the original picture can be generated is produced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像符号化装置お
よび方法、並びに提供媒体に関し、特に、原画像に復元
可能な画像を生成する画像符号化装置および方法、並び
に提供媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding apparatus and method, and a providing medium, and more particularly to an image encoding apparatus and method for generating an image that can be restored to an original image, and an providing medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】原画像を構成する画素数よりも少ない画
素数から構成される上位階層画像を生成し、この上位階
層画像から、原画像とほぼ同一の下位階層画像を生成す
る(原画像を復元する)する技術が本出願人により提案
されている。
2. Description of the Related Art An upper-layer image composed of a smaller number of pixels than the number of pixels constituting an original image is generated, and a lower-layer image substantially identical to the original image is generated from the upper-layer image (the original image is generated by Restoring) technology has been proposed by the present applicant.

【0003】この提案においては、下位階層画像の画素
値は、上位階層画像の着目画素を中心とする予測タップ
の画素値と、着目画素が分類されるクラスコードに対応
する予測係数の線形1次結合を演算することにより求め
られる。なお、着目画素のクラスコードは、着目画素と
その近傍の画素から構成されるクラスタップの画素値か
ら決定される。
[0003] In this proposal, the pixel value of the lower hierarchical image is calculated by calculating the pixel value of the prediction tap centered on the pixel of interest in the upper hierarchical image and the linear first order of the prediction coefficient corresponding to the class code into which the pixel of interest is classified. It is obtained by calculating the combination. The class code of the pixel of interest is determined from the pixel value of the class tap composed of the pixel of interest and its neighboring pixels.

【0004】したがって、原画像とほぼ等しい下位階層
画像を生成することが可能な上位階層画像を生成するに
は、画素値とクラスコード(予測係数)を同時に最適化
することが理想的である。
Therefore, in order to generate an upper layer image capable of generating a lower layer image substantially equal to the original image, it is ideal to simultaneously optimize the pixel value and the class code (prediction coefficient).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画素値
とクラスコード(予測係数)を同時に最適化するために
は、上位階層画像の全ての画素の画素値を同時に変動さ
せる必要があるが、そのようにするには演算量が膨大と
なることから、画素値とクラスコード(予測係数)を同
時に最適化することは、実質的には不可能である課題が
あった。
However, in order to simultaneously optimize the pixel value and the class code (prediction coefficient), it is necessary to simultaneously change the pixel values of all the pixels of the upper hierarchical image. Therefore, there is a problem that it is practically impossible to optimize the pixel value and the class code (prediction coefficient) at the same time because the calculation amount becomes enormous.

【0006】そこで、上位階層画像の所定の画素に注目
し、注目した画素(注目画素)の画素値を1画素単位で
最適化することが考えられるが、その場合、注目画素の
画素値を最適化しても、注目画素以外の画素(既に画素
値が最適化された画素)にとっては、最適化された注目
画素の画素値が最適であるとは限らない課題があった。
Therefore, it is conceivable to focus on a predetermined pixel of the upper hierarchical image and optimize the pixel value of the pixel of interest (pixel of interest) on a pixel-by-pixel basis. In this case, the pixel value of the pixel of interest is optimized. However, for pixels other than the target pixel (pixels whose pixel values have already been optimized), there is a problem that the optimized pixel value of the target pixel is not always optimal.

【0007】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、上位階層画像の領域単位で画素値を最適化
することにより、原画像により近い画像を生成可能な上
位階層画像を生成できるようにするものである。
The present invention has been made in view of such a situation, and by optimizing pixel values for each area of an upper layer image, an upper layer image capable of generating an image closer to the original image can be generated. Is to do so.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の画像符
号化装置は、原画像のm個の画素値を用いて、第1の画
像のn個の画素値を生成する画素値生成手段と、原画像
の画素値および第1の画像の画素値を用いて予測係数を
生成する予測係数生成手段と、第1の画像の画素データ
の所定の部分を画素値として記憶し、その他の部分をク
ラスコードとして記憶する画素データ記憶手段と、予測
係数をクラスコードに対応付けて記憶する予測係数記憶
手段と、第1の画像の画素データの所定の部分である画
素値と、第1の画像の画素データのその他の部分である
クラスコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像
の画素値を演算する演算手段と、原画像の画素値と第2
の画像の画素値を比較する比較手段と、比較手段の比較
結果に対応して、予測係数記憶手段が記憶している予測
係数を更新する予測係数更新手段と、比較手段の比較結
果に対応して、画素データ記憶手段が記憶している画素
値を領域単位で更新する領域画素値更新手段と、比較手
段の比較結果に対応して、画素データ記憶手段が記憶し
ているクラスコードを更新するクラスコード更新手段と
を含むことを特徴とする。
An image encoding apparatus according to claim 1, wherein n pixel values of a first image are generated using m pixel values of an original image. And a prediction coefficient generation means for generating a prediction coefficient using the pixel value of the original image and the pixel value of the first image; and storing a predetermined portion of the pixel data of the first image as a pixel value; A pixel data storage unit for storing a prediction coefficient in association with a class code, a pixel value which is a predetermined portion of pixel data of the first image, Calculating means for calculating a pixel value of the second image by using a prediction coefficient corresponding to a class code which is another part of the pixel data of the original image;
A comparison means for comparing the pixel values of the image of the image, a prediction coefficient update means for updating the prediction coefficient stored in the prediction coefficient storage means in accordance with the comparison result of the comparison means, and a comparison result of the comparison means. And updating the class code stored in the pixel data storage means in accordance with the comparison result of the area pixel value updating means for updating the pixel value stored in the pixel data storage means for each area and the comparison means. And a class code updating means.

【0009】請求項2に記載の画像符号化方法は、原画
像のm個の画素値を用いて、第1の画像のn個の画素値
を生成する画素値生成ステップと、原画像の画素値およ
び第1の画像の画素値を用いて予測係数を生成する予測
係数生成ステップと、第1の画像の画素データの所定の
部分を画素値として記憶し、その他の部分をクラスコー
ドとして記憶する画素データ記憶ステップと、予測係数
をクラスコードに対応付けて記憶する予測係数記憶ステ
ップと、第1の画像の画素データの所定の部分である画
素値と、第1の画像の画素データのその他の部分である
クラスコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像
の画素値を演算する演算ステップと、原画像の画素値と
第2の画像の画素値を比較する比較ステップと、比較ス
テップの比較結果に対応して、予測係数記憶ステップで
記憶された予測係数を更新する予測係数更新ステップ
と、比較ステップの比較結果に対応して、画素データ記
憶ステップで記憶された画素値を領域単位で更新する領
域画素値更新ステップと、比較ステップの比較結果に対
応して、画素データ記憶ステップで記憶されたクラスコ
ードを更新するクラスコード更新ステップとを含むこと
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image encoding method, comprising: a pixel value generating step of generating n pixel values of a first image using m pixel values of an original image; A prediction coefficient generation step of generating a prediction coefficient using the value and the pixel value of the first image; storing a predetermined portion of the pixel data of the first image as a pixel value; and storing the other portion as a class code. A pixel data storage step, a prediction coefficient storage step of storing a prediction coefficient in association with a class code, a pixel value which is a predetermined portion of the pixel data of the first image, and other pixel values of the pixel data of the first image. A calculating step of calculating a pixel value of a second image using a prediction coefficient corresponding to a class code which is a part, a comparing step of comparing a pixel value of an original image with a pixel value of a second image, and a comparing step Comparison result Correspondingly, a prediction coefficient update step of updating the prediction coefficient stored in the prediction coefficient storage step, and an area for updating the pixel value stored in the pixel data storage step in area units corresponding to the comparison result of the comparison step It is characterized by including a pixel value updating step and a class code updating step of updating the class code stored in the pixel data storage step in accordance with the comparison result of the comparison step.

【0010】請求項3に記載の提供媒体は、原画像のm
個の画素値を用いて、第1の画像のn個の画素値を生成
する画素値生成ステップと、原画像の画素値および第1
の画像の画素値を用いて予測係数を生成する予測係数生
成ステップと、第1の画像の画素データの所定の部分を
画素値として記憶し、その他の部分をクラスコードとし
て記憶する画素データ記憶ステップと、予測係数をクラ
スコードに対応付けて記憶する予測係数記憶ステップ
と、第1の画像の画素データの所定の部分である画素値
と、第1の画像の画素データのその他の部分であるクラ
スコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像の画
素値を演算する演算ステップと、原画像の画素値と第2
の画像の画素値を比較する比較ステップと、比較ステッ
プの比較結果に対応して、予測係数記憶ステップで記憶
された予測係数を更新する予測係数更新ステップと、比
較ステップの比較結果に対応して、画素データ記憶ステ
ップで記憶された画素値を領域単位で更新する領域画素
値更新ステップと、比較ステップの比較結果に対応し
て、画素データ記憶ステップで記憶されたクラスコード
を更新するクラスコード更新ステップとを含む処理を画
像符号化装置に実行させるコンピュータが読み取り可能
なプログラムを提供することを特徴とする。
[0010] According to a third aspect of the present invention, there is provided a recording medium, comprising:
A pixel value generating step of generating n pixel values of a first image using the pixel values of the first image;
A predictive coefficient generating step of generating a predictive coefficient using the pixel values of the image, and a pixel data storing step of storing a predetermined part of the pixel data of the first image as a pixel value and storing the other part as a class code A prediction coefficient storing step of storing a prediction coefficient in association with a class code, a pixel value which is a predetermined portion of the pixel data of the first image, and a class which is another portion of the pixel data of the first image. Calculating a pixel value of the second image using a prediction coefficient corresponding to the code;
A comparison step of comparing the pixel values of the images of the images, a prediction coefficient update step of updating the prediction coefficient stored in the prediction coefficient storage step, and a comparison result of the comparison step. An area pixel value updating step of updating the pixel value stored in the pixel data storage step in units of area, and a class code updating step of updating the class code stored in the pixel data storage step in accordance with the comparison result of the comparison step And a computer-readable program for causing the image encoding apparatus to execute the process including the steps.

【0011】請求項1に記載の画像符号化装置、請求項
2に記載の画像符号化方法、および請求項3に記載の提
供媒体においては、原画像のm個の画素値を用いて、第
1の画像のn個の画素値が生成され、原画像の画素値お
よび第1の画像の画素値を用いて予測係数が生成され
て、第1の画像の画素データの所定の部分が画素値とし
て記憶され、その他の部分がクラスコードとして記憶さ
れる。また、予測係数がクラスコードに対応付けて記憶
され、第1の画像の画素データの所定の部分である画素
値と、第1の画像の画素データのその他の部分であるク
ラスコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像の
画素値が演算され、原画像の画素値と第2の画像の画素
値が比較されて、その比較結果に対応して、記憶されて
いる予測係数、およびクラスコードが更新され、記憶さ
れている画素値が領域単位で更新される。
[0011] In the image encoding device according to the first aspect, the image encoding method according to the second aspect, and the providing medium according to the third aspect, the pixel value of the original image is calculated using m pixel values. N pixel values of the first image are generated, a prediction coefficient is generated using the pixel values of the original image and the pixel values of the first image, and a predetermined portion of the pixel data of the first image is defined as a pixel value. And the other parts are stored as class codes. Further, the prediction coefficient is stored in association with the class code, and the prediction value corresponding to the pixel value, which is a predetermined portion of the pixel data of the first image, and the class code, which is another portion of the pixel data of the first image, is stored. The pixel value of the second image is calculated using the coefficient, the pixel value of the original image is compared with the pixel value of the second image, and the prediction coefficient stored is stored in correspondence with the comparison result. The class code is updated, and the stored pixel values are updated for each area.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明を適用したエンコーダの構
成例について、図1を参照して説明する。なお、このエ
ンコーダ1に入力される原画像は、1画素当たり8ビッ
トの画素値を有し、エンコーダ1によって生成される上
位階層画像も1画素当たり8ビットの情報量(画素デー
タ)を有するものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A configuration example of an encoder to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. Note that the original image input to the encoder 1 has an 8-bit pixel value per pixel, and the upper layer image generated by the encoder 1 also has an 8-bit information amount (pixel data) per pixel. And

【0013】また、以下において、着目画素は、画素値
の更新が行われずに位置を特定するために指定される画
素とし、注目画素は、位置を特定するために指定され、
かつ、画素値が更新される画素とする。
In the following, a pixel of interest is a pixel specified to specify a position without updating a pixel value, and a pixel of interest is specified to specify a position.
In addition, it is assumed that the pixel value is updated.

【0014】このエンコーダ1において、原画像は、前
処理回路2、画素値更新回路6、予測係数更新回路7、
クラスコード選択回路8、および収束判定回路10に供
給される。前処理回路2は、供給された原画像を用い、
初期上位階層画像を生成して上位階層画像メモリ3に記
憶させ、初期予測係数テーブルを生成して予測係数メモ
リ4に記憶させる。
In the encoder 1, an original image is processed by a pre-processing circuit 2, a pixel value updating circuit 6, a prediction coefficient updating circuit 7,
It is supplied to the class code selection circuit 8 and the convergence determination circuit 10. The preprocessing circuit 2 uses the supplied original image,
An initial upper layer image is generated and stored in the upper layer image memory 3, and an initial prediction coefficient table is generated and stored in the prediction coefficient memory 4.

【0015】上位階層画像メモリ3は、記憶している上
位階層画像をセレクタ5に出力する。また、上位階層画
像メモリ3は、画素値更新回路6から入力される画素値
(4ビット)を用いて、それまで記憶していた上位階層
画像のMSB(Most SignificantBit)側の4ビットを更新
し、クラスコード選択回路8から入力されるクラスコー
ド(4ビット)を用いて、それまで記憶していた上位階
層画像のLSB(Least Significant Bit)側の4ビットを更
新する。
The upper layer image memory 3 outputs the stored upper layer image to the selector 5. The upper layer image memory 3 updates the 4 bits on the MSB (Most Significant Bit) side of the upper layer image stored up to that point using the pixel value (4 bits) input from the pixel value updating circuit 6. Using the class code (4 bits) input from the class code selection circuit 8, the LSB (Least Significant Bit) side 4 bits of the upper layer image stored so far are updated.

【0016】予測係数メモリ4は、記憶している予測係
数テーブルを画素値更新回路6、クラスコード選択回路
8、デコード回路9、および収束判定回路10に供給す
る。また、予測係数メモリ4は、予測係数更新回路7か
ら入力される予測係数を用いて、それまで記憶していた
予測係数テーブルを更新する。
The prediction coefficient memory 4 supplies the stored prediction coefficient table to the pixel value updating circuit 6, the class code selection circuit 8, the decoding circuit 9, and the convergence determination circuit 10. Further, the prediction coefficient memory 4 updates the stored prediction coefficient table using the prediction coefficients input from the prediction coefficient update circuit 7.

【0017】セレクタ5は、更新回数カウンタ11から
入力される制御信号に対応して、上位階層画像メモリ3
から入力された上位階層画像を、デコード回路9および
収束判定回路10の他、画素値更新回路6、予測係数更
新回路7、クラスコード選択回路8に順次出力する。
The selector 5 operates in response to a control signal input from the update counter 11 to control the upper-layer image memory 3.
Are sequentially output to a pixel value update circuit 6, a prediction coefficient update circuit 7, and a class code selection circuit 8 in addition to the decode circuit 9 and the convergence determination circuit 10.

【0018】画素値更新回路6は、原画像および予測係
数を用いて、セレクタ5から入力された上位階層画像の
画素値(画素データのMSB側の4ビット)を更新し、上
位階層画像に出力する。予測係数更新回路7は、セレク
タ5から入力された上位階層画像、および原画像を用い
て予測係数を生成し、予測係数メモリ4に出力する。
The pixel value updating circuit 6 updates the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the upper layer image input from the selector 5 using the original image and the prediction coefficient, and outputs the updated pixel value to the upper layer image. I do. The prediction coefficient update circuit 7 generates a prediction coefficient using the upper layer image and the original image input from the selector 5, and outputs the prediction coefficient to the prediction coefficient memory 4.

【0019】クラスコード選択回路8は、セレクタ5か
ら入力された上位階層画像の各画素毎に、予測係数メモ
リ4に記憶されている予測係数テーブル内の最適な予測
係数を選択し、その予測係数に対応するクラスコード
(4ビット)を上位階層画像メモリ3に出力する。
The class code selection circuit 8 selects an optimum prediction coefficient in the prediction coefficient table stored in the prediction coefficient memory 4 for each pixel of the upper hierarchical image input from the selector 5, and selects the prediction coefficient. Is output to the upper layer image memory 3.

【0020】デコード回路9は、セレクタ5から入力さ
れた上位階層画像と予測係数メモリ4に記憶されている
予測係数を用いて下位階層画像を生成し、収束判定回路
10に出力する。
The decoding circuit 9 generates a lower hierarchical image using the upper hierarchical image input from the selector 5 and the prediction coefficients stored in the prediction coefficient memory 4, and outputs it to the convergence determining circuit 10.

【0021】収束判定回路10は、デコード回路9から
入力された下位階層画像と原画像のS/Nを演算し、さら
にその増加量を求めて、S/Nの増加が収束していると判
定した場合、セレクタ5から入力された上位階層画像お
よび予測係数メモリ4から入力された予測係数テーブル
を後段に出力する。また、収束判定回路10は、更新カ
ウンタ11から制御信号が入力された場合も、セレクタ
5から入力された上位階層画像および予測係数メモリ4
から入力された予測係数テーブルを後段に出力する。
The convergence judging circuit 10 calculates the S / N of the lower hierarchical image and the original image input from the decoding circuit 9, further calculates the increase, and judges that the increase of the S / N has converged. In this case, the upper layer image input from the selector 5 and the prediction coefficient table input from the prediction coefficient memory 4 are output to the subsequent stage. Also, when a control signal is input from the update counter 11, the convergence determination circuit 10 determines whether the upper-layer image and prediction coefficient memory 4
And outputs the prediction coefficient table input from to the subsequent stage.

【0022】更新回数カウンタ11は、収束判定回路1
0、画素値更新回路6、予測係数更新回路7、またはク
ラスコード選択回路8が自己の処理を終了したことに対
応して、セレクタ5に制御信号を出力するとともに、制
御信号を出力した回数をカウントし、カウントした値が
所定の数に達したとき、収束判定回路10に制御信号を
出力する。
The update number counter 11 is provided for the convergence judgment circuit 1.
0, the pixel value update circuit 6, the prediction coefficient update circuit 7, or the class code selection circuit 8 outputs a control signal to the selector 5 in response to the end of its processing, and determines the number of times the control signal has been output. It counts and outputs a control signal to the convergence determination circuit 10 when the counted value reaches a predetermined number.

【0023】次に、エンコーダ1の動作について、図2
のフローチャートを参照して説明する。このエンコード
処理は、原画像がエンコーダ1に入力されたときに開始
される。ステップS1において、前処理回路2は、入力
された原画像を用いて前処理を実行する。
Next, the operation of the encoder 1 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. This encoding process is started when the original image is input to the encoder 1. In step S1, the preprocessing circuit 2 performs preprocessing using the input original image.

【0024】この前処理は、図3に示すように、ステッ
プS11,S12から成る。ステップS11の初期上位
階層画像生成処理について、図4のフローチャートを参
照して説明する。ステップS21において、前処理回路
2は、入力された原画像を所定のサイズ(例えば、図5
に示すように3×3画素)のブロックに分割する。
This pre-processing includes steps S11 and S12 as shown in FIG. The initial upper layer image generation process in step S11 will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S21, the preprocessing circuit 2 converts the input original image into a predetermined size (for example, FIG.
(3 × 3 pixels) as shown in FIG.

【0025】ステップS22において、前処理回路2
は、ステップS21で分割したブロックに含まれる複数
(いまの場合、9個)の画素の画素値を平均し、その平
均値(8ビット)のMSB側の4ビットを初期上位階層画
像の1個の画素の画素値として、図6に示すように、上
位階層画像データ(8ビット)のMSB側の4ビットに記
録する。
In step S22, the preprocessing circuit 2
Is the average of the pixel values of a plurality of (9 in this case) pixels included in the block divided in step S21, and the 4 bits on the MSB side of the average value (8 bits) are set as one of the initial upper layer images. As shown in FIG. 6, the pixel value of the pixel is recorded in the 4 bits on the MSB side of the upper layer image data (8 bits).

【0026】ただし、上位階層画像データのMSB側に記
録された4ビットを画素値として用いる全ての回路にお
いては、その4ビットの値を8ビット化して用いるが、
MSB側の4ビットの値を単に16倍しただけの値を用い
ると画像全体の輝度値が低下するので、これを抑止する
ために、16倍した値に所定のオフセット値(例えば、
7または8)を加算した値を画素値として用いる。
However, in all circuits that use the 4 bits recorded on the MSB side of the upper layer image data as a pixel value, the 4-bit value is converted to 8 bits and used.
If a value obtained by simply multiplying the 4-bit value on the MSB side by 16 is used, the luminance value of the entire image is reduced. To suppress this, a predetermined offset value (for example,
The value obtained by adding 7 or 8) is used as a pixel value.

【0027】なお、初期上位階層画像の画素値を決定す
る方法は、上述したような平均化による方法ではなく、
原画像を直接、間引く方法やローパスフィルタ(ガウシ
アンフィルタ等)を用いてから間引く方法でもかまわな
い。
The method of determining the pixel value of the initial upper hierarchical image is not the above-described method based on averaging, but
A method of directly thinning out the original image or a method of thinning out after using a low-pass filter (such as a Gaussian filter) may be used.

【0028】図3に戻る。このようなステップS11の
処理の後、ステップS12で初期予測係数生成処理が実
行される。この処理について、図7のフローチャートを
参照して説明する。ステップS31において、前処理回
路2は、図3のステップS11で画素値(画素データ
(8ビット)のうちのMSB側の4ビット)だけが決定さ
れた初期上位階層画像の画素を着目画素に決定する。
Referring back to FIG. After the processing in step S11, an initial prediction coefficient generation processing is executed in step S12. This processing will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S31, the preprocessing circuit 2 determines the pixel of the initial upper layer image for which only the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data (8 bits)) in step S11 of FIG. I do.

【0029】ステップS32において、前処理回路2
は、着目画素に対応するクラスタップ(例えば、着目画
素とその上下左右に位置する合計5個の画素)の画素値
(各4ビット)を抽出する。
In step S32, the preprocessing circuit 2
Extracts the pixel value (4 bits each) of the class tap corresponding to the target pixel (for example, a target pixel and a total of five pixels located above, below, left, and right thereof).

【0030】ステップS33において、前処理回路2
は、ステップS32で抽出した5個の画素値(MSB側の
4ビット)に1ビットADRC(Adaptive Dynamic Range Co
ding)処理を施して、それぞれを1ビットに変換し、そ
れらを、例えば、画素の位置に対応する所定の順序で並
べることにより、5ビットのクラスコードを取得する。
さらに、前処理回路2は、着目画素の画素データ(8ビ
ット)のLSB側の4ビットに任意の値(例えば、5ビッ
トのクラスコードのMSB側の4ビット)を、図6に示す
ように記録する。
In step S33, the preprocessing circuit 2
Is obtained by adding 1 bit ADRC (Adaptive Dynamic Range Coding) to the five pixel values (4 bits on the MSB side) extracted in step S32.
ding) processing to convert each to 1 bit, and arrange them in a predetermined order corresponding to the position of the pixel, for example, to obtain a 5-bit class code.
Further, the preprocessing circuit 2 assigns an arbitrary value (for example, the 4 bits on the MSB side of the 5-bit class code) to the 4 bits on the LSB side of the pixel data (8 bits) of the target pixel as shown in FIG. Record.

【0031】ステップS34において、前処理回路2
は、着目画素を中心とする所定のサイズ(例えば、5×
5画素)の予測タップの画素値を抽出する。ステップS
35において、前処理回路2は、既知である原画像およ
び予測タップの画素値、並びに未知である予測係数から
成る正規方程式を生成する。
In step S34, the preprocessing circuit 2
Is a predetermined size (for example, 5 ×
The pixel value of the prediction tap (5 pixels) is extracted. Step S
At 35, the preprocessing circuit 2 generates a normal equation consisting of the known original image and the pixel values of the prediction taps, and the unknown prediction coefficients.

【0032】ステップS36において、前処理回路36
は、初期上位階層画像の全ての画素を着目画素としたか
否かを判定し、全ての画素を着目画素としたと判定する
まで、ステップS31乃至S36の処理を繰り返す。ス
テップS36において、全ての画素を着目画素としたと
判定された場合、ステップS37に進む。
In step S36, the pre-processing circuit 36
Determines whether all the pixels of the initial upper layer image have been set as the target pixels, and repeats the processing of steps S31 to S36 until it determines that all the pixels have been set as the target pixels. If it is determined in step S36 that all the pixels have been set as the target pixel, the process proceeds to step S37.

【0033】ステップS37において、前処理回路37
は、ステップS35で生成された正規方程式を、5ビッ
ト(32種類)のクラス毎に生成し、その方程式に最小
自乗法を適用して32種類のクラスコードに対応する予
測係数を取得する。ステップS38において、前処理回
路2は、ステップS33で各クラスコードに分類された
着目画素の数を示すヒストグラムを生成する。
In step S37, the pre-processing circuit 37
Generates the normal equation generated in step S35 for each 5-bit (32 types) class, and applies the least squares method to the equation to obtain prediction coefficients corresponding to the 32 types of class codes. In step S38, the preprocessing circuit 2 generates a histogram indicating the number of target pixels classified into each class code in step S33.

【0034】ステップS39において、前処理回路2
は、ステップS38で生成したヒストグラムを参照し、
その上位側の16個の予測係数(数の多い16個のクラ
スコードの予測係数)と、4ビットで表されるクラスコ
ード(0000乃至1111)を任意に対応付ける。
In step S39, the preprocessing circuit 2
Refers to the histogram generated in step S38,
The upper 16 prediction coefficients (the prediction coefficients of the 16 class codes having a large number) are arbitrarily associated with the class codes represented by 4 bits (0000 to 1111).

【0035】ステップS40において、前処理回路2
は、4ビット(16種類)のクラスコードに対応付けら
れた予測係数を予測係数メモリ4に出力する。また、前
処理回路2は、MSB側の4ビットが画素値であり、LSB側
の4ビットがクラスコードである画素データから成る初
期上位階層画像を上位階層画像メモリ3に出力する。
In step S40, the preprocessing circuit 2
Outputs a prediction coefficient associated with a 4-bit (16 types) class code to the prediction coefficient memory 4. Further, the preprocessing circuit 2 outputs to the upper layer image memory 3 an initial upper layer image including pixel data in which the 4 bits on the MSB side are a pixel value and the 4 bits on the LSB side are a class code.

【0036】なお、上述した処理以外に初期予測係数を
生成する方法として、4ビットで表されるクラスコード
(0000乃至1111)に乱数を対応付けてもかまわない。ま
た、クラスコードが乱数であってもよいし、予測係数が
乱数であってもよいし、あるいは、クラスコードと予測
係数の両方が乱数であってもよい。
As a method of generating an initial prediction coefficient other than the above-described processing, a random number may be associated with a class code (0000 to 1111) represented by 4 bits. Further, the class code may be a random number, the prediction coefficient may be a random number, or both the class code and the prediction coefficient may be random numbers.

【0037】図2に戻る。以上のようにして、ステップ
S1の前処理が行われた後、ステップS2において、ク
ラスコード選択回路8は、入力された上位階層画像の各
画素に対して、予測係数メモリ4に記憶されている16
種類の予測係数のうちの最適なものを選択する。なお、
クラスコード選択回路8の構成例と動作については、図
14および図15を参照して後述する。
Returning to FIG. After the pre-processing of step S1 is performed as described above, in step S2, the class code selection circuit 8 stores in the prediction coefficient memory 4 for each pixel of the input upper layer image. 16
Select the best of the types of prediction coefficients. In addition,
A configuration example and operation of the class code selection circuit 8 will be described later with reference to FIGS.

【0038】ステップS3において、デコード処理が行
われる。すなわち、上位階層画像メモリ3からセレクタ
5に入力された上位階層画像は、更新回数カウンタ11
からの制御信号に対応して、デコード回路9に供給され
る。デコード回路9は、セレクタ5から入力された上位
階層画像(いまの場合、初期上位階層画像)と、予測係
数メモリ4から供給される予測係数テーブル(いまの場
合、初期予測係数テーブル)を用いて下位階層画像を生
成し、収束判定回路10に出力する。なお、下位階層画
像の画素としては、図5に示すように、上位階層画像の
1個の着目画素に対して、対応する位置の下位階層画像
の画素iを中心とする3×3画素(画素a乃至i)が生
成される。デコード回路9の構成と動作については、図
16および図17を参照して後述する。
In step S3, a decoding process is performed. That is, the upper layer image input to the selector 5 from the upper layer image memory 3
Is supplied to the decoding circuit 9 in response to the control signal from The decoding circuit 9 uses the upper layer image (in this case, the initial upper layer image) input from the selector 5 and the prediction coefficient table (in this case, the initial prediction coefficient table) supplied from the prediction coefficient memory 4. A lower layer image is generated and output to the convergence determination circuit 10. As shown in FIG. 5, as a pixel of the lower hierarchical image, 3 × 3 pixels (pixels) centering on the pixel i of the lower hierarchical image at the corresponding position with respect to one target pixel of the upper hierarchical image a to i) are generated. The configuration and operation of the decoding circuit 9 will be described later with reference to FIGS.

【0039】ステップS4において、収束判定回路10
は、デコード回路9から入力された下位階層画像と原画
像のS/Nを演算し、さらに、その増加量を求めて、S/Nの
増加量が収束しているか否かを判定する。S/Nの増加量
が収束していると判定された場合、または、更新回数カ
ウンタ11からの制御信号が受信された場合、ステップ
S7に進む。また、S/Nの増加量が収束していないと判
定され、かつ、更新回数カウンタ11からの制御信号が
受信されていない場合、ステップS5に進む。
In step S4, the convergence determination circuit 10
Calculates the S / N of the lower hierarchical image and the original image input from the decoding circuit 9, further calculates the increase, and determines whether or not the increase in the S / N has converged. If it is determined that the S / N increase has converged, or if a control signal from the update counter 11 has been received, the process proceeds to step S7. If it is determined that the S / N increase has not converged, and if the control signal from the update counter 11 has not been received, the process proceeds to step S5.

【0040】いまの場合、1回目にデコードされた下位
階層画像に対する収束判定処理であるので、S/Nの増加
量は演算されず、更新回数カウンタ11からの制御信号
も受信されていないので、ステップS5に進む。
In this case, since the convergence determination process is performed on the lower-layer image decoded for the first time, the amount of increase in S / N is not calculated, and the control signal from the update number counter 11 is not received. Proceed to step S5.

【0041】収束判定回路10の判定処理が終了したこ
とに対応して、更新回数カウンタ11は、セレクタ5に
制御信号を出力する。
In response to the end of the determination processing of the convergence determination circuit 10, the update number counter 11 outputs a control signal to the selector 5.

【0042】ステップS5において、上位階層画像メモ
リ3からセレクタ5に入力された上位階層画像は、更新
回数カウンタ11からの制御信号に対応して、画素値更
新回路6に供給される。画素値更新回路6は、入力され
た上位階層画像の画素値(画素データのMSB側の4ビッ
ト)を更新する。
In step S 5, the upper layer image input to the selector 5 from the upper layer image memory 3 is supplied to the pixel value updating circuit 6 in accordance with the control signal from the update counter 11. The pixel value updating circuit 6 updates the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the input upper-layer image.

【0043】この画素値更新処理について説明する前
に、画素値更新回路6の第1の構成例について、図8お
よび図9を参照して説明する。セレクタ5から入力され
た上位階層画像は、画素値更新回路6において、上位階
層画像メモリ21に記憶される。上位階層画像メモリ2
1は、記憶している上位階層画像を最適画素値決定回路
22に供給する。また、上位階層画像メモリ21は、最
適画素値決定回路22からの最適化された画素値(4ビ
ット)を用いて、それまで記憶していた上位階層画像の
画素値(画素データのMBS側の4ビット)を更新する。
全ての画素の画素値が最適化された上位階層画像は、ス
イッチ24を介して上位階層画像メモリ3に出力され
る。
Before describing the pixel value updating process, a first configuration example of the pixel value updating circuit 6 will be described with reference to FIGS. The upper layer image input from the selector 5 is stored in the upper layer image memory 21 in the pixel value updating circuit 6. Upper layer image memory 2
1 supplies the stored upper layer image to the optimum pixel value determination circuit 22. The upper layer image memory 21 uses the optimized pixel value (4 bits) from the optimum pixel value determination circuit 22 to store the pixel value of the upper layer image stored up to that point (the pixel data on the MBS side). 4 bits).
The upper layer image in which the pixel values of all the pixels are optimized is output to the upper layer image memory 3 via the switch 24.

【0044】最適画素値決定回路22には、原画像、お
よび予測係数メモリ4から予測係数テーブルも供給され
る。最適画素値決定回路22は、注目画素決定回路23
から指定された注目画素の画素値を最適化して上位階層
画像メモリ21に出力する。注目画素決定回路23は、
上位階層画像の画素を順次注目画素に決定し、その情報
を最適画素値決定回路22に出力する。また、注目画素
決定回路23は、上位階層画像の全ての画素を注目画素
に決定した後、スイッチ24をオンとする制御信号を出
力する。
The original image and the prediction coefficient table from the prediction coefficient memory 4 are also supplied to the optimum pixel value determination circuit 22. The optimum pixel value determination circuit 22 includes a target pixel determination circuit 23
Optimizes the pixel value of the target pixel designated by, and outputs it to the upper layer image memory 21. The attention pixel determination circuit 23
The pixels of the upper layer image are sequentially determined as the pixel of interest, and the information is output to the optimum pixel value determination circuit 22. After determining all the pixels of the upper layer image as the target pixel, the target pixel determination circuit 23 outputs a control signal for turning on the switch 24.

【0045】図9は、最適画素値決定回路22の詳細な
構成例を示している。最適画素値決定回路22において
は、注目画素以外の画素の画素値が固定された状態で、
注目画素の画素値が最適化される。
FIG. 9 shows a detailed configuration example of the optimum pixel value determination circuit 22. In the optimum pixel value determination circuit 22, the pixel values of the pixels other than the pixel of interest are fixed,
The pixel value of the target pixel is optimized.

【0046】着目画素決定回路31は、注目画素決定回
路23で決定された注目画素の画素値が変化されたこと
により、デコードの際に影響を受ける範囲(注目画素を
含む予測タップの中心の画素の集合、以下、影響範囲と
記述する)を設定し、その影響範囲内に存在する上位階
層画像の画素を順次、着目画素に決定して、その位置情
報をクラスコード読取回路32、および予測タップ抽出
回路33に出力する。また、着目画素決定回路31は、
影響範囲内の全ての画素を着目画素に決定した後、スイ
ッチ36をオンとする制御信号を出力する。
The pixel-of-interest determination circuit 31 determines the range affected by the change of the pixel value of the pixel of interest determined by the pixel-of-interest determination circuit 23 (the pixel at the center of the prediction tap including the pixel of interest). (Hereinafter referred to as a range of influence), and the pixels of the upper layer image existing within the range of influence are sequentially determined as the pixel of interest, and the position information is determined by the class code reading circuit 32 and the prediction tap. Output to the extraction circuit 33. In addition, the target pixel determination circuit 31
After all the pixels within the influence range are determined as the target pixels, a control signal for turning on the switch 36 is output.

【0047】クラスコード読取回路32は、着目画素の
クラスコード(画素データのLSB側の4ビット)を読み
出して誤差関数生成回路34に出力する。予測タップ抽
出回路33は、着目画素を中心とする5×5画素の予測
タップの画素値(画素データのMSB側の4ビット)を抽
出して誤差関数生成回路34に出力する。
The class code reading circuit 32 reads the class code of the pixel of interest (4 bits on the LSB side of the pixel data) and outputs it to the error function generating circuit 34. The prediction tap extraction circuit 33 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest and outputs it to the error function generation circuit 34.

【0048】誤差関数生成回路34は、着目画素に対応
する誤差関数(その詳細は後述する)を生成して影響誤
差関数レジスタ35に出力する。影響誤差関数レジスタ
35は、全ての着目画素に対応する誤差関数を足し合わ
せて影響誤差関数を生成し、スイッチ36を介して注目
画素値演算回路37に出力する。
The error function generation circuit 34 generates an error function (details of which will be described later) corresponding to the pixel of interest and outputs it to the influence error function register 35. The influence error function register 35 adds the error functions corresponding to all the pixels of interest to generate an influence error function, and outputs the result to the pixel-of-interest calculation circuit 37 via the switch 36.

【0049】注目画素値演算回路37は、スイッチ36
を介して入力された影響誤差関数を解くことにより、注
目画素の画素値を演算する(その詳細については後述す
る)。
The target pixel value calculation circuit 37 includes a switch 36
The pixel value of the pixel of interest is calculated by solving the influence error function input through the function (the details will be described later).

【0050】次に、画素値更新回路6の第1の構成例の
動作について、図10のフローチャートを参照して説明
する。この画素値更新処理は、セレクタ5から入力され
た上位階層画像が、画素値更新回路6の上位階層画像メ
モリ21に記憶されたときに開始される。
Next, the operation of the first configuration example of the pixel value updating circuit 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. This pixel value updating process is started when the upper layer image input from the selector 5 is stored in the upper layer image memory 21 of the pixel value updating circuit 6.

【0051】ステップS51において、注目画素決定回
路23は、図11(A)に示すように、上位階層画像の注
目画素を決定し、その位置情報を最適画素値決定回路2
2に出力する。最適画素値決定回路22の着目画素決定
回路31は、ステップS52において、注目画素の画素
値が変化された際に影響を受ける範囲(影響範囲)を決
定する。例えば、予測タップのサイズが5×5画素であ
る場合、図11(B)に示したような注目画素を中心とす
る5×5画素を含む範囲(この上位階層画像から生成さ
れる下位階層画像においては、図11(C)に示すように
15×15画素)が影響範囲とされる。
In step S51, the pixel-of-interest determination circuit 23 determines the pixel of interest in the upper hierarchical image, as shown in FIG.
Output to 2. In step S52, the target pixel determination circuit 31 of the optimum pixel value determination circuit 22 determines a range (influence range) affected when the pixel value of the target pixel is changed. For example, when the size of the prediction tap is 5 × 5 pixels, a range including 5 × 5 pixels centered on the pixel of interest as shown in FIG. 11B (a lower layer image generated from the upper layer image) , The affected area is 15 × 15 pixels as shown in FIG.

【0052】ステップS53において、着目画素決定回
路31は、影響範囲内の1個の画素を着目画素に決定
し、その位置情報をクラスコード読取回路32、および
予測タップ抽出回路33に出力する。
In step S53, the pixel-of-interest determination circuit 31 determines one pixel within the affected area as the pixel of interest, and outputs the position information to the class code reading circuit 32 and the prediction tap extracting circuit 33.

【0053】ステップS54において、クラスコード読
取回路32は、着目画素のクラスコード(画素データの
LSB側の4ビット)を読み出し、誤差関数生成回路34
に出力する。予測タップ抽出回路33は、着目画素を中
心とする5×5画素の予測タップを抽出して誤差関数生
成回路34に出力する。この予測タップには、注目画素
が含まれている。
In step S54, the class code reading circuit 32 outputs the class code (pixel data
LSB side 4 bits), and an error function generation circuit 34
Output to The prediction tap extraction circuit 33 extracts a prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest and outputs the prediction tap to the error function generation circuit 34. The prediction tap includes the pixel of interest.

【0054】ステップS55において、誤差関数生成回
路34は、着目画素に対応する誤差関数を生成して影響
誤差関数レジスタ35に出力する。
In step S 55, the error function generation circuit 34 generates an error function corresponding to the pixel of interest and outputs it to the influence error function register 35.

【0055】ここで、誤差関数について説明する。上位
階層画像の1個の着目画素(例えば、図5の上位階層画
像の注目画素)に対応する、下位階層画像の3×3画素
の9個の画素(例えば、図5の下位階層画像の画素a乃
至i)の画素値(予測値)yi’(i=1,2,・・
・,9、ただし、図5の画素iのiとは異なる)は、次
式(1)に示すように、上位階層画像の画素値xと予測
係数wの線形1次結合で表すことができる。
Here, the error function will be described. Nine 3 × 3 pixels of the lower hierarchical image (for example, pixels of the lower hierarchical image of FIG. 5) corresponding to one target pixel of the upper hierarchical image (for example, the target pixel of the upper hierarchical image of FIG. 5) a to i) pixel values (predicted values) yi ′ (i = 1, 2,...)
, 9, where i is different from i of the pixel i in FIG. 5) can be represented by a linear linear combination of the pixel value x of the upper hierarchical image and the prediction coefficient w, as shown in the following equation (1). .

【0056】[0056]

【数1】 (Equation 1)

【0057】ただし、wi1乃至wi25は、着目画素
のクラスコードに対応する予測係数であり、x1乃至x
25は、着目画素を中心とする予測タップに含まれる画
素の画素値である。特に、画素値数xk、および予測係
数wikは、注目画素の画素値と、それに対応する予測
係数である。
Where wi1 through wi25 are prediction coefficients corresponding to the class code of the pixel of interest, and x1 through x25
Reference numeral 25 denotes a pixel value of a pixel included in a prediction tap centered on the target pixel. In particular, the pixel value number xk and the prediction coefficient wik are the pixel value of the target pixel and the corresponding prediction coefficient.

【0058】下位階層画像の画素値(予測値)yi’に
対応する原画像の画素値(真値)をyiとすれば、着目
画素に対応する下位階層画像の9画素分の自乗誤差の和
Ekは、次式(2)のように表すことができる。
Assuming that the pixel value (true value) of the original image corresponding to the pixel value (prediction value) yi 'of the lower hierarchical image is yi, the sum of square errors of 9 pixels of the lower hierarchical image corresponding to the pixel of interest is obtained. Ek can be expressed as in the following equation (2).

【0059】[0059]

【数2】 (Equation 2)

【0060】ところで、式(2)において、注目画素の
画素値xkは最適化される値、すなわち変数である。ま
た、真値yi、予測係数wij,wik、および画素値
xjは定数としておく。したがって、式(2)は、次式
(3)に示すように、注目画素値xkの2次式として表
すことが可能となる。
Incidentally, in equation (2), the pixel value xk of the target pixel is a value to be optimized, that is, a variable. Also, the true value yi, the prediction coefficients wij, wik, and the pixel value xj are constants. Therefore, Expression (2) can be expressed as a quadratic expression of the target pixel value xk, as shown in Expression (3).

【0061】 Ek=ak・xk2+bk・xk+ck ・・・(3 ) ただし、Ek = ak · xk2 + bk · xk + ck (3) where

【0062】[0062]

【数3】 (Equation 3)

【0063】である。ここで、Ekを誤差関数と呼ぶこ
とにする。
Is as follows. Here, Ek is called an error function.

【0064】図10に戻る。ステップS56において、
着目画素決定回路31は、影響範囲内の全ての画素を着
目画素に決定したか否かを判定し、影響範囲内の全ての
画素を着目画素に決定していないと判定した場合、ステ
ップS53に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
Returning to FIG. In step S56,
The pixel-of-interest determination circuit 31 determines whether or not all the pixels within the affected area have been determined as the pixel of interest. If it is determined that all the pixels within the affected area have not been determined as the pixel of interest, the process proceeds to step S53. Return, and the subsequent processing is repeated.

【0065】その後、ステップS56において、影響範
囲内の全ての画素を着目画素に決定したと判定された場
合、ステップS57に進む。ステップS57において、
着目画素決定回路31は、スイッチ36をオンとする制
御信号を出力する。影響誤差関数レジスタ35は、影響
範囲内の全ての画素を、順次、着目画素としたときの誤
差関数Ek(式(3))を足し合わせて、影響誤差関数
Echeck
Thereafter, when it is determined in step S56 that all the pixels within the influence range have been determined as the target pixel, the process proceeds to step S57. In step S57,
The target pixel determination circuit 31 outputs a control signal for turning on the switch 36. The influence error function register 35 adds the error function Ek (Equation (3)) when all the pixels within the influence range are sequentially set as a target pixel, and calculates the influence error function Echeck.

【0066】[0066]

【数4】 (Equation 4)

【0067】を生成し、スイッチ36を介して注目画素
値演算回路37に出力する。
Is generated and output to the target pixel value calculation circuit 37 via the switch 36.

【0068】なお、影響誤差関数Echeckは、注目
画素のの画素値xkの2次式である誤差関数Ekの和で
あるので、次式(4)に示すように、注目画素の画素値
xkの2次関数となる。
Since the influence error function Echeck is the sum of the error function Ek which is a quadratic expression of the pixel value xk of the target pixel, as shown in the following equation (4), It becomes a quadratic function.

【0069】 影響誤差関数Echeck=a’・xk2+b’・xk+c’ ・・・( 4) ただし、Influence error function Echeck = a ′ · xk2 + b ′ · xk + c ′ (4) where

【0070】[0070]

【数5】 (Equation 5)

【0071】である。Is as follows.

【0072】ステップS58において、注目画素値演算
回路37は、2次式である影響誤差関数Echeckを
最小とする画素値xk=−b’/2a’を、注目画素の
最適画素値として演算し、上位階層画像メモリ21に出
力する。上位階層画像メモリ21は、入力された最適画
素値を用い、それまで記憶していた注目画素の画素値を
更新する。
In step S58, the target pixel value calculation circuit 37 calculates a pixel value xk = -b '/ 2a' that minimizes the quadratic expression of the influence error function Echeck as the optimum pixel value of the target pixel. Output to the upper layer image memory 21. The upper layer image memory 21 updates the stored pixel value of the target pixel using the input optimal pixel value.

【0073】ステップS59において、注目画素決定回
路23は、上位階層画像の全ての画素を注目画素に決定
したか否かを判定し、全ての画素を注目画素に決定して
いないと判定した場合、ステップS51に戻り、それ以
降の処理が繰り返される。
In step S59, the pixel-of-interest determination circuit 23 determines whether or not all pixels of the upper hierarchical image have been determined as pixels of interest. If it is determined that all pixels have not been determined as pixels of interest, Returning to step S51, the subsequent processing is repeated.

【0074】その後、ステップS59において、上位階
層画像の全ての画素を注目画素に決定したと判定した場
合、注目画素決定回路23は、スイッチ24をオンとす
る制御信号を出力する。スイッチ24がオンとされるこ
とにより、上位階層画像メモリ21に記憶されている、
画素値が最適化された上位階層画像が後段の上位階層画
像メモリ3に出力される。画素値更新回路6の処理が終
了したことに対応して、更新回数カウンタ11はセレク
タ5に制御信号を出力する。
Thereafter, when it is determined in step S59 that all the pixels of the upper hierarchical image have been determined as the target pixel, the target pixel determination circuit 23 outputs a control signal for turning on the switch 24. When the switch 24 is turned on, the information stored in the upper layer image memory 21 is displayed.
The upper layer image with the optimized pixel value is output to the subsequent upper layer image memory 3. The update number counter 11 outputs a control signal to the selector 5 in response to the end of the processing of the pixel value updating circuit 6.

【0075】図2に戻る。以上のようにして、ステップ
S5で画素値更新処理が行われた後、ステップS6にお
いて、上位階層画像メモリ3からセレクタ5に入力され
た上位階層画像は、更新回数カウンタ11からの制御信
号に対応して、予測係数更新回路7に供給される。予測
係数更新回路7は、入力された上位階層画像および原画
像を用い、予測係数メモリ4に記憶させる予測係数テー
ブルを更新する。
Returning to FIG. After the pixel value update processing is performed in step S5 as described above, in step S6, the upper layer image input to the selector 5 from the upper layer image memory 3 corresponds to the control signal from the update number counter 11. Then, it is supplied to the prediction coefficient updating circuit 7. The prediction coefficient update circuit 7 updates the prediction coefficient table stored in the prediction coefficient memory 4 using the input upper layer image and original image.

【0076】この予測係数更新処理について説明する前
に、予測係数更新回路7の詳細な構成例について、図1
2を参照して説明する。セレクタ5から入力された上位
階層画像は、予測係数更新回路7において、予測タップ
抽出回路42およびクラスコード読取回路43に供給さ
れる。着目画素決定回路41は、上位階層画像の画素を
順次、着目画素に決定し、その位置情報を予測タップ抽
出回路42、およびクラスコード読取回路43に出力す
る。
Before describing the prediction coefficient update processing, a detailed configuration example of the prediction coefficient update circuit 7 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The higher hierarchical image input from the selector 5 is supplied to the prediction tap extracting circuit 42 and the class code reading circuit 43 in the prediction coefficient updating circuit 7. The pixel-of-interest determination circuit 41 sequentially determines the pixels of the upper layer image as the pixel of interest, and outputs the position information to the prediction tap extraction circuit 42 and the class code reading circuit 43.

【0077】予測タップ抽出回路42は、着目画素を中
心とする5×5画素の予測タップの画素値(画素データ
のMSB側の4ビット)を抽出して正規方程式生成回路4
5に出力する。クラスコード読取回路43は、着目画素
のクラスコード(画素データのLSB側の4ビット)を読
み出して正規方程式生成回路45に出力する。
The prediction tap extraction circuit 42 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest, and
5 is output. The class code reading circuit 43 reads the class code of the pixel of interest (4 bits on the LSB side of the pixel data) and outputs it to the normal equation generation circuit 45.

【0078】教師データ抽出回路44は、原画像から教
師データ(生成される下位階層画像の画素値に対応する
真値)を抽出して正規方程式生成回路45に出力する。
正規方程式生成回路45は、着目画素のクラスコード毎
に、既知である教師データおよび予測タップの画素値、
並びに、変数としての予測係数から成る正規方程式を生
成して、予測係数演算回路46に出力する。
The teacher data extraction circuit 44 extracts teacher data (true values corresponding to the pixel values of the lower hierarchical image to be generated) from the original image, and outputs the extracted teacher data to the normal equation generation circuit 45.
The normal equation generation circuit 45 outputs, for each class code of the pixel of interest, the known teacher data and the pixel value of the prediction tap,
In addition, a normal equation including a prediction coefficient as a variable is generated and output to the prediction coefficient calculation circuit 46.

【0079】予測係数演算回路46は、入力された正規
方程式に最小自乗法を適用して16種類のクラスコード
に対応する予測係数(予測係数テーブル)を演算し、予
測係数メモリ4に出力する。
The prediction coefficient calculation circuit 46 calculates a prediction coefficient (prediction coefficient table) corresponding to 16 types of class codes by applying the least square method to the input normal equation, and outputs the calculated prediction coefficient to the prediction coefficient memory 4.

【0080】次に、予測係数更新回路7の動作につい
て、図13のフローチャートを参照して説明する。この
予測係数更新処理は、セレクタ5から予測係数更新回路
7に、上位階層画像が入力されたときに開始される。
Next, the operation of the prediction coefficient updating circuit 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. The prediction coefficient update processing is started when an upper layer image is input from the selector 5 to the prediction coefficient update circuit 7.

【0081】ステップS61において、着目画素決定回
路41は、上位階層画像の1個の画素を着目画素に決定
し、その位置情報を予測タップ抽出回路42とクラスコ
ード読取回路43に出力する。
In step S61, the pixel-of-interest determination circuit 41 determines one pixel of the upper hierarchical image as the pixel of interest, and outputs the position information to the prediction tap extraction circuit 42 and the class code reading circuit 43.

【0082】ステップS62において、クラスコード読
取回路43は、着目画素のクラスコード(画素データの
LSB側の4ビット)を読み出して正規方程式生成回路4
5に出力する。ステップS63において、予測タップ抽
出回路42は、着目画素を中心とする5×5画素の予測
タップの画素値(画素データのMSB側の4ビット)を抽
出して正規方程式生成回路45に出力する。
In step S62, the class code reading circuit 43 outputs the class code (pixel data
LSB side 4 bits) and reads out the normal equation generation circuit 4
5 is output. In step S63, the prediction tap extraction circuit 42 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest and outputs the pixel value to the normal equation generation circuit 45.

【0083】ステップS64において、正規方程式生成
回路45は、着目画素のクラスコード毎に、既知である
教師データおよび予測タップの画素値、並びに更新する
予測係数を用いて正規方程式を生成して、予測係数演算
回路46に出力する。
In step S64, the normal equation generation circuit 45 generates a normal equation for each class code of the pixel of interest using the known teacher data, the pixel value of the prediction tap, and the prediction coefficient to be updated. Output to the coefficient operation circuit 46.

【0084】ステップS65において、着目画素決定回
路41は、上位階層画像の全ての画素を着目画素とした
か否かを判定し、全ての画素を着目画素としていないと
判定した場合、ステップS61に戻り、それ以降の処理
が繰り返される。ステップS65において、全ての画素
を着目画素としたと判定された場合、ステップS66に
進む。
In step S65, the pixel-of-interest determination circuit 41 determines whether or not all the pixels of the upper hierarchical image have been set as the pixel of interest. If it is determined that not all the pixels have been set as the pixel of interest, the process returns to step S61. , And the subsequent processes are repeated. If it is determined in step S65 that all the pixels have been set as the target pixel, the process proceeds to step S66.

【0085】ステップS66において、予測係数演算回
路46は、ステップS64で正規方程式生成回路45が
生成した正規方程式に最小自乗法を適用して16種類の
クラスコードに対応する予測係数を演算する。ステップ
S67において、予測係数演算回路46は、得られた予
測係数(予測係数テーブル)を予測係数メモリ4に出力
する。予測係数メモリ4は、入力された予測係数テーブ
ルを用いて、それまで記憶していた予測係数テーブルを
更新する。予測係数更新回路6の処理が終了したことに
対応して、更新回数カウンタ11はセレクタ5に制御信
号を出力する。
In step S66, the prediction coefficient calculation circuit 46 calculates the prediction coefficients corresponding to 16 kinds of class codes by applying the least square method to the normal equation generated by the normal equation generation circuit 45 in step S64. In step S67, the prediction coefficient calculation circuit 46 outputs the obtained prediction coefficient (prediction coefficient table) to the prediction coefficient memory 4. The prediction coefficient memory 4 updates the stored prediction coefficient table by using the input prediction coefficient table. The update number counter 11 outputs a control signal to the selector 5 in response to the end of the processing of the prediction coefficient update circuit 6.

【0086】図2に戻る。以上のようにして、ステップ
S6で予測係数更新処理が実行された後、ステップS2
に戻る。ステップS2において、上位階層画像メモリ3
からセレクタ5に入力された上位階層画像は、更新回数
カウンタ11からの制御信号に対応して、クラスコード
選択回路8に供給される。クラスコード選択回路8は、
入力された上位階層画像の各画素に対して、予測係数メ
モリ4に記憶されている16種類の予測係数のうちの最
適なものを選択する。
Returning to FIG. As described above, after the prediction coefficient updating process is performed in step S6, the process proceeds to step S2.
Return to In step S2, the upper layer image memory 3
Are supplied to the class code selection circuit 8 in accordance with the control signal from the update counter 11. The class code selection circuit 8
For each pixel of the input upper layer image, an optimal one of the 16 types of prediction coefficients stored in the prediction coefficient memory 4 is selected.

【0087】このクラスコード選択処理について説明す
る前に、クラスコード選択回路8の詳細な構成例につい
て、図14を参照して説明する。着目画素決定回路51
は、上位階層画像の画素を順次、着目画素に決定し、そ
の情報を予測タップ抽出回路52に出力する。予測タッ
プ抽出回路52は、セレクタ5より入力された上位階層
画像から、着目画素を中心とする5×5画素の予測タッ
プに含まれる画素の画素値(画素データのMSB側の4ビ
ット)を抽出してマッピング回路53に出力する。
Before describing the class code selection processing, a detailed configuration example of the class code selection circuit 8 will be described with reference to FIG. Target pixel determination circuit 51
Sequentially determines the pixels of the upper layer image as the pixel of interest, and outputs the information to the prediction tap extraction circuit 52. The prediction tap extraction circuit 52 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) included in the 5 × 5 pixel prediction tap centered on the target pixel from the upper layer image input from the selector 5. And outputs it to the mapping circuit 53.

【0088】マッピング回路53は、クラスコードカウ
ンタ58より入力されるクラスコードに対応する予測係
数を予測係数メモリ4から読み出して、読み出した予測
係数と予測タップの各画素の画素値との線形1次結合を
演算し、演算結果を下位階層画像の画素値(予測値)と
して誤差演算回路54に出力する。
The mapping circuit 53 reads out a prediction coefficient corresponding to the class code input from the class code counter 58 from the prediction coefficient memory 4 and performs a linear primary operation on the read prediction coefficient and the pixel value of each pixel of the prediction tap. The combination is calculated, and the calculation result is output to the error calculation circuit 54 as the pixel value (predicted value) of the lower hierarchical image.

【0089】誤差演算回路54は、マッピング回路53
から入力された予測値と、それに対応する原画像の画素
値(真値)の誤差(S/N)を演算し、比較器55、および
スイッチ57に出力する。比較器55は、誤差演算回路
54から入力された誤差と最小誤差レジスタ56から入
力される誤差を比較して、誤差演算回路54から入力さ
れた誤差の方が小さい(S/Nが大きい)場合、スイッチ
57,59をオンとする制御信号を出力する。また、比
較器55は、比較の結果に拘わらず、誤差を比較した
後、クラスコードカウンタ58のカウント値をインクリ
メントさせる制御信号を出力する。
The error calculation circuit 54 includes a mapping circuit 53
, And an error (S / N) between the predicted value input from and the corresponding pixel value (true value) of the original image, and outputs it to the comparator 55 and the switch 57. The comparator 55 compares the error input from the error calculation circuit 54 with the error input from the minimum error register 56, and determines that the error input from the error calculation circuit 54 is smaller (S / N is larger). And a control signal for turning on the switches 57 and 59. Further, the comparator 55 outputs a control signal for incrementing the count value of the class code counter 58 after comparing the error regardless of the result of the comparison.

【0090】最小誤差レジスタ56は、記憶している誤
差の値を比較器55に供給する。また、最小誤差レジス
タ56は、スイッチ57を介して入力される値を用い
て、それまで記憶していた値を更新する。
The minimum error register 56 supplies the stored error value to the comparator 55. Further, the minimum error register 56 updates the value stored so far by using the value input via the switch 57.

【0091】クラスコードカウンタ58は、4ビットの
カウンタを有し、その値をクラスコード(0000乃至111
1)としてマッピング回路およびスイッチ59に出力す
る。なお、カウンタの値(クラスコード)は、比較器5
5から入力される制御信号に対応して1ずつインクリメ
ントされる。また、クラスコードカウンタ58は、カウ
ンタの値が1111になったとき、スイッチ61をオンとす
る制御信号を出力するとともに、自己のカウンタを0000
にリセットする。
The class code counter 58 has a 4-bit counter, and its value is stored in the class code (0000 to 111).
Output to the mapping circuit and the switch 59 as 1). The counter value (class code) is stored in the comparator 5
5 is incremented by one in accordance with the control signal input from. When the value of the class code counter reaches 1111, the class code counter 58 outputs a control signal for turning on the switch 61 and sets its own counter to 0000.
Reset to.

【0092】最適クラスコードレジスタ60は、スイッ
チ59を介して入力されるクラスコードを用いて、それ
まで記憶していたクラスコードを更新する。したがっ
て、最適クラスコードレジスタ60には、誤差を最小と
する予測係数に対応した、最適なクラスコードが保持さ
れる。また、最適クラスコードレジスタ60は、着目画
素の最適なクラスコードをスイッチ61を介して、後段
の上位階層画像メモリ3に出力する。
The optimum class code register 60 updates the class code stored so far by using the class code input via the switch 59. Therefore, the optimal class code register 60 holds the optimal class code corresponding to the prediction coefficient that minimizes the error. Further, the optimal class code register 60 outputs the optimal class code of the pixel of interest to the subsequent upper layer image memory 3 via the switch 61.

【0093】次に、クラスコード選択回路8に動作につ
いて、図15のフローチャートを参照して説明する。こ
のクラスコード選択処理は、セレクタ5からクラスコー
ド選択回路8に上位階層画像が入力されたときに開始さ
れる。
Next, the operation of the class code selection circuit 8 will be described with reference to the flowchart of FIG. This class code selection processing is started when an upper layer image is input from the selector 5 to the class code selection circuit 8.

【0094】ステップS71において、着目画素決定回
路51は、上位階層画像の1個の画素を着目画素に決定
し、その情報を予測タップ抽出回路52に出力する。ス
テップS72において、予測タップ抽出回路52は、セ
レクタ5より入力された上位階層画像から、着目画素を
中心とする5×5画素の予測タップに含まれる画素の画
素値を抽出してマッピング回路53に出力する。
In step S 71, the pixel-of-interest determination circuit 51 determines one pixel of the upper hierarchical image as the pixel of interest, and outputs the information to the prediction tap extraction circuit 52. In step S72, the prediction tap extraction circuit 52 extracts a pixel value of a pixel included in a 5 × 5 pixel prediction tap centered on the pixel of interest from the upper layer image input from the selector 5, and outputs the pixel value to the mapping circuit 53. Output.

【0095】ステップS73において、クラスコードカ
ウンタ58は、カウンタの値0000をクラスコードとし
て、マッピング回路53に出力する。ステップS74に
おいて、マッピング回路53は、クラスコードカウンタ
58より入力されたクラスコードに対応する予測係数を
予測係数メモリ4から読み出して、読み出した予測係数
と予測タップの各画素の画素値との線形1次結合を演算
し、演算結果を下位階層画像の画素値(予測値)として
誤差演算回路54に出力する。
In step S73, the class code counter 58 outputs the value 0000 of the counter to the mapping circuit 53 as a class code. In step S74, the mapping circuit 53 reads a prediction coefficient corresponding to the class code input from the class code counter 58 from the prediction coefficient memory 4, and calculates a linear 1 between the read prediction coefficient and the pixel value of each pixel of the prediction tap. The next combination is calculated, and the calculation result is output to the error calculation circuit 54 as the pixel value (predicted value) of the lower hierarchical image.

【0096】ステップS75において、誤差演算回路5
4は、マッピング回路53から入力された予測値と、そ
れに対応する原画像の画素値(真値)との誤差(S/N)を
演算し、比較器55、およびスイッチ57に出力する。
比較器55は、誤差演算回路54から入力された誤差と
最小誤差レジスタ56から入力される誤差を比較して、
誤差演算回路54から入力された誤差の方が小さい(S/
Nが大きい)場合、スイッチ57,59をオンとする制
御信号を出力する。これにより、クラスカウンタ58の
そのときのカウント値がスイッチ59を介して最適クラ
スコードレジスタ60に転送されて記憶される。また、
誤差演算回路54のそのときの出力が最小誤差レジスタ
56に転送されて記憶される。比較器55はまた、クラ
スコードカウンタ58に制御信号を出力する。
In step S75, the error calculation circuit 5
4 calculates an error (S / N) between the predicted value input from the mapping circuit 53 and the corresponding pixel value (true value) of the original image, and outputs it to the comparator 55 and the switch 57.
The comparator 55 compares the error input from the error calculation circuit 54 with the error input from the minimum error register 56,
The error input from the error calculation circuit 54 is smaller (S /
If N is large), a control signal for turning on the switches 57 and 59 is output. Thus, the count value of the class counter 58 at that time is transferred to the optimum class code register 60 via the switch 59 and stored. Also,
The output of the error calculation circuit 54 at that time is transferred to the minimum error register 56 and stored. The comparator 55 also outputs a control signal to the class code counter 58.

【0097】ステップS76において、クラスコードカ
ウンタ58は、カウンタ(クラスコード)の値が1111よ
りも小さいか否かを判定し、カウンタの値が1111よりも
小さいと判定した場合、ステップS77において、カウ
ンタの値を1だけインクリメントして、その値をクラス
コードとしてマッピング回路およびスイッチ59に出力
する。
In step S76, the class code counter 58 determines whether or not the value of the counter (class code) is smaller than 1111. If it is determined that the value of the counter is smaller than 1111, in step S77 the counter Is incremented by 1 and the value is output to the mapping circuit and the switch 59 as a class code.

【0098】その後、ステップS76において、カウン
タの値が1111よりも小さくないと判定されるまで、ステ
ップS74乃至S77の処理が繰り返される。ステップ
S76において、カウンタの値が1111よりも小さくない
(カウンタの値が1111である)と判定された場合、ステ
ップS78に進む。
Thereafter, the processing of steps S74 to S77 is repeated until it is determined in step S76 that the value of the counter is not smaller than 1111. If it is determined in step S76 that the value of the counter is not smaller than 1111 (the value of the counter is 1111), the process proceeds to step S78.

【0099】ステップS78において、クラスコードカ
ウンタ58は、スイッチ61をオンとする制御信号を出
力するとともに、自己のカウンタを0000にリセットす
る。この制御信号に対応してスイッチ61はオンとさ
れ、最適クラスコードレジスタ60に保持されている着
目画素の最適なクラスコードが、後段の上位階層画像メ
モリ3に出力される。上位階層画像メモリ3は、入力さ
れた最適なクラスコードを用いて、対応する画素の画素
データのLSB側の4ビットを書き換える。
In step S78, the class code counter 58 outputs a control signal for turning on the switch 61 and resets its own counter to 0000. The switch 61 is turned on in response to this control signal, and the optimal class code of the pixel of interest held in the optimal class code register 60 is output to the subsequent upper-layer image memory 3. The upper layer image memory 3 rewrites the LSB side 4 bits of the pixel data of the corresponding pixel using the optimal class code input.

【0100】ステップS79において、着目画素決定回
路51は、上位階層画像の全ての画素を着目画素とした
か否かを判定し、全ての画素を着目画素としたと判定す
るまで、ステップS71乃至S79の処理が繰り返され
る。ステップS79において、全ての画素を着目画素と
したと判定された場合、図2のステップS3に戻る。
In step S79, the pixel-of-interest determination circuit 51 determines whether or not all the pixels of the upper layer image have been set as the pixel of interest. Is repeated. If it is determined in step S79 that all the pixels have been set as the target pixel, the process returns to step S3 in FIG.

【0101】ステップS3のデコード処理について説明
する前に、デコード回路9の詳細な構成例について、図
16を参照して説明する。着目画素決定回路71は、上
位階層画像の画素を順次、着目画素に決定し、その情報
をクラスコード読取回路72および予測タップ抽出回路
73に出力する。クラスコード読取回路72は、セレク
タ5より入力された上位階層画像から、着目画素のクラ
スコード(画素データのLSB側の4ビット)を読み取っ
て、マッピング回路74に出力する。予測タップ抽出回
路73は、セレクタ5より入力された上位階層画像か
ら、着目画素を中心とする5×5画素の予測タップに含
まれる画素の画素値(画素データのMSB側の4ビット)
を抽出してマッピング回路74に出力する。
Before describing the decoding processing in step S3, a detailed configuration example of the decoding circuit 9 will be described with reference to FIG. The pixel-of-interest determination circuit 71 sequentially determines the pixels of the upper layer image as pixels of interest, and outputs the information to the class code reading circuit 72 and the prediction tap extracting circuit 73. The class code reading circuit 72 reads the class code (4 bits on the LSB side of the pixel data) of the pixel of interest from the upper layer image input from the selector 5 and outputs it to the mapping circuit 74. The prediction tap extraction circuit 73 calculates the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) included in the 5 × 5 pixel prediction tap centered on the pixel of interest from the upper layer image input from the selector 5
Is extracted and output to the mapping circuit 74.

【0102】マッピング回路74は、クラスコード読取
回路72より入力されるクラスコードに対応する予測係
数を予測係数メモリ4から読み出して、読み出した予測
係数と、予測タップ抽出回路73から供給される予測タ
ップの各画素の画素値との線形1次結合を演算し、演算
結果を下位階層画像の画素値として下位階層画像メモリ
75に出力する。
The mapping circuit 74 reads a prediction coefficient corresponding to the class code input from the class code reading circuit 72 from the prediction coefficient memory 4, and reads the read prediction coefficient and the prediction tap supplied from the prediction tap extraction circuit 73. , And outputs the calculation result to the lower layer image memory 75 as the pixel value of the lower layer image.

【0103】下位階層画像メモリ75は、マッピング回
路74から入力される下位階層画像の画素値を記憶し、
記憶した画素値をフレーム単位で後段の収束判定回路1
0に出力する。
The lower layer image memory 75 stores the pixel values of the lower layer image input from the mapping circuit 74,
The convergence determination circuit 1 at the subsequent stage stores the stored pixel values in frame units.
Output to 0.

【0104】次に、デコード回路9のデコード処理につ
いて、図17のフローチャートを参照して説明する。こ
のデコード処理は、セレクタ5からデコード回路9に上
位階層画像が入力されたときに開始される。
Next, the decoding process of the decoding circuit 9 will be described with reference to the flowchart of FIG. This decoding process is started when an upper layer image is input from the selector 5 to the decoding circuit 9.

【0105】ステップS81において、着目画素決定回
路71は、上位階層画像の1個の画素を、着目画素に決
定し、その情報をクラスコード読取回路72および予測
タップ抽出回路73に出力する。ステップS82におい
て、クラスコード読取回路72は、セレクタ5より入力
された上位階層画像から、着目画素のクラスコード(画
素データのLSB側の4ビット)を読み取って、マッピン
グ回路74に出力する。ステップS83において、予測
タップ抽出回路73は、セレクタ5より入力された上位
階層画像から、着目画素を中心とする5×5画素の予測
タップに含まれる画素の画素値(画素データのMSB側の
4ビット)を抽出してマッピング回路74に出力する。
In step S81, the pixel-of-interest determination circuit 71 determines one pixel of the upper layer image as a pixel of interest, and outputs the information to the class code reading circuit 72 and the prediction tap extracting circuit 73. In step S <b> 82, the class code reading circuit 72 reads the class code of the pixel of interest (LSB side 4 bits of pixel data) from the upper layer image input from the selector 5, and outputs it to the mapping circuit 74. In step S83, the prediction tap extraction circuit 73 calculates, from the upper hierarchical image input from the selector 5, the pixel value of the pixel included in the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest (4. ) Is extracted and output to the mapping circuit 74.

【0106】ステップS84において、マッピング回路
74は、クラスコード読取回路72より入力されるクラ
スコードに対応する予測係数を予測係数メモリ4から読
み出して、読み出した予測係数と、予測タップ抽出回路
73から供給された予測タップの各画素の画素値との線
形1次結合を演算し、演算結果を下位階層画像の画素値
として下位階層画像メモリ75に出力する。
In step S 84, the mapping circuit 74 reads a prediction coefficient corresponding to the class code input from the class code reading circuit 72 from the prediction coefficient memory 4, and supplies the read prediction coefficient and the prediction tap extraction circuit 73. A linear linear combination with the pixel value of each pixel of the predicted tap thus calculated is calculated, and the calculation result is output to the lower layer image memory 75 as the pixel value of the lower layer image.

【0107】ステップS85において、着目画素決定回
路71は、上位階層画像の全ての画素を着目画素とした
か否かを判定し、全ての画素を着目画素としていないと
判定した場合、ステップS81に戻り、それ以降の処理
が繰り返される。ステップS85において、全ての画素
を着目画素としたと判定された場合、ステップS86に
おいて、下位階層画像メモリ75から下位階層画像の画
素値がフレーム単位で後段の収束判定回路10に出力さ
れる。
In step S85, the pixel-of-interest determination circuit 71 determines whether or not all the pixels of the upper layer image have been set as the pixel of interest. If it is determined that not all the pixels have been set as the pixel of interest, the process returns to step S81. , And the subsequent processes are repeated. If it is determined in step S85 that all the pixels have been set as the target pixel, in step S86, the pixel values of the lower hierarchical image are output from the lower hierarchical image memory 75 to the subsequent convergence determining circuit 10 in frame units.

【0108】図2に戻る。再び、ステップS4におい
て、収束判定回路10で、デコード回路9から入力され
た下位階層画像と原画像のS/Nとその増加量が演算され
て、S/Nの増加量が収束しているか否かが判定され、S/N
の増加量が収束していると判定されるか、または、更新
回数カウンタ11からの制御信号が受信されるまで、ス
テップS2乃至S6の処理が繰り返される。
Returning to FIG. Again, in step S4, the convergence determination circuit 10 calculates the S / N of the lower hierarchical image and the original image input from the decoding circuit 9 and the increase thereof, and determines whether the increase of the S / N has converged. Is determined, and S / N
Steps S2 to S6 are repeated until it is determined that the increase amount has converged or the control signal from update number counter 11 is received.

【0109】その後、ステップS4において、S/Nの増
加量が収束していると判定された場合、または、更新回
数カウンタ11からの制御信号が受信された場合、ステ
ップS7に進む。ステップS7において、収束判定回路
10は、上位階層画像および予測係数テーブルを、図示
せぬ媒体を介してデコーダ81(図18)に出力する。
Thereafter, if it is determined in step S4 that the S / N increase has converged, or if a control signal from the update counter 11 has been received, the process proceeds to step S7. In step S7, the convergence determination circuit 10 outputs the upper layer image and the prediction coefficient table to the decoder 81 (FIG. 18) via a medium (not shown).

【0110】以上のように、エンコーダ1は、生成する
上位階層画像の画素データ(8ビット)のMSB側の4ビ
ットを画素値とし、LSB側の4ビットをクラスコードと
しているので、一方の値を最適化するときに他方の値が
変化されることがなく、それぞれを独立して最適化する
ことが可能である。
As described above, the encoder 1 uses the 4 bits on the MSB side as the pixel value and the 4 bits on the LSB side of the pixel data (8 bits) of the generated upper layer image as the class code. Are not changed when optimizing, and it is possible to optimize each independently.

【0111】また、図2に示したエンコード処理におい
て、第1回目のステップS2、すなわち、ステップS1
の前処理の直後のクラスコード選択処理を省略してもか
まわない。この場合、第1回目のステップS4における
収束判定結果、すなわち、ステップS1の前処理だけを
実行した上位階層画像の原画像に対するS/Nは、従来の
エンコーダによる初期上位階層画像の原画像に対するS/
Nよりも良好なものとなる。
In the encoding process shown in FIG. 2, the first step S2, that is, step S1
May be omitted from the class code selection processing immediately after the pre-processing of the above. In this case, the convergence determination result in the first step S4, that is, the S / N for the original image of the upper layer image that has been subjected to only the preprocessing in step S1 is the S / N for the original image of the initial upper layer image by the conventional encoder. /
It is better than N.

【0112】また、図1に示したエンコーダ1から画素
値更新回路6を削除し、図2のステップS5の画素値更
新処理を省略してもよい。すなわち、上位階層画像の画
素値(画像データのMSB側の4ビット)は更新させず、
予測係数更新処理とクラスコード選択処理だけを実行す
るようにしても、従来のエンコーダよりは良好な上位階
層画像を生成することが可能である。
Further, the pixel value updating circuit 6 may be omitted from the encoder 1 shown in FIG. 1, and the pixel value updating process in step S5 in FIG. 2 may be omitted. That is, the pixel value of the upper layer image (4 bits on the MSB side of the image data) is not updated,
Even if only the prediction coefficient update process and the class code selection process are executed, it is possible to generate a higher-layer image better than the conventional encoder.

【0113】図18は、エンコーダ1で生成された上位
階層画像から原画像を復元する(下位階層画像を生成す
る)デコーダの構成例を示している。このデコーダ81
において、エンコーダ1からの上位階層画像は、クラス
コード読取回路83および予測タップ抽出回路84に供
給され、予測係数テーブルは、マッピング回路85に供
給される。
FIG. 18 shows an example of the configuration of a decoder for restoring an original image (generating a lower hierarchical image) from an upper hierarchical image generated by the encoder 1. This decoder 81
, The upper layer image from the encoder 1 is supplied to the class code reading circuit 83 and the prediction tap extracting circuit 84, and the prediction coefficient table is supplied to the mapping circuit 85.

【0114】着目画素決定回路82は、上位階層画像の
画素を順次、着目画素に決定し、その位置情報をクラス
コード読取回路83および予測タップ抽出回路84に出
力する。クラスコード読取回路83は、上位階層画像か
ら着目画素のクラスコード(画素データのLSB側の4ビ
ット)を読み取って、マッピング回路85に出力する。
予測タップ抽出回路84は、上位階層画像から、着目画
素を中心とする5×5画素の予測タップに含まれる画素
の画素値(画素データのMSB側の4ビット)を抽出して
マッピング回路85に出力する。
The pixel-of-interest determination circuit 82 sequentially determines the pixels of the upper hierarchical image as pixels of interest, and outputs the position information to the class code reading circuit 83 and the prediction tap extracting circuit 84. The class code reading circuit 83 reads the class code (4 bits on the LSB side of the pixel data) of the pixel of interest from the upper layer image, and outputs it to the mapping circuit 85.
The prediction tap extracting circuit 84 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the pixel included in the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest from the upper layer image and outputs the extracted value to the mapping circuit 85. Output.

【0115】マッピング回路85は、クラスコード読取
回路83より入力されるクラスコードに対応する予測係
数を予測係数テーブルから読み出して、読み出した予測
係数と、予測タップ抽出回路84から供給される予測タ
ップの各画素の画素値との線形1次結合を演算し、演算
結果を下位階層画像の画素値として下位階層画像メモリ
86に出力する。
The mapping circuit 85 reads a prediction coefficient corresponding to the class code input from the class code reading circuit 83 from the prediction coefficient table, and reads the read prediction coefficient and the prediction tap supplied from the prediction tap extraction circuit 84. The linear primary combination with the pixel value of each pixel is calculated, and the calculation result is output to the lower layer image memory 86 as the pixel value of the lower layer image.

【0116】下位階層画像メモリ86は、マッピング回
路85から入力される下位階層画像の画素値を記憶し、
記憶した画素値を、例えば図示せぬモニタに出力する。
The lower layer image memory 86 stores the pixel value of the lower layer image input from the mapping circuit 85,
The stored pixel value is output to, for example, a monitor (not shown).

【0117】次に、デコーダ81の動作について、図1
9のフローチャートを参照して説明する。このデコード
処理は、エンコーダ1からの予測係数テーブルがマッピ
ング回路85に供給された後、順次入力される上位階層
画像に対して実行される。
Next, the operation of the decoder 81 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. The decoding process is performed on the sequentially input upper layer image after the prediction coefficient table from the encoder 1 is supplied to the mapping circuit 85.

【0118】ステップS91において、着目画素決定回
路82は、上位階層画像の1個の画素を、着目画素に決
定し、その位置情報をクラスコード読取回路83および
予測タップ抽出回路84に出力する。ステップS92に
おいて、クラスコード読取回路83は、上位階層画像か
ら着目画素のクラスコード(画素データのLSB側の4ビ
ット)を読み取って、マッピング回路85に出力する。
ステップS93において、予測タップ抽出回路84は、
入力された上位階層画像から着目画素を中心とする5×
5画素の予測タップに含まれる画素の画素値(画素デー
タのMSB側の4ビット)を抽出してマッピング回路85
に出力する。
In step S91, the pixel-of-interest determination circuit 82 determines one pixel of the upper hierarchical image as the pixel of interest, and outputs the position information to the class code reading circuit 83 and the prediction tap extracting circuit 84. In step S92, the class code reading circuit 83 reads the class code of the pixel of interest (the 4 bits on the LSB side of the pixel data) from the upper layer image and outputs it to the mapping circuit 85.
In step S93, the prediction tap extraction circuit 84
5x centered on the pixel of interest from the input upper layer image
The pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the pixel included in the five pixel prediction taps is extracted and mapped.
Output to

【0119】ステップS94において、マッピング回路
85は、クラスコード読取回路83より入力されるクラ
スコードに対応する予測係数を予測係数テーブルから読
み出して、読み出した予測係数と、予測タップ抽出回路
84から供給された予測タップの各画素の画素値との線
形1次結合を演算し、演算結果を下位階層画像の画素値
として下位階層画像メモリ86に出力する。
In step S94, the mapping circuit 85 reads a prediction coefficient corresponding to the class code input from the class code reading circuit 83 from the prediction coefficient table, and supplies the read prediction coefficient and the prediction tap extraction circuit 84. A linear primary combination with the pixel value of each pixel of the predicted tap is calculated, and the calculation result is output to the lower layer image memory 86 as the pixel value of the lower layer image.

【0120】ステップS95において、着目画素決定回
路82は、上位階層画像の全ての画素を着目画素とした
か否かを判定し、全ての画素を着目画素としていないと
判定した場合、ステップS91に戻り、それ以降の処理
が繰り返される。ステップS95において、全ての画素
を着目画素としたと判定された場合、ステップS96
で、下位階層画像メモリ86から下位階層画像の画素値
が、図示せぬモニタに出力される。
In step S95, the pixel-of-interest determination circuit 82 determines whether or not all the pixels of the upper layer image have been set as the pixel of interest. If it is determined that not all the pixels have been set as the pixel of interest, the process returns to step S91. , And the subsequent processes are repeated. If it is determined in step S95 that all pixels have been set as the pixel of interest, step S96
Then, the pixel value of the lower hierarchical image is output from the lower hierarchical image memory 86 to a monitor (not shown).

【0121】図20は、上述したエンコード処理(図
2)とは異なる順序で実行される、エンコーダ1の動作
を説明するフローチャートである。このエンコード処理
は、図2に示したエンコード処理のステップS6として
実行されていたクラスコード選択処理、および、ステッ
プS5として実行されていた予測係数更新処理を、図2
のステップS1の前処理の直後に実行するようにしたも
のである。すなわち、前処理が実行された後、クラスコ
ード選択処理が実行され、その後、予測係数更新処理が
実行される。
FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation of the encoder 1, which is executed in a different order from the above-described encoding process (FIG. 2). The encoding process includes the class code selection process executed as step S6 of the encoding process shown in FIG. 2 and the prediction coefficient updating process executed as step S5 in FIG.
Is executed immediately after the pre-processing of step S1. That is, after the pre-processing is performed, the class code selection processing is performed, and then the prediction coefficient updating processing is performed.

【0122】なお、図20のステップS101乃至S1
07における各処理は、図2のステップS1,S6,S
5,S2,S3,S4,S7における各処理と同様であ
るので、その説明は省略する。
Note that steps S101 to S1 in FIG.
07 are performed in steps S1, S6, and S in FIG.
5, S2, S3, S4, and S7 are the same as the respective processes, and thus description thereof is omitted.

【0123】図20のフローチャートに示した順序で各
処理を実行させるためには、セレクタ5(図1)が、更
新回数カウンタ11から入力される制御信号に対応し
て、上位階層画像メモリ3から入力された上位階層画像
を、クラスコード選択回路8、予測係数更新回路7、デ
コード回路9および収束判定回路10、画素値更新回路
6、に順次出力するようにすればよい。
In order to execute each processing in the order shown in the flowchart of FIG. 20, the selector 5 (FIG. 1) transmits the data from the upper-layer image memory 3 in accordance with the control signal input from the update counter 11. The input upper-layer image may be sequentially output to the class code selection circuit 8, the prediction coefficient update circuit 7, the decode circuit 9, the convergence determination circuit 10, and the pixel value update circuit 6.

【0124】図21は、同一の原画像を用いて生成され
た複数の上位階層画像から復元された下位階層画像の原
画像に対するS/Nを演算したシミュレーションの結果を
表している。なお、縦軸はS/Nを表し、横軸は、一連の
エンコード処理を実行した回数(更新回数)を表してい
る。
FIG. 21 shows the result of a simulation of calculating the S / N for the original image of the lower hierarchical image restored from a plurality of upper hierarchical images generated using the same original image. Note that the vertical axis represents S / N, and the horizontal axis represents the number of times a series of encoding processes have been executed (the number of updates).

【0125】図21の曲線Aは、図20に示したフロー
チャートに従って生成された上位階層画像から復元され
た下位階層画像のS/Nを示し、曲線Bは、図2に示した
フローチャートに従って生成された上位階層画像から復
元された下位階層画像のS/Nを示し、曲線Cは、図2に
示したフローチャートから、ステップS4の画素値更新
処理を省略して生成された上位階層画像から復元された
下位階層画像のS/Nを示し、曲線Dは、従来の方法に従
って生成された上位階層画像から復元された下位階層画
像のS/Nを示している。
The curve A in FIG. 21 shows the S / N of the lower hierarchical image restored from the upper hierarchical image generated according to the flowchart shown in FIG. 20, and the curve B is generated according to the flowchart shown in FIG. The curve C indicates the S / N of the lower hierarchical image restored from the upper hierarchical image, and the curve C is restored from the upper hierarchical image generated by omitting the pixel value updating process in step S4 from the flowchart shown in FIG. The curve D indicates the S / N of the lower hierarchical image restored from the upper hierarchical image generated according to the conventional method.

【0126】同図の曲線Aから明らかなように、図20
に示したフローチャートに従って生成された上位階層画
像から復元された下位階層画像は、特に、更新回数が少
ない段階において、他のものよりも高いS/Nを示してい
る。これは、図20のフローチャートに従えば、所望の
S/Nを示す下位階層画像を復元可能な上位階層画像を短
い処理時間で生成できることを示している。
As is apparent from the curve A in FIG.
The lower-layer image restored from the upper-layer image generated according to the flowchart shown in (1) shows a higher S / N than the others, especially at a stage where the number of updates is small. According to the flowchart of FIG.
This indicates that an upper layer image capable of restoring a lower layer image indicating S / N can be generated in a short processing time.

【0127】次に、画素値更新回路6の第2の構成例に
ついて、図22を参照して説明する。この構成例は、図
8に示した画素値更新回路6の第1の構成例の最適画素
値決定回路22および注目画素決定回路23を、それぞ
れ領域最適化回路91および注目領域決定回路92に置
換したものである。図8の最適画素値決定回路22が、
注目画素だけの画素値を最適化するのに対して、図22
の領域最適化回路91は、注目領域に含まれる複数の画
素の画素値を同時に最適化する。
Next, a second configuration example of the pixel value updating circuit 6 will be described with reference to FIG. In this configuration example, the optimum pixel value determination circuit 22 and the target pixel determination circuit 23 of the first configuration example of the pixel value update circuit 6 shown in FIG. 8 are replaced with a region optimization circuit 91 and a target region determination circuit 92, respectively. It was done. The optimum pixel value determination circuit 22 in FIG.
While optimizing the pixel value of only the target pixel, FIG.
The region optimization circuit 91 optimizes the pixel values of a plurality of pixels included in the region of interest at the same time.

【0128】注目領域決定回路92は、上位階層画像の
所定のサイズの領域(例えば、7×7画素)を、順次、
注目領域に決定し、その位置情報を領域最適化回路91
に出力する。また、注目領域決定回路92は、上位階層
画像の全ての画素を注目領域とした後、スイッチ24を
オンとする制御信号を出力する。
The region-of-interest determination circuit 92 sequentially arranges regions (for example, 7 × 7 pixels) of a predetermined size in the upper hierarchical image.
The region of interest is determined, and the position information is determined by the region
Output to Further, the attention area determination circuit 92 outputs a control signal for turning on the switch 24 after setting all the pixels of the upper layer image as the attention area.

【0129】図23は、領域最適化回路91の詳細な構
成例を示している。着目画素決定回路101は、注目領
域の画素を、順次、着目画素に決定し、その位置情報を
クラスコード読取回路102、および予測タップ抽出回
路103に出力する。また、着目画素決定回路101
は、注目領域内の全ての画素を着目画素に決定した後、
スイッチ106をオンとする制御信号を出力する。
FIG. 23 shows a detailed configuration example of the area optimizing circuit 91. The pixel-of-interest determination circuit 101 sequentially determines the pixels of the region of interest as pixels of interest, and outputs the position information to the class code reading circuit 102 and the prediction tap extracting circuit 103. Further, the pixel of interest determination circuit 101
Determines all pixels in the region of interest as pixels of interest,
A control signal for turning on the switch 106 is output.

【0130】クラスコード読取回路102は、上位階層
画像メモリ3から着目画素のクラスコード(画素データ
のLSB側の4ビット)を読み出して誤差関数生成回路1
04に出力する。予測タップ抽出回路103は、上位階
層画像メモリ3から着目画素を中心とする5×5画素の
予測タップを抽出して誤差関数生成回路104に出力す
る。
The class code reading circuit 102 reads the class code (the four LSB bits of pixel data) of the pixel of interest from the upper layer image memory 3 and
04. The prediction tap extraction circuit 103 extracts a 5 × 5 pixel prediction tap centered on the pixel of interest from the upper layer image memory 3 and outputs the extracted tap to the error function generation circuit 104.

【0131】誤差関数生成回路104は、着目画素に対
応する誤差関数(その詳細は後述する)を生成して影響
誤差関数マトリクスレジスタ105に出力する。影響誤
差関数マトリクスレジスタ105は、注目領域内の全て
の着目画素に対応する誤差関数を用いて、影響誤差関数
マトリクスを生成し、スイッチ106を介して注目領域
画素値演算回路107に出力する。
The error function generation circuit 104 generates an error function (the details of which will be described later) corresponding to the pixel of interest and outputs it to the influence error function matrix register 105. The influence error function matrix register 105 generates an influence error function matrix using error functions corresponding to all the pixels of interest in the area of interest, and outputs the matrix to the pixel value calculation circuit 107 of area of interest via the switch 106.

【0132】注目領域画素値演算回路107は、スイッ
チ106を介して入力された影響誤差関数マトリクスを
解いて注目領域内の画素の画素値を演算する(その詳細
については後述する)。
The attention area pixel value calculation circuit 107 calculates the pixel value of the pixel in the attention area by solving the influence error function matrix input via the switch 106 (the details will be described later).

【0133】次に、画素値更新回路6の第2の構成例の
動作について、図24のフローチャートを参照して説明
する。この画素値更新処理においては、注目領域以外の
画素の画素値が固定されて、注目領域内の画素の画素値
が最適化される。画素値更新処理は、セレクタ5から入
力された上位階層画像が画素値更新回路6の上位階層画
像メモリ21に記憶されたときに開始される。
Next, the operation of the second configuration example of the pixel value updating circuit 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the pixel value updating process, the pixel values of the pixels other than the attention area are fixed, and the pixel values of the pixels in the attention area are optimized. The pixel value updating process is started when the upper layer image input from the selector 5 is stored in the upper layer image memory 21 of the pixel value updating circuit 6.

【0134】ステップS111において、注目領域決定
回路92は、上位階層画像の7×7画素を注目領域に決
定し、その位置情報を領域最適化回路91に出力する。
領域最適化回路91の着目画素決定回路101は、ステ
ップS112において、注目領域内の1個の画素を着目
画素に決定し、その位置情報をクラスコード読取回路1
02、および予測タップ抽出回路103に出力する。
In step S111, the attention area determination circuit 92 determines 7 × 7 pixels of the upper hierarchical image as the attention area, and outputs the position information to the area optimization circuit 91.
In step S112, the pixel-of-interest determination circuit 101 of the area optimization circuit 91 determines one pixel in the area of interest as the pixel of interest, and stores the position information thereof in the class code reading circuit 1.
02 and the prediction tap extraction circuit 103.

【0135】ステップS113において、クラスコード
読取回路102は、着目画素のクラスコード(画素デー
タのLSB側の4ビット)を読み出して誤差関数生成回路
104に出力する。予測タップ抽出回路103は、着目
画素を中心とする5×5画素の予測タップを抽出して誤
差関数生成回路104に出力する。
In step S113, the class code reading circuit 102 reads the class code of the pixel of interest (4 bits on the LSB side of the pixel data) and outputs it to the error function generating circuit 104. The prediction tap extraction circuit 103 extracts a 5 × 5 pixel prediction tap centered on the pixel of interest and outputs it to the error function generation circuit 104.

【0136】ステップS114において、誤差関数生成
回路104は、着目画素に対応する誤差関数を生成して
影響誤差関数マトリクスレジスタ105に出力する。
In step S114, the error function generation circuit 104 generates an error function corresponding to the pixel of interest and outputs it to the influence error function matrix register 105.

【0137】ステップS115において、着目画素決定
回路101は、注目領域内の全ての画素を着目画素に決
定したか否かを判定し、全ての画素が着目画素に決定さ
れていないと判定された場合、ステップS112に戻
り、それ以降の処理が繰り返される。ステップS115
において、注目領域内の全ての画素が着目画素に決定さ
れたと判定された場合、ステップS116に進む。
In step S115, the pixel-of-interest determination circuit 101 determines whether or not all pixels in the region of interest have been determined as pixels of interest, and if it is determined that not all pixels have been determined as pixels of interest. , The process returns to step S112, and the subsequent processes are repeated. Step S115
In, when it is determined that all the pixels in the region of interest have been determined as the pixel of interest, the process proceeds to step S116.

【0138】ステップS116において、着目画素決定
回路101は、スイッチ106をオンとする制御信号を
出力する。影響誤差関数マトリクスレジスタ105は、
入力された着目画素に対応する誤差関数から、影響誤差
関数マトリクスを生成し、スイッチ106を介して注目
領域画素値演算回路107に出力する。
In step S116, the pixel-of-interest determination circuit 101 outputs a control signal for turning on the switch 106. The influence error function matrix register 105
An influence error function matrix is generated from the error function corresponding to the input target pixel, and is output to the target area pixel value calculation circuit 107 via the switch 106.

【0139】ここで、注目領域、予測タップ、誤差関
数、および影響誤差関数マトリクスについて説明する。
注目領域は、図25(A)に示すように、7×7画素の4
9個の画素から構成され、その左上角を1番目とした場
合、j番目の画素jが着目画素とされたとき、着目画素
jに対応する予測タップ(tapsj)として、図25(B)
に示すように、画素jを中心とする5×5画素の25個
の画素が抽出される。したがって、図25(A)において
s=49であり、図25(B)においてt=25である。
Here, the attention area, the prediction tap, the error function, and the influence error function matrix will be described.
As shown in FIG. 25 (A), the attention area is 4 × 7 × 7 pixels.
If the pixel is composed of nine pixels and the upper left corner is the first, and the j-th pixel j is set as the target pixel, the prediction tap (tapsj) corresponding to the target pixel j is set as shown in FIG.
As shown in (5), 25 pixels of 5 × 5 pixels centered on the pixel j are extracted. Therefore, s = 49 in FIG. 25 (A) and t = 25 in FIG. 25 (B).

【0140】また、注目領域(area)と、着目画素jに対
する予測タップ(tapsj)について、3種類の範囲(A
1j乃至A3j)が設定される。ただし、範囲A1j
は、予測タップ(tapsj)に属し、注目領域(area)に属
さない範囲とされ、範囲A2jは、予測タップ(taps
j)に属さない、かつ、注目領域(area)に属する範囲と
され、範囲A3jは、予測タップ(tapsj)に属し、注
目領域(area)に属する範囲とされる。
In addition, three types of ranges (A) for the area of interest (area) and the prediction tap (tapsj) for the pixel of interest j
1j to A3j) are set. However, the range A1j
Is a range that belongs to the prediction tap (tapsj) and does not belong to the area of interest (area), and the range A2j is the range of the prediction tap (tapsj).
The range A3j does not belong to j) and belongs to the area of interest (area), and the range A3j belongs to the prediction tap (tapsj) and belongs to the area of interest (area).

【0141】さて、上位階層画像の着目画素jに対応す
る、下位階層画像の画素値(予測値)y’jは、次式
(5)で表すことができる。なお、以下において、上付
き文字(例えば、y’jのj)は注目領域における番号
を示し、下付き文字(例えば、wtのt)は、予測タッ
プ内における番号を示すものとする。
The pixel value (predicted value) y′j of the lower hierarchical image corresponding to the pixel of interest j of the upper hierarchical image can be expressed by the following equation (5). In the following, a superscript (for example, j of y'j) indicates a number in the attention area, and a subscript (for example, t of wt) indicates a number in a prediction tap.

【0142】[0142]

【数6】 (Equation 6)

【0143】また、xpjは、着目画素jの予測タップ
(tapsj)のp番目の画素値であり、wpjは、着目画
素jのクラスコードに対応した係数ベクトルの、xpj
にかかる係数である。ただし、実際には、上位階層画像
の1個の着目画素には、下位階層画像の9個の画素が対
応するので、式(5)と同様の式が、他に8本生成され
る。
Further, xpj is the p-th pixel value of the prediction tap (tapsj) of the target pixel j, and wpj is xpj of the coefficient vector corresponding to the class code of the target pixel j.
Is a coefficient related to However, actually, since one pixel of interest in the upper hierarchical image corresponds to nine pixels in the lower hierarchical image, another eight expressions similar to Expression (5) are generated.

【0144】ここで、予測値y’jに対応する真値(原
画像の画素値)をyjとすれば、その誤差ejは、次式
(6)で示される。
Here, assuming that a true value (pixel value of the original image) corresponding to the predicted value y'j is yj, the error ej is represented by the following equation (6).

【0145】[0145]

【数7】 (Equation 7)

【0146】ただし、However,

【0147】[0147]

【数8】 (Equation 8)

【0148】である。Is as follows.

【0149】なお、n’は、注目領域(area)内における
番号nを、予測タップ(tapsj)における番号に変換し
た値である。また、範囲A1jに位置する画素の画素値
は、更新しないので、y''jは固定値である。したがっ
て、着目画素に対応する自乗誤差を求めるには、式
(6)と同様の式を、他に8本生成し、それぞれを2乗
して足し合わせればよい。その結果を誤差関数Ekとす
る。
Note that n ′ is a value obtained by converting the number n in the area of interest into the number in the prediction tap (tapsj). Since the pixel values of the pixels located in the range A1j are not updated, y ″ j is a fixed value. Therefore, in order to find the square error corresponding to the pixel of interest, eight other equations similar to equation (6) are generated, and each of them is squared and added. The result is defined as an error function Ek.

【0150】注目領域(area)内の全ての画素に対応する
誤差関数Ekを足し合わせたものを影響誤差関数Ear
eaとする。
The sum of the error functions Ek corresponding to all the pixels in the area of interest is referred to as an influence error function Ear.
ea.

【0151】[0151]

【数9】 (Equation 9)

【0152】ここで、既に述べたように、Ekは、(e
k)2を9つ足し合わせたものであるが、簡略化するた
めに、Ek=(ek)2とする。
Here, as described above, Ek is (e
k) is obtained by adding 9 to 2, but for simplification, Ek = (ek) 2.

【0153】次に、注目領域(area)内における番号nに
対応する画素の画素値をxiとし、影響誤差関数Ear
eaの値を最小にする画素値x1乃至xsを最小自乗法
により求める。
Next, let xi be the pixel value of the pixel corresponding to the number n in the area of interest, and use the influence error function Ear.
Pixel values x1 to xs that minimize the value of ea are obtained by the least square method.

【0154】まず、式(8)の画素値xiによる偏微分
係数(次式(9))を求め、その値が0となるように画
素値xiを決定する。
First, a partial differential coefficient (the following equation (9)) based on the pixel value xi of the equation (8) is obtained, and the pixel value xi is determined so that the value becomes zero.

【0155】[0155]

【数10】 (Equation 10)

【0156】ここで、式(7)に基づいて、Wjiおよ
びYiを次式(10)のように定める。
Here, based on equation (7), Wji and Yi are determined as in the following equation (10).

【0157】[0157]

【数11】 [Equation 11]

【0158】式(9)の値を0として、次式(11)の
ような行列式を得る。
Assuming that the value of equation (9) is 0, a determinant such as equation (11) is obtained.

【数12】 ここで、式(10)のWjiおよびYiは、9画素分に
対応して値があるので、それらを足し合わせた行列式
(1)を影響誤差関数マトリクスとする。
(Equation 12) Here, since Wji and Yi in Expression (10) have values corresponding to nine pixels, the determinant (1) obtained by adding these values is defined as an influence error function matrix.

【0159】図24のステップS117の説明に戻る。
ステップS117において、注目領域画素値演算回路1
07は、入力された影響誤差関数マトリクスに対し、掃
き出し法等の一般的な行列解法を適用して、画素値x1
乃至xsを演算し、上位階層画像メモリ21に出力す
る。上位階層画像メモリ21は、入力された画素値x1
乃至xsを用いて、それまで記憶していた値を更新す
る。
Returning to the description of step S117 in FIG.
In step S117, the attention area pixel value calculation circuit 1
07 is a pixel value x1 obtained by applying a general matrix solution such as a sweeping-out method to the input influence error function matrix.
To xs, and outputs the result to the upper layer image memory 21. The upper layer image memory 21 stores the input pixel value x1
To xs to update the value stored so far.

【0160】ステップS118において、注目領域決定
回路92は、上位階層画像の全ての画素を注目領域に決
定したか否かを判定し、全ての画素を注目領域に決定し
ていないと判定した場合、ステップS111に戻り、そ
れ以降の処理が繰り返される。
In step S118, the attention area determination circuit 92 determines whether or not all the pixels of the upper hierarchical image have been determined as the attention area. If it is determined that all the pixels have not been determined as the attention area, Returning to step S111, the subsequent processing is repeated.

【0161】その後、ステップS118において、上位
階層画像の全ての画素が注目領域に決定されたと判定さ
れた場合、注目領域決定回路92は、スイッチ24をオ
ンとする制御信号を出力する。スイッチ24がオンとさ
れることにより、上位階層画像メモリ21に記憶されて
いる、画素値が最適化された上位階層画像が後段の上位
階層画像メモリ3に出力される。
Thereafter, in step S118, when it is determined that all the pixels of the upper hierarchical image have been determined as the attention area, the attention area determination circuit 92 outputs a control signal for turning on the switch 24. When the switch 24 is turned on, the upper-layer image with the optimized pixel values stored in the upper-layer image memory 21 is output to the subsequent upper-layer image memory 3.

【0162】このように、領域単位で処理すると、より
高いS/Nの画像を得ることができる。
As described above, when processing is performed in units of areas, an image with a higher S / N can be obtained.

【0163】図26は、本発明を適用したエンコーダの
第2の構成例を表している。このエンコーダ111は、
図1に示したエンコーダ1の収束判定回路10の後段に
予測係数拡張回路112を追加したものである。予測係
数拡張回路112は、収束判定回路10が出力した、4
ビット(16種類)のクラスコードに対応する予測係数
テーブルを、5ビット(32種類)の拡張クラスコード
に対応するさせるものである。
FIG. 26 shows a second example of the configuration of an encoder to which the present invention is applied. This encoder 111
This is obtained by adding a prediction coefficient expansion circuit 112 to a stage subsequent to the convergence determination circuit 10 of the encoder 1 shown in FIG. The prediction coefficient extension circuit 112 outputs the 4
The prediction coefficient table corresponding to the class codes of 16 bits (16 types) is made to correspond to the extended class codes of 5 bits (32 types).

【0164】予測係数拡張回路112の詳細な構成例に
ついて、図27を参照して説明する。収束判定回路10
から入力された上位階層画像は、予測係数拡張回路11
2において、予測タップ抽出回路122、クラスコード
読取回路123、および空間クラスコード判定回路12
4に供給される。着目画素決定回路121は、上位階層
画像の画素を順次、着目画素に決定し、その位置情報を
予測タップ抽出回路122、クラスコード読取回路12
3、および空間クラスコード判定回路124に出力す
る。
A detailed configuration example of the prediction coefficient expansion circuit 112 will be described with reference to FIG. Convergence determination circuit 10
Is input to the prediction coefficient expansion circuit 11
2, the prediction tap extracting circuit 122, the class code reading circuit 123, and the spatial class code determining circuit 12
4 is supplied. The pixel-of-interest determination circuit 121 sequentially determines the pixels of the upper layer image as the pixel of interest, and uses the position information as the prediction tap extraction circuit 122 and the class code reading circuit 12.
3, and output to the space class code determination circuit 124.

【0165】予測タップ抽出回路122は、着目画素を
中心とする5×5画素の予測タップの画素値(画素デー
タのMSB側の4ビット)を抽出して正規方程式生成回路
126に出力する。クラスコード読取回路123は、着
目画素のクラスコード(画素データのLSB側の4ビッ
ト)を読み出して空間クラスコード判定回路124に出
力する。
The prediction tap extraction circuit 122 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest and outputs it to the normal equation generation circuit 126. The class code reading circuit 123 reads the class code of the pixel of interest (4 bits on the LSB side of the pixel data) and outputs it to the space class code determination circuit 124.

【0166】空間クラスコード判定回路124は、着目
画素の空間クラスコードを判定する。すなわち、図28
に示すように、着目画素の画素値と、その近傍(例え
ば、左隣の画素)の画素の画素値を比較して、着目画素
の画素値の方が大きい場合、空間クラスコード(1ビッ
ト)を0に決定し、近傍の画素の画素値の方が大きい場
合、空間クラスコードを1に決定する。さらに、空間ク
ラスコード判定回路124は、クラスコード読取回路1
23から入力された4ビットのクラスコードのMSB側に
空間クラスコードを付加して拡張クラスコード(5ビッ
ト)を生成し、正規方程式生成回路126に出力する。
The space class code determination circuit 124 determines the space class code of the pixel of interest. That is, FIG.
As shown in (2), the pixel value of the pixel of interest is compared with the pixel value of the pixel in the vicinity thereof (for example, the pixel on the left side). Is determined to be 0, and when the pixel value of the neighboring pixel is larger, the space class code is determined to be 1. Furthermore, the space class code determination circuit 124
An extended class code (5 bits) is generated by adding a space class code to the MSB side of the 4-bit class code input from 23, and is output to the normal equation generating circuit 126.

【0167】なお、空間クラスコードのビット数は、1
ビットに限定されるものではなく、複数ビットであって
もよい。また、空間クラスコードを上述した方法によっ
て決定するのではなく、例えば、1ビットADRC処理や微
分値や差分値から決定してもよい。
Note that the number of bits of the space class code is 1
It is not limited to bits, but may be a plurality of bits. Further, instead of determining the space class code by the above-described method, for example, the space class code may be determined from 1-bit ADRC processing, a differential value, or a difference value.

【0168】教師データ抽出回路125は、原画像から
教師データ(予測タップを用いて生成される下位階層画
像の画素値の真値)を抽出して正規方程式生成回路12
6に出力する。正規方程式生成回路126は、着目画素
の拡張クラスコード毎に、既知である教師データおよび
予測タップの画素値、並びに、変数としての予測係数か
ら成る正規方程式を生成して、予測係数演算回路127
に出力する。
The teacher data extraction circuit 125 extracts the teacher data (true values of the pixel values of the lower hierarchical image generated using the prediction taps) from the original image, and
6 is output. The normal equation generating circuit 126 generates a normal equation including the known teacher data and the pixel value of the prediction tap, and the prediction coefficient as a variable for each extended class code of the pixel of interest.
Output to

【0169】予測係数演算回路127は、入力された正
規方程式に最小自乗法を適用して32種類(5ビット)
の拡張クラスコードに対応する予測係数を演算し、後段
に出力する。なお、正規方程式生成回路126からの正
規方程式が解けない場合、予測係数演算回路127は、
予測係数メモリ4から供給される16種類(4ビット)
のクラスコードに対応した予測係数テーブルを後段に出
力する。
The prediction coefficient calculation circuit 127 applies the least squares method to the input normal equation to obtain 32 types (5 bits).
The prediction coefficient corresponding to the extended class code is calculated and output to the subsequent stage. When the normal equation from the normal equation generation circuit 126 cannot be solved, the prediction coefficient calculation circuit 127
16 types (4 bits) supplied from the prediction coefficient memory 4
The prediction coefficient table corresponding to the class code is output to the subsequent stage.

【0170】次に、予測係数拡張回路112の動作につ
いて、図29のフローチャートを参照して説明する。こ
の予測係数拡張処理は、収束判定回路10から最適上位
階層画像が入力されたときに開始される。
Next, the operation of the prediction coefficient expansion circuit 112 will be described with reference to the flowchart in FIG. This prediction coefficient expansion process is started when the optimum upper layer image is input from the convergence determination circuit 10.

【0171】ステップS121において、着目画素決定
回路121は、上位階層画像の1個の画素を着目画素に
決定し、その位置情報を予測タップ抽出回路122、ク
ラスコード読取回路123、および空間クラスコード判
定回路124に出力する。
In step S121, the pixel-of-interest determination circuit 121 determines one pixel of the upper hierarchical image as the pixel of interest, and uses the position information as the prediction tap extraction circuit 122, the class code reading circuit 123, and the space class code determination. Output to the circuit 124.

【0172】ステップS122において、クラスコード
読取回路123は、着目画素のクラスコード(画素デー
タのLSB側の4ビット)を読み出して空間クラスコード
判定回路124に出力する。ステップS123におい
て、空間クラスコード判定回路124は、着目画素の画
素値と、その近傍の画素の画素値を比較して、着目画素
の画素値の方が大きい場合、空間クラスコード(1ビッ
ト)を0に決定し、近傍の画素の画素値の方が大きい場
合、空間クラスコードを1に決定する。さらに、空間ク
ラスコード判定回路124は、クラスコード読取回路1
23から入力された4ビットのクラスコードのMSB側に
空間クラスコードを付加して拡張クラスコード(5ビッ
ト)を生成し、正規方程式生成回路126に出力する。
In step S122, the class code reading circuit 123 reads the class code of the pixel of interest (4 bits on the LSB side of the pixel data) and outputs it to the space class code determining circuit. In step S123, the space class code determination circuit 124 compares the pixel value of the pixel of interest with the pixel values of neighboring pixels. If the pixel value of the pixel of interest is larger, the space class code (1 bit) is determined. When it is determined to be 0 and the pixel value of the neighboring pixel is larger, the space class code is determined to be 1. Furthermore, the space class code determination circuit 124
An extended class code (5 bits) is generated by adding a space class code to the MSB side of the 4-bit class code input from 23, and is output to the normal equation generating circuit 126.

【0173】ステップS124において、予測タップ抽
出回路122は、着目画素を中心とする5×5画素の予
測タップの画素値(画素データのMSB側の4ビット)を
抽出して正規方程式生成回路126に出力する。
In step S124, the prediction tap extraction circuit 122 extracts the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) of the prediction tap of 5 × 5 pixels centering on the pixel of interest, and sends it to the normal equation generation circuit 126. Output.

【0174】ステップS125において、正規方程式生
成回路126は、着目画素のクラスコード毎に、既知で
ある教師データおよび予測タップの画素値、並びに、変
数としての予測係数から成る正規方程式を生成して、予
測係数演算回路127に出力する。
In step S125, the normal equation generating circuit 126 generates a normal equation including the known teacher data, the pixel value of the prediction tap, and the prediction coefficient as a variable for each class code of the pixel of interest. Output to the prediction coefficient calculation circuit 127.

【0175】ステップS126において、着目画素決定
回路121は、上位階層画像の全ての画素を着目画素と
したか否かを判定し、全ての画素を着目画素としていな
いと判定した場合、ステップS121に戻り、それ以降
の処理が繰り返される。ステップS126において、全
ての画素を着目画素としたと判定された場合、ステップ
S127に進む。
In step S126, the pixel-of-interest determination circuit 121 determines whether or not all the pixels of the upper hierarchical image have been set as the pixel of interest. If it is determined that not all the pixels have been set as the pixel of interest, the process returns to step S121. , And the subsequent processes are repeated. If it is determined in step S126 that all the pixels have been set as the target pixel, the process proceeds to step S127.

【0176】ステップS127において、予測係数演算
回路127は、ステップS125で正規方程式生成回路
126が生成した正規方程式に最小自乗法を適用し、3
2種類(5ビット)の拡張クラスコードに対応する予測
係数を演算し、得られた予測係数(予測係数テーブル)
を後段に出力する。
In step S127, the prediction coefficient calculation circuit 127 applies the least square method to the normal equation generated by the normal equation generation circuit 126 in step S125, and
A prediction coefficient corresponding to two types (5 bits) of extended class codes is calculated, and the obtained prediction coefficient (prediction coefficient table)
Is output to the subsequent stage.

【0177】以上のように、予測係数拡張回路112で
は、予測係数を拡張クラスコード(5ビット)に対応さ
せるが、着目画素の画素データのLSB側の5ビットに拡
張クラスコードを書き込むわけではなく、着目画素の画
素値(画素データのMSB側の4ビット)を変化させない
ので、この上位階層画像から生成される下位階層画像に
階調欠如を発生させることはない。
As described above, in the prediction coefficient extension circuit 112, the prediction coefficient is made to correspond to the extension class code (5 bits). However, the extension class code is not written in the 5 bits on the LSB side of the pixel data of the target pixel. Since the pixel value of the pixel of interest (4 bits on the MSB side of the pixel data) is not changed, there is no lack of gradation in the lower hierarchical image generated from the upper hierarchical image.

【0178】図30は、図26に示したエンコーダ11
1で生成された上位階層画像から原画像を復元する(下
位階層画像を生成する)デコーダの構成例を示してい
る。
FIG. 30 shows the encoder 11 shown in FIG.
1 shows a configuration example of a decoder that restores an original image (generates a lower-layer image) from the upper-layer image generated in 1.

【0179】このデコーダ131は、図18に示したデ
コーダ81に空間クラスコード判定回路132を追加し
たものである。空間クラスコード判定回路132には、
エンコーダ1からの上位階層画像、着目画素決定回路8
2からの着目画素の位置情報、およびクラスコード読取
回路83からのクラスコード(着目画素の画素データの
LSB側の4ビット)が入力される。
This decoder 131 is obtained by adding a space class code judging circuit 132 to the decoder 81 shown in FIG. In the space class code determination circuit 132,
Upper layer image from encoder 1, pixel-of-interest determination circuit 8
2 and the class code from the class code reading circuit 83 (of the pixel data of the pixel of interest).
LSB side 4 bits) is input.

【0180】空間クラスコード判定回路132は、着目
画素の画素値と、その所定の近傍(いまの場合、左隣)
の画素の画素値を比較して、着目画素の画素値の方が大
きい場合、空間クラスコード(1ビット)を0に決定
し、近傍の画素の画素値の方が大きい場合、空間クラス
コードを1に決定する。さらに、空間クラスコード判定
回路132は、クラスコード読取回路83から入力され
た4ビットのクラスコードのMSB側に空間クラスコード
を付加して拡張クラスコード(5ビット)を生成し、マ
ッピング回路85に出力する。なお、空間クラスコード
判定回路132以外の構成回路については、図18に示
したものと同様であるので、その説明は省略する。
The space class code determination circuit 132 determines the pixel value of the pixel of interest and its predetermined neighborhood (in this case, the left side)
Are compared, and if the pixel value of the pixel of interest is larger, the space class code (1 bit) is determined to be 0. If the pixel value of a neighboring pixel is larger, the space class code is 1 is determined. Further, the space class code determining circuit 132 generates an extended class code (5 bits) by adding a space class code to the MSB side of the 4-bit class code input from the class code reading circuit 83, Output. Note that components other than the space class code determination circuit 132 are the same as those shown in FIG. 18, and a description thereof will be omitted.

【0181】次に、デコーダ131の動作について、図
31のフローチャートを参照して説明する。このデコー
ド処理は、エンコーダ111が出力した予測係数テーブ
ルが、マッピング回路85に供給された後、順次入力さ
れるフレーム単位の上位階層画像に対して実行される。
Next, the operation of the decoder 131 will be described with reference to the flowchart in FIG. This decoding process is performed on the upper layer image in frame units that is sequentially input after the prediction coefficient table output from the encoder 111 is supplied to the mapping circuit 85.

【0182】ステップS131において、着目画素決定
回路82は、上位階層画像の1個の画素を、着目画素に
決定し、その位置情報をクラスコード読取回路83、予
測タップ抽出回路84、および空間クラスコード判定回
路132に出力する。ステップS132において、クラ
スコード読取回路83は、上位階層画像から着目画素の
クラスコード(画素データのLSB側の4ビット)を読み
取って、空間クラスコード判定回路132に出力する。
In step S131, the pixel-of-interest determination circuit 82 determines one pixel of the upper hierarchical image as the pixel of interest, and uses the position information as the class code reading circuit 83, the prediction tap extraction circuit 84, and the spatial class code. Output to the judgment circuit 132. In step S132, the class code reading circuit 83 reads the class code of the pixel of interest (the 4 bits on the LSB side of the pixel data) from the upper hierarchical image and outputs it to the spatial class code determination circuit 132.

【0183】ステップS133において、空間クラスコ
ード判定回路132は、着目画素の画素値と、その左隣
の画素の画素値を比較して、着目画素の画素値の方が大
きい場合、空間クラスコード(1ビット)を0に決定
し、近傍の画素の画素値の方が大きい場合、空間クラス
コードを1に決定する。さらに、空間クラスコード判定
回路132は、クラスコード読取回路83から入力され
た4ビットのクラスコードのMSB側に空間クラスコード
を付加して拡張クラスコード(5ビット)を生成し、マ
ッピング回路85に出力する。
In step S133, the space class code determination circuit 132 compares the pixel value of the pixel of interest with the pixel value of the pixel on the left, and if the pixel value of the pixel of interest is larger, the space class code ( (1 bit) is determined to be 0, and when the pixel value of a neighboring pixel is larger, the space class code is determined to be 1. Further, the space class code determining circuit 132 generates an extended class code (5 bits) by adding a space class code to the MSB side of the 4-bit class code input from the class code reading circuit 83, Output.

【0184】ステップS134において、予測タップ抽
出回路84は、入力された上位階層画像から着目画素を
中心とする5×5画素の予測タップに含まれる画素の画
素値(画素データのMSB側の4ビット)を抽出してマッ
ピング回路85に出力する。
In step S134, the prediction tap extracting circuit 84 determines the pixel value (4 bits on the MSB side of the pixel data) included in the 5.times.5 pixel prediction tap centered on the pixel of interest from the input upper hierarchical image. ) Is extracted and output to the mapping circuit 85.

【0185】ステップS135において、マッピング回
路85は、空間クラスコード判定回路132より入力さ
れる拡張クラスコードに対応する予測係数を予測係数テ
ーブルから読み出して、読み出した予測係数と、予測タ
ップの各画素の画素値との線形1次結合を演算し、演算
結果を下位階層画像の画素値として下位階層画像メモリ
86に出力する。
In step S135, the mapping circuit 85 reads a prediction coefficient corresponding to the extended class code input from the space class code determination circuit 132 from the prediction coefficient table, and reads out the read prediction coefficient and each pixel of the prediction tap. The linear primary combination with the pixel value is calculated, and the calculation result is output to the lower layer image memory 86 as the pixel value of the lower layer image.

【0186】ステップS136において、着目画素決定
回路82は、上位階層画像の全ての画素を着目画素とし
たか否かを判定し、全ての画素を着目画素としたと判定
するまで、ステップS131乃至S136の処理が繰り
返される。ステップS137において、全ての画素を着
目画素としたと判定された場合、ステップS137で下
位階層画像メモリ86から下位階層画像の画素値がフレ
ーム単位で、図示せぬモニタに出力される。
In step S136, the pixel-of-interest determination circuit 82 determines whether or not all the pixels of the upper hierarchical image have been determined as the pixel of interest. Until all the pixels have been determined to be the pixel of interest, steps S131 to S136 are performed. Is repeated. If it is determined in step S137 that all the pixels have been set as the pixel of interest, the pixel value of the lower hierarchical image is output from the lower hierarchical image memory 86 to the monitor (not shown) in frame units in step S137.

【0187】図32は、図26に示したエンコーダ11
1で生成された上位階層画像を用い、図30に示したデ
コーダ131が復元した下位階層画像の原画像に対する
S/Nを演算したシミュレーションの結果を表している。
同図から明らかなように、LSB側4ビットをクラスコー
ドとして繰り返し更新を実行してS/Nが収束した後(更
新回数20回目まで)、更新回数21回目において、予
測係数を32種類(5ビット)の拡張クラスコードに対
応させることにより、さらにS/Nが向上する。
FIG. 32 shows the encoder 11 shown in FIG.
30 using the upper layer image generated in step 1 with respect to the original image of the lower layer image restored by the decoder 131 shown in FIG.
It shows the result of a simulation that calculates S / N.
As can be seen from the figure, after the S / N has converged by repeatedly executing the update using the LSB side 4 bits as the class code (up to the 20th update), 32 kinds of prediction coefficients (5 Bit), the S / N is further improved.

【0188】なお、本実施の形態においては、画素デー
タを8ビットとして、そのMSB側の4ビットを画素値、L
SB側の4ビットをクラスコードとしたが、これらのビッ
ト数は変更してもかまわない。また、そのMSB側をクラ
スコードとし、LSB側を画素値としてもかまわない。さ
らに、画素値とクラスコードを分離して記憶するように
してもかまわない。
In this embodiment, the pixel data is 8 bits, and the 4 bits on the MSB side are the pixel value, L
Although the four bits on the SB side are used as the class code, the number of these bits may be changed. Further, the MSB side may be used as a class code, and the LSB side may be used as a pixel value. Further, the pixel value and the class code may be stored separately.

【0189】また、クラスタップ、予測タップ、およ
び、画素値の更新を行う領域等の形状は、上述したもの
に限定されず、例えば、円形や不連続な形状でもよい。
また、対称形状であってもよいし、非対称形状であって
もよい。
The shapes of the class tap, the prediction tap, and the area for updating the pixel value are not limited to those described above, and may be, for example, circular or discontinuous.
In addition, the shape may be symmetric or asymmetric.

【0190】また、本実施の形態においては、原画像
を、より少ない画素数からなる、原画像に復元可能な画
像に変換したが、例えば、原画像を、原画像と同じ画素
数からなる画像であって、かつ、1画素当たりの情報量
(例えば、5ビット)が、原画像の1画素当たりの情報
量(例えば、8ビット)よりも少ない、原画像に復元可
能な画像に変換する場合にも、本発明を適用することが
可能である。
In the present embodiment, the original image is converted into an image having a smaller number of pixels which can be restored to the original image. For example, the original image is converted into an image having the same number of pixels as the original image. When the information amount per pixel (for example, 5 bits) is smaller than the information amount per pixel (for example, 8 bits) of the original image, and the image is converted to an image that can be restored to the original image. In addition, the present invention can be applied.

【0191】また、本発明の主旨を逸脱しない範囲にお
いて、様々な変形や応用例が考えられる。したがって、
本発明の主旨は本実施の形態に限定されるものではな
い。
Various modifications and application examples can be considered without departing from the gist of the present invention. Therefore,
The gist of the present invention is not limited to the present embodiment.

【0192】なお、上記各処理を行うコンピュータプロ
グラムは、磁気ディスク、CD-ROM等の情報記録媒体より
なる提供媒体のほか、インターネット、デジタル衛星な
どのネットワーク提供媒体を介してユーザに提供するこ
とができる。
Note that the computer program for performing each of the above-described processes can be provided to the user via a network medium such as the Internet or a digital satellite in addition to a medium such as an information recording medium such as a magnetic disk or a CD-ROM. it can.

【0193】[0193]

【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の画像符
号化装置、請求項2に記載の画像符号化方法、および請
求項3に記載の提供媒体によれば、原画像の画素値と第
2の画像の画素値を比較し、その比較結果に対応して、
記憶している画素値を領域単位で更新するようにしたの
で、原画像により近い画像を生成可能な上位階層画像を
生成することが可能となる。
As described above, according to the image encoding device of the first aspect, the image encoding method of the second aspect, and the providing medium of the third aspect, the pixel value of the original image And the pixel value of the second image, and according to the comparison result,
Since the stored pixel values are updated on a region-by-region basis, it is possible to generate an upper layer image capable of generating an image closer to the original image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用したエンコーダ1の第1の構成例
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first configuration example of an encoder 1 to which the present invention has been applied.

【図2】図1のエンコーダ1の動作を説明するフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the encoder 1 of FIG.

【図3】図1の前処理回路2の動作を説明するフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a preprocessing circuit 2 of FIG. 1;

【図4】図3のステップS11の詳細を説明するフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating details of step S11 in FIG. 3;

【図5】画素の配置を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement of pixels.

【図6】画素データを説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating pixel data.

【図7】図3のステップS12の詳細を説明するフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating details of step S12 in FIG. 3;

【図8】図1の画素値更新回路6の第1の構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a first configuration example of a pixel value updating circuit 6 of FIG. 1;

【図9】図8の最適画素値決定回路22の構成例を示す
ブロック図である。
9 is a block diagram illustrating a configuration example of an optimum pixel value determination circuit 22 in FIG.

【図10】図8の画素値更新回路6の動作を説明するフ
ローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the pixel value updating circuit 6 of FIG. 8;

【図11】画素の配置を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an arrangement of pixels.

【図12】図1の予測係数更新回路7の構成例を示すブ
ロック図である。
12 is a block diagram illustrating a configuration example of a prediction coefficient updating circuit 7 in FIG.

【図13】図12の予測係数更新回路7の動作を説明す
るフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of the prediction coefficient update circuit 7 of FIG.

【図14】図1のクラスコード選択回路8の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of a class code selection circuit 8 of FIG. 1;

【図15】図14のクラスコード選択回路8の動作を説
明するフローチャートである。
15 is a flowchart illustrating the operation of the class code selection circuit 8 in FIG.

【図16】図1のデコード回路9の構成例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of a decoding circuit 9 in FIG. 1;

【図17】図16のデコード回路9の動作を説明するフ
ローチャートである。
17 is a flowchart illustrating the operation of the decoding circuit 9 in FIG.

【図18】図1に示したエンコーダ1に対応するデコー
タ81の構成例を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a decoder 81 corresponding to the encoder 1 shown in FIG.

【図19】図18のデコーダ81の動作を説明するフロ
ーチャートである。
FIG. 19 is a flowchart illustrating the operation of the decoder 81 in FIG. 18;

【図20】図1のエンコーダ1の他の動作を説明するフ
ローチャートである。
20 is a flowchart illustrating another operation of the encoder 1 in FIG.

【図21】シミュレーション結果を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a simulation result.

【図22】図1の画素値更新回路6の第2の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram illustrating a second configuration example of the pixel value updating circuit 6 of FIG. 1;

【図23】図22の領域最適化回路91の構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration example of a region optimization circuit 91 in FIG. 22;

【図24】図22の画素値更新回路6の動作を説明する
フローチャートである。
24 is a flowchart illustrating an operation of the pixel value updating circuit 6 in FIG.

【図25】影響誤差関数マトリクスを説明するための図
である。
FIG. 25 is a diagram for explaining an influence error function matrix.

【図26】本発明を適用したエンコーダの第2の構成例
を示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram illustrating a second configuration example of an encoder to which the present invention has been applied.

【図27】図26の予測係数拡張回路112の構成例を
示すブロック図である。
27 is a block diagram illustrating a configuration example of a prediction coefficient expansion circuit 112 in FIG. 26.

【図28】拡張クラスコードを説明するための図であ
る。
FIG. 28 is a diagram for explaining an extended class code.

【図29】図27の予測係数拡張回路112の動作を説
明するフローチャートである。
FIG. 29 is a flowchart illustrating the operation of the prediction coefficient expansion circuit 112 in FIG. 27;

【図30】図26のエンコーダ1の対応するデコーダ1
31の構成例を示すブロック図である。
30 is a corresponding decoder 1 of the encoder 1 of FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a first embodiment.

【図31】図30のデコーダ131の動作を説明するフ
ローチャートである。
FIG. 31 is a flowchart illustrating the operation of the decoder 131 in FIG. 30;

【図32】シミュレーション結果を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing a simulation result.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンコーダ, 2 前処理回路, 3 上位階層画
像メモリ, 4 予測係数メモリ, 5 セレクタ,
6 画素値更新回路, 7 予測係数更新回路, 8
クラスコード選択回路, 9 デコード回路, 10
収束判定回路,11 更新回数カウンタ, 22 最適
画素値決定回路, 81 デコーダ,82 着目画素決
定回路, 83 クラスコード読取回路, 84 予測
タップ抽出回路, 85 マッピング回路, 86 下
位階層画像メモリ, 91領域最適化回路, 111
エンコーダ, 112 予測係数拡張回路, 124
空間クラスコード判定回路, 131 デコーダ, 1
32 空間クラスコード判定回路
1 encoder, 2 preprocessing circuit, 3 upper layer image memory, 4 prediction coefficient memory, 5 selector,
6 pixel value update circuit, 7 prediction coefficient update circuit, 8
Class code selection circuit, 9 decoding circuit, 10
Convergence determination circuit, 11 update counter, 22 optimal pixel value determination circuit, 81 decoder, 82 pixel determination circuit of interest, 83 class code reading circuit, 84 prediction tap extraction circuit, 85 mapping circuit, 86 lower layer image memory, 91 area optimization Circuit, 111
Encoder, 112 prediction coefficient extension circuit, 124
Space class code decision circuit, 131 decoder, 1
32 space class code judgment circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 健治 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小林 直樹 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C059 MA34 MB08 MB12 MB14 SS20 SS26 TA29 TB08 TC02 TD11 UA02 UA38 5C063 CA11 CA34 5C076 AA40 BA09 BA10 5C078 BA64 DA01 DA02 DA11 DA12 DB13 DB14 9A001 BB02 BB03 BB04 EE02 EE04 GG13 GG16 HH25 HH27 HH32 KZ42  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Takahashi 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Naoki Kobayashi 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 5C059 MA34 MB08 MB12 MB14 SS20 SS26 TA29 TB08 TC02 TD11 UA02 UA38 5C063 CA11 CA34 5C076 AA40 BA09 BA10 5C078 BA64 DA01 DA02 DA11 DA12 DB13 DB14 9A001 BB02 BB03 BB04 EE02H16 GG04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の画素からなる原画像を、より少な
い画素からなる第1の画像に変換する画像符号化装置に
おいて、 前記原画像のm個の画素値を用いて、前記第1の画像の
n個の画素値を生成する画素値生成手段と、 前記原画像の画素値および前記第1の画像の画素値を用
いて予測係数を生成する予測係数生成手段と、 前記第1の画像の画素データの所定の部分を画素値とし
て記憶し、その他の部分をクラスコードとして記憶する
画素データ記憶手段と、 前記予測係数を前記クラスコードに対応付けて記憶する
予測係数記憶手段と、 前記第1の画像の画素データの所定の部分である画素値
と、前記第1の画像の画素データのその他の部分である
クラスコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像
の画素値を演算する演算手段と、 前記原画像の画素値と前記第2の画像の画素値を比較す
る比較手段と、 前記比較手段の比較結果に対応して、前記予測係数記憶
手段が記憶している前記予測係数を更新する予測係数更
新手段と、 前記比較手段の比較結果に対応して、前記画素データ記
憶手段が記憶している前記画素値を領域単位で更新する
領域画素値更新手段と、 前記比較手段の比較結果に対応して、前記画素データ記
憶手段が記憶している前記クラスコードを更新するクラ
スコード更新手段とを含むことを特徴とする画像符号化
装置。
1. An image coding apparatus for converting an original image composed of a plurality of pixels into a first image composed of a smaller number of pixels, wherein the first image is converted using m pixel values of the original image. A pixel value generation unit that generates n pixel values of: a prediction coefficient generation unit that generates a prediction coefficient using a pixel value of the original image and a pixel value of the first image; A pixel data storage unit that stores a predetermined part of the pixel data as a pixel value and stores the other part as a class code; a prediction coefficient storage unit that stores the prediction coefficient in association with the class code; The pixel value of the second image is calculated using the pixel value that is a predetermined part of the pixel data of the image of the above and the prediction coefficient corresponding to the class code that is the other part of the pixel data of the first image. Arithmetic means and Comparing means for comparing the pixel value of the original image with the pixel value of the second image; and a prediction for updating the prediction coefficient stored in the prediction coefficient storage means in accordance with a comparison result of the comparison means. A coefficient updating unit, an area pixel value updating unit that updates the pixel value stored in the pixel data storage unit on an area basis in accordance with a comparison result of the comparing unit, and a comparison result of the comparison unit. And a class code updating means for updating the class code stored in the pixel data storage means.
【請求項2】 複数の画素からなる原画像を、より少な
い画素からなる第1の画像に変換する画像符号化装置の
画像符号化方法において、 前記原画像のm個の画素値を用いて、前記第1の画像の
n個の画素値を生成する画素値生成ステップと、 前記原画像の画素値および前記第1の画像の画素値を用
いて予測係数を生成する予測係数生成ステップと、 前記第1の画像の画素データの所定の部分を画素値とし
て記憶し、その他の部分をクラスコードとして記憶する
画素データ記憶ステップと、 前記予測係数を前記クラスコードに対応付けて記憶する
予測係数記憶ステップと、 前記第1の画像の画素データの所定の部分である画素値
と、前記第1の画像の画素データのその他の部分である
クラスコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像
の画素値を演算する演算ステップと、 前記原画像の画素値と前記第2の画像の画素値を比較す
る比較ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記予測係数
記憶ステップで記憶された前記予測係数を更新する予測
係数更新ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記画素デー
タ記憶ステップで記憶された前記画素値を領域単位で更
新する領域画素値更新ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記画素デー
タ記憶ステップで記憶された前記クラスコードを更新す
るクラスコード更新ステップとを含むことを特徴とする
画像符号化方法。
2. An image encoding method of an image encoding device for converting an original image composed of a plurality of pixels into a first image composed of a smaller number of pixels, comprising: using m pixel values of the original image, A pixel value generation step of generating n pixel values of the first image; a prediction coefficient generation step of generating prediction coefficients using the pixel values of the original image and the pixel values of the first image; A pixel data storing step of storing a predetermined part of the pixel data of the first image as a pixel value and storing the other part as a class code; and a prediction coefficient storing step of storing the prediction coefficient in association with the class code Using a pixel value that is a predetermined part of the pixel data of the first image and a prediction coefficient corresponding to a class code that is another part of the pixel data of the first image, A calculating step of calculating a pixel value; a comparing step of comparing a pixel value of the original image with a pixel value of the second image; and a prediction coefficient storing step corresponding to the comparison result of the comparing step. A prediction coefficient update step of updating the prediction coefficient, and an area pixel value update step of updating the pixel value stored in the pixel data storage step in units of areas in accordance with a comparison result of the comparison step. A class code updating step of updating the class code stored in the pixel data storing step in accordance with the comparison result of the comparing step.
【請求項3】 複数の画素からなる原画像を、より少な
い画素からなる第1の画像に変換する画像符号化装置
に、 前記原画像のm個の画素値を用いて、前記第1の画像の
n個の画素値を生成する画素値生成ステップと、 前記原画像の画素値および前記第1の画像の画素値を用
いて予測係数を生成する予測係数生成ステップと、 前記第1の画像の画素データの所定の部分を画素値とし
て記憶し、その他の部分をクラスコードとして記憶する
画素データ記憶ステップと、 前記予測係数を前記クラスコードに対応付けて記憶する
予測係数記憶ステップと、 前記第1の画像の画素データの所定の部分である画素値
と、前記第1の画像の画素データのその他の部分である
クラスコードに対応する予測係数を用いて、第2の画像
の画素値を演算する演算ステップと、 前記原画像の画素値と前記第2の画像の画素値を比較す
る比較ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記予測係数
記憶ステップで記憶された前記予測係数を更新する予測
係数更新ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記画素デー
タ記憶ステップで記憶された前記画素値を領域単位で更
新する領域画素値更新ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記画素デー
タ記憶ステップで記憶された前記クラスコードを更新す
るクラスコード更新ステップとを含む処理を実行させる
コンピュータが読み取り可能なプログラムを提供するこ
とを特徴とする提供媒体。
3. An image coding apparatus for converting an original image composed of a plurality of pixels into a first image composed of a smaller number of pixels, wherein the first image is encoded using m pixel values of the original image. A pixel value generating step of generating n pixel values of: a prediction coefficient generating step of generating a prediction coefficient using a pixel value of the original image and a pixel value of the first image; A pixel data storing step of storing a predetermined part of the pixel data as a pixel value and storing the other part as a class code; a prediction coefficient storing step of storing the prediction coefficient in association with the class code; The pixel value of the second image is calculated using the pixel value that is a predetermined part of the pixel data of the image of the above and the prediction coefficient corresponding to the class code that is the other part of the pixel data of the first image. Calculation Step; a comparing step of comparing the pixel value of the original image with the pixel value of the second image; and updating the prediction coefficient stored in the prediction coefficient storing step in accordance with the comparison result of the comparing step A prediction coefficient update step, and an area pixel value update step of updating the pixel value stored in the pixel data storage step in units of area in accordance with the comparison result of the comparison step, and a comparison result of the comparison step. Correspondingly, a providing medium which provides a computer-readable program for executing a process including a class code updating step of updating the class code stored in the pixel data storing step.
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