JP2637976B2 - ブロツク符号化の復号装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像の持つ２次元的相関を利用し、原画
像データを圧縮して伝送することができるブロック符号
化の復号装置に関する。

〔従来の技術〕

画像情報の一つの特徴として、２次元的相関を有する
ことが挙げられる。この２次元的相関を利用した符号化
の一つとして、画像を多数の２次元ブロックに分割し、
ブロック毎に符号化を行うブロック符号化方法が知られ
ている。

一例として、本願出願人は、特願昭59−266407号明細
書に記載されているような、２次元ブロック内に含まれ
る複数画素の最大値及び最小値により規定されるダイナ
ミックレンジを求め、このダイナミックレンジに適応し
た符号化を行う高能率符号化装置を提案している。ま
た、特願昭60−232789号明細書に記載されているよう
に、複数フレームに夫々含まれる領域の画素から形成さ
れた３次元ブロックに関してダイナミックレンジに適応
した符号化を行う高能率符号化装置が提案されている。

更に、特願昭60−268817号明細書に記載されているよ
うに、量子化を行った時に生じる最大歪が一定となるよ
うなダイナミックレンジに応じてビット数が変化する可
変長符号化方法が提案されている。

上述のダイナミックレンジに適応した符号化（ADRCと
称する）は、ブロック毎のダイナミックレンジ、最大値
及び最小値の内の２個のデータが付加コードとされ、求
のビット数に比して１画素当りのビット数が低減された
コード信号と上記の付加コードとが伝送される。

また、ブロック符号化方法の他の例として、ブロック
毎に平均値と標準偏差σとを伝送するものがある。ブ
ロック内の各画素は、平均値Avに対して大きいか小さい
かに応じて“0"又は“1"の１ビットに符号化される。例
えば平均値以上のレベルを持つデータが“1"とされ、
平均値より小さいレベルを持つデータが“0"とされ
る。この場合では、平均値及び標準偏差σがブロック
を代表するパラメータであって、付加コードとして伝送
される。受信側では、“1"のデータが（＋σ）のレベ
ルに復号され、“0"のデータが（−σ）のレベルに復
号される。

ブロック符号化において、ブロックを代表するパラメ
ータである付加コードが伝送過程で誤ると、復号側で
は、付加コードがエラーであるため復号が不可能とな
り、１ブロックの全ての画素データがエラーデータとな
る。本願出願人は、例えば特開昭61−147690号公報に示
すように、付加コードがエラーデータのブロックは、誤
った付加コードに代えてその周囲近傍の８ブロックの付
加コードの平均値を使用する修整方法を提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような付加コードの修整を行ったとしても、修
整に用いる周辺のブロックと注目ブロックとが離れてい
るために、相関が少なく、ブロック単位の歪を充分に除
去することができない問題があった。

従って、この発明の目的は、ブロックを代表するパラ
メータである付加コードが誤った場合、正しい付加コー
ドに頗る近いデータを得、このデータによって、ブロッ
ク内の各画素データの復号を可能としたブロック符号化
の復号装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、ディジタル画像信号をブロックの構造を
有する信号に変換し、ブロック内の複数の画素値を演算
することで、ブロック内の複数の画素に対して共通のパ
ラメータを生成し、パラメータを使用してブロック内の
複数の画素を元のビット数より少ないビット数のコード
信号へ変換し、パラメータとコード信号とを伝送するよ
うにしたブロック符号化の復号装置において、 パラメータの誤りの有無を検出する手段と、 パラメータが誤っている復号しようとするブロックに
隣接する複数画素の復号後のデータに対して符号化時と
同一の演算処理を行うことによって、復号しようとする
ブロックのパラメータを復元する手段と、 誤りが検出されないパラメータ、または復元されたパ
ラメータと、コード信号とから復元データを得るための
手段と を備えたことを特徴とするブロック符号化の復号装置で
ある。

〔作用〕

平均値及び標準偏差或いはADRCにおけるダイナミック
レンジのような付加コードがエラー検出及びエラー訂正
符号によって訂正不能なエラーを有すると判定された場
合、注目ブロック（復元しようとするブロック）に隣接
する復元されたデータを用い、この復元データから付加
コードが求められる。即ち、注目ブロックの画素と注目
ブロックとの距離が最小である上記の復元された画素と
は、非常に強い相関を有していることを利用した、付加
コードが算出される。この求められた付加コードを用い
て、ADRC等のブロック符号の復号がなされる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。この一
実施例では、ディジタルビデオ信号の例えば１フレーム
が第３図に示すように、垂直方向にｎ分割されると共
に、水平方向にｍ分割され、（B11、B12、B13・・・・
・Bnm）で夫々示す（ｎ×ｍ）個のブロックが形成され
る。この１ブロックには、第４図に示すように、（４ラ
イン×４画素）の16画素が含まれる。１画素の量子化ビ
ット数が８ビットとされている。伝送されるデータは、
ブロック毎の平均値及び標準偏差σからなる付加コー
ドと、画素毎に各々が１ビットのコード信号である。

これらの付加コード及びコード信号は、伝送時に生じ
るエラーを検出し、また、エラーを訂正するために、エ
ラー検出及び訂正符号により符号化される。エラー検出
及び訂正符号は、付加コードとコード信号とに別個に付
加される。

第５図は、ADRCを用いた送信側のシステムを示し、第
５図において、１で示す入力端子にディジタルビデオ信
号が供給される。このディジタルビデオ信号は、走査の
順序の信号であって、ブロック化回路２において、ブロ
ックの順序に変換される。第３図に示す例では、（B11
→B12→B13→・・・・・→Bnm）の順序のデータに変換
される。このブロック化回路２の出力信号がブロック符
号化回路３に供給され、前述のように、ブロック単位で
符号化がなされる。ブロック符号化回路３により得られ
た付加コード（平均値及び標準偏差σ）とコード信号
とがフレーム化回路４に供給される。このフレーム化回
路４において、フレーム構造を有するデータにブロック
符号化回路３の出力データが変換されると共に、エラー
検出及び訂正符号の符号化がされ、出力端子５に伝送デ
ータが得られる。

送信側システムと対応する受信側システムは、第６図
に示す構成を有している。第６図において、６で示す入
力端子に受信データが供給され、フレーム分解回路７に
おいて、エラー検出及び訂正符号の復号がされる。フレ
ーム分解回路７からの付加コード及びコード信号がブロ
ック復号化回路８に供給され、ブロック復号化回路８か
ら復元されたディジタルビデオ信号が得られる。ブロッ
ク復号化回路８からの復元データがブロック分解回路９
に供給され、ブロックの順序がテレビジョン走査の順序
に戻される。ブロック分解回路９の出力データがエラー
修整回路10に供給される。エラー修整回路10では、フレ
ーム分解回路７において訂正できない誤った画素データ
が周辺の正しい画素データによって補間される。付加デ
ータが誤っている場合には、後述するように、ブロック
復号化回路８において、付加データの修整が行われる。
エラー修整回路10の出力端子11に復元データが得られ
る。

第１図は、この発明の一実施例を示し、第１図におい
て、21で示す入力端子にコード信号xiが供給され、22で
示す入力端子に平均値が供給され、23で示す入力端子
に標準偏差σが供給され、24で示す入力端子に付加デー
タ，σのエラーの有無を表すエラーフラグが供給され
る。コード信号xi、平均値，標準偏差σご遅延回路34
に供給される。

遅延回路34を介された平均値が選択回路25の一方の
入力端子に供給され、遅延回路34を介された標準偏差σ
が選択回路26に供給される。これらの選択回路25,26の
他方の入力端子には、後述する付加情報復元回路33から
の平均値′及び標準偏差σ′が夫々供給される。選択
回路25,26は、入力端子24からのエラーフラグにより制
御され、受信された付加コードが正しいデータの場合に
は、受信された付加コード，σを選択し、受信された
付加コードがエラーデータの場合には、付加情報復元回
路33からの付加コード′，σ′を選択する。

選択回路25からの平均値情報と選択回路26からの標準
偏差情報が加算回路27及び減算回路28に供給される。従
って、加算回路27からは、（平均値＋標準偏差）の復元
データが得られ、減算回路28からは、（平均値−標準偏
差）の復元データが得られる。この二つの復元データが
選択回路29に供給される。選択回路29は、遅延回路34を
介されたコード信号xiにより制御される。即ち、コード
信号xiが“1"の時には、選択回路29が加算回路27の出力
信号を選択し、コード信号xiが“0"の時には、選択回路
29が減算回路28の出力信号を選択する。

この選択回路29から得られた復元データが出力端子30
に得られると共に、バッファメモリ31に供給される。バ
ッファメモリ31は、復号しようとするブロック（注目ブ
ロック）と隣接する復元データyiを取り出すために設け
られている。バッファメモリ31と関連して、メモリ制御
回路32が設けられ、メモリ制御回路32からのアドレス信
号及び書き込み／読み出し制御信号がバッファメモリ31
に供給される。バッファメモリ31からの復元データyiが
付加情報復元回路33に供給され、復元データyiを使用し
て、注目ブロックの付加情報′，σ′が形成される。

付加情報復元部33は、第４図に示すように、コード信
号x1〜x16を含む注目ブロックの周囲に隣接する復元後
のデータy1、y2、・・・・・y16を用い、付加コード
′及びσ′を算出する。復元データy1〜y16とコード
信号x1〜x16との両者の距離が極めて近いので、両者の
間には、強い相関があり、従って、共通の付加情報を両
者が持つと推定しても、誤差が小さい。

復号しようとするブロックの付加コード′及びσ′
は、次式のようにしてもとめることができる。

上述のようにして、平均値′及びσ′を復元するた
めの付加情報復元回路33は、第２図に示す構成とされて
いる。

第２図において、41で示す入力端子には、バッファメ
モリ31から注目ブロックの隣接する16個の復元データy1
〜y16が供給される。この復元データが積算回路42及び
二乗回路45に供給される。積算回路42の出力信号が（1/
16）倍回路43に供給され、出力端子44に平均値′が得
られる。二乗回路45の出力信号が積算回路46に供給さ
れ、積算回路46の出力信号が（1/16）倍回路47に供給さ
れる。この（1/16）倍回路47の出力信号が減算回路48に
供給される。減算回路48には、二乗回路49から前述の平
均値′の二乗信号が供給される。この減算回路48の出
力信号が平方根回路50に供給され、前式で表される標準
偏差σ′が出力端子51に得られる。

このようにして得られた付加情報復元回路33の出力信
号′及びσ′が選択回路25及び26に供給され、誤った
付加コード信号に代えてコード信号の復号に使用され
る。

なお、１フレームの最上部及び最下部に夫々位置する
ブロックに関しては、前又は後のフレームの復元データ
が付加情報の復元に使用される。また、付加情報を復元
するのに、上述のように、注目ブロックの４辺と隣接す
る復元データを使用するのと異なり、この隣接する復元
データの一部のデータを使用しても良い。

この発明は、２次元ブロック毎に画素データを固定長
のデータに変換するADRC（Adaptive Dynamicr−ange Co
ding）、可変長のデータに変換する可変長ADRC等のADRC
に対して適用できる。即ち、高能率符号の一つであるAD
RCの符号化は、１ブロック内の例えば16個の画素のレベ
ルの最大値MAX及び最小値MINを夫々検出し、（MAX−MI
N）によって、ダイナミックレンジDRを求め、このダイ
ナミックレンジDRを例えば2⁴個のレベル範囲に分割し、
最小値が除去された画素データがどのレベル範囲に含ま
れるかに応じて、４ビットのコード信号を形成する。AD
RCの場合には、隣接する復元データからダイナミックレ
ンジDR,最大値MAX,最小値MIN等の付加コードが復元され
る。

〔発明の効果〕

この発明は、ブロック符号化により得られたブロック
を代表するパラメータである付加コードと画素に対応す
るコード信号を伝送する時に、付加コードがエラーデー
タとなった場合、非常に相関が強い復元データを使用し
て、付加コードを復元する。従って、この発明に依れ
ば、正しいデータに非常に近い付加情報が復元され、復
元画素の画質を良好とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例における付加情報復元回路の一例のブ
ロック図、第３図及び第４図はこの発明の一実施例にお
けるブロックの説明に用いる略線図、第５図はこの発明
を適用することができるブロック符号化の送信側システ
ムのブロック図、第６図はこの発明を適用することがで
きるブロック符号化の受信側システムのブロック図であ
る。 図面における主要な符号の説明 21:受信されたコード信号の入力端子、22及び23:受信さ
れた付加コード（，σ）の入力端子、25、26:選択回
路、27、28:復号用の加算回路及び減算回路、31:バッフ
ァメモリ、33:付加情報復元回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル画像信号をブロックの構造を有
   する信号に変換し、上記ブロック内の複数の画素値を演
   算することで、上記ブロック内の複数の画素に対して共
   通のパラメータを生成し、上記パラメータを使用して上
   記ブロック内の複数の画素を元のビット数より少ないビ
   ット数のコード信号へ変換し、上記パラメータと上記コ
   ード信号とを伝送するようにしたブロック符号化の復号
   装置において、 上記パラメータの誤りの有無を検出する手段と、 上記パラメータが誤っている復号しようとするブロック
   に隣接する複数画素の復号後のデータに対して符号化時
   と同一の演算処理を行うことによって、上記復号しよう
   とするブロックの上記パラメータを復元する手段と、 誤りが検出されないパラメータ、または復元されたパラ
   メータと、上記コード信号とから復元データを得るため
   の手段と を備えたことを特徴とするブロック符号化の復号装置。