JP2780864B2 - 画像処理システム - Google Patents
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Description
し、送信回路が画像のセグメントまたはブロックの画像
成分に関連した信号のブロックを生成する手段と、1組
の実質的な非相関コード化係数に信号のブロックをそれ
ぞれ変換する変換回路と、圧縮された可変ビットコード
中のコード係数をそれぞれエンコードする係数エンコー
ダとを含み、受信回路がこのようにして得られた圧縮さ
れたコード係数から画像ブロックを再構成することがで
きる画像処理システムに関する。
Chen氏他による文献(“Adaptive Coding of Mono
chrome and Color Images",IEEEE transactions o
n communications発行,Vol.1,COM−25,No11,1977年11
月,1285乃至1292頁)からすでに技術的に知られてい
る。
はディスクリートな余弦変換を行い、それによって画像
ブロックの周波数内容の関数であるコード化された係数
のマトリクスを画像成分の各ブロックに提供する。使用
される係数エンコーダは、高周波係数が統計的に低い変
化を有するか、或はその反対であるかの状態に応じて、
画像ブロックの低周波数内容を表すエンコード係数より
も高周波数内容を表すエンコード係数に対して少ないビ
ットを使用するいわゆる領域エンコーダである。
信機に圧縮コード係数を送信したときに発生したエラー
に対して比較的低い感応性を有している。しかしなが
ら、受信機中の再構成された画像の予め定められた品質
に達するために、係数をコード化するためにエントロピ
ィコードが使用された場合、すなわちこれらの係数の発
生する確率の関数であるビット数を持つ圧縮コードが使
用された場合に要求されるものより大きいビット数を有
する圧縮コードの使用が要求される。事実、エントロピ
ィエンコードは最大圧縮によるコードを使用を可能にす
ることが技術的に良く知られている。しかしながら、そ
れはコードエラーに対して非常に敏感であるという欠点
を有する。
た画像品質に達するための領域コード化より高い圧縮を
係数エンコーダに行わせることのできる画像処理システ
ムを提供することである。
ンコーダによって生成された各圧縮されたコード係数に
ついてのエラー値を決定するエラー決定回路と、可変ビ
ットコードにしたがってエラー値をエンコードするエラ
ーエンコーダとを含み、受信回路は対応したエラー値に
よって圧縮されたビット係数をそれぞれ補正することが
できるようにすることによって実現される。
対応したコードエラー値によって補正されるため、結果
的に圧縮コード係数はそれが高品質の係数エンコーダ、
すなわち小さい圧縮を行う係数エンコーダによって提供
されたものと同様に正確である。別の表現をすると、上
記の過程を進むことによって予め定められた画像品質に
達するために係数エンコーダはエラー決定回路を使用し
ない場合よりも高い圧縮を行うことができる。
ー値がエラー値の発生する確率の関数であるビット数を
持つ圧縮されたコードによってコード化されるエントロ
ピィエンコーダである。
ーエンコーダの使用によって加算されるビット数は最小
に制限される。他方、エントロピィエンコーダの良く知
られた故障への感応性の悪影響は、故障がエラー値自身
に対してのみ影響するためここでは制限される。さら
に、このような故障は受信機において再構成された画像
の観察者に対する品質に悪影響を及ぼさないことが認め
られている。
の図面により以下説明される実施例を参照することによ
り理解されるであろう。
ションがアクセスし、情報がセルまたはパケットの形態
で非同期的に送信されるスイッチング回路網を含む非同
期伝送モード(ATM)システムの一部を形成する。示さ
れた送信回路TXおよび受信回路RXは2つの異なる加入者
ステーションの一部を形成する。
V1、2つの制御入力TZQおよびTEQ、並びに出力TXD3を有
し、ラインブロック回路LTB、ディスクリート余弦変換
回路DCT、領域エンコーダ回路QZ、エントロピィエンコ
ーダ回路QE、エネルギ測定回路E、逆領域エンコーダ回
路TIQZ、ビット割当てマップ回路TBM、減算回路S、遅
延回路D、マルチプレクサ回路MUXおよびパケット化回
路ERCTを含んでいる。これらの回路は全て示されている
ように相互接続されており、それらは技術的に良く知ら
れているので詳細に示されていない。これらの回路のい
くつかは上記の文献およびShri K.Goyal氏他による文
献(“Entropy Coded Differential Pulse−Code M
odulation Systems for Television",IEEE transac
ions on communications,1975年7月,660乃至666頁)
において示され説明されている。
って構成されたビデオ信号を供給される入力V1を有し、
27メガワード/秒の速度を持つ。この信号は、画像また
は映像成分(画素)のルミナンスおよびクロミナンスア
ナログサンプルのデジタル値をそれぞれ表す多重化され
たルミナンスおよびクロミナンス8ビットデータワード
流によって構成される。このデータワード流の連続した
データワードは各画像の連続したラインの連続した画素
に関連している。
類似しているので、以降ルミナンスデータワードの処理
だけを詳細に検討する。
ナンス入力データワードは、画像のセグメントまたはブ
ロックの8×8画素に関連したルミナンスデータワード
をそれぞれ含むブロックまたはグループで構成される。
良く知られているように、このようなブロックのデータ
ワードは互いに関連される。
ィスクリート余弦変換回路DCTに与えられ、そこで画像
ブロックの周波数内容を表す8×8非相関12ビット直線
コード係数のマトリスクに変換される。マトリクス中の
係数の位置は、周波数が増大すると左から右におよび上
から下にシフトする。特に、このようなブロックの左上
の係数は画像ブロックのDCルミナンスレベルまたは輝度
の関数である。長い時間間隔に関して考慮すると、この
ようにして得られた係数の変化は左上の係数に対して最
も大きく、周波数が増大すると減少する。すなわち、各
ブロックにおいて左から右におよび上から下にシフトす
るにしたがって減少する。
関12ビット直線コード係数は領域エンコーダQZに並列
に、遅延回路Dを介して減算器Sの入力に、およびエネ
ルギ測定回路Eを介してビット割当てマップ回路TBMの
入力TCに与えられる。ビット割当てマップ回路TBMは、
コード係数の変化の関数であり、8つの品質レベルの4
クラスに細分割される32ビットマップを蓄積する。各ビ
ットマップは3ビットにより構成され、したがって8つ
の可能な値を限定する。このような値はそれぞれ0乃至
7ビットの圧縮コードを示し、エンコーダQZに与えられ
る12ビット直線コード係数はエンコードされなければな
らない。
ド係数から各画像ブロックのエネルギ内容(画像アクテ
ィビティレベルに関連した)を測定し、したがってTBM
においてビットマップの4つの可能なクラスの1つの選
択を行う2ビットクラス制御信号TCを供給する。各クラ
ス中の8ビットマップの1つの選択は、同じ名称の入力
端子TZQに供給される3ビット品質制御信号TZQの制御の
下に行われる。
ギの減少または増加並びに品質レベルの減少または増加
と共に減少または増加することに留意すべきである。
線コード係数をTBMによって与えられる制御値によって
示された圧縮0ビット乃至7ビットコードにエンコード
する。これはエンコーダが変化、アクティビティおよび
品質レベルの関数で12ビットコード係数を圧縮し、圧縮
が低変化、低アクティビティおよび低品質に対して高い
ことを意味する。
エンコーダQZの出力における0ビット乃至7ビット係数
がこのエンコーダの入力で12ビット係数と比較された場
合に大/小の残留エラー値を有するという結果をもたら
す。このエラー値は、遅延回路D、逆エンコーダTIQZお
よび減算器Sを含む測定回路において測定される。特
に、エンコーダQZによって与えられた係数は、TBMの出
力によって制御される逆エンコーダTIQZの入力に供給さ
れる。TIQZの出力信号および遅延回路Dにより与えられ
た遅延を介して供給されるDCTの出力信号は減算器Sの
各入力に供給される。このようにして、QZにより与えら
れた0ビット乃至7ビット圧縮コード係数は12ビット直
線コード係数に変換され、後者は減算器S中のDCTによ
って与えられる遅延された元の12ビット直線コード係数
から減算され、したがって減算器Sは12ビット直線コー
ド係数エラーを出力する。
名称の入力TEQに供給される3ビット品質制御信号TEQに
よって限定される要求品質に応じて0ビット乃至15ビッ
トの圧縮コードにこれらの直線コードをそれぞれエンコ
ードするエントロピィエンコーダQEに供給される。それ
によってエントロピィエンコーダQEは予め定められた統
計曲線にしたがって小さい発生確率を持つコードに少ビ
ットを、また大さい発生確率を持つコードに多くのビッ
トを割当てる。さらにエントロピィエンコーダQEは、ゼ
ロの数を示すコードにより圧縮コード中の連続したゼロ
を置換することによってラン長コード化を行う。
ピィ圧縮コードエラーデータ流TXD2および上記の制御信
号TC,TZQおよびTEQはマルチプレクサMUXにおいて多重化
される。このようにして得られたデータ流は、同期コー
ド、エラー補正コードおよびパケットシーケンスコード
を挿入する回路ERCTにおいてパケット化される。その後
パケット化されたデータは出力TXD3を介して上記のATM
スイッチング回路網に送信される。
ー補正および検出回路ERCD、デマルチプレクサDEMUX、
受信機ビット割当てマップ回路RBM、逆領域エンコーダR
IQZ、逆エントロピィエンコーダIQE、逆ディスクリート
余弦変換回路IDCT、ブロックライン変換器BTLおよび加
算回路Aを含む。これらの回路は全て示されているよう
に相互接続されているが、それらは技術的に良く知られ
ているため詳細に表さない。
は受信機RXの入力RXD3、詳しく言えばエラー補正および
検出回路ERCDの入力で受信されると考えられる。ERCDの
出力で得られた補正されたデータ流は、TDX1に対応した
圧縮されたコード係数データ流RXD1、TDX2に対応した圧
縮されたコードエラーデータ流RXD2、並びにTC,TZQおよ
びZEQに対応した制御信号RC,RZQおよびREQをその出力に
それぞれ出力するデマルチプレクサ回路DEMUXにおいて
分離される。
た受信機ビット割当てマップ回路RBMに供給される。そ
の結果、32の3ビット割当てマップの1つが選択され、
そこに蓄積された3ビット値が逆領域エンコーダRIQZの
制御入力に、また係数データ流RXD1がRIQZの信号入力に
供給される。このデータ流の0ビット乃至7ビット係数
コードは12ビット係数コードに逆にエンコードされ。こ
れらは加算回路Aの1つの入力に供給される。
タ流RXD2は逆エンコーダIQEにおいてデコードされる。
その出力において逆エンコーダIQEは12ビット直線エラ
ーコードを出力し、加算回路Aの第2の入力にそれらを
供給する。このようにして、加算回路Aは送信エラーが
なく、最高品質が選択される限り元の画像ブロック係数
を再構成する。その後、これらの係数は回路IDCT中の逆
ディスクリート余弦変換にしたがって逆変換される。そ
こから変換された係数は、これらの係数から元の入力信
号を再構成し、その出力V2でそれを検出するブロックラ
イン変換器BTLに供給される。
明されているが、この説明は単なる例に過ぎず、本発明
の技術的範囲を制限するものではないことは明らかに理
解されるであろう。
の概略図である。 第2図はこのシステムの受信回路RXの概略図である。
Claims (13)
- 【請求項1】少なくとも送信回路および受信回路を具備
し、送信回路が画像のセグメントまたはブロックの画像
成分に関連した信号のブロックを生成する手段と、1組
の実質的な非相関コード化係数に信号の前記ブロックを
それぞれ変換する変換回路と、圧縮された可変ビットコ
ード中の前記コード係数をそれぞれエンコードする係数
エンコーダとを含み、受信回路がこのようにして得られ
た圧縮されたコード係数から画像ブロックを再構成する
ことができる画像処理システムにおいて、 前記送信回路はさらに前記係数エンコーダによって生成
された前記各圧縮されたコード係数についてのエラー値
を決定するエラー決定回路と、可変ビットコードにした
がって前記エラー値をエンコードするエラーエンコーダ
とを含み、 前記受信回路は対応したエラー値によって前記圧縮され
た各コード係数を補正することができることを特徴とす
る画像処理システム。 - 【請求項2】前記エラーエンコーダは、各エラー値がビ
ット数がエラー値の発生する確率の関数である圧縮され
たコードによってエンコードされるエントロピィエンコ
ーダであることを特徴とする請求項1記載の画像処理シ
ステム。 - 【請求項3】前記エントロピィエンコーダは、ゼロの数
を示すコードによって前記圧縮されたコード中の一連の
ゼロを変換することができることを特徴とする請求項2
記載の画像処理システム。 - 【請求項4】前記エラー決定回路は前記変換回路の出力
が遅延回路を介して結合される第1の入力と、前記係数
エンコーダの出力が逆エンコーダを通って結合される第
2の入力と、前記エラーエンコーダの入力に結合される
出力とを有する減算回路を含むことを特徴とする請求項
1記載の画像処理システム。 - 【請求項5】前記係数エンコーダは、前記変換回路によ
って与えられた前記コード係数がそれぞれ圧縮コードに
変換され、圧縮は係数の変化の関数である領域エンコー
ダであることを特徴とする請求項1記載の画像処理シス
テム。 - 【請求項6】前記圧縮コードはまた前記画像ブロックの
エネルギ内容または画像アクティビティの関数であるこ
とを特徴とする請求項5記載の画像処理システム。 - 【請求項7】前記圧縮コードはまた第1の品質選択バラ
メータの関数であることを特徴とする請求項4記載の画
像処理システム。 - 【請求項8】前記変換回路はディスクリートな余一変換
を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理システ
ム。 - 【請求項9】前記送信回路はまた前記係数エンコーダの
制御入力に結合され、コード係数の変化の関数である一
連のビットマップを蓄積するビットマップ回路を含み、
前記ビットマップはそれぞれ前記係数エンコーダがコー
ド圧縮を行なわなければならない値により構成され、前
記変換回路の出力は前記第1の品質選択パラメータによ
って制御される第2のマップ選択入力を有する前記ビッ
トマップ回路の第1のマップ選択入力にエネルギ測定回
路を通って結合されることを特徴とする請求項5、6お
よび7記載の画像処理システム。 - 【請求項10】前記ビットマップ回路の出力はまた前記
係数エンコーダの出力が供給される逆エンコーダを制御
することを特徴とする請求項9記載の画像処理システ
ム。 - 【請求項11】前記エラーエンコーダはまたエラーエン
コーダ特性を限定する第2の品質選択パラメータによっ
て制御されることを特徴とする請求項1記載の画像処理
システム。 - 【請求項12】前記係数エンコーダの出力、前記エラー
エンコーダの出力、前記エネルギ測定回路の出力、並び
に前記第1および第2の品質選択信号はマルチプレクサ
回路を通ってパケット化回路に供給され、前記パケット
化回路はこのようにしてパケット化された情報をパケッ
トスイッチング回路網に伝送することを特徴とする請求
項1記載の画像処理システム。 - 【請求項13】前記受信回路は、直線コード係数および
エラーに変換するために前記パケット情報手段から前記
圧縮コード係数および前記圧縮コードエラーを得る手段
と、補正された係数を得るために対応した係数に各エラ
ーを加算する手段と、このようにして補正された係数か
ら画像を導出する手段とを含んでいることを特徴とする
請求項12記載の画像処理システム。
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