JP3205498B2 - 連続画像の符号化方法及び復号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、変換を用いた連続
画像又は映像の符号化及び復号化に係る。かかる発明の
目的は、ビデオ像のディジタル化の際に、伝送又は記憶
すべき情報量を圧縮して符号化し、圧縮されたデータを
復号することである。 【０００２】余弦変換、フーリエ変換、アダマール変
換、ハール変換（Ｈａａｒ）又はカルーネン−ローブ変
換（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ）の如き二次元変換
によってビデオ像の符号化及び復号を行なうことは公知
である。符号化に於いては、各画像を複数の方形ブロッ
クに分割し、各ブロックを変換処理して所謂ブロックの
変換係数値の行列を算出し、これらの係数を符号化され
た形態で伝送する。復号に於いては、係数を復号し、次
にブロックの変換係数の行列を逆変換処理して該ブロッ
クの各点を示すディジタル値を復元する。実用化されて
いる変換は高速アルゴリズムが可能なもの、例えばフー
リエ変換，アダマール変換，ハール変換及び余弦変換で
ある。 【０００３】電気電子学会（ＩＥＥＥ）の論文「トラン
ザクションズ・オン・コミュニケーションズ（Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓ）」，ｖｏｌ，ＣＯＭ，３２，Ｎｏ．３，１９８４年
３月，に記載された適応型符号化方法では、多量のエネ
ルギを含む係数のブロックが、少量のエネルギを含むブ
ロックよりも多数の量子化レベルと多数のコードビット
で量子化されるように変換係数が適応的に量子化され
る。画像又は映像は、１６×１６個のブロックに分割さ
れる。各ブロックの複数の点を示すディジタル値が余弦
変換によって変換され、変換により得られた変換係数が
しきい値と比較される。このしきい値より高い係数は、
伝送レート調整デバイスから与えられパラメータの乗算
によって正規化される。 【０００４】前記の如く正規化された係数は次に量子化
され、ハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）符号によって符号化
され、伝送レート調整用バッファメモリに記憶される。
このバッファメモリは伝送すべき情報を可変クロックサ
イクルで記憶する。このクロックサイクルは画像の瞬時
エネルギに依存しており、これらの情報を一定のレート
で復元する。このバッファメモリの充填度と入力でのレ
ートとがモニタされ、これにより正規化パラメータの値
が決定される。 【０００５】変換後の情報は一定のレートでバッファメ
モリに到着し、該バッファメモリは該情報を可変レート
でハフマン復号器に復元する。次に、符号化処理での正
規化パラメータの逆数をパラメータとして用い、変換係
数を正規化する。この逆数パラメータは、バッファメモ
リの充填度をモニタするレート調整デバイスによって算
出される。次に、変換係数を符号化処理でのしきい値に
加算し、余弦変換の逆変換によって変換して、各ブロッ
クの複数の点を示すディジタル値を復元する。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】画像が動きの多い場面
を示す場合には、公知の別の方法に比較して再生画像の
品質が極めて高い。しかし乍ら、画像が動きの少ない場
面、又は完全に静止した場面を示すときには像質が極度
に低下する。後者の場合、２つの欠点が生じる。第１に
は、高周波及び中間周波の空間周波数の濾波が生じてし
きい値より低い値をもつ低エネルギの係数が除去され
る。第２に、画像の単調ゾーンでは、眼が小さい輝度差
に敏感なので該ゾーンでブロック間の境界線が見えてし
まう。 【０００７】本発明の目的は、画像が動きの少ない場面
又は完全静止場面を示すときに、連続画像中に存在する
情報の冗長度を利用することによって画像の微細な部分
をも良質に再生し得る上記の如き欠点をもたない符号化
方法及び復号化方法を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、各点が
デジタル値で表されるように画像を符号化する方法であ
って、データ量を削減するために、２種類の符号化が実
行され、その一つが先行の画像をベースとする画像間符
号化であり、他方が先行の画像から独立した画 像内符号
化であり、画像内符号化では中間及び高空間周波数に対
応する係数が低空間周波数に対応する係数に比べてより
低減されるように重み付けされて符号化され、中間及び
高空間周波数に対応する情報量は、画像間符号化画像に
対して、画像内符号化画像に対してよりも多くなるよう
に符号化される画像の符号化方法が提供される。 【０００９】更に本発明によれば、各点がデジタル値で
表されるように符号化された画像を復号化する方法であ
って、データ量を削減するために、２種類の符号化が実
行され、その一つが先行の画像をベースとする画像間符
号化であり、他方が先行の画像から独立した画像内符号
化であり、画像内符号化では中間及び高空間周波数に対
応する係数が低空間周波数に対応する係数に比べてより
低減されるように重み付けされて符号化され、中間及び
高空間周波数に対応する情報量は、画像間符号化画像に
対して、画像内符号化画像に対してよりも多くなるよう
に符号化されており、復号化は逆重み付けのステップを
含む画像の復号化方法が提供される。 【００１０】 【発明の実施の形態】添付図面に示す非限定具体例に基
づいて、本発明を更に詳細に以下に説明する。 【００１１】本発明方法の１つの具体例では、余弦変換
を使用する。１つの画像又は映像の複数の点を示す一連
のディジタル値ｆ（ｊ，ｋ）［但し、ｊ及びｋは０〜Ｎ
−１の変数であり各点を含む行及び列を夫々示す］を余
弦変換処理するために、次式を用いて変換係数を得る。 【００１２】 【数１】 但し、ｕ，ｖ＝０，１，……Ｎ−１であり、これらの値
は夫々、変換係数の行列の行及び列を示しており、 【００１３】 【数２】 ｗ＝１，２……Ｎ−１ではＣ（ｗ）＝１である。余弦逆
変換は次式で定義される。 【００１４】 【数３】 但しｕ，ｖ＝０，１……Ｎ−１。 【００１５】第１図は、前出の文献に記載された方法を
実施する符号化及び復号システムのブロック図である。
処理された画像又は映像は、飛越し走査される２つのフ
ィールドから成るモノクロビデオ像であり、各フィール
ドは各１つの独立画像として処理される。この具体例
は、余弦変換デバイス１と、しきい値減算デバイス２
と、正規化デバイス３と、量子化及び符号化デバイス４
と、第１のレート調整デバイス５と、第２のレート調整
デバイス６と、復号デバイス７と、逆正規化デバイス８
と、しきい値加算デバイス９と、余弦逆変換デバイス１
０とを含む。 【００１６】デバイス１は、各フィールドの複数の点の
輝度を示す一連の値ｆ（ｊ，ｋ）を入力端子１３から受
信し、各フィールドの各構成点の順次変換係数たる一連
の値Ｆ（ｕ，ｖ）を復元する。値Ｆ（ｕ，ｖ）はデバイ
ス２の入力に供給され、デバイス２はこの値と一定しき
い値Ｔとの差を算出する。ここで値ＦＴ（ｕ，ｖ）が以
下の如く復元される。 【００１７】 Ｆ（ｕ，ｖ）＞ＴならばＦＴ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ）−Ｔ Ｆ（ｕ，ｖ）＜ＴならばＦＴ（ｕ，ｖ）＝０ （３） このようなしきい値減算によって、殆んどの係数が値０
になる。従って量子化すべき係数の個数を制限し、その
結果として伝送すべき情報量が圧縮される。 【００１８】値ＦＴ（ｕ，ｖ）は、正規化デバイス３の
入力の１つに供給される。デバイス３の別の入力は、所
謂正規化パラメータとして値 【００１９】 【数４】 を受信する。デバイス３ の出力は、正規化された値 【００２０】 【数５】 を送出する。デバイス３が行なう上記の如き正規化によ
って、固定ビット数をその後の符号化に最大限利用でき
るように、係数値の範囲を調節することが可能である。 【００２１】各変換係数の正規化された値は、量子化及
び符号化デバイス４の入力に供給される。量子化は、浮
動小数点で表示された値を整数値に変換するだけであ
る。従って、いくつかの値、即ち０〜１の間の値が値０
で置換されるので伝送すべき有効係数の個数が減少す
る。 【００２２】１つのブロックの変換係数の行列の第１行
の第１係数に対応する係数Ｆ（０，０）は、ブロック間
の輝度差が肉眼で視認できないように特殊な方法で符号
化される。この係数は直接的に量子化され、次に９ビッ
トコードで符号化される。それ以外の非ゼロ係数につい
ては、これら係数の値と行列内のアドレスとがハフマン
符号によって符号化された値を２つの表から夫々読取る
ことによって符号化される。 【００２３】前記の如きハフマン符号によって符号化さ
れた値は可変長を有するが、分離情報を要せずに識別で
きるように選択されている。更に、最短の長さをもつ符
号化値は、変換係数の統計的調査を行なったときに最頻
出の係数又はアドレスに割当てられる。 【００２４】各係数のアドレスは、ブロック行列の行の
インテックスと列のインテックスとによって符号化され
るのでなく、ランレングス符号化（ｒｕｎ ｌｅｎｇｔ
ｈｃｏｄｉｎｇ） 方式で符号化されている。この方式
では、係数の行列は所定順序で検索されるので、同じ値
の係数を含んでいる１つのランの長さをアドレスとして
用いる。 【００２５】第２図は、ブロックの変換係数行列の左上
隅を示し、この図はまた上記ランレングス符号化のため
に係数が検討される順序を規定するジグサグ形の経路も
示している。上記順序は、係数Ｆ（ｕ，ｖ）が余弦変換
デバイス１の出力によって供給される順序でもある。上
記のような経路には、伝送されるべき情報量の減少を可
能にする値０の長いランが得られるという利点がある。 【００２６】第１のレート調整デバイス５はデバイス４
によって符号化された値を様々なレートで受取り、同様
に符号化された値を一定のレートで伝送回線１２に復元
する。デバイス５はバッファとして用いられるシフトレ
ジスタと、該レジスタの充填度合を監視し、かつデバイ
ス３に付与されるべき正規化値Ｄを決定する制御手段と
を有する。 【００２７】第２のレート調整デバイス６の入力は、符
号化された値を受取り、受取った値をバッファとして用
いられるシフトレジスタに記憶させるべく伝送回線１２
と接続されている。デバイス６の出力は復号デバイス７
の入力に接続されている。デバイス７の出力は、逆正規
化デバイス８の入力に接続されている。復号デバイス７
は復号された値を、ハフマン符号で符号化された値の様
々な長さに起因する不規則な間隔で供給する。調整デバ
イス５及び６のバッファレジスタの充填度合は、常に対
称である。デバイス６の含む制御手段は同じ値Ｄを発生
し、この値Ｄは逆正規化デバイス８の入力に与えられ
る。デバイス８は別の入力において復号デバイス７から
の値を受取り、この値にＤを乗じて変換係数の値を復元
する。 【００２８】デバイス８の出力はしきい値加算デバイス
９の入力に接続されており、デバイス９の出力は余弦逆
変換デバイス１０の入力に接続されている。デバイス１
０の出力は出力端子１１に接続されて、復号された輝度
値列を供給する。デバイス９は、符号化時にデバイス２
によって値Ｔを減算された係数の値にしきい値Ｔを加算
する。最後にデバイス１０が、各ブロックの各点の輝度
値を復元する余弦逆変換を実現する。 【００２９】本発明の符号化方法及び復号化方法は、動
きの多い場面を示す画像に関して上述したのと同様の画
像内符号化（ｉｎｔｒａ−ｐｉｃｔｕｒｅ ｃｏｄｉｎ
ｇ）を行ないつつ、動きが少ないかあるいは静止した場
面を示す画像に関し異なる画像間の符号化（ｉｎｔｅｒ
−ｐｉｃｔｕｒｅ ｃｏｄｉｎｇ）を行って得られたデ
ィジタルデータを復号し得る。 【００３０】画像の実質的な視覚情報は最も低い空間周
波数に対応し、この空間周波数は、画像の変換係数行列
が第２図に規定された経路に従ってジグザグに辿られる
際の該行列の初めの幾つかの係数に対応する。即ち、前
記初めの幾つかの係数は通常高いエネルギを有し、一方
後続する係数は低いエネルギを有する。従って、最低限
度の品質を有する復号画像を得るためには、符号化及び
復号化が変換係数行列の初めの幾つかの係数を優先的に
伝送しなければならない。 【００３１】連続画像が動きの少ない、あるいは静止し
た場面を示す場合、各画像に関する行列の初めの幾つか
の係数の値を伝送することは無意味であり、なぜなら前
記値は連続する画像同士の間でごく僅かしか変化しない
からである。これに反して、各画像の細部の精細な再生
を可能にする後続係数の値を伝送しないことは不利であ
り、前記細部は場面が僅かしか動かないかあるいは静止
している時にこそゆっくり視認される。 【００３２】即ち、本発明においては、画像が動きの多
い場面を示す場合は画像の変換係数の値を伝送し、その
際中間周波数及び高周波の中間周波数に対応する係数に
は僅かな重みを加え、一方画像が動きの少ない、あるい
は静止した場面を示す場合は画像の変換係数の、先行す
る画像に係わる変分を伝送するような方法で圧縮して得
られるデータを受信し元の画像を再生すべく複号する。 【００３３】連続画像の示す画面の動きは、連続する各
画像の対応（ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ）ブロックの変換係
数の値を比較することによって評価し得る。差の計算に
用いられる対応係数の値は、理論式（１）によって算出
される厳密な値ではなく、符号化とその後の復号とによ
って復元された値である。なぜなら復号デバイスにおい
て有効に得られるのはこの復元値だからである。 【００３４】第３図から第５図は、静止場面を示す３個
の連続する画像を順次符号化し伝送する方法を示してい
る。符号化された情報は、一定のレートで伝送される。
第３図から第５図は各々、縦座標は伝送される情報の量
を表わし、横座標は３個の画像各々の変換係数行列にお
ける係数のランク又はオーダ（ｒａｎｋ ｏｒ ｏｒｄ
ｅｒ）を表わすグラフを示す。前記オーダは、第２図に
示したジグザグ経路によって決定される。第３図から第
５図の縦座標の情報量は、画像の変換係数と先行画像の
変換係数との差の計算、重み付け、正規化及び量子化の
後のものである。 【００３５】第３図に対応する画像は該画像に先行する
画像とは大きく異なると仮定する。従ってこの画像の変
換係数の値は先行画像の変換係数の値と非常に異なる。
伝送される情報量の分布は、画像内符号化の際に伝送さ
れる情報量の分布と同等である。従って、低い方のオー
ダの係数に関して伝送される情報量は多く、係数のオー
ダが高くなるほど伝送情報量は減少する。 【００３６】きわめて高い方のオーダの係数に関して伝
送される情報の量はゼロである。なぜなら変換係数の差
の値も、低い方のオーダの係数を高い方のオーダの係数
より有利にすべく重み付けされ、次いでレータ調整デバ
イスによる制御下に正規化され、最後に量子化されるか
らである。 【００３７】第４図に対応する画像は第３図に対応する
画像に後続する画像であり、この画像は第３図対応の画
像と同じであると仮定する。従って、この第２の画像の
変換係数は、理論上は先行の画像の変換係数と全く同一
である。しかし、重み付け、正規化及び量子化の実施に
よって符号化以前の元の変換係数と、符号化した後これ
らを復号して得られる変換係数との間には誤差が生じ
る。即ち、第１の画像の符号化され、その後復号された
係数と、第２の画像の符号化されるべき係数との間に非
ゼロ差が存在する。 【００３８】第４図は、重み付け、正規化及び量子化を
施された後の上記非ゼロ差に対応する伝送すべき情報量
を示す。上記差に対応する情報量は僅かであるので、調
整デバイスは正規化デバイスを、これら差の値を増幅す
るように制御する。即ち第４図は、前記増幅の結果得ら
れる情報量を示す。この情報量は中程度のオーダ又はラ
ンクの係数に関して最大となる。なぜなら第１の画像に
おける符号化誤差は中間及び高いオーダの係数に関して
大きいからである。第２の画像における高い方のオーダ
の係数に関する差の値の符号化においてもエラーは生起
する。なぜなら高いオーダの係数は中間のオーダの係数
に比べて、重み付けの受け方において不利だからであ
る。 【００３９】第５図は、第２の画像に続く第３の画像に
対応する伝送すべき情報の量を示す。第３の画像の係数
と第２の画像の符号化され、かつその後復号された係数
との差は僅かである。なぜなら低い方並びに中間のオー
ダの係数については、第３図で説明したように、符号化
誤差が増幅され、伝送されているからである。従って、
低い方並びに中間のオーダの係数に関して伝送されるべ
き差の値は小さく、少ないビットしか必要としない。そ
こで、レート調整デバイスは正規化パラメータを加減し
て係数の差の値を更に増幅し、更に高い方のオーダの係
数の符号化誤差を伝送する。 【００４０】こうして、復号された第３の画像は低い
方、中間、並びに高い方のオーダの係数に対応する情報
を有し、即ち高精細度で復元される。この方法は、３個
あるいは４個の連続する画像が続く間に集中して実施さ
れる。ここまで、本発明による方法を、伝送レートが一
定であるという仮定の下に説明してきたが、この方法は
伝送レートが変更可能である場合にも適用される。 【００４１】第６図は、飛越し走査される２個のフィー
ルドから成る白黒テレビジョン画像の処理用の、符号化
装置の一具体例のブロック図を示す。各フィールド対
は、連続する２個の画像と見なされる。この符号化装置
は余弦変換デバイス２１と、ディジタル減算器３１と、
２個の遅延デバイス３２，３３と２つの入力並びに１つ
の出力を有するマルチプレクサ２２と、重み付けデバイ
ス２３と、正規化デバイス２４と、量子化デバイス２５
と、符号化デバイス２６と、レート調整デバイス２７
と、制御手段２９と、フィールド間復号手段３０とを含
む。 【００４２】余弦変換デバイス２１の入力は、符号化装
置の入力端子２０と接続されて、画像点を表わすディジ
タル値列を受取る。デバイス２１の出力は、減算器３１
の第１の入力並びに遅延デバイス３３の入力に接続され
ている。手段３０の出力が減算器３１の第２の入力に接
続されており、減算器３１の出力はデバイス３２の入力
並びに手段２９の入力に接続されている。 【００４３】重み付けデバイス２３の入力はマルチプレ
クサ２２の出力と、また該デバイス２３の出力は正規化
デバイス２４の入力に接続されている。デバイス２４の
出力は、量子化テバイス２５の入力に接続されている。
デバイス２５の出力は、符号化デバイス２６の入力並び
に手段３０の第１の入力に接続されている。デバイス２
６の出力は、レート調整デバイス２７の入力に接続され
ている。デバイス２７の第１の出力は、符号化装置の出
力端子２８に接続されており、また第２の出力は一方で
は正規化デバイス２４の制御入力に、他方では手段３０
の第２の入力に接続されている。手段２９の出力は、マ
ルチプレクサ２２の制御入力、符号化デバイス２６の制
御入力、並びに手段３０の第３の入力に接続されてい
る。 【００４４】制御手段２９は、２個の比較器４０，４２
並びに論理回路４１を有する。手段２９の入力は、比較
器４０及び４２各々の第１の入力に接続されている。比
較器４０及び４２各々の第２の入力は、しきい値＋Ｓ及
びしきい値−Ｓをそれぞれ受取る。比較器４０及び４２
各々の出力は、論理回路４１の入力にそれぞれ接続され
ている。回路４１はブロック処理周波数の信号Ｆ_Ｂを受
信するクロック入力を有し、該回路４１の出力は手段２
９の出力を構成する。 【００４５】フィールド間復号手段３０は、処理される
ブロックの対応ブロックの変換係数を記憶するメモリ４
６と、２つの入力並びに１つの出力を有するマルチプレ
クサ４７と、加算器４８と、逆重み付けデバイス４９
と、逆正規化デバイス５０とを含む。復号手段３０の第
１、第２及び第３の入力はそれぞれ、デバイス５０の第
１及び第２の入力並びにマルチプレクサ４７の制御入力
に接続されている。デバイス５０の出力はデバイス４９
の入力接続されている。デバイス４９の出力は、マルチ
プレクサ４７の第１の入力並びに加算器４８の第１の入
力に接続されている。 【００４６】加算器４８の第２の入力は手段３０の出力
を構成するメモリ４６の出力と接続されており、また該
加算器４８の出力はマルチプレクサ４７の第２の入力に
接続されている。マルチプレクサ４７の出力は、メモリ
４６のデータ入力に接続されている。メモリ４６は点解
析周波数のクロック信号で制御されるシフトレジスタに
よって構成し得、前記周波数は各変換係数の処理周波数
に対応する。上記レジスタの段数は画像のフィールド当
たりの点の数に等しく、この点の数はデバイス３２のも
たらす遅延を考慮すれば１０点より少ない。 【００４７】余弦変換デバイス２１は各画像を１６×１
６個の点の複数個のブロックに分割することを可能に
し、また各ブロックに関して変換係数行列を先に述べた
余弦変換によって計算する。各ブロックの係数の値は、
第２図に規定された順序でデバイス３３に連続的に供給
され、また該値は各係数と先行のフレームの対応ブロッ
クの対応係数との差を計算する減算器３１の第１の入力
にも付与され、その際前記対応係数の値は、復号手段３
０によって減算器３１の第２の入力に供給される。減算
器３１の出力によって供給される差の値はデバイス３２
によって遅延され、次いでマルチプレクサ２２の第２の
入力に与えられる。マルチプレクサ２２は、もしブロッ
クが動きの少ない、あるいは静止した場面を示す場合は
上記値を転送し、一方そうでない場合はデバイス３３に
よって供給された係数の値を転送する。 【００４８】マルチプレクサ２２は、制御手段２９の出
力によって供給される論理信号によって制御される。手
段２９の入力は減算器３１によって計算された差を受取
り、この差は一方ではしきい値＋Ｓと、また他方ではし
きい値−Ｓと比較器４０及び４２によって比較される。
しきい値＋Ｓは正の差に、しきい値−Ｓは負の差に対応
する。２個の対応係数同士の差の値の絶対値がしきい値
を上回ると、比較器４０あるいは４２が回路４１に論理
信号を送り、回路４１は、もしブロックの初めの１０個
の係数の少なくとも１個に関する差がしきい値を上回る
場合は、フィールド内符号化に対応する論理信号をブロ
ックの符号化の期間中供給し続ける。符号化の種類を入
念に選択するには各ブロックの初めの１０個の係数を検
討する必要がある。そのために、デバイス２１及び減算
器３１の供給する値を１０個の係数に対応する、即ち画
像の１０個の点に対応する時間によって遅延する遅延デ
バイス３３，３２が設置されている。 【００４９】遅延デバイス３３，３２は各々、画像点解
析のクロック周期を有するクロック信号で制御される１
０段シフトレジスタによって構成し得る。論理回路４１
は、当業者により何らの発明的活動を要せずに形成し得
る順序回路である。余弦変換は画像の符号化に広く用い
られているので、これは余弦変換デバイス２１にも利用
し得る。 【００５０】重み付けデバイス２３は、いずれの種類の
符号化が実施されるにせよ同じ重みを加える。この重み
付けは、デバイス２３の入力に与えられた値にｅｘｐ−
（ｕ^２＋ｖ^２）／１５^２に等しい係数を乗ずることから
成るが、ｕ及びｖはそれぞれ、変換係数行列中の符号化
される係数の行インデックス及び列インデックスであ
る。インデックスｕ及びｖが増大すると、係数に加えら
れる重みは減少する。 【００５１】従って、インデックスの大きい係数、即ち
高い空間周波数に対応する係数にはゼロに近い値が乗ぜ
られる。インデックスｕ及びｖの値は図示されない同期
化及び制御手段によって決定され、該手段の構成は当業
者には容易である。 【００５２】正規化デバイス２４はその入力に与えられ
た値に、レート調整デバイス２７によって供給される可
変係数を乗ずる。量子化デバイス２５はその入力に与え
られた値を浮動少数点で整数値に変換する。符号化デバ
イス２６は２個のハフマン符号によって、該デバイス２
６の入力に与えられた係数あるいは係数差の値及び番地
を符号化する。番地の符号化とはランレングス符号化の
ことであり、係数は第２図に示した順序で処理される。
この符号化は、高いオーダの多数の係数が値０を有し、
有効な長さを有するラン中に分配されるという事実を利
用して伝送されるべき情報量を大幅に圧縮することを可
能にする。デバイス２６は符号化された情報の列の中
に、手段２９の出力の供給する論理信号の作用下に符号
化の種類が変わったことを指示する符号語を挿入する。 【００５３】レート調整デバイス２７は、バッファメモ
リとして用いられるシフトレジスタと、このシフトレジ
スタの充填度合を監視し、かつ正規化パラメータの値を
前記充填度合に従って、例えば読出し専用メモリに記憶
されたテーブルにより計算する制御手段とを含む。復号
手段３０は、符号化され、その後復号されて一つのフィ
ールドに対応する時間だけ記憶されていた変換係数列の
復元を可能にする。復号手段３０は、復号されるべき値
の列を標本化すべく量子化デバイス２５の出力と接続さ
れている。 【００５４】上記値の列は逆正規化デバイス５０に与え
られ、このデバイス５０はデバイス２７によって供給さ
れる正規化パラメータの値を受取る。デバイス５０は例
えば読出し専用メモリに記憶されたテーブルを用いて、
復号されるべき値に正規化パラメータの逆数を乗ずる。
デバイス５０は値の列を逆重み付けデバイス４９に与
え、デバイス４９は各値にｅｘｐ−（ｕ^２＋ｖ^２）／１
５^２に等しい重みを乗ずる。 【００５５】もし実施される符号化がフィールド内符号
化である場合は、マルチプレクサ４７は制御手段２９に
制御されて、逆重み付けデバイス４９によって供給され
る値の列を転送する。もし符号化されるブロックがフィ
ールド間符号化を施される場合には、マルチプレクサ４
７は加算器４８によって提供される値の列を転送し、前
記加算器４８はデバイス４９によって供給される差の値
に先行のフィールドの対応ブロックの対応係数の値を加
えることによって係数の値を復元する。 【００５６】マルチプレクサ４７の出力によって供給さ
れる復号された係数の値は、メモリ４６に一つのフィー
ルド１０を下回る個数の点の処理にかかるのに等しい時
間だけ記憶される。メモリ４６によって復元される値
は、係数差の値を減算器３１で計算することに、及び前
記と同じ係数差の値を加算器４８で同時に復号すること
に用いられる。 【００５７】第７図は、上述の符号化装置によって供給
される符号化された値の復号を可能にする、本発明方法
を実施する復号装置の一具体例のブロック線図を示す。
この復号装置は、レート調整デバイス５２と、復号デバ
イス５３と、逆正規化デバイス５４と、逆重み付けデバ
イス５５と、２つの入力並びに１つの出力を有するマル
チプレクサ５６と、余弦逆変換デバイス５７と、フィー
ルド間復号デバイス６２とを含む。 【００５８】レート調整デバイス５２の入力は、符号化
された値を受取る入力端子５１と接続されている。デバ
イス５２の第１の出力は復号デバイス５３の入力に、ま
た第２の出力は逆正規化デバイス５４の制御入力に接続
されている。復号デバイス５３の出力は、デバイス５４
の入力に接続されている。逆正規化デバイス５４の出力
は、逆重み付けデバイス５５の入力に接続されている。
デバイス５５の出力は、マルチプレクサ５６の第１の入
力並びに手段６２の第１の入力に接続されている。手段
６２の出力は、マルチプレクサ５６の第２の入力に接続
されている。マルチプレクサ５６の出力は、手段６２の
第２の入力並びにデバイス５７の入力に接続されてい
る。デバイス５７の出力は、本発明方法を実施する復号
装置の出力端子５８に接続されている。 【００５９】フィールド間復号手段６２は、復号される
ブロックに対応する先行画像のブロックの係数を記憶す
るメモリ６１を有する。手段６２の第１の入力は加算器
６０の第１の入力に接続されている。手段６２の第２の
入力は、メモリ６１のデータ入力に接続されている。メ
モリ６１の出力は加算器６０の第２の入力に接続されて
いる。加算器６０の出力は手段６２の出力に接続されて
いる。 【００６０】レート調整デバイス５２は入力端子５１に
よって、一定のクロック周期を有する２進値列を受取る
が、可変クロック周期で符号化された係数の値を転送す
る。復号デバイス５３は、フィールドの解析及び復元の
ためのクロック周期に対応する一定のクロック周期で係
数あるいは係数差を復元しなければならない。そこで、
調整デバイス５２はシフトレジスタから成るバッファメ
モリを有し、このメモリに、入力端子５１によって受取
られた２進値が一定のクロック周期で入力される。上記
２進値は、ランレングス符号化によって符号化された番
地を検算することによって符号化に用いられるハフマン
符号のテーブルに従って、復号デバイス５３により様々
なクロック周期で復号される。デバイス５２のバッファ
メモリの充填度合は、符号化用のレート調整デバイス２
７のバッファメモリの充填に対して厳密に対称的であ
る。 【００６１】デバイス５２は上記メモリの充填度を監視
する制御手段を有し、この手段は符号化装置におけるの
と同じ正規化パラメータを決定する。この正規化パラメ
ータは逆正規化デバイス５４に付与され、該デバイス５
４はその入力に与えられる各値に前記正規化パラメータ
の逆数値を乗ずる。デバイス５４はデバイス５０と同等
であり得、値のテーブルを記憶する読出し専用メモリに
よって構成し得る。逆重み付けデバイス５５は、その入
力に連続的に与えられる値の各々に、ｅｘｐ（ｕ^２＋ｖ
^２）／１５^２に等しい重みを乗ずる。インデックスｕ及
びｖの値は、図示されない同期化及び制御手段によって
決定され、該手段は当業者により容易に構成される。 【００６２】マルチプレクサ５６はその第１の入力に、
デバイス５５の出力によって直接提供される値を受取
り、またその第２の入力には手段６２によって復号され
た値を受取る。手段６２は係数差の値に、加算器６０を
用いて先行画像の対応ブロックの対応係数の値を加算す
ることによって復号する。復号デバイス５３は、符号化
された情報の列中に挿入されて符号化の形式の変化を指
示する２進語を検出し、マルチプレクサ５６に制御信号
を送る。マルチプレクサ５６は、フィールド内符号化が
行なわれる時にデバイス５５の出力によって供給された
値を転送し、フィールド間符号化が行なわれる時に手段
６２の出力によって供給された値を転送する。従ってマ
ルチプレクサ５６の出力は、復号された係数値の列を余
弦逆変換デバイス５７に供給し、デバイス５７は輝度値
の列を、該値が解析された順序で復元する。 【００６３】本発明は、ここに説明した具体例に限定さ
れるものではなく、特に各ブロックの動きの程度を検出
する制御手段２９の構成、並びに変換の形式の選択に関
する多数の変形例が本発明の範囲内に存することは、当
業者には容易に理解されよう。 【００６４】カラーテレビジョン画像の符号化及び復号
は、１個の輝度信号並びに２個の色差信号に対応する３
つのデジタル値列の並列処理によって実施し得る。 【００６５】本発明は、特にテレビジョン画像を比較的
小さいレートで伝送あるいは記憶することに適用され
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本文中に述べた公知方法を実現する符号化及び
復号システムの一具体例のブロック線図である。 【図２】本発明の方法により復号される画像データの符
号化方法を説明するグラフである。 【図３】本発明の方法により復号される画像データの符
号化方法を説明するグラフである。 【図４】本発明の方法により復号される画像データの符
号化方法を説明するグラフである。 【図５】本発明の方法により復号される画像データの符
号化方法を説明するグラフである。 【図６】本発明の符号化装置の一具体例のブロック線図
である。 【図７】本発明方法を実施する復号装置の一具体例のブ
ロック線図である。 【符号の説明】 １、２１ 余弦変換デバイス ２ しきい値減算デバイス ３、２４ 正規化デバイス ４ 量子化及び符号化デバイス ５、６、２７、５２ レート調整デバイス ７、５３ 復号デバイス ８、５０、５４ 正規化デバイス ９ しきい値加算デバイス １０、５７ 余弦逆変換デバイス １１、２８、５８ 出力端子 １２ 伝送回路、 １３、２０、５１ 入力端子 ２２、４７、５６ マルチプレクサ ２３ 重み付けデバイス ２５ 量子化デバイス ２６ 符号化デバイス、 ２９ 制御手段 ３０、６２ フィールド間復号手段 ３１ ディジタル減算器、 ３２、３３ 遅延デバイス ４０、４２ 比較器 ４１ 論理回路 ４６、６１ メモリ、 ４８、６０ 加算器 ４９、５５ 逆重み付けデバイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−152386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−88476（ＪＰ，Ａ) ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩ ＮＧ 19［３］（1986．６）ＰＰ．306 −311 ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ Ｓ，ＶＯＬ．ＣＯＭ−32［３］（1984. ３）Ｐ．225−232

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．画像の点が対応するデジタル値で表されるように連
   続画像を符号化する方法であって、各画像は画像の点のブロックにさらに分割され、各ブロ
   ックに対して双方向余弦変換を実施し、それによってブ
   ロックの変換係数を供給し、 ブロックの画像の内容を表すため要求される データ量を
   削減するために、２種類の符号化が実行され、一方が先
   行の画像の対応するブロックをベースとする画像間符号
   化であり、他方が先行の画像のブロックから独立した画
   像内符号化であり、出力データのレートを調整するために、係数について正
   規化および量子化のステップが実行され、 量子化の前に、ブロック内の 中間及び高空間周波数に対
   応する係数がブロック内の低空間周波数に対応する係数
   に比べて大きさが低減されるように重み付けされ、それ
   によって結果としての中間及び高空間周波数に対応する
   情報量は、動きの多い場面よりも動きの少ない場面また
   は静止した場面に対して、より多くなる画像の符号化方
   法。 ２．画像内符号化が動きの多い場面に使用される請求項
   １に記載の方法。 ３．画像間符号化が動きの少ない場面または静止した場
   面に使用される請求項１又は２に記載の方法。 ４．画像の点が対応するデジタル値で表されるように符
   号化された画像を復号化する方法であって、各画像は画像の点のブロックにさらに分割され、各ブロ
   ックに対して符号化において双方向余弦変換を実施し、
   それによってブロックの変換係数を供給し、 ブロックの画像の内容を表すため要求される データ量を
   削減するために、２種類の符号化が実行され、一方が先
   行の画像の対応するブロックをベースとする画像間符号
   化であり、他方が先行の画像のブロックから独立した画
   像内符号化であり、出力データのレートを調整するために、係数について正
   規化および量子化のス テップが実行され、 量子化の前に、ブロック内の 中間及び高空間周波数に対
   応する係数がブロック内の低空間周波数に対応する係数
   に比べて大きさが低減されるように重み付けされ、それ
   によって結果としての中間及び高空間周波数に対応する
   情報量は、動きの多い場面よりも動きの少ない場面また
   は静止した場面に対して、より多くなり、 復号化は、符号化された情報の列中に挿入されて符号化
   の形式の変化を指示する２進語を検出するステップと、 重み付の代わりに逆重み付けを使用して、対応する種類
   の復号化を実行する ステップを含む画像の復号化方法。 ５．画像内符号化が動きの多い場面に使用される請求項
   ４に記載の方法。 ６．画像間符号化が動きの少ない場面または静止した場
   面に使用される請求項４又は５に記載の方法。