JP3271095B2

JP3271095B2 - ディジタル画像信号の高能率符号化装置および復号装置

Info

Publication number: JP3271095B2
Application number: JP20191393A
Authority: JP
Inventors: 哲二郎近藤; 秀雄中屋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-07-22
Publication date: 2002-04-02
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JPH0795563A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタル画像
信号を伝送する時に、伝送データ量を減少させるための
高能率符号化装置、特に、サブサンプリングにより伝送
画素数を減少させる高能率符号化装置および復号装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル画像信号は、ディジタルオー
ディオ信号と比較してデータ量が多いので、伝送データ
量を減少させるための種々の高能率符号化装置が提案さ
れている。その一つは、画像を２次元空間内、あるいは
時間をも含めた時空間でのサブサンプリングによって画
素を間引き、伝送画素数を減少するものである。時空間
でのサブサンプリングの具体的なものとしては、高精細
度テレビジョン方式として日本放送協会が提案してい
る、ＭＵＳＥ方式における多重サブナイキストサンプリ
ングエンコーディング方式が知られている。

【０００３】送信側でサブサンプリングを行った場合で
は、受信側で非伝送画素のデータを補間する必要があ
る。この補間の方法としては、従来では、固定タップ、
固定係数の補間フィルタを使用するのが普通であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】補間フィルタにより非
伝送画素を補間する処理は、ある種の画像に対して有効
であっても、動きのある画像や静止画像等の多種多様な
種類の画像に関して、全体的に補間処理が効果的に発揮
されるとはと限らない。その結果として、伝送画素およ
び補間画素で構成される復元画像中に、「ぼけ」、動き
の不自然さである「ジャーキネス」等が発生し、復元画
像の画質が劣化する問題があった。

【０００５】また、伝送画素を圧縮しない時には、この
伝送画素のデータ量によって圧縮効果が不充分な問題が
あった。さらに、本願出願人の提案に係わる特開昭６３
−４８０８８号公報には、サブサンプリングで間引かれ
た画素を予め決定されている係数と周辺画素の値の線形
１次結合で補間することが開示されている。ここでは、
係数が学習によって予め求められているので、入力画像
データに対する適応が充分と言えない問題があった。

【０００６】従って、この発明の目的は、圧縮効率を向
上でき、また、補間フィルタで間引き画素を補間するの
と比較して、伝送画像の内容に適応した補間によって、
良好な復元画像を提供することが可能で、さらに、入力
画像に適応した係数を生成することができる高能率符号
化装置および復号装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の高能率符号化
装置は、入力ディジタル画像信号を所定数のフレーム単
位でデータ量を減少する高能率符号化装置において、入
力ディジタル画像信号をサブサンプリングすることによ
って伝送画素の数を減少し、伝送画素データを生成する
伝送画素データ生成手段と、間引かれる画素の周辺の複
数の伝送画素の値の分布に応じたクラスを形成するため
のクラス分け手段と、伝送画素データと補間すべき画素
データとから、復号出力に基づいて入力ディジタル画像
信号を予測するための演算式で用いられる、所定数のフ
レームのディジタル画像信号に対応する係数を、所定数
のフレームおよびクラス毎に決定する演算手段と、伝送
画素データと、所定数のフレームに対応する係数とを伝
送するための手段とを備えることを特徴とする高能率符
号化装置である。

【０００８】また、この発明は、間引かれる画素の周辺
の複数の伝送画素の値の分布に応じたクラスを形成し、
このクラス毎に線形１次結合モデルの係数を最小二乗法
により計算するものである。

【０００９】

【作用】送信側において、伝送画素に関して圧縮符号化
を行うことで、伝送データ量をより少なくできる。ま
た、サブサンプリングの時に、例えば１フレームの画像
に対して最適な係数を決定し、この係数を伝送する。受
信側では、係数と伝送画素データとを用いた線形１次結
合によって、非伝送画素データを補間する。その結果、
補間の精度が向上し、良好な復元画像が作成できる。間
引かれる画素の周辺の複数の伝送画素の値に応じてクラ
ス分けを行ない、クラス毎に係数を決定することによっ
て、精度がより高い補間を行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明による高能率符号化装置につ
いて説明する。この発明の理解を容易とするために、ま
ず、サブサンプリングと非伝送画素を補間するための係
数の生成について、図１および図２を参照しながら説明
する。

【００１１】図１は、この発明を適用できるサブサンプ
リングの一例を示すものである。Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２は、
時間的に連続する３フレームを示す。各フレームでは、
五の目格子パターンのサブサンプリングがなされ、画素
数が１／２に間引かれる（図１では、伝送画素の位置が
○で表され、非伝送画素の位置が×で表されている）。
然も、フレーム間では、サブサンプリングの位相が相補
的とされている。かかる図１に示すサブサンプリングを
１／２時空間サブサンプリングと称する。

【００１２】フレームＴ１に含まれる非伝送画素の一つ
である注目画素（＋で示される）を例えば３８タップの
線形１次結合モデルで表す。より具体的には、フレーム
Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２から空間的に同一位置の（５×５）の
領域をそれぞれ切り出す。３個の領域によって一つの３
次元ブロックが構成される。以下により詳細に説明する
ように、フレームＴ１の中央の注目画素が伝送画素と係
数の線形１次結合モデルで表され、線形１次結合で表現
されるデータの実データに対する誤差の二乗が最小とな
るように、係数が最小二乗法で決定される。一例として
１フレームで１組の係数が決定され、伝送画素データと
決定係数が送信される。

【００１３】図１に示す時空間モデルにおいて、３個の
領域を含むブロック内には、合計で３８個の伝送画素が
含まれる。この伝送画素の値をｘ_i（ｉ＝１，２，・・
・，３８）とする。そして、伝送画素のそれぞれに乗じ
られる係数は、図２に示すように、ｗ₁〜ｗ₃₈と規定さ
れる。従って、フレームＴ１の非伝送画素の値をｙとす
ると、この値を伝送画素と係数の線形１次結合ｘ_iｗ_i
で表現する。すなわち、フレームＴ１の中央位置の値ｙ
は、このように３８タップの入力画素の線形１次結合ｗ
₁ｘ₁＋ｗ₂ｘ₂＋・・・＋ｗ₃₈ｘ₃₈によって表され
る。この線形１次結合モデルにおける係数ｗ_iについて
は、実際の値と線形１次結合で表される補間値との残差
が最小になるものが求められる。

【００１４】この未定係数ｗ_iを決定するために、入力
画像を空間方向（水平方向および垂直方向）に１画素ず
つずらした時の図１に示すブロックの伝送画素の値ｘ_i
（ｉ＝１，・・・，ｎ）と補間対象画素の実際の値ｙ_j
（ｊ＝１，・・・，ｍ）をそれぞれ代入した線形１次結
合の式を作成する。ここでの例では、（ｎ＝３８）であ
る。例えば１フレームに対して１組の係数を求める時に
は、１フレームの画像に対して、ブロックの切り出しを
１画素ずつシフトすることによって、非常に多くの式、
すなわち、１フレームの画素数（＝ｍ）の連立方程式
（観測方程式と称する）が作成される。３８個の係数を
決定するためには、最低で（ｍ＝３８）の連立方程式が
必要である。方程式の個数ｍは、補間精度の問題と処理
時間との兼ね合いで適宜選定できる。観測方程式は、ＸＷ＝Ｙ（１）である。ここでＸ、Ｗ、Ｙは、それぞれ下記のような行
列である。

【００１５】

【数１】

【００１６】係数ｗとして、実際の値との誤差を最小に
するものを最小二乗法により求める。このために、観測
方程式の右辺に残差行列Ｅを加えた下記の残差方程式を
作成する。すなわち、最小二乗法において、残差方程式
における残差行列Ｅの要素の二乗、すなわち二乗誤差が
最小になる係数行列Ｗを求める。

【００１７】

【数２】

【００１８】次に、残差方程式（３）から係数行列Ｗの
各要素ｗ_iの最確値を見いだすための条件は、ブロック
内の画素に対応するｍ個の残差をそれぞれ二乗してその
総和を最小にする条件を満足させればよい。この条件
は、下記の式（４）により表される。

【００１９】

【数３】

【００２０】ｎ個の条件を入れてこれを満足する係数行
列Ｗの要素である未定係数ｗ₁，ｗ₂，・・・，ｗ_nを
見出せばよい。従って、残差方程式（３）より、

【００２１】

【数４】

【００２２】となる。式（４）の条件をｉ＝１，２，・
・・，ｎ）について立てれば、それぞれ

【００２３】

【数５】

【００２４】が得られる。式（３）と式（６）から、下
記の正規方程式が得られる。

【００２５】

【数６】

【００２６】正規方程式（７）は、丁度、未知数の数が
ｎ個だけある連立方程式である。これにより、最確値た
る各未定係数ｗ_iを求めることができる。正確には、式
（７）における、ｗ_iにかかるマトリクスが正則であれ
ば、解くことができる。実際には、Gauss-Jordanの消去
法（別名、掃き出し法）を用いて未定係数ｗ_iを求めて
いる。このようにして、非伝送画素の補間のための係数
が１フレームで１組確定し、この係数が伝送される。

【００２７】図３は、この発明による高能率符号化装置
の一実施例の概略的ブロック図である。入力端子１から
のディジタル画像データが間引き回路２に供給され、間
引き回路２にてサブサンプリングがなされる。図１に示
される１／２時空間間引きがその一例である。間引き回
路２からの伝送画素データが圧縮符号化のエンコーダ３
に供給される。

【００２８】圧縮符号化は、伝送画素のデータ量をより
少なくするためのものである。例えば本願出願人の提案
にかかるダイナミックレンジに適応した符号化（ＡＤＲ
Ｃ）が圧縮符号化として使用される。ＡＤＲＣは、ブロ
ック毎に画素の最大値および最小値を検出し、その差で
あるダイナミックレンジを求め、ダイナミックレンジに
適応した量子化ステップで、最小値または最大値を除去
した後の画素データを量子化するものである（特開昭６
１−１４４９８９号公報参照）。画像の局所的相関から
ブロック内の画素データを元の量子化ビット数（例えば
８ビット）より少ないビット数（例えば４ビット）で量
子化しても、画像の劣化を抑えることができる。

【００２９】圧縮符号化の他の例は、離散的コサイン変
換符号化（ＤＣＴ）である。これは、ブロックの画素デ
ータをコサイン変換することで求められた係数データを
量子化し、量子化出力を可変長符号化するものである。
さらに、動き補償を付加されたＤＣＴ等、種々の圧縮符
号化を使用しても良い。圧縮符号化の結果、伝送画素デ
ータのデータ量がより少なくされる。エンコーダ３の出
力が出力端子５に伝送コードとして取り出され、また、
ローカルデコーダ４に供給される。

【００３０】ローカルデコーダ４からの伝送画素の復号
データが最小二乗法の演算回路６に供給される。この演
算回路６には、入力端子１からの値画素の実データも供
給される。最小二乗法の演算回路６では、ｘ_iとして復
号データを用い、また、間引きされる画素データの実際
の値を用い、上述の最小二乗法のアルゴリズムによっ
て、例えば１フレームで１組の係数ｗ_iを決定する。演
算回路６からの係数が出力端子７に取り出される。伝送
画素の符号化出力（コード）と係数とが図示しないが、
フレーム化回路、チャンネル変調回路等を介して伝送路
へ送出される。伝送路は、通信回線、磁気記録／再生プ
ロセス等である。

【００３１】図４は、最小二乗法の演算回路６の一例で
ある。入力ディジタル画像信号が供給され、時空間モデ
ルを構成するデータ、すなわち、注目画素の実データｙ
と線形１次結合に使用するデータ（これは、ローカルデ
コーダ４からの復号データ）ｘ_iを同時化するための時
系列変換メモリ１１が設けられている。時系列変換メモ
リ１１からのデータが乗算器アレー１２に供給される。
乗算器アレー１２に対して加算メモリ１３が接続され
る。これらの乗算器アレー１２および加算メモリ１３
は、正規方程式生成回路を構成する。

【００３２】乗算器アレー１２は、各画素同士の乗算を
行ない、加算メモリ１３は、乗算器アレー１２からの乗
算結果が供給される加算器アレーとメモリアレーとで構
成される。図５は、乗算器アレー１２の具体的構成であ
る。図５において、その一つを拡大して示すように、四
角のセルが乗算器を表す。乗算器アレー１２において各
画素同士の乗算が行われ、その結果が加算メモリ１３に
供給される。

【００３３】加算メモリ１３は、図６に示すように、加
算器アレー１３ａとメモリ（またはレジスタ、以下同
様）アレー１３ｂとが直列接続され、メモリアレー１３
ｂの出力が加算器アレー１３ａに帰還される。これらの
乗算器アレー１２、加算器アレー１３ａ、メモリアレー
１３ｂによって積和演算がなされる。前述の正規方程式
（７）のｗ_iにかかる積和演算の項を見ると、右上の項
を反転すると、左下と同じものとなる。従って、（７）
式を斜めに分割し、上側の三角形部分に含まれる項のみ
を演算すれば良い。この点から乗算器アレー１２、加算
器アレー１３ａ、メモリアレー１３ｂは、図５および図
６に示すように、上側の三角形部分に含まれる項を演算
するのに必要とされる、乗算セルあるいはメモリセルを
備えている。

【００３４】以上のようにして、入力画像が到来するに
従って積和演算が行われ、正規方程式が生成される。こ
の正規方程式の各項の結果は、メモリアレー１３ｂに記
憶されており、次に図４に示すように、この正規方程式
の各項が掃き出し法のＣＰＵ演算回路１４に計算され
る。ＣＰＵを用いた演算によって正規方程式（連立方程
式）が解かれ、最確値である係数が求まる。この係数が
出力される。

【００３５】送信されるデータは、１フレーム内の１／
２間引きで残った伝送画素を圧縮符号化することで発生
したコードと１組の係数である。この係数の情報量は、
１フレームあたりのコードの情報量に比べて無視しうる
ものである。

【００３６】図７は、受信側に設けられる復号装置の概
略的なブロック図である。受信データは、図示しない
が、チャンネル復調、フレーム分解等の処理を受けて、
２１おで示す入力端子にコードが供給され、２２で示す
入力端子に係数が供給される。コードが圧縮符号化のデ
コーダ２３に供給され、その出力には、伝送画素の復号
データが得られる。この復号データが時系列変換回路２
４および補間演算回路２５に供給される。

【００３７】補間演算回路２５は、非伝送画素を補間す
るためのものであり、図８は、その一例である。復号デ
ータが時系列変換回路３１に供給され、補間対象画素の
補間に必要とされる復号データｘ₁、ｘ₂、・・・、ｘ
_nが同時に時系列変換回路３１から取り出される。一
方、受信係数が係数メモリ３２に格納され、フレーム周
期で受信係数が更新される。係数メモリ３２は、各係数
をレジスタを介して乗算器３３₁〜３３_nにそれぞれ供
給する。

【００３８】乗算器３３₁〜３３_nには、補間対象の注
目画素の位置に応じた復号データｘ₁〜ｘ_nがそれぞれ
供給されている。乗算器３３₁〜３３_nの出力を加算器
３４に供給する構成によって、線形１次結合の演算がな
される。この加算器３４からは、注目画素の補間値ｙが
得られる。この補間値が時系列変換回路２４に供給され
る。時系列変換回路２４は、復号データと補間データと
を原画像におけるものと同一の配列に変換する。時系列
変換回路２４の出力端子２６には、復元画像が得られ
る。

【００３９】上述の例において、データの圧縮について
説明する。図１に示されるサブサンプリングによってデ
ータ量を半減でき、圧縮符号化として、量子化ビット数
を半分とするＡＤＲＣを採用した時には、ＡＤＲＣによ
ってデータ量を半減できる。結果として、１／４にデー
タ量を減少できる。

【００４０】さらに、図９に示すようなフィールドオフ
セットサブサンプリングに対しても、この発明を適用で
きる。図９において、実線が第１および第３フィールド
のラインであり、破線が第２および第４フィールドのラ
インである。各フィールドにおいて、１／４のサブサン
プリングがなされる。図９では、伝送画素がフィールド
番号と対応する記号で表されている。また、サンプリン
グ位置が図９に示す規則性でもって、オフセットを持た
されている。このようなサブサンプリングを採用し、ま
た、圧縮符号化により１／２にデータ量を減少させる時
には、全体として伝送データ量を１／８に圧縮できる。

【００４１】また、上述の例は、求める未定係数を１フ
レームに１組としたが、画像の局所的な特徴に応じて空
間内で細分化し、１フレームに複数組の係数を求め、こ
れを伝送しても良い。よりさらに、階層構造の補間を可
能とする係数を伝送するようにしても良い。さらに、予
め学習により求められた係数を入力画像データについて
リアルタイムに求められた係数によって更新しても良
い。

【００４２】次に、この発明の他の実施例について説明
する。他の実施例では、線形１次結合の係数を決定する
時に、係数の精度をより高くするために、クラス分けを
行ない、クラス毎に係数を決定する。図１０は、他の実
施例の時空間モデルを示す。一実施例の図１に示すもの
と同様に、○および◎で示す画素が伝送画素（すなわ
ち、線形１次結合モデルに使用したもの）、×が非伝送
画素である。◎で示す画素がクラス分類に使用した画素
を示す。つまり、３８画素中の６画素がクラス分けにも
使用される。

【００４３】フレームＴ１内の注目画素の値ｙを３８タ
ップの線形１次モデルで表し、注目画素ｙの実際の値と
線形１次結合で表現されたデータとの間の誤差の二乗が
最小となるように、最小二乗法によって係数が決定され
るのは、クラス毎に係数が決定されることを除くと、上
述の一実施例と同様である。

【００４４】図１１は、他の実施例の構成を示す。間引
き回路２において、入力画像データが間引かれ、エンコ
ーダ３で圧縮符号化され、符号化出力である、コードが
出力端子５に取り出されるのは、上述の一実施例と同様
である。他の実施例では、エンコーダ３からのコードが
供給されるクラス分類回路９が設けられている。クラス
分類回路９は、上述の６画素の符号化値に基づいて、時
空間モデルのクラス分けを行う。クラス分類回路からク
ラスを指示するインデックスが発生する。

【００４５】ローカルデコーダ４の復号出力と非伝送画
素の実際の値とインデックスとが最小二乗法の演算回路
６´に供給される。演算回路６´は、クラス毎の係数を
求める点を除くと、上述の一実施例と同様に最小二乗法
により係数を決定するものである。演算回路６´で形成
された係数が出力端子７に取り出され、コードと共に記
録される。

【００４６】クラス分けに使用する画素の位置およびそ
の個数は、上述のもの以外に適切に選定することができ
る。さらに、エンコーダ３の出力データを使用してクラ
ス分けがされているが、ローカルデコーダ４からの復号
値または間引き回路２からの画素値を使用しても良い。

【００４７】図１２は、図１１の符号化回路と対応する
復号回路を示す。再生されたデータ中のコードが圧縮符
号化のデコーダ２３およびクラス分類回路２７に供給さ
れる。クラス分類回路２７は、符号化回路中のクラス分
類回路８と同一のクラス分けを行い、インデックスを発
生する。このインデックスが補間演算回路２５´に供給
され、インデックスにより指示される係数を使用して、
非伝送画素の補間値が形成される。

【００４８】ここで、クラス分けについてより詳細に説
明する。エンコーダ３が例えばＡＤＲＣによって各画素
を８ビットから４ビットに圧縮するものとすると、６画
素の値の組合せが２²⁴＝１６７７７２２０通り存在し、
この組合せをクラスとして使用することは、現実的では
ない。そこで、クラス数をより減少させる。

【００４９】図１３は、クラス分類回路の一例である。
選択回路２８は、クラス分類のために参照される６画素
の符号化値（例えば各４ビット）を選択する。この６画
素の符号化値を正規化回路２９に供給する。正規化回路
２９は、選択回路２８からの各データを３ビットシフト
することによって、１ビットに正規化する。正規化回路
２９からは、各符号化データのＭＳＢが出力される。こ
の正規化回路２９からの６ビットがインデックスとして
使用される。図１３の例では、クラスの個数が２⁶＝６
４である。

【００５０】クラス分類のために参照画素のビット数を
低減する方法としては、ＡＤＲＣ（ダイナミックレンジ
に適応した符号化）によって、各画素を１ビットのコー
ドに圧縮しても良い。さらに、ＤＰＣＭ、ベクトル量子
化、ＢＴＣ（ブロック変換符号）によって、画素のビッ
ト数を減少させることもできる。このように、補間画素
の近傍の６画素をそれぞれ１ビットに正規化した６ビッ
トのコードによってクラス分類することは、画像の時空
間における変化の概略のパターン形状に応じてクラス分
類を行ったことを意味する。

【００５１】図１４は、最小二乗法の演算回路６´の構
成を示す。入力ディジタル画像信号が供給され、時空間
モデルを構成するデータ、すなわち、対象画素の実デー
タｙと線形１次結合に使用するデータｘ_iを同時化する
ための時系列変換回路３１が設けられている。時系列変
換回路３１からのデータが乗算器アレー３２に供給され
る。乗算器アレー３２に対して加算メモリ３３が接続さ
れる。インデックスがデコーダ３５に供給され、デコー
ダ３５からのクラス情報が加算メモリ３３に供給され
る。これらの乗算器アレー３２および加算メモリ３３
は、正規方程式生成回路を構成する。

【００５２】乗算器アレー３２は、各画素同士の乗算を
行ない、加算メモリ３３は、乗算器アレー３２からの乗
算結果が供給される加算器アレーとメモリアレーとで構
成される。乗算器アレー３２は、上述の一実施例におけ
る図５に示すものを使用できる。乗算器アレー３２の乗
算結果が供給される加算メモリ３３は、図１５に示すよ
うに、加算器アレー３３ａとメモリ（またはレジスタ、
以下同様）アレー３３ｂとからなる。クラスの個数と等
しい個数のメモリアレー３３ｂの並列回路が加算器アレ
ー３３ａに対して接続されている。インデックスデコー
ダ３５からの出力（クラス）に応答して一つのメモリア
レー３３ｂが選択される。また、メモリアレー３３ｂの
出力が加算器アレー３３ａに帰還される。これらの乗算
器アレー３２、加算器アレー３３ａ、メモリアレー３３
ｂによって積和演算がなされる。インデックスによって
決定されるクラス毎にメモリアレーが選択されて、積和
演算の結果によってメモリアレーの内容が更新される。

【００５３】以上のようにして、入力画像が到来するに
従って積和演算が行われ、正規方程式が生成される。ク
ラス毎の正規方程式の各項の結果は、クラスとそれぞれ
対応するメモリアレー３３ｂに記憶されており、次に、
この正規方程式の各項が掃き出し法のＣＰＵ演算回路３
４に計算される。ＣＰＵを用いた演算によって正規方程
式（連立方程式）が解かれ、最確値である係数が求ま
る。この係数が出力される。

【００５４】図１６は、補間演算回路２５´の一例の構
成である。４０で示す係数メモリは、例えば１フレーム
毎に各クラスの係数組を記憶し、インデックスデコーダ
３６からのクラス情報により選択された係数組を出力す
る。この係数組ｗ₁〜ｗ_nがレジスタをそれぞれ介して
乗算器３７₁〜３７_nにその一方の入力として供給され
る。乗算器３７₁〜３７_nの他方の入力としては、時系
列変換回路３８によりまとめられた画素データｘ₁〜ｘ
_nが供給される。乗算器３７₁〜３７_nの出力が加算器
３９で加算される。加算器３９からは、補間値ｙ（＝ｘ
₁ｗ₁＋ｘ₂ｗ₂＋・・・・＋ｘ_nｗ_n）が得られる。

【００５５】なお、上述の説明では、図１に示すサブサ
ンプリングをモデルとしているが、この発明は、これ以
外の種々のサブサンプリングに対して適用することがで
きる。例えば連続する２フレームの中の１フレームの伝
送を省略する駒落としに対しても適用できる。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、この
発明の高能率符号化装置によれば、サブサンプリングに
よる間引きと圧縮符号化とを組み合わせており、高い圧
縮率を実現できる。然も、この発明は、線形１次結合で
補間するための最適な係数を送信側で求めているので、
補間フィルタを用いるのと比較して、復元画像の品質を
良好とできる。さらに、注目画素の周辺の伝送画素を使
用したクラス分けを行ない、このクラスに対応する係数
を算出することによって、クラス毎に最適な係数を決定
でき、復元画像の画質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用できるサブサンプリングの一例
を説明するための略線図である。

【図２】伝送画素に対する線形１次結合の係数を示す略
線図である。

【図３】この発明の高能率符号化装置の一実施例のブロ
ック図である。

【図４】最小二乗法の演算回路の一例のブロック図であ
る。

【図５】最小二乗法の演算回路に含まれる乗算器アレー
を説明するための略線図である。

【図６】最小二乗法の演算回路に含まれる加算器アレー
およびメモリアレーを説明するための略線図である。

【図７】図３に示される高能率符号化の復号装置のブロ
ック図である。

【図８】復号装置に含まれる補間演算回路の一例のブロ
ック図である。

【図９】この発明を適用できるサブサンプリングのパタ
ーンの他の例を示す略線図である。

【図１０】この発明の他の実施例の時空間モデルを説明
するための略線図である。

【図１１】この発明の他の実施例のブロック図である。

【図１２】図１１に示される高能率符号化の復号装置の
ブロック図である。

【図１３】クラス分類回路の一例のブロック図である。

【図１４】この発明の他の実施例における最小二乗法の
演算回路のブロック図である。

【図１５】図１４の最小二乗法の演算回路に含まれる加
算器アレーおよびメモリアレーを説明するための略線図
である。

【図１６】図１２の復号装置に含まれる補間演算回路の
ブロック図である。

【符号の説明】

２間引き回路３エンコーダ６，６´ 最小二乗法の演算回路２３デコーダ２５，２５´ 補間演算回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ディジタル画像信号を所定数のフレ
ーム単位でデータ量を減少する高能率符号化装置におい
て、上記入力ディジタル画像信号をサブサンプリングするこ
とによって伝送画素の数を減少し、伝送画素データを生
成する伝送画素データ生成手段と、間引かれる画素の周辺の複数の伝送画素の値の分布に応
じたクラスを形成するためのクラス分け手段と、上記伝送画素データと補間すべき画素データとから、上
記復号出力に基づいて上記入力ディジタル画像信号を予
測するための演算式で用いられる、上記所定数のフレー
ムのディジタル画像信号に対応する係数を、上記所定数
のフレームおよび上記クラス毎に決定する演算手段と、上記伝送画素データと、上記所定数のフレームに対応す
る上記係数とを伝送するための手段とを備えることを特
徴とする高能率符号化装置。
【請求項２】入力ディジタル画像信号を所定数のフレ
ーム単位でデータ量を減少する高能率符号化装置におい
て、上記入力ディジタル画像信号をサブサンプリングするこ
とによって伝送画素数を減少するための間引き手段と、上記間引き手段と結合され、伝送画素のデータ量を圧縮
するための圧縮符号化手段と、上記圧縮符号化手段と結合された局部復号手段と、間引かれる画素の周辺の複数の伝送画素の値の分布に応
じたクラスを形成するためのクラス分け手段と、上記局部復号手段の復号出力と補間すべき画素データと
から、上記復号出力に基づいて上記入力ディジタル画像
信号を予測するための演算式で用いられる、上記所定数
のフレームに対応する係数を、上記所定数のフレームお
よび上記クラス毎に決定する演算手段と、上記圧縮符号化手段からの符号化出力と、上記所定数の
フレームに対応する上記係数とを伝送するための手段と
を備えることを特徴とする高能率符号化装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置におい
て、上記クラス分け手段は、圧縮符号化手段で符号化された
画素値を使用することを特徴とする装置。
【請求項４】請求項１または２に記載の装置におい
て、上記クラス分け手段は、局部復号手段から出力される画
素値を使用することを特徴とする装置。
【請求項５】入力ディジタル画像信号をサブサンプリ
ングすることによって伝送画素数を減少し、上記伝送画
素のデータ量を圧縮し、上記圧縮された上記伝送画素の
データを復号し、上記復号結果と補間すべき画素データ
とから、上記復号結果に基づいて上記入力ディジタル画
像信号を予測するための演算式で用いられる係数を、所
定数フレームおよび上記クラス毎に演算することで得ら
れた、上記圧縮された上記伝送画素のデータと上記係数
を含む伝送データを受け取る復号装置において、上記圧縮された上記伝送画素のデータを復号する復号手
段と、上記圧縮された上記伝送画素のデータに基づいて、注目
画素のクラスを生成するクラス分け手段と、上記所定数フレームに対応する上記復号手段の出力と、
上記クラスと上記所定数フレームに対応し、上記所定数
フレーム毎に更新される上記係数との上記演算式に従っ
て、上記注目画素の画像信号を予測する演算手段とを備
え、上記注目画素は、上記サブサンプルされた画素であるこ
とを特徴とする復号装置。