JP3470763B2 - Image encoding and decoding device - Google Patents

Image encoding and decoding device

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JP3470763B2
JP3470763B2 JP02625693A JP2625693A JP3470763B2 JP 3470763 B2 JP3470763 B2 JP 3470763B2 JP 02625693 A JP02625693 A JP 02625693A JP 2625693 A JP2625693 A JP 2625693A JP 3470763 B2 JP3470763 B2 JP 3470763B2
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bit plane
encoding
binary
coding
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剛弘 上田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置等に
おいて、画像信号を圧縮し効率よく伝送するために、画
像を符号化しあるいは復号化するための画像符号化及び
復号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image coding and decoding apparatus for coding or decoding an image in a facsimile apparatus or the like in order to compress the image signal and transmit it efficiently.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像信号は、一般に多数の画素について
2値化あるいは多値化したビットストリームをもって構
成されるため、極めて情報量が多い。従って、これをそ
のまま通信路に送り込むと、ファクシミリ装置等の場
合、その送受信時間が長時間になってしまう。また、メ
モリ等に記憶する場合にも、そのメモリを大量に使用す
ることになる。そこで、従来この種の信号を高能率で圧
縮する各種の技術が開発されてきた。「ビットプレーン
構成による多値画像の三次元マルコフ符号化」(第13
回画像工学コンファレンスP219−222)にも画像
信号の高能率符号化に関する技術が紹介されている。こ
こには、多値画像の符号化法の1つであるビットプレー
ン符号化技術が紹介されている。これは、多値信号を複
数の2値信号に変換して、2値画像の符号化法を適用す
る方法である。多値画像を分解して2値画像に変換する
と、2値信号間には相関があるため、他のビットプレー
ンも参照画素に含める3次元マルコフモデルを利用し符
号化効率を向上させることができる。
2. Description of the Related Art Generally, an image signal has an extremely large amount of information because it is composed of a binary or multi-valued bit stream for a large number of pixels. Therefore, if this is sent to the communication path as it is, in the case of a facsimile machine or the like, the transmission / reception time becomes long. Also, when storing in a memory or the like, a large amount of that memory is used. Therefore, various techniques for compressing this type of signal with high efficiency have been conventionally developed. "Three-dimensional Markov coding of multi-valued image by bit plane configuration" (13th
A technology relating to high-efficiency coding of image signals is also introduced in the Conference on Imaging Technology P219-222. Here, a bit plane coding technique, which is one of the coding methods for multi-valued images, is introduced. This is a method in which a multilevel signal is converted into a plurality of binary signals and a binary image coding method is applied. When a multi-valued image is decomposed and converted into a binary image, since there is a correlation between the binary signals, it is possible to improve coding efficiency by using a three-dimensional Markov model in which other bit planes are included in reference pixels. .

【0003】図2に、このような従来の画像符号化装置
の一例を示すブロック図を図示した。この装置は、ビッ
トプレーン画像生成部1と、ビットプレーンメモリ2
と、バッファ3、符号化条件決定部4及び符号化部5か
ら構成されている。多値画像信号から構成された静止画
像信号系列1Aは、ビットプレーン画像生成部1に供給
される。このビットプレーン画像生成部1は、ディジタ
ル多値画像信号を、対応するビットそれぞれ集合して
得られる複数の2値ビットプレーン画像に変換するため
の回路である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of such a conventional image coding apparatus. This apparatus includes a bit plane image generation unit 1 and a bit plane memory 2
And a buffer 3, a coding condition determination unit 4 and a coding unit 5. A still image signal sequence 1A composed of multi-valued image signals is supplied to the bit plane image generation unit 1. The bit-plane image generation unit 1, the digital multi-value image signal, a circuit for converting a plurality of binary bit-plane image obtained by collecting the corresponding bit, respectively.

【0004】図3にビットプレーン画像の説明図を示
す。図に示すように、ディジタル多値静止画像6は、各
画素が、それぞれ多値画像信号により構成される。この
多値画像信号を、例えば4ビット構成の画像信号とすれ
ば、この図に示すように、ある画像信号の内容は“01
10”となる。このようなディジタル多値静止画像6
は、4枚の2値ビットプレーン画像7−1、7−2、7
−3及び7−4に変換される。2値ビットプレーン画像
7−1は、ディジタル多値静止画像6の各画素の最上位
ビットのみを集めて構成したものである。2値ビットプ
レーン画像7−2は2番目のビット、2値ビットプレー
ン画像7−3は3番目のビット、2値ビットプレーン画
像7−4は4番目の最下位ビットのみを集合して構成さ
れている。
FIG. 3 shows an explanatory diagram of a bit plane image. As shown in the figure, each pixel of the digital multilevel still image 6 is composed of a multilevel image signal. If this multi-valued image signal is, for example, an image signal of 4-bit structure, the content of a certain image signal is "01" as shown in this figure.
10 ". Such a digital multilevel still image 6
Is four binary bit plane images 7-1, 7-2, 7
-3 and 7-4. The binary bit plane image 7-1 is configured by collecting only the most significant bits of each pixel of the digital multilevel still image 6. The binary bit plane image 7-2 is formed by collecting only the second bit, the binary bit plane image 7-3 is the third bit, and the binary bit plane image 7-4 is the fourth least significant bit. ing.

【0005】このような2値ビットプレーン画像は、図
2に示したビットプレーンメモリ2に格納される。バッ
ファ3は、2値ビットプレーン画像を2値画像信号系列
3Aに変換して符号化部5に向け出力するための回路で
ある。この装置は、バッファ3から符号化部5に向け送
り込まれる2値画像信号系列3Aの高能率符号化を図
る。例えば、図3に示す2値ビットプレーン画像7−4
のうちの画素9を符号化対象とした場合、その周辺の画
素のみならず他のビットプレーン7−1〜7−3の画素
も参照して、符号化効率を向上させる。符号化条件決定
部4は、このような符号化のための条件を推定するため
の回路である。ビットプレーンメモリ2は、図3に示す
ような2値ビットプレーン画像を格納し、その中の予め
設定された画素を参照できるよう参照画像信号2Aを符
号化条件決定部4に向け出力する。
Such a binary bit plane image is stored in the bit plane memory 2 shown in FIG. The buffer 3 is a circuit for converting a binary bit plane image into a binary image signal series 3A and outputting it to the encoding unit 5. This device achieves high-efficiency encoding of a binary image signal sequence 3A sent from the buffer 3 to the encoding unit 5. For example, the binary bit plane image 7-4 shown in FIG.
When the pixel 9 among them is the encoding target, not only the peripheral pixels but also the pixels of the other bit planes 7-1 to 7-3 are referred to improve the encoding efficiency. The coding condition determination unit 4 is a circuit for estimating such a coding condition. The bit plane memory 2 stores a binary bit plane image as shown in FIG. 3, and outputs a reference image signal 2A to the coding condition determining unit 4 so that a preset pixel therein can be referred to.

【0006】符号化条件決定部4は、この参照画像信号
2Aからシンボル出現予想確率を推定する。シンボル出
現予想確率は、複数の参照画像信号が、それぞれ“0”
か“1”かという一定の組合せ毎に決められる。符号化
条件決定部4は、このシンボル出現予想確率をもとに符
号化パラメータ4Aを生成する。そして、符号化部5
は、バッファ3から入力する2値画像信号系列3Aを、
符号化パラメータ4Aを用いた2値エントロピー符号化
を行ない、符号化系列5Aを出力する。特開平4−35
469号公報には、同様の2値ビットプレーン画像に対
して、符号化すべき注目画素の近傍の複数画素により予
測した注目画素の値と、実際の注目画素の値の一致不一
致の回数によって、特定の画像に対して予測確率が高く
なるように定めたパラメータと一般的な画像に対して予
測確率がほぼ中程度になるパラメータとを適当に切り換
えることによって、画像の符号化効率を向上させた技術
が紹介されている。従来、上記のような方法により多値
画像の高能率符号化を図っていた。
The coding condition determination unit 4 estimates the symbol appearance prediction probability from the reference image signal 2A. The symbol appearance prediction probability is “0” for each of the plurality of reference image signals.
It is determined for each fixed combination of "1" and "1". The coding condition determination unit 4 generates a coding parameter 4A based on this symbol appearance prediction probability. Then, the encoding unit 5
Is a binary image signal sequence 3A input from the buffer 3,
Binary entropy coding is performed using the coding parameter 4A, and a coded sequence 5A is output. JP-A-4-35
In Japanese Patent Publication No. 469, the same binary bit plane image is identified by the number of times of coincidence and non-coincidence between the value of the target pixel predicted by a plurality of pixels near the target pixel to be encoded and the actual value of the target pixel A technique for improving image coding efficiency by appropriately switching between a parameter determined so that the prediction probability is high for each image and a parameter for which the prediction probability is almost medium for a general image. Has been introduced. Conventionally, high-efficiency encoding of multi-valued images has been attempted by the above method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術は、一般に中間調ファクシミリ等の比較的
階調数の少ない白黒静止画像を対象としたものである。
しかしながら、画像処理技術の向上に従って、動画像や
カラー画像の伝送や記憶処理においても、同様の高能率
符号化を図る要求が高まっている。この場合、例えば動
画像であれば、その画像の動きを考慮に入れ、あるいは
カラー画像であれば、他の色成分等の内容を考慮に入れ
て、一層符号化効率を高めることが可能なはずである。
この場合、従来のようにディジタル多値静止画像から得
られた2値ビットプレーン画像に対し、一定の参照画素
を設定し符号化を行なうといった方法では、十分な高能
率符号化を行なうことは難しい。本発明は以上の点に着
目してなされたもので、通常の文書画像のみならず、多
値画像、動画像、カラー画像等様々な種類の画像を一括
して高い符号化効率で符号化することができる画像符号
化及び復号化装置を提供することを目的とするものであ
る。
By the way, the above-mentioned prior art is generally directed to a monochrome still image having a relatively small number of gradations such as a halftone facsimile.
However, with the improvement in image processing technology, there is an increasing demand for similar high-efficiency encoding in transmission and storage of moving images and color images. In this case, for example, in the case of a moving image, the movement of the image should be taken into consideration, or in the case of a color image, the contents of other color components and the like should be taken into consideration to further improve the coding efficiency. Is.
In this case, it is difficult to perform sufficient high-efficiency encoding by a method of setting a constant reference pixel and encoding the binary bit-plane image obtained from the digital multi-valued still image as in the conventional case. . The present invention has been made paying attention to the above points, and not only ordinary document images but also various types of images such as multi-valued images, moving images, and color images are collectively encoded with high encoding efficiency. It is an object of the present invention to provide an image encoding / decoding device capable of performing the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1発明は、動
画像信号系列を時間軸上の連続した各点における複数の
フレーム画像に変換するフレーム画像生成部と、前記各
フレーム画像を構成するディジタル多値画像信号の、対
応するビットをそれぞれ集合して得られる複数の2値ビ
ットプレーン画像に変換するビットプレーン画像生成部
と、前記複数の2値ビットプレーン画像を記憶するビッ
トプレーンメモリと、前記2値ビットプレーン画像を、
2値画像信号系列に変換して出力するバッファと、前記
ビットプレーンメモリ中の少なくとも前フレーム画像を
変換して得た2値ビットプレーン画像を参照して符号化
条件を決定する符号化条件決定部と、前記符号化条件を
用いて前記バッファから出力される2値画像信号系列
符号化して出力する符号化部とを備えたことを特徴とす
る。
The first aspect of the present invention, in order to solve the problems] includes a frame image generating unit for converting the plurality of frame images at successive points were on the axis of the motion picture signal sequence time before Symbol each <br / > A bit plane image generation unit for converting into a plurality of binary bit plane images obtained by assembling corresponding bits of a digital multi-valued image signal forming a frame image, and a description of the plurality of binary bit plane images . A bit plane memory to be stored and the binary bit plane image,
A buffer that converts the binary image signal sequence, the
At least the previous frame image in bitplane memory
A coding condition determination unit that determines a coding condition by referring to a binary bit plane image obtained by conversion, and a binary image signal sequence output from the buffer using the coding condition and output the coded signal sequence. It is characterized by comprising an encoding unit for
It

【0009】本発明の第2発明は、復号化された前フレ
ーム画像の2値ビットプレーン画像を記憶するビットプ
レーンメモリと、該ビットプレーンメモリ中の前記2値
ビットプレーン画像を参照して復号化条件を決定する復
号化条件決定部と、符号化された2値画像信号系列を受
入れ、前記復号化条件を用いて復号化する復号化部と、
復号化された2値画像信号系列から得られた複数の2値
ビットプレーン画像を記憶するバッファと、前記複数の
2値ビットプレーン画像から、ディジタル多値画像信号
により構成されるフレーム画像を再生するビットプレー
ン画像統合部と、時間軸上に連続して配列された複数の
フレーム画像から動画像信号系列を得るフレーム画像統
合部とを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a bit plane memory for storing a decoded binary bit plane image of a previous frame image, and decoding with reference to the binary bit plane image in the bit plane memory A decoding condition determining unit that determines the condition; a decoding unit that receives the encoded binary image signal sequence and decodes using the decoding condition;
A buffer for storing a plurality of binary bit plane images obtained from the decoded binary image signal sequence, and a frame image composed of a digital multi-valued image signal are reproduced from the plurality of binary bit plane images. The present invention is characterized by including a bit plane image integration unit and a frame image integration unit that obtains a moving image signal sequence from a plurality of frame images that are continuously arranged on the time axis.

【0010】第1発明の画像符号化装置において、時間
軸上に連続して配列されたフレーム画像を相互に比較し
て動画像の動きを検出する動き検出部と、前記動画像の
動きに応じて、前フレームに設定した参照画素の参照位
置を前記動画像の動きと逆の方向にシフトさせるよう、
符号化条件を決定する符号化条件決定部とを設けてもよ
い。 また、同画像符号化装置において、要求される受信
画像品質に応じて、一定時間当たりの変換フレーム画像
数を設定するモード設定部を設けてもよい。
In the image coding apparatus of the first aspect of the invention, a motion detection unit for comparing the frame images continuously arranged on the time axis with each other to detect the motion of the moving image, and In order to shift the reference position of the reference pixel set in the previous frame in the opposite direction to the motion of the moving image,
An encoding condition determination unit that determines the encoding condition may be provided.
Yes. Further, the same image coding apparatus may be provided with a mode setting unit that sets the number of converted frame images per fixed time according to the required received image quality .

【0011】画像符号化装置において、要求される受
信画像品質に応じて、2値ビットプレーン画像のうちの
下位ビット側の画像を符号化対象から除外するモード設
定部を設けてもよい。 更に同画像符号化装置において、
復号化側で既に復号化された2値画像信号について、符
号化側と復号化側とで同一演算処理方法を用いて演算
し、その最適符号化条件を推定する最小符号量推定部
と、前記最適符号化条件を後続する2値画像信号の符号
化条件に適用する符号化条件決定部とを設けてもよい。
The image encoding apparatus may be provided with a mode setting unit for excluding the image on the lower bit side of the binary bit plane image from the object of encoding according to the required received image quality . Further, in the image encoding device ,
A binary coded signal already decoded on the decoding side, and a minimum code amount estimating section for calculating the optimum encoding condition by operating the encoding side and the decoding side using the same arithmetic processing method; A coding condition determination unit that applies the optimum coding condition to the coding condition of the subsequent binary image signal may be provided.

【0012】また、同画像符号化装置において、既に符
号化が終了した2値ビットプレーン画像のいずれかを参
照して符号化を行なうための参照画素モデルを複数用意
して、その中から最適な参照画素モデルを選択して、最
適符号化条件を決定する符号化条件決定部を設けてもよ
い。 この場合、既に符号化の終了した2値ビットプレー
ン画像中の上位ビットに対応する2値画像信号を参照画
素モデルの選択に利用する。
Further , in the image encoding apparatus, a plurality of reference pixel models for performing encoding by referring to any one of the binary bit plane images that have already been encoded are prepared, and an optimum one is selected from them. A coding condition determination unit that selects the reference pixel model and determines the optimum coding condition may be provided.
Yes. In this case, the binary image signal corresponding to the upper bits in the binary bit plane image that has already been encoded is used for selecting the reference pixel model.

【0013】また、同画像符号化装置において、既に符
号化の終了した2値ビットプレーン画像中の異なる色成
分に対応する2値画像信号を参照画素モデルの選択に利
用する。
Further , in the image encoding apparatus , the binary image signals corresponding to different color components in the already encoded binary bit plane image are used for selecting the reference pixel model.

【0014】[0014]

【作用】この装置は、フレーム画像生成部が動画像信号
系列を時間軸上で連続した複数のフレーム画像に変換す
る。各フレーム画像は、ビットプレーン画像生成部によ
って2値ビットプレーン画像に変換される。ビットプレ
ーンメモリには連続するフレーム画像の2値ビットプレ
ーン画像が一定量まとめて格納される。従って、符号化
条件は、符号化対象画像信号の周辺画素の画像信号のみ
ならず、他の2値ビットプレーンや他のフレームの画素
も含められる。動画像の場合、動画像の動きを考慮した
符号化条件の決定もできる。要求される受信画像品質に
応じて、一定時間当たりの変換フレーム画像数を減少さ
せれば、動画像についての情報量は十分に減少し、高能
率化が図れる。動きの少ない動画像については、このよ
うな方法が大きな効果をもたらす。また、2値ビットプ
レーン画像のうちの下位ビット側の画像を符号化対象か
ら除外することにより、情報量を圧縮できる。これは画
像の精密度をさほど要求されない場合に適する圧縮手法
である。
In this device, the frame image generation unit converts the moving image signal sequence into a plurality of continuous frame images on the time axis. Each frame image is converted into a binary bit plane image by the bit plane image generation unit. A fixed amount of binary bit plane images of consecutive frame images are collectively stored in the bit plane memory. Therefore, the encoding condition includes not only the image signals of the peripheral pixels of the image signal to be encoded but also other binary bit planes and pixels of other frames. In the case of a moving image, the coding condition can be determined in consideration of the motion of the moving image. If the number of converted frame images per fixed time is reduced according to the required received image quality, the amount of information about the moving image is sufficiently reduced, and high efficiency can be achieved. For moving images with little motion, such a method has a great effect. Further, the information amount can be compressed by excluding the image on the lower bit side of the binary bit plane image from the encoding target. This is a compression method suitable when the precision of the image is not so required.

【0015】参照画像信号の位置や符号化条件は、画像
の内容により動的に変更されることが好ましい。この場
合に、符号化条件を復号化側に転送すれば、転送すべき
情報量が増える。従って、符号化側と復号化側で同一の
演算処理方法を用いて最適符号化条件を推定するように
し、この種の情報の伝送を省略する。この場合、既に復
号化された2値画像信号について、その最適符号化条件
を推定し、後続する2値画像信号の符号化条件に適用す
るようにし、符号化側、復号側の符号化条件を一致させ
る。予め、高能率符号化に適した参照画素モデルを複数
用意しておき、その中から最適な参照画素モデルを選択
するようにすれば、符号化条件の決定が効率化する。
It is preferable that the position of the reference image signal and the coding condition are dynamically changed according to the content of the image. In this case, if the coding condition is transferred to the decoding side, the amount of information to be transferred increases. Therefore, the encoding side and the decoding side use the same arithmetic processing method to estimate the optimum encoding condition, and the transmission of this kind of information is omitted. In this case, the optimum coding condition of the already decoded binary image signal is estimated and applied to the coding condition of the subsequent binary image signal, and the coding conditions of the coding side and the decoding side are set. Match. If a plurality of reference pixel models suitable for high-efficiency encoding are prepared in advance and the optimum reference pixel model is selected from among them, the determination of the encoding condition becomes efficient.

【0016】更に上位ビットや異なる色成分の2値画像
信号を、参照画素モデルの選択に利用することにより、
参照画素モデルの決定が効率化する。また、2値ビット
プレーン画像を上位ビットから順に下位ビットの方向へ
符号化を行ない、上位ビットに対応する2値画像信号を
参照画素に含めるようにすれば、受信側で全ての信号を
受信する前に受信画像の内容が予測でき、また各プレー
ン間に強い相関のある画像について符号化効率を高める
ことができる。カラー画像については、既に符号化の終
了した2値ビットプレーン画像中の異なる色成分に対応
する2値画像信号を参照画素に含めれば、同じ位置に特
徴のある画像信号が表れることから、符号化効率を高め
ることができる。
Further, by utilizing the higher order bits or the binary image signals of different color components for the selection of the reference pixel model,
The determination of the reference pixel model becomes efficient. Further, if the binary bit plane image is encoded in the direction from the upper bit to the lower bit in order and the binary image signal corresponding to the upper bit is included in the reference pixel, all signals are received on the receiving side. The content of the received image can be predicted before, and the coding efficiency can be improved for images having strong correlation between planes. For color images, if binary image signals corresponding to different color components in a binary bit plane image that has already been encoded are included in reference pixels, a characteristic image signal appears at the same position. The efficiency can be increased.

【0017】符号化部には、各種の符号化条件に従って
複雑な符号化処理を行なう要求を出す必要がある。この
場合、複雑な符号化機能を有する符号化部を新たに設計
するよりも、従来装置に付加機能を持つ符号化部を追加
し、要求される機能に応じて符号化部を切り換えた方が
低いコストで回路設計ができる場合もある。切換え部
は、このような要求を満たすために符号化条件に応じて
符号化部を選択する動作を行なう。
It is necessary for the encoder to issue a request for performing a complicated encoding process according to various encoding conditions. In this case, rather than newly designing a coding unit having a complicated coding function, it is better to add a coding unit having an additional function to the conventional device and switch the coding unit according to the required function. In some cases, the circuit can be designed at low cost. The switching unit performs an operation of selecting an encoding unit according to an encoding condition to satisfy such a request.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。 [画像符号化装置]図1は、本発明の画像符号化装置実
施例を示すブロック図である。この装置は、フレーム画
像生成部11と、ビットプレーン画像生成部12と、ビ
ットプレーンメモリ13、バッファ14、符号化条件決
定部15及び符号化部16から構成される。本発明の装
置において特徴的な部分は、図2に示した従来装置と比
較してわかるように、フレーム画像生成部11を設けた
点である。このフレーム画像生成部11には、動画像信
号系列10Aが入力する構成とされている。また、この
装置は、静止画像信号系列10Bをビットプレーン画像
生成部12に受け入れ、更に2値画像信号系列10Cを
バッファ14に直接受け入れるようにし、動画像のみな
らず静止画像や一般の2値画像についても高能率符号化
できる構成となっている。
The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. [Image Coding Device] FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the image coding device of the present invention. This device includes a frame image generation unit 11, a bit plane image generation unit 12, a bit plane memory 13, a buffer 14, an encoding condition determination unit 15, and an encoding unit 16. A characteristic part of the apparatus of the present invention is that the frame image generation unit 11 is provided, as can be seen by comparison with the conventional apparatus shown in FIG. The frame image generation unit 11 is configured to receive the moving image signal series 10A. Further, this apparatus receives the still image signal sequence 10B in the bit plane image generation unit 12 and further directly receives the binary image signal sequence 10C in the buffer 14, so that not only a moving image but also a still image or a general binary image is received. Is also capable of high efficiency encoding.

【0019】フレーム画像生成部11は、動画像信号系
列10Aを時間軸上の連続した各点における複数のフレ
ーム画像に変換するための回路である。図4に、このよ
うなフレーム画像の説明図を示す。図に示すように、動
画像は、描かれた画像が時間と共に変化する画像であっ
て、図に示すような時間軸Tの方向にみると、それぞれ
静止画像が時間軸上の連続した各点に存在する性質のも
のである。この静止画像のことをフレーム画像11Aと
呼んでいる。従来、画像の高能率符号化を行なう場合、
各フレーム画像11Aについて、それぞれ別個に一定の
符号化処理を行なっていた。しかしながら、本発明にお
いては、複数のフレーム画像11Aを、図1に示すビッ
トプレーン画像生成部12を介してビットプレーンメモ
リ13に取り込み、複数のフレーム画像の任意の画素か
ら参照画像信号を得て、符号化条件を決定する。ビット
プレーン画像生成部12の構成と動作は、既に図3を用
いて説明した従来装置と同様である。このビットプレー
ン画像生成部12の出力は、ビットプレーンメモリ13
及びバッファ14に入力する。バッファ14の構成や符
号化部16の構成も従来装置と同様である。
The frame image generation unit 11 is a circuit for converting the moving image signal series 10A into a plurality of frame images at each continuous point on the time axis. FIG. 4 shows an explanatory diagram of such a frame image. As shown in the figure, the moving image is an image in which the drawn image changes with time, and when viewed in the direction of the time axis T as shown in the figure, each still image is a continuous point on the time axis. Of the nature that exists in. This still image is called a frame image 11A. Conventionally, when performing high-efficiency encoding of images,
Each frame image 11A is individually subjected to a certain encoding process. However, in the present invention, the plurality of frame images 11A are fetched into the bit plane memory 13 via the bit plane image generating unit 12 shown in FIG. 1, and the reference image signal is obtained from any pixel of the plurality of frame images, Determine the coding conditions. The configuration and operation of the bit plane image generation unit 12 are the same as those of the conventional apparatus already described with reference to FIG. The output of the bit plane image generation unit 12 is the bit plane memory 13
And to the buffer 14. The configuration of the buffer 14 and the configuration of the encoding unit 16 are similar to those of the conventional device.

【0020】本発明において、ビットプレーンメモリ1
3は、次のような内容の信号を格納する。図5に、ビッ
トプレーンメモリ構成説明図を示す。図に示すように、
ビットプレーンメモリ13には、フレーム画像11Aの
数枚分から構成された2値ビットプレーンが連続して格
納されるよう構成されている。例えば、256階調の白
黒画像の場合は、8ビットで1個の画像信号が表現され
ている。従って、8枚の2値ビットプレーン画像が1枚
分のフレーム画像から得られる。また、フルカラー画像
の場合、赤、緑、青の3色成分があるため、白黒画像の
場合の3倍の24枚の2値ビットプレーン画像によりフ
レーム画像1枚分が構成される。ビットプレーンメモリ
13は、図5に示すように、例えばk枚の2値ビットプ
レーン画像を入力された順序で記憶し、各プレーンの任
意の位置の画素の画像信号を参照することが可能な構成
となっている。
In the present invention, the bit plane memory 1
3 stores signals having the following contents. FIG. 5 shows an explanatory diagram of the bit plane memory configuration. As shown in the figure,
The bit plane memory 13 is configured to continuously store binary bit planes composed of several frame images 11A. For example, in the case of a black and white image with 256 gradations, one image signal is represented by 8 bits. Therefore, eight binary bit plane images are obtained from one frame image. Further, in the case of a full-color image, since there are three color components of red, green, and blue, 24 binary bit plane images, which is three times as large as in the case of a monochrome image, constitutes one frame image. As shown in FIG. 5, the bit-plane memory 13 stores, for example, k binary bit-plane images in the order in which they are input, and can refer to image signals of pixels at arbitrary positions in each plane. Has become.

【0021】再び図1に戻って、符号化条件決定部15
は、ビットプレーンメモリ13から参照画像信号13A
を受け入れて、参照画像信号の状態に応じて符号化対象
画像信号のシンボル出現予想確率を推定し、そのシンボ
ル出現予想確率を符号化パラメータ15Aとし、符号化
部16に出力する回路である。符号化部16は、この符
号化パラメータを用い、バッファ14から入力する2値
画像信号系列をエントロピー符号化する。これらの動作
は、いずれも従来装置とほぼ同様であり、更に具体的な
説明は省略する。
Returning to FIG. 1 again, the coding condition determining unit 15
Is the reference image signal 13A from the bit plane memory 13
Is a circuit for estimating the symbol appearance prediction probability of the encoding target image signal according to the state of the reference image signal, setting the symbol appearance prediction probability as the encoding parameter 15A, and outputting it to the encoding unit 16. The encoding unit 16 uses this encoding parameter to entropy-encode the binary image signal sequence input from the buffer 14. All of these operations are similar to those of the conventional device, and further detailed description will be omitted.

【0022】図6に参照画像信号説明図(その1)を示
し、図7には別のケースにおける参照画像信号説明図
(その2)、図8には更に別のケースにおける参照画像
信号説明図(その3)を示す。これらの図には、本発明
の装置による参照画像信号位置を図示した。まず、図6
の例では、符号化対象画像信号21に対し、同一フレー
ム内の4個の画素に対応する参照画像信号22−1を取
り入れる一方、上位の2値ビットプレーン画像の3個の
画素に対応する参照画像信号22−2も受け入れる。ま
た、更に、動画像の直前のフレームに設けられた3枚の
2値ビットプレーン画像から、それぞれ参照画像信号2
2−3、22−4及び22−5を受け入れるようにして
いる。
FIG. 6 is an explanatory view (1) of the reference image signal, FIG. 7 is an explanatory view (2) of the reference image signal in another case, and FIG. 8 is an explanatory view of the reference image signal in another case. (Part 3) is shown. In these figures, reference image signal positions according to the device of the present invention are illustrated. First, FIG.
In the above example, the reference image signal 22-1 corresponding to four pixels in the same frame is taken into the encoding target image signal 21, while the reference corresponding to three pixels of the upper binary bit plane image is taken. The image signal 22-2 is also accepted. In addition, the reference image signal 2 is extracted from each of the three binary bit plane images provided in the frame immediately before the moving image.
It accepts 2-3, 22-4, and 22-5.

【0023】図7の例では、同一の2値ビットプレーン
画像内の参照画像信号22−1と、その直前に生成され
た上位ビットの2値ビットプレーン画像中の参照画像信
号22−2のみを受け入れて画像信号21の符号化を行
っている。図6のように、時間的に1つ前のフレーム画
像の同じ位置の画素や、その近傍の画素を参照すること
によって、フレーム画像間の相関をとることができ符号
化効率を高めることができる。また、動画像信号の場合
にも、同じフレーム画像内の他のビットプレーンと相関
があり、上位プレーンや同一プレーン内の近傍画素を参
照画像信号としている。
In the example of FIG. 7, only the reference image signal 22-1 in the same binary bit-plane image and the reference image signal 22-2 in the binary bit-plane image of the high-order bit generated immediately before it are used. The image signal 21 is received and encoded. As shown in FIG. 6, by referring to the pixel at the same position in the immediately preceding frame image or a pixel in the vicinity thereof, correlation between the frame images can be obtained and the coding efficiency can be improved. . Also in the case of a moving image signal, there is a correlation with other bit planes in the same frame image, and neighboring pixels in the upper plane or the same plane are used as reference image signals.

【0024】一方、動画像であってもシーンチェンジや
動きの大きいような画像の場合には、フレーム相関が小
さいため、図7に示すように、現フレーム画像内の上位
ビット側のプレーンの近傍画素を参照することのみによ
り符号化能率を高めることができる。更に、図8に示す
(a)や(b)は、静止画像あるいは2値画像の場合の
参照画像信号の例を示している。即ち、この例では従来
と同様に、既に符号化の終えた周辺画素のみが参照画像
信号22−1として利用される。
On the other hand, in case a moving picture of a scene change or large motion such images, since frame correlation is small, as shown in FIG. 7, the upper in the current frame image
The coding efficiency can be improved only by referring to the neighboring pixels of the plane on the bit side . Further, (a) and (b) shown in FIG. 8 show examples of reference image signals in the case of a still image or a binary image. That is, in this example, only the peripheral pixels that have already been encoded are used as the reference image signal 22-1 as in the conventional case.

【0025】[画像復号化装置]図9に、本発明の画像
復号化装置実施例ブロック図を示す。この装置は、符号
化系列16Aを先に示した符号化装置から受入れ、動画
像信号系列36Aや、静止画像信号系列35Aあるいは
2値画像信号系列34Aを得る装置である。この装置
は、復号化部31、復号化条件決定部32、ビットプレ
ーンメモリ33、バッファ34、ビットプレーン画像統
合部35及びフレーム画像統合部36から構成される。
復号化部31は、復号化条件決定部32の出力する復号
化パラメータ32Aに従って、符号化系列16Aの復号
化を行なう部分である。この復号化装置には、符号化装
置と同様の構成のビットプレーンメモリ33が設けられ
ている。また、復号化部31の出力は、バッファ34を
介して2値画像信号系列34Aとして取り出される。
[Image Decoding Device] FIG. 9 shows a block diagram of an embodiment of the image decoding device of the present invention. This device is a device that receives the coded sequence 16A from the above-described coding device and obtains the moving image signal sequence 36A, the still image signal sequence 35A, or the binary image signal sequence 34A. This apparatus includes a decoding unit 31, a decoding condition determination unit 32, a bit plane memory 33, a buffer 34, a bit plane image integration unit 35, and a frame image integration unit 36.
The decoding unit 31 is a unit that decodes the coded sequence 16A according to the decoding parameter 32A output from the decoding condition determining unit 32. The decoding device is provided with a bit plane memory 33 having the same configuration as the encoding device. The output of the decoding unit 31 is taken out as a binary image signal sequence 34A via the buffer 34.

【0026】ビットプレーン画像統合部35は、図1に
示した符号化装置のビットプレーン画像生成部12と反
対の動作、即ち2値ビットプレーン画像をディジタル多
値静止画像に変換するための動作を行なう回路である。
また、フレーム画像統合部36は、ディジタル多値の静
止画像信号系列35Aをそれぞれ時間軸上のフレーム画
像とし、これを配列して動画像信号系列36Aを得る回
路である。
The bit plane image integration unit 35 performs an operation opposite to that of the bit plane image generation unit 12 of the encoding apparatus shown in FIG. 1, that is, an operation for converting a binary bit plane image into a digital multilevel still image. It is a circuit to perform.
The frame image integration unit 36 is a circuit that obtains a moving image signal sequence 36A by arranging the digital multi-valued still image signal sequence 35A as a frame image on the time axis.

【0027】[符号化条件と復号化条件]本発明におい
て、上記のような画像復号化装置は、符号化装置と逆の
動作を行ない、復号化処理を実行する。本発明におい
て、この場合の復号化条件は、符号化装置から送られて
来るのでなく、復号化側で独自に決定する。符号化条件
を固定しておいてもよいが、画像の内容に応じて切り換
えれば、より符号化効率が高まるからである。このと
き、符号化条件及び復号化条件が、符号化対象画像信号
の位置に応じて、それぞれ動的に変化するため、次のよ
うな処理を行なう。
[Encoding Condition and Decoding Condition] In the present invention, the image decoding device as described above performs an operation reverse to that of the encoding device and executes the decoding process. In the present invention, the decoding condition in this case is uniquely determined on the decoding side, not sent from the encoding device. This is because the coding condition may be fixed, but if the switching is performed according to the content of the image, the coding efficiency is further improved. At this time, the encoding condition and the decoding condition dynamically change according to the position of the image signal to be encoded, and therefore the following processing is performed.

【0028】図10に、符号化復号化条件決定方法説明
図を示す。図に示すように、符号化側のビットプレーン
メモリ13には、符号化対象となる画像信号21の直前
に符号化が行なわれた画像信号22−0が格納されてい
る。また、復号化側のビットプレーンメモリ33にも全
く同一の画像信号22−0が格納されている。これらが
符号化条件決定部15(図1)や復号化条件決定部32
(図9)により参照されて、符号化あるいは復号化条件
が決定される。即ち、同一の2値ビットプレーン画像を
参照し、同一の演算処理によって符号化条件あるいは復
号化条件を決定すると、相互にその条件についての情報
交換をすること無しに、符号化側と復号化側で同一の結
論が得られ、同一条件で符号化及び復号化がなされる。
FIG. 10 shows an explanatory diagram of a method for determining the coding / decoding conditions. As shown in the drawing, the bit plane memory 13 on the encoding side stores an image signal 22-0 that has been encoded immediately before the image signal 21 to be encoded. The same image signal 22-0 is also stored in the bit plane memory 33 on the decoding side. These are the encoding condition determining unit 15 (FIG. 1) and the decoding condition determining unit 32.
(FIG. 9), the encoding or decoding condition is determined. That is, when the same binary bit plane image is referred to and the encoding condition or the decoding condition is determined by the same arithmetic processing, the encoding side and the decoding side do not need to exchange information about the condition. The same conclusion can be obtained and the encoding and decoding are performed under the same condition.

【0029】例えば、この場合の方法として、直前に既
に符号化され、更に復号化装置側でも復号化が終了した
2値画像信号22−0について、それぞれ符号化側と復
号化側で同一の条件でシンボル出現予想確率推定のため
の演算処理を行なう。この場合、参照される2値ビット
プレーン画像も、またその結果得られるべき画像信号
も、それぞれ符号化側と復号化側で明確になっているた
め、最適符号化条件は同一の結果が得られるはずであ
る。これを次の符号化対象画像信号21について適用
し、符号化処理を実行する。従って、復号化側も次の符
号化対象画像信号について、その復号化条件を適用す
る。このようにすることによって、符号化条件及び復号
化条件を動的に変更することが可能になる。
For example, as a method in this case, for the binary image signal 22-0 which has already been encoded immediately before and the decoding has been completed on the decoding device side, the same condition is set on the encoding side and the decoding side, respectively. The calculation process for estimating the symbol appearance prediction probability is performed. In this case, since the binary bit plane image to be referred to and the image signal to be obtained as a result are clear on the encoding side and the decoding side, respectively, the optimum encoding condition can obtain the same result. Should be. This is applied to the next encoding target image signal 21, and the encoding process is executed. Therefore, the decoding side also applies the decoding condition to the next encoding target image signal. By doing so, it becomes possible to dynamically change the encoding condition and the decoding condition.

【0030】[動画像の符号化]図11に、本発明の画
像符号化装置実施例ブロック図を示す。この実施例の装
置は、図1に示す装置に対し、動き検出部41及び動き
情報符号化部42を追加している。動き検出部41は、
フレーム画像生成部11からフレーム画像信号を取り込
み、各フレーム画像相互間を比較して動画像の動きを検
出する。その動きは、例えば動きベクトルとして動き情
報符号化部42に向け出力される。動き情報符号化部4
2は、動き検出部41の出力41Aを受け入れ、これを
符号化した後動き情報42Aとして復号化側に送る。
[Encoding of Moving Image] FIG. 11 shows a block diagram of an embodiment of the image encoding device of the present invention. The apparatus of this embodiment has a motion detection section 41 and a motion information coding section 42 added to the apparatus shown in FIG. The motion detector 41
The frame image signal is fetched from the frame image generation unit 11 and the respective frame images are compared with each other to detect the motion of the moving image. The motion is output to the motion information coding unit 42 as a motion vector, for example. Motion information coding unit 4
2 receives the output 41A of the motion detection unit 41, encodes the output 41A, and sends it as the motion information 42A to the decoding side.

【0031】また、動き検出部41の出力41Aはビッ
トプレーンメモリ13を介して符号化条件決定部15に
供給される。この実施例は、動画像の時間的な相関を利
用し、高能率符号化を図っている。即ち、動き検出部4
1によりフレーム間の動きを検出し、1フレーム前の参
照画素の位置を、検出された動きベクトルの大きさだけ
移動することにより動画像の符号化効率を高める。ビッ
トプレーンメモリ13は、動き検出部41の出力41A
を受け入れると、前のフレームの参照画素位置をその動
き情報をもとに変更する。例えば、現フレームが前フレ
ームから1画素分左に動いていたと検出された場合、前
フレームの参照画素位置を右へ1画素分移動する。これ
によって、フレーム画像の時間的相関を効率よく抽出
し、符号化効率を上げることができる。この内容を更に
具体的に図を用いて説明する。
The output 41A of the motion detecting section 41 is supplied to the coding condition determining section 15 via the bit plane memory 13. This embodiment utilizes the temporal correlation of moving images to achieve high efficiency coding. That is, the motion detector 4
The motion between frames is detected by 1 and the position of the reference pixel one frame before is moved by the size of the detected motion vector to improve the coding efficiency of the moving image. The bit plane memory 13 outputs the output 41A of the motion detection unit 41.
Is accepted, the reference pixel position of the previous frame is changed based on the motion information. For example, when it is detected that the current frame has moved one pixel to the left from the previous frame, the reference pixel position of the previous frame is moved to the right by one pixel. This makes it possible to efficiently extract the temporal correlation of the frame image and improve the coding efficiency. The contents will be described more specifically with reference to the drawings.

【0032】図12に、動き情報と参照画像信号説明図
を示す。(a)は参照画素信号の例である。符号化対象
画素の周辺4画素と前フレームの4画素を参照画素とし
て選択する。符号化対象画素が動き検出により、(b)
のように動きが検出された場合について考える。(c)
は動き情報を用いない場合の参照画素位置である。前フ
レームと現フレーム間には動きによるずれがあるため、
符号化対象画像信号21の参照画素として、参照画像信
号22Aを選択しても符号化効率はさほど向上しない。
そこで、(d)のように動き情報を利用して符号化対象
画像信号21と相関の強い前フレームの参照画像信号2
2Aを参照画素として選択する。なお、このような動き
情報は復号側でも必要となるため、動き情報符号化部4
2が動き情報42Aを復号化側に送信する。こうして、
動画像の各フレーム画像を符号化に利用し、従来よりも
はるかに符号化効率が高められる。
FIG. 12 is an explanatory diagram of motion information and a reference image signal. (A) is an example of a reference pixel signal. Four peripheral pixels of the pixel to be encoded and four pixels of the previous frame are selected as reference pixels. When the pixel to be encoded is motion detected, (b)
Consider the case where a motion is detected as in. (C)
Is a reference pixel position when motion information is not used. Since there is a gap between the previous frame and the current frame due to motion,
Even if the reference image signal 22A is selected as the reference pixel of the encoding target image signal 21, the encoding efficiency does not improve so much.
Therefore, as shown in (d), the reference image signal 2 of the previous frame having a strong correlation with the encoding target image signal 21 using the motion information.
2A is selected as a reference pixel. Since such motion information is also required on the decoding side, the motion information encoding unit 4
2 transmits the motion information 42A to the decoding side. Thus
Since each frame image of a moving image is used for encoding, the encoding efficiency can be improved much more than before.

【0033】[モード設定]図13に、本発明の符号化
装置実施例ブロック図を示す。この装置は、図1の実施
例の装置に対しモード設定部43を追加したものであ
る。既に説明した図1の実施例の装置は、2値ビットプ
レーン画像を最上位ビット側から下位ビット側の順で符
号化し、これを順番に復号化側に送り、復号化側もこの
順で画像を再生する。一般に、上位ビット側の2値ビッ
トプレーン画像は、画像の大局的な情報を持っている。
従って、復号化側で上位ビットから順に2値ビットプレ
ーン画像を復号化していくと、復号化の初期の段階でど
のような画像が再生されるかを把握することが可能とな
る。
[Mode Setting] FIG. 13 shows a block diagram of an embodiment of the coding apparatus of the present invention. This device is obtained by adding a mode setting unit 43 to the device of the embodiment shown in FIG. The apparatus of the embodiment of FIG. 1 already described encodes the binary bit plane image in the order from the most significant bit side to the least significant bit side, and sends this to the decoding side in order, and the decoding side also produces the image in this order. To play. In general, the upper bit side binary bit plane image has global information of the image.
Therefore, when the decoding side sequentially decodes the binary bit plane image from the upper bits, it becomes possible to grasp what kind of image is reproduced in the initial stage of the decoding.

【0034】復号化側で、ある程度以上の精密な画像を
要求をしない場合、受信画像信号を一部省略したり間引
いたりすることによって、伝送量や信号速度を改善する
ことができる。モード設定部43は、このような伝送モ
ードを決定し、その指示をフレーム画像生成部11やビ
ットプレーン画像生成部12に向け出力するための回路
である。例えば、伝送路の速度が遅いときや動画像の滑
らかな動きが必要でない場合、一定時間当たりの変換フ
レーム画像数を限定する旨の制御信号43Aをフレーム
画像生成部11に送る。
When the decoding side does not request an image of a certain degree or more, it is possible to improve the transmission amount and the signal rate by omitting or partially thinning out the received image signal. The mode setting unit 43 is a circuit for determining such a transmission mode and outputting the instruction to the frame image generation unit 11 and the bit plane image generation unit 12. For example, when the speed of the transmission path is slow or smooth motion of the moving image is not required, the control signal 43A for limiting the number of converted frame images per fixed time is sent to the frame image generation unit 11.

【0035】図14に、このような変換フレーム画像数
を減少させたモード説明図を示す。例えば、図の左側に
示すように、フレーム画像が時間軸Tに対して一定の密
度で連続的に配置されているものとする。この場合、モ
ード設定部43によって、このフレーム画像を1つお
き、あるいは数個おきにピックアップする指示がフレー
ム画像生成部11に出力される。フレーム画像生成部1
1は、ビットプレーン画像生成部12に向けフレーム画
像を出力するとき、フレーム画像を適当数間引くように
動作する。これによって、符号化の対象となる信号が減
少し、伝送速度に対応させ、あるいは伝送容量に対応さ
せることができる。
FIG. 14 shows a mode explanatory diagram in which the number of such converted frame images is reduced. For example, as shown on the left side of the figure, it is assumed that frame images are continuously arranged at a constant density with respect to the time axis T. In this case, the mode setting unit 43 outputs to the frame image generation unit 11 an instruction to pick up every other frame image or every few frames. Frame image generator 1
1 outputs an appropriate number of frame images when outputting the frame images to the bit plane image generation unit 12. As a result, the number of signals to be encoded is reduced, and it is possible to correspond to the transmission speed or the transmission capacity.

【0036】また、先に説明したように、2値ビットプ
レーン画像は上位プレーンほど画像の大局的な性質を表
わす重要な情報を持っている。下位プレーンは、人間の
目にはわからないような細かな変化を表わす情報を持っ
ている。従って、下位プレーンに行くに従って、その重
要度は低くなっている。復号化側で高精度の画像を必要
としない場合、上位数ビットのみの2値ビットプレーン
画像を符号化するだけで十分な場合がある。モード設定
部43は、このような場合、ビットプレーン画像生成部
12に対し制御信号43Bを出力し、その制御を行な
う。
Further, as described above, the binary bit plane image has more important information indicating the general nature of the image as the upper plane. The lower plane has information that represents subtle changes that cannot be seen by the human eye. Therefore, its importance becomes lower as it goes to the lower plane. When the decoding side does not require a high-precision image, it may be sufficient to encode a binary bit plane image having only a few upper bits. In such a case, the mode setting unit 43 outputs the control signal 43B to the bit plane image generating unit 12 and controls it.

【0037】図15に、下位ビット側を除外したモード
説明図を示す。図に示すように、2値ビットプレーン画
像は上位側から数枚だけ選択されて使用される。図13
に示すビットプレーン画像生成部12は、上位数ビット
分の2値ビットプレーン画像をビットプレーンメモリ1
3に向け出力し、符号化の対象とする。例えば、白黒の
自然画像が8ビット、256階調で表現されているもの
とし、上位5ビット、32階調のみを符号化し伝送した
場合、SN比で40dB程度あり、人間の目には原画像
と復号化された画像の違いをほとんど見分けることがで
きない。しかしながら、この場合、符号量は8ビット全
てを符号化する場合の半分以下になる。なお、以上のよ
うなモード設定は、予め符号化側のモード設定部43に
設定しておく他、例えば復号化側においてオペレータが
受信画像を監視し、十分な画像品質が得られた場合に受
信を停止したり、送信側に対し送信停止を要求すること
により実現することができる。従って、モード設定部を
復号化側に設けてもよい。
FIG. 15 shows a mode explanatory diagram excluding the lower bit side. As shown in the figure, only a few binary bit plane images are selected from the upper side and used. FIG.
The bit plane image generation unit 12 shown in FIG.
It outputs to 3 and becomes the object of encoding. For example, assuming that a black and white natural image is represented by 8 bits and 256 gradations, and when only the upper 5 bits and 32 gradations are encoded and transmitted, the SN ratio is about 40 dB, which is the original image for human eyes. It is almost impossible to tell the difference between the decoded image and the decoded image. However, in this case, the code amount is less than half that in the case of encoding all 8 bits. The mode setting as described above is set in the mode setting unit 43 on the encoding side in advance, and, for example, when the operator monitors the received image on the decoding side and a sufficient image quality is obtained, the reception is performed. It can be realized by stopping the transmission or requesting the transmission side to stop the transmission. Therefore, the mode setting unit may be provided on the decoding side.

【0038】[参照画素モデルの利用]図16に、本発
明の画像符号化装置実施例ブロック図を示す。図16に
示す装置は、図1に示す装置に対し参照画素モデル決定
部45及び参照画素モデルテーブル46を追加したもの
である。本発明の装置によれば、符号化対象画素に応じ
て自由に動的に広い範囲から参照画像信号を受け入れて
符号化を行なうことができる。この場合に、画像の特徴
に応じた参照画素モデルを何種類か予め用意し、これを
その都度適応的に切り換えることによって、高い効率で
迅速に符号化することが可能となる。
[Use of Reference Pixel Model] FIG. 16 shows a block diagram of an embodiment of the image coding apparatus of the present invention. The apparatus shown in FIG. 16 is obtained by adding a reference pixel model determination unit 45 and a reference pixel model table 46 to the apparatus shown in FIG. According to the apparatus of the present invention, it is possible to freely and dynamically receive a reference image signal from a wide range according to a pixel to be encoded and perform encoding. In this case, some kinds of reference pixel models corresponding to the characteristics of the image are prepared in advance, and by adaptively switching each time, it becomes possible to perform coding with high efficiency and quickly.

【0039】参照画素モデル決定部45は、この参照画
素モデルを用いた状態予測を行ない、符号化シンボルの
出現予測確率を推定する部分である。このとき、この参
照画素モデル決定部45は、既に符号化の終了した特定
の画素をもとにして、次の画素を符号化する場合の最適
な参照画素モデルを選択する。その参照画素モデルは次
の画素の符号化条件決定に利用される。参照画素モデル
テーブル46は、各種の参照画素モデルを格納したメモ
リから成り、参照画素モデル決定部45の出力する参照
画素モデル情報45Aが符号化条件決定部15に入力す
ると、対応する参照画素モデルが参照画素モデルテーブ
ル46から読み出され、符号化条件の決定が行なわれ
る。その他の部分、即ちビットプレーンメモリ13、バ
ッファ14及び符号化部16等の構成や動作は、図1に
示した装置と同様である。
The reference pixel model determination unit 45 is a part that performs state prediction using this reference pixel model and estimates the appearance prediction probability of a coded symbol. At this time, the reference pixel model determination unit 45 selects an optimum reference pixel model for encoding the next pixel based on the specific pixel that has already been encoded. The reference pixel model is used to determine the coding condition for the next pixel. The reference pixel model table 46 includes a memory storing various reference pixel models, and when the reference pixel model information 45A output from the reference pixel model determination unit 45 is input to the coding condition determination unit 15, the corresponding reference pixel models are It is read from the reference pixel model table 46 and the coding condition is determined. The other parts, that is, the configurations and operations of the bit plane memory 13, the buffer 14, the encoding unit 16 and the like are similar to those of the device shown in FIG.

【0040】図17に、参照画素モデル説明図を示す。
例えば、図17(a)に示す参照画素モデルは、符号化
対象画像信号21の直前に符号化された周辺の10画素
を参照画像信号22とする相関の大きいモデルである。
また、(b)の参照画素モデルは、符号化対象画像信号
21に隣接する1個の画素を参照画像信号として取り入
れる他、上位プレーンの対応する2個の画素を参照画像
信号22として取り入れる。これは同一プレーン内の相
関の小さいモデルである。例えば、このように2種の参
照画素モデルを用意し、適応的にこのモデルを変更しな
がら、2値ビットプレーンの符号化を行なうと、例えば
図17(a)に示す参照画素モデルのみを用いた場合に
比べ、25パーセント程度、その符号量を削減すること
ができる。
FIG. 17 shows a reference pixel model explanatory view.
For example, the reference pixel model shown in FIG. 17A is a model in which the peripheral 10 pixels encoded immediately before the encoding target image signal 21 are used as the reference image signal 22 and the correlation is large.
The reference pixel model of (b) takes in one pixel adjacent to the encoding target image signal 21 as a reference image signal, and also takes in two corresponding pixels of the upper plane as a reference image signal 22. This is a model with a small correlation in the same plane. For example, when two types of reference pixel models are prepared in this way and the binary bit plane is encoded while adaptively changing the models, for example, only the reference pixel model shown in FIG. 17A is used. The code amount can be reduced by about 25% as compared with the case where there is a case.

【0041】この場合の符号化側と復号化側の同期も、
既に説明したと同様に次の手順となる。まず、既に符号
化の終了している画素について、そのシンボルを符号化
する際にどのようなモデルを用いれば高い符号化効率が
得られるかを参照画素モデル決定部45が推測する。そ
の結果、参照画素モデル情報45Aが符号化条件決定部
15に送られ、次の画素についての符号化条件が決定さ
れる。復号化側でも全く同一の条件で参照画素モデルの
決定を行なう。従って、この場合に既に復号が終了して
いる画素のみを用いて復号化条件を決定することから、
符号化側と復号化側で同一の参照画素モデルが選択され
る。これにより、符号化側から復号化側に選択した参照
画素モデル情報を送信する必要がなくなる。その後、符
号化条件決定部15は、参照画素モデルを用いてシンボ
ル出現予想確率を推定し、符号化パラメータ15Aを符
号化部16に送る。符号化部16はバッファ14から出
力されるシンボルを符号化パラメータ15Aを用いて符
号化し、符号化系列16Aを出力する。
The synchronization between the encoding side and the decoding side in this case is also
The procedure is the same as described above. First, for a pixel that has already been encoded, the reference pixel model determination unit 45 estimates what model should be used when encoding the symbol to obtain high encoding efficiency. As a result, the reference pixel model information 45A is sent to the coding condition determination unit 15, and the coding condition for the next pixel is determined. The decoding side also determines the reference pixel model under exactly the same conditions. Therefore, in this case, since the decoding condition is determined using only the pixels that have already been decoded,
The same reference pixel model is selected on the encoding side and the decoding side. This eliminates the need to transmit the selected reference pixel model information from the encoding side to the decoding side. Then, the coding condition determination unit 15 estimates the symbol appearance prediction probability using the reference pixel model, and sends the coding parameter 15A to the coding unit 16. The encoding unit 16 encodes the symbol output from the buffer 14 using the encoding parameter 15A and outputs the encoded sequence 16A.

【0042】なお、上記のような参照画素モデルの選択
基準は、第2ビットプレーンを符号化する場合には次の
ようになる。まず、符号化画素の近傍との相関が大きい
モデルと、相関の小さいモデルを考える。この場合、例
えば階調値が連続的に変化するような画像の場合、第1
ビットプレーンが“0”から“1”に変化する画素で
は、第2ビットプレーンの同じ位置の画素も“0”から
“1”に変化することが非常に多い。また、多くの近傍
画素を参照するモデルにおいては、“0”または“1”
が連続する場合、非常に良い符号化効率を示すが、
“0”、“1”が交互に反転するものは符号化効率が低
下する。この特徴を利用すると、第1ビットプレーンで
“0”と“1”が変化しない画素では、近傍画素との相
関が大きい参照画素モデルを選択し、第1ビットプレー
ンで“0”と“1”が変化するような画素では、近傍画
素との相関が小さい参照画素モデルを選択する。第3ビ
ットプレーン以降を符号化する場合も同様に、上位ビッ
トプレーンの“0”、“1”の反転を利用して参照画素
モデルを選択する。以上のような基準によって、最適な
参照画素モデルが選択される。
The reference pixel model selection criteria as described above are as follows when the second bit plane is encoded. First, consider a model having a large correlation with the neighborhood of the coded pixel and a model having a small correlation. In this case, for example, in the case of an image in which the gradation value continuously changes, the first
In a pixel in which the bit plane changes from “0” to “1”, a pixel at the same position in the second bit plane often changes from “0” to “1”. Also, in a model that refers to many neighboring pixels, "0" or "1"
Shows very good coding efficiency when
Coding efficiency decreases when "0" and "1" are alternately inverted. By using this feature, for pixels where “0” and “1” do not change in the first bit plane, a reference pixel model having a large correlation with neighboring pixels is selected, and “0” and “1” are selected in the first bit plane. In the case of a pixel that changes, the reference pixel model that has a small correlation with neighboring pixels is selected. Similarly, when encoding the third and subsequent bit planes, the reference pixel model is selected using the inversion of "0" and "1" of the upper bit plane. The optimum reference pixel model is selected based on the above criteria.

【0043】[選択モデルメモリの利用]図18は、本
発明の画像符号化装置実施例を示すブロック図である。
この例では、図16の実施例に対し選択モデルメモリ4
8と最小符号量推定部47を追加している。最小符号量
推定部47は、動的に参照画素モデルを推定し、その結
果を選択モデルメモリ48に格納しておくための回路で
ある。図19に、選択モデルメモリ説明図を示す。図1
6の実施例では、直前に既に符号化された画素につい
て、どのような参照画素モデルを使用したかを参考に次
の画素の符号化を行なっていた。一方、この実施例では
最小符号量推定部47が、過去に符号化の終了した全て
の画素について、その画像信号を符号化したときに、複
数のモデルの中でどの参照画素モデルを用いて符号化し
たら符号量が最小であったかを求め、その都度選択モデ
ルメモリ48に格納する。現実に選択したものでもよい
が、その選択が誤りであったら、その後訂正を加えて選
択モデルメモリ48に格納するのが好ましい。
[Use of Selected Model Memory] FIG. 18 is a block diagram showing an embodiment of the image coding apparatus of the present invention.
In this example, the selection model memory 4 is different from the embodiment of FIG.
8 and the minimum code amount estimation unit 47 are added. The minimum code amount estimation unit 47 is a circuit for dynamically estimating the reference pixel model and storing the result in the selection model memory 48. FIG. 19 shows an explanatory diagram of the selection model memory. Figure 1
In the sixth embodiment, the next pixel is encoded with reference to what reference pixel model is used for the pixel already encoded immediately before. On the other hand, in this embodiment, when the minimum code amount estimation unit 47 encodes the image signal of all the pixels that have been encoded in the past, which reference pixel model is used among the plurality of models to perform the encoding. After conversion, it is determined whether or not the code amount is the smallest and stored in the selection model memory 48 each time. The selection may be made in reality, but if the selection is incorrect, it is preferable to correct it and store it in the selection model memory 48.

【0044】この選択モデルメモリは、図19に示すよ
うに、ビットプレーンメモリ13と同様の複数のプレー
ンの情報を記憶することができる。この図の例では、2
値ビットプレーンjの符号化対象画像信号21の符号化
のために、参照画素モデルを決定する状態を示す。2値
ビットプレーンjと2値ビットプレーンj−1とは、多
値画像の同じフレーム内の2つのプレーンである。2値
ビットプレーンiは前フレームのビットプレーンであ
る。
As shown in FIG. 19, this selection model memory can store information on a plurality of planes similar to the bit plane memory 13. In the example of this figure, 2
A state of determining a reference pixel model for encoding the encoding target image signal 21 of the value bit plane j is shown. The binary bit plane j and the binary bit plane j-1 are two planes in the same frame of the multi-valued image. The binary bit plane i is the bit plane of the previous frame.

【0045】このテーブル内の1〜4の数字は、参照画
素モデルテーブル46に登録されている4種類の参照画
素モデルの番号を示している。この番号が1のモデル
は、同一プレーン内の画素間の相関が高いモデルであ
り、番号が2、3、4と多くなるにつれて画素間の相関
が小さいモデルとなる。ここで、2値ビットプレーンj
の符号化対象画素21に着目すると、その周辺の符号化
の終了している画素については相関の小さい参照モデル
が選択されている。従って、今回の対象画素についても
相関の小さいモデルの選択が適当であると推測すること
ができる。プレーン間の相関を利用し、あるいは上位プ
レーンの情報を利用して、このようなモデル選択を行な
うことも可能である。図18に示す参照画素モデル決定
部45は、このような選択モデルメモリ48の内容を参
考にし、参照画素モデルの決定を行なう。従って、より
適切な参照画素モデルの選択が可能になる。
The numbers 1 to 4 in this table indicate the numbers of the four types of reference pixel models registered in the reference pixel model table 46. The model with the number 1 is a model in which the correlation between pixels in the same plane is high, and as the numbers increase to 2, 3, and 4, the correlation between pixels becomes smaller. Here, the binary bit plane j
Focusing on the pixel 21 to be coded, the reference model having a small correlation is selected for the pixels around the pixel 21 for which coding has been completed. Therefore, it can be inferred that it is appropriate to select a model having a small correlation for the target pixel this time. It is also possible to perform such model selection by using the correlation between planes or by using the information of the upper plane. The reference pixel model determination unit 45 shown in FIG. 18 determines the reference pixel model with reference to the contents of the selection model memory 48. Therefore, it is possible to select a more appropriate reference pixel model.

【0046】図18の符号化条件決定部15は、こうし
て決定された参照画素モデルを使用して符号化パラメー
タ15Aを生成し符号化部16に送る。符号化部16で
は、この符号化パラメータをもとにバッファ14から入
力するシンボルの符号化を行なう。更に、符号化部16
の符号化処理と並行して、最小符号量推定部47は、参
照画素モデルテーブル46に登録されている複数個の参
照画素モデルについて、それぞれビットプレーンメモリ
13から選ばれた参照画素が0か1かを表わす参照画素
情報を受取り、バッファ14から受け取った符号化画素
シンボルをもとに、そのシンボルの符号量が最小となる
モデルを推定する。推定された参照画素モデルの番号
は、選択モデルメモリ48に新たに登録され、それ以後
の参照画素モデルを決定するのに使用される。
The coding condition determining unit 15 of FIG. 18 uses the reference pixel model thus determined to generate a coding parameter 15A and sends it to the coding unit 16. The encoding unit 16 encodes the symbol input from the buffer 14 based on this encoding parameter. Furthermore, the encoding unit 16
In parallel with the encoding process of No. 1, the minimum code amount estimation unit 47 determines that the reference pixel selected from the bit plane memory 13 is 0 or 1 for each of the plurality of reference pixel models registered in the reference pixel model table 46. Based on the coded pixel symbol received from the buffer 14, the model which minimizes the code amount of the symbol is estimated. The estimated reference pixel model number is newly registered in the selected model memory 48, and is used to determine the subsequent reference pixel model.

【0047】上記のように、予め一定の参照画素モデル
を複数個用意しておき、画像の特徴に応じて適応的にモ
デルを選択し切り換えて符号化すれば、画像の局所的な
変化に対応して効率の良い符号化を行なうことが可能に
なる。また、上位プレーンや他のカラープレーンの情報
を利用してモデルを切り換えることによって多値画像の
符号化効率を高めることができる。また、最小符号量推
定部47や選択モデルメモリ48を設けることによっ
て、過去のモデル選択情報を生かしたより適切なモデル
選択を行なうことができ、符号化効率が向上する。
As described above, if a plurality of fixed reference pixel models are prepared in advance, and the models are adaptively selected according to the characteristics of the image and switched to encode, a local change of the image can be dealt with. Thus, efficient encoding can be performed. In addition, it is possible to improve the coding efficiency of a multi-valued image by switching the model using information of the upper plane and other color planes. Further, by providing the minimum code amount estimation unit 47 and the selection model memory 48, more appropriate model selection can be performed by utilizing the past model selection information, and the coding efficiency is improved.

【0048】[複数の符号化部]図20に、本発明の画
像符号化装置実施例ブロック図を示す。この実施例で
は、複数の符号化部53−1、53−2、53−3、5
3−4…を設ける。そして、これらの符号化部のいずれ
を動作させるかを、切り換え部52によって選択する構
成となっている。符号化条件決定部51は、切り換え部
52に対し、どの符号化部を選択するかの情報を出力す
るための回路である。上記各符号化部53−1、53−
2…は、画像の局所的な特徴に応じた符号化を行なうた
めに、参照画素位置を記述した参照画素モデルを用意
し、それぞれ異なるモデルを用いた符号化を実行する。
[Plurality of Encoding Units] FIG. 20 shows a block diagram of an embodiment of the image encoding device of the present invention. In this embodiment, a plurality of coding units 53-1, 53-2, 53-3, 5 are provided.
3-4 ... are provided. The switching unit 52 selects which of these coding units is to be operated. The coding condition determination unit 51 is a circuit for outputting to the switching unit 52 information on which coding unit to select. Each of the above coding units 53-1 and 53-
In order to perform the encoding according to the local feature of the image, 2 prepares the reference pixel model describing the reference pixel position, and executes the encoding using the different models.

【0049】異なる参照画素モデルを用いたとしても、
常に1個の符号化部により符号化が実行できることが好
ましい。この場合、例えば図2に示したような従来装置
に対し本発明の機能を付加しようとすれば、その符号化
部を一切改造してしまうことになる。しかしながら、本
発明の方法を実行するための機能をもつ新たな符号化部
を追加し、これに切り換え部を付加して動作させた方が
経済的なメリットが高い場合がある。この実施例は、こ
のような場合に対応できる。
Even if different reference pixel models are used,
It is preferable that the encoding can always be executed by one encoding unit. In this case, for example, if the function of the present invention is added to the conventional device as shown in FIG. 2, the encoding unit will be completely modified. However, it may be more economically advantageous to add a new encoding unit having a function for executing the method of the present invention, and add a switching unit to operate the encoding unit. This embodiment can handle such a case.

【0050】図20の装置は次のように動作する。画像
の局所的な特徴により最適な参照画素モデルが異なるこ
とから、符号化部53−1、53−2…は、それぞれ最
適なものが切り換えられて使用される。まず、あるフレ
ーム画像の第1ビットプレーンを符号化する場合、既に
符号化の済んでいるプレーンが無いためビットプレーン
間の相関を使わずに従来と同様の一定の参照画素モデル
を用いて符号化を行なう。ビットプレーンメモリ13か
らは、その第1ビットプレーンの左上の画素から順にラ
スター走査を行なって、2値画像信号系列13Bが切り
換え部52に供給される。符号化条件決定部51は、符
号化プレーンが第1ビットプレーンの場合、符号化の終
了したビットプレーンとの相関をとる必要が無いため、
符号化部53−1を選択するよう切り換え部52に対し
選択信号51Aを出力する。符号化部53−1は第1ビ
ットプレーンの特徴である近傍画素間の相関を利用した
図17(a)に示したような参照画素モデルを用いて符
号化を実行する。
The device of FIG. 20 operates as follows. Since the optimum reference pixel model differs depending on the local characteristics of the image, the optimum ones are switched and used for the encoding units 53-1, 53-2, .... First, when the first bit plane of a certain frame image is encoded, since there is no plane that has already been encoded, the same constant reference pixel model as in the past is used without using the correlation between bit planes. Do. From the bit plane memory 13, raster scanning is sequentially performed from the upper left pixel of the first bit plane, and the binary image signal sequence 13B is supplied to the switching unit 52. When the coding plane is the first bit plane, the coding condition determining unit 51 does not need to correlate with the bit plane that has been coded.
A selection signal 51A is output to the switching unit 52 so as to select the encoding unit 53-1. The encoding unit 53-1 executes encoding using the reference pixel model as shown in FIG. 17A that utilizes the correlation between neighboring pixels, which is a feature of the first bit plane.

【0051】次に、第2ビットプレーン以降について
は、既に符号化の終了している第1ビットプレーンの情
報を利用することができる。従って、符号化モデル決定
部51は、符号化部53−2の選択を切り換え部52に
指示する。これによって、今度は第1ビットプレーンと
の相関を考慮した図17(b)に示したような参照画素
モデルを用いた符号化が符号化部53−2によって実行
される。
Next, for the second and subsequent bit planes, the information of the first bit plane which has already been encoded can be used. Therefore, the coding model determination unit 51 instructs the switching unit 52 to select the coding unit 53-2. As a result, this time, the encoding unit 53-2 executes the encoding using the reference pixel model as shown in FIG. 17B in consideration of the correlation with the first bit plane.

【0052】図21には、更に別の参照画素モデルの例
を示す説明図を図示した。この(a)は図20に示す符
号化部53−1の参照画素モデルとし、(b)は符号化
部53−2の参照画素モデル、(c)は符号化部53−
3の参照画素モデルとする。(a)に示すように、符号
化部53−1では第1ビットプレーンの符号化対象画像
信号21を符号化する場合、その周辺の参照画像信号2
2のみを利用する。一方、符号化部53−2では(b)
に示すように、周辺画素とも相関があり、更にプレーン
間の相関も利用した符号化が行なわれる。(c)の例で
はプレーン間の相関が大きい画素を符号化する。画素の
“0”、“1”の変化のある部分は、例えば(b)のモ
デルで符号化すると符号化効率の劣化の原因となる。ま
た、第2ビットプレーンでの“0”“1”が変化する画
素は、第1ビットプレーンにおいても“0”“1”が変
化する画素であることが多いため、(c)に示すような
プレーン間の相関の大きいモデルを利用することによっ
て符号化効率を高めることができる。
FIG. 21 is an explanatory view showing an example of still another reference pixel model. This (a) is the reference pixel model of the encoding unit 53-1 shown in FIG. 20, (b) is the reference pixel model of the encoding unit 53-2, and (c) is the encoding unit 53-.
3 reference pixel model. As shown in (a), when the encoding unit 53-1 encodes the encoding target image signal 21 of the first bit plane, the reference image signal 2 around it is encoded.
Use only 2. On the other hand, in the encoding unit 53-2, (b)
As shown in (3), there is a correlation with the surrounding pixels, and the coding is performed using the correlation between the planes. In the example of (c), pixels having a large correlation between planes are encoded. A portion having a change of "0" or "1" in a pixel causes deterioration of encoding efficiency when encoded by the model of (b), for example. Further, a pixel in which “0” or “1” changes in the second bit plane is often a pixel in which “0” or “1” changes in the first bit plane, and therefore, as shown in (c). Coding efficiency can be improved by using a model having a high correlation between planes.

【0053】第2ビットプレーンを符号化する場合に、
符号化モデル決定部51は符号化画素の同じ位置の第1
ビットプレーンの画素が白黒の変化点であるかを判別
し、変化点でなければ図21(b)に示すモデルを選択
し、符号化部53−2を選択する命令を切り換え部52
に出力する。また、変化点であれば、図21(c)のモ
デルを選択し、符号化部53−3を選択する信号を切り
換え部52に向け出力する。
When encoding the second bit plane,
The coding model determination unit 51 determines whether the first pixel of the same position of the coding pixel
It is determined whether the pixel of the bit plane is a black-and-white change point, and if it is not the change point, the model shown in FIG. 21B is selected, and the command for selecting the coding unit 53-2 is switched to the switching unit 52.
Output to. If it is a change point, the model of FIG. 21C is selected, and a signal for selecting the encoding unit 53-3 is output to the switching unit 52.

【0054】図21(b)に示す参照画素モデルは、1
0画素を参照するモデルである。“0”、“1”の組合
せの総数は1024通りとなり、この数の符号化状態が
考えられる。従って、それぞれの状態について“0”と
“1”の出現確率が与えられる。このようなモデルによ
って決められた状態における出現確率を用いて、各符号
化部は符号化画素をエントロピー符号化する。そして、
符号化画素が“0”か“1”かによって出現確率を更新
する。同様に、第3ビットプレーン以降の符号化につい
ても複数の上位プレーンの情報を利用して適応的に符号
化部を切り換えて符号化を実行し符号化効率を向上させ
ることができる。
The reference pixel model shown in FIG.
This is a model that refers to 0 pixel. The total number of combinations of “0” and “1” is 1024, and this number of coding states can be considered. Therefore, the appearance probabilities of "0" and "1" are given for each state. Each coding unit entropy-codes the coded pixel using the appearance probability in the state determined by such a model. And
The appearance probability is updated depending on whether the coded pixel is “0” or “1”. Similarly, regarding the encoding of the third bit plane and thereafter, the encoding efficiency can be improved by adaptively switching the encoding units by using the information of the plurality of upper planes and performing the encoding.

【0055】[別のプレーンの画像信号参照]上位プレ
ーンの情報を用いた参照画素モデルの選択については、
各種の方法が考えられる。第2ビットプレーンの場合に
は、上位プレーンは第1ビットプレーンのみであるが、
第3ビットプレーン以降は複数枚の上位プレーンが存在
する。従って、第2ビットプレーンと同様に1つ上位の
プレーンの情報だけを利用する場合と、複数枚の上位プ
レーンの情報を利用する場合とがある。例えば、1つ上
位のプレーンの情報のみを利用する場合は、上位プレー
ンの隣合う画素の“0”と“1”の変化を利用すること
によってモデルを切り換えればよい。また、複数の上位
プレーンの情報を利用する場合、全ての上位プレーンの
隣合う画素が同じときと、上位プレーンのうちの1つで
も隣合う画素が異なるときとに場合分けを行ないながら
モデルの選択を行なう。
[Reference of image signal of another plane] Regarding the selection of the reference pixel model using the information of the upper plane,
Various methods are possible. In the case of the second bit plane, the upper plane is only the first bit plane,
A plurality of upper planes exist after the third bit plane. Therefore, as in the case of the second bit plane, there is a case where only the information of the one upper plane is used, and a case where the information of a plurality of upper planes is used. For example, in the case of using only the information of the one upper plane, the models may be switched by using the change between “0” and “1” of the adjacent pixels of the upper plane. In addition, when using information of a plurality of upper planes, model selection is performed by making a distinction between the case where adjacent pixels of all the upper planes are the same and the case where even adjacent pixels of at least one of the upper planes are different. Do.

【0056】また、カラー画像のように複数の色成分で
構成される画像の符号化方法については、次のように実
行する。例えば、RBGの三原色が、それぞれ256階
調で表現されるフルカラー画像は2値のビットプレーン
に変換すると、24プレーンの画像となる。この場合、
変換して符号化する際の順序をR1、G1、B1、R
2、G2、B2、R3、G3、B3…R8、G8、B8
というように設定する。なお、R1は赤成分の第1ビッ
トプレーンを意味する。このようにすると、R1はG1
の上位プレーンと見なすことができる。カラー画像の場
合、RGBの各成分間の相関は大きく、画像のエッジ部
分等の特徴はどの成分も同じ画素位置に表れやすい。従
って、上位プレーンの情報を利用することによって適応
的にモデルを選択し、符号化部を切り換えて符号化を行
なえば、カラー画像についてもその符号化効率を向上さ
せることができる。
An encoding method of an image composed of a plurality of color components such as a color image is executed as follows. For example, a full-color image in which each of the three primary colors of RBG is represented by 256 gradations is converted into a binary bit plane to be an image of 24 planes. in this case,
The order of conversion and encoding is R1, G1, B1, R
2, G2, B2, R3, G3, B3 ... R8, G8, B8
And so on. Note that R1 means the first bit plane of the red component. In this way, R1 becomes G1
Can be considered as the upper plane of. In the case of a color image, the correlation between the RGB components is large, and features such as the edge portion of the image are likely to appear at the same pixel position for all components. Therefore, if the model is adaptively selected by using the information of the upper plane and the encoding unit is switched to perform the encoding, the encoding efficiency of the color image can be improved.

【0057】本発明は以上の実施例に限定されない。動
画像、多値静止画像、2値画像、その他の各種の画像に
ついて、本発明の装置は同様の構成により高能率符号化
を図ることができる。また、その符号化のために使用さ
れるメモリやフレーム画像生成部、ビットプレーン画像
生成部、符号化条件決定部等には、それぞれ従来知られ
た各種の構成の回路を組み合わせて構成して差し支えな
く、またこれらは、いずれも一体のコンピュータ等によ
り構成して差し支えない。
The present invention is not limited to the above embodiments. With respect to a moving image, a multi-valued still image, a binary image, and various other images, the apparatus of the present invention can achieve high-efficiency encoding with the same configuration. The memory, the frame image generation unit, the bit plane image generation unit, the coding condition determination unit, and the like used for the encoding may be configured by combining circuits of various conventionally known configurations. None of these may be configured by an integrated computer or the like.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明した本発明の画像符号化及び復
号化装置によれば、動画像信号系列を複数のフレーム画
像に変換し、これを2値ビットプレーン画像に変換して
任意の2値画像信号を参照しながら符号化を行なうこと
ができるため、動画像についても多値静止画像について
も、また2値画像についても同一の符号化装置によって
高能率符号化が可能である。また、符号化側と復号化側
で同一の方法で符号化条件を推定し、既に符号化復号化
された画像信号を用いて符号化復号化条件を設定するた
め、復号化部において、符号化条件等を符号化部から受
け入れることなく信号の復号化ができる。また、動画像
の動きを検出して、その動画像の動き方向に参照画像信
号の位置をシフトさせることにより動画像の高能率符号
化を図ることができる。
According to the image coding and decoding apparatus of the present invention described above, a moving image signal sequence is converted into a plurality of frame images, and this is converted into a binary bit plane image, and an arbitrary binary value is converted. Since encoding can be performed with reference to an image signal, high-efficiency encoding can be performed for moving images, multi-valued still images, and binary images by the same encoding device. In addition, since the encoding condition is estimated by the same method on the encoding side and the decoding side and the encoding / decoding condition is set using the image signal that has already been encoded / decoded, the encoding unit The signal can be decoded without accepting conditions and the like from the encoding unit. Further, by detecting the motion of the moving image and shifting the position of the reference image signal in the moving direction of the moving image, highly efficient coding of the moving image can be achieved.

【0059】更に、要求される受信画像品質に応じて変
換フレームの一定時間当たりの画像数や2値ビットプレ
ーン画像の一部省略等のモード設定を行ない、伝送路に
応じた符号化が可能となる。既に符号化が終了した2値
ビットプレーン画像中の上位ビットに対応する2値画像
信号や、カラー画像中の異なる色成分に対応する2値画
像信号を参照画素モデルの選択に利用すれば、符号化効
率を高めることができる。また、それぞれ符号化条件の
異なる符号化部を複数用意し、これらを選択して符号化
処理を実行させることによって符号化部の設計等のコス
トを削減しつつ高能率符号化を図ることができる。
Further, according to the required received image quality, mode setting such as the number of images of a converted frame per constant time or a partial omission of a binary bit plane image is performed to enable coding according to a transmission path. Become. If a binary image signal corresponding to the upper bits in the binary bit plane image that has already been encoded or a binary image signal corresponding to different color components in the color image is used for selecting the reference pixel model, The efficiency of conversion can be increased. Further, by providing a plurality of encoding units having different encoding conditions and selecting these to execute the encoding processing, it is possible to achieve high-efficiency encoding while reducing costs such as the design of the encoding unit. .

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

【図1】本発明の画像符号化装置実施例を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image encoding device of the present invention.

【図2】従来の画像符号化装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a conventional image encoding device.

【図3】ビットプレーン画像の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a bit plane image.

【図4】フレーム画像の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a frame image.

【図5】ビットプレーンメモリ構成説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a bit plane memory configuration.

【図6】参照画像信号説明図(その1)である。FIG. 6 is a reference image signal explanatory diagram (No. 1).

【図7】参照画像信号説明図(その2)である。FIG. 7 is a reference image signal explanatory diagram (2).

【図8】参照画像信号説明図(その3)である。FIG. 8 is a reference image signal explanatory diagram (3).

【図9】本発明の画像符号化装置実施例を示すブロック
図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of an image encoding device of the present invention.

【図10】符号化・復号化条件決定方法説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an encoding / decoding condition determining method.

【図11】本発明の画像符号化装置実施例ブロック図で
ある。
FIG. 11 is a block diagram of an embodiment of an image encoding device of the present invention.

【図12】動き情報と参照画像信号説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of motion information and a reference image signal.

【図13】本発明の符号化装置の実施例ブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram of an embodiment of an encoding device of the present invention.

【図14】変換フレーム画像数を減少させたモード説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a mode in which the number of converted frame images is reduced.

【図15】下位ビット側を除外したモード説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram of modes excluding the lower bit side.

【図16】本発明の画像符号化装置実施例ブロック図で
ある。
FIG. 16 is a block diagram of an embodiment of an image encoding device according to the present invention.

【図17】参照画素モデル説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a reference pixel model.

【図18】本発明の画像符号化装置実施例ブロック図で
ある。
FIG. 18 is a block diagram of an embodiment of an image encoding device of the present invention.

【図19】選択モデルメモリ説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a selection model memory.

【図20】本発明の画像符号化装置実施例ブロック図で
ある。
FIG. 20 is a block diagram of an embodiment of an image encoding device of the present invention.

【図21】参照画素モデルの例を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of a reference pixel model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10A 動画像信号系列 10B 静止画像信号系列 10C 2値画像信号系列 11 フレーム画像生成部 12 ビットプレーン画像生成部 13 ビットプレーンメモリ 14 バッファ 15 符号化条件決定部 16 符号化部 16A 符号化系列 10A video signal sequence 10B still image signal sequence 10C binary image signal series 11 Frame image generator 12-bit plane image generator 13-bit plane memory 14 buffers 15 Encoding condition determination unit 16 Encoding section 16A coded sequence

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 動画像信号系列を時間軸上の連続した各
点における複数のフレーム画像に変換するフレーム画像
生成部と、 前記各フレーム画像を構成するディジタル多値画像信号
の、対応するビットをそれぞれ集合して得られる複数の
2値ビットプレーン画像に変換するビットプレーン画像
生成部と、 前記複数の2値ビットプレーン画像を記憶するビットプ
レーンメモリと、 前記2値ビットプレーン画像を、2値画像信号系列に変
換して出力するバッファと、 前記ビットプレーンメモリ中の少なくとも前フレーム画
像を変換して得た2値ビットプレーン画像を参照して符
号化条件を決定する符号化条件決定部と、 前記符号化条件を用いて前記バッファから出力される2
値画像信号系列を符号化して出力する符号化部とを備え
たことを特徴とする画像符号化装置。
1. A frame image generation unit for converting a moving image signal sequence into a plurality of frame images at consecutive points on a time axis, and corresponding bits of a digital multi-valued image signal forming each frame image. A bit plane image generation unit that converts the binary bit plane images into a plurality of binary bit plane images, a bit plane memory that stores the plurality of binary bit plane images, and a binary image of the binary bit plane images. A buffer for converting into a signal sequence and outputting the signal sequence; an encoding condition determining unit for determining an encoding condition with reference to a binary bit plane image obtained by converting at least the previous frame image in the bit plane memory; 2 output from the buffer using the encoding condition
An image encoding device, comprising: an encoding unit that encodes and outputs a value image signal sequence.
【請求項2】 復号化された前フレーム画像の2値ビッ
トプレーン画像を記憶するビットプレーンメモリと、 該ビットプレーンメモリ中の前記2値ビットプレーン画
像を参照して復号化条件を決定する復号化条件決定部
と、 符号化された2値画像信号系列を受入れ、前記復号化条
件を用いて復号化する復号化部と、 復号化された2値画像信号系列から得られた複数の2値
ビットプレーン画像を記憶するバッファと、 前記複数の2値ビットプレーン画像から、ディジタル多
値画像信号により構成されるフレーム画像を再生するビ
ットプレーン画像統合部と、 時間軸上に連続して配列された複数のフレーム画像から
動画像信号系列を得るフレーム画像統合部とを備えたこ
とを特徴とする画像復号化装置。
2. A bit plane memory for storing a decoded binary bit plane image of a previous frame image, and a decoding for determining a decoding condition by referring to the binary bit plane image in the bit plane memory. A condition determining unit, a decoding unit that receives the encoded binary image signal sequence and decodes the encoded binary image signal sequence using the decoding condition, and a plurality of binary bits obtained from the decoded binary image signal sequence A buffer for storing a plane image, a bit plane image integration unit for reproducing a frame image composed of a digital multi-valued image signal from the plurality of binary bit plane images, and a plurality of consecutively arranged on the time axis. And a frame image integration unit that obtains a moving image signal sequence from the frame image.
【請求項3】 動画像信号系列を時間軸上の連続した各
点における複数のフレーム画像に変換するフレーム画像
生成部と、 前記各フレーム画像を構成するディジタル多値画像信号
の、対応するビットをそれぞれ集合して得られる複数の
2値ビットプレーン画像に変換するビットプレーン画像
生成部と、 前記複数の2値ビットプレーン画像を記憶するビットプ
レーンメモリと、 前記2値ビットプレーン画像を、2値画像信号系列に変
換して出力するバッファと、 前記ビットプレーンメモリ中の上位ビット対応の2値ビ
ットプレーン画像及び前フレーム画像を変換して得た2
値ビットプレーン画像を参照して符号化条件を決定する
符号化条件決定部と、 前記符号化条件を用いて前記バッファから出力される2
値画像信号系列を符号化して出力する符号化部とを備え
たことを特徴とする画像符号化装置。
3. A frame image generation unit for converting a moving image signal sequence into a plurality of frame images at consecutive points on the time axis, and corresponding bits of a digital multi-valued image signal forming each frame image. A bit plane image generation unit that converts the binary bit plane images into a plurality of binary bit plane images, a bit plane memory that stores the plurality of binary bit plane images, and a binary image of the binary bit plane images. A buffer for converting into a signal sequence and outputting it, and 2 obtained by converting the binary bit plane image and the previous frame image corresponding to the upper bits in the bit plane memory.
A coding condition determining unit that determines a coding condition by referring to the value bit plane image; and 2 that is output from the buffer using the coding condition.
An image encoding device, comprising: an encoding unit that encodes and outputs a value image signal sequence.
【請求項4】 時間軸上に連続して配列されたフレーム
画像を相互に比較して動画像の動きを検出する動き検出
部と、 前記動画像の動きに応じて、前フレームに設定した参照
画素の参照位置を前記動画像の動きと逆の方向にシフト
させるよう、符号化条件を決定する符号化条件決定部を
備えたことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装
置。
4. A motion detection unit for comparing frame images continuously arranged on a time axis with each other to detect a motion of a moving image, and a reference set in a previous frame according to the motion of the moving image. The image coding apparatus according to claim 1, further comprising a coding condition determining unit that determines a coding condition so as to shift a reference position of a pixel in a direction opposite to a direction of the motion of the moving image.
【請求項5】 要求される受信画像品質に応じて、一定
時間当たりの変換フレーム画像数を設定するモード設定
部を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像符号化
装置。
5. The image coding apparatus according to claim 1, further comprising a mode setting unit that sets the number of converted frame images per fixed time in accordance with a required received image quality.
【請求項6】 要求される受信画像品質に応じて、2値
ビットプレーン画像のうちの下位ビット側の画像を符号
化対象から除外するモード設定部を備えたことを特徴と
する請求項1記載の画像符号化装置。
6. The mode setting unit according to claim 1, further comprising: a mode setting unit that excludes an image on a lower bit side of the binary bit plane image from an encoding target according to a required received image quality. Image encoding device.
【請求項7】 符号化側と復号化側とで同一演算処理方
法を用いて演算し、その最適符号化条件を推定する最小
符号量推定部と、 前記最適符号化条件を後続する2値画像信号の符号化条
件に適用する符号化条件決定部とを備えたことを特徴と
する請求項1記載の画像符号化装置。
7. A minimum code amount estimator that performs an operation using the same operation processing method on the encoding side and the decoding side and estimates the optimum encoding condition, and a binary image that follows the optimum encoding condition. The image coding apparatus according to claim 1, further comprising a coding condition determination unit that applies a coding condition of a signal.
【請求項8】 既に符号化が終了した2値ビットプレー
ン画像のいずれかを参照して符号化を行なうための参照
画素モデルを複数用意して、その中から最適な参照画素
モデルを選択して、最適符号化条件を決定する符号化条
件決定部を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像
符号化装置。
8. A plurality of reference pixel models for performing encoding by referring to any one of binary bit plane images that have already been encoded, and selecting an optimum reference pixel model from them. The image coding apparatus according to claim 1, further comprising a coding condition determining unit that determines an optimum coding condition.
【請求項9】 既に符号化の終了した2値ビットプレー
ン画像中の上位ビットに対応する2値画像信号を参照画
素モデルの選択に利用することを特徴とする請求項8記
載の画像符号化装置。
9. The image coding apparatus according to claim 8, wherein the binary image signal corresponding to the high-order bit in the already coded binary bit plane image is used for selecting the reference pixel model. .
【請求項10】 既に符号化の終了した2値ビットプレ
ーン画像中の異なる色成分に対応する2値画像信号を参
照画素モデルの選択に利用することを特徴とする請求項
8記載の画像符号化装置。
10. The image coding according to claim 8, wherein binary image signals corresponding to different color components in the already coded binary bit plane image are used for selection of the reference pixel model. apparatus.
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