JP3527454B2 - 画像復号化方法および画像復号化装置並びに画像復号化プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル画像の符
号化及び復号化する画像符号化／復号化方法及び画像符
号化／復号化装置並びにそれをソフトウェアによって実
現するためのプログラムが記録された記録媒体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より可逆性が必要とされる画像符号
化方法としては、ファクシミリで使用されているMMR (M
odified Modified Read)が有名である。しかしながらMM
Rは、入力された１フレーム全体で処理を行なうため、I
TU-T H.261やISO/IEC MPEGなどで採用されている１フレ
ームを複数のブロックに分割し、ブロック単位で処理を
行なう符号化方法との親和性が問題である。そこでこの
MMRをさらに改良したMMMR (Modified MMR)がMPEG4の評
価モデルとして採用されている(ISO/IECJTC/SC29/WG11
N1277, July 1996)。

【０００３】このような複数の画素からなる２次元のブ
ロックに分割されたディジタル画像をブロック毎に符号
化する方式では、ブロック毎にブロックの動き補償の有
無や直交変換係数の有無、また入力画像が物体の形状や
合成の比率を表す形状画像である場合はブロックの有意
性などを示し、ブロック内の画素値データの符号化方法
を示す符号化モード情報とブロック内の画素値に関する
データに分けて符号化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなブロック
の符号化モード情報と、ブロック内の画素値に関するデ
ータに分けて符号化する方法では、１フレーム内で動き
の情報や直交変換係数、有意な形状等が存在しないブロ
ックが増加すると、生成された符号化信号中にブロック
のモード情報の占める割合が相対的に増加し、符号化効
率が劣化する。

【０００５】本発明は、この様な画像符号化、復号化装
置において、モード情報の符号化効率を改善し、１フレ
ーム全体の符号量の削減を行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の画像復号化方法
は、符号化画像信号を入力し２次元のブロック毎にディ
ジタル画像を復号化する方法であって、符号化画像信号
から、各ブロックの符号化モードに関する符号語と、各
ブロックのブロックデータに関する符号語とを分離し出
力するステップと、復号化対象ブロックの符号化モード
に関する符号語から、当該復号化対象ブロックの符号化
モードを、復号化対象ブロック周辺のすでに復号化され
たブロックであって符号化に用いたブロックと同一ブロ
ックの符号化モード情報を用いて復号化し、復号化対象
ブロックの符号化モードを再生するステップと、前記復
号化対象ブロックの符号化モードに基づいて、前記分離
された復号化対象ブロックデータに関する符号語からブ
ロック内の画素データを再生するステップと、を具備す
るものとした。また、本発明の画像復号化方法は、上記
画像復号化方法において、符号化モードは、各ブロック
内の画素値が全て０、全て１あるいはそれ以外であるこ
ととした。本発明の画像復号化装置は、符号化画像信号
を入力し２次元のブロック毎にディジタル画像を復号化
する復号化装置であって、符号化画像信号から、各ブロ
ックの符号化モードに関する符号語と各ブロックのブロ
ックデータに関する符号語とを分離し出力する逆多重化
手段と、復号化対象ブロックの符号化モードに関する符
号語から、当該復号化対象ブロックの符号化モードを、
復号化対象ブロック周辺のすでに復号化されたブロック
であって符号化に用いたブロックと同一ブロックの符号
化モード情報を用いて復号化し、復号化対象ブロックの
符号化モードを再生するモード情報復号化手段と、前記
復号化対象ブロックの符号化モードに基づいて、前記逆
多重化手段からの復号化対象ブロックデータに関する符
号語からブロック内の画素データを再生するブロックデ
ータ復号化手段と、を具備するものとした。また、本発
明の画像復号化装置は、上記画像復号化装置において、
モード情報復号化手段は、前記符号化モードに関する符
号語から復号化対象ブロックの符号化モードとして、各
ブロック内の画素値が全て０、全て１あるいはそれ以外
の符号化モードを再生するものとした。本発明の画像復
号化プログラムを記録した記録媒体は、符号化画像信号
を入力し２次元のブロック毎にディジタル画像を復号化
する手順を実行させる画像復号化プログラムを記録した
記録媒体であって、前記画像復号化プログラムは、符号
化画像信号から、各ブロックの符号化モードに関する符
号語と、各ブロックのブロックデータに関する符号語と
を分離し出力する手順と、復号化対象ブロックの符号化
モードに関する符号語から、当該復号化対象ブロックの
符号化モードを、復号化対象ブロック周辺のすでに復号
化されたブロックであって符号化に用いたブロックと同
一ブロックの符号化モード情報を用いて復号化し、復号
化対象ブロックの符号化モードを再生する手順と、前記
復号化対象ブロックの符号化モードに基づいて、前記分
離された復号化対象ブロックデータに関する符号語から
ブロック内の画素データを再生する手順と、を含むもの
とした。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の画像符号化方法は、複数
の画素からなる２次元のブロックに分割されたディジタ
ル画像をブロック毎に符号化する際に、各ブロックの符
号化方法を決定し、モード情報を出力する行程と、前記
モード情報にしたがってブロック内のデータを符号化す
る行程と、前記モード情報を周辺のすでに符号化済みの
ブロックのモード情報から予測し符号化する行程とを具
備する。上記構成により、モード情報の符号化を行う際
に、すでに符号化されている周辺ブロックのモード情報
から符号化対象ブロックの符号化モードを予測し、予測
の的中率に応じて符号語を定めた符号語表を切り替える
ことによりモード情報の符号化効率の向上が達成でき
る。また本発明の画像符号化方法は、複数の画素からな
る２次元のブロックに分割されたディジタル画像をブロ
ック毎に符号化する際に、各ブロックの符号化方法を決
定し、モード情報を出力する行程と、前記モード情報を
１フレーム内のすべてのブロック分まとめて符号化する
行程と、前記モード情報にしたがって各ブロックのデー
タを順次符号化する行程とを具備することを特徴とする
画像符号化方法である。上記構成により、複数のブロッ
クに分割されたディジタル画像の各ブロックの符号化の
モード情報を1フレーム分まとめて符号化することによ
り、モード情報のブロック間の相関を利用した符号化が
容易に行え、符号化効率の向上が達成できる。また本発
明の画像復号化方法は、符号化信号を入力として複数の
画素からなる２次元のブロック毎に画像を再生し、その
ブロック内の画素値を並べ換えることによってディジタ
ル画像を復号化する際に、すでに復号化済みの周辺ブロ
ックのモード情報より復号化対象ブロックのモード情報
を予測し復号化する行程と、前記復号化されたモード情
報にしたがってブロック内のデータを復号化する行程と
を具備する。上記構成により、モード情報の復号化を行
なう際に、すでに復号化されている周辺ブロックのモー
ド情報から、復号化対象ブロックの符号化モードを予測
し、予測の的中率に応じて符号語を定めた符号語表を切
換えることによって正しくモード情報を復号化できる。
また本発明の画像復号化方法は、符号化信号を入力とし
て複数の画素からなる２次元のブロック毎に画像を再生
し、そのブロック内の画素値を並べ換えることによって
ディジタル画像を再生する際に、１フレーム内のすべて
のブロックのモード情報を復号化しモード情報を出力す
る行程と、前記復号化されたモード情報にしたがって各
ブロックのデータを順次復号化する行程とを具備する。
上記構成により、１フレーム分のモード情報に関する符
号語をまとめて復号化することによりモード情報のブロ
ック間の相関を利用した復号化が容易に行え、かつ正し
くモード情報を復号化できる。また本発明の画像符号化
装置は、複数の画素からなる２次元のブロックに分割さ
れたディジタル画像をブロック毎に符号化する際に、各
ブロックの符号化方式を決定する符号化モード決定手段
と、前記符号化モード決定手段によって決定されたモー
ド情報にしたがってブロック内のデータを符号化するブ
ロックデータ符号化手段と、前記符号化モード決定手段
によって決定されたモード情報を周辺のすでに符号化済
みのブロックのモード情報から予測し符号化するモード
情報符号化手段を具備する。上記構成により、モード情
報の符号化を行う際に、すでに符号化されている周辺ブ
ロックのモード情報から符号化対象ブロックの符号化モ
ードを予測し、予測の的中率に応じて符号語を定めた符
号語表を切り替えることによりモード情報の符号化効率
の向上が達成できる。また本発明の画像符号化装置は、
複数の画素からなる２次元のブロックに分割されたディ
ジタル画像をブロック毎に符号化する際に、各ブロック
の符号化方法を決定する符号化モード決定手段と、前記
符号化モード決定手段によって決定されたモード情報を
１フレーム内のすべてのブロック分まとめて符号化する
モード情報符号化手段と、前記モード情報にしたがって
各ブロックのデータを順次符号化するブロックデータ符
号化手段を具備する。上記構成により、複数のブロック
に分割されたディジタル画像の各ブロックの符号化のモ
ード情報を１フレーム分まとめて符号化することによ
り、モード情報のブロック間の相関を利用した符号化が
容易に行え、符号化効率の向上が達成できる。また本発
明の画像復号化装置は、符号化信号を入力として複数の
画素からなる２次元のブロック毎に画像を再生し、その
ブロック内の画素値を並べ換えることによってディジタ
ル画像を再生する際に、すでに復号化済みの周辺ブロッ
クのモード情報より復号化対象ブロックのモード情報を
予測し復号化するモード情報復号化手段と、前記モード
情報復号化手段により再生されたモード情報にしたがっ
てブロック内のデータを復号化するブロックデータ復号
化手段を具備する。上記構成により、モード情報の復号
化を行なう際に、すでに復号化されている周辺ブロック
のモード情報から、復号化対象ブロックの符号化モード
を予測し、予測の的中率に応じて符号語を定めた符号語
表を切換えることによって正しくモード情報を復号化で
きる。また本発明の画像復号化装置は、符号化信号を入
力として複数の画素からなる２次元のブロック毎に画像
を再生し、そのブロック内の画素値を並べ換えることに
よってディジタル画像を再生する際に、１フレーム内の
すべてのブロックのモード情報を復号化しモード情報を
出力するモード情報復号化手段と、前記モード情報に基
づいて各ブロックのデータを順次復号化するデータ復号
化手段を具備する。上記構成により、１フレーム分のモ
ード情報に関する符号語をまとめて復号化することによ
りモード情報のブロック間の相関を利用した復号化が容
易に行え、かつ正しくモード情報を復号化できる。また
本発明の画像符号化装置は、プログラムされたコンピュ
ータによって複数の画素からなる２次元のブロックに分
割されたディジタル画像をブロック毎に符号化する装置
であって、各ブロックの符号化方式を決定する符号化モ
ード決定手段と、前記符号化モード決定手段によって決
定されたモード情報にしたがってブロック内のデータを
符号化するブロックデータ符号化手段と、前記符号化モ
ード決定手段によって決定されたモード情報を周辺のす
でに符号化済みのブロックのモード情報から予測し符号
化するモード情報符号化手段を具備する。上記構成によ
り、プログラムされたコンピュータによって複数の画素
からなる２次元のブロックに分割されたディジタル画像
をブロック毎に符号化する際に、モード情報の符号化を
行う際に、すでに符号化されている周辺ブロックのモー
ド情報から符号化対象ブロックの符号化モードを予測
し、予測の的中率に応じて符号語を定めた符号語表を切
り替えることによりモード情報の符号化効率の向上が達
成できる。また本発明の画像復号化装置は、プログラム
されたコンピュータによって符号化信号を入力として複
数の画素からなる２次元のブロック毎に画像を再生し、
そのブロック内の画素値を並べ換えることによってディ
ジタル画像を再生する装置であって、すでに復号化済み
の周辺ブロックのモード情報より復号化対象ブロックの
モード情報を予測し復号化するモード情報復号化手段
と、前記モード情報復号化手段により再生されたモード
情報にしたがってブロック内のデータを復号化するブロ
ックデータ復号化手段を具備する。上記構成により、プ
ログラムされたコンピュータによって符号化信号を入力
として複数の画素からなる２次元のブロック毎に画像を
再生し、そのブロック内の画素値を並べ換えることによ
ってディジタル画像を再生する際に、複数のブロックに
分割されたディジタル画像の各ブロックの符号化のモー
ド情報を1フレーム分まとめて符号化することにより、
モード情報のブロック間の相関を利用した符号化が容易
に行え、符号化効率の向上が達成できる。また本発明の
画像符号化方法は、プログラムされたコンピュータによ
って複数の画素からなる２次元のブロックに分割された
ディジタル画像をブロック毎に符号化する方法であっ
て、各ブロックの符号化方法を決定し、モード情報を出
力する行程と、前記モード情報にしたがってブロック内
のデータを符号化する行程と、前記モード情報を周辺の
すでに符号化済みのブロックのモード情報から予測し符
号化する行程とを具備する。上記構成により、プログラ
ムされたコンピュータによって複数の画素からなる２次
元のブロックに分割されたディジタル画像をブロック毎
に符号化する際に、モード情報の符号化を行う際に、す
でに符号化されている周辺ブロックのモード情報から符
号化対象ブロックの符号化モードを予測し、予測の的中
率に応じて符号語を定めた符号語表を切り替えることに
よりモード情報の符号化効率の向上が達成できる。また
本発明の画像復号化方法は、プログラムされたコンピュ
ータによって符号化信号を入力として複数の画素からな
る２次元のブロック毎に画像を再生し、そのブロック内
の画素値を並べ換えることによってディジタル画像を再
生する方法であって、すでに復号化済みの周辺ブロック
のモード情報より復号化対象ブロックのモード情報を予
測し復号化する行程と、前記復号化されたモード情報に
したがってブロック内のデータを復号化する行程とを具
備する。上記構成により、プログラムされたコンピュー
タによって符号化信号を入力として複数の画素からなる
２次元のブロック毎に画像を再生し、そのブロック内の
画素値を並べ換えることによってディジタル画像を再生
する際に、モード情報の復号化を行なう際に、すでに復
号化されている周辺ブロックのモード情報から、復号化
対象ブロックの符号化モードを予測し、予測の的中率に
応じて符号語を定めた符号語表を切換えることによって
正しくモード情報を復号化できる。また本発明の画像符
号化プログラムを記録した記録媒体は、コンピュータに
よって複数の画素からなる２次元のブロックに分割され
たディジタル画像をブロック毎に符号化する画像符号化
プログラムを記録した記録媒体であって、該画像符号化
プログラムはコンピュータに各ブロックの符号化方法を
決定し、モード情報を出力し、前記モード情報にしたが
ってブロック内のデータを符号化するし、前記モード情
報を周辺のすでに符号化済みのブロックのモード情報か
ら予測し符号化することを特徴とする画像符号化プログ
ラムを記録したものである。上記構成により、コンピュ
ータの記録媒体であり、この記録媒体を移送することに
より他の独立したコンピュータにおいて、複数の画素か
らなる２次元のブロックに分割されたディジタル画像を
ブロック毎に符号化する画像符号化プログラムを実行
し、高効率な符号化ができる。また本発明の画像復号化
プログラムを記録した記録媒体は、コンピュータよって
符号化信号を入力として複数の画素からなる２次元のブ
ロック毎に画像を再生し、そのブロック内の画素値を並
べ換えることによってディジタル画像を復号化する画像
復号化プログラムを記録した記録媒体であって、該画像
復号化プログラムはコンピュータにすでに復号化済みの
周辺ブロックのモード情報より復号化対象ブロックのモ
ード情報を予測し復号化し、前記復号化されたモード情
報にしたがってブロック内のデータを復号化する画像復
号化プログラムを記録したものである。上記構成によ
り、コンピュータの記録媒体であり、この記録媒体を移
送することにより他の独立したコンピュータにおいて、
符号化信号を入力として複数の画素からなる２次元のブ
ロック毎に画像を再生し、そのブロック内の画素値を並
べ換えることによってディジタル画像を復号化する画像
復号化プログラムを実行し、正確な再生ができる。以
下、本発明の実施の形態について図１から図１６を用い
て説明する。

【００３６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における画像符号化装置のブロック図である。同図
において、１はブロックの符号化モードを決定する符号
化モード判定手段、２は符号化モード判定手段１が決定
したブロックの符号化モード情報から符号化モード情報
に関する符号語を生成するモード情報符号化手段、３は
符号化モード判定手段１が決定したブロックの符号化モ
ード情報にしたがってブロック内の画素値を符号化し符
号語を生成するブロックデータ符号化手段、４はモード
情報符号化手段２が出力する符号化モード情報に関する
符号語とブロックデータ符号化手段３が出力する画素値
データに関する符号語を多重化し符号化画像信号を生成
する多重化手段である。なお、１１は図中に示されない
ブロック分割手段によって分割されたディジタル入力画
像のブロックの画素値信号、１２はブロックの符号化モ
ード情報、１３は符号化モード情報に関する符号語、１
４はブロックデータに関する符号語、１５はブロック分
割されたディジタル入力画像の符号化画像信号を示すも
のである。

【００３７】以上のように構成された実施の形態１の画
像符号化装置について、以下その動作を説明する。

【００３８】まず、ディジタル入力画像は、図２に示す
ように横Ｍ画素、縦Ｎラインで１フレームが構成された
通常のカラー信号や物体の形状または合成の比率を表す
形状情報である。入力画素値信号１１は、図中に示され
ていないブロック分割手段によって横ｍ画素、縦ｎライ
ンから構成される複数のブロックに分割される。分割さ
れたブロックの入力画素値信号１１は、符号化モード判
定手段１とブロックデータ符号化手段３へ入力される。

【００３９】符号化モード判定手段１では、位置(i,j)
(以下POS(i,j)と記す)のブロックの画素値データよりブ
ロックの符号化モードを決定する。通常のカラー信号の
場合は、動き補償の有無や直交変換係数の有無、また形
状信号の場合は有意形状の有無等を決める。(POS(i,j)
のブロックの符号化モードを以下MODE(i,j)と記す。符
号化モード判定手段１は、決定したMODE(i,j)をモード
情報符号化手段２及びブロックデータ符号化手段３へそ
れぞれ出力する。

【００４０】図３を用いて、符号化モード判定手段１に
ついて具体的に説明する。図３（ｂ）に、説明の都合上
４×４のブロックに分割したデジタル入力画像を示す。
符号化モード判定手段１は、図３（ｂ）に示すデジタル
入力画像の各ブロックにおいて、図３（ａ）に示すよう
にブロック内の画素が全て”０”の場合はＡ、ブロック
内の画素に”０”と”１”が存在する場合はＢ、ブロッ
ク内の画素が全て”１”の場合はＣとそれぞれ符号化モ
ードを付与するものである。図３（ｂ）のデジタル入力
画像に、３種類の符号化モードを付与した結果、図３
（ｃ）となる。

【００４１】次に、モード情報符号化手段２は、符号化
モード判定手段１で各ブロックに付与した符号化モード
を、図４に示す符号語表テーブルよりMODE(i,j)に対応
する符号語を選択して符号化モードに関する符号語とし
て出力する。

【００４２】モード情報符号化手段２は、符号化対象ブ
ロックの符号化モードをMODE(i,j)とすると、図５に示
す周辺のすでに符号化済みの符号化モードMODE(i-1,
j)、MODE(i-1,j-1)、MODE(i,j-1)からMODE(i,j)を予測
することが出来る。すなわち、符号化モードとしてＡ、
Ｂ、Ｃの３通りのモードである場合、MODE(i-1,j)、MOD
E(i-1,j-1)、MODE(i,j-1)がすべてＡであればMODE(i,j)
もＡである確率が高いといった統計的性質を基に、確率
の高いものには情報量の少ない符号語（例えば”０”：
１ビット）を与えるように生成し、図４に示すような符
号語表テーブルを用いて適応的に符号語表を切換えるこ
とによって符号化モードに関する符号化効率の向上を達
成することが出来る。

【００４３】具体的には、周辺ブロックの符号化モード
がＡに偏っている場合、符号化モードＡの符号語は０
（符号語長＝１ビット）、符号化モードＢの符号語は１
０（符号語長＝２ビット）、符号化モードＣの符号語は
１１（符号語長＝２ビット）に設定している。周辺ブロ
ックの符号化モードにＢが多く含まれている場合、周辺
ブロックの符号化モードにＣが多く含まれている場合
も、それぞれ同様に優勢な符号化モードの符号語長を短
くしている。この場合は、３種類の符号語セットの中か
ら周辺の符号語により選択するようにしたものである。
ただし、図３（ｃ）に示すように周辺のブロックは、例
えば周辺ブロックの符号化モードを仮に”Ａ”として、
周辺の各ブロックの符号化モードを符号化するものであ
る。

【００４４】次に、モード情報符号化手段２について、
図６に詳細ブロック図を示し説明する。

【００４５】モード情報符号化手段２では、符号化対象
ブロックの周辺ブロックの符号化モードの情報を容易に
取得できるようにするため、符号化モード判定手段１か
ら送られてくる符号化モードを符号化モード格納部１０
１へ保存する。ブロックの符号化モードは１フレーム内
での当該ブロックのブロック位置に対応づけられた位置
に格納される。

【００４６】符号化モード読出し部１０２は、符号化対
象ブロックのブロック位置POS(i,j)が入力すると、符号
化対象ブロックの周辺ブロックのブロック位置POS(i-1,
j-1),POS(i,j-1),POS(i-1,j)）の符号化モードMODE(i-
1,j)、MODE(i-1,j-1)、MODE(i,j-1)を符号化モード格納
部１０１から読み出して符号語表選択部１０４へ与え
る。

【００４７】符号語表選択部１０４は、周辺ブロックの
符号化モードMODE(i-1,j)、MODE(i-1,j-1)、MODE(i,j-
1)の組合せと一致する組合わせに関連付けて設定されて
いる符号語表を符号語表テーブル１０３から選択する。
例えば、周辺ブロックの符号化モードが（Ａ、Ａ、
Ａ）、（Ａ、Ａ、Ｂ）、（Ａ、Ａ、Ｃ）、（Ｂ、Ａ、
Ａ）、（Ｃ、Ａ、Ａ）、（Ａ、Ｂ、Ａ）、（Ａ、Ｃ、
Ａ）の場合は、（Ａ＝０，Ｂ＝１０、Ｃ＝１１）の符号
語表を選択する。上記した例は周辺ブロックの符号化モ
ードＡが優勢の場合である。また、周辺ブロックの符号
化モードＢが優勢の場合は、（Ａ＝１０，Ｂ＝０、Ｃ＝
１１）の符号語表が選択され、周辺ブロックの符号化モ
ードＣが優勢の場合は、（Ａ＝１０，Ｂ＝１１、Ｃ＝
０）の符号語表が選択される。周辺ブロックのモード状
態に応じて選択された符号語表は符号化部１０５へ与え
られる。

【００４８】このように本実施の形態１ではモード情報
の符号化に用いられる符号語表が周辺ブロックの符号化
モードの状態に応じて適応的に切替えられる。

【００４９】符号化部１０５は、符号化対象ブロックの
符号化モードを選択された符号語表に基づいて符号化す
る。いま、符号化モード判定手段１から入力した符号化
モードがＡで、符号語表選択部１０４から入力した符号
語表が（Ａ＝０，Ｂ＝１０、Ｃ＝１１）であれば、符号
語＝０を出力することになる。図３（ｃ）の符号化モー
ドを符号化した結果を図３（ｄ）に示す。

【００５０】したがって、符号化対象ブロックの周辺ブ
ロックに優勢モードが含まれていて、符号化対象ブロッ
クのモードがその優勢モードと一致する場合は短い符号
語長の符号語が生成される。

【００５１】一方、ブロックデータ符号化手段３は、符
号化モード判定手段１からPOS(i,j)のブロックに関する
符号化モードとしてＡまたはＣが入力した場合は、符号
化対象ブロックの画素値符号化を停止させる。符号化モ
ードＡ、Ｃの場合は、ブロック内の全画素が黒又は白で
あるので、符号化モードのみでブロックの復号化が可能
であるためである。符号化モードＣの場合は、符号化対
象ブロックの画素値を符号化してブロックデータに関す
る符号語を出力する。

【００５２】最後に、多重化手段４においては、符号化
モードに関する符号語とブロックデータに関する符号語
を多重化して符号化画像信号を出力する。図７に多重化
する際のビットストリームの一例を示すが、ブロック内
の画素が全て”０”や”１”の場合は、符号化モードの
符号語７０１のみとし、ブロック内の画素に”０”と”
１”が存在するときのみモード情報の符号語７０１とブ
ロックデータの符号語７０２を出力することになる。

【００５３】このように本実施例は、個々の符号化モー
ドを符号語に変換するための符号語表を周辺ブロックの
符号化モードの状態に関連付けて複数用意し、且つ周辺
ブロックに多く含まれている優勢モードには符号語長の
短い符号語を割付け、周辺ブロックの符号化モードの状
態に応じて符号語表を適応的に切替えるようにした。

【００５４】なお、符号語表選択部１０４が選択した符
号語表の内容を符号化部１０５へ渡すのではなく、選択
した符号語表の番号だけを符号化部１０５へ通知して、
符号化部１０５が符号語表テーブル１０３から番号で指
示された符号語表の内容を取込むようにしても良い。

【００５５】（実施の形態２）図８は、本発明の実施の
形態２における画像復号化装置のブロック図である。同
図において図１に示す実施の形態１と同一の手段および
信号については同じ番号を付し説明を省略する。

【００５６】同図において、２１は符号化画像信号から
符号化モードに関する符号語とブロックデータに関する
符号語を分離し出力する逆多重化手段、２２は逆多重化
手段２１が出力する符号化モードに関する符号語からブ
ロックの符号化モードを再生するモード情報復号化手
段、２３はモード情報復号化手段２２が出力するブロッ
クの符号化モードに基づいて逆多重化手段２１が出力す
るブロックデータに関する符号語からブロック内の画素
値を再生するブロックデータ復号化手段、３１は再生さ
れたブロック内のディジタル画素値信号を示すものであ
る。

【００５７】以上のように構成された実施の形態２の画
像復号化装置について、以下その動作を説明する。

【００５８】まず、逆多重化手段２１では、符号化画像
信号を受け取り符号化モードに関する符号語１３とブロ
ックデータに関する符号語１４に分離し出力する。

【００５９】モード情報復号化手段２２では、符号化モ
ードに関する符号語１３を受け取り符号語表テーブルか
ら対応するブロックの符号化モード１２を再生し出力す
る。

【００６０】モード情報復号化手段２２での復号化対象
がPOS(i,j)のブロックであるとすると、図５に示したMO
DE(i-1,j)、MODE(i-1,j-1)、MODE(i,j-1)はすでに再生
されており、MODE(i,j)はMODE(i-1,j)、MODE(i-1,j-
1)、MODE(i,j-1)の符号化モードの状態から図４に基づ
いて符号語表テーブルを切り換えることによって、実施
の形態１によって符号化された符号化モードに関する符
号語から復号化対象ブロックの符号化モードを正しく再
生することができる。

【００６１】次に、図９にモード情報復号化手段２２の
詳細ブロック図を示し、説明する。

【００６２】復号化部１１０が符号化モードの符号語を
復号化すると、復号化した符号化モードを符号化モード
格納部１１１の当該画素ブロック位置に書き込む。

【００６３】符号化モード読出し部１１２には復号化対
象ブロックの１フレーム内での位置情報が入力される。
符号化モード読出し部１１２は、復号化対象ブロックの
位置情報に基づいて復号化対象ブロック周辺の復号化済
みブロックの符号化モードを符号化モード格納部１１１
から読み出して、符号語表選択部１１４へ入力する。

【００６４】符号語表選択部１１４は、復号化対象ブロ
ックの周辺ブロックの符号化モードの状態に基づいて符
号語表予測テーブル１１３から符号化時の符号語表と同
じ符号語表を取出す。符号語表テーブル１１３から取出
された符号語表は復号化部１１０へ渡される。

【００６５】復号化部１１０は、符号語表選択部１１４
から渡された符号語表を用いて復号化対象ブロックの符
号化モードに関する符号語を復号化する。

【００６６】復号化された符号化モードは、符号化モー
ド格納部１１１に格納される一方で、ブロックデータ復
号化手段２３へ入力される。

【００６７】ブロックデータ復号化手段２３は、ブロッ
クデータに関する符号語１４を受け取り、符号化モード
１２に示された符号化モードに対応する復号化処理を行
うことによってブロック内のディジタル画素値信号３１
を再生し出力する。

【００６８】なお、上記実施の形態１および実施の形態
２においては符号化対象ブロックの符号化モードの予測
に３つの周辺ブロックの符号化モードを用いたが、さら
に参照ブロックの数を増やすことは可能である。

【００６９】また、上記実施例では符号化モードが３種
類（Ａ、Ｂ、Ｃ）である場合について述べているが、さ
らに状態数を多くしても同様の処理を行なうことは可能
である。

【００７０】また、上記実施の形態では、符号化モード
情報の符号化に図４に示した符号語表を用いたが、算術
符号化手法を用い、符号化対象ブロックの符号化モード
情報の予測値によって算術符号化に用いる確率モデルを
切り換えることは可能である。

【００７１】なお、実施の形態１の画像符号化装置と実
施の形態２の画像復号化装置とを組み合わせることで、
符号化／復号化装置の実現が可能である。 （実施の形態３）図１０は本発明の実施の形態３におけ
る画像符号化装置のブロック図である。同図において、
図１に示す実施の形態１と同一の手段および信号につい
ては同じ番号を付し説明を省略する。

【００７２】図１０において、４１は符号化モード判定
手段１から出力されるブロック毎の符号化モード情報を
保持し１フレーム分をまとめて出力するメモリ、４２は
メモリ４１から出力される１フレーム分の符号化モード
情報をまとめて符号化し符号語を作成するモード情報符
号化手段、４３はブロックデータ符号化手段３において
作成されたブロック毎のブロックデータに関する符号語
を保持し１フレーム分まとめて出力するメモリ、４４は
メモリ４２が出力する１フレーム分のモード情報に関す
る符号語とメモリ４３が出力する１フレーム分のブロッ
クデータに関する符号語を多重化し符号化画像信号を生
成する多重化手段である。なお、５１は１２フレーム分
の符号化モード情報、５２は１フレーム分のモード情報
に関する符号語、５３は１フレーム分のブロックデータ
に関する符号語、５４はディジタル入力画像の符号化画
像信号を示すものである。

【００７３】以上のように構成された実施の形態３の画
像符号化装置について、以下その動作を説明する。

【００７４】まず、ディジタル入力画像信号１１は、実
施の形態１と同様に符号化モード判定手段１によってPO
S(i,j)のブロックの符号化モードMODE(i,j)が決定され
る。決定されたMODE(i,j)はメモリ４１によって保持さ
れ１フレーム分のすべての符号化モードMODE(1,1),MODE
(1,2),...MODE(2,1),..MODE(X,Y)としてモード情報符号
化手段４２へ入力される。

【００７５】次に、モード情報符号化手段４２では、１
フレーム分のモード情報を符号化し符号語５２を出力す
る。ブロック内の画素データは、実施の形態１と同様に
ブロックデータ符号化手段３によって符号化されたブロ
ックデータに関する符号語がメモリ４３によって保持さ
れ１フレーム分すべてのブロックデータに関する符号語
５３にまとめられる。モード情報符号化手段４２での符
号化動作について具体的に説明する。

【００７６】モード情報 符号化手段４２は、複数のブ
ロックの符号化モードを一度に符号化するための符号語
表（表１）を備えている。この符号語表は、３種類の符
号化モード（Ａ，Ｂ，Ｃ）を２個づつ組合せた全組合せ
に対して固有の符号語がそれぞれ割り付けられている。
特に、同一符号化モードの組合せ（Ａ，Ａ）、（Ｂ，
Ｂ）、（Ｃ，Ｃ）について他の組み合わせよりも符号語
長が相対的に短くなるようにしている。

【００７７】

【表１】 いま、１フレーム分の符号化モードとして図１１（ａ）
に示すような内容の１フレーム分の符号化モードがモー
ド情報 符号化手段４２へ転送されてきたものとする。

【００７８】ラインの先頭から順番に２ブロックづつ符
号化モードを切り出す。図１１（ａ）に示す場合であれ
ば（Ａ，Ｂ）（Ｂ，Ｂ）（Ａ，Ａ）といった順番で、水
平方向に連続する２個づつの符号化モードが１単位とし
て符号化の対象となる。

【００７９】図１１（ａ）に示す１フレーム分の符号化
モードを、（表１）の符号語表で符号化した結果を図１
１（ｂ）に示す。同じモードが連続する領域は符号語長
の短い符号語となっている事が分かる。

【００８０】一方、画素ブロックの画素データは、第１
実施例と同様にブロックデータ符号化部３によって符号
化され、ブロックデータに関する符号語がメモリ４３に
よって保持され１フレーム分すべてのブロックデータに
関する符号語５３にまとめられる。

【００８１】そして、多重化手段４４では符号化モード
に関する符号語５２と１フレーム分すべてのブロックデ
ータに関する符号語５３を多重化して符号化画像信号５
４を出力する。

【００８２】このように実施の形態３は、１フレーム分
の画素ブロックの符号化モードをメモリに蓄積してか
ら、複数の符号化モードを一度に符号化するようにして
いる。複数の符号化モードを一度に符号化するための符
号語表には同一符号化モードの組合せに対して符号語長
の短い符号語を割り当てるように設定している。

【００８３】（実施の形態４）図１２は本発明の実施の
形態４における画像復号化装置のブロック図である。同
図において図８に示す実施の形態２と同一の信号には同
じ番号を付し、説明を省略する。

【００８４】同図において、６１は符号化信号から符号
化モードに関する符号語列とブロックデータに関する符
号語列とを分離する逆多重化手段、６２は逆多重化手段
６１が出力する符号化モードに関する符号語列からモー
ド情報を得るモード情報復号化手段、６３はモード情報
復号化手段６２が出力する１フレーム分のすべてのブロ
ックのモード情報を保持するメモリ、２３はメモリ６３
が出力するブロックの符号化モードにしたがって逆多重
化手段６１が出力する対応するブロックデータに関する
符号語列から画素値を再生するブロックデータ復号化手
段である。なお、３１は再生されたディジタル画像信号
を示すものである。

【００８５】以上のように構成された実施の形態４の画
像復号化装置について、以下その動作を説明する。

【００８６】まず、逆多重化手段６１では符号化信号５
４を受けとり、１フレーム分のすべてのブロックの符号
化モードに関する符号語列および各ブロックのブロック
データに関する符号語列に分離し出力する。

【００８７】次に、モード情報復号化手段６２では、実
施の形態３での符号化とは逆の手順で符号語表（表１）
を使用して、１フレーム分の符号化モードに関する符号
語列５２から１フレーム内のすべてのブロックの符号化
モードを復号化する。そして、メモリ６３では１フレー
ム内のすべてのブロックの符号化モードを保持し、ブロ
ックデータ復号化手段２３からの要求にしたがってPOS
(i,j)位置のブロックの符号化モードMODE(i,j)を出力す
る。

【００８８】最後に、ブロックデータ復号化手段２３は
逆多重化手段６１によって分離され出力されたPOS(i,j)
位置のブロックのブロックデータに関する符号語列１４
とメモリ６３より出力されたブロックの符号化モードMO
DE(i,j)を受けとり、MODE(i,j)にしたがってブロック内
の画素値を再生し出力する。

【００８９】さらに出力されたブロック毎の画素値を図
中に示していない適当な並べ変え手段によって走査順に
並べ換えることによってディジタル画像信号を再生す
る。

【００９０】上記に説明した実施の形態では、モード情
報復号化手段６２において復号化された１フレーム内の
すべてのブロックの符号化モードをメモリ６３に保持
し、ブロックデータ復号化手段２３の要求にしたがって
再生しようとする対象ブロックの符号化モードMODE(i,
j)が得られるようにすることによって、実施の形態３で
示した画像符号化装置によって符号化された符号化画像
信号を正しく再生することが出来る。

【００９１】なお、上記実施の形態３および実施の形態
４においては２つの連続する画素ブロックの符号化モー
ドをまとめて符号化したが、さらに多くの画素ブロック
の符号化モードをまとめて符号化することも可能であ
る。また、水平方向に連続する複数の画素ブロックを符
号化の対象としているが、垂直方向に連続する複数の画
素ブロックや、２次元方向に連続する画素ブロックをま
とめて符号化の対象にすることもできる。この場合は、
まとめて符号化の対象となるブロックの組合わせ対応し
た符号語表が必要となる。

【００９２】また、上記実施の形態では、モード情報の
符号化を示した（表１）の符号語表を用いたが、算術符
号化手法など他の符号化手法を用いることも可能であ
る。なお、本実施の形態４における復号化装置は、実施
の形態３の符号化装置と組み合わせることで、符号化／
復号化装置の実現が可能である。

【００９３】（実施の形態５）本発明は実施の形態１、
２、３、４に示した構成をプログラムによってソフト的
に実現し、これをフロッピーディスク等の記録媒体に記
録して移送することにより、独立した他のコンピュータ
システムで容易に実施することができる。

【００９４】図１４にコンピュータシステムのブロック
構成図を示し、以下に説明する。１２０はＴＶ信号、Ｖ
ＴＲ、ＤＶＤ等からの動画像を再生し入力する動画像入
力装置、１２１はメモリ、１２２はプログラムによって
画像符号化処理または画像復号化処理を行うＣＰＵ（中
央演算装置）、１２３はＣＰＵ１２２に指示を与えるキ
ーボードやディスプレイおよびＦＤ（フロッピィディス
ク）、ＩＣカード、ＣＤ−ＲＯＭ等のプログラムを記憶
した記憶媒体を読みとる装置からなる入出力装置、１２
４はＣＰＵ１２２が処理した結果を表示するディスプレ
イ、１２５はＣＰＵ１２２が処理した結果を記憶する外
部記憶装置である。

【００９５】まず、処理に先立ち、入出力装置１２３の
指示により予め画像符号化プログラムまたは画像復号化
プログラムがＦＤやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を読みと
る装置を介してＣＰＵ１２２にインストールされてお
り、さらに入出力装置１２３により画像符号化プログラ
ムまたは画像復号化プログラムが起動しているものとす
る。

【００９６】上記のように構成されたコンピュータシス
テムにおいて、プログラムされたコンピュータによって
複数の画素からなる２次元のブロックに分割されたディ
ジタル画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置に
ついて、図１５の処理フローに沿って説明する。

【００９７】ステップ２００は、入出力装置１２３の指
示により動画像入力装置１２０から画像信号をＣＰＵ１
２２を介してメモり１２１に記録される。画像信号は、
１フレーム単位または複数フレーム単位であっても良
い。

【００９８】ステップ２０１は、メモリ１２１の１フレ
ームの画像信号を複数のブロックに分割し、ブロックP
(i,j)の画素値を取り出す。

【００９９】ステップ２０２は、ブロック内の画素値か
ら符号化モードＡ（ブロック内全て”０”）、Ｂ（ブロ
ック内に”０”と”１”が存在）、Ｃ（ブロック内全
て”１”）を決定する。ステップ２０３は、符号化モー
ドが”Ｂ”のみ、メモリ１２１からのブロックデータを
符号語に変換する。Ｓ２０４は、周辺の符号化モードか
ら符号語表テーブルに従って、対象ブロックの符号化モ
ードを符号語に変換する。

【０１００】Ｓ２０５は、符号化モードの符号語とブロ
ックデータの符号語を多重化する。Ｓ２０６は、次のブ
ロック位置に移動する。Ｓ２０８は、処理が終了かどう
かを判断し、Ｎの場合は、ステップ２０１からステップ
２０６を繰り返し行う。Ｙの場合は、ステップ２０８に
進み、多重化により構成された符号化画像信号を外部記
憶装置１２５に録画する。なお、ブロック単位で外部記
憶装置１２５に録画しても何ら差し支えない。

【０１０１】次に、プログラムされたコンピュータによ
って符号化画像信号を入力として複数の画素からなる２
次元のブロック毎に画像を再生し、そのブロック内の画
素値を並べ換えることによってディジタル画像を再生す
る画像復号化装置について、図１６の処理フローに沿っ
て説明する。

【０１０２】Ｓ２２０は、動画像記憶装置１２０から符
号化画像信号をＣＰＵ１２２を介してメモり１２１に入
力する。

【０１０３】Ｓ２２１は、多重化された符号化画像信号
を、ブロック単位で読み出し、対象ブロックP(i,j)に対
して符号化モードの符号語とブロックデータの符号語を
分離する。Ｓ２２２は、対象ブロックの符号化モード
を、周辺の復号化済みのブロックの符号化モードと符号
化表テーブルにより、符号化モードを再生する。Ｓ２２
３は、再生された符号化モードに従ってブロックデータ
を復号化する。Ｓ２２４は、対象ブロックのブロックデ
ータをメモリ１２１に記憶する。

【０１０４】Ｓ２２５は、次のブロック位置に移動す
る。Ｓ２２６は、処理が終了かどうかを判断するもの
で、Ｎの場合は、ステップ２２１からステップ２２６の
処理を繰り返し行う。Ｙの場合は、ステップ２２７に進
み、復号化されたデジタル画像信号を外部記憶装置１２
５に録画またはディスプレイ１２４に出力する。

【０１０５】図１３に記録媒体の例としてフロッピーデ
ィスクを示す。

【０１０６】なお、この実施の形態においては、記録媒
体としてフロッピーディスクを示したが、ICカードやCD
-ROM、磁気テープ等プログラムを記録できるものであれ
ば、同様に実施することができる。

【０１０７】本発明は、上述した各実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形実施可能であり、それらは本発明の範囲に含まれるも
のである。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように、本発明の効果としては、
ディジタル画像をブロック分割し、ブロック毎にブロッ
クの符号化モードとブロックデータに分けて符号化した
データを復号化する画像復号化装置において、符号化モ
ードに関する符号語の符号化効率の向上が図られ、より
少ないビット数で符号化したデータを復号化できるとい
う顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における画像符号化装置
のブロック図

【図２】同実施の形態１におけるディジタル入力画像の
ブロック分割を示す概念図

【図３】同実施の形態１における符号化モード判定手段
を説明する図

【図４】同実施の形態１における画像符号化装置の符号
語表テーブルを示す図

【図５】同実施の形態１における対象ブロックと周辺ブ
ロックを示す概念図

【図６】同実施の形態１における画像符号化装置のモー
ド情報符号化手段の詳細ブロック図

【図７】同実施の形態１における画像符号化装置のビッ
トストリームを説明する図

【図８】本発明の実施の形態２における画像復号化装置
のブロック結線図

【図９】同実施の形態２における画像復号化装置のモー
ド情報復号化手段の詳細ブロック図

【図１０】本発明の実施の形態３における画像符号化装
置のブロック図

【図１１】同実施の形態３における符号化モードの符号
化で隣接ブロックを組みとする一例

【図１２】本発明の実施の形態４における画像復号化装
置のブロック図

【図１３】本発明の実施の形態５における記録媒体の例
としてフロッピーディスクの平面図

【図１４】同実施の形態５におけるコンピュータシステ
ムのブロック構成図

【図１５】同実施の形態５におけるコンピュータによる
画像符号化装置の動作フロー図

【図１６】同実施の形態５におけるコンピュータによる
画像復号化装置の動作フロー図

【符号の説明】

１ 符号化モード判定手段 ２、４２ モード情報符号化手段 ３ ブロックデータ符号化手段 ４、４４ 多重化手段 ２１、６１ 逆多重化手段 ２２、６２ モード情報復号化手段 ２３ ブロックデータ復号化手段 ４１、４３、６３ メモリ １０１ 符号化モード格納部 １０２ 符号化モード読出し部 １０３ 符号語表テーブル １０４ 符号語表選択部 １０５ 符号化部 １１０ 復号化部 １１１ 符号化モード格納部 １１２ 符号化モード読出し部 １１３ 符号語表テーブル １１４ 符号語表選択部 １２０ 動画像入力装置 １２１ メモリ １２２ ＣＰＵ １２３ 入出力装置 １２４ ディスプレイ １２５ 外部記憶装置 ７０１ 符号化モードの符号語 ７０２ ブロックデータの符号語

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−217176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−146072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−138178（ＪＰ，Ａ) 特許3464658（ＪＰ，Ｂ２) 特許3464659（ＪＰ，Ｂ２) 特許3464660（ＪＰ，Ｂ２) 特許3208101（ＪＰ，Ｂ２) 特許3222875（ＪＰ，Ｂ２) 特許3222876（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/32 H03M 7/30 H04N 1/415

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化画像信号を入力し２次元のブロッ
   ク毎にディジタル画像を復号化する方法であって、 符号化画像信号から、各ブロックの符号化モードに関す
   る符号語と、各ブロックのブロックデータに関する符号
   語とを分離し出力するステップと、復号化対象ブロックの 符号化モードに関する符号語か
   ら、当該復号化対象ブロックの符号化モードを、復号化
   対象ブロック周辺のすでに復号化されたブロックであっ
   て符号化に用いたブロックと同一ブロックの符号化モー
   ド情報を用いて復号化し、復号化対象ブロックの符号化
   モードを再生するステップと、 前記復号化対象ブロックの符号化モードに基づいて、前
   記分離された復号化対象ブロックデータに関する符号語
   からブロック内の画素データを再生するステップと、を
   具備することを特徴とする画像復号化方法。
2. 【請求項２】 符号化モードは、各ブロック内の画素値
   が全て０、全て１あるいはそれ以外であることを特徴と
   する請求項１記載の画像復号化方法。
3. 【請求項３】 符号化画像信号を入力し２次元のブロッ
   ク毎にディジタル画像を復号化する復号化装置であっ
   て、 符号化画像信号から、各ブロックの符号化モードに関す
   る符号語と各ブロックのブロックデータに関する符号語
   とを分離し出力する逆多重化手段と、復号化対象ブロックの 符号化モードに関する符号語か
   ら、当該復号化対象ブロックの符号化モードを、復号化
   対象ブロック周辺のすでに復号化されたブロックであっ
   て符号化に用いたブロックと同一ブロックの符号化モー
   ド情報を用いて復号化し、復号化対象ブロックの符号化
   モードを再生するモード情報復号化手段と、 前記復号化対象ブロックの符号化モードに基づいて、前
   記逆多重化手段からの復号化対象ブロックデータに関す
   る符号語からブロック内の画素データを再生するブロッ
   クデータ復号化手段と、を具備することを特徴とする画
   像復号化装置。
4. 【請求項４】 モード情報復号化手段は、前記符号化モ
   ードに関する符号語から復号化対象ブロックの符号化モ
   ードとして、各ブロック内の画素値が全て０、全て１あ
   るいはそれ以外の符号化モードを再生することを特徴と
   する請求項３記載の画像復号化装置。
5. 【請求項５】 符号化画像信号を入力し２次元のブロッ
   ク毎にディジタル画像を復号化する手順を実行させる画
   像復号化プログラムを記録した記録媒体であって、 前記画像復号化プログラムは、 符号化画像信号から、各ブロックの符号化モードに関す
   る符号語と、各ブロックのブロックデータに関する符号
   語とを分離し出力する手順と、復号化対象ブロックの 符号化モードに関する符号語か
   ら、当該復号化対象ブロックの符号化モードを、復号化
   対象ブロック周辺のすでに復号化されたブロックであっ
   て符号化に用いたブロックと同一ブロックの符号化モー
   ド情報を用いて復号化し、復号化対象ブロックの符号化
   モードを再生する手順と、 前記復号化対象ブロックの符号化モードに基づいて、前
   記分離された復号化対象ブロックデータに関する符号語
   からブロック内の画素データを再生する手順と、を含む
   ことを特徴とする機械読みとり可能な記録媒体。