JP4174084B2 - 符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法 - Google Patents
符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法に関し、特に、もとの情報に対して線形および非線形処理を施す符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフィルタなどの信号処理装置では、出力信号は、入力信号と所定の係数との線形結合として表現される。例えば、以下のような例を挙げることができる。
【０００３】
ｚ＝ａ１・ｘ１＋ａ２・ｘ２＋ａ３・ｘ３＋・・・＋ａｎ・ｘｎ・・・（１）
【０００４】
この例では、出力信号ｚが、入力信号ｘ１乃至ｘｎと係数ａ１乃至ａｎの線形結合として表されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような信号処理装置において、例えば、入力信号ｘ１が必要な信号ｘ１Tと、不要なノイズ信号ｘ１Fの和として以下のように表されるとする。
【０００６】
ｘ１＝ｘ１T＋ｘ１F ・・・（２）
【０００７】
この場合、出力信号ｚには、ａ１倍されたｘ１Tとｘ１Fとが出力されることになる。いま、係数ａ１の値が、ａ２乃至ａｎに比べて非常に大きい（ａ１＞＞ａ２，ａ３，・・・，ａｎ）場合、出力信号ｚは、不要な信号ｘ１Fの影響を大きく受けることになるという課題があった。
【０００８】
また、例えば、画像データのように、非線形な信号を多く含む信号に対して、前述のような処理を施した場合、信号の情報が充分に保存されないことになるので、その結果、復号化された画像の画質の低下を招くという課題もあった。
【０００９】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、信号処理装置の対ノイズ特性と、情報保存特性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の符号化装置は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化手段と、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する係数生成手段と、係数生成手段により供給されたプリフィルタ係数とブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する演算手段と、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成手段と、演算手段により得られた結果に対して、付加コード生成手段により生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加手段とを備え、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の符号化方法は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化ステップと、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する係数生成ステップと、係数生成ステップにより供給されたプリフィルタ係数とブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する演算ステップと、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成ステップと、演算ステップにより得られた結果に対して、付加コード生成ステップにより生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加ステップとを含み、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の復号化装置は、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像を所定の処理により復号化して出力する復号化装置であって、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化手段と、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出手段と、分離抽出手段から出力される積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する係数生成手段と、係数生成手段により得られた予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する演算手段と、演算手段の演算により得られた結果を出力する出力手段とを備え、予測フィルタ係数は、パターン毎に、演算手段により得られる結果が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の復号化方法は、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像を所定の処理により復号化して出力する復号化方法であって、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化ステップと、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出ステップと、分離抽出ステップにより得られた積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する係数生成ステップと、係数生成ステップにより得られた予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する演算ステップと、演算ステップの演算により得られた結果を出力する出力ステップとを含み、予測フィルタ係数は、パターン毎に、演算ステップにより得られる結果が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の送受信装置は、送信側は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割する第１のブロック化手段と、第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する第１の係数生成手段と、第１の係数生成手段により供給されたプリフィルタ係数と第１のブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する第１の演算手段と、第１のブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成手段と、第１の演算手段により得られた結果に対して、付加コード生成手段により生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加手段と、付加手段から出力された圧縮画像を送信する送信手段とを備え、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成され、受信側は、送信側から送信された圧縮画像を受信する受信手段と、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割する第２のブロック化手段と、第２のブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出手段と、分離抽出手段から出力される積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する第２の係数生成手段と、第２の係数生成手段により得られた予測フィルタ係数と、第２のブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該第２のブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する第２の演算手段と、第２の演算手段の演算により得られた結果を出力する出力手段とを備え、予測フィルタ係数は、パターン毎に、第２の演算手段により得られる結果が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の送受信方法は、送信側は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割するブロック化ステップと、第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する第１の係数生成ステップと、第１の係数生成ステップにより供給されたプリフィルタ係数と第１のブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する第１の演算ステップと、第１のブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成ステップと、第１の演算ステップにより得られた結果に対して、付加コード生成ステップにより生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加ステップと、付加ステップから出力された圧縮画像を送信する送信ステップとを含み、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成され、受信側は、送信側から送信された圧縮画像を受信する受信ステップと、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割するブロック化ステップと、第２のブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出ステップと、分離抽出ステップから出力される積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する第２の係数生成ステップと、第２の係数生成ステップにより得られた予測フィルタ係数と、第２のブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する第２の演算ステップと、第２の演算ステップの演算により得られた結果を出力する出力ステップとを含み、予測フィルタ係数は、パターン毎に、第２の演算ステップにより得られる結果が、前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の符号化装置および請求項２に記載の符号化方法においては、原画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割され、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値との積和が演算され、その演算結果に対して、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードが付加され、その結果得られる情報が圧縮画像として出力される。その際、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。
【００１８】
請求項３に記載の復号化装置および請求項４に記載の復号化方法においては、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像が、所定の処理により復号化して出力される。詳細には、圧縮画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割され、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとが分離抽出され、分離抽出された積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和が演算され、その演算により得られた結果が出力される。その際、予測フィルタ係数は、パターン毎に、最終的に出力される結果（上述した積和の演算の結果）が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。
【００２０】
請求項５に記載の送受信装置および請求項６に記載の送受信方法においては、次のような処理が実行される。即ち、送信側においては、原画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割され、第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、第１のブロック内の複数画素の画素値との積和が演算され、その演算結果に対して、第１のブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードが付加され、その結果得られる情報が圧縮画像として受信側に送信される。その際、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。そして、受信側においては、送信側から送信されてきた圧縮画像が受信され、圧縮画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割され、第２のブロックの中心画素についての積和演算結果と付加コードとが分離抽出され、分離抽出された積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、第２のブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該第２のブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和が演算され、その演算により得られた結果が出力される。その際、予測フィルタは、パターン毎に、最終的に出力される結果（上述した積和の演算の結果）が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の符号化装置の一実施の形態の構成例を示している。この例では、画素の１／９間引きにより、画像を圧縮する画像圧縮装置の構成例が示されている。
【００２３】
この図において、ブロック化回路１（ブロック化手段、第１のブロック化手段）は、シリアルデータとして入力される画像データをブロック化する処理を行うようになされている。プリフィルタ回路２（演算手段、第１の演算手段）は、ブロック化された画像データを３２種類のクラスに分類するとともに、プリフィルタ係数生成回路３（係数生成手段，第１の係数生成手段）から供給されるプリフィルタ係数と画像データとの間で積和演算を行い、得られたデータをコード化回路４（付加手段、送信手段）に出力する。
【００２４】
付加コード生成回路５（付加コード生成手段）は、ブロック化された画像データの中心画素と、その周囲の４画素の間で所定の演算を行い、得られた付加コードをコード化回路４に対して出力する。
【００２５】
コード化回路４は、プリフィルタ回路２から出力されるデータを上位４ビットとし、また、付加コード生成回路５から出力されるデータを下位４ビットとして、連接し、１個のデータ（８ビットデータ）として出力するようになされている。
【００２６】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
【００２７】
いま、図２に示すような画像データがブロック化回路１に対して入力されたとする。即ち、ライン＃１乃至＃６に示すような順序で、１ラインずつ画像データが入力されたとすると、ブロック化回路１は、このような入力データを内蔵されているメモリに記憶させ、所定量のデータが記憶されたところで、図中破線で示すようなブロック＠１乃至＠６を形成し、各ブロックをプリフィルタ回路２に対して順に出力する。
【００２８】
なお、図２では説明を簡単にするために、画素の数を減らしてあるが、実際の画像は、例えば、縦横それぞれ数百乃至数千ドット程度の画素により構成されている。
【００２９】
プリフィルタ回路２は、図３に示すような構成とされている。この図において、クラス分類回路２ａは、入力された９画素のデータのうち図４に示す５画素に注目し、その５画素のパターンに応じて入力データを３２種類のクラスに分類し、そのクラスを示す値を出力する。
【００３０】
いま、図２に示す破線で囲まれた領域内の９画素を、左上から順にｘ０乃至ｘ８とする。このようなブロックが入力されると、クラス分類回路２ａは、画素ｘ４を中心として、その上下左右の画素（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７）に注目して、その５つの画素をそのパターンに応じて３２個のクラスに分類する。
【００３１】
図５は、クラス分類処理の一例を説明するフローチャートである。この処理が実行されると、ステップＳ１では、一次元配列ｘ［］の第０番目乃至第４番目に、画素ｘ１，ｘ３，ｘ４，ｘ５，ｘ７の画素値が、それぞれ格納される。
【００３２】
ステップＳ２では、ｘ１，ｘ３，ｘ４，ｘ５，ｘ７（以下、代表画素という）の内で最大の値が変数ｍａｘに代入される。続くステップＳ３では、代表画素の内で最小の値が変数ｍｉｎに代入される。そして、ステップＳ４では、（ｍａｘ−ｍｉｎ＋１）の値が、変数ｄｒに代入される。
【００３３】
ステップＳ５では、変数ｄｒの値が１であるか否かが判定される。その結果、変数ｄｒの値が１である（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ６に進み、変数ｉに０が代入された後、処理を終了する（エンド）。また、変数ｄｒの値が１ではない（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ７に進む。
【００３４】
ステップＳ７では、変数ｊが０に初期設定され、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、以下に示す式で得られた値が変数ｗに代入される。なお、ｗは実数であり、浮動小数点により計算される。
【００３５】
２（ｘ［ｊ］−ｍｉｎ＋０．５）／ｄｒ ・・・（３）
【００３６】
次のステップＳ９では、ステップＳ８で計算された変数ｗの値が０よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｗの値が０よりも小さい（ｗ＜０：ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ１０に進み、配列ｚ［ｊ］に０が代入され、ステップＳ１４に進む。また、変数ｗの値が０以上である（ｗ≧０：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、変数ｗの値が、１よりも大きいか否かが判定され、その結果、変数ｗの値が１よりも大きい（ｗ＞１：ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ１２に進み、配列ｚ［ｊ］に値１が代入される。また、ステップＳ１１において、変数ｗの値が１以下である（ｗ≦１：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ１３に進み、変数ｗの値の小数点以下を切り捨てた値（整数値）が代入される。
【００３７】
そして、ステップＳ１４では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、変数ｊの値が５よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が５より小さい（ｊ＜５：ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ７に戻り、前述と同様の処理が繰り返され、また、変数ｊの値が５以上である（ｊ≧５：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ１６に進む。
【００３８】
ステップＳ１６では、以下に示す式により得られた値が変数ｉに代入され、処理を終了する（エンド）。
【００３９】
【００４０】
即ち、配列ｚ［］の第０番目乃至第４番目の要素は、第０ビット（ＬＳＢ）乃至第４ビット（ＭＳＢ）として、クラスコードを格納する変数ｉに代入される。そして、処理を終了する（エンド）。
【００４１】
以上のようにして生成されたクラスコードｉは、フィルタ回路２ｂ（演算手段、第１の演算手段）に供給される。
【００４２】
フィルタ回路２ｂは、プリフィルタ係数生成回路３に、クラスコードｉに対応するプリフィルタ係数を生成させる。そして、フィルタ回路２ｂは、得られたプリフィルタ係数を用いて、ブロック化回路１より出力される画素データに対して、フィルタ処理を施す。即ち、フィルタ回路２ｂは、図６に示すように、９個の画素ｘ０乃至ｘ８の画素値に対して、プリフィルタ係数生成回路３から供給されたプリフィルタ係数ａｉ０乃至ａｉ８を乗算し、プリフィルタ後の画素値ｙ４を得る。なお、以上の演算は、以下のように表すことができる。ここで、ｉはクラスコードである。なお、プリフィルタ係数は、プリフィルタ係数生成回路３にとっての入力信号であるデコード画像（例えば後述する図８の非ブロック化回路２４から出力されるデコード画像）と、理想的には再生画像として希望される希望信号である原画像（例えばブロック化回路１に入力される原画像）との間で最小２乗法を計算することにより生成される。
【００４３】
【００４４】
このようにして得られた画素値ｙ４は、コード化回路４に供給される。
【００４５】
ブロック化回路１から出力されたデータは、付加コード生成回路５に対しても供給される。図７は、付加コード生成回路５において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【００４６】
この処理が実行されると、ステップＳ２０において、一次元配列ｘ［］の第０番目乃至第３番目に、画素ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７の画素値が代入される。そして、ステップＳ２１では、変数ｊが０に初期設定される。
【００４７】
続くステップＳ２２では、配列ｘ［］の第ｊ番目の要素（ｘ［ｊ］）から中心画素ｘ４の値を減算し、更に値１６を減算して得られた値が、変数ｗに代入される。
【００４８】
そして、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で得られたｗの値が０よりも大きいか否かが判定される。その結果、変数ｗの値が０よりも大きい（ｗ＞０：ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ２４に進む。また、逆に、変数ｗの値が０以下である（ｗ≦０：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ２５に進む。
【００４９】
ステップＳ２４では、一次元配列ｋ［］の第ｊ番目（ｋ［ｊ］）に１が代入され、また、ステップＳ２５では、一次元配列ｋ［］の第ｊ番目（ｋ［ｊ］）に０が代入される。そして、ステップＳ２６に進むことになる。
【００５０】
従って、画素ｘ１（または、ｘ３，ｘ５，ｘ７）の画素値が中心画素ｘ４の画素値に値１６を加算した値よりも大きい場合（ｘ１＞ｘ４＋１６）には、配列ｋ［］に１が代入され、また、画素ｘ１（または、ｘ３，ｘ５，ｘ７）の画素値が中心画素ｘ４の画素値に値１６を加算した値以下である場合（ｘ１≦ｘ４＋１６）には、配列ｋ［］に０が代入されることになる。即ち、中心画素とその周辺の画素の画素値の大小関係に応じて１または０とされる付加コード（非線形コード）が生成されることになる。
【００５１】
ステップＳ２６では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、変数ｊの値が、４よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が４より小さい（ｊ＜４：ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２２に戻り、前述の場合と同様の処理が繰り返される。また、変数ｊの値が４以上である（ｊ≧４：ＮＯ）と判定された場合には処理を終了する（エンド）。
【００５２】
以上の処理により得られた付加コードは、コード化回路４に供給される。
【００５３】
コード化回路４は、プリフィルタ回路２から供給された画素値ｙ４と、付加コード生成回路５から供給された付加コードに対して所定の演算を施し、得られたデータを圧縮画像データとして出力する。即ち、コード化回路４は、以下に示す演算を実行する。
【００５４】
【００５５】
なお、ｄ１２は出力データを示している。また、＆は論理積を示し、｜は論理和を示している。更に、（ ，，，）は、連接を表している。即ち、（ａ，ｂ）の場合では、変数ａが上位ビット、変数ｂが下位ビットとして、１まとめのデータとされることを示している。
【００５６】
このような演算によれば、最初の（）内の演算により、画素値ｙ４の上位４ビットが抽出され（２４０は、２進法では１１１１００００である）、次の（）内の演算により、付加コードが４ビットのデータに変換される。そして、これらの（）の論理和を演算することにより、上位４ビットと下位４ビットとが重畳されることになる。
【００５７】
以上のような画像圧縮装置によれば、中心画素とその周囲の画素の画素値の大小関係に応じて生成された付加コードを含む圧縮データを生成することが可能となる。
【００５８】
図８は、以上のような画像圧縮装置により生成された圧縮データを伸長するための画像伸長装置の構成例を示す図である。
【００５９】
この図に示すように、画像伸長装置は、ブロック化回路２０（ブロック化回路、第１のブロック化回路、受信手段）、デコード回路２１（分離抽出手段）、予測フィルタ回路２２（演算手段、第２の演算手段）、予測フィルタ係数生成回路２３（係数生成手段、第２の係数生成手段）、および、非ブロック化回路２４（出力手段）により構成されている。
【００６０】
ブロック化回路２０は、入力されたデータをブロック化するようになされている。デコード回路２１は、ブロック化回路２０によりブロック化されたデータに対してデコード処理を施す。予測フィルタ係数生成回路２３は、予測フィルタ回路２２に対して予測フィルタ係数を供給する。予測フィルタ回路２２は、予測フィルタ係数回路２３から供給される係数に応じて、デコード回路２１から出力されるデータに対してフィルタリング処理を施す。非ブロック化回路２４は、予測フィルタ回路２２からの出力信号をもとの画像信号（シリアル信号）に変換するようになされている。
【００６１】
なお、予測フィルタ係数生成回路２３が生成する係数は、その入力信号であるデコード画像（例えば後述する図８の非ブロック化回路２４から出力されるデコード画像）と、理想的には再生画像として希望される希望信号である原画像（例えばブロック化回路１に入力される原画像）との間で最小２乗法を演算することにより決定される。
【００６２】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
【００６３】
図９は、ブロック化回路２０の動作を説明する図である。画像データ（圧縮処理が施されているデータ）は、ライン＃１乃至＃６に示す順序で、ブロック化回路２０に入力される。なお、この図において、破線で示す丸は、圧縮により間引かれた画素を示しており、実線で示す丸は圧縮後に残った画素を示している。
【００６４】
ブロック化回路２０は、ライン＃１乃至＃６の順に入力された画素データを図示せぬメモリに記憶させ、所定量のデータが記憶されたところで、ブロック＠１乃至＠６を構成し、各ブロックのデータをデコード回路２１に対して順に出力する。
【００６５】
図１０は、デコード回路２１において実行される処理の一例を示している。この処理が実行されると、ステップＳ４０において、変数ｊが１に初期設定され、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、以下の演算が実行される。即ち、図９に示す圧縮後に残った実線領域内の画素を左上から順に、ｄ０乃至ｄ２４とすると、ｋ［ｊ］は、ｄ１２を用いて以下のように表すことができる。
【００６６】
ｋ［ｊ］＝（ｄ１２＆２j）／２j ・・・（７）
【００６７】
ここで、ｄ１２は、入力データを示している。また、＆は前述のように論理積を示している。例えば、ｊ＝０の場合では、ｄ１２と１（＝２0）の論理積が演算され、得られた値が１（＝２0）で除算され、配列ｋ［０］に代入される。即ち、ｊ＝０では、ｄ１２の最下位ビットに格納されている付加コードの最下位ビット（ｋ１）が取り出されることになる。ｊ＝１，２，３では、最下位ビットから第１乃至第３ビット目の情報（ｋ３，ｋ５，ｋ７）が取り出される。
【００６８】
続くステップＳ４２では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ４３において、変数ｊの値が４よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が４よりも小さい（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ４１に戻り、前述の場合と同様の処理が繰り返されることになる。また、変数ｊの値が４以上である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ４４に進む。
【００６９】
以上の繰り返し処理の結果、ｊ＝１では、入力データｄ１２からｋ３が抽出され、以下、ｊ＝２ではｋ５、ｊ＝３ではｋ７が順次抽出され、それぞれ、ｋ［１］，ｋ［２］，ｋ［３］に格納されることになる。
【００７０】
ステップＳ４４では、変数ｊが０に再設定される。そして、ステップＳ４５に進み、配列ｋの第ｊ番目の要素（ｋ［ｊ］）の値が１であるか否かが判定される。その結果、ｋ［ｊ］が０である（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ４７に進み、配列ｙ’［］の第ｊ番目（ｙ’［ｊ］）に、０が代入された後、ステップＳ４８に進む。一方、ｋ［ｊ］＝１である（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ４６に進み、以下の演算が実行される。
【００７１】
ｙ’［ｊ］＝２４０＆ｄ１２−１６ ・・・（８）
【００７２】
即ち、入力データｄ１２の上位４ビットには、プリフィルタ通過後の画素値（ｙ４）が格納されているので、ｄ１２と２４０の論理積を演算することにより、ｙ４が抽出され、得られた値に１６を加算した値が、配列ｙ’の第ｊ番目（ｙ’［ｊ］）に格納される。
【００７３】
ステップＳ４８では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ４９に進み、変数ｊの値が４よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が４よりも小さい（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ４５に戻り、前述の場合と同様の処理が繰り返される。また、変数ｊの値が４以上である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ５０に進む。
【００７４】
ステップＳ５０では、以下の処理が実行される。
【００７５】
ｋ１＝ｋ［０］ ・・・（９）
ｋ３＝ｋ［１］ ・・・（１０）
ｋ５＝ｋ［２］ ・・・（１１）
ｋ７＝ｋ［３］ ・・・（１２）
【００７６】
即ち、配列ｋの第０乃至第３番目の要素が、変数ｋ１，ｋ３，ｋ５，ｋ７にそれぞれ代入される。
【００７７】
そして、ステップＳ５０の処理が終了すると、ステップＳ５１に進み、以下の式に示す処理が実行される。
【００７８】
ｙ１’＝ｙ’［０］ ・・・（１３）
ｙ３’＝ｙ’［１］ ・・・（１４）
ｙ４’＝ｄ１２ ・・・（１５）
ｙ５’＝ｙ’［２］ ・・・（１６）
ｙ７’＝ｙ’［３］ ・・・（１７）
【００７９】
即ち、配列ｙ’の第０番目乃至第３番目の要素が、変数ｙ１’，ｙ３’，ｙ５’，ｙ７’にそれぞれ代入されるとともに、入力データｄ１２の値がｙ４’に代入される。そして、これらの変数に代入された値が、予測フィルタ回路２２に出力され、処理を終了する（エンド）。
【００８０】
以上の処理により、図１１に示すように、入力されたデータｄ１２より、代表画素の値（ｙ１’，ｙ３’，ｙ４’，ｙ５’，ｙ７’）と、付加コード（ｋ１，ｋ３，ｋ５，ｋ７）とを得る。
【００８１】
図１２は、予測フィルタ回路２２の構成例を示している。この図に示すように、予測フィルタ回路２２は、クラス分類回路２２ａ（演算手段、第２の演算手段）およびフィルタ回路２２ｂ（第２の演算手段、第３の演算手段）により構成されている。クラス分類回路２２ａは、付加コードと１ブロック分の画素とから、クラスコードを生成して、フィルタ回路２２ｂに供給する。フィルタ回路２２ｂは、クラスコードに対応する係数を、予測フィルタ係数生成回路２３に生成させ、入力データとの間で所定の処理を行うことで、元の画素データを再生するようになされている。
【００８２】
図１３は、クラス分類回路２２ａが実行する処理の一例を示す図である。この処理が実行されると、ステップＳ６０において、変数ｍａｘに、図１４に示す、ｄ７，ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１７の内で、最大の値が選択されて代入される。続くステップＳ６１では、ｄ７，ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１７の内で、最小の値が選択されて変数ｍｉｎに代入される。
【００８３】
ステップＳ６２では、変数ｄｒに値（ｍａｘ−ｍｉｎ＋１）が代入される。そして、ステップＳ６３に進み、変数ｄｒの値が１であるか否かが判定される。その結果、変数ｄｒの値が１である（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ６６に進む。また、変数ｄｒの値が０である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ６４に進む。
【００８４】
ステップＳ６４では、以下の演算が実行される。
【００８５】
ｗ＝２（ｄ１２−ｍｉｎ＋０．５）／ｄｒ ・・・（１８）
【００８６】
そして、続くステップＳ６５では、ステップＳ６４で得られたｗの値が、０よりも小さいか否かが判定される。その結果、ｗの値が０よりも小さい（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ６６に進み、変数ｚ１２に値０が代入され、ステップＳ７０に進む。また、ｗの値が０以上である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ６７に進み、変数ｗの値が１よりも大きいか否かが判定される。その結果、変数ｗの値が１よりも大きい（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ６８に進み、変数ｚ１２に値１が代入され、ステップＳ７０に進む。また、変数ｗの値が１以下である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ６９に進み、変数ｗの値の小数点以下を切り捨てた値（整数値）が変数ｚ１２に代入される。
【００８７】
ステップＳ７０では、以下の計算が実行される。
【００８８】
ｉ＝（ｋ７，ｋ５，ｚ１２，ｋ３，ｋ１） ・・・（１９）
【００８９】
なお、ここで、（ ，，，，）は、連接を表しており、（）内の変数をそれぞれ１ビットとみなして順に結合して形成される２進数が変数ｉに代入される。そして、以上の演算が終了すると、得られた変数ｉの値がクラスコードとして出力され、処理を終了する（エンド）。
【００９０】
以上のような処理により、クラス分類回路２２ａがクラスコードｉを生成すると、得られたクラスコードｉは、フィルタ回路２２ｂに供給される。フィルタ回路２２ｂは、クラスコードｉに対応するフィルタ係数を、予測フィルタ係数生成回路２３に生成させる。
【００９１】
予測フィルタ係数生成回路２３は、クラスコードｉに対応する予測フィルタ係数係数ｂｉｊ０乃至ｂｉｊ２４およびｃｉｊ１，ｃｉｊ３，ｃｉｊ５，ｃｉｊ７を生成し、フィルタ回路２２ｂに供給する。なお、これらの予測フィルタ係数は、図１５に示すように、復号化しようとする部分の代表画素に対応する係数ｃｉｊ１，ｃｉｊ３，ｃｉｊ５，ｃｉｊ７と、２５画素からなるブロックのそれぞれの画素に対応する係数ｂｉｊ０乃至ｂｉｊ２４から構成されている。
【００９２】
フィルタ回路２２ｂは、以上の予測フィルタ係数と、デコード回路２１により得られたｙ１’，ｙ３’，ｙ５’，ｙ７’と、１ブロック分の画素データｄ０乃至ｄ２４より演算を行い、図１５に示す、元のデータであるｘ０’乃至ｘ８’を得る。
【００９４】
なお、ここで、ｉは、前述のようにコードデータであり、０≦ｉ≦３１とされている。また、ｊは、図１５に示すように、圧縮画素と、圧縮時に間引いた画素を全て復元するために０≦ｊ≦８とされている。
【００９５】
以上のような処理により得られたブロックデータは、非ブロック化回路２４に供給されることになる。
【００９６】
非ブロック化回路２４では、予測フィルタ回路２２より出力されたブロックデータ＠１乃至＠６が、内蔵されているメモリに記憶され、図１６に示すように、ライン＃１乃至＃６の順序で、１ライン毎に順次読み出されて出力される。
【００９７】
以上の処理によれば、非線形処理を用いて画像データを圧縮伸長するようにしたので、画像データの非線形成分に起因する情報を捨象することなく、圧縮伸長処理を行うことが可能となるので、画像の劣化を防止することが可能となる。
【００９８】
また、以上の実施の形態では、式（１）に対して、付加コードが新たに加えられた次式により、画像の圧縮処理を実行するようにした。
【００９９】
【０１００】
以上の実施の形態では、付加コードが、画像データの非線形成分を表すようにした。しかしながら、信号に含まれているノイズを除去する場合では、例えば、ｘ１の値がノイズである（ｘ１に含まれるノイズの影響が大きい）か否かを判定し、ノイズでないならば０を、また、ノイズなら１をｙ１に割り当て、ｂ１をノイズの平均的なレベルにマイナスを付加したものとすれば、効果的に信号に含まれているノイズを低減することも可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１に記載の符号化装置および請求項２に記載の符号化方法によれば、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値との積和を演算し、その演算結果に対して、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コード（非線形情報）を付加し、その結果得られる情報を圧縮画像として出力するようにしたので、例えば、非線形情報である付加コードを含む情報を効率よく符号化することが可能になる。
【０１０２】
請求項３に記載の復号化装置および請求項４に記載の復号化方法によれば、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果（線形成分）と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コード（非線形成分）とで構成される圧縮画像を、所定の処理により復号化して出力するようにした。詳細には、圧縮画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出し、分離抽出された積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算し、その演算により得られた結果を出力するようにした。その結果、非線形成分である付加コードを含む情報を正確に復号化することが可能になる。
【０１０３】
請求項５に記載の送受信装置および請求項６に記載の送受信方法によれば、次のような処理を実行するようにした。即ち、送信側では、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値との積和を演算し、その演算結果に対して、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コード（非線形成分）を付加し、その結果得られる情報を圧縮画像として受信側に送信するようにした。また、受信側では、その圧縮画像を受信して、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出し、積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算し、その演算により得られた結果を出力するようにした。その結果、非線形成分である付加コードを含む、例えば、画像などの情報を効率よく符号化することが可能となるとともに、もとの画像情報（原画像）を正確に符号化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の符号化装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すブロック化回路１で実行される処理の一例を説明する図である。
【図３】図１に示すプリフィルタ回路の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】中心画素と代表画素を説明する図である。
【図５】図３のクラス分類回路の実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図６】プリフィルタによる演算処理の様子を説明する図である。
【図７】図１に示す付加コード生成回路が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の復号化装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示すブロック化回路の実行する処理の様子を説明する図である。
【図１０】図８に示すデコード回路が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】図８に示すデコード回路が実行する処理の様子を説明する図である。
【図１２】図８に示す予測フィルタ回路の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示すクラス分類回路が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３の処理において対象となる画素の一例を説明する図である。
【図１５】予測フィルタ回路において実行される処理の様子を説明する図である。
【図１６】図８に示す非ブロック化回路２４において実行される処理の様子を説明する図である。
【符号の説明】
１ ブロック化回路， ２ プリフィルタ回路， ２ａ クラス分類回路， ２ｂ フィルタ回路（演算手段、第１の演算手段）， ３ プリフィルタ係数生成回路（係数生成手段、第１の係数生成手段）， ４ コード化回路（付加手段、出力手段、送信手段）， ５ 付加コード生成回路（非線形処理手段）， ２０ ブロック化回路（受信手段）， ２１ デコード回路（分離抽出手段）， ２２ 予測フィルタ回路， ２２ａ クラス分類回路（第１の演算手段、第２の演算手段）， ２２ｂ フィルタ回路（第２の演算手段、第３の演算手段）， ２３ 予測フィルタ係数生成回路（係数生成手段、第２の係数生成手段）， ２４ 非ブロック化回路（出力手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法に関し、特に、もとの情報に対して線形および非線形処理を施す符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフィルタなどの信号処理装置では、出力信号は、入力信号と所定の係数との線形結合として表現される。例えば、以下のような例を挙げることができる。
【０００３】
ｚ＝ａ１・ｘ１＋ａ２・ｘ２＋ａ３・ｘ３＋・・・＋ａｎ・ｘｎ・・・（１）
【０００４】
この例では、出力信号ｚが、入力信号ｘ１乃至ｘｎと係数ａ１乃至ａｎの線形結合として表されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような信号処理装置において、例えば、入力信号ｘ１が必要な信号ｘ１Tと、不要なノイズ信号ｘ１Fの和として以下のように表されるとする。
【０００６】
ｘ１＝ｘ１T＋ｘ１F ・・・（２）
【０００７】
この場合、出力信号ｚには、ａ１倍されたｘ１Tとｘ１Fとが出力されることになる。いま、係数ａ１の値が、ａ２乃至ａｎに比べて非常に大きい（ａ１＞＞ａ２，ａ３，・・・，ａｎ）場合、出力信号ｚは、不要な信号ｘ１Fの影響を大きく受けることになるという課題があった。
【０００８】
また、例えば、画像データのように、非線形な信号を多く含む信号に対して、前述のような処理を施した場合、信号の情報が充分に保存されないことになるので、その結果、復号化された画像の画質の低下を招くという課題もあった。
【０００９】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、信号処理装置の対ノイズ特性と、情報保存特性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の符号化装置は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化手段と、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する係数生成手段と、係数生成手段により供給されたプリフィルタ係数とブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する演算手段と、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成手段と、演算手段により得られた結果に対して、付加コード生成手段により生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加手段とを備え、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の符号化方法は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化ステップと、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する係数生成ステップと、係数生成ステップにより供給されたプリフィルタ係数とブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する演算ステップと、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成ステップと、演算ステップにより得られた結果に対して、付加コード生成ステップにより生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加ステップとを含み、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の復号化装置は、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像を所定の処理により復号化して出力する復号化装置であって、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化手段と、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出手段と、分離抽出手段から出力される積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する係数生成手段と、係数生成手段により得られた予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する演算手段と、演算手段の演算により得られた結果を出力する出力手段とを備え、予測フィルタ係数は、パターン毎に、演算手段により得られる結果が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の復号化方法は、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像を所定の処理により復号化して出力する復号化方法であって、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化ステップと、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出ステップと、分離抽出ステップにより得られた積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する係数生成ステップと、係数生成ステップにより得られた予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する演算ステップと、演算ステップの演算により得られた結果を出力する出力ステップとを含み、予測フィルタ係数は、パターン毎に、演算ステップにより得られる結果が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の送受信装置は、送信側は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割する第１のブロック化手段と、第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する第１の係数生成手段と、第１の係数生成手段により供給されたプリフィルタ係数と第１のブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する第１の演算手段と、第１のブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成手段と、第１の演算手段により得られた結果に対して、付加コード生成手段により生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加手段と、付加手段から出力された圧縮画像を送信する送信手段とを備え、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成され、受信側は、送信側から送信された圧縮画像を受信する受信手段と、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割する第２のブロック化手段と、第２のブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出手段と、分離抽出手段から出力される積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する第２の係数生成手段と、第２の係数生成手段により得られた予測フィルタ係数と、第２のブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該第２のブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する第２の演算手段と、第２の演算手段の演算により得られた結果を出力する出力手段とを備え、予測フィルタ係数は、パターン毎に、第２の演算手段により得られる結果が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の送受信方法は、送信側は、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割するブロック化ステップと、第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する第１の係数生成ステップと、第１の係数生成ステップにより供給されたプリフィルタ係数と第１のブロック内の複数画素の画素値との積和を演算する第１の演算ステップと、第１のブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成ステップと、第１の演算ステップにより得られた結果に対して、付加コード生成ステップにより生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加ステップと、付加ステップから出力された圧縮画像を送信する送信ステップとを含み、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成され、受信側は、送信側から送信された圧縮画像を受信する受信ステップと、圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割するブロック化ステップと、第２のブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出する分離抽出ステップと、分離抽出ステップから出力される積和演算結果と付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する第２の係数生成ステップと、第２の係数生成ステップにより得られた予測フィルタ係数と、第２のブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する第２の演算ステップと、第２の演算ステップの演算により得られた結果を出力する出力ステップとを含み、予測フィルタ係数は、パターン毎に、第２の演算ステップにより得られる結果が、前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の符号化装置および請求項２に記載の符号化方法においては、原画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割され、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値との積和が演算され、その演算結果に対して、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードが付加され、その結果得られる情報が圧縮画像として出力される。その際、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。
【００１８】
請求項３に記載の復号化装置および請求項４に記載の復号化方法においては、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像が、所定の処理により復号化して出力される。詳細には、圧縮画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割され、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとが分離抽出され、分離抽出された積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和が演算され、その演算により得られた結果が出力される。その際、予測フィルタ係数は、パターン毎に、最終的に出力される結果（上述した積和の演算の結果）が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。
【００２０】
請求項５に記載の送受信装置および請求項６に記載の送受信方法においては、次のような処理が実行される。即ち、送信側においては、原画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割され、第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、第１のブロック内の複数画素の画素値との積和が演算され、その演算結果に対して、第１のブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードが付加され、その結果得られる情報が圧縮画像として受信側に送信される。その際、プリフィルタ係数は、パターン毎に、圧縮画像を復号化後の情報が画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。そして、受信側においては、送信側から送信されてきた圧縮画像が受信され、圧縮画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割され、第２のブロックの中心画素についての積和演算結果と付加コードとが分離抽出され、分離抽出された積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、第２のブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該第２のブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和が演算され、その演算により得られた結果が出力される。その際、予測フィルタは、パターン毎に、最終的に出力される結果（上述した積和の演算の結果）が、画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の符号化装置の一実施の形態の構成例を示している。この例では、画素の１／９間引きにより、画像を圧縮する画像圧縮装置の構成例が示されている。
【００２３】
この図において、ブロック化回路１（ブロック化手段、第１のブロック化手段）は、シリアルデータとして入力される画像データをブロック化する処理を行うようになされている。プリフィルタ回路２（演算手段、第１の演算手段）は、ブロック化された画像データを３２種類のクラスに分類するとともに、プリフィルタ係数生成回路３（係数生成手段，第１の係数生成手段）から供給されるプリフィルタ係数と画像データとの間で積和演算を行い、得られたデータをコード化回路４（付加手段、送信手段）に出力する。
【００２４】
付加コード生成回路５（付加コード生成手段）は、ブロック化された画像データの中心画素と、その周囲の４画素の間で所定の演算を行い、得られた付加コードをコード化回路４に対して出力する。
【００２５】
コード化回路４は、プリフィルタ回路２から出力されるデータを上位４ビットとし、また、付加コード生成回路５から出力されるデータを下位４ビットとして、連接し、１個のデータ（８ビットデータ）として出力するようになされている。
【００２６】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
【００２７】
いま、図２に示すような画像データがブロック化回路１に対して入力されたとする。即ち、ライン＃１乃至＃６に示すような順序で、１ラインずつ画像データが入力されたとすると、ブロック化回路１は、このような入力データを内蔵されているメモリに記憶させ、所定量のデータが記憶されたところで、図中破線で示すようなブロック＠１乃至＠６を形成し、各ブロックをプリフィルタ回路２に対して順に出力する。
【００２８】
なお、図２では説明を簡単にするために、画素の数を減らしてあるが、実際の画像は、例えば、縦横それぞれ数百乃至数千ドット程度の画素により構成されている。
【００２９】
プリフィルタ回路２は、図３に示すような構成とされている。この図において、クラス分類回路２ａは、入力された９画素のデータのうち図４に示す５画素に注目し、その５画素のパターンに応じて入力データを３２種類のクラスに分類し、そのクラスを示す値を出力する。
【００３０】
いま、図２に示す破線で囲まれた領域内の９画素を、左上から順にｘ０乃至ｘ８とする。このようなブロックが入力されると、クラス分類回路２ａは、画素ｘ４を中心として、その上下左右の画素（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７）に注目して、その５つの画素をそのパターンに応じて３２個のクラスに分類する。
【００３１】
図５は、クラス分類処理の一例を説明するフローチャートである。この処理が実行されると、ステップＳ１では、一次元配列ｘ［］の第０番目乃至第４番目に、画素ｘ１，ｘ３，ｘ４，ｘ５，ｘ７の画素値が、それぞれ格納される。
【００３２】
ステップＳ２では、ｘ１，ｘ３，ｘ４，ｘ５，ｘ７（以下、代表画素という）の内で最大の値が変数ｍａｘに代入される。続くステップＳ３では、代表画素の内で最小の値が変数ｍｉｎに代入される。そして、ステップＳ４では、（ｍａｘ−ｍｉｎ＋１）の値が、変数ｄｒに代入される。
【００３３】
ステップＳ５では、変数ｄｒの値が１であるか否かが判定される。その結果、変数ｄｒの値が１である（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ６に進み、変数ｉに０が代入された後、処理を終了する（エンド）。また、変数ｄｒの値が１ではない（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ７に進む。
【００３４】
ステップＳ７では、変数ｊが０に初期設定され、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、以下に示す式で得られた値が変数ｗに代入される。なお、ｗは実数であり、浮動小数点により計算される。
【００３５】
２（ｘ［ｊ］−ｍｉｎ＋０．５）／ｄｒ ・・・（３）
【００３６】
次のステップＳ９では、ステップＳ８で計算された変数ｗの値が０よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｗの値が０よりも小さい（ｗ＜０：ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ１０に進み、配列ｚ［ｊ］に０が代入され、ステップＳ１４に進む。また、変数ｗの値が０以上である（ｗ≧０：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、変数ｗの値が、１よりも大きいか否かが判定され、その結果、変数ｗの値が１よりも大きい（ｗ＞１：ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ１２に進み、配列ｚ［ｊ］に値１が代入される。また、ステップＳ１１において、変数ｗの値が１以下である（ｗ≦１：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ１３に進み、変数ｗの値の小数点以下を切り捨てた値（整数値）が代入される。
【００３７】
そして、ステップＳ１４では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、変数ｊの値が５よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が５より小さい（ｊ＜５：ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ７に戻り、前述と同様の処理が繰り返され、また、変数ｊの値が５以上である（ｊ≧５：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ１６に進む。
【００３８】
ステップＳ１６では、以下に示す式により得られた値が変数ｉに代入され、処理を終了する（エンド）。
【００３９】
即ち、配列ｚ［］の第０番目乃至第４番目の要素は、第０ビット（ＬＳＢ）乃至第４ビット（ＭＳＢ）として、クラスコードを格納する変数ｉに代入される。そして、処理を終了する（エンド）。
【００４１】
以上のようにして生成されたクラスコードｉは、フィルタ回路２ｂ（演算手段、第１の演算手段）に供給される。
【００４２】
フィルタ回路２ｂは、プリフィルタ係数生成回路３に、クラスコードｉに対応するプリフィルタ係数を生成させる。そして、フィルタ回路２ｂは、得られたプリフィルタ係数を用いて、ブロック化回路１より出力される画素データに対して、フィルタ処理を施す。即ち、フィルタ回路２ｂは、図６に示すように、９個の画素ｘ０乃至ｘ８の画素値に対して、プリフィルタ係数生成回路３から供給されたプリフィルタ係数ａｉ０乃至ａｉ８を乗算し、プリフィルタ後の画素値ｙ４を得る。なお、以上の演算は、以下のように表すことができる。ここで、ｉはクラスコードである。なお、プリフィルタ係数は、プリフィルタ係数生成回路３にとっての入力信号であるデコード画像（例えば後述する図８の非ブロック化回路２４から出力されるデコード画像）と、理想的には再生画像として希望される希望信号である原画像（例えばブロック化回路１に入力される原画像）との間で最小２乗法を計算することにより生成される。
【００４３】
このようにして得られた画素値ｙ４は、コード化回路４に供給される。
【００４５】
ブロック化回路１から出力されたデータは、付加コード生成回路５に対しても供給される。図７は、付加コード生成回路５において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【００４６】
この処理が実行されると、ステップＳ２０において、一次元配列ｘ［］の第０番目乃至第３番目に、画素ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７の画素値が代入される。そして、ステップＳ２１では、変数ｊが０に初期設定される。
【００４７】
続くステップＳ２２では、配列ｘ［］の第ｊ番目の要素（ｘ［ｊ］）から中心画素ｘ４の値を減算し、更に値１６を減算して得られた値が、変数ｗに代入される。
【００４８】
そして、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で得られたｗの値が０よりも大きいか否かが判定される。その結果、変数ｗの値が０よりも大きい（ｗ＞０：ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ２４に進む。また、逆に、変数ｗの値が０以下である（ｗ≦０：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ２５に進む。
【００４９】
ステップＳ２４では、一次元配列ｋ［］の第ｊ番目（ｋ［ｊ］）に１が代入され、また、ステップＳ２５では、一次元配列ｋ［］の第ｊ番目（ｋ［ｊ］）に０が代入される。そして、ステップＳ２６に進むことになる。
【００５０】
従って、画素ｘ１（または、ｘ３，ｘ５，ｘ７）の画素値が中心画素ｘ４の画素値に値１６を加算した値よりも大きい場合（ｘ１＞ｘ４＋１６）には、配列ｋ［］に１が代入され、また、画素ｘ１（または、ｘ３，ｘ５，ｘ７）の画素値が中心画素ｘ４の画素値に値１６を加算した値以下である場合（ｘ１≦ｘ４＋１６）には、配列ｋ［］に０が代入されることになる。即ち、中心画素とその周辺の画素の画素値の大小関係に応じて１または０とされる付加コード（非線形コード）が生成されることになる。
【００５１】
ステップＳ２６では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、変数ｊの値が、４よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が４より小さい（ｊ＜４：ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２２に戻り、前述の場合と同様の処理が繰り返される。また、変数ｊの値が４以上である（ｊ≧４：ＮＯ）と判定された場合には処理を終了する（エンド）。
【００５２】
以上の処理により得られた付加コードは、コード化回路４に供給される。
【００５３】
コード化回路４は、プリフィルタ回路２から供給された画素値ｙ４と、付加コード生成回路５から供給された付加コードに対して所定の演算を施し、得られたデータを圧縮画像データとして出力する。即ち、コード化回路４は、以下に示す演算を実行する。
【００５４】
なお、ｄ１２は出力データを示している。また、＆は論理積を示し、｜は論理和を示している。更に、（ ，，，）は、連接を表している。即ち、（ａ，ｂ）の場合では、変数ａが上位ビット、変数ｂが下位ビットとして、１まとめのデータとされることを示している。
【００５６】
このような演算によれば、最初の（）内の演算により、画素値ｙ４の上位４ビットが抽出され（２４０は、２進法では１１１１００００である）、次の（）内の演算により、付加コードが４ビットのデータに変換される。そして、これらの（）の論理和を演算することにより、上位４ビットと下位４ビットとが重畳されることになる。
【００５７】
以上のような画像圧縮装置によれば、中心画素とその周囲の画素の画素値の大小関係に応じて生成された付加コードを含む圧縮データを生成することが可能となる。
【００５８】
図８は、以上のような画像圧縮装置により生成された圧縮データを伸長するための画像伸長装置の構成例を示す図である。
【００５９】
この図に示すように、画像伸長装置は、ブロック化回路２０（ブロック化回路、第１のブロック化回路、受信手段）、デコード回路２１（分離抽出手段）、予測フィルタ回路２２（演算手段、第２の演算手段）、予測フィルタ係数生成回路２３（係数生成手段、第２の係数生成手段）、および、非ブロック化回路２４（出力手段）により構成されている。
【００６０】
ブロック化回路２０は、入力されたデータをブロック化するようになされている。デコード回路２１は、ブロック化回路２０によりブロック化されたデータに対してデコード処理を施す。予測フィルタ係数生成回路２３は、予測フィルタ回路２２に対して予測フィルタ係数を供給する。予測フィルタ回路２２は、予測フィルタ係数回路２３から供給される係数に応じて、デコード回路２１から出力されるデータに対してフィルタリング処理を施す。非ブロック化回路２４は、予測フィルタ回路２２からの出力信号をもとの画像信号（シリアル信号）に変換するようになされている。
【００６１】
なお、予測フィルタ係数生成回路２３が生成する係数は、その入力信号であるデコード画像（例えば後述する図８の非ブロック化回路２４から出力されるデコード画像）と、理想的には再生画像として希望される希望信号である原画像（例えばブロック化回路１に入力される原画像）との間で最小２乗法を演算することにより決定される。
【００６２】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
【００６３】
図９は、ブロック化回路２０の動作を説明する図である。画像データ（圧縮処理が施されているデータ）は、ライン＃１乃至＃６に示す順序で、ブロック化回路２０に入力される。なお、この図において、破線で示す丸は、圧縮により間引かれた画素を示しており、実線で示す丸は圧縮後に残った画素を示している。
【００６４】
ブロック化回路２０は、ライン＃１乃至＃６の順に入力された画素データを図示せぬメモリに記憶させ、所定量のデータが記憶されたところで、ブロック＠１乃至＠６を構成し、各ブロックのデータをデコード回路２１に対して順に出力する。
【００６５】
図１０は、デコード回路２１において実行される処理の一例を示している。この処理が実行されると、ステップＳ４０において、変数ｊが１に初期設定され、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、以下の演算が実行される。即ち、図９に示す圧縮後に残った実線領域内の画素を左上から順に、ｄ０乃至ｄ２４とすると、ｋ［ｊ］は、ｄ１２を用いて以下のように表すことができる。
【００６６】
ｋ［ｊ］＝（ｄ１２＆２j）／２j ・・・（７）
【００６７】
ここで、ｄ１２は、入力データを示している。また、＆は前述のように論理積を示している。例えば、ｊ＝０の場合では、ｄ１２と１（＝２0）の論理積が演算され、得られた値が１（＝２0）で除算され、配列ｋ［０］に代入される。即ち、ｊ＝０では、ｄ１２の最下位ビットに格納されている付加コードの最下位ビット（ｋ１）が取り出されることになる。ｊ＝１，２，３では、最下位ビットから第１乃至第３ビット目の情報（ｋ３，ｋ５，ｋ７）が取り出される。
【００６８】
続くステップＳ４２では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ４３において、変数ｊの値が４よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が４よりも小さい（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ４１に戻り、前述の場合と同様の処理が繰り返されることになる。また、変数ｊの値が４以上である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ４４に進む。
【００６９】
以上の繰り返し処理の結果、ｊ＝１では、入力データｄ１２からｋ３が抽出され、以下、ｊ＝２ではｋ５、ｊ＝３ではｋ７が順次抽出され、それぞれ、ｋ［１］，ｋ［２］，ｋ［３］に格納されることになる。
【００７０】
ステップＳ４４では、変数ｊが０に再設定される。そして、ステップＳ４５に進み、配列ｋの第ｊ番目の要素（ｋ［ｊ］）の値が１であるか否かが判定される。その結果、ｋ［ｊ］が０である（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ４７に進み、配列ｙ’［］の第ｊ番目（ｙ’［ｊ］）に、０が代入された後、ステップＳ４８に進む。一方、ｋ［ｊ］＝１である（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ４６に進み、以下の演算が実行される。
【００７１】
ｙ’［ｊ］＝２４０＆ｄ１２−１６ ・・・（８）
【００７２】
即ち、入力データｄ１２の上位４ビットには、プリフィルタ通過後の画素値（ｙ４）が格納されているので、ｄ１２と２４０の論理積を演算することにより、ｙ４が抽出され、得られた値に１６を加算した値が、配列ｙ’の第ｊ番目（ｙ’［ｊ］）に格納される。
【００７３】
ステップＳ４８では、変数ｊの値が１だけインクリメントされ、ステップＳ４９に進み、変数ｊの値が４よりも小さいか否かが判定される。その結果、変数ｊの値が４よりも小さい（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ４５に戻り、前述の場合と同様の処理が繰り返される。また、変数ｊの値が４以上である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ５０に進む。
【００７４】
ステップＳ５０では、以下の処理が実行される。
【００７５】
ｋ１＝ｋ［０］ ・・・（９）
ｋ３＝ｋ［１］ ・・・（１０）
ｋ５＝ｋ［２］ ・・・（１１）
ｋ７＝ｋ［３］ ・・・（１２）
【００７６】
即ち、配列ｋの第０乃至第３番目の要素が、変数ｋ１，ｋ３，ｋ５，ｋ７にそれぞれ代入される。
【００７７】
そして、ステップＳ５０の処理が終了すると、ステップＳ５１に進み、以下の式に示す処理が実行される。
【００７８】
ｙ１’＝ｙ’［０］ ・・・（１３）
ｙ３’＝ｙ’［１］ ・・・（１４）
ｙ４’＝ｄ１２ ・・・（１５）
ｙ５’＝ｙ’［２］ ・・・（１６）
ｙ７’＝ｙ’［３］ ・・・（１７）
【００７９】
即ち、配列ｙ’の第０番目乃至第３番目の要素が、変数ｙ１’，ｙ３’，ｙ５’，ｙ７’にそれぞれ代入されるとともに、入力データｄ１２の値がｙ４’に代入される。そして、これらの変数に代入された値が、予測フィルタ回路２２に出力され、処理を終了する（エンド）。
【００８０】
以上の処理により、図１１に示すように、入力されたデータｄ１２より、代表画素の値（ｙ１’，ｙ３’，ｙ４’，ｙ５’，ｙ７’）と、付加コード（ｋ１，ｋ３，ｋ５，ｋ７）とを得る。
【００８１】
図１２は、予測フィルタ回路２２の構成例を示している。この図に示すように、予測フィルタ回路２２は、クラス分類回路２２ａ（演算手段、第２の演算手段）およびフィルタ回路２２ｂ（第２の演算手段、第３の演算手段）により構成されている。クラス分類回路２２ａは、付加コードと１ブロック分の画素とから、クラスコードを生成して、フィルタ回路２２ｂに供給する。フィルタ回路２２ｂは、クラスコードに対応する係数を、予測フィルタ係数生成回路２３に生成させ、入力データとの間で所定の処理を行うことで、元の画素データを再生するようになされている。
【００８２】
図１３は、クラス分類回路２２ａが実行する処理の一例を示す図である。この処理が実行されると、ステップＳ６０において、変数ｍａｘに、図１４に示す、ｄ７，ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１７の内で、最大の値が選択されて代入される。続くステップＳ６１では、ｄ７，ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１７の内で、最小の値が選択されて変数ｍｉｎに代入される。
【００８３】
ステップＳ６２では、変数ｄｒに値（ｍａｘ−ｍｉｎ＋１）が代入される。そして、ステップＳ６３に進み、変数ｄｒの値が１であるか否かが判定される。その結果、変数ｄｒの値が１である（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ６６に進む。また、変数ｄｒの値が０である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ６４に進む。
【００８４】
ステップＳ６４では、以下の演算が実行される。
【００８５】
ｗ＝２（ｄ１２−ｍｉｎ＋０．５）／ｄｒ ・・・（１８）
【００８６】
そして、続くステップＳ６５では、ステップＳ６４で得られたｗの値が、０よりも小さいか否かが判定される。その結果、ｗの値が０よりも小さい（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ６６に進み、変数ｚ１２に値０が代入され、ステップＳ７０に進む。また、ｗの値が０以上である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ６７に進み、変数ｗの値が１よりも大きいか否かが判定される。その結果、変数ｗの値が１よりも大きい（ＹＥＳ）と判定された場合には、ステップＳ６８に進み、変数ｚ１２に値１が代入され、ステップＳ７０に進む。また、変数ｗの値が１以下である（ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ６９に進み、変数ｗの値の小数点以下を切り捨てた値（整数値）が変数ｚ１２に代入される。
【００８７】
ステップＳ７０では、以下の計算が実行される。
【００８８】
ｉ＝（ｋ７，ｋ５，ｚ１２，ｋ３，ｋ１） ・・・（１９）
【００８９】
なお、ここで、（ ，，，，）は、連接を表しており、（）内の変数をそれぞれ１ビットとみなして順に結合して形成される２進数が変数ｉに代入される。そして、以上の演算が終了すると、得られた変数ｉの値がクラスコードとして出力され、処理を終了する（エンド）。
【００９０】
以上のような処理により、クラス分類回路２２ａがクラスコードｉを生成すると、得られたクラスコードｉは、フィルタ回路２２ｂに供給される。フィルタ回路２２ｂは、クラスコードｉに対応するフィルタ係数を、予測フィルタ係数生成回路２３に生成させる。
【００９１】
予測フィルタ係数生成回路２３は、クラスコードｉに対応する予測フィルタ係数係数ｂｉｊ０乃至ｂｉｊ２４およびｃｉｊ１，ｃｉｊ３，ｃｉｊ５，ｃｉｊ７を生成し、フィルタ回路２２ｂに供給する。なお、これらの予測フィルタ係数は、図１５に示すように、復号化しようとする部分の代表画素に対応する係数ｃｉｊ１，ｃｉｊ３，ｃｉｊ５，ｃｉｊ７と、２５画素からなるブロックのそれぞれの画素に対応する係数ｂｉｊ０乃至ｂｉｊ２４から構成されている。
【００９２】
フィルタ回路２２ｂは、以上の予測フィルタ係数と、デコード回路２１により得られたｙ１’，ｙ３’，ｙ５’，ｙ７’と、１ブロック分の画素データｄ０乃至ｄ２４より演算を行い、図１５に示す、元のデータであるｘ０’乃至ｘ８’を得る。
【００９４】
なお、ここで、ｉは、前述のようにコードデータであり、０≦ｉ≦３１とされている。また、ｊは、図１５に示すように、圧縮画素と、圧縮時に間引いた画素を全て復元するために０≦ｊ≦８とされている。
【００９５】
以上のような処理により得られたブロックデータは、非ブロック化回路２４に供給されることになる。
【００９６】
非ブロック化回路２４では、予測フィルタ回路２２より出力されたブロックデータ＠１乃至＠６が、内蔵されているメモリに記憶され、図１６に示すように、ライン＃１乃至＃６の順序で、１ライン毎に順次読み出されて出力される。
【００９７】
以上の処理によれば、非線形処理を用いて画像データを圧縮伸長するようにしたので、画像データの非線形成分に起因する情報を捨象することなく、圧縮伸長処理を行うことが可能となるので、画像の劣化を防止することが可能となる。
【００９８】
また、以上の実施の形態では、式（１）に対して、付加コードが新たに加えられた次式により、画像の圧縮処理を実行するようにした。
【００９９】
以上の実施の形態では、付加コードが、画像データの非線形成分を表すようにした。しかしながら、信号に含まれているノイズを除去する場合では、例えば、ｘ１の値がノイズである（ｘ１に含まれるノイズの影響が大きい）か否かを判定し、ノイズでないならば０を、また、ノイズなら１をｙ１に割り当て、ｂ１をノイズの平均的なレベルにマイナスを付加したものとすれば、効果的に信号に含まれているノイズを低減することも可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１に記載の符号化装置および請求項２に記載の符号化方法によれば、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値との積和を演算し、その演算結果に対して、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コード（非線形情報）を付加し、その結果得られる情報を圧縮画像として出力するようにしたので、例えば、非線形情報である付加コードを含む情報を効率よく符号化することが可能になる。
【０１０２】
請求項３に記載の復号化装置および請求項４に記載の復号化方法によれば、原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果（線形成分）と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コード（非線形成分）とで構成される圧縮画像を、所定の処理により復号化して出力するようにした。詳細には、圧縮画像が、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出し、分離抽出された積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算し、その演算により得られた結果を出力するようにした。その結果、非線形成分である付加コードを含む情報を正確に復号化することが可能になる。
【０１０３】
請求項５に記載の送受信装置および請求項６に記載の送受信方法によれば、次のような処理を実行するようにした。即ち、送信側では、原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて供給されたプリフィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値との積和を演算し、その演算結果に対して、ブロックの中心画素と周辺画素との画素値の差分に応じた付加コード（非線形成分）を付加し、その結果得られる情報を圧縮画像として受信側に送信するようにした。また、受信側では、その圧縮画像を受信して、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割し、ブロックの中心画素についての、積和演算結果と、付加コードとを分離抽出し、積和演算結果と付加コードのパターンに応じて供給された予測フィルタ係数と、ブロック内の複数画素の画素値および付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算し、その演算により得られた結果を出力するようにした。その結果、非線形成分である付加コードを含む、例えば、画像などの情報を効率よく符号化することが可能となるとともに、もとの画像情報（原画像）を正確に符号化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の符号化装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すブロック化回路１で実行される処理の一例を説明する図である。
【図３】図１に示すプリフィルタ回路の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】中心画素と代表画素を説明する図である。
【図５】図３のクラス分類回路の実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図６】プリフィルタによる演算処理の様子を説明する図である。
【図７】図１に示す付加コード生成回路が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の復号化装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示すブロック化回路の実行する処理の様子を説明する図である。
【図１０】図８に示すデコード回路が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】図８に示すデコード回路が実行する処理の様子を説明する図である。
【図１２】図８に示す予測フィルタ回路の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示すクラス分類回路が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３の処理において対象となる画素の一例を説明する図である。
【図１５】予測フィルタ回路において実行される処理の様子を説明する図である。
【図１６】図８に示す非ブロック化回路２４において実行される処理の様子を説明する図である。
【符号の説明】
１ ブロック化回路， ２ プリフィルタ回路， ２ａ クラス分類回路， ２ｂ フィルタ回路（演算手段、第１の演算手段）， ３ プリフィルタ係数生成回路（係数生成手段、第１の係数生成手段）， ４ コード化回路（付加手段、出力手段、送信手段）， ５ 付加コード生成回路（非線形処理手段）， ２０ ブロック化回路（受信手段）， ２１ デコード回路（分離抽出手段）， ２２ 予測フィルタ回路， ２２ａ クラス分類回路（第１の演算手段、第２の演算手段）， ２２ｂ フィルタ回路（第２の演算手段、第３の演算手段）， ２３ 予測フィルタ係数生成回路（係数生成手段、第２の係数生成手段）， ２４ 非ブロック化回路（出力手段）
Claims (6)
- 原画像を示す画像情報を所定の処理により符号化して出力する符号化装置において、
前記原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化手段と、
前記ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する係数生成手段と、
前記係数生成手段により供給された前記プリフィルタ係数と前記ブロック内の前記複数画素の画素値との積和を演算する演算手段と、
前記ブロックの前記中心画素と前記周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成手段と、
前記演算手段により得られた結果に対して、前記付加コード生成手段により生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加手段とを備え、
前記プリフィルタ係数は、前記パターン毎に、前記圧縮画像を復号化後の情報が前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される
ことを特徴とする符号化装置。 - 原画像を示す画像情報を所定の処理により符号化して出力する符号化方法において、
前記原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化ステップと、
前記ブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する係数生成ステップと、
前記係数生成ステップにより供給された前記プリフィルタ係数と前記ブロック内の前記複数画素の画素値との積和を演算する演算ステップと、
前記ブロックの前記中心画素と前記周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成ステップと、
前記演算ステップにより得られた結果に対して、前記付加コード生成ステップにより生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加ステップとを含み、
前記プリフィルタ係数は、前記パターン毎に、前記圧縮画像を復号化後の情報が前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される
ことを特徴とする符号化方法。 - 原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像を所定の処理により復号化して出力する復号化装置であって、
前記圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化手段と、
前記ブロックの中心画素についての、前記積和演算結果と、前記付加コードとを分離抽出する分離抽出手段と、
前記分離抽出手段から出力される前記積和演算結果と前記付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する係数生成手段と、
前記係数生成手段により得られた予測フィルタ係数と、前記ブロック内の複数画素の画素値および前記付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算により得られた結果を出力する出力手段と
を備え、
前記予測フィルタ係数は、前記パターン毎に、前記演算手段により得られる結果が、前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される
ことを特徴とする復号化装置。 - 原画像を示す画像情報をブロック単位でプリフィルタ係数と積和演算することにより取得された積和演算結果と、当該ブロックの中心画素とその周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードとで構成される圧縮画像を所定の処理により復号化して出力する復号化方法であって、
前記圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数のブロックに分割するブロック化ステップと、
前記ブロックの中心画素についての、前記積和演算結果と、前記付加コードとを分離抽出する分離抽出ステップと、
前記分離抽出ステップにより得られた前記積和演算結果と前記付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する係数生成ステップと、
前記係数生成ステップにより得られた予測フィルタ係数と、前記ブロック内の複数画素の画素値および前記付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する演算ステップと、
前記演算ステップの演算により得られた結果を出力する出力ステップと
を含み、
前記予測フィルタ係数は、前記パターン毎に、前記演算ステップにより得られる結果が、前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される
ことを特徴とする復号化方法。 - 原画像を示す画像情報を所定の処理により符号化して送信し、受信された情報に対して復号化処理を施してその結果得られる情報を再生する送受信装置において、
送信側は、
前記原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割する第１のブロック化手段と、
前記第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する第１の係数生成手段と、
前記第１の係数生成手段により供給された前記プリフィルタ係数と前記第１のブロック内の前記複数画素の画素値との積和を演算する第１の演算手段と、
前記第１のブロックの前記中心画素と前記周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成手段と、
前記第１の演算手段により得られた結果に対して、前記付加コード生成手段により生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加手段と、
付加手段から出力された前記圧縮画像を送信する送信手段とを備え、
前記プリフィルタ係数は、前記パターン毎に、前記圧縮画像を復号化後の情報が前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成され、
受信側は、
前記送信側から送信された前記圧縮画像を受信する受信手段と、
前記圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割する第２のブロック化手段と、
前記第２のブロックの中心画素についての、前記積和演算結果と、前記付加コードとを分離抽出する分離抽出手段と、
前記分離抽出手段から出力される前記積和演算結果と前記付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する第２の係数生成手段と、
前記第２の係数生成手段により得られた予測フィルタ係数と、前記第２のブロック内の複数画素の画素値および前記付加コードに応じて生成される当該第２のブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する第２の演算手段と、
前記第２の演算手段の演算により得られた結果を出力する出力手段と
を備え、
前記予測フィルタ係数は、前記パターン毎に、前記第２の演算手段により得られる結果が、前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される
ことを特徴とする送受信装置。 - 原画像を示す画像情報を所定の処理により符号化して送信し、受信された情報に対して復号化処理を施してその結果得られる情報を再生する送受信方法において、
送信側は、
前記原画像を、各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第１のブロックに分割する第１のブロック化ステップと、
前記第１のブロック内の複数画素の画素値のパターンに応じて、プリフィルタ係数を供給する第１の係数生成ステップと、
前記第１の係数生成ステップにより供給された前記プリフィルタ係数と前記第１のブロック内の前記複数画素の画素値との積和を演算する第１の演算ステップと、
前記第１のブロックの前記中心画素と前記周辺画素との画素値の差分に応じた付加コードを生成する付加コード生成ステップと、
前記第１の演算ステップにより得られた結果に対して、前記付加コード生成ステップにより生成された付加コードを付加し、圧縮画像として出力する付加ステップと、
付加ステップから出力された前記圧縮画像を送信する送信ステップとを含み、
前記プリフィルタ係数は、前記パターン毎に、前記圧縮画像を復号化後の情報が前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成され、
受信側は、
前記送信側から送信された前記圧縮画像を受信する受信ステップと、
前記圧縮画像を各々中心画素を含む複数画素からなる複数の第２のブロックに分割する第２のブロック化ステップと、
前記第２のブロックの中心画素についての、前記積和演算結果と、前記付加コードとを分離抽出する分離抽出ステップと、
前記分離抽出ステップから出力される前記積和演算結果と前記付加コードのパターンに応じて予測フィルタ係数を供給する第２の係数生成ステップと、
前記第２の係数生成ステップにより得られた予測フィルタ係数と、前記第２のブロック内の複数画素の画素値および前記付加コードに応じて生成される当該ブロックの中心画素の周辺に位置する周辺画素の画素値との積和を演算する第２の演算ステップと、
前記第２の演算ステップの演算により得られた結果を出力する出力ステップとを含み、
前記予測フィルタ係数は、前記パターン毎に、前記第２の演算ステップにより得られる結果が、前記画像情報に最も近くなるように、最小２乗法を用いて生成される
ことを特徴とする送受信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35151196A JP4174084B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35151196A JP4174084B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191318A JPH10191318A (ja) | 1998-07-21 |
| JP4174084B2 true JP4174084B2 (ja) | 2008-10-29 |
Family
ID=18417790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35151196A Expired - Fee Related JP4174084B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法、送受信装置、および、送受信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4174084B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000019724A1 (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Sony Corporation | Arithmetic device, converter, and their methods |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35151196A patent/JP4174084B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10191318A (ja) | 1998-07-21 |
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