JPH01205669A - 画像信号符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、伝送路誤りに強く、かつ、符号化効率の高い
、画像信号の予測符号化方式に関するものである。

（従来の技術） 従来の画像信号予測符号化方式の典型的な例を第１１図
に示す。第１１図において、（ａ）は符号器、（ｂ）は
復号器である。

先ず、符号器について説明する。入力信号５１は、減算
器４１で既に符号化済みの画素から予測された信号５６
との差分を取られ、予測誤差信号５２となる。予測誤差
信号５２は量子化器４２で量子化され、量子化器４２の
出力信号５３は伝送路に出力される一方、局部復号器４
９に入力される。局部復号器４９の内部では、信号５３
は代表値設定回路４３で代表値が求められ、代表値設定
回路４３の出力信号５４は加算器４４で予測信号５と６
加算されて局部復号信号５５となる。局部復号信号５５
は、予測器４５で以後の画素の値の予測信号５６に変換
されて、減算器４１にフィードバックされる。

次に復号器であるが、復号器の構成及び動作は、局部復
号器４９と同じであるので、説明は省略する。

以上述べたように、予測符号化方式は、既に符号化され
た画素の局部復号信号を使って現在符号化中の画素の値
を予測し、実際の値との誤差すなわち予測誤差を量子化
して伝送する方式である。

予測方法の例として、前サンプルの画素の値と前ライン
の画素の値との平均値を予測値とする方法について、第
１２図を用いて説明する。現在符号化中の画素３８に対
し、画素３９は前サンプルの画素、画素４０は前ライン
の画素である。画素３９及び４０の局部復号された値が
予測器において記憶されているとすると、予測値は、画
素３９の局部復号された値と画素４０の局部復号された
値との平均値ということになる。予測方法は、この他に
も前サンプルの画素のみを用いるもの（前値予測方式）
や、前フレームの画素を用いるもの（フレーム間予測方
式）などがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の予測符号化方式では、伝送路にお
いて伝送信号に誤りが生じると、それ以後復号器で復元
される画素に誤りが波及し、画質を劣化させるという欠
点があった。また、従来の予測符号化方式での誤り波及
の対策として、伝送路誤りに起因する誤り波及を減衰さ
せるリーキー積分型予測符号化や、誤り検出を行い誤り
を含むラインを直上のラインで置換する方法などが採ら
れているが、リーキー積分型予測符号化では効率が低下
し、誤り検出型では誤り検出手段等が必要となり、また
誤り検出のための冗長ビットが増えるなどの欠点がある
。さらに、全ての量子化信号に対して等長符号化を行っ
て伝送する場合、画像の性質によって、例えば輪郭部分
のように予測誤差が大きな値となるため長い符号長を必
要とする場合には、勾配過負荷による画質劣化を生じた
り、逆に平坦部分のように予測誤差が小さな値となるた
め短い符号長で済む場合には、余分なビットを伝送する
ことになるなど、効率上問題があった。

本発明は、伝送信号が伝送路で誤っても、それ以後復号
器で復元される画素への誤りの波及を小さなブロック内
にとどめ、画質を目立たないような画像を復元し、さら
に、画面毎に常に所望の伝送符号量を得ることができ、
かつ、画像の性質に適合した効率のよい画像信号符号化
方式を実現することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 第１の発明の画像信号符号化は、画面を定められた大き
さの複数のブロックに分割し、前記の各ブロック内にお
いて同ブロック内の画素のみを用いて予測した値と原画
素の値との予測誤差を算出し、前記ブロック毎に予測誤
差を量子化する際の量子化特性と、その量子化された信
号の符号長を特定する複数の符号化モードを用意してお
き、前記複数の符号化モードに従って前記予測誤差を量
子化及び符号化し、この複数の信号を用いて、前記量子
化において、１画面全体として所望の伝送符号量を得る
ように、かつ、原画像信号に対する歪を最小とするよう
に前記符号化モードをブロック単位に選択し、前記選択
された符号化モードに従って量子化及び符号化された符
号化信号、及び前記選択された符号化モードを表すモー
ド信号を伝送するものである。

第２の発明の画像信号符号化方式は、画面を定められた
大きさの複数のブロックに分割し、前記の各ブロック内
において同ブロック内の画素及び過去のフレームまたは
フィールドに属する画素を使って予測した値と原画素の
値との予測誤差を算出し、前記ブロック毎に予測の方式
と、予測誤差を量子化する際の量子化特性と、その量子
化された信号の符号長を特定する複数の符号化モードを
用意しておき、前記複数の符号化モードに従って前記予
測誤差を量子化及び符号化し、この複数の信号を用いて
、前記量子化において、１画面全体として所望の伝送符
号量を得るように、かつ、原画像信号に対する歪を最小
とするように前記符号化モードをブロック単位に選択し
、前記選択された符号化モードに従って量子化及び符号
化された符号化信号、及び前記選択された符号化モード
を表すモード信号を伝送するものである。

（作用） 第１の発明の画像信号符号化方式の流れを第１図に示す
。符号化モードとして、モード１、モード２、・・・、
モードｎのｎ種類のモードを用意し、各モードが持つ量
子化特性や等長符号化する際の符号長はそれぞれ異なっ
ているものとする。原画像信号６１は、モード１の符号
化復号化処理（１）されてモード１局部後号信号６２に
なり、モード２の符号化復号化処理（２）されてモード
２局部後号信号６３になり、またモードｎの符号化復号
化処理（３）されてモードｎ局部復号信号６４になる。

各モードの符号化復号化処理について第３図を用いて説
明する。第３図において、画面９１は、１フレームまた
は１フイールドの大きさを持つ画像である。画面９１を
、ブロック９２なる大きさのブロックに分割する。第３
図では、−例として、水平４サンプル、垂直４ラインの
大きさのブロックに分割した。各ブロックにおいて、ブ
ロック内の１画素、すなわち、第３図におけるハツチン
グを施した丸印の（以下、「黒丸」とよぶ）の画素はＰ
ＣＭ信号のままにしておき、その他の画素、すなわち、
第３図における白丸印の画素については同ブロック内の
黒丸印の画素または同ブロック内の既に符号化済みの白
丸印の画素の局部復号信号を使って予測した値と実際の
白丸印の画素の値との誤差を量子化符号化し、その符号
化信号から局部復号信号を求める。量子化符号化する際
の量子化特性及び符号長は、各符号化モードに予め定め
られた量子化特性及び符号長に従う。すなわち、例えば
、モード１の符号化復号化処理（１）においては、モー
ド１の量子化特性を用いて量子化し、モード１に定めら
れた長さの符号長で符号化する。第１図で、モード１局
部後号信号６２は、原画像信号６１との歪をブロック毎
に計算（４）されて、モード１歪信号６５になる。歪信
号６５は、例えば原画像信号６１とモード１局部後号信
号６２とのブロック毎の差分絶対値和である。モード２
局部後号信号６３も同様に、原画像信号６１との歪をブ
ロック毎に計算（５）されて、モード２歪信号６６にな
り、モードｎ局部復号信号６４もまた同様にしてモード
ｎ歪信号６７になる。

各モードの歪信号６５．６６．６７を使って、１画面全
体として所望の伝送符号量が得られるように、かつ、原
画像信号６１との歪が最小になるように各ブロックのモ
ードを決定（７）シてモード信号６８を求める。その後
、原画像信号６１はモード信号に従って符号化処理（８
）される。つまり、第３図において、黒丸印の画素はＰ
ＣＭ信号のまま伝送し、その他の画素、すなわち、第３
図における白丸印の画素については同ブロック内の黒丸
印の画素または同ブロック内の既に符号化済みの白丸印
の画素の局部復号信号を使って予測した値と実際の白丸
印の画素の値との誤差をモード信号６８に従って量子化
符号化し、伝送画像信号６９としてモード信号６８と供
に伝送する。

また、受信側の流れを第２図に示す。伝送されてきた伝
送画像信号６９は、モード信号６８に従って復号化処理
（９）され、復号画像信号７０が得られる。

第１の発明では、１画面当たりの伝送符号量を制限して
いるため、画像によっては画面のほとんどのブロックが
長い符号長のモードを必要とする場合でも短い符号長の
モードが割り当てられることがあり、その様なときは画
質劣化となる恐れがある。そこで、画面上の静止してい
ると見なされる部分についてはフレーム差分或はフィー
ルド差分を用いることにより短い符号長のモードを割り
当て、その分長い符号長のモードを静止以外の領域に割
り当てることで全体として画質を向上させることが可能
な第２の発明について、以下説明する。

第２の発明の画像信号符号化方式の流れを第７図に示す
。符号化モードとして、モード１、モード２、・・・、
モードｎのｎ種類のモードを用意し、各モードが持つ量
子化特性や等長符号化する際の符号長はそれぞれ異なっ
ているものとする。原画像信号６１は、モード１の符号
化復号化処理（１８）されてモード１局部後号信号６２
になり、モード２の符号化復号化処理（１９）されてモ
ード２局部後号信号６３になり、またモードｎの符号化
復号化処理（２０）されてモードｎ局部復号信号６４に
なる。各モードの符号化復号化処理について第３図を用
いて説明する。第３図において、画面９１は、１フレー
ムまた１フイールドの大きさを持つ画像である。画面９
１を、ブロック９２なる大きさのブロックに分割する。

第３図では、−例として、水平４サンプル、垂直４ライ
ンの大きさのブロックに分割した。各ブロックおいて、
ブロック内の１画素、すなわち、第３図における黒丸印
の画素はＰＣＭ信号のままにしておき、その他の画素、
すなわち、第３図における白丸印の画素については同ブ
ロック内の黒丸印の画素または同ブロック内の既に符号
化済みの白丸印の画素の局部復号信号もしくは過去のフ
レームまたはフィールドの画素の局部復号信号のうち、
各符号化モードに予め定められた予測方式に従った信号
を使って予測した値と実際の白丸印の画素の値との誤差
を量子化符号化し、その符号化信号から局部復号信号を
求める。量子化符号化する際の量子化特性及び符号長は
、各符号化モードに予め定められた量子化特性及び符号
長に従う。すなわち、例えばモード１の符号化復号化処
理（１８）においては、モード１の予測方式に従った予
測を行い、モード１の量子化特性を用いて量子化し、モ
ード１に定められた長さの符号長で符号化する。第７図
で、モード１局部後号信号６２は、原画像信号６１との
歪をブロック毎に計算（４）されて、モード１歪信号６
５になる。歪信号６５は、例えば原画像信号６１とモー
ド１局部後号信号６２とのブロック毎の差分絶対値和で
ある。モード２局部後号信号６３も同様に、原画像信号
６１との歪をブロック毎に計算（５）されて、モード２
歪信号６６になり、モードｎ局部復号信号６４もまた同
様にしてモードｎ歪信号６７になる。各モードの歪信号
６５．６６．６７を使って、１画面全体として所望の伝
送符号量が得られるように、かつ、原画像信号６１との
歪が最小になるように各ブロックのモードを決定（７）
シてモード信号６８を求める。その後、原画像信号６１
はモード信号６８に従って符号化処理（８）される。つ
まり、第３図において、黒丸印の画素はＰＣＭ信号のま
ま伝送し、その他の画素、すなわち、第３図における白
丸印の画素については同ブロック内の黒丸印の画素また
は同ブロック内の既に符号化済みの白丸印の画素の局部
復号信号もしくは過去のフレームまたはフィールドの画
素の局部復号信号を使って予測した値と実際の白丸印の
画素の値との誤差をモード信号６８に従って量子化符号
化し、伝送画像信号６９としてモード信号６８と供に伝
送する。また伝送画像信号６９はモード信号６８に従っ
て局部復号化（２４）され、局部復号信号７８は未来の
フレームまたはフィールドの予測に使用される。

また、受信側の流れを第８図に示す。伝送されてきた伝
送画像信号６９は、モード信号６８に従って復号化処理
（９）され、復号画像信号７９が得られる。また、復号
画像信号７９は未来のフレームまたはフィールドの予測
に使用される。

（実施例） 第１の発明の具体例について第４図を用いて説明する。

−例として、符号化モードとして、モード１、モード２
、モード３の３種類のモードを使用して、１フイールド
当たりの伝送符号量を１７２に圧縮する場合について説
明する。モード１は５ビツトで符号化するモードであり
、モード２及びモード３は３ビツトで符号化するモード
であるとする。また、モード２とモード３は量子化特性
が互いに異なっているものとする。原画像信号が８ビツ
トであるとすると、モード１は５／８圧縮モード、モー
ド２とモード３は３／８圧縮モードである。すなわち、
モード１、モード２、モード３の３種類のモードを使用
して１フイールド当たりの伝送符号量を１／２に圧縮す
るには、１フイ一ルド全体のブロック数の１／２の数の
ブロックをモード１に、残りの１／２の数のブロックを
モード２またはモード３に割り当てるようにすればよい
。第４図で、原画像信号６１は、モード１の符号化復号
化処理（１０）されてモード１局部後号信号７１になり
、モード２の符号化復号化処理（１１）されてモード２
局部後号信号７２になり、モード３の符号化復号化処理
（１２）されてモード３局部後号信号７３になる。

各モードの符号化復号化処理について第５図を用いて説
明する。第５図は、第３図における画面９１すなわち１
フレームまたは１フイールドの大きさを持つ画像を、ブ
ロック９２なる大きさのブロックに分割し、そのブロッ
クの１つについて記載したものである。第５図では、−
例として、水平４サンプル、垂直４ラインの大きさのブ
ロックに分割した。ブロック９２において、黒丸印の画
素９６以外の画素については、最も上のラインのうち黒
丸印の画素を除く３サンプルを領域９３とし、最も左の
列のうち黒丸印の画素を除く３サンプルを領域９４とし
、その他の９サンプルを領域９５とする。先ず、画素９
６はＰＣＭ信号のままにしておく。領域９３の画素につ
いては、前値予測を行う。すなわち、領域９３において
、二重丸印の画素は画素９６の値を予測値として実際の
二重丸印の画素の値との誤差をモードに従って量子化符
号化して局部復号化し、白丸印の画素は前サンプルの画
素の局部復号信号の値を予測値として実際の白丸印の画
素の値との誤差をモードに従って量子化符号化して局部
復号化する。領域９４の画素については、前ライン予測
を行う。すなわち、領域９４において、二重丸印の画素
９６の値を予測値として実際の二重丸印の画素の値との
誤差モードに従って量子化符号化して局部復号化し、白
丸印画素は前ラインの画素の局部復号信号の値を予測値
として実際の白丸印の画素の値との誤差をモードに従っ
て量子化符号化して局部復号化する。領域９５の画素に
ついては、前サンプルの画素の値との前ラインの画素の
値との平均値による予測を行う。すなわち領域９５にお
いて、全ての画素は前サンプルの画素の局部復号信号の
値と、前ラインの画素の局部復号信号の値との平均値を
予測値として実際の画素の値との誤差をモードに従って
量子化符号化して局部復号化する。第４図で、モード１
局部後号Δ言号７１は、原画像信号６１とのブロック毎
の差分絶対値和を計算（１３）されて、モード１歪信号
７４になる。モード２局部後号信号７２も同様にしてモ
ード２歪信号７５になり、モード３局部後号信号７３も
同様にしてモード３歪信号７６になる。ここで、モード
２とモード３は圧縮率が同じであるので、−モード２歪
信号７５とモード３歪信号７６から歪の小さい方のモー
ドを選択（１６）ｔ、、その選択したモードと、歪の値
を表すモード選択歪信号７７を求める。すなわち、モー
ド２とモード３は符号長は同じであるが、例えば第６図
（ａ）の特性９８と第６図（ｂ）の特性９９に示すよう
に、量子化特性が異なっているため、画像の性質に合致
している量子化特性を採用しているモードが選択される
。そして、モード１歪信号７４とモード選択歪信号７７
を使って、原画像信号６１との歪が最小となるようにモ
ード決定（１７）する。すなわち、一般に長い符号長で
符号化を行う方が歪が小さくな、ることがら、モード選
択歪信号７７により歪の大きい順に、１フイールド当た
りのブロック数の１７２の数のブロックをモード１に割
り当て、残りの１／２の数のブロックをモード２とモー
ド３のうち歪が小さい方に割り当てることによりモード
信号６８を求める。その後、原画像信号６１はモード６
８に従って符号化処理（８）される。つまり、第５図の
ブロック９２において、画素９６はＰＣＭ信号のまま伝
送する。領域９３の画素については、前値予測を行う。

すなわち、領域９３において、二重丸印の画素は画素９
６の値を予測値として実際の二重丸印の画素の値との誤
差をモード信号６８に従って量子化符号化し、白丸印の
画素は前サンプルの画素の局部復号信号の値を予測値と
して実際の白丸印の画素の値との誤差をモード信号６８
に従って量子化符分化する。領域９４の画素については
、前ライン予測を行う。すなわち、領域９４において、
二重丸印の画素は画素９６の値を予測値として実際の二
重丸印の画素の値との誤差をモード信号６８に従って量
子化符号化し、白丸印の画素は前ラインの画素の局部復
号信号の値を予測値として実際の白丸印の画素の値との
誤差をモード信号６８に従って量子化符号化する。領域
９５の画素については、前サンプルの画素の値と前ライ
ンの画素の値との平均値による予測を行う。すなわち領
域９５において、全ての画素は前サンプルの画素の局部
復号信号の値と、前ラインの画素の局部復号信号の値と
の平均値を予測値として実際の画素の値との誤差をモー
ド信号６８に従って量子化符号化する。このようにして
モード信号６８に従って符号化された伝送画像信号６９
は、１フイールド当たりの伝送符号量は１／２に圧縮さ
れ、モード信号６８と供に伝送される。

この様な符号化方法を用いることによって、各ブロック
内で閉じた予測を行うことができ、伝送路において誤り
が生じたとしても、その影響はブロック内にとどめるこ
とができ、また、画像の性質に応じて、長い符号長を必
要とするブロックにはモード１が割り当てられ、短い符
号長でよいブロックにはモード２とモード３のうち量子
化誤差の少ない方が割り当てられるため、効率のよい符
号化ができる。

なお、各ブロックの大きさは、この例に示したように水
平４サンプル、垂直４ラインにする必要はなく、更に大
きなブロック或は小さなブロックにしてもよい。また、
ＰＣＭ信号の位置、各画素の予測方法についても、この
例に示したように、ＰＣＭ信号をブロック左上隅、予測
方法は前値予測、前ライン予測、前値と前ラインの平均
値予測とする必要はなく、同ブロック内の画素のみを用
いて予測を行えばどの様な位置、方法を用いてもよい。

また、あるモードに対する符号長は、この例に示したよ
うにブロック内で一定にする必要はなく、ブロック内の
画素位置によって変えてもよい。また、モードの種類に
ついても、この例に示したように３種類にする必要はな
く、更に多くの種類のモードを使用してもよい。また、
モードの決定方法も、この例に示したような方法にする
必要はなく、１画面に当たりの伝送符号量を一定に制御
でき、かつ、原画像信号６１との歪を最小にするように
方法であればどの様な方法を用いてよい。

以上述べてきたように、第１の発明によれば、ある定め
られたブロック内で閉じた予測を行うため、伝送路で誤
りが生じても、その誤りの影響すなわち誤り波及は、ブ
ロック内にとどめることができ、画質の劣化を抑えるこ
とができる。さらに、画像の性質に適合した量子化特性
及び等長符号化での符号長をブロック毎に与えることが
できるため、効率が良く、高品質な復号画像を得ること
ができ、また、１画面光たりの伝送符号量を所望の値に
することができるため、ハードウェアを簡易にすること
ができる。

第２の発明の具体例について第９図を用いて説明する。

−例として、符号化モードとして、モード１、モード２
、モード３、モード４の４種類のモードを使用して、１
フイールド当たりの伝送符号量を１／２に圧縮する場合
について説明する。モード１はフィールド内予測誤差信
号を５ビツトで符号化するモードであり、モード２及び
モード３はフィールド内予測誤差信号を３ビツトで符号
化するモードであるとする。また、モード４はフレーム
間予測誤差信号を３ビツトで符号化するモードであると
する。また、モード２とモード３は量子化特性が互いに
異なっているものとする。原画像信号が８ビツトである
とすると、モード１は５／８圧縮モード１．モード２と
モード３とモード４は３／８圧縮モードである。すなわ
ち、モード１、モード２、モード３、モード４の４種類
のモードを使用して、１フイールド当たりの伝送符号量
を１／２に圧縮するには、１フイ一ルド全体のブロック
数の１／２の数のブロックをモード１に、残りの１／２
の数のブロックをモード２またはモニド３またはモード
４に割り当てるようにすればよい。第９図で、原画像信
号６１は、モード１の符号化復号化処理（１０）されて
モード１局部後号信号７１になり、モード２の符号化復
号化処理（１１）されてモード２局部後号信号７２にな
り、モード３の符号化復号化処理（１２）されてモード
３局部後号信号７３になり、モード４の符号化復号化処
理（２１）されてモード４局部後号信号８０になる。各
モードの符号化復号化処理について第５図及び第１０図
を用いて説明する。第５図は、フィールド内予測（モー
ド１、モード２、モード３）についての説明図、第１０
図は、フレーム間予測（モード４）についての説明図で
ある。第５図及び第１０図は、第３図における画面９１
すなわち１フレームまたは１フイールドの大きさを持つ
画像を、ブロック９２なる大きさのブロックに分割し、
そのブロックの１つについて記載したものである。第５
図及び第１０図では一例として、水平４サンプル、垂直
４ラインの大きさのブロックに分割した。先ず、第５図
について説明する。第５図のブロック９２において、黒
丸印の画素９６以外の画素については、最も上のライン
のうち黒丸印の画素を除く３サンプルを領域９３とし、
最も左の列のうち黒丸印の画素除く３サンプルを領域９
４とし、その他の９サンプルを領域９５とする。先ず、
画素９６はＰＣＭ信号のままにしておく。領域９３の画
素については、前値予測を行う。すなわち、領域９３に
おいて、二重丸印の画素は画素９６の値を予測値として
実際の二重丸印の画素の値との誤差をモードに従って量
子化符号化して局部復号化し、白丸印の画素は前サンプ
ルの画素の局部復号信号の値を予測値として実際の白丸
印の画素の値との誤差をモード従って量子化符号化して
局部復号化する。領域９４の画素については、前ライン
予測を行う。すなわち、領域９４において、二重丸印の
画素は画素９６の値を予測値として実際の二重丸印の画
素の値との誤差をモードに従って量子化符号化して局部
復号化し、白丸印の画素は前ラインの画素の局部復号信
号の値を予測値として実際の白丸印の画素の値との誤差
をモードに従って量子化符号化して局部復号化する。領
域９５の画素については、前サンプルの画素の値との前
ラインの画素の値との平均値による予測を行う。すなわ
ち領域９５において、全ての画素は前サンプルの画素の
局部復号信号の値と、前ラインの画素の局部復号信号の
値との平均値を予測値として実際の画素の値との誤差を
モードに従って量子化符号化して局部復号化する。次に
、第１Ｏ図について説明する。第１０図のブロック９２
において、黒丸印の画素９６以外の画素を領域９７とす
る。先ず、画素９６はＰＣＭ信号のままにしておく。領
域９７の画素については、フレーム間予測を行う。すな
わち、領域９７において、全ての画素は１フレ一ム時間
前のフレームの画素の局部復号信号の値を予測値として
実際の画素の値との誤差をモードに従って量子化符号化
して局部復号化する。第９図で、モード１局部後号信号
７１は、原画像信号６１とのブロック毎の差分絶対値和
を計算（１３）されて、モード１歪信号７４になる。モ
ード２局部後号信号７２も同様にしてモード２歪信号７
５になり、モード３局部後号信号７３も同様にしてモー
ド３歪信号７６になり、モード４局゛部復号信号８０も
同様にしてモード４歪信号８１になる。ここで、モード
２とモード３とモード４は圧縮率が同じであるので、モ
ード２歪信号７５とモード３歪信号７６とモード４歪信
号８１から歪の最も小さいモードを選択（２３）Ｌ、そ
の選択したモードと、歪の値を表すモード選択歪信号７
７を求める。すなわち、モード２とモード３とモード４
は符号長は同じであるが、モード２とモード３について
は、例えば第６図の特性９８と特性９９に示すように、
量子化特性が異なっているため、画像の性質に合致して
いる量子化特性を採用しているモードが選択され、また
、モード２及びモード３とモード４に関しては、予測方
法がフィールド内予測とフレーム間予測の何れか画像の
性質に合致している方が選択される。

そして、モード１歪信号７４とモード選択歪信号７７を
使って、原画像信号６１との歪が最小となるようにモー
ド決定（１７）する。すなわち、一般に長い符号長で符
号化を行う方が歪が小さくなることから、モード選択歪
信号７７により歪の大きい順に、１フイールド当たりの
ブロック数の１／２の数のブロックをモード１に割り当
て、残りの１／２の数のブロックをモード２とモード３
とモード４のうち歪が最も小さいモードを割り当てるこ
とによりモード信号６８を求める。但し、伝送路におい
て生じたり誤りが時間方向に波及するのを防ぐため、と
きどきモード４は使用せず、モード１、モード２、モー
ド３のみを使用してモードを決定するように制御する。

その後、原画像信号６１はモード信号６８に従って符号
化処理（８）される。つまり、モード信号６８がモード
１１モード２、モード３の何れかを表しているときは、
第５図のブロック９２において、画素９６はＰＣＭ信号
のまま伝送する。領域９３の画素については、前値予測
を行う。すなわち、領域９３において、二重丸印の画素
の値との誤差をモード信号６８に従って量子化符号化し
、白丸印の画素は前サンプルの画素の局部復号信号の値
を予測値として実際の白丸印の画素の値との誤差をモー
ド信号６８に従って量子化符号化する。領域９４の画素
については、前ライン予測を行う。すなわち、領域９４
において、二重丸印の画素は画素９６の値を予測値とし
て実際の二重丸印の画素の値との誤差をモード信号６８
に従って量子化符号化し、白丸印の画素は前ラインの画
素の局部復号信号の値を予測値として白丸印の画素の値
との誤差をモード信号６８に従って量子化符号化する。

領域９５の画素については、前サンプルの画素の値との
前ラインの画素の値との平均値による予測を行う。すな
わち領域９５において、全ての画素は前サンプルの画素
の局部復号信号の値と、前ラインの画素の局部復号信号
の値との平均値を予測値として実際の画素の値との誤差
をモード信号６８に従って量子化符号化する。また、モ
ード信号６８がモード４を表しているときは、第１０図
のブロック９２において、画素９６はＰＣＭ信号のまま
伝送する。領域９７の画素については、フレーム間予測
を行う。すなわち、領域９７において、全ての画素は１
フレ一ム時間前のフレームの画素の局部復号信号の値を
予測値として実際の画素の値との誤差をモード信号６８
に従って量子化符号化する。このようにしてモード信号
６８に従って符号化された伝送画像信号６９は、１フイ
ールド当たりの伝送符号量は１／２に圧縮され、モード
信号６８と供に伝送される。

また、伝送画像信号６９はモード信号６８に従って局部
復号化（２４）され、局部復号信号７８は未来のフレー
ムまたはフィールドの予測に使用される。

この様な符号化方法を用いることによって、各ブロック
内で閉じた予測を行うことができ、伝送路において誤り
が生じたとしても、その影響はブロック内にとどめるこ
とができ、また、画像の性質に応じて、長い符号長を必
要とするブロックにはモード１が割り当てられ、短い符
号長でよいプロ、ツクにはモード２とモード３の量子化
特性と合致する方が割り当てられるため、効率のよい符
号化ができ、更に、長い符号長のモード（モード１）を
必要とするブロックが多い画像でも、静止領域と見なさ
れるブロックにはモード４が割り当てられ、その公地の
領域にモード１かまわされるため、より各ブロックに適
した量子化特性及び符号長を与えることが可能となる。

なお、各ブロックの大きさは、この例に示したように水
平４サンプル、垂直４ラインにする必要はなく、更に大
きなブロック或は小さなブロックにしてもよい。また、
ＰＣＭ信号の位置、各画素の予測方法についても、この
例に示したように、ＰＣＭ信号をブロック左上隅、予測
方法はフレーム間予測と、フィールド内予測として前値
予測、前ライン予測、前値と前ラインの平均値予測とす
る必要はなく、同ブロック内の画素及び過去のフレーム
またはフィールドの画素を用いて予測を行えばどの様な
位置、方法を用いてもよい。また、あるモードに対する
符号長は、この例に示したようにブロック内で一定にす
る必要はなく、ブロック内の画素位置によって変えても
よい。また、モードの種類についても、この例に示した
ように４種類にする必要はなく、更に多くの種類のモー
ドを使用してもよい。また、モードの決定方法も、この
例に示したような方法にする必要はなく、１画面当たり
の伝送符号量を一定に制御でき、かつ、原画像信号６１
との歪を最小にするような方法であればどの様な方法を
用いてよい。

（発明の効果） 以上述べてきたように、本発明によれば、ある定められ
たブロック内で閉じた予測を行うため、伝送路で誤りを
生じても、その誤りの影響すなわち誤り波及は、ブロッ
ク内でとどめることができ、画質の劣化を抑えることが
できる。また、画像の性質に適合した量子化特性及び等
長符号化での符号長をブロック毎に与えることができる
ため、効率が良く、高品質な復号画像を得ることができ
、特に静止領域が多い画像では、静止領域にフレーム間
或はフィールド間予測を用いることにより、いっそう画
質改善効果がある。さらに、１画面当たりの伝送符号量
を所望の値にすることができるため、ハードウェアを簡
易にすることができ、実用上極めて有用な画像信号符号
化方式を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の発明の画像信号符号化方式の流れを示
す図、第２図は、第１の発明の画像信号符号化方式の受
信側の流れを示す図、第３図は、予測方法の説明図、第
４図は、第１の発明の画像信号符号化方式の実施例の流
れを示す図、第５図は、フィールド内予測方法の説明図
、第６図は、量子化特性が異なるモードの説明図、第７
図は、第２の発明の画像信号符号化方式の流れを示す図
、第８図は、第２の発明の画像信号符号化方式の受信側
の流れを示す図、第９図は、第２の発明の画像信号符号
化方式の実施例の流れを示す図、第１０図は、フレーム
間予測方法の説明図、第１１図は従来の予測符号化方式
のブロック図、第１２図は、従来の予測符号化における
予測方法の説明図、である。 図中で、 １．２．３．１０．１１．１２．１８．１９．２０．２
１は、各モードの符号化復号化処理、 ４．５．６．１３．１４．１５．２２は、ブロック毎に
歪計算処理、７．１７は、モード決定処理、８は、モー
ド信号に従って符号化する処理、９は、モード信号に従
って復号化する処理、１６．２３は、歪量小値選択処理
、２４は、局部復号処理、３８．３９．４０は、画素、
４１は、減算器、４２は、量子化器、４３．４６は、代
表値設定回路、４４．４７は、加算器、４５．４８は、
予測器、９１は、１フレームまたは１フイールドの大き
さの画面、９２は、ブロック、９３は、前値予測を行う
領域、９４は、前ライン予測を行う領域、９５は、前値
と前ラインとの平均値予測を行う領域、９６は、ＰＣＭ
信号で伝送する画素、９７は、フレーム間予測を行う領
域である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画面を定められた大きさの複数のブロックに分割
   し、前記の各ブロック内において同ブロック内の画素の
   みを用いて予測した値と原画素の値との予測誤差を算出
   し、前記ブロック毎に予測誤差を量子化する際の量子化
   特性と、その量子化された信号の符号長を特定する複数
   の符号化モードを用意しておき、前記複数の符号化モー
   ドに従って前記予測誤差を量子化及び符号化し、この複
   数の信号を用いて、前記量子化において、１画面全体と
   して所望の伝送符号量を得るように、かつ、原画像信号
   に対する歪を最小とするように前記符号化モードをブロ
   ック単位に選択し、前記選択された符号化モードに従っ
   て量子化及び符号化された符号化信号、及び前記選択さ
   れた符号化モードを表すモード信号を伝送することを特
   徴とする画像信号符号化方式。
2. （２）画面を定められた大きさの複数のブロックに分割
   し、前記の各ブロック内において同ブロック内の画素及
   び過去のフレームまたはフィールドに属する画素を使っ
   て予測した値と原画素の値との予測誤差を算出し、前記
   ブロック毎に予測の方式と、予測誤差を量子化する際の
   量子化特性と、その量子化された信号の符号長を特定す
   る複数の符号化モードを用意しておき、前記複数の符号
   化モードに従って前記予測誤差を量子化及び符号化し、
   この複数の信号を用いて、前記量子化において、１画面
   全体として所望の伝送符号量を得るように、かつ、原画
   像信号に対する歪を最小とするように前記符号化モード
   をブロック単位に選択し、前記選択された符号化モード
   に従って量子化及び符号化された符号化信号、及び前記
   選択された符号化モードを表すモード信号を伝送するこ
   とを特徴とする画像信号符号化方式。