JPH01213068A - 画像符号化伝送方式 - 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〕 本発明は画像情報を複数画素からなる複数ブロックに分
割しブロック単位で符号化して伝送する画像符号化伝送
方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像データは、他のコード化された記号データに
比して膨大なデータ量となるため、保管・蓄積及びデー
タの伝送に適する種々のデータ圧縮・符号化手法及び伝
送方式が提案されて来ている。

そして、それら符号化手法として中間調画像や多値画像
の高率圧縮を可能とすべく画像情報を複数画素からなる
複数ブロックに分割し、ブロック単位で符号化すること
が提案されている。

特に、データの保管・蓄積の観点からは、画像を複数の
画素より成るブロック単位にベクトル量子化する画像符
号化方式が、原理的にレート・デイスト−ジョン限界に
近い性能を達成可能であることから、その高圧縮率で注
目されている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕従来、ブロック
単位で符号化された符号情報は複合時に逆変換を行い、
ブロック単位で最初から詳細な画像情報を再生する。

近年、マンマシン・インターフェースの改善の為に最初
に大まかな画像情報を送り、時間の経過とともに解像度
が高まり、詳細な画像情報を再生する順次符号化が望ま
れているが、その要求に充分答えることができなかった
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、画像情報を
複数画素からなる複数ブロックに分割しブロック単位で
符号化を行なう画像情報符号化方式であって、各ブロッ
クを複数の符号情報て符号化するとともに、複数の符号
化情報のうち変換係数のパワーの大きな係数、又は複数
の係数からなるバンドを符号化した符号情報から伝送を
開始する画像符号化伝送方式を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明する。

まず、本実施例の基本的な概念を説明する。

第１に画像等は非常に相関性が高い情報源であり、周波
数解析を行うと、ブロック内の画像構成によってパワー
の集中する係数が異なる。このことによってブロック内
の性質を知り、クラス分類を行って符号化する。また、
クラス毎に符号化する際にクラス毎にブロック内を複数
のバンドに分割してパワーの大きな部分から符号化し、
伝送、再生することによって画像の特徴を早期に明らか
にして再生する。これによってマンマシン・インターフ
ェース性を向上させる。

第２に、復号時に未伝送の係数に最も一般的な値、通常
はダイナミックレンジの中間値又は統計的な平均値等の
値を用いることによって、文字のエツジ等では階調性よ
りむしろ解像度情報が早期に認識でき、伝送、再生を打
ち切る等を行うことを可能とする。

次に本発明による符号情報伝送方式に利用した符号情報
を生成する符号化器並びに送信器について説明する。第
１図はその概略構成図である。

■は直交変換器で信号線２０から入力される画像をブロ
ック毎（本実施例では４×４画素）に直交変換を行う。

本実施例では直交変換として４×４画素のアダマール変
換を用いている。このアダマール変換によって１６の変
換係数Ｙ　ＩＩ〜Ｙ４４に変換され信号線群２１を通し
て送られる。第２図はアダマール変換の概念図である。

第２図（ａ）の４×４の画素データＸＩＩ　＋　Ｘ　１
２・・・Ｘ　４４をアダマール変換して第２図（ｂ）の
Ｙ、、、Ｙ、２・・・Ｙ　４４のシーケンシ−成分に変
換を行う。

第１図において２は、直交変換器からのＹｌ、〜Ｙ４４
を解析して、周波数別に各ブロックを分類するクラス分
類器である。即ち、各ブロックを周波数別に４つのクラ
スに分類を行い、その結果を信号線２２に２ビツトのク
ラスコード信号として出力している。第３図及び第４図
にクラス分類器１によるクラス分類法を示す。本実施例
ではアダマール変換係数を解析するため、第３図のよう
な３つのエツジ量を定義する。尚、第３図のブロック中
の各要素は第２図（ｂ）に対応する。（ａ）はエツジ量
ＥＤである。エツジ部を含む画像をアダマール変換する
と、この斜線部分に電力が集中する。この性質を利用し
、第４図に示すようにＥＤ≦Ｔｌ　（Ｔｌはスレッショ
ルド）ならＣ１ａｓｓｌ　（平坦部）とクラス分けする
。また画像がたてエツジを有するものは第３図（ｂ）の
たてエツジ量ＶＥが大きく、画像がよこエツジを有する
ものは（Ｃ）のよこエツジＨＥが大きい性質を利用し夫
々ＣＩａｓｓ２．　　Ｃ１ａｓｓ２としてクラス分けを
行う。また、ＶＥとＨＥの差ＩＶＥ−ＨＥＩが小さい場
合はななめエツジを含む画像であることが、多い性質を
利用して、第４図のようにＣ１ａｓｓ２　（たてエツジ
）　Ｃ１ａｓｓ３　（よこエツジ）　Ｃ１ａｓｓ２　（
ななめエツジ）とクラス分けする。図中Ｔ２はスレッシ
ョルドである。

第１図において、３はバンド分割器である。クラス分類
器２で分類された４つのクラス分類を示すクラスコード
信号が信号線２２を介し、バンド分割器３に入力してい
る。このバンド分割器３はクラス分類に応じて直交変換
器１からのＹ、１〜Ｙ４４を第５図のようにＬバンド、
Ｍバンド及びＨバンドにバンド分割する。それぞれのク
ラス中で斜線部は符号化されないデータ位置を示す。各
クラスはクラス分類に応じた３つのバンドに分割され、
低周波バンドをＬバンド、中周波バンドをＭバンド、高
周波バンドをＨバンドと呼ぶ。尚、Ｙｌ＋は直流成分で
ありＤＣと記す。この様にバンド分割後された各係数は
バンド毎に設けられたスカラ量子化（ＳＱ）器５〜７及
びベクトル量子化器８〜１０を用いて、各バンドの符号
化を独立して行う。

信号線２３はＤＣ成分（ｙｎ）であり、これをスカラ量
子化器４でスカラ量子化して信号線２７を介してセレク
タ１１に入力される。また、各り、　　Ｍ。

Ｈバンドの係数は信号線群２４〜２６を介しそれぞれス
カラ量子化器５．　６．　７に入力されスカラ量子化さ
れる。さらにその出力は信号線群２８〜３０を介して各
ベクトル量子化器８〜１０に入力されベクトル量子化し
、その結果のインデックスを出力する。

そのインデックスは信号線群３１〜３３を介してセレク
タ１１に入力される。

次に、伝送方式について述べる。

セレクタ１１は図示されていないコントローラから制御
される。また、この第１図示の符号化器は図示されない
画像メモリから信号線２０を介して画素を入力する。こ
の画像メモリはブロック単位でアクセスされるが、画像
上の始点（例えば画像の左上）から順に主走査方向に画
素ブロックを入力し、画像上の終点（例えば画像の右下
）まで入力する。

この始点から終点までを１サイクルとすると、これを４
度繰り返す。

セレクタ１１は各サイクル、各クラス毎に決められた出
力符号を信号線２７，３１，３２．３３を介して入力さ
れる各バンド並びにＤＣ成分から選択して出力する。

第６図（ａ）はその符号の伝送情況の第１の実施例を示
している。最初に、一番犬まかな情報として平均値に相
等するＤＣ成分の符号が一画面公金て送られる。Ｓは画
像のサイズ等を表すステータスコード、ＤＣは以下Ｂ、
が現れるまで各ブロックのＤＣ成分を符号化したものを
送信することを示すフラグ、ＤＣ＋　（ｉ＝１・・）は
各ブロックのＤＣ成分を符号化した符号情報を表す。

全ブロックのＤＣ成分を送信した後にＢ１を送信する。

このＢ１はＢ２が現れるまで２番目に大まかな画像情報
を表す符号情報を送信することを示すフラグである。Ｃ
１は各ブロックのクラスを示すクラスコードである。こ
こで、コードＢ１後のクラスコードＣ１に続＜Ｐｌ、は
、各クラスのＤＣ成分を除（符号化の対象となっている
バンドの中で、そのクラスを特徴づけているバンドのベ
クトル量子化後のインデックスである。例えばＣ１ａｓ
ｓｌ、　　２．　３はバンドＬ、　Ｃ１ａｓｓｌはバン
ドＭといった具合である。これは各クラス毎に予め決め
られている。

以下、Ｃ１ａｓｓｌ、　　２．　３はバンドＬ１バンド
Ｍ１バンドＨの順で、またクラス４はバンド量１バンド
Ｌ１バンドＨの順に送信する。

以下Ｂ２は３番目に大まかな画像情報を表す符号情報を
送信することを示すフラグであり、Ｂ３は最も詳細な画
像情報を表す符号情報を送信することを示すフラグであ
る。Ｐｉｉ　（］　＝ｔ・・・、ｊ＝１．３）は各ブロ
ックのインデックスを表している。

第９図に復号器の概略図を示す。伝送されてきた情報は
分配器５１にて符号化情報６０、クラス情報６１、バン
ド情報６２に分けられる。６０から入力されたバンドの
符号化情報はマトリクス展開器５０に入力され復号化さ
れた変換係数マトリクスとして信号線群６３を介して出
力される。尚、現サイクルで伝送されたバンド部分以外
は全部０が入っている。

また既に伝送された符号は逆変換器５４にて復号され、
画素値の形で画像メモリ５１に格納されている。従って
、該当するブロックを画像メモリ５１から取り出し直交
変換器５２に入力し変換係数マトリクスを信号線６４に
出力する。

加算器５３はＤＣを除く全ての各係数毎に信号線群６３
及び６４からの入力を加算しくＤＣ成分の場合は必要な
時置換し）、変換′マトリクスを再生する。

これを、逆変換器５４に入力し、信号線群６５を介して
画像メモリ５１に格納する。この格納された画像は表示
器５６に逐次表示される。

このような画像情報の符号送信及び復号側における復号
を第７図に示す。

入力１画素８ビツトからなるブロックＸに対して直交変
換器１で、アダマール変換を施し、変換係数マトリクス
Ｙを得る。Ｙはクラス分類器２でＣ１ａｓｓｌと判断さ
れる。以下サイクル毎に伝送される。

第１サイクルではセレクタ１１によりＤＣ成分のスカラ
量子化結果のみが伝送されてくる。以下大枠内がそのサ
イクルで伝送されてきたバンドを表す。ＤＣ成分を除く
変換係数Ｙ　１２〜Ｙ４４は未伝送である。ここで４×
４のアダマール変換ではＹ１２〜Ｙ４４は−５１０〜５
１０の値をとり、その中央値は０である。ここで未伝送
部分に０をおく。すると変換値マトリクスはｚｌのよう
になる。これに逆変換を施し再生されたブロック×１を
得、これを復号側では表示器（図示せず）に表示する。

第２サイクルでは、Ｃ１ａｓｓ４であるので、量子化さ
れたＭバンドの係数をセレクタ１１により伝送する。復
号側ではＸ、を直交変換し、ｚｌを得たのちにＭバンド
の係数を加え変換値マトリクスＺ２を得る。これに逆変
換を施し再生されたブロック×２を得て表示する。

以下、第３サイクルではＸ２を直交変換した値に次に送
信されるしバンドの係数を加えてマトリクスｚ３を得、
これに逆変換を施してブロック×３を表示する。第４サ
イクルではｘ３を直交変換した値にＨバンド係数を加え
マトリクスＺ４を得、これに逆変換を施してブロック×
４を表示し、伝送を終了する。

第６図（ｂ）は符号の伝送情況の第２の実施例を、示し
ている。Ｓは画像サイズを表すステータスコードである
。第２実施例は第１実施例とは異なり、−番犬まかな情
報としてＤＣ成分から送らずに、ステータスコードの次
には最も大まかな画像情報を表す符号情報を送信する。

即ち、まず最も大まかな画像情報を表す符号情報を送信
することを示すフラグＢ１が伝送され、以下各ブロック
のクラスコードＣ１とともに、１サイクル分の各ブロッ
クの最も大まかな画像情報を表す符号情報Ｐ　ｉが伝送
される。

ここでは、ブロックがＣ１ａｓｓｌであればＤＣ成分が
、Ｃ１ａｓｓ２又は３であればバンドＬの符号化情報、
すなわちインデックスが、Ｃ１ａｓｓ２であればバント
Ｍの情報が送られる。

同様に２番目に大まかな画像情報を送信することを示す
フラグＢ２の後には、Ｃ１ａｓｓｌ、　４であればバン
ドＬを、Ｃ１ａｓｓ２．　３てあればハンドＭをそれぞ
れ符号化した情報を伝送する。

そして、３番目に大まかな画像情報を送信することを示
すフラグＢ３の後にはＣ１ａｓｓｌであればバンドＭ、
　Ｃ１ａｓｓ２．３．４であればＤＣ成分を符号化した
情報を伝送し、最後に最も詳細な画像情報を表す符号情
報を送信することを示すＢ４以下には全クラスのＨバン
ドを符号化した情報が伝送される。

第８図に符号化並びに送信器の他の実施例の概略図を示
す。１〜１１は第１図に示したものと同じものである。

１２は最大値バンド検出器であり、各バンドの最大値を
検出し、その最大値の大きい順にセレクタ１１に対する
伝送順を決定する。ただしＨバンドは一番大きな最大値
を持つ確率が非常に小さいため、必ず最後のサイクルに
送ることとする。

伝送の際には各ブロックのクラスコードとともに、どの
バンドであるかの指示コードＦ１をたてる。

また、Ｙｌｌは０〜１０２０の値をとり、他は−５１０
〜５１０の値をとることから最大値バンド検出器１２に
おける比較の際はＹ、１の値から５１０を減じて他の値
との比較を行う。

第６図（Ｃ）にこのようにして作成された符号の伝送情
況を示す。Ｓは前述の実施例と同様にステータスコード
であり、Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４はそれぞれ一番犬まか
な情報、二番目に大まかな情報、三番目に大まかな情報
、最も詳細な画像情報の送信の始まりを示すフラグであ
る。またＣ１１ｉクラスコード、Ｐ　＋４はインデック
スを表す。

第１のサイクル、第２サイクル、第３サイクルでは各ブ
ロックの符号情報は、クラスを表す２ビツトのクラスコ
ードＣ４と伝送しているバンドがＬ又はＭ又はＤＣであ
ることを示す２ビツトのバンドフラグＦ、とインデック
スｐ＋４である。復号時にはクラスコード、バンドフラ
グを参照して復号する。

このようにして伝送することによって一番犬まかな画像
としてより利用者が望む情報をいちはやく伝送すること
が可能である。ここにその例を第１０図及び第１１図に
示す。両図のｘ、ｙ、ｚ、。

ｚ２．ｚ３．ｚ４．×１．×２．×３．×４は前述の通
りである。伝送されたバンドは太枠内の情報である。両
図のＸともクラス分類ではたてエツジのＣ４ａｓｓ２と
なる。しかし第１０図の方はＬバンド、Ｍバンド、ＤＣ
，Ｈバンドの順で伝送し、第ｌ１図ではＭバンド、Ｌバ
ンド、ＤＣ，Ｈバンドの順で伝送する。これによって得
られる画像×１゜×２．×３．ｘ４は利用者にとって最
適なものとなる。

以上本発明を適用した実施例を説明したが、実施例中で
は説明の為に直交変換をしてアダマール変換を用いたが
、他の直交変換、例えばコサイン変換、Ｋ−Ｌ変換等を
用いても実施できる。またバンド毎の符号化方法として
スカラ量子化及びベクトル量子化を用いたが、これらに
限定されない。

また符号化器を実施例では各バンド毎に用意したが第１
２図のように符号化、伝送を行っているサイクルをサイ
クルカウンタｌＯＯによってカウントし、バンド分割器
１０３、スカラ量子化器１０４、ベクトル量子化器１０
５を適応的に切り換えて使用してもよい。また符号化器
の構成はこれに限定されない。またクラス分類の方法、
数等はこれに限定されない。また転送順を決定する大小
比較はバンド内の平均値の大小等でもよく、これに限定
されない。

以上説明したように大まかな画像から時間経過とともに
詳細な画像を着信側で得られるため利用者は早期のうち
に伝送された画像を理解できる効果がある。またパワー
の集中の度合をみて伝送するバンドを選択することによ
り、平坦部では階調性を、文字などのエツジ部では解像
度を早期から得られる効果がある。

〔効　果〕

以上説明した様に、本発明によると画像情報を複数画素
からなる複数ブロックに分割し、ブロック単位で符号化
を行なう画像情報符号化方式であって、各ブロックを複
数の符号情報で符号化するとともに、複数の符号化情報
のうち、変換係数のパワーの大きな係数、又は複数の係
数からなるバンドを符号化した符号情報から伝送を開始
するので、一画面の画像を符号化して得た符号情報の復
号完了を待たずして、伝送画像の特徴、内容等の認識を
可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する符号化器の概略図、第２図は
アダマール変換の概念図、 第３図はクラス分類法の一例を示す図、第４図はクラス
分類のフローチャート図、第５図はバンド分割法の例を
示す図、 第６図は本発明を実施した符号化情報の伝送情況を表す
図、 第７図は復号情況を示す図、 第８図は符号化器の他の概略図、 第９図は復号器の概念図、 第１０図及び第１１図は復号情況の他の例を示す図、 第１２図は符号化器の他の例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報を複数画素からなる複数ブロックに分割
   しブロック単位で符号化を行なう画像情報符号化方式で
   あって、各ブロックを複数の符号情報で符号化するとと
   もに、複数の符号化情報のうち変換係数のパワーの大き
   な係数又は複数の係数からなるバンドを符号化した符号
   情報から伝送を開始することを特徴とする画像符号化伝
   送方式。