JPH01213069A - 符号化データの復号方式 - 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
割し各ブロックの画像を周波数成分毎の複数の符号化デ
ータで符号化して得た符号化データを復号する符号化デ
ータの復号方式に関するものである。

〔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〕しかしながら、
従来のデータ圧縮符号化手法では、一画面を構成する複
数ブロック全ての符号化データの復号がなされないと、
一画面の画像がいかなるものであるかを把握することが
できなかった。

従って、蓄積されている複数画像分の符号化データから
必要な画像を検索する場合等、現在復号中の符号化デー
タにより表わされる画像が所望のものであるか否かは全
ての復号を待たねば認識できなかった。

〔発明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各ブロックの画
像を周波数成分毎の複数の符号化データで符号化して得
た符号化データを復号する復号方式であって、第１の周
波数成分の符号化データを復号して得た画像情報に第２
の周波数成分の符号化データを復号して得た画像情報を
実画像空間内で加算する符号化データの復号方式を提供
するものである。

本発明を適用した画像符号化装置の概略構成を第１図に
示す。

１は直交変換部で、信号線１０から入力される画像をブ
ロック毎（本実施例では単位ブロックを４Ｘ４画素とす
る）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
ル変換により４×４画素を単位ブロックとする各ブロッ
ク画像は】６の変換係数（Ｙｌｌ、　Ｘ１２１・・・、
Ｙｉ４）に変換される。１１はこれら変換係数の信号ラ
インである。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画素データＸＩＩ　＋　　Ｘ１２
　＋　・・・、ＸＩＭをアダマール変換して、第２図（
ｂ）の”ＩＩ　＋　Ｙｌ２　＋・・・、Ｙｉ４のシーケ
ンシ−成分に変換を行う。Ｙｌ、〜Ｙ４４は第３図の同
位置のシーケンシ−に対応する成分である。図かられか
る様にＹｉ、の”＋　３値が大きい程、高い周波数成分
を示している。

直交変換部１から出力される直交変換後の各成分Ｙ　Ｉ
Ｉ〜Ｙ４４を、第４図の様にバンド分割する。第４図（
ａ）は４バンド分割、第４図（ｂ）は３バンド分割の例
を示す。第４図（ｂ）の３バンド分割を例にとると、Ｙ
ｌｌ　＋　　Ｙｌ２　＋　　Ｘ２１の３成分はバンド１
（低周波バンド）として第１のサブ・ブロックを構成す
る。Ｙ、３．　Ｙ、、、　Ｘ２２．　Ｘ２３．　Ｙ３．
、　Ｘ３２．　Ｘ４１の７成分がバンド２（中間周波バ
ンド）、他の成分がバンド３（高周波バンド）として同
様に第２゜第３のサブ・ブロックを構成する。

第１図の４がベクトル量子化器で、直交変換部ｌからの
出力を前述の３つのサブ・ブロックによる３つのバンド
毎にベクトル量子化する。３つのバンドに対するベクト
ル量子化器４ａ〜４Ｃは全く独立に構成される。ベクト
ル量子化器は、この３つのバンドに分割される事により
、次元数が小さくなり、量子化器の規模を小さくするこ
とが可能となる。

ベクトル量子化器４ａ〜４Ｃは入力ベクトルが入力され
ると最適な再生ベクトルを選択する様にＲＯＭ等で構成
されたルック・アップ・テーブルから成る。ここではあ
らかじめ各バンドに分けたトレーニング・データにより
最適再生ベクトルが求まっているものとする。

第１図の２は直交変換部ｌからのＹ、１〜ＹＩ＋４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部で
ある。このクラス分類部２では周波数別に４つのクラス
にブロックの分類を行い、その結果を信号線１２に２ビ
ツトのデータからなるクラス分は情報として出力してい
る。

第５図にクラス分類部２におけるクラス分類法を示す。

ここで次の様に定義する。

Ｅｌ　＝−・１ｌＹ１１１＋ｌＹｌ□ｌ＋１Ｙ２１１１
Ｅ２−一・［１ＹＩ３１＋１ＹＩ４１＋１Ｙ２２１＋１
Ｙ２３１＋１Ｙ３１１＋１Ｙ３２１＋１Ｙ４１１］ Ｅ３−ｆｌＹ２４１＋１Ｙ３３１＋ｌＹ３＋ｌ＋１Ｙ４
２１＋ｌＹ、１３１＋　ｌ　Ｙｉ４１］ このＥｌ、Ｅ２．Ｅ３は第４図（ｂ）に示した各バンド
毎の平均値となっている。

第５図に示す様に、Ｅ１≧ＴＩ　（Ｔｌはスレツショル
ド）なら低周波クラスとしてｃｌａｓｓｌ　（平坦部）
にクラス分けする。更にＥ２≧Ｔ２なら中周波クラスと
してｃｌａｓｓ２　（中エツジ）に、また、Ｅ３≧Ｔ３
ならば高周波クラスとしてｃｌａｓｓ３　（大エツジ）
にクラス分けする。Ｅ１≧ＴＩ、Ｅ２≧Ｔ２及びＥ３≧
Ｔ３を満たさぬものは全バンドのパワーが小さい事がら
Ｃ１ａｓｓｌの平坦部としてクラス分けする。

かかるクラス分けをした時、高周波成分のパワーの大き
いクラス、すなわち高周波クラス程伝送すべきデータの
バンド数を多くとる様に設定する。

即ち、第６図に示される様にｃｌａｓｓｌ　（平坦部）
に対してはデータ長ｌビットのバンドｌの情報（低域成
分ベクトル量子化データ）のみ、ｃｌａｓｓ２　（中エ
ツジ）に対してはデータ長βビットのバンド１の情報及
びデータ長ｍビットのバンド２の情報（中域成分）、ｃ
ｌａｓｓ３に対してはデータ長が、Ｃ，ｍ、ｎビットの
バンド１．バンド２．バント３の情報（高域成分）まで
を取る様に構成する。

この様に直交変換後の各ブロックにクラス分け、バンド
分けを施し、画質に応じて適応的に符号化を施すことに
より高い圧縮率が期待できる。これは通常の画像情報は
短いデータ長で表わされるｃｌａｓｓｌの平坦部が多い
ためである。尚、第６図の如く、各クラスのデータには
インデックスとしてクラスコードが頭に付加される。３
つのクラスに分類する場合には２ビツトのクラスコード
が必要となり、ｃｌａｓｓｌ　：　　クラスコード＝Ｏ
Ｏ（２進表示）ＣＩａＳＳ２：　　　ｌｌ　　　−０１
（／／　）ｃｌａｓｓ３：　　　　１ｌ＝１０（ｌｌ）
なるインデックスで記述される。

尚、本明細書中の後述する実施例のいくつかは、便宜上
ｃｌａｓｓ３のクラスコードを「１１」と表わす場合も
ある。また、クラス分けの数によりそのクラスコードの
長さは対応して変わるものである。

第１図の６はシーケンサであり、次にシーケンサ６の機
能について説明する。

ベクトル量子化器４ａ〜４ｃによって得られた、各バン
ドの再生ベクトル５ａ〜５ｃはシーケンサ６により各バ
ンド毎にまとめられてクラス分は情報１２に基づいてバ
ンド毎に伝送される。

第７図は、２次元画像データをＢｏｏ〜ＢＩＴＩｎにブ
ロック分けした各ブロックに対し前述のクラス分けを行
った結果を示す。（ａ）は各ブロックの番号、（ｂ）は
そのブロックのクラス分けした結果を示す。

第８図は第７図（ａ）の画像を符号化したデータの伝送
手順を示したものである。５ＴＥＰＩでは一画面を構成
する全ブロックＢｏｏ〜Ｂｍｍのバンドｌの情報を伝送
する。そして、５ＴＥＰ２でバンド２の情報を伝送し、
５ＴＥＰ３でバンド３の情報を伝送する。

５ＴＥＰ２，３に於いては、一画面を構成する複数ブロ
ック全てのバンド情報を送る必要はない。このため必要
な箇所のブロックに対してのみ、即ち、ｃｌａｓｓ２と
ｃｌａｓｓ３のブロックに対するバンド２の情報及びｃ
ｌａｓｓ３のブロックに対するバンド３の情報を伝送す
る。

かかる各ブロックに対し、ステップ２，３によるハント
２．ハンド３の情報の伝送が必要か否かの情報は、５Ｔ
ＥＰＩにおけるバンド１の情報の伝送時にクラスコード
を各ブロックのバンド１の情報に付加して全ブロック数
分伝送する。そして、このクラスコードを受信側で各ブ
ロック毎に記憶しておき参照する事により高域バンド情
報を必要とする箇所（ブロック）のみで、バンド２の情
報及びバンド３の情報をピックアップする。

第９図は受信側の信号処理方法について記したものであ
る。受信信号２０としては各ブロックのバンド毎の情報
が第８図に示した５ＴＥＰ順に入力してく　る。

５ＴＥＰ４でバンド１の情報とともにクラスコードが伝
送されて来た時、そのクラスコードはクラスコードメモ
リ２１へ一時記憶される。受信コード２０は逆アダマー
ル変換器２２により実空間データへの変換がなされ実デ
ータ出力２３として出力される。

この実データ出力２３は例えば、画像メモリ２４等に供
給される。メモリ２４に格納された画像データに基づく
画像はデイスプレィ２５にて表示される。

５ＴＥＰ２及び３ではクラスコードメモリ２１の内容に
従って受信信号２０に対する処理が異なる。

クラスコードの内容によって処理される内容は以下の通
り・ ■クラスコードー１のとき（２進で００）そのブロック
のハイバンド成分はないので、従ってスキップされる。

■クラスコード−２のとき（２進で０１）バンド２の情
報のみ逆アダマール変換する。

■クラスコードー３のとき（２進で１０）バンド３及び
バンド２の情報が逆アダマール変換 従って、順次送られてくるハイバンドの符号（バンド１
及びバンド３の情報）はこのクラスコードメモリ２１の
内容と照合する事により目的とするブロックの情報とし
て認識される。

以上の如くして、各バンド毎に伝送されてくる情報を各
バンド毎に独立に逆変換し、各ブロック毎に順次数にメ
モリ２４に格納されている前の逆変換の値にたし込んで
ゆくことで、最終的な復号画像を得ることが可能である
。

第９図における逆アダマール変換器２２とメモリ２４の
構成を第１０図に示す。

３１は展開器であり、４１の信号線から入力されるデー
タをブロックに展開する。このとき４２の信号線にはク
ラスコードメモリ２１からクラスコードが送られていて
、３２のＲＯＭにより入力バンドのスペクトル位置を規
定する。３３は逆変換器、３４は加算器、３５は画像記
憶部、４３，４４．４５はバスである。

第１０図で信号線４２に送られたクラスコードはＲＯＭ
３２に入り、信号線４１から入力される符号の４×４ス
ペクトル空間内での位置情報を展開器３１に出力する。

この情報に従って展開器３１は送られたバンド情報のみ
を残し、他は０でマスクされた４×４のスペクトルを生
成する。

生成された１６個のデータは逆変換器３３に入り、実画
像空間での情報となり、記憶部３５に加算器３４を介し
て格納される。尚、この情報以前に再生されて記憶部３
５に格納されている他のバンドの画像情報があれば、そ
れを記憶部３５より呼び出して逆変換器３３からの情報
と共に加算器３４に入力する。その実画像空間における
加算結果はバス４５を介して再び記憶部３５に格納され
る。

この様に記憶部３５に格納された画像データはデイスプ
レィ２５にて表示される。従って、デイスプレィ２５に
は、まずバントｌの画像、即ち低周波成分の画像の表示
がなされ、復号すべき画像のおおまかな表示がなされる
。そして次にバンド２の中周波成分の画像、続けてバン
ド３の高周波成分の画像が重ねて表示されていく。

従って、一画面を構成する符号化データを全て復号する
以前に、画像内容をおおまかに認識することもできる。

以上説明した実施例では周波数変換方式としてアダマー
ル変換を用いたが、他の直交変換たとえばコサイン変換
、Ｋ−Ｌ変換等を用いても実施できる。

また伝送されるバンドの順は限定されない。

〔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各ブロックの画像を周波
数成分毎の複数の符号化データで符号化して得た符号化
データを復号する復号方式であって、第１の周波数成分
の符号化データを復号して得た画像情報に第２の周波数
成分の符号化データを復号して得た画像情報を実画像空
間内で加算するので、周波数成分側の画像を複雑な処理
なく加算でき、また復号途中でも画像内容をおおまかに
認識することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した符号化装置の構成例を示すブ
ロック図、第２図はアダマール変換の概念図、第３図は
シーケンシ−成分を示す図、第４図はバンド分割例を示
す図、第５図はクラス分は手順を示す図、第６図は符号
化データを示す図、第７図は画像のクラス分けの例を示
す図、第８図は符号化データの伝送形式を示す図、第９
図は受信側の処理ブロック例を示す図、第１０図は第９
図示ブロックの部分詳細を示す図であり、１は直交変換
部、２はクラス分類部、４はベクトル量子化器、２２は
逆アダマール変換部、３４は加算器、３５は記憶部であ
る。 （７ｋ） （ｂ） 童Ｓ口

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
   し各ブロックの画像を周波数成分毎の複数の符号化デー
   タで符号化して得た符号化データを復号する復号方式で
   あって、第１の周波数成分の符号化データを復号して得
   た画像情報に第２の周波数成分の符号化データを復号し
   て得た画像情報を実画像空間内で加算することを特徴と
   する符号化データの復号方式。