JPH02214388A - 復号装置 - 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］ この発明は、例えば８ビツトのディジタル画像信号を２
ビツトに圧縮して伝送した場合に適用される復号装置に
関する。

〔発明の概要〕

この発明では、Ｌビットの原データが所定数の画素から
なるブロック単位で、Ｍ（＜Ｌ）ビットのデータに圧縮
符号化されて伝送されたデータからＬビットのデータを
復号する復号装置において、注目復号画素と注目復号画
素の周辺の複数の画素の伝送データのビット状態に応じ
てパターン分類を行い、この分類されたパターン毎に用
意されたＮビットの補正コードを選択的に発生する回路
と、 Ｍビットのデータを上位ビットとし、Ｎビットの補正コ
ードを下位ビットとして、（Ｍ＋Ｎ）ビットのデータを
形成する回路と、 （Ｍ＋Ｎ）ビットデータからＬビットのデータを復号す
る回路と が備えられ、受信されたＭビットのコードから原データ
のＬビットを高い再現性でもって復元できる。

〔従来の技術〕

ディジタル画像信号の２次元的な相関を利用し、ディジ
タル画像信号を小領域であるブロックに分割し、ブロッ
クに含まれる複数画素を元のビット数より短いビット数
のコード信号に符号化するブロック符号化が知られてい
る。

本願出願人は、特願昭５９−２６６４０７号明細書に記
載されているような、２次元ブロック内に含まれる複数
画素の最大値及び最小値の差であるダイナミックレンジ
を求め、このダイナミックレンジに適応した符号化を行
う適応符号化装置を提案している。また、特願昭６０−
２３２７８９号明細書に記載されているように、複数フ
レームに各々含まれる領域の画素から形成された３次元
ブロックに関してダイナミックレンジに適応した符号化
を行う適応符号化装置が提案されている。

更に、特願昭６０−２６８８１７号明細書に記載されて
いるように、量子化を行った時に生じる最大歪みが一定
となるように、ダイナミックレンジに応じてビット数が
変化する可変長符号化方法が提案されている。

これらのダイナミックレンジに適応した符号化（ＡＤＲ
Ｃと称する）は、画質の劣化が少なく、また、効率が良
いものである。ＡＤＲＣの復号側では、量子化ビット数
ｎの場合に、ダイナミックレンジを２”個に分割してな
るレベル範囲の中央値を復号レベルとして出力していた
。

しかしながら、ＡＤＲＣの量子化ビット数が少ない場合
、伝送データをより圧縮するために、ＡＤＲＣで得られ
たコード信号の上位のビットのみを伝送する場合には、
復元されたデータと原データとの誤差（量子化歪）が大
きくなる問題が生じる。

本願出願人は、この問題を解決するために、特願昭６３
−２５３７８号明細書に記載されているように、注目画
素と周辺の画素との大小関係に応じた補正コードを形成
し、この補正コードを注目画素の符号化コードに加算し
、加算した結果を復号する復号装置を提案している。こ
の復号装置に依れば、何等の対策を行っていない場合に
比して、より細分化された復号レベルを有する復元レベ
ルが得られ、量子化歪が低減される。

〔発明が解決しようとする課題〕

先に提案されている方式は、注目画素と周辺画素の大小
関係に注目しているので、ブロック内の画像が平坦な場
合に対して有効であっても、ブロック内に画像のエツジ
が含まれているときには、誤差を充分に小さくできない
問題があった。

従って、この発明の目的は、注目画素と周辺画素とのパ
ターンに応じて補正コードを発生することで、伝送され
る各画素のビット数より多いビット数に相当する良質な
復元画像が得られる復号装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、Ｌビット（例えば８ビツト）の原データ
が所定数の画素からなるブロック単位で、Ｍ　（＜Ｌ）
ビット（例えば２ビツト）のデータに圧縮符号化されて
伝送されたデータからＬビットのデータを復号する復号
装置において、注目復号画素と注目復号画素の周辺の複
数の画素の伝送データ（Ｙｕ、Ａｕ、ＢｕＳＣｕＳＤＵ
）のビット状態に応じてパターン分類を行い、この分類
されたパターン毎に用意されたＮビット（例えば２ビツ
ト）の補正コードＣＲを選択的に発生する回路２５と、 ＭビットのデータＹｕを上位ビットとし、Ｎビットの補
正コードＣＲを下位ビットとして、（Ｍ＋Ｎ）ビットの
データを形成する回路２６と、（Ｍ＋Ｎ）ビットデータ
からＬビットのデータを復号する回路２７と が備えられている。

〔作用〕 受信側のメモリ２５には、パターン分類に対応する答（
補正コードＣＲ）が格納されている。復号しようとする
注目画素と周辺画素（例えば４個の画素）との受信され
たデータからなる１０ビツトでパターンが分類される。

このパターンがメモリ２５にアドレス信号として供給さ
れ、補正コードＣＲがメモリ２５から読み出される。こ
の補正コードＣＲが注目画素の下位ビットとされ、受信
された上位ビットと合成回路２６で合成される。

合成回路２６からの４ビツトのコードがＡＤＲＣの復号
回路２７に供給され、８ビツトのコードが復元される。

パターン分類により伝送されなかった下位ビットを復元
するので、復元画像の画質を向上できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図は、この一実施例の送信側の構成を示し、
１で示す入力端子に、１サンプルが８ビツトにディジタ
ル化されたディジタルビデオデータが供給される。ビデ
オデータは、ブロック化回路２で、走査線の順序からブ
ロックの順序にデータの配列が変換される０例えばｌフ
レームの画面が第２図に示すような（４ライン×４画素
）のブロックに細分化される。

ブロック化回路２の出力信号が最大値及び最小値検出回
路３及び遅延回路４に供給される。検出回路３は、ブロ
ックの最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとを検出する。遅延
回路４は、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを検出する時
間、データを遅延させる。減算回路５で（ＭＡＸ−ＭＩ
Ｎ）の演算がされ、減算回路５からダイナミックレンジ
ＤＲが得られる。ダイナミックレンジＤＲが割算回路６
に供給され、ダイナミックレンジＤＲが１７１６とされ
る０割算回路６は、シフト回路で構成できる。

この割算回路６から量子化ステップΔが得られる。

減算回路７では、遅延回路４からのビデオデータから最
小値ＭＩＮが減算され、減算回路７から最小値が除去さ
れたビデオデータが得られる。

減算回路７の出力データ及び量子化ステップΔが量子化
回路８に供給される。量子化回路８から元のビット数（
８ビツト）より少ないビット数例えば４ビツトの量子化
コードＤＴが得られる。この量子化コードＤＴが分離回
路９に供給され、上位の２ビツトのコードＤＴｕと下位
の２ビツトのコードＤＴｌとに分けられる。コードＤＴ
ｕがフレーム化回路１０と補正コード発生回路１１に供
給され、コードＤＴ！が補正コード発生回路１１に供給
される。

量子化回路８は、ダイナミックレンジＤＲに適応した量
子化を行う、つまり、ダイナミックレンジＤＲを（２’
−１６）等分した量子化ステップΔで、最小値が除去さ
れたビデオデータが除算され、商を切り捨てで整数化し
た値が量子化コードＤＴとされる。量子化回路８は、除
算回路或いはＲＯＭで構成できる。

ダイナミックレンジＤＲ，最小値ＭＩＮ及びコードＤＴ
ｕがフレーム化回路１０で伝送データに変換され、スイ
ッチ回路１２に供給される。フレーム化回路１０は、ダ
イナミックレンジＤＲ，最小値ＭＩＮ及びコードＤＴｕ
がバイトシリアルに配列され、同期信号が付加された伝
送データを形成する。また、フレーム化回路１０では、
付加的コード（ＤＲ，ＭＩＮ）とコードＤＴｕに対する
エラー訂正符号の符号化がなされる。上述のように、こ
の実施例では、１画素が８ビツトの原データがＡＤＲＣ
により、４ビツトの量子化コードに圧縮され、更に、量
子化コードの上位２ビツトが選択されて伝送される。

スイッチ回路１２には、補正コード発生回路１１で形成
された補正コードＣＲが供給される。スイッチ回路１２
の出力端子１３に伝送データが取り出される。補正コー
ドＣＲは、各フレームで１回発生し、ブランキング期間
等を利用して伝送データに先立って伝送される。伝送路
は、例えば磁気テープと回転ヘッドとで構成された記録
及び再生の過程である。

第３図は、受信側の構成を示し、２１で示す入力端子に
受信データが供給される。受信データは、スイッチ回路
２２に供給され、伝送データと補正データＣＲとに分け
られる。伝送データは、フレ−ム分解回路２３に供給さ
れ、補正データＣＲがメモリ２５に書き込まれる。

フレーム分解回路２３では、エラー訂正符号の復号がさ
れ、また、ダイナミックレンジＤＲ，最小値ＭＩＮ及び
コードＤＴｕが分離される。コードＤＴｕが周辺画素検
出回路２４に供給され、第４図に示すように、復号しよ
うとする注目画素データＹｕの上下左右に夫々位置する
画素データＡｕｓ　Ｂｕ、Ｃｕ５Ｄｕ　（２ビツト×４
＝８ビツト）が周辺画素検出回路２４から出力される。

ブロックの境界付近の画素が注目画素のために、４個の
周辺画素が全て存在しない場合には、注目画素を中心と
して周辺画素が折り返して使用される。

例えばブロックの左上の隅の画素が注目画素の場合には
、画素データＡｕ及びＢｕが存在しないので、画素デー
タＤｕがＡｕの代わりに参照され、画素データＣｕがＢ
ｕの代わりに参照される。

周辺画素検出回路２４からの８ビツトとコードＤＴｕ　
（注目画素データＹｕ）の計１０ビットがメモリ２５に
アドレスとして供給される。この１０ビツトがブロック
の大きさの局所的パターンを示し、メモリ２５からは、
２ビツトの補正コードＣＲが読み出される。コードＤＴ
ｕと補正コードＣＲとが合成回路２６に供給され、コー
ドＤＴｕを上位ビットとし、補正コードＣＲを下位ビッ
トとして４ビツトのコード信号が合成回路２６で形成さ
れる。

合成回路２６からの４ビツトのコード信号が復号回路２
７に供給される。復号回路２７には、フレーム分解回路
２３からのダイナミックレンジＤＲが供給され、ＡＤＲ
Ｃの復号がされる。復号回路２７の出力信号とフレーム
分解回路２３からの最小（＋１！ＭＩＮとが加算回路２
８に供給され、加算回路２８から８ビツトの復元データ
が得られる。

この復元データがブロック分解回路２９に供給され、ブ
ロックの順序が走査の順序に戻される。ブロック分解回
路２９の出力端子３０に復元データが得られる。

送信側に設けられている補正コード発生回路１１の一例
を第５図に示す０分離回路９からの量子化コードＤＴの
上位２ビツトＤＴｕが周辺画素検出回路４１及びセレク
タ４２に供給され、下位２ビツトＤＴＩｌがセレクタ４
２に供給される０周辺画素検出回路４１により、注目画
素データＹｕ（ＤＴｕ）の周辺の４個のコードＡｕ５Ｂ
ｕＳＣｕ、Ｄｕ　（第４図参照）が取り出され、これら
のコードがセレクタ４２に供給される。セレクタ４２は
、（２ビットＸ６−１２ビツト）のコードとリードアド
レス発生回路４３で形成された１２ビツトのアドレスと
の一方を選択的にメモリ４５に供給する。

メモリ４５から読み出されたデータがスイッチ回路４６
によりレジスタ４７（スイッチ回路４６が出力端子ａを
選択している状Ｂ）又は最大値検出回路５０（スイッチ
回路４６が出力端子すを選択している状１りに選択的に
供給される。レジスタ４６の出力とデータ発生回路４９
からの＋１とが加算回路４８で加算される。加算回路４
８の出力データがメモリ４５に入力データとして供給さ
れる。

リードアドレス発生回路４３で発生したリードアドレス
が検出回路５１及びセレクタ５２に供給される。検出回
路５１は、１２ビツトのアドレスの上位１０ビツトが変
化したことを検出し、検出回路５１の出力信号で最大値
検出回路５０がリセットされる。セレクタ５２は、最大
値検出回路５０により検出された最大値と対応するリー
ドアドレスを選択する。セレクタ５２の出力に補正コー
ドＣＲが得られる。伝送データを少な（するために、セ
レクタ５２は、リードアドレスの１２ビツト全てでなく
下位２ビツトを補正コードＣＲとして選択する。

第６図は、メモリ４５に記憶されているデータの一例で
ある。注目画素データＹｕと周辺画素データＡｕ、Ｂｕ
、Ｃｕ、Ｄｕとの１０ビツトがメモリ４５のアドレスの
上位側とされ、Ｙｆｆｉ（補正コードＣＲ）に相当する
２ビツト（００，０１、ＩＯ又は１１）がアドレスの下
位側とされる。

補正コードＣＲを形成するために、最初に１フレームの
量子化コードの夫々を注目画素とした時に、注目画素デ
ータの下位２ビットＹＩ！、の（００）（０１）（１０
）（１１）の夫々の発生度数が調べられる。このために
、１フレームの最初の初期状態でメモリ４５のデータが
全て０にクリアされ、また、スイッチ回路４６が出力端
子ａを選択し、メモリ４５の読み出しデータの値が＋１
されてメモリ４５の同じアドレスに書き込まれる。

例えばＹｕ、Ａｕ、ＢｕＳＣｕＳＤｕの全てが（００）
であり、Ｙ２が（０１）の時には、メモリ４５のアドレ
ス（０００００００００００１）のデータが読み出され
、読み出されたデータが＋１されて上記のアドレスに書
き込まれる。この処理が１フレーム内の全画素を夫々注
目画素としてなされる。その結果、第６図に示すように
、アドレスの上位１０ビツトで定まる（２１°−１０２
４個）のパターンの夫々に関する下位２ビツトＹｌの発
生変数の分布表がメモリ４５に形成される。

次に、スイッチ回路４６が出力端子すを選択する状態と
され、メモリ４５に格納されている度数のデータが順次
読み出され、度数のデータが最大値検出回路５０に供給
される。アドレスの上位ｌＯビットの夫々で度数が最大
の２ビツトのコードが最大値検出回路５０で検出される
０例えばアドレスの上位１０ビツトが（０００００００
０００）の場合には、度数ｎｌ、ｎ２．ｎ３．ｎ４の中
で最大のものと対応する下位２ビツトのアドレスが検出
される。最大値検出回路５０の検出信号により、セレク
タ５２は、度数が最も多い下位２ビツトのアドレスを補
正コードＣＲとして選択する。従って、補正コードＣＲ
は、各パターンで度数が最大である下位２ビツトを意味
している。

前述のように、補正コードＣＲは、受信側のメモリ、２
５（第３図参照）にフレーム毎に格納される０周辺画素
検出回路２４からの８ビツトの出力信号と注目画素のコ
ードの上位２ビツトとがメモ１Ｊ２５にアドレスとして
供給されるので、パターンに応じた最適な補正コードＣ
Ｒが読み出される。

この補正コードＣＲが受信された上位２ビツトと合成さ
れるので、原データに良く僚た４ビツトのコードが復元
できる。このコードを復号するので、良好な画質の復元
画像が得られる。

なお、上述の実施例と異なり、代表的な絵柄の複数枚の
画像から予め最適な下位２ビツトの補正コードを求め、
この補正コードを受信側のメモリに貯える簡略的な方式
を使用しても良い。

また、パターン分類のために、周辺画素のコードに対し
て、ブロックのダイナミックレンジＤＲの情報例えばダ
イナミックレンジＤＲの上位４ビツトを付加することで
精度をより高くしても良い。

更に、この発明は、ＡＤＲＣ以外に、ブロック毎に上位
ビットの平均値及び下位ビットの平均値を伝送したり、
平均値と標準偏差とを伝送するようなブロック符号化に
対しても適用できる。

〔発明の効果〕

この発明では、伝送される各画素のビット数が少なくて
も、復号側でパターンに応じてビット数を増やすので、
良好な画質の復元画像が得られ、従って、伝送されるデ
ータ量を大幅に圧縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の送信側のブロック図、第
２図はブロックの一例を示す路線図、第３図はこの発明
の一実施例の受信側のブロック図、第４図は注目画素と
周辺画素の配列を示す路線図、第５図及び第６図は補正
コード発生回路のブロック図及びその説明のための路線
図である。 図面における主要な符号の説明 １：ディジタル画像データの入力端子、３：最大値及び
最小値検出回路、 ８：量子化回路、 ９：上位ビットと下位ビットを分離する分離回路、ｌｌ
：補正コード発生回路、 ２４：周辺画素検出回路、 ２５：メモリ、 ２６：上位ビットと下位ビットを合成する合成回路、 ２７：復号回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌビットの原データが所定数の画素からなるブロック単
   位で、Ｍ（＜Ｌ）ビットのデータに圧縮符号化されて伝
   送されたデータからＬビットのデータを復号する復号装
   置において、 注目復号画素と上記注目復号画素の周辺の複数の画素の
   伝送データのビット状態に応じてパターン分類を行い、
   この分類されたパターン毎に用意されたＮビットの補正
   コードを選択的に発生する手段と、 上記Ｍビットのデータを上位ビットとし、上記Ｎビット
   の補正コードを下位ビットとして、（Ｍ＋Ｎ）ビットの
   データを形成する手段と、 上記（Ｍ＋Ｎ）ビットデータからＬビットのデータを復
   号する手段と を備えたことを特徴とする復号装置。