JPH04211573A - 直交変換符号化及び復号化方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に直交変換符号化及
び復号化方式に関し、特に画像情報等の情報の直交変換
符号化及び復号化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像情報のごとき膨大な量の情
報は、送信装置側で符号化された後、送信装置から伝送
回線に送出され、受信装置側で復号化されるという手順
を経て、送信装置側から受話装置側へと伝送されるよう
になっている。例えば、電話回線を使用して伝送する場
合、電話回線は、周知のように、狭帯域な伝送路である
ため、画像情報を伝送するには膨大な時間とコストがか
かる。そのため、上記の画像情報を、狭帯域伝送路であ
る電話回線を利用して伝送するに際しては、伝送効率を
高める必要が生じることとなり、伝送効率を向上させる
手段として、情報の圧縮が行なわれている。

【０００３】従来、画像情報を圧縮するに際しては、以
下に記載するような直交変換符号化方式が採用されてい
た。即ち、この従来の直交変換符号化方式では、まず、
伝送すべき画像情報を例えば８画素×８画素の小ブロッ
クに分割し、この分割によって形成された各小ブロック
毎に直交変換を行なう（ここで、直交変換とは、例えば
、離散コサイン変換：ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ
ｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ　の略号、なお、この離散
コサイン変換は、フーリエ余弦変換とも称される）やア
ダマール変換等をいう）。この直交変換を行なうことに
よって、前記各小ブロックを形成する各画素に、異なる
周波数領域のエネルギー（電力）成分が配置されたエネ
ルギー（電力）成分分布パターンが、前記各小ブロック
毎に得られることとなる。ところで、このようにして得
られた前記エネルギー（電力）成分は、高周波成分ほど
伝送される画像情報の画質に与える影響が小さいという
事実が知られている。よって、この事実に基づき、この
画像情報を符号化したときの総ビット数より逆算して、
前記高周波成分ほど量子化ビット数が少なくなるように
、ディジタル信号を更に圧縮するに際して用いられる所
定の圧縮レートに合わせて最適な量子化ステップ数が割
当てられ、符号化される。このような手順を経て符号化
された各小ブロックのエネルギー（電力）成分は、送信
装置から前述した伝送回線を通して受信装置に対し、各
ブロック毎に全て伝送されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した内容から明ら
かなように、従来の直交変換符号化方式では、前記エネ
ルギー（電力）成分のうちの、伝送される画像情報の画
質に与える影響が小さい高周波成分ほど、量子化ステッ
プ数を少なくして伝送すべき情報量を減少させることに
よって、符号化効率及び伝送効率の向上を図っている。

【０００５】しかしながら、より高い符号化効率及び伝
送効率を得ようとすると、前述した量子化ステップ数を
より一層減少させざるを得ず、その結果として伝送され
る画像情報の画質の低下、より一般的に言えば画像情報
の劣化を招来するという不具合が生じた。

【０００６】従って本発明は、上記事情を考慮してなさ
れたもので、その目的は、高い情報精度を保持しつつ高
い符号化効率及び伝送効率を得ることが可能な直交変換
符号化及び復号化方式を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の態様に係る直交変換符号化方式は、入
力情報を複数のブロックに分割し、これら各ブロックに
直交変換を施して、前記各ブロックのエネルギー成分分
布パターンを得る直交変換手段と、各々識別コードを有
する予め定められたエネルギー成分分布基準パターン群
が記憶された記憶手段と、前記直交変換手段から出力さ
れた前記各ブロックの分布パターンを、前記記憶された
基準パターン群と照合して、前記各ブロックに対応する
基準パターンを選び、この選んだ基準パターンの前記識
別コードに基づき前記各ブロックのコードを決定する符
号化手段と、を備えた構成とした。

【０００８】又、上記目的を達成するために本発明の第
２の態様に係る復号化方式は、請求項１記載の直交変換
符号化方式により決定されたブロックのコードを復号化
する復号化方式において、前記記憶手段に記憶されてい
る、前記基準パターン群と同一の基準パターン群が記憶
されている第２の記憶手段と、前記各ブロックのコード
から前記識別コードを得て、この識別コードを持つ基準
パターンを、前記第２の記憶手段に記憶されている基準
パターン群中から選択する選択手段と、前記各ブロック
のコードから前記エネルギー倍率を得て、このエネルギ
ー倍率と前記選択手段によって選択された基準パターン
とにより得た、エネルギー成分分布パターンに逆直交変
換を施して、前記各ブロックを再生する逆直交変換手段
と、を備えた構成とした。

【０００９】又、上記目的を達成するために本発明の第
３の態様に係る直交変換符号化及び復号化方式は、入力
情報を複数のブロックに分割し、これら各ブロックに直
交変換を施して、前記各ブロックのエネルギー成分分布
パターンを得る直交変換手段と、各々識別コードを有す
る予め定められたエネルギー成分分布基準パターン群が
記憶されている第１の記憶手段と、前記各ブロックの分
布パターンを前記基準パターン群と照合して、前記各ブ
ロックに対応する基準パターンを選び、この選んだ基準
パターンの前記識別コードに基づき前記各ブロックのコ
ードを決定する符号化手段と、前記符号化手段によって
決定された前記各ブロックのコードを伝送する伝送手段
と、前記基準パターン群と同一の基準パターン群が記憶
されている第２の記憶手段と、前記伝送手段により伝送
された前記各ブロックのコードを受け、このコードから
前記識別コードを得て、この識別コードを持つ基準パタ
ーンを、前記第２の記憶手段内の基準パターン群中から
選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された
基準パターンに逆直交変換を施して、前記各ブロックを
再生する逆直交変換手段と、を備えた構成とした。

【００１０】又、上記目的を達成するために本発明の第
４の態様に係る直交変換符号化方式は、入力情報を複数
のブロックに分割し、これら各ブロックに直交変換を施
して、前記各ブロックのエネルギー成分分布パターンを
得る直交変換手段と、前記直交変換手段から出力された
前記各ブロックの前記パターン及び前記パターンに係る
情報よりも１フレーム前の情報に係る各ブロックの前記
パターンを入力し、両情報間で対応するブロック同士の
予測残差成分分布パターンを算出して出力する予測残差
算出手段と、各々識別コードを有する予め定められたエ
ネルギー予測残差成分分布基準パターン群が記憶されて
いる記憶手段と、前記予測残差算出手段から出力された
前記予測残差成分分布パターンを前記記憶手段に記憶さ
れている前記基準パターン群と照合して、前記予測残差
成分分布パターンに対応する前記予測残差成分分布基準
パターンを選択し、この選択した基準パターンの前記識
別コードに基づき前記予測残差成分分布パターンのコー
ドを決定する符号化手段と、を備えた構成とした。

【００１１】又、上記目的を達成するために本発明の第
５の態様に係る復号化方式は、請求項５記載の直交変換
符号化方式により決定された予測残差成分分布のコード
を復号化する復号化方式において、前記記憶手段に記憶
されている、前記基準パターン群と同一の基準パターン
群が記憶されている第２の記憶手段と、伝送された前記
予測残差成分分布パターンのコードを受け、このコード
から前記識別コードを得て、この識別コードを持つ基準
パターンを、前記第２の記憶手段に記憶されている基準
パターン群中から選択する選択手段と、伝送された前記
予測残差成分分布パターンのコードを受け、このコード
から前記エネルギー倍率を得て、このエネルギー倍率と
、前記選択手段によって選択された基準パターンとによ
り得た、予測残差成分分布パターンから各ブロック毎の
前記パターンを求め、これら求めたパターンと、前記１
フレーム前の情報に係る各ブロックの前記パターンとを
加算することにより、前記各ブロックのエネルギー成分
分布パターンを求めて出力する予測残差加算手段と、前
記予測残差加算手段から出力された前記各ブロックのエ
ネルギー成分分布パターンに逆直交変換を施して、前記
各ブロックを再生する逆直交変換手段と、を備えた構成
とした。

【００１２】更に、上記目的を達成するために本発明の
第６の態様に係る直交変換符号化及び復号化方式は、入
力情報を複数のブロックに分割し、これら各ブロックに
直交変換を施して、前記各ブロックのエネルギー成分分
布パターンを得る直交変換手段と、前記直交変換手段か
ら出力された前記各ブロックの前記パターン及び前記パ
ターンに係る情報よりも１フレーム前の情報に係る各ブ
ロックの前記パターンを入力し、両情報間で対応するブ
ロック同士の予測残差成分分布パターンを算出して出力
する予測残差算出手段と、各々識別コードを有する予め
定められたエネルギー予測残差成分分布基準パターン群
が記憶されている第１の記憶手段と、前記予測残差算出
手段から出力された前記予測残差成分分布パターンを前
記第１の記憶手段に記憶されている前記基準パターン群
と照合して、前記予測残差成分分布パターンに対応する
前記基準パターンを選択し、この選択した基準パターン
の前記識別コードに基づき前記予測残差成分分布パター
ンのコードを決定する符号化手段と、前記符号化手段に
よって決定された前記パターンのコードを伝送する伝送
手段と、前記第１の記憶手段に記憶されている基準パタ
ーン群と同一の基準パターン群が記憶されている第２の
記憶手段と、前記伝送手段により伝送された前記パター
ンのコードを受け、これらコードから前記識別コードを
得て、この識別コードを持つ基準パターンを、前記第２
の記憶手段内の基準パターン群中から選択する選択手段
と、前記選択手段によって選択された基準パターンから
各ブロック毎の前記予測残差成分分布パターンを求め、
これら求めたパターンと、前記１フレーム前の情報に係
る各ブロックの前記パターンとを加算することにより、
前記各ブロックのエネルギー成分分布パターンを求めて
出力する予測残差加算手段と、前記予測残差加算手段か
ら出力された前記各ブロックのエネルギー成分分布パタ
ーンに逆直交変換を施して、前記各ブロックを再生する
逆直交変換手段と、を備えた構成とした。

【００１３】

【作用】上記各構成中、本発明の一態様である直交変換
符号化及び復号化方式によれば、直交変換手段に入力さ
れた情報は、該直交変換手段によって複数のブロックに
分割されるとともに各ブロック毎に直交変換が施され、
前記各ブロック毎に、エネルギー成分分布パターンが求
められる。これら各ブロック毎の分布パターンは、符号
化手段に与えられ、符号化手段において、第１の記憶手
段に記憶されているエネルギー成分分布基準パターン群
と照合される。この照合の結果、前記各ブロックに対応
する基準パターンが前記基準パターン群中から選ばれ、
この選ばれた基準パターンと対応する識別コードに基づ
き、各ブロックのコードが決定される。符号化手段によ
って決定された各ブロックのコードは、伝送手段によっ
て選択手段に伝送される。

【００１４】上記各ブロックのコードが伝送手段から与
えられると、選択手段によりこれらコードから前記識別
コードが各ブロック毎に求められる。そして、これら各
ブロック毎の識別コードを持つ基準パターンが、選択手
段により、第２の記憶手段に記憶されている基準パター
ン群中から選択されることとなる。選択手段により選択
された基準パターンは、逆直交変換手段に与えられる。 そして、逆直交変換手段において逆直交変換が施され、
これにより前記各ブロックが再生されることとなる。

【００１５】又、上記各構成中、本発明の別の一態様で
ある直交変換符号化及び復号化方式によれば、直交変換
手段に入力された情報は、該直交変換手段によって複数
のブロックに分割されるとともに各ブロック毎に直交変
換が施され、前記各ブロック毎に、エネルギー成分分布
パターンが求められる。これら各ブロック毎の分布パタ
ーンは、予測残差算出手段に与えられ、予測残差算出手
段において、該分布パターンに係る情報と、該分布パタ
ーンに係る情報よりも１フレーム前の情報との間で対応
するブロック同士の予測残差成分分布パターンが算出さ
れる。これら各ブロック毎の予測残差成分分布パターン
は、符号化手段に与えられ、符号化手段において、第１
の記憶手段に記憶されているエネルギー予測残差成分分
布基準パターン群と照合される。この照合の結果、前記
予測残差成分分布パターンと対応する基準パターンが前
記基準パターン群中から選ばれ、この選ばれた基準パタ
ーンと対応する識別コードに基づき、前記予測残差成分
分布パターンのコードが決定される。符号化手段によっ
て決定された前記分布パターンのコードは、伝送手段に
よって選択手段に伝送される。

【００１６】上記分布パターンのコードが伝送手段から
与えられると、選択手段によりこれらコードから前記識
別コードが各ブロック毎に求められる。そして、これら
各ブロック毎の識別コードを持つ基準パターンが、選択
手段により、第２の記憶手段に記憶されている基準パタ
ーン群中から選択されることとなる。前記選択された基
準パターンが、選択手段から与えられると、予測残差加
算手段において前記基準パターンから各ブロック毎の予
測残差成分分布パターンが求められ、これら求められた
パターンと、１フレーム前の情報に係る各ブロックの前
記パターンが加算される。この加算によって各ブロック
のエネルギー成分分布パターンが求まる。予測残差加算
手段において求められた各ブロックのエネルギー成分分
布パターンは、逆直交変換手段に与えられ、逆直交変換
手段にて逆直交変換が施されて前記各ブロックが再生さ
れることとなる。

【００１７】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施例に従う直交変換
符号化及び復号化方式を適用した画像伝送システムの構
成を示すブロック線図である。

【００１９】図１にて示す画像伝送システムは、送信部
２０、受信部３０および伝送路４０から構成される。送
信部２０は、入力端子１にビデオ信号を受け、これを本
発明に係る直交変換符号化方式に従い、直交変換及び符
号化する。これによってブロックコードを発生し、これ
を伝送路４０へ送出する。受信部３０は伝送路４０から
上記ブロックコードを受信し、これを本発明に係る復号
化方式に従い、復号することによりビデオ信号を再生し
、出力端子１３に出力する。

【００２０】送信部２０は、Ａ／Ｄ変換器２、画像メモ
リ３、直交変換器４、ブロック判定器５、基準パターン
メモリ６、符号化回路７を備えている。Ａ／Ｄ変換器２
は、入力端子１を通して入力されたビデオ信号を受けて
、このビデオ信号を、画素毎に例えば８ビットのデジタ
ルデータ（以下、ラスタデータと呼ぶ）に変換する。 このラスタデータは、画像メモリ３に書き込まれる。次
に、これらラスタデータは、直交変換器４によって例え
ば第２図に示すような４画素×４画素の正方形小ブロッ
ク毎に画像メモリ３から読出される。該読出されたラス
タデータは、直交変換器４において直交変換（例えば、
離散コサイン変換、アダマール変換等）される。その結
果、各々のブロックの各画素に異なる周波数領域のエネ
ルギー成分が配置されたエネルギー成分分布パターンが
得られる。このエネルギー成分分布パターンでの各成分
の配置は、図２にて図示するように、左上画素（１，１
）には直流成分が位置し、右下画素へ近付く程より高い
周波数成分が位置するようになっている。これら各エネ
ルギー成分の内、直流成分が最もエネルギー値が大きく
且つ伝送される画像の画質に与える影響が大きいため重
要度が最も高く、より高周波の成分になる程、伝送され
る画像の画質への重要度は低下する。

【００２１】基準パターンメモリ６には、エネルギー成
分分布基準パターン（以下、単に「基準パターン」と略
記する）が予め登録されている。この基準パターンには
、発現する可能性のある全てのエネルギー成分分布パタ
ーンの中から、より発現する確率が高いと想定される有
限個のものが選択されている。この基準パターンの選択
に当たっては、重用度の高い直流及び低周波成分の組合
せにできるだけ多くバリエーションを持たせることが伝
送される画像の画質を高品位に保持する上で望ましい。 本実施例に係る画像伝送システムでは、例えば図３に示
すようにパターンＡからパターンＺまでのエネルギー成
分分布基準パターンが用意されており、左上画素（つま
り直流成分）のエネルギー値Ｘ′（１，１）は全ての基
準パターンで同一値となっている。これら基準パターン
Ａ〜基準パターンＺは各々識別コードを有している。識
別コードとしては、基準パターンメモリ６内の各基準パ
ターンのアドレスを利用しても良く、或いは識別コード
を予め定めて基準パターンと共に基準パターンメモリ６
に登録しておいてもよい。

【００２２】上述した基準パターンメモリ６に登録され
ている基準パターンは、ブロック判定器５によって読出
されることとなる。

【００２３】ブロック判定器５は、直交変換器４から出
力された前記各ブロックのエネルギー成分分布パターン
を入力し、これらエネルギー成分分布パターンと、前記
基準パターンメモリ６から読出した基準パターンとを比
較する。ブロック判定器５によるエネルギー成分分布パ
ターンと基準パターンとの比較のプロセスについて更に
詳述すれば、以下のようである。即ち、まずその直流成
分が基準パターンと等しくなるように正規化し、次いで
各基準パターンＡ〜基準パターンＺと比較して最も相似
する、つまり両パターン間の距離が最も近い一つの基準
パターンを上記ブロックに対応する基準パターンとして
選択する。ここで、ブロック判定器５による判断は、例
えば次式により計算される平均二乗誤差Ｔが最小となる
ことにより行なわれる。 　　ブロック判定器５による上記判断は、或いは、次式
により計算される修正平均二乗誤差Ｔ′が最小となるこ
とによっても行なわれる。次式では、各エネルギー成分
毎の二乗誤差に、その成分の重用度に応じた重み係数Ｋ
（ｉ，ｊ）が乗じられている。 　　こうして、ブロック判定器５により、各ブロックに
対応する基準パターンが基準パターンメモリ６内の基準
パターン群から選択されると、更に、基準パターンの直
流成分に対するそのブロックの直流成分のエネルギー倍
率Ｘ（１，１）／Ｘ′（１，１）が計算され、このエネ
ルギー倍率と上記選択された基準パターンの識別コード
とがブロック判定器５から符号化回路７に送られる。

【００２４】符号化回路７は、このエネルギー倍率と基
準パターンの識別コードとを組合せて上記ブロックのコ
ードを作成し、これを伝送路４０に送出する。

【００２５】こうして、各ブロック毎に、対応する基準
パターンの識別コードとエネルギー倍率との双方を表す
コードが作成され、送信部２０から伝送路４０を通して
受信部３０に伝送される。

【００２６】受信部３０は、復号回路８、基準パターン
メモリ９、逆直交変換器１０、画像メモリ１１及びＤ／
Ａ変換器１２を備えている。復号回路８は、伝送路４０
を通して符号化回路７から伝送された上記ブロックのコ
ードを受信し、該コードから上記対応する基準パターン
の識別コードとエネルギー倍率とを得る。そして、識別
コードは基準パターンメモリ９に与えられる。

【００２７】基準パターンメモリ９には、送信部２０の
基準パターンメモリ６と同じ情報が予め格納されている
。この基準パターンメモリ９は、復号回路８から識別コ
ードを受けると、これにより特定される一つの基準パタ
ーン（つまり送信部２０で選択された基準パターンと同
じ基準パターン）を読出し、これを逆直交変換器１０に
与える。

【００２８】逆直交変換器１０には、基準パターンメモ
リ９から基準パターンが入力される他、復号回路８から
上記エネルギー倍率が与えられる。逆直交変換器１０は
、上記基準パターンに上記エネルギー倍率を乗じた後、
逆直交変換を施し、各画素がラスタデータより成る各ブ
ロックを再生する。そしてこの再生したブロックを画像
メモリ１１に書き込む。画像メモリ１１内の各ラスタデ
ータは走査の順序に従って読出され、Ｄ／Ａ変換器１２
によりアナログのビデオ信号に変換されて出力端子１３
に送られる。

【００２９】上記実施例に係る画像伝送システムにおい
ては、各ブロック毎に基準パターンを選択してその識別
コードとエネルギー倍率とを伝送するものであるが、重
用度の高い直流成分及び幾つかの低周波成分だけは成分
毎にエネルギー値を伝送し、その後、ブロック内を小領
域に分割し、この小領域毎に予め用意した基準パターン
を用いて、上記と同様な符号化を行なう変形も可能であ
る。

【００３０】以上説明した内容から明らかなように、本
発明の一実施例に従う直交変換符号化及び復号化方式が
適用された画像伝送システムでは、高い情報精度を保持
しつつ、高い符号化効率及び伝送効率を得ることが可能
である。

【００３１】次に、本発明の他の実施例を、図４を参照
して説明する。

【００３２】図４は、本発明の他の実施例に従う直交変
換符号化及び復号化方式を適用した画像伝送システムの
構成を示すブロック線図である。図１と図４とを比較対
照すれば明らかなように、本実施例に係る画像伝送シス
テムは、前述した実施例に係る画像伝送システムの構成
に、送信部５０側で予測残差算出回路４１とフレームメ
モリ４２とを付加し、受信部６０側で予測残差加算回路
４３とフレームメモリ４４とを付加した構成となってい
る。よって、図４において、図１にて示したものと同一
物には同一符号を付す。

【００３３】図４において、送信部５０の直交変換回路
４とブロック判定回路５との間には、予測残差算出回路
４１が接続されており、この予測残差算出回路４１の出
力側と入力側には、フレームメモリ４２が接続されてい
る。一方、受信部６０の基準パターンメモリ９と逆直交
変換回路１０との間には、予測残差加算回路４３が接続
されており、この予測残差加算回路４３の出力側と入力
側には、フレームメモリ４４が接続されている。

【００３４】フレームメモリ４２は、予測残差算出回路
４１から出力された各ブロック毎の予測残差成分分布パ
ターンと、予測に用いたエネルギー成分分布パターンと
を加算した予測エネルギー成分分布パターンを、１フレ
ームの画像情報分、記憶している。フレームメモリ４２
が記憶している前記各ブロック毎の予測エネルギー成分
分布パターンは、該１フレームの画像情報と続く新たな
１フレームの画像情報の対応するブロックの予測残差成
分分布パターンが予測残差算出回路４１から出力される
毎に更新される。即ち、フレームメモリ４２に記憶され
ている１フレーム前の画像情報に係る各ブロック毎の前
記分布パターンは、予測残差算出回路４１によってシリ
アルに伝送される現フレームの前記各分布パターンによ
り、書き換えられることとなる。従って、フレームメモ
リ４２には、常に現フレームの画像情報よりも１フレー
ム前の画像情報の前記分布パターンが予測値として記憶
されていることとなり、新たな１フレームの画像情報が
送信部５０に入力される毎に、その記憶内容が更新され
ることとなる。

【００３５】予測残差算出回路４１は、直交変換器４か
ら出力された各ブロックのエネルギー成分分布パターン
を入力するとともに、該分布パターンと対応する該分布
パターンよりも１フレーム前のブロックの分布パターン
を、フレームメモリ４２から読出す。そして、直交変換
器４から出力された前記分布パターンと前記１フレーム
前の分布パターンとの間の差分を求めて、該差分をフレ
ームメモリ４２及びブロック判定器５に出力する。予測
残差算出回路４１から出力される差分とは、現フレーム
の画像情報と、現フレームよりも１フレーム前の画像情
報との間で求められる、対応するブロック同士の予測残
差成分分布パターンをいう。

【００３６】図５は、Ａ／Ｄ変換器２から出力されたラ
スタデータが、４画素×４画素を１単位とした正方形小
ブロックで分割されたときの、上記予測残差成分分布パ
ターン算出のプロセスを示したものである。図５におい
て、予測残差ブロックＢ３　の各画素に配置されるエネ
ルギー成分ｘ３　（ｉ，ｊ）は、次式により算出される
。

【００３７】ｘ３　（ｉ，ｊ）＝ｘ２　（ｉ，ｊ）−ｘ
１（ｉ，ｊ）　　（ｉ，ｊ＝１〜４）ここで、ｘ２　（
ｉ，ｊ）は、現フレームの画像情報を形成しているブロ
ックＢ２　の前記ｘ３　（ｉ，ｊ）の画素と対応してい
る画素のエネルギー成分を表わしている。又、ｘ１　（
ｉ，ｊ）は、前フレームの画像情報を形成しているブロ
ックＢ１　の、前記ｘ３　（ｉ，ｊ）の画素及び前記ｘ
２　（ｉ，ｊ）の画素と対応している画素のエネルギー
成分を表わしている。

【００３８】基準パターンメモリ６には、前記各ブロッ
ク毎のエネルギー予測残差成分分布基準パターン（以下
、単に「基準パターン」と略記する）が予め登録されて
いる。この基準パターンには、発現する可能性のある全
ての分布パターンの中から、より発現する確率が高いと
想定される有限個のものが選択されている。この基準パ
ターンの選択に当たっては、重用度の高い直流及び低周
波成分の組合せに出来るだけ多くバリエーションを持た
せることが伝送される画像の画質を高品位に保持する上
で望ましい。本実施例に係る画像伝送システムでは、例
えば前述した図３に示すようにパターンＡからパターン
Ｚまでの基準パターンが用意されており、左上画素（つ
まり直流成分）のエネルギー値Ｘ′（１，１）は全ての
基準パターンで同一値となっている。これら基準パター
ンＡ〜基準パターンＺは各々識別コードを有している。 識別コードとしては、基準パターンメモリ６内の各基準
パターンのアドレスを利用しても良く、或いは識別コー
ドを予め定めて基準パターンと共に基準パターンメモリ
６に登録しておいてもよい。

【００３９】上述した基準パターンメモリ６に登録され
ている基準パターンは、ブロック判定器５によって読出
されることとなる。

【００４０】ブロック判定器５は、予測残差算出回路４
１から出力された前記各ブロックの予測残差成分分布パ
ターンを入力し、これら予測残差成分分布パターンと、
前記基準パターンメモリ６から読出した基準パターンと
を比較する。ブロック判定器５による予測残差成分分布
パターンと基準パターンとの比較のプロセスについて更
に詳述すれば、以下のようである。即ち、まずその直流
成分が基準パターンと等しくなるように正規化し、次い
で各基準パターンＡ〜基準パターンＺと比較して最も相
似する、つまり両パターン間の距離が最も近い一つの基
準パターンを上記分布パターンに対応する基準パターン
として選択する。ここで、ブロック判定器５による上記
判断は、例えば次式により計算される平均二乗誤差Ｔが
最小となることにより行なわれる。 　　こうして、ブロック判定器５により、各分布パター
ンに対応する基準パターンが基準パターンメモリ６内の
基準パターン群から選択されると、更に、基準パターン
の直流成分に対するそのブロックの直流成分のエネルギ
ー倍率Ｘ（１，１）／Ｘ′（１，１）が計算され、この
エネルギー倍率と上記選択された基準パターンの識別コ
ードとがブロック判定器５から符号化回路７に送られる
。

【００４１】符号化回路７は、このエネルギー倍率と基
準パターンの識別コードとを組合せて上記ブロックのコ
ードを作成し、これを伝送路４０に送出する。

【００４２】こうして、各ブロック毎に、対応する基準
パターンの識別コードとエネルギー倍率との双方を表す
コードが作成され、送信部５０から伝送路４０を通して
受信部６０に伝送される。

【００４３】復号回路８は、伝送路４０を通して符号化
回路７から伝送された上記ブロックのコードを受信し、
該コードから上記対応する基準パターンの識別コードと
エネルギー倍率とを得る。そして、識別コードは基準パ
ターンメモリ９に与えられる。

【００４４】基準パターンメモリ９には、送信部６０の
基準パターンメモリ６と同じ情報が予め格納されている
。この基準パターンメモリ９は、復号回路８から識別コ
ードを受けると、これにより特定される１つの基準パタ
ーン（つまり送信部５０で選択された基準パターンと同
じ基準パターン）を読出し、これを予測残差加算回路４
３に与える。

【００４５】フレームメモリ４４は、前述したフレーム
メモリ４２と同一の予測エネルギー成分分布パターンを
記憶している。フレームメモリ４４は、前記フレームメ
モリ４２と同様に機能する。

【００４６】予測残差加算回路４３は、基準パターンメ
モリ９から出力された基準パターンに上記エネルギー倍
率を乗じたものを入力するとともに、該基準パターンと
対応する該基準パターンよりも１フレーム前のブロック
の分布パターンを、フレームメモリ４４から読出す。そ
して、前記基準パターンに、前記分布パターンを加算し
て、該加算値を、フレームメモリ４４及び逆直交変換器
１０に出力する。ここで、基準パターンメモリ９から出
力される基準パターンとは、前記予測残差算出回路４１
から出力された予測残差成分分布パターンに対応してい
る。よって、上記加算値は、直交変換器４から予測残差
算出回路４１に与えられた前記各ブロックのエネルギー
成分分布パターンと対応することとなる。

【００４７】逆直交変換器１０には、予測残差加算回路
４３から出力されたエネルギー成分分布パターンが入力
される。逆直交変換器１０は、上記パターンに逆直交変
換を施し、各画素がラスタデータより成る各ブロックを
再生する。そしてこの再生したブロックを画像メモリ１
１に書き込む。画像メモリ１１内の各ラスタデータは走
査の順序に従って読出され、Ｄ／Ａ変換器１２によりア
ナログのビデオ信号に変換されて出力端子１３に送られ
る。

【００４８】上記実施例に係る画像伝送システムにおい
ては、各ブロック毎に基準パターンを選択してその識別
コードとエネルギー倍率とを伝送するものであるが、重
用度の高い直流成分及び幾つかの低周波成分だけは成分
毎にエネルギー値を伝送し、その後、ブロック内を小領
域に分割し、この小領域毎に予測残差成分分布パターン
をコード化するという応用も可能である。また、予測残
差算出回路４１が前記予測残差成分分布パターンを算出
する際の予測値として、現フレームの画像情報を形成す
る各ブロック中の上側ブロック又は左側ブロック等を対
象とすることができる。

【００４９】以上説明した内容から明らかなように、本
発明の他の実施例に従う直交変換符号化及び復号化方式
が適用された画像伝送システムでは、図１にて示した実
施例に係る画像伝送システムにおけるよりも、更に高い
符号化効率及び伝送効率を、高い情報精度を保持した状
態で実現が可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力信号に直交変換を施してエネルギー分布パターンを
得て、これに対応する基準パターンを、予め用意した有
限個の基準パターン中から選択し、その対応する基準パ
ターンの識別コードから上記ブロックのコードを定める
ようにしているため、このコードを復号する側において
も同様な基準パターン群を用意させれば、高い情報精度
を保持しつつ高い符号化効率及び伝送効率を得ることが
可能な直交変換符号化及び復号化方式を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に従う直交変換符号化及び復
号化方式を適用した画像伝送システムの構成を示すブロ
ック線図。

【図２】図１にて示した構成において分割された画像の
ブロックを示す図。

【図３】図１にて示した構成に係る基準パターンの一例
を示す図。

【図４】本発明の他の実施例に従う直交変換符号化及び
復号化方式を適用した画像伝送システムの構成を示すブ
ロック線図。

【図５】図４にて示した構成に係る予測残差成分分布パ
ターン算出のプロセスを示した図。

【符号の説明】

１　　ビデオ入力端子 ２　　Ａ／Ｄ変換器 ３　　画像メモリ ４　　直交変換器 ５　　ブロック判定器 ６　　基準パターンメモリ ７　　符号化回路 ８　　復号回路 ９　　基準パターンメモリ １０　　逆直交変換器 １１　　画像メモリ １２　　Ｄ／Ａ変換器 １３　　ビデオ出力端子 ２０　　送信部 ３０　　受信部 ４０　　伝送路 ４１　　予測残差算出回路 ４２　　フレームメモリ ４３　　予測残差加算回路 ４４　　フレームメモリ ５０　　送信部 ６０　　受信部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力情報を複数のブロックに分割し、これ
   ら各ブロックに直交変換を施して、前記各ブロックのエ
   ネルギー成分分布パターンを得る直交変換手段と、各々
   識別コードを有する予め定められたエネルギー成分分布
   基準パターン群が記憶された記憶手段と、前記直交変換
   手段から出力された前記各ブロックの分布パターンを、
   前記記憶された基準パターン群と照合して、前記各ブロ
   ックに対応する基準パターンを選び、この選んだ基準パ
   ターンの前記識別コードに基づき前記各ブロックのコー
   ドを決定する符号化手段と、を備えたことを特徴とする
   直交変換符号化方式。
2. 【請求項２】請求項１記載の直交変換符号化方式におい
   て、前記符号化手段は、前記各ブロックの分布パターン
   に最も相似する基準パターンを前記対応する基準パター
   ンとして選択し、この対応する基準パターンの識別コー
   ドと、前記対応する基準パターンに対する前記各ブロッ
   クの分布パターンの所定エネルギー成分についてのエネ
   ルギー倍率とに基づいて前記各ブロックのコードを決定
   することを特徴とする直交変換符号化方式。
3. 【請求項３】請求項１記載の直交変換符号化方式により
   決定されたブロックのコードを復号化する復号化方式に
   おいて、前記記憶手段に記憶されている、前記基準パタ
   ーン群と同一の基準パターン群が記憶されている第２の
   記憶手段と、前記各ブロックのコードから前記識別コー
   ドを得て、この識別コードを持つ基準パターンを、前記
   第２の記憶手段に記憶されている基準パターン群中から
   選択する選択手段と、前記各ブロックのコードから前記
   エネルギー倍率を得て、このエネルギー倍率と前記選択
   手段によって選択された基準パターンとにより得た、エ
   ネルギー成分分布パターンに逆直交変換を施して、前記
   各ブロックを再生する逆直交変換手段と、を備えたこと
   を特徴とする復号化方式。
4. 【請求項４】入力情報を複数のブロックに分割し、これ
   ら各ブロックに直交変換を施して、前記各ブロックのエ
   ネルギー成分分布パターンを得る直交変換手段と、各々
   識別コードを有する予め定められたエネルギー成分分布
   基準パターン群が記憶されている第１の記憶手段と、前
   記各ブロックの分布パターンを前記基準パターン群と照
   合して、前記各ブロックに対応する基準パターンを選び
   、この選んだ基準パターンの前記識別コードに基づき前
   記各ブロックのコードを決定する符号化手段と、前記符
   号化手段によって決定された前記各ブロックのコードを
   伝送する伝送手段と、前記基準パターン群と同一の基準
   パターン群が記憶されている第２の記憶手段と、前記伝
   送手段により伝送された前記各ブロックのコードを受け
   、このコードから前記識別コードを得て、この識別コー
   ドを持つ基準パターンを、前記第２の記憶手段内の基準
   パターン群中から選択する選択手段と、前記選択手段に
   よって選択された基準パターンに逆直交変換を施して、
   前記各ブロックを再生する逆直交変換手段と、を備えた
   ことを特徴とする直交変換符号化及び復号化方式。
5. 【請求項５】入力情報を複数のブロックに分割し、これ
   ら各ブロックに直交変換を施して、前記各ブロックのエ
   ネルギー成分分布パターンを得る直交変換手段と、前記
   直交変換手段から出力された前記ブロックの前記パター
   ン及び前記パターンに係る情報よりも１フレーム前の情
   報に係る各ブロックの前記パターンを入力し、両情報間
   で対応するブロック同士の予測残差成分分布パターンを
   算出して出力する予測残差算出手段と、各々識別コード
   を有する予め定められたエネルギー予測残差成分分布基
   準パターン群が記憶されている記憶手段と、前記予測残
   差算出手段から出力された前記予測残差成分分布パター
   ンを前記記憶手段に記憶されている前記基準パターン群
   と照合して、前記予測残差成分分布パターンに対応する
   前記予測残差成分分布基準パターンを選択し、この選択
   した基準パターンの前記識別コードに基づき前記予測残
   差成分分布パターンのコードを決定する符号化手段と、
   を備えたことを特徴とする直交変換符号化方式。
6. 【請求項６】請求項５記載の直交変換符号化方式におい
   て、前記符号化手段は、前記予測残差成分分布パターン
   に最も相似する予測残差成分分布基準パターンを前記対
   応する基準パターンとして選択し、この対応する基準パ
   ターンの識別コードと、前記対応する基準パターンに対
   する前記予測残差成分分布パターンの所定エネルギー成
   分についてのエネルギー倍率とに基づいて前記予測残差
   成分分布のコードを決定することを特徴とする直交変換
   符号化方式。
7. 【請求項７】請求項５記載の直交変換符号化方式により
   決定された予測残差成分分布のコードを復号化する復号
   化方式において、前記記憶手段に記憶されている、前記
   基準パターン群と同一の基準パターン群が記憶されてい
   る第２の記憶手段と、伝送された前記予測残差成分分布
   パターンのコードを受け、このコードから前記識別コー
   ドを得て、この識別コードを持つ基準パターンを、前記
   第２の記憶手段に記憶されている基準パターン群中から
   選択する選択手段と、伝送された前記予測残差成分分布
   パターンのコードを受け、このコードから前記エネルギ
   ー倍率を得て、このエネルギー倍率と前記選択手段によ
   って選択された基準パターンとにより得た、予測残差成
   分分布パターンから各ブロック毎の前記パターンを求め
   、これら求めたパターンと、前記１フレーム前の情報に
   係る各ブロックの前記パターンとを加算することにより
   、前記各ブロックのエネルギー成分分布パターンを求め
   て出力する予測残差加算手段と、前記予測残差加算手段
   から出力された前記各ブロックのエネルギー成分分布パ
   ターンに逆直交変換を施して、前記各ブロックを再生す
   る逆直交変換手段と、を備えたことを特徴とする復号化
   方式。
8. 【請求項８】入力情報を複数のブロックに分割し、これ
   ら各ブロックに直交変換を施して、前記各ブロックのエ
   ネルギー成分分布パターンを得る直交変換手段と、前記
   直交変換手段から出力された前記各ブロックの前記パタ
   ーン及び前記パターンに係る情報よりも１フレーム前の
   情報に係る各ブロックの前記パターンを入力し、両情報
   間で対応するブロック同士の予測残差成分分布パターン
   を算出して出力する予測残差算出手段と、各々識別コー
   ドを有する予め定められたエネルギー予測残差成分分布
   基準パターン群が記憶されている第１の記憶手段と、前
   記予測残差算出手段から出力された前記予測残差成分分
   布パターンを前記第１の記憶手段に記憶されている前記
   基準パターン群と照合して、前記予測残差成分分布パタ
   ーンに対応する前記基準パターンを選択し、この選択し
   た基準パターンの前記識別コードに基づき前記予測残差
   成分分布パターンのコードを決定する符号化手段と、前
   記符号化手段によって決定された前記パターンのコード
   を伝送する伝送手段と、前記第１の記憶手段に記憶され
   ている基準パターン群と同一の基準パターン群が記憶さ
   れている第２の記憶手段と、前記伝送手段により伝送さ
   れた前記パターンのコードを受け、これらコードから前
   記識別コードを得て、この識別コードを持つ基準パター
   ンを、前記第２の記憶手段内の基準パターン群中から選
   択する選択手段と、前記選択手段によって選択された基
   準パターンから各ブロック毎の前記予測残差成分分布パ
   ターンを求め、これら求めたパターンと、前記１フレー
   ム前の情報に係る各ブロックの前記パターンとを加算す
   ることにより、前記各ブロックのエネルギー成分分布パ
   ターンを求めて出力する予測残差加算手段と、前記予測
   残差加算手段から出力された前記各ブロックのエネルギ
   ー成分分布パターンに逆直交変換を施して、前記各ブロ
   ックを再生する逆直交変換手段と、を備えたことを特徴
   とする直交変換符号化及び復号化方式。