JPH0614197A - 復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 符号誤りによる画像平坦部での誤差を解消
し、又はその収束を速める。 【構成】 逆量子化器５４は、予測値計算回路６４から
の予測値により選択された復号化コード・テーブルに従
い、入力端子５０からの符号化コードを予測誤差の代表
値に変換する。加算器５６はこの代表値に予測値を加算
し、復号値を出力する。スイッチ５８は、通常は加算器
５６の出力を選択し、符号誤りのある復号値に対し復号
値推定回路６２の出力（推定値）を選択する。復号値推
定回路６２は、過去の２以上の復号値（スイッチ５８の
出力値）から次の復号値を推定する。予測値計算回路６
４はスイッチ５８の出力から予測値を計算し、逆量子化
器５４及び加算器５６に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予測差分符号化方式に
おける復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを高能率圧縮する符号化方法
として、符号化画素値を過去の符号化画素値によって予
測し、その予測値との差分（又は誤差）を符号化する予
測差分符号化方式が知られている。この予測差分符号化
方式ではまた、予測値に応じて符号化時及び復号化時の
変換テーブル（コード・テーブル）を選択する予測値適
応型量子化方式が提案されている。この方式では、各コ
ード・テーブル間で符号化コードの割り当てとその代表
値に所定の序列を設けることにより、完全積分型の予測
を用いる場合でも、コード誤りによる誤差伝搬を自律的
に収束させることができる。

【０００３】図２は、予測値適応型量子化方式を採用し
た予測差分符号化装置の構成ブロック図を示し、図３
に、対応する復号化装置の従来例の構成ブロック図を示
す。

【０００４】先ず、図２を説明する。入力端子１０に
は、例えば８ビットの画像データが入力し、減算器１２
は入力端子１０からの画素値から予測値を減算する。即
ち、減算器１２は、入力画素値との予測誤差を出力す
る。予測値は、予測値計算回路２２から供給される。

【０００５】量子化器１４は複数の符号化コード・テー
ブルを具備し、予測値計算回路２２による予測値に応じ
て選択した符号化コード・テーブルに従って、減算器１
２の出力を符号化し、例えば４ビットの符号化コードに
出力する。量子化器１４から出力される符号化コード
は、出力端子１６から外部に出力されると共に、逆量子
化器１８に印加される。

【０００６】逆量子化器１８は、量子化器１４の具備す
る符号化コード・テーブルにそれぞれ対応する複数の復
号化コード・テーブルを具備し、予測値計算回路２２に
よる予測値に応じて選択した復号化コード・テーブルに
従って量子化器１４の出力を復号化し、代表値を出力す
る。加算器２０は、逆量子化器１８の出力に、予測値計
算回路２２からの予測値を加算し、局部復号値を出力す
る。この局部復号値は予測値計算回路２２に印加され
る。予測値計算回路２２は、１又は複数の局部復号値か
ら次の入力画素の予測値を計算し、計算した予測値を減
算器１２、量子化器１４、逆量子化器１８及び加算器２
０に出力する。

【０００７】図３に示す復号化装置を説明する。入力端
子２４には、出力端子１６から出力される符号化コード
が入力する。逆量子化器１８と同じ回路構成の逆量子化
器２６が、予測値計算回路３２による予測値に応じて選
択した復号化コード・テーブルに従い、入力端子２４か
らの符号化コードを復号化し、差分値（予測誤差）の代
表値を出力する。加算器２８は、逆量子化器２６の出力
に予測値計算回路３２による予測値を加算し、復号値を
出力する。この復号値は、出力端子３０と予測値計算回
路３２に供給される。予測値計算回路３２は、予測値計
算回路２２と同様に、１又は複数の局部復号値から次の
入力画素の予測値を計算し、計算した予測値を逆量子化
器２６及び加算器２８に出力する。

【０００８】量子化器１４の符号化コード・テーブルに
減算器１２の減算を含めることができ、同様に、逆量子
化器１８（及び逆量子化器２６）の復号化コード・テー
ブルに加算器２０（及び加算器２８）の加算を含めるこ
とができる。このように変更した符号化装置の構成ブロ
ック図を図４に示し、復号化装置の構成ブロック図を図
５に示す。

【０００９】図４において、３４は、量子化器１４の複
数の符号化コード・テーブルのそれぞれに減算器１２の
減算を組み込んだ符号化コード・テーブルを有する量子
化器である。３６は、逆量子化器３６の複数の復号化コ
ード・テーブルのそれぞれに加算器２０の加算を組み込
んだ復号化コード・テーブルを有する逆量子化器であ
る。実質的な動作は、図２と全く同じである。

【００１０】また、図５において、３８は、逆量子化器
２６の複数の復号化コード・テーブルのそれぞれに加算
器２８の加算を組み込んだ復号化コード・テーブルを有
する逆量子化器である。実質的な動作は、図３と全く同
じである。

【００１１】図２〜図５に示す符号化装置及び復号化装
置による符号化及び復号化の処理過程を、図６及び図７
を参照して簡単に説明する。図６は符号化過程の一例を
示し、図７は図６による符号化コードの復号化過程の一
例を示す。なお、ここでは、前値を予測値としている。

【００１２】符号化過程で、ｔ＝０Ｌに、入力画素値
は、予測値により選択された符号化コード・テーブルに
より、符号化コード”３”に変換され、これが１ライン
期間後のｔ＝１Ｌの入力画素値に対する予測値となる。
ｔ＝１Ｌでは、符号化コード”５”に変換され、同様
に、これがｔ＝２Ｌでの予測値となる。以下、同様であ
る。各時刻で量子化器により出力される符号化コード
を、○で囲んで示す。また、各符号化コードの左側の△
印は代表値の位置を示す。

【００１３】復号化過程では、時刻ｔ＝０Ｌに、符号化
コード”３＃に誤りが発生し、コード”０”になったと
する。この誤りにより、１ライン期間後の時刻ｔ＝１Ｌ
では、図６の符号化過程で選択された符号化コード・テ
ーブルとは対応しない復号化コード・テーブルが選択さ
れる。しかし、時刻ｔ＝１Ｌにおける符号化コード２
５”により、ｔ＝２Ｌでは正しい復号化コード・テーブ
ルが選択され、以後、誤差が収束していく。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の復号化
装置では、図１１に例示したように、入力画素値が一定
である画像平坦部では、誤差の収束に時間がかかる。

【００１５】本発明は、誤差がより速く収束する復号化
装置を提示することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る復号化装置
は、予測差分符号化コードを復号化し、復号値を出力す
る復号化手段と、復号画素の近傍画素の出力値から復号
値を推定し、推定復号値を出力する復号値推定手段と、
当該復号化手段の出力に誤りがないとき当該復号化手段
による復号値を選択し、誤りがあるとき当該復号値推定
手段による推定復号値を選択し、上記出力値として出力
する選択手段と、当該選択手段の少なくとも１つの出力
値から予測値を形成し、当該復号化手段に供給する予測
値形成手段とからなる。復号化手段の出力を所定遅延期
間の遅延手段で遅延し、復号値推定手段では、後行する
画素の出力値を使って復号値を推定してもよい。

【００１７】

【作用】上記復号値推定手段により、誤りのある画素の
復号値を推定する。画像が平坦であればあるほど、その
推定値は本来の復号値に近似するので、誤りによる誤差
は小さくなる。誤差が収束していく符号化復号化方式を
採用することにより、誤りによる誤差の影響を更に小さ
くできる。上記遅延手段を設けることにより、誤りのあ
る画素に後行する画素も推定値算出の基礎に使用でき、
より高い精度で復号値を推定できる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例であって、図２
に示す符号化装置による符号化コードを復号する復号化
装置の構成ブロック図を示す。

【００２０】入力端子５０には符号化コードが入力し、
入力端子５２には、入力端子５０に入力する符号化コー
ドの誤り検出信号が適当な時間遅れて入力する。逆量子
化器５４は、図３に示す従来の復号化装置の逆量子化器
２６と同様の回路であり、予測値計算回路６４による予
測値に応じて選択された復号化コード・テーブルに従
い、入力端子５０からの符号化コードを逆量子化し、予
測誤差の代表値を出力する。加算器５６は、逆量子化器
５４の出力に予測値計算回路６４による予測値を加算
し、復号値を出力する。

【００２１】加算器５６から出力される復号値は、スイ
ッチ５８のａ接点に印加され、スイッチ５８のｂ接点に
は、復号値推定回路６２の出力が印加されている。復号
値推定回路６２は、詳細は後述するが、過去の２以上の
復号値（スイッチ５８の出力値）から次の復号値の推定
値を計算し、スイッチ５８のｂ接点に出力する。スイッ
チ５８は入力端子５２に入力する誤り検出信号により切
り換えられ、逆量子化器５４の出力が正しい時にはａ接
点に接続し、誤っている時にはｂ接点に接続する。即
ち、スイッチ５８は、誤りのない時には加算器５６の出
力を選択し、誤りの発生時には復号値推定回路６２の出
力（推定値）を選択する。

【００２２】スイッチ５８により選択された信号は、出
力端子６０、復号値推定回路６２及び予測値計算回路６
４に印加される。予測値計算回路６４は、従来例の予測
値計算回路３２と同様に、入力値を１又は２以上のサン
プル期間遅延させて予測値を計算し、逆量子化器５４及
び加算器５６に出力する。

【００２３】従来例と同様に、逆量子化器５４の複数の
復号化コード・テーブルのそれぞれに、加算器５６の加
算演算を含めることができる。図８は、その変更例の構
成ブロック図であって、逆量子化器６６は、図１の逆量
子化器５４に加算器５６の機能を加えた復号化コード・
テーブルを具備し、予測値計算回路６４による予測値に
応じて、復号化に使用する復号化コード・テーブルを選
択する。他の回路要素は図１と同じである。

【００２４】図９は、復号値推定回路６２の一例の回路
構成ブロック図を示す。ここでは、図１０に示す画素Ｄ
に対し、前画素Ａ、画素Ａの１ライン前の画素Ｂ、及び
画素Ｂの次の画素Ｃの３つの画素値から復号値を推定す
る。即ち、画素Ｄで誤りが発生したとして、画素Ａ，
Ｂ，Ｃの画素値をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃとしたとき、画素
Ｄの推定復号値ｄ＝Ａ−Ｂ＋Ｃとする。図１０では、左
から右、上から下に復号化処理が進むとし、黒丸の画素
が復号済みである。

【００２５】図９において、入力端子７０には、図１の
スイッチ５８の出力が入力する。１ラインの遅延回路７
２は入力端子７０の復号値を１ライン遅延し、１画素の
遅延回路７４は入力端子７０の復号値を１サンプル期間
遅延する。１画素の遅延回路７６は１ライン遅延回路７
２の出力を１サンプル期間遅延する。遅延回路７４の出
力が画素Ａの復号値、遅延回路７６の出力が画素Ｂの復
号値、遅延回路７２の出力が画素Ｃの復号値になってい
る。

【００２６】減算器７８は遅延回路７２の出力から遅延
回路７６の出力を減算する。この減算により、Ｃ−Ｂが
計算される。加算器８０は減算器７８の出力と、遅延回
路７４の出力を加算する。加算器８０の出力はＡ−Ｂ＋
Ｃになり、これが出力端子８２から推定復号値として出
力され、スイッチ５８のｂ接点に印加される。

【００２７】図１１及び図１２を参照して、図１に示す
実施例の効果を具体的に説明する。図１１は、図４又は
図５に示す従来の復号化装置による復号化処理例であ
り、図１２は、図１１と同じ符号誤りに対して図１に示
す実施例の動作を示す。どちらも、画像平坦部であっ
て、ｔ＝２Ｌに符号誤りが発生し、本来のコード”３”
がコード”０”になっているとする。

【００２８】図１１で、破線が、本来の復号値のレベル
を示す。ｔ＝２Ｌ以降では、本来の復号値から大きく外
れているが、徐々に本来の復号値に近付いている。他
方、本実施例では、図１２に示すように、符号誤りの発
生時点（ｔ＝２Ｌ）で、スイッチ５８により推定復号値
で置換され、予測値計算回路６４も、置換された推定復
号値を使って予測値を計算するので、ｔ＝２Ｌ以降で、
復号化コード・テーブルの選択も適切になり、本来の復
号値との誤差はほとんど無くなる。

【００２９】上記実施例では、画像平坦部では、推定復
号値は本来の復号値とほぼ等しくなるので、符号誤りの
誤差をほぼゼロにできる。しかし、本実施例はこのよう
な画像平坦部に限らず、画像変化部分でも、従来例に比
べ誤差の収束を改善する効果があることは明らかであ
る。

【００３０】図１及び図８に示す実施例では、時間的に
先行する画素の複数の復号値から推定復号値を計算した
が、適当な遅延回路を組み込んで、時間的に後行する画
素の復号値も使って推定復号値を計算してもよい。図１
３は、その変更実施例の構成ブロック図を示す。

【００３１】図１３において、入力端子１００には符号
化コードが入力し、入力端子１０２には、入力端子１０
０に入力する符号化コードの誤り検出信号が適当な時間
遅れて入力する。逆量子化器１０４は、図３に示す従来
の復号化装置の逆量子化器２６と同様の回路であり、予
測値計算回路１１６による予測値に応じて選択された復
号化コード・テーブルに従い、入力端子１００からの符
号化コードを逆量子化し、予測誤差の代表値を出力す
る。加算器１０６は、逆量子化器１０４の出力に予測値
計算回路１１６による予測値を加算し、復号値を出力す
る。

【００３２】加算器１０６から出力される復号値は、遅
延回路１０８及び復号値推定回路１１４に印加される。
遅延回路１０８は例えば１サンプル期間の遅延回路であ
り、その出力がスイッチ１１０のａ接点に印加される。
スイッチ１１０のｂ接点には、復号値推定回路１１４の
出力（推定復号値）が印加される。復号値推定回路１１
４は、詳細は後述するが、スイッチ１１０の１以上の出
力値（遅延回路１０８の出力に対して先行する画素の復
号値）と、遅延回路１０８の出力に対して後行する画素
の復号値（加算器１０６の出力）とから、遅延回路１０
８の出力に対する推定復号値を計算する。

【００３３】換言すれば、遅延回路１０８は、復号値推
定回路１１４における推定計算に必要な時間、加算器１
０６の出力を遅延させる。

【００３４】スイッチ１１０は入力端子１０２に入力す
る誤り検出信号により切り換えられ、遅延回路１０８の
出力段階で、復号値が正しい時にはａ接点に接続し、誤
っている時にはｂ接点に接続する。即ち、スイッチ１１
０は、誤りのない時には遅延回路１０８の出力を選択
し、誤りの発生時には復号値推定回路１１４の出力（推
定値）を選択する。

【００３５】スイッチ１１０により選択された信号は、
出力端子１１２、復号値推定回路１１４及び予測値計算
回路１１６に印加される。予測値計算回路１１６は、入
力値を所定期間遅延させて予測値を計算し、逆量子化器
１０４及び加算器１０６に出力する。

【００３６】従来例と同様に、逆量子化器１０４の複数
の復号化コード・テーブルのそれぞれに、加算器１０６
の加算演算を含めることができる。図１４は、その変更
例の構成ブロック図であって、逆量子化器１１８は、図
１３の逆量子化器１０４に加算器１０６の機能を加えた
複数の復号化コード・テーブルを具備し、予測値計算回
路１１６による予測値に応じて、復号化に使用する復号
化コード・テーブルを選択する。他の回路要素は図１３
と同じである。

【００３７】図１５は、図１４に示す復号化装置で、予
測値として前ラインの画素値を使用し、遅延回路１０８
で１サンプル期間遅延させる場合の、より詳細な回路構
成ブロック図を示す。遅延回路１０８は１サンプル期間
遅延の、例えばＤフリップフロップからなる。前ライン
の復号値を予測値とするため、予測値計算回路１１６は
（１Ｈ−１Ｄ）の遅延回路からなる。逆量子化器１１８
の作用は図１４の逆量子化器１１８と同じであり、スイ
ッチ１１０の作用は図１３のスイッチ１１０と同じであ
る。

【００３８】復号値推定回路１１４は、スイッチ１１０
の出力を１サンプル期間遅延させる遅延回路１２０、遅
延回路１２０の出力と逆量子化器１１８の出力を加算す
る加算器１２２、及び、加算器１２２の出力に定数１／
２を乗算する乗算器１２４からなり、乗算器１２４の出
力が推定復号値としてスイッチ１１０のｂ接点に供給さ
れる。

【００３９】図１６を参照して、図１５に示す復号値推
定回路１１４の作用を詳細に説明する。図１６は、画素
配置を示しており、左から右、上から下に復号化処理が
進むとし、復号済みの画素を黒丸で示している。×印の
画素Ｂで誤りが発生したとする。遅延回路１０８の出力
が画素Ｂの復号値である段階で、逆量子化器１１８の出
力は後画素である画素Ｃの復号値、遅延回路１２０の出
力は前画素である画素Ａの復号値になっている。

【００４０】復号値推定回路１１４では、加算器１２２
がこれら画素Ａ，Ｃの復号値を加算し、乗算器１２４が
１／２を乗算する。乗算器１２４の出力は画素Ａ，Ｃの
復号値の平均値、即ち内挿値であり、これが推定復号値
としてスイッチ１１０のｂ接点に印加される。

【００４１】予測値計算回路１１６は、スイッチ１１０
の出力を（１Ｈ−１Ｄ）、即ち、逆量子化器１１８の出
力タイミングから見て１Ｈだけ遅延し、予測値として出
力する。

【００４２】図１５に示す実施例では、推定値として内
挿値を用いるので、本来の復号値と比較して非常に近似
した値になる。これが予測値計算回路１１６に入力さ
れ、予測値計算の基礎となることから、計算される予測
値も非常に正確なものになり、符号誤りによる誤差は、
あってもほとんど無視できる程度になる。即ち、この実
施例でも、符号誤りに対し図１２に示すように復号化処
理が進み、誤り発生以降、復号化コード・テーブルの選
択も適切になり、本来の復号値との誤差はほとんど無く
なる。画像平坦部に限らず、画像変化部分でも、従来例
に比べ誤差の収束を改善する効果がある。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、符号誤りがあっても、それによる
誤差を瞬時に又は急速に解消でき、符号誤りによる誤差
の伝搬を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成ブロック図である。

【図２】 予測値適応型ＤＰＣＭ符号化装置の従来例の
構成ブロック図である。

【図３】 図２に対応する復号化装置の従来例の構成ブ
ロック図である。

【図４】 図２に示す符号化装置の簡略化構造の構成ブ
ロック図である。

【図５】 図３に示す復号化装置の簡略化構造の構成ブ
ロック図である。

【図６】 図２の符号化処理過程の説明図である。

【図７】 図３の復号化処理過程の説明図である。

【図８】 図１に示す復号化装置の簡略化構造の構成ブ
ロック図である。

【図９】 図１及び図８の復号値推定回路６２の回路構
成ブロック図である。

【図１０】 図９の動作説明用画素配置図である。

【図１１】 従来例での誤り修正過程の説明図である。

【図１２】 図１及び図８による誤り修正過程の説明図
である。

【図１３】 本発明の変更実施例の構成ブロック図であ
る。

【図１４】 図１３に示す復号化装置の簡略構造の構成
ブロック図である。

【図１５】 図１３に示す復号化装置をより具体化した
回路例である。

【図１６】 図１５の動作説明用画素配置図である。

【符号の説明】

１０：入力端子 １２：減算器 １４：量子化器 １
６：出力端子 １８：逆量子化器 ２０：加算器 ２
２：予測値計算回路 ２４：入力端子 ２６：逆量子化
器 ２８：加算器 ３０：出力端子 ３２：予測値計算
回路 ３４：量子化器 ３６，３８：逆量子化器 ５０：符号化コード入力端子
５２：誤り検出信号入力端子 ５４：逆量子化器 ５
６：加算器 ５８：スイッチ ６０：出力端子 ６２：復号値推定回路 ６４：予測値計算回路 ６６：
逆量子化器 ７０：入力端子 ７２，７６，７８：遅延
回路 ７８：減算器 ８０：加算器 ８２：出力端子
１００：符号化コード入力端子 １０２：誤り検出信号
入力端子 １０４：逆量子化器 １０６：加算器 １０
８：遅延回路 １１０：スイッチ １１２：出力端子
１１４：復号値推定回路 １１６：予測値計算回路 １
１８：逆量子化器 １２０：遅延回路 １２２：加算器
１２４：乗算器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予測差分符号化コードを復号化し、復号
   値を出力する復号化手段と、復号画素の近傍画素の出力
   値から復号値を推定し、推定復号値を出力する復号値推
   定手段と、当該復号化手段の出力に誤りがないとき当該
   復号化手段による復号値を選択し、誤りがあるとき当該
   復号値推定手段による推定復号値を選択し、上記出力値
   として出力する選択手段と、当該選択手段の少なくとも
   １つの出力値から予測値を形成し、当該復号化手段に供
   給する予測値形成手段とからなることを特徴とする復号
   化装置。
2. 【請求項２】 上記復号化手段が、上記予測値計算手段
   から供給される予測値に応じて選択される複数の復号化
   コード・テーブルを具備する請求項１に記載の復号化装
   置。
3. 【請求項３】 予測差分符号化コードを復号化し、復号
   値を出力する復号化手段と、当該復号化手段の出力を所
   定期間遅延する遅延手段と、後行する少なくとも１つの
   画素を含む復号画素の近傍画素の出力値から復号値を推
   定し、推定復号値を出力する復号値推定手段と、当該復
   号化手段の出力に誤りがないとき当該遅延手段の出力を
   選択し、誤りがあるとき当該復号値推定手段による推定
   復号値を選択し、上記出力値として出力する選択手段
   と、当該選択手段の少なくとも１つの出力値から予測値
   を形成し、当該復号化手段に供給する予測値形成手段と
   からなることを特徴とする復号化装置。
4. 【請求項４】 上記復号化手段が、上記予測値計算手段
   から供給される予測値に応じて選択される複数の復号化
   コード・テーブルを具備する請求項３に記載の復号化装
   置。