JPH0698310A - Picture coding/decoding device - Google Patents

Picture coding/decoding device

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JPH0698310A
JPH0698310A JP24217592A JP24217592A JPH0698310A JP H0698310 A JPH0698310 A JP H0698310A JP 24217592 A JP24217592 A JP 24217592A JP 24217592 A JP24217592 A JP 24217592A JP H0698310 A JPH0698310 A JP H0698310A
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pattern
pixel patterns
degenerate
pixel
average value
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Hideyuki Ueno
秀幸 上野
Takashi Ida
孝 井田
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Toshiba Corp
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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency by allocating a code to a degenerative picture element pattern obtained through reduction conversion. CONSTITUTION:An average value calculation circuit 103 calculates an in-block average value of an input picture signal of one frame, a compression processing circuit 104 applies compression processing of a difference PCM and the result is sent via a multiplexer 112. An average value from the circuit 103 is inputted also to a frame memory 105. The content of the memory 105 is referenced to be converted by a reduction conversion pattern generating circuit 106, and all conversion picture element patterns are generated and written in a pattern memory 107. The conversion picture element pattern stored therein is classified by a pattern classification circuit 108. That is, since similar patterns are degenerated into one pattern, the number of picture element patterns is considerably less. The pattern is written in a memory 110 via a sequencing circuit 109, a picture element pattern of a minimum error is selected by an optimum pattern selection circuit 111 and outputted via the multiplexer 112. Thus, the coding efficiency of a moving picture signal is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、静止画像信号または動
画像信号のための画像符号化装置および該符号化装置に
より符号化された画像信号を復号化する画像復号化装置
に係り、特に画像の部分的自己相似性を利用した画像符
号化/復号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding device for still image signals or moving image signals and an image decoding device for decoding an image signal encoded by the encoding device, and more particularly to an image decoding device. The present invention relates to an image encoding / decoding device that utilizes the partial self-similarity of.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラーファクシミリや電子スチルカメラ
システム等の静止画像信号を伝送または蓄積するシステ
ム、並びにTV電話、TV会議、ディジタルVTR、ビ
デオディスク等の動画像信号を伝送または蓄積するシス
テムにおいて、画像信号を高効能率に圧縮して符号化す
る画像符号化装置および該符号化装置により符号化され
た画像信号を復号化する画像復号化装置が求められてい
る。
2. Description of the Related Art Image in a system for transmitting or storing a still image signal such as a color facsimile or an electronic still camera system, and a system for transmitting or storing a moving image signal such as a TV telephone, a TV conference, a digital VTR, a video disc. There is a demand for an image encoding device that compresses a signal with high efficiency and encodes it, and an image decoding device that decodes an image signal encoded by the encoding device.

【0003】画像符号化装置としては種々の方式がある
が、最近提案されたものの一つに、自然画像の部分的自
己相似性を利用した符号化方式がある。部分的自己相似
性とは、図5に示すように画像の一部Xの画素パターン
に注目した場合、同じ画像内にこれと相似の画素パター
ンY、すなわちパターンが類似しスケールの異なる画素
パターンが存在するという性質である。この部分的自己
相似性を利用して符号化を行うことにより、効率的な圧
縮が可能となる。この符号化方式の詳細については、例
えば画像符号化シンポジウム(PCSJ91)6−11
「フラクタルを利用した画像の符号化」で述べられてい
る。
There are various types of image encoding apparatuses, and one recently proposed is an encoding method utilizing partial self-similarity of natural images. Partial self-similarity means that when a pixel pattern of a part X of an image is focused as shown in FIG. 5, a pixel pattern Y similar to this, that is, a pixel pattern having a similar pattern and a different scale is present in the same image. It is a property that exists. By performing encoding using this partial self-similarity, efficient compression becomes possible. For details of this encoding method, see, for example, the Image Coding Symposium (PCSJ91) 6-11.
It is described in "Image coding using fractal".

【0004】この符号化方式の概略について、図6およ
び図7を参照して説明する。図6は符号化対象画像、図
7は符号化アルゴリズムを示している。まず、符号化対
象画像を複数(K×L)のブロックBkl(k=1,2,…、l=
1,2,…)に分割し、各ブロック毎に画素値の平均値γkl
を求め、この平均値を各画素の画素値から減じたものを
探索の目標画素パターンとする(S1)。
An outline of this encoding method will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows an image to be encoded, and FIG. 7 shows an encoding algorithm. First, a plurality of (K × L) blocks Bkl (k = 1, 2, ..., L =) are encoded images.
1,2, ...), and the average pixel value γkl for each block
Is obtained, and a value obtained by subtracting the average value from the pixel value of each pixel is set as a search target pixel pattern (S1).

【0005】一方、同じ符号化対象画像内のより大きな
ブロックDkl(以下、大ブロックという)を選択する
(S2)。このとき、ブロックBklに対する大ブロック
Dklの位置およびブロックサイズの情報としてそれぞれ
ベクトルαkl,βklを得る。次に、この大ブロックDkl
の画像をブロックBklと同一画素数となるようにサブサ
ンプリングして空間方向の縮小を行い(S3)、さらに
この縮小した画像の平均値を求め、この平均値を各画素
の画素値から差し引く(S4)。次いで、回転、左右反
転等の画素配列の変換(S5)、画素振幅方向の縮小、
加減等の画素値の変換(S6)を順次施すことにより、
変換画素パターンを作成する。S5では、90°単位の
回転と左右反転の8通りの組み合わせの中から、一つの
パラメータεklを選ぶ。
On the other hand, a larger block Dkl (hereinafter referred to as a large block) within the same image to be encoded is selected (S2). At this time, vectors αkl and βkl are obtained as information on the position and block size of the large block Dkl with respect to the block Bkl. Next, this large block Dkl
Image is sub-sampled so that it has the same number of pixels as the block Bkl, and spatially reduced (S3). Further, an average value of the reduced image is obtained, and this average value is subtracted from the pixel value of each pixel ( S4). Next, conversion of the pixel array such as rotation and horizontal inversion (S5), reduction in the pixel amplitude direction,
By sequentially performing pixel value conversion (S6) such as addition and subtraction,
Create a converted pixel pattern. In S5, one parameter εkl is selected from eight combinations of 90 ° rotation and left / right inversion.

【0006】そして、この変換画素パターンとS1で得
られた目標画素パターンとの2乗誤差を計算することで
両パターンの類似性を調査し(S7)、この2乗誤差が
最小となるように、S6における縮小率(振幅スケーリ
ング)δklを決定する。δklの絶対値が1以上のときは
S5へ戻り、εklの8通り全てについて調査が終われば
S2へ戻る。
Then, by calculating the squared error between this converted pixel pattern and the target pixel pattern obtained in S1, the similarity between the two patterns is investigated (S7), and this squared error is minimized. , S6, the reduction ratio (amplitude scaling) δkl is determined. When the absolute value of δkl is 1 or more, the process returns to S5, and when the survey of all eight εkl is completed, the process returns to S2.

【0007】さらに、上記の2乗誤差を所定の閾値Zと
比較して、閾値以上であればS5へ戻り、εklの8通り
全てについて調査が終わっていればS2へ戻る。2乗誤
差が閾値Zより小さくなれば、その時の各パラメータα
kl,βkl,γkl,δkl,εklの値が符号化出力として送
出される。全てのαkl,βkl,εklの組み合わせで2乗
誤差が閾値Zより小さくならなかった場合は、誤差が最
小であったパラメータを符号化出力として決定する。な
お、実際には各符号は量子化の後、可変長符号化されて
出力される。
Further, the above squared error is compared with a predetermined threshold value Z, and if it is equal to or larger than the threshold value, the process returns to S5, and if all eight εkl have been investigated, the process returns to S2. If the squared error becomes smaller than the threshold value Z, each parameter α at that time
The values of kl, βkl, γkl, δkl, εkl are sent as encoded output. If the squared error does not become smaller than the threshold value Z for all combinations of αkl, βkl, εkl, the parameter with the smallest error is determined as the encoded output. Actually, each code is quantized and then variable-length coded and output.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の符号化
方式においては、入力画像信号の各ブロックに対して、
αkl,βkl,γkl,δkl,εklという5つのパラメータ
を符号化出力として伝送している。この符号化操作は入
力ベクトルと、コードブックとして用意されている出力
ベクトルの集合を比較して入力ベクトルに対し最も誤差
の少ない出力ベクトルの符号語を伝送する「ベクトル量
子化」の考え方を上記の符号化方式に適用し、各パラメ
ータにより縮小変換して得られる変換画素パターンとし
て出現し得るもの全て(出力ベクトルに相当)に符号語
を割り当て、入力画像信号のブロック(入力ベクトルに
相当)との誤差が最も小さな変換画素パターンを表す符
号を伝送することと等価と考えられる。
In the above-mentioned conventional coding method, for each block of the input image signal,
Five parameters αkl, βkl, γkl, δkl, εkl are transmitted as encoded output. This encoding operation compares the input vector with the set of output vectors prepared as a codebook and transmits the code word of the output vector with the smallest error with respect to the input vector. Apply to the encoding method, assign codewords to all that can appear as converted pixel patterns (corresponding to output vectors) obtained by reduction conversion with each parameter, and assign them to blocks of input image signals (corresponding to input vectors) It is considered to be equivalent to transmitting the code representing the converted pixel pattern with the smallest error.

【0009】しかし、上記のパラメータの組を縮小変換
して得られる変換画素パターンは、実際には画素パター
ンの空間上で均等に分布していることはなく、類似した
変換画素パターンが集中して出現する状況になってい
る。このように一部に集中する変換画素パターンの全て
に対して符号語を割り当てる従来の符号化方式では、冗
長な符号構成を行っていることになり、この点で符号化
効率に改善の余地があると考えられる。
However, the converted pixel pattern obtained by reducing and converting the above parameter set is not actually evenly distributed in the space of the pixel pattern, and similar converted pixel patterns are concentrated. It is in a situation to appear. In the conventional coding method in which code words are assigned to all of the converted pixel patterns concentrated in a part as described above, a redundant code configuration is performed, and in this respect, there is room for improvement in coding efficiency. It is believed that there is.

【0010】一方、上述した従来の符号化方式を動画像
信号の符号化に適用する場合、(a)各フレームを静止画
像として扱って上記の符号化方式を適用する、(b) フレ
ーム間差分画像または動き補償フレーム間差分画像に上
記の符号化方式を適用する、という二つの手法が考えら
れる。しかし、(a) の手法では画像のフレーム間の相関
を利用しないため、符号化効率を十分に高めることがで
きない。(b) の手法では、フレーム間差分画像の部分的
自己相似性が元の入力動画像信号のそれより小さいた
め、十分な効果が得られないという問題がある。
On the other hand, when the above-mentioned conventional coding method is applied to the coding of a moving image signal, (a) each frame is treated as a still image and the above coding method is applied, (b) interframe difference Two methods of applying the above-mentioned coding method to an image or a motion compensation inter-frame difference image can be considered. However, since the method of (a) does not use the correlation between the frames of the image, the coding efficiency cannot be sufficiently improved. The method (b) has a problem that the partial self-similarity of the inter-frame difference image is smaller than that of the original input moving image signal, so that a sufficient effect cannot be obtained.

【0011】本発明の目的は、画像の部分的自己相似性
を利用した符号化方式において、符号化効率をより向上
させることができる画像符号化/復号化装置を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide an image coding / decoding device capable of further improving the coding efficiency in a coding system utilizing partial self-similarity of images.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は縮小変換によって得られる全ての変換画素
パターンを所定の規則で分類することで、パターンの数
を減らして縮退画素パターンを作成し、さらに順序付け
を行うことによって、画素空間において画像パターンが
均等に分布し適切に符号が割り当てられるようにするこ
とで、符号化効率を向上させることを骨子とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention classifies all converted pixel patterns obtained by reduction conversion according to a predetermined rule to reduce the number of patterns and reduce the degenerate pixel pattern. The main point is to improve coding efficiency by creating and ordering so that the image patterns are evenly distributed in the pixel space and codes are appropriately assigned.

【0013】すなわち、本発明に係る画像符号化装置
は、フレーム単位で入力される入力画像信号を複数のブ
ロックに分割するブロック分割手段と、このブロック分
割手段により分割されたブロック毎に前記入力画像信号
の画素値の平均値を算出する平均値算出手段と、この平
均値算出手段により算出された平均値の情報をフレーム
単位で蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段に蓄積された
平均値の情報を参照して縮小変換により複数の変換画素
パターンを作成するパターン作成手段と、このパターン
作成手段により作成された複数の変換画素パターンを分
類して該変換画素パターンより少ない数に縮退させた複
数の縮退画素パターンを作成するパターン分類手段と、
このパターン分類手段により作成された複数の縮退画素
パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
る順序付け手段と、この順序付け手段により順序付けら
れた複数の縮退画素パターンのうち前記入力画像信号の
前記ブロック分割手段により分割されたブロックに対し
て最も誤差の小さい縮退画素パターンを選択するパター
ン選択手段と、このパターン選択手段により選択された
縮退画素パターンのパターン番号と前記平均値算出手段
により算出された平均値の情報を符号化出力として出力
する手段とを備えることを特徴とする。
That is, the image coding apparatus according to the present invention comprises a block dividing means for dividing an input image signal input in frame units into a plurality of blocks, and the input image for each block divided by the block dividing means. Average value calculation means for calculating the average value of the pixel values of the signal, storage means for storing the information of the average value calculated by the average value calculation means in frame units, and information of the average value stored in the storage means , A plurality of conversion pixel patterns that are generated by the pattern conversion means, and a plurality of conversion pixel patterns that are generated by the pattern generation means are classified and reduced to a number smaller than the conversion pixel patterns. Pattern classification means for creating a degenerate pixel pattern,
Ordering means for ordering a plurality of degenerate pixel patterns created by the pattern classifying means and giving a pattern number, and the block division of the input image signal among the plurality of degenerate pixel patterns ordered by the ordering means. Pattern selecting means for selecting the degenerate pixel pattern having the smallest error for the blocks divided by the means, the pattern number of the degenerate pixel pattern selected by the pattern selecting means, and the average value calculated by the average value calculating means. And a means for outputting the information as a coded output.

【0014】一方、この画像符号化装置に対応する画像
復号化装置は、縮小変換によって得られる全ての変換画
素パターンを画像符号化装置と同じ規則で分類して順序
付けを行って、画像符号化装置から送られてきたパター
ン番号に対応した縮退画素パターンを選択することで復
号化を行う。
On the other hand, the image decoding device corresponding to this image coding device classifies all the converted pixel patterns obtained by the reduction conversion according to the same rule as the image coding device and performs ordering to classify the image coding device. Decoding is performed by selecting the degenerate pixel pattern corresponding to the pattern number sent from the.

【0015】すなわち、この画像復号化装置は画像符号
化装置から伝送されてきた符号化出力中の平均値の情報
をフレーム単位で蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段に
蓄積された平均値の情報を参照して縮小変換により複数
の変換画素パターンを作成するパターン作成手段と、こ
のパターン作成手段により作成された複数の変換画素パ
ターンを分類して該変換画素パターンより少ない数に縮
退させた複数の縮退画素パターンを作成するパターン分
類手段と、このパターン分類手段により作成された複数
の縮退画素パターンに対して順序付けを行いパターン番
号を付与する順序付け手段と、この順序付け手段により
順序付けられた複数の縮退画素パターンのうち前記符号
化出力中のパターン番号に対応した縮退画素パターンを
選択して復号化出力を得るパターン選択手段とを備える
ことを特徴とする。
That is, the image decoding apparatus stores the information of the average value in the encoded output transmitted from the image encoding apparatus in frame units, and the information of the average value accumulated in the storing means. , A plurality of conversion pixel patterns that are generated by the pattern conversion means, and a plurality of conversion pixel patterns that are generated by the pattern generation means are classified and reduced to a number smaller than the conversion pixel patterns. A pattern classifying unit for creating a degenerate pixel pattern, an ordering unit for ordering a plurality of degenerate pixel patterns created by the pattern classifying unit and giving a pattern number, and a plurality of degenerate pixels ordered by the ordering unit. Select the degenerate pixel pattern corresponding to the pattern number in the coded output from the patterns and decode it. Characterized in that it comprises a pattern selecting means for obtaining.

【0016】また、本発明は動画像符号化において符号
化効率を向上させる有効な技術である動き補償フレーム
間予測に組み合わせる場合、動き補償フレーム間予測信
号を用いて変換画素パターンの種類を減らし順序付けを
行った後、複数個の縮退画素パターンのうち入力動画像
信号に最も近いものを選択してそのパターン番号を伝送
することを骨子とする。
In addition, according to the present invention, when combined with motion-compensated inter-frame prediction, which is an effective technique for improving the coding efficiency in moving picture coding, the types of converted pixel patterns are reduced using a motion-compensated inter-frame prediction signal to perform ordering. After that, the outline is to select the one that is closest to the input moving image signal from the plurality of degenerate pixel patterns and transmit the pattern number.

【0017】すなわち、この画像符号化装置はフレーム
単位で入力される入力動画像信号を複数のブロックに分
割するブロック分割手段と、このブロック分割手段によ
り分割されたブロックと前フレームの局部復号信号とを
比較して動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段
と、この動きベクトル検出手段により検出された動きベ
クトルにより指示される前フレームの局部復号信号を選
び出して動き補償フレーム間予測信号を作成する動き補
償フレーム間予測手段と、前記前フレームの局部復号信
号に対して縮小変換を行って複数の変換画素パターンを
作成するパターン作成手段と、このパターン作成手段に
より作成された複数の変換画素パターンを前記動き補償
フレーム間予測信号と比較して、該変換画素パターンよ
り少ない数に縮退させた複数の縮退画素パターンを選択
するパターン選択手段と、この手段により選択された複
数の縮退画素パターンに対して順序付けを行いパターン
番号を付与する順序付け手段と、この順序付け手段によ
り順序付けられた複数の縮退画素パターンのうち前記入
力画像信号の前記ブロック分割手段により分割されたブ
ロックに対して最も誤差の小さい縮退画素パターンを選
択するパターン選択手段と、このパターン選択手段によ
り選択された縮退画素パターンのパターン番号と前記動
きベクトル検出手段により検出された動きベクトルの情
報を符号化出力として出力する手段とを備えたことを特
徴とする。
That is, this image coding apparatus divides an input moving image signal input in frame units into a plurality of blocks, a block divided by the block dividing means, and a locally decoded signal of the previous frame. And a motion vector detecting means for detecting a motion vector by comparing with the motion vector detecting means, and a motion compensating means for selecting a locally decoded signal of the previous frame indicated by the motion vector detected by the motion vector detecting means to create a motion compensated interframe prediction signal. The inter-frame prediction means, the pattern creating means for performing a reduction conversion on the locally decoded signal of the previous frame to create a plurality of converted pixel patterns, and the plurality of converted pixel patterns created by the pattern creating means for the motion Reduced to a number smaller than the converted pixel pattern compared to the compensation inter-frame prediction signal Pattern selecting means for selecting a plurality of degenerate pixel patterns, ordering means for ordering a plurality of degenerate pixel patterns selected by this means and giving pattern numbers, and a plurality of ordering means for ordering the plurality of degenerate pixel patterns. Pattern selecting means for selecting a degenerate pixel pattern having the smallest error with respect to a block divided by the block dividing means of the input image signal among degenerate pixel patterns, and a pattern of the degenerate pixel pattern selected by the pattern selecting means And a means for outputting information of the motion vector detected by the motion vector detecting means as an encoded output.

【0018】一方、この画像符号化装置に対応する復号
化装置は、画像符号化装置から伝送されてきた符号化出
力中の動きベクトルに基づき前フレームの復号信号より
動き補償フレーム間予測信号を作成する動き補償フレー
ム間予測手段と、前記前フレームの復号信号に対して縮
小変換を行って複数の変換画素パターンを作成するパタ
ーン作成手段と、このパターン作成手段により作成され
た複数の変換画素パターンを前記動き補償フレーム間予
測信号と比較して、該変換画素パターンより少ない数に
縮退させた複数の縮退画素パターンを選択するパターン
選択手段と、
On the other hand, the decoding device corresponding to this image coding device creates a motion-compensated inter-frame prediction signal from the decoded signal of the previous frame based on the motion vector in the coded output transmitted from the image coding device. A motion-compensated inter-frame predicting means, a pattern creating means for creating a plurality of converted pixel patterns by performing reduction conversion on the decoded signal of the previous frame, and a plurality of converted pixel patterns created by the pattern creating means. Pattern selecting means for selecting a plurality of degenerated pixel patterns degenerated to a number smaller than the converted pixel pattern, as compared with the motion compensation inter-frame prediction signal;

【0019】この手段により選択された複数の縮退画素
パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
る順序付け手段と、この順序付け手段により順序付けら
れた複数の縮退画素パターンのうち前記符号化出力中の
前記パターン番号に対応した縮退画素パターンを選択し
て復号化出力を得るパターン選択手段とを備えることを
特徴とする。
The ordering means for ordering a plurality of degenerate pixel patterns selected by this means and giving a pattern number, and the plurality of degenerate pixel patterns ordered by the ordering means, are included in the encoded output. And a pattern selection unit for selecting a degenerate pixel pattern corresponding to the pattern number to obtain a decoded output.

【0020】[0020]

【作用】このように本発明では、縮小変換によって得ら
れる変換画素パターンを分類し数を減らして縮退画素パ
ターンとし、これらの縮退画素パターンに符号を割り当
てることにより、出現し得る全ての変換画素パターンに
符号を割り当てる従来の符号化方式に比較して、画素パ
ターン(縮退画素パターンのパターン番号)に割り当て
る符号の符号長を短くでき、効率の高い符号化/復号化
が行われる。
As described above, according to the present invention, all the conversion pixel patterns that can appear by classifying the conversion pixel patterns obtained by the reduction conversion and reducing the number to make the degenerate pixel patterns, and assigning codes to these degenerate pixel patterns. The code length of the code assigned to the pixel pattern (the pattern number of the degenerate pixel pattern) can be shortened as compared with the conventional encoding method in which the code is assigned to, and highly efficient encoding / decoding is performed.

【0021】また、画像の自己相似性を利用した符号化
方式に、動き補償フレーム間予測符号化方式を組み合わ
せる場合においても、動き補償フレーム間予測信号を利
用して変換画素パターンの分類を行うことにより、符号
化効率の高い符号化/復号化が可能となる。
Further, even when the motion compensation interframe predictive coding system is combined with the coding system utilizing the self-similarity of images, the conversion pixel pattern is classified by using the motion compensation interframe prediction signal. As a result, it is possible to perform encoding / decoding with high encoding efficiency.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の第1の実施例に係る画像
符号化装置の構成を示すブロック図であり、図2は図1
の画像符号化装置に対応する画像復号化装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of an image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a block diagram showing the configuration of an image decoding device corresponding to the image encoding device of FIG.

【0024】図1に示す画像符号化装置は、フレームメ
モリ101、ブロック化回路102、平均値算出回路1
03、圧縮処理回路104、フレームメモリ105、縮
小変換パターン作成回路106、第1のパターンメモリ
107、パターン分類回路108、順序付け回路10
9、第2のパターンメモリ110、最適パターン選択回
路111およびマルチプレクサ112からなる。
The image coding apparatus shown in FIG. 1 includes a frame memory 101, a blocking circuit 102, and an average value calculating circuit 1.
03, compression processing circuit 104, frame memory 105, reduction conversion pattern creation circuit 106, first pattern memory 107, pattern classification circuit 108, ordering circuit 10.
9, a second pattern memory 110, an optimum pattern selection circuit 111 and a multiplexer 112.

【0025】図1において、フレーム単位で入力される
入力画像信号は、まずフレームメモリ101に蓄えられ
た後、ブロック化回路102により符号化の単位である
複数のブロックに分割される。符号化に際しては、ブロ
ック化回路102で分割された各ブロックの画像信号の
各ブロック毎の画素値の平均値(以下、ブロック内平均
値という)が1フレーム先に伝送される。すなわち、平
均値算出回路103で1フレームの入力画像信号につい
てブロック内平均値が算出され、さらに圧縮処理回路1
04によりDPCM(差分PCM)などの圧縮処理が行
われた後、マルチプレクサ112を経て、伝送路または
記録媒体へ伝送される。
In FIG. 1, an input image signal input on a frame-by-frame basis is first stored in a frame memory 101 and then divided by a blocking circuit 102 into a plurality of blocks which are units of encoding. At the time of encoding, the average value of pixel values of each block of the image signal of each block divided by the block formation circuit 102 (hereinafter, referred to as intra-block average value) is transmitted one frame ahead. That is, the average value calculation circuit 103 calculates the average value in the block for the input image signal of one frame, and further the compression processing circuit 1
After being subjected to compression processing such as DPCM (differential PCM) by 04, it is transmitted to the transmission line or the recording medium via the multiplexer 112.

【0026】平均値算出回路103により算出されたブ
ロック内平均値は、フレームメモリ105にも入力さ
れ、フレーム内での配置の通りに蓄えられる。このフレ
ームメモリ105に1フレーム分のブロック内平均値の
データが蓄えられた後、該フレームメモリ105の内容
を参照して縮小変換パターン作成回路106で縮小変換
が行われることにより、変換画素パターンとして可能な
もの全てが作成され、第1のパターンメモリ107に書
き込まれる。
The in-block average value calculated by the average value calculation circuit 103 is also input to the frame memory 105 and stored as it is arranged in the frame. After the data of the intra-block average value for one frame is stored in the frame memory 105, the reduction conversion pattern creation circuit 106 performs the reduction conversion with reference to the contents of the frame memory 105 to obtain a conversion pixel pattern. Everything that is possible is created and written to the first pattern memory 107.

【0027】ここで、縮小変換とは図5に示すように符
号化対象ブロックYよりも大きい画像の一部Xを縮小、
回転を含む変換によって、Yと同じ大きさのブロックに
変換する処理であり、そのアルゴリズムは図7で説明し
た通りである。すなわち、縮小変換パターン作成回路1
06では、図7に示した符号化アルゴリズムを実行す
る。但し、本実施例では図7のS1における平均値γkl
の計算は平均値算出回路103で行うので、縮小変換パ
ターン作成回路106は残りのS2〜S7の処理を行う
ことになる。
Here, the reduction conversion is performed by reducing a part X of an image larger than the encoding target block Y, as shown in FIG.
This is a process of converting into a block having the same size as Y by a conversion including rotation, and its algorithm is as described in FIG. 7. That is, the reduced conversion pattern creation circuit 1
At 06, the encoding algorithm shown in FIG. 7 is executed. However, in this embodiment, the average value γkl in S1 of FIG.
Since the average value calculation circuit 103 performs the calculation of, the reduced conversion pattern generation circuit 106 performs the remaining steps S2 to S7.

【0028】前述した文献では、この縮小変換に伴って
図7に示すように生成される5つのパラメータ(ブロッ
ク位置αkl、ブロックサイズβkl、平均値γkl、振幅ス
ケーリングδkl、回転εkl)を伝送するが、本実施例の
方式では平均値γklについては前述のように平均値算出
回路103で計算され予め伝送されているので、改めて
送る必要はない。パターンメモリ107には、これらの
パラメータの組により規定される全ての変換画素パター
ンが蓄えられる。
In the above-mentioned document, the five parameters (block position αkl, block size βkl, average value γkl, amplitude scaling δkl, rotation εkl) generated as shown in FIG. 7 by this reduction conversion are transmitted. In the method of this embodiment, the average value γkl is calculated by the average value calculation circuit 103 and transmitted in advance as described above, and therefore it is not necessary to send it again. The pattern memory 107 stores all converted pixel patterns defined by the set of these parameters.

【0029】こうしてパターンメモリ107に蓄えられ
た複数の変換画素パターンは、パターン分類回路108
に入力されて幾つかに分類される。すなわち、パターン
メモリ107に蓄えられた全ての変換画素パターンを比
較してみると、類似したパターンが複数個ずつ存在して
いることが多い。パターン分類回路108では、このよ
うな類似した複数個の変換画素パターンを共通の1つの
パターンに縮退させる処理を行う。すなわち、この処理
によって実際に使用する変換画素パターンの数は、パタ
ーンメモリ107に蓄えられた元の変換画素パターンよ
り大幅に少ない数の画素パターンに縮退される。この縮
退後の変換画素パターンを縮退画素パターンという。
The plurality of converted pixel patterns stored in the pattern memory 107 in this way are included in the pattern classification circuit 108.
It is input to and classified into several. That is, comparing all the converted pixel patterns stored in the pattern memory 107, it is often the case that a plurality of similar patterns exist. The pattern classification circuit 108 performs a process of degenerating such a plurality of similar converted pixel patterns into one common pattern. That is, the number of converted pixel patterns actually used by this process is reduced to a number of pixel patterns that is significantly smaller than the original converted pixel patterns stored in the pattern memory 107. The converted pixel pattern after the degeneracy is referred to as a degenerate pixel pattern.

【0030】次に、こうして得られた複数の縮退画素パ
ターンは、順序付け回路109に入力され、ここで復号
化装置側においても同じ対応付けが行われるように順序
付けが行われた後、第2のパターンメモリ110に書き
込まれる。順序付けの方法としては、例えばブロック内
のベクトル成分のうちの(1,1)成分の大きさの順
((1,1)成分が同じ値の場合は、さらに(1,2)
成分…、以下同様)を使うなど、符号化装置と復号化装
置とで同じ規則により同じ順序付けが行えるものを採用
すればよい。
Next, the plurality of degenerate pixel patterns thus obtained are input to the ordering circuit 109, where they are ordered so that the same correspondence is performed on the decoding device side, and then the second degenerate pixel pattern is set. It is written in the pattern memory 110. As an ordering method, for example, the order of magnitude of the (1,1) component of the vector components in the block (when the (1,1) components have the same value, further (1,2)
It is sufficient to adopt a component that can perform the same ordering according to the same rule in the encoding device and the decoding device, such as using components ...

【0031】パターンメモリ110に書き込まれた縮退
画素パターンは最適パターン選択回路111に入力さ
れ、ここでブロック化回路102からの入力画像信号の
ブロックの画素パターンから平均値を差し引いたものと
比較されることにより、入力画像信号のブロックに対し
て最も誤差の少ない縮退画素パターンが選択される。そ
して、この最適パターン選択回路111からは選択した
縮退画素パターンのパターン番号の情報が出力され、マ
ルチプレクサ112を経て伝送路または記録媒体へ伝送
される。
The degenerate pixel pattern written in the pattern memory 110 is input to the optimum pattern selection circuit 111, and is compared with the pixel pattern of the block of the input image signal from the blocking circuit 102 from which the average value is subtracted. As a result, the degenerated pixel pattern with the smallest error is selected for the block of the input image signal. Then, the information of the pattern number of the selected degenerate pixel pattern is output from the optimum pattern selection circuit 111, and is transmitted to the transmission line or the recording medium via the multiplexer 112.

【0032】次に、図2に示す画像復号化装置について
説明する。この画像復号化装置は、デマルチプレクサ2
01、フレームメモリ202、縮小変換パターン作成回
路203、第1のパターンメモリ204、パターン分類
回路205、順序付け回路206、第2のパターンメモ
リ207、パターン選択回路208およびフレームメモ
リ209からなる。
Next, the image decoding apparatus shown in FIG. 2 will be described. This image decoding device includes a demultiplexer 2
01, a frame memory 202, a reduced conversion pattern creation circuit 203, a first pattern memory 204, a pattern classification circuit 205, an ordering circuit 206, a second pattern memory 207, a pattern selection circuit 208, and a frame memory 209.

【0033】図1の画像符号化装置から伝送路または記
録媒体を介して伝送されてきた信号はデマルチプレクサ
201に入力され、ブロック内平均値とパターン番号の
情報が分離される。分離されたブロック内平均値の情報
は、フレームメモリ202に蓄えられ、フレームメモリ
202内に平均値の1フレーム画像が形成される。
A signal transmitted from the image coding apparatus of FIG. 1 via a transmission line or a recording medium is input to the demultiplexer 201, and the in-block average value and the pattern number information are separated. The information on the separated average value in the block is stored in the frame memory 202, and one frame image of the average value is formed in the frame memory 202.

【0034】フレームメモリ202から第2のパターン
メモリ207までの経路、つまりフレームメモリ202
→縮小変換パターン作成回路203→第1のパターンメ
モリ204→パターン分類回路205→順序付け回路2
06→第2のパターンメモリ207の動作は、図1の画
像符号化装置におけるフレームメモリ105→縮小変換
パターン作成回路106→第1のパターンメモリ107
→パターン分類回路108→順序付け回路109→第2
のパターンメモリ110の動作と全く同様である。この
結果、第2のパターンメモリ207には図1における第
2のパターンメモリ108の内容と全く同じ縮退画素パ
ターンが全く同じ順序で蓄えられる。
The path from the frame memory 202 to the second pattern memory 207, that is, the frame memory 202
-> Reduced conversion pattern creation circuit 203-> first pattern memory 204-> pattern classification circuit 205-> ordering circuit 2
06 → second pattern memory 207 operates as follows: frame memory 105 → reduction conversion pattern creating circuit 106 → first pattern memory 107 in the image coding apparatus of FIG.
→ pattern classification circuit 108 → ordering circuit 109 → second
The operation of the pattern memory 110 is completely the same. As a result, the same degenerate pixel patterns as the contents of the second pattern memory 108 in FIG. 1 are stored in the second pattern memory 207 in exactly the same order.

【0035】そして、第2のパターンメモリ207の内
容を参照しながら、デマルチプレクサ201から送られ
てきたパターン番号と縮退画素パターンとを対応付ける
処理がパターン選択回路208で行われる。これにその
ブロックの平均値が加算されることにより、各ブロック
の画素パターンが復号形成される。この画素パターンは
フレームメモリ209に順次書き込まれ、該フレームメ
モリ209内に1フレームの画像信号データとして復元
される。以上が図1の画像符号化装置と図2の復号化装
置を通した全体の処理の流れである。
Then, with reference to the contents of the second pattern memory 207, the pattern selecting circuit 208 performs a process of associating the pattern number sent from the demultiplexer 201 with the degenerate pixel pattern. By adding the average value of the block to this, the pixel pattern of each block is decoded and formed. This pixel pattern is sequentially written in the frame memory 209 and is restored in the frame memory 209 as one frame of image signal data. The above is the flow of the overall processing through the image encoding device in FIG. 1 and the decoding device in FIG.

【0036】なお、図2の画像復号化装置ではパターン
選択回路208において画像符号化装置からのパターン
番号を画素パターンに置き換えることで復号化を行うよ
うにしたが、他の復号化方法として該パターン番号で示
される画素パターンに対応したパラメータを用い、前記
文献に示した方法により反復変換を行って復号化を行っ
てもよい。すなわち、例えば前記5個のパラメータαk
l,βkl,γkl,δkl,εklのうちのαkl,βklで指定
される大ブロックの画像信号からサブサンプリングして
平均値分離を行った後、εklに基づく画素配列変換、δ
klに基づく画素値変換を順次行い、最後にブロック内平
均値γklを加算してブロックBklの画素パターンを復号
化する。
In the image decoding apparatus of FIG. 2, the pattern selection circuit 208 performs the decoding by replacing the pattern number from the image coding apparatus with the pixel pattern. However, as another decoding method, the pattern is selected. Decoding may be performed by iterative transformation by the method described in the above-mentioned document using parameters corresponding to pixel patterns indicated by numbers. That is, for example, the five parameters αk
After subsampling from the image signal of the large block specified by αkl and βkl among l, βkl, γkl, δkl, and εkl, and performing average value separation, pixel array conversion based on εkl, δ
Pixel value conversion based on kl is sequentially performed, and finally the in-block average value γkl is added to decode the pixel pattern of the block Bkl.

【0037】また、第1の実施例を動画像信号の符号化
/復号化に適用する場合には、パターンメモリの更新を
フレーム毎に行うのではなく、複数フレーム毎に定期的
に行って、その複数フレームの期間はパターンメモリの
同じ内容を使うようにしてもよい。このようにすれば、
変換画素パターン作成→分類(縮退)→順序付けに要す
る演算の負荷を減らすことができ、ハードウェア量を削
減できる。
When the first embodiment is applied to the coding / decoding of a moving image signal, the pattern memory is not updated frame by frame, but is periodically updated every plural frames. The same contents of the pattern memory may be used during the period of the plurality of frames. If you do this,
The calculation load required for conversion pixel pattern creation → classification (degeneration) → ordering can be reduced, and the amount of hardware can be reduced.

【0038】パターン分類回路108,205での変換
画素パターンの分類の方法は、種々考えられる。例え
ば、パターンメモリ107に蓄えられた全ての変換画素
パターンを、ベクトル量子化において使用されるコード
ブックの作成アルゴリズム(例えばLBGアルゴリズ
ム)などでクラスタリングする方法が考えられる。
Various methods of classifying the converted pixel patterns in the pattern classifying circuits 108 and 205 can be considered. For example, a method is conceivable in which all the converted pixel patterns stored in the pattern memory 107 are clustered by a codebook creation algorithm (eg, LBG algorithm) used in vector quantization.

【0039】また、準最適な方法として、ブロックの各
要素が粗くスカラ量子化されたような初期クラスタリン
グを用意しておき、各クラスタに属する要素の数の多い
順に有限個のパターンを選択する方法も考えられる。後
者の方法によれば、クラスタリングは入力画像信号のブ
ロック毎に逐次行うことができ、第1のパターンメモリ
107,204は省くことができる。この場合、最終的
なパターンの出力は例えば各クラスタの重心とすればよ
い。
As a sub-optimal method, initial clustering in which each element of a block is roughly scalar-quantized is prepared, and a finite number of patterns are selected in descending order of the number of elements belonging to each cluster. Can also be considered. According to the latter method, clustering can be sequentially performed for each block of the input image signal, and the first pattern memories 107 and 204 can be omitted. In this case, the final pattern output may be the center of gravity of each cluster, for example.

【0040】次に、本発明を動画像符号化/復号化に適
用した第2の実施例を説明する。図3は同実施例におけ
る画像符号化装置の送信側の構成を示すブロック図であ
り、また図4は図3の画像符号化装置に対応した画像復
号化装置の構成を示すブロック図である。本実施例は第
1の実施例と異なり、動き補償フレーム間予測を行って
おり、動画像のみに適用される。なお、動き補償フレー
ム間予測については、例えば「TV画像の多次元信号処
理」吹抜敬彦著(日刊工業新聞社、昭和63年11月5
日発行)の第6章、第7章等、種々の文献に記載されて
いる。
Next, a second embodiment in which the present invention is applied to moving picture coding / decoding will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the transmission side of the image encoding device in the embodiment, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the image decoding device corresponding to the image encoding device of FIG. Unlike the first embodiment, this embodiment performs motion-compensated interframe prediction and is applied only to moving images. Regarding the motion-compensated interframe prediction, for example, "Multidimensional signal processing of TV images" written by Takahiko Fukibuki (Nikkan Kogyo Shimbun, November 5, 1988)
It is described in various documents such as Chapter 6 and Chapter 7 of the Japanese issue).

【0041】図3において、フレーム単位で入力される
入力動画像信号は、まずブロック化回路301により複
数のブロックに分割される。分割された各ブロックの画
像信号は二分岐され、一方は動きベクトル検出回路30
2に入力される。動きベクトル検出回路302は、フレ
ームメモリ303に蓄積された前フレームの局部復号信
号と入力画像信号の各ブロックとを比較して、最も小さ
い予測誤差を与える動き量を計算で求め、それを最適な
動きベクトルとして検出するものである。検出された動
きベクトルは可変長符号化回路310で符号化され、マ
ルチプレクサ311を経て伝送路または記録媒体へ伝送
される。
In FIG. 3, the input moving image signal input in units of frames is first divided into a plurality of blocks by the block forming circuit 301. The divided image signal of each block is branched into two, one of which is the motion vector detection circuit 30.
Entered in 2. The motion vector detection circuit 302 compares the locally decoded signal of the previous frame accumulated in the frame memory 303 with each block of the input image signal, calculates the motion amount that gives the smallest prediction error, and calculates the optimum motion amount. It is detected as a motion vector. The detected motion vector is encoded by the variable length encoding circuit 310 and transmitted to the transmission line or the recording medium via the multiplexer 311.

【0042】また、検出された動きベクトルはフレーム
メモリ303にアドレスの一部として与えられ、動き補
償(MC)フレーム間予測信号の生成に使用される。一
方、これとは別にフレームメモリ303に蓄積された前
フレームの局部復号信号より、縮小変換パターン作成回
路304において図7に示したアルゴリズムに従う縮小
変換によって全ての変換画素パターンが作成され、第1
のパターンメモリ305に蓄えられる。なお、本実施例
における縮小変換パターン作成回路304は、第1の実
施例と異なり、図7のS1の平均値γklの計算処理も行
ってもよい。
Further, the detected motion vector is given to the frame memory 303 as a part of the address and used for generating a motion compensation (MC) inter-frame prediction signal. On the other hand, in addition to this, from the locally decoded signal of the previous frame accumulated in the frame memory 303, all conversion pixel patterns are created in the reduction conversion pattern creation circuit 304 by the reduction conversion according to the algorithm shown in FIG.
Pattern memory 305. Note that the reduced conversion pattern creation circuit 304 in this embodiment may also perform the calculation processing of the average value γkl in S1 of FIG. 7, unlike the first embodiment.

【0043】フレームメモリ303から入力動画像信号
のブロック毎に生成されるMCフレーム間予測信号が出
力されると、パターン選択回路306においてパターン
メモリ305に蓄積された画素パターンと該MCフレー
ム間予測信号とが比較され、誤差の少ないものから順に
予め定められた複数個の画素パターンが縮退画素パター
ンとして選択され、これらの縮退画素パターンが順序付
け回路307により誤差の少ないものから順に順序付け
られて第2のパターンメモリ308に蓄えられる。順序
付けは第1の実施例と同じ理由より必要であるが、ここ
ではMCフレーム間予測信号との誤差の小さい順にして
いる。
When the MC interframe prediction signal generated for each block of the input moving image signal is output from the frame memory 303, the pixel pattern accumulated in the pattern memory 305 in the pattern selection circuit 306 and the MC interframe prediction signal. Are compared, and a plurality of predetermined pixel patterns are selected in order from the one with the smallest error as the degenerate pixel pattern, and these degenerate pixel patterns are ordered by the ordering circuit 307 in order from the one with the smallest error. It is stored in the pattern memory 308. The ordering is necessary for the same reason as in the first embodiment, but in this case, the order of increasing the error from the MC inter-frame prediction signal is set.

【0044】次に、最適パターン選択回路309で入力
動画像信号のブロックとパターンメモリ308に蓄えら
れた縮退画素パターンとの比較が行われ、最も誤差の少
ない画素パターンが選択される。そして、この最適パタ
ーン選択回路309から選択した縮退画素パターンのパ
ターン番号の情報が出力され、マルチプレクサ311を
経て伝送路または記録媒体へ伝送される。
Next, the optimum pattern selection circuit 309 compares the block of the input moving image signal with the degenerate pixel pattern stored in the pattern memory 308, and selects the pixel pattern with the smallest error. Then, the information of the pattern number of the degenerated pixel pattern selected from the optimum pattern selection circuit 309 is output and transmitted to the transmission line or the recording medium via the multiplexer 311.

【0045】なお、縮退画素パターンはMCフレーム間
予測信号との誤差の小さい順に順序付けられているの
で、パターン番号の情報は若い番号ほど短い符号が割り
当てられた可変長符号化を行って伝送されることが望ま
しい。最適パターン選択回路309で選択された縮退画
素パターンはフレームメモリ303にも送られ、局部復
号信号の情報が更新される。
Since the degenerate pixel patterns are ordered in ascending order of error from the MC inter-frame prediction signal, the pattern number information is transmitted by variable length coding in which shorter numbers are assigned shorter codes. Is desirable. The degenerated pixel pattern selected by the optimum pattern selection circuit 309 is also sent to the frame memory 303, and the information of the locally decoded signal is updated.

【0046】一方、図4に示す画像復号化装置では、図
3の画像符号化装置から伝送路または記録媒体を介して
伝送されてきた信号から、デマルチプレクサ401によ
り動きベクトルとパターン番号の情報が分離される。動
きベクトルの情報は、画像符号化装置と同様にMCフレ
ーム間予測信号を作るために、フレームメモリ403に
おいてアドレスの一部として使用される。
On the other hand, in the image decoding apparatus shown in FIG. 4, the information of the motion vector and the pattern number is obtained by the demultiplexer 401 from the signal transmitted from the image encoding apparatus of FIG. 3 via the transmission line or the recording medium. To be separated. The motion vector information is used as part of the address in the frame memory 403 to create the MC inter-frame prediction signal as in the image encoding device.

【0047】フレームメモリ403→縮小変換パターン
作成回路404→第1のパターンメモリ405→パター
ン選択回路406→順序付け回路407→第2のパター
ンメモリ408までの動作は、図3における画像符号化
装置におけるフレームメモリ303→縮小変換パターン
作成回路304→第1のパターンメモリ305→パター
ン選択回路306→順序付け回路307→第2のパター
ンメモリ308までの動作と全く同じである。この結
果、第2のパターンメモリ408には、図3における第
2のパターンメモリ308の内容と全く同じ縮退画素パ
ターンが同じ順序で蓄えられる。
The operation from frame memory 403 → reduced conversion pattern creation circuit 404 → first pattern memory 405 → pattern selection circuit 406 → ordering circuit 407 → second pattern memory 408 is performed by the frame in the image coding apparatus in FIG. The operation is the same as that of the memory 303, the reduced conversion pattern creation circuit 304, the first pattern memory 305, the pattern selection circuit 306, the ordering circuit 307, and the second pattern memory 308. As a result, the same degenerate pixel patterns as the contents of the second pattern memory 308 in FIG. 3 are stored in the second pattern memory 408 in the same order.

【0048】そして、パターン選択回路409では第2
のパターンメモリ408の内容を参照して、デマルチプ
レクサ201から送られてきたパターン番号と縮退画素
パターンを対応付けることにより、復号画像信号を形成
する。この復号画像信号はフレームメモリ402にも送
られ、新たな復号画像信号として更新される。
Then, in the pattern selection circuit 409, the second
The decoded image signal is formed by referring to the contents of the pattern memory 408 and associating the pattern number sent from the demultiplexer 201 with the degenerate pixel pattern. This decoded image signal is also sent to the frame memory 402 and updated as a new decoded image signal.

【0049】この第2の実施例においても、第1の実施
例で述べたようにパターンメモリでの更新はフレーム毎
に行う必要はなく、複数フレーム周期で定期的に行うこ
とによって演算量、ハードウェア量を低減することもで
きる。
Also in the second embodiment, as described in the first embodiment, the update in the pattern memory does not have to be performed for each frame. The amount of wear can also be reduced.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば画
像の部分的自己相似性を利用した符号化方式において、
縮小変換によって得られる変換画素パターンを符号化装
置および復号化装置で同じ規則により分類してパターン
数を大幅に減らした縮退画素パターンを作成し、それら
の縮退画素パターンに符号を割り当てて伝送することに
より、従来より符号化効率の高い画像符号化/復号化装
置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, in the coding system utilizing the partial self-similarity of images,
Converted pixel patterns obtained by reduction conversion are classified by the encoding device and the decoding device according to the same rule to create degenerate pixel patterns in which the number of patterns is significantly reduced, and codes are assigned to these degenerate pixel patterns for transmission. As a result, it is possible to provide an image encoding / decoding device having higher encoding efficiency than ever before.

【0051】また、本発明によれば動き補償フレーム間
予測を用いた動画像符号化と組み合わせた場合、動き補
償フレーム間予測信号を利用して変換画素パターンの分
類を行い、同様に縮退画素パターンを作成して符号を割
り当てることで、動画像信号の符号化効率をさらに高め
ることができる。
Further, according to the present invention, when combined with the moving picture coding using the motion-compensated inter-frame prediction, the motion-compensated inter-frame prediction signal is used to classify the converted pixel patterns, and similarly the degenerate pixel pattern is used. By creating and assigning codes, it is possible to further improve the coding efficiency of the moving image signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る画像符号化装置の
構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施例に係る画像復号化装置の構成を示すブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to the embodiment.

【図3】本発明の第2の実施例に係る動画像符号化装置
の構成を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a moving picture coding apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同実施例に係る動画像復号化装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a moving picture decoding apparatus according to the embodiment.

【図5】画像の部分的自己相似性を説明するための図FIG. 5 is a diagram for explaining partial self-similarity of images.

【図6】画像の部分的自己相似性を利用した符号化方式
における符号化対象画像のブロック分割の様子を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a state of block division of an image to be encoded in an encoding method using partial self-similarity of images.

【図7】同符号化方式の符号化アルゴリズムを示す図FIG. 7 is a diagram showing an encoding algorithm of the same encoding method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…フレームメモリ 102…ブロック
化回路 103…平均値算出回路 104…圧縮処理
回路 105…フレームメモリ 106…縮小変換
パターン作成回路 107…パターンメモリ 108…パターン
分類回路 109…順序付け回路 110…パターン
メモリ 111…最適パターン選択回路 112…マルチプ
レクサ 201…デマルチプレクサ 202…フレーム
メモリ 203…縮小変換パターン作成回路 204…パターン
メモリ 205…パターン分類回路 206…順序付け
回路 207…パターンメモリ 208…パターン
選択回路 209…フレームメモリ 301…ブロック
化回路 302…動きベクトル検出回路 303…フレーム
メモリ 304…縮小変換パターン作成回路 305…パターン
メモリ 306…パターン選択回路 307…順序付け
回路 308…パターンメモリ 309…最適パタ
ーン選択回路 310…可変長符号化回路 311…マルチプ
レクサ 401…デマルチプレクサ 402…可変長復
号化回路 403…フレームメモリ 404…縮小変換
パターン作成回路 405…パターンメモリ 406…パターン
分類回路 407…順序付け回路 408…パターン
メモリ 409…パターン選択回路
101 ... Frame memory 102 ... Blocking circuit 103 ... Average value calculating circuit 104 ... Compression processing circuit 105 ... Frame memory 106 ... Reduction conversion pattern creating circuit 107 ... Pattern memory 108 ... Pattern classification circuit 109 ... Ordering circuit 110 ... Pattern memory 111 ... Optimal pattern selection circuit 112 ... Multiplexer 201 ... Demultiplexer 202 ... Frame memory 203 ... Reduction conversion pattern creation circuit 204 ... Pattern memory 205 ... Pattern classification circuit 206 ... Ordering circuit 207 ... Pattern memory 208 ... Pattern selection circuit 209 ... Frame memory 301 ... Blocking circuit 302 ... Motion vector detection circuit 303 ... Frame memory 304 ... Reduction conversion pattern creation circuit 305 ... Pattern memory 306 ... Pattern selection circuit 307 ... Ordering circuit 308 ... Pattern memory 309 ... Optimal pattern selection circuit 310 ... Variable length coding circuit 311 ... Multiplexer 401 ... Demultiplexer 402 ... Variable length decoding circuit 403 ... Frame memory 404 ... Reduced conversion pattern creation circuit 405 ... Pattern memory 406 ... pattern classification circuit 407 ... ordering circuit 408 ... pattern memory 409 ... pattern selection circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フレーム単位で入力される入力画像信号を
複数のブロックに分割するブロック分割手段と、 このブロック分割手段により分割されたブロック毎に前
記入力画像信号の画素値の平均値を算出する平均値算出
手段と、 この平均値算出手段により算出された平均値の情報をフ
レーム単位で蓄積する蓄積手段と、 この蓄積手段に蓄積された平均値の情報を参照して縮小
変換により複数の変換画素パターンを作成するパターン
作成手段と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
パターンを分類して該変換画素パターンより少ない数に
縮退させた複数の縮退画素パターンを作成するパターン
分類手段と、 このパターン分類手段により作成された複数の縮退画素
パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
る順序付け手段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
パターンのうち前記入力画像信号の前記ブロック分割手
段により分割されたブロックに対して最も誤差の小さい
縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 このパターン選択手段により選択された縮退画素パター
ンのパターン番号と前記平均値算出手段により算出され
た平均値の情報を符号化出力として出力する手段とを備
えることを特徴とする画像符号化装置。
1. A block dividing means for dividing an input image signal input in frame units into a plurality of blocks, and an average value of pixel values of the input image signal is calculated for each block divided by the block dividing means. An average value calculation means, a storage means for storing the information of the average value calculated by the average value calculation means in frame units, and a plurality of conversions by reduction conversion with reference to the information of the average value stored in the storage means. A pattern creating means for creating a pixel pattern, and a pattern classifying means for classifying a plurality of converted pixel patterns created by the pattern creating means and creating a plurality of degenerate pixel patterns degenerated to a number smaller than the converted pixel patterns. , The order of assigning pattern numbers to the plurality of degenerate pixel patterns created by the pattern classifying means Attaching means, and pattern selecting means for selecting a degenerate pixel pattern having the smallest error with respect to a block divided by the block dividing means of the input image signal among a plurality of degenerate pixel patterns ordered by the ordering means, An image coding apparatus comprising: a pattern number of the degenerate pixel pattern selected by the pattern selecting means and means for outputting information of the average value calculated by the average value calculating means as an encoded output.
【請求項2】請求項1記載の画像符号化装置から伝送さ
れてきた符号化出力中の平均値の情報をフレーム単位で
蓄積する蓄積手段と、 この蓄積手段に蓄積された平均値の情報を参照して縮小
変換により複数の変換画素パターンを作成するパターン
作成手段と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
パターンを分類して該変換画素パターンより少ない数に
縮退させた複数の縮退画素パターンを作成するパターン
分類手段と、 このパターン分類手段により作成された複数の縮退画素
パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
る順序付け手段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
パターンのうち前記符号化出力中のパターン番号に対応
した縮退画素パターンを選択して復号化出力を得るパタ
ーン選択手段とを備えることを特徴とする画像復号化装
置。
2. An accumulating means for accumulating the information of the average value in the encoded output transmitted from the image encoding device according to claim 1 in frame units, and the information of the average value accumulated in the accumulating means. A pattern creating unit for creating a plurality of converted pixel patterns by referring to reduction conversion, and a plurality of degenerate units that classify the plurality of converted pixel patterns created by the pattern creating unit and reduce the number to a smaller number than the converted pixel patterns. A pattern classifying unit for creating a pixel pattern, an ordering unit for ordering a plurality of degenerate pixel patterns created by the pattern classifying unit and giving a pattern number, and a plurality of degenerate pixel patterns ordered by the ordering unit. Pattern for obtaining a decoded output by selecting a degenerate pixel pattern corresponding to the pattern number in the coded output And an image decoding device.
【請求項3】フレーム単位で入力される入力動画像信号
を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、 このブロック分割手段により分割されたブロックと前フ
レームの局部復号信号とを比較して動きベクトルを検出
する動きベクトル検出手段と、 この動きベクトル検出手段により検出された動きベクト
ルにより指示される前フレームの局部復号信号を選び出
して動き補償フレーム間予測信号を作成する動き補償フ
レーム間予測手段と、 前記前フレームの局部復号信号に対して縮小変換を行っ
て複数の変換画素パターンを作成するパターン作成手段
と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
パターンを前記動き補償フレーム間予測信号と比較し
て、該変換画素パターンより少ない数に縮退させた複数
の縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 この手段により選択された複数の縮退画素パターンに対
して順序付けを行いパターン番号を付与する順序付け手
段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
パターンのうち前記入力画像信号の前記ブロック分割手
段により分割されたブロックに対して最も誤差の小さい
縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 このパターン選択手段により選択された縮退画素パター
ンのパターン番号と前記動きベクトル検出手段により検
出された動きベクトルの情報を符号化出力として出力す
る手段とを備えたことを特徴とする画像符号化装置。
3. A block division means for dividing an input moving image signal input on a frame-by-frame basis into a plurality of blocks, and a motion vector by comparing the blocks divided by the block division means with a locally decoded signal of the previous frame. A motion vector detecting means for detecting the motion vector, and a motion compensating interframe predicting means for selecting a locally decoded signal of the previous frame indicated by the motion vector detected by the motion vector detecting means to create a motion compensated interframe predicted signal, A pattern creating unit that creates a plurality of converted pixel patterns by performing reduction conversion on the locally decoded signal of the previous frame, and a plurality of converted pixel patterns created by the pattern creating unit as the motion-compensated interframe prediction signal. By comparison, a plurality of degenerated pixel patterns degenerated to a number smaller than the converted pixel pattern Pattern selecting means for selecting, a plurality of degenerate pixel patterns selected by this means, and an ordering means for giving a pattern number to the plurality of degenerate pixel patterns, and the input among the plurality of degenerate pixel patterns ordered by the ordering means. Pattern selecting means for selecting a degenerate pixel pattern having the smallest error with respect to the block divided by the block dividing means of the image signal, pattern number of the degenerate pixel pattern selected by the pattern selecting means, and the motion vector detecting means. And a means for outputting the information of the motion vector detected by the above as a coded output.
【請求項4】請求項3記載の画像符号化装置から伝送さ
れてきた符号化出力中の動きベクトルに基づき前フレー
ムの復号信号より動き補償フレーム間予測信号を作成す
る動き補償フレーム間予測手段と、 前記前フレームの復号信号に対して縮小変換を行って複
数の変換画素パターンを作成するパターン作成手段と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
パターンを前記動き補償フレーム間予測信号と比較し
て、該変換画素パターンより少ない数に縮退させた複数
の縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 この手段により選択された複数の縮退画素パターンに対
して順序付けを行いパターン番号を付与する順序付け手
段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
パターンのうち前記符号化出力中の前記パターン番号に
対応した縮退画素パターンを選択して復号化出力を得る
パターン選択手段とを備えることを特徴とする画像復号
化装置。
4. A motion-compensated inter-frame prediction means for creating a motion-compensated inter-frame predicted signal from a decoded signal of a previous frame based on the motion vector in the coded output transmitted from the image coding apparatus according to claim 3. A pattern creating means for creating a plurality of converted pixel patterns by performing reduction conversion on the decoded signal of the previous frame; and a plurality of converted pixel patterns created by the pattern creating means as the motion-compensated interframe prediction signal. By comparison, pattern selecting means for selecting a plurality of degenerate pixel patterns degenerated to a number smaller than the converted pixel pattern, and a plurality of degenerate pixel patterns selected by this means are sequenced and a pattern number is given. Ordering means, and during the encoding output among a plurality of degenerate pixel patterns ordered by the ordering means And a pattern selection unit that obtains a decoded output by selecting the degenerate pixel pattern corresponding to the pattern number.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5838833A (en) * 1995-06-30 1998-11-17 Minolta Co., Ltd. Fractal image compression method and device and fractal image restoration method and device
US5862264A (en) * 1996-03-15 1999-01-19 Minolta Co., Ltd. Image compression device and image compression method for compressing images by smoothing them, reversibly compressing the residual images and compressing the smoothed images based on fractal theory

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