JPH07222153A - ディジタル画像受信装置 - Google Patents

ディジタル画像受信装置

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JPH07222153A
JPH07222153A JP2760694A JP2760694A JPH07222153A JP H07222153 A JPH07222153 A JP H07222153A JP 2760694 A JP2760694 A JP 2760694A JP 2760694 A JP2760694 A JP 2760694A JP H07222153 A JPH07222153 A JP H07222153A
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JP
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Application number
JP2760694A
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English (en)
Inventor
Akifumi Arayashiki
明文 荒屋敷
Eiji Yokogawa
英二 横川
Kazuhiro Yamamoto
和弘 山本
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】無線回線などの伝搬条件の悪い伝送路を利用し
たディジタル画像通信における伝送誤りによる伝送効率
の低下を防ぎ、誤りの発生した画像ユニットMCUまた
は画素ブロックの補正方法を改善して再生画像データが
得られるようにする。 【構成】復調器1で受信入力を復調したJPEGデータ
を解析器2で解析し、圧縮情報を抽出して蓄積器4に蓄
積するとともにMCU単位の画像データを出力する。誤
り補正回路3でMCU単位に誤りを検査し、誤りがない
MCU−xはそのまま出力し、誤りがあるMCUに対し
ては、先行MCU出力から補正MCUを生成してMCU
−yを出力する。復号器5は受信MCU−xまたは生成
MCU−yを復号してディジタル画像データ出力器6に
与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像受信装置に関し、特
に、帯域圧縮のためにディジタル符号化された圧縮画像
データで変調された伝送信号を受信して復号再生するデ
ィジタル画像受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル画像通信において、送信側の
情報源符号化では、伝送帯域圧縮のため、JPEG(Jo
int Photographic Expertment Group )方式の伝送規格
により、原画像を8×8ドットの画像ブロック(以下、
単に画素ブロックという)に分割し、2次元DCT変換
(Discrete Cosine Transform )した後、エントロピー
符号化を行っている。その符号化の際、効率的な帯域圧
縮を行うために、予測符号化の手法をとり入れている。
すなわち、符号化器内のメモリに既に符号化された過去
の画素値を記憶しておき、これから新たに入力される画
素の予測値を求め、その差(予測誤差)を量子化し、そ
の出力レベルを適当な2進符号に変換して送出する。受
信側では、まず伝送符号から予測誤差信号を再生し、こ
れを既に復号された直前の画像信号に加えて新たな画像
信号とし復号して再生画像を得ている。
【0003】図7は従来の画像受信装置のブロック図で
ある。最小符号化単位(MCU:minimum code unit )
で変調された信号、すなわち、伝送路を介して得られる
受信入力は復調器1で復調され、誤り訂正復号器20で
誤りが検査され、誤りのない信号MCU−xは情報源復
号器5で復号され画素ブロック単位の復号信号がディジ
タル画像データ出力器6に与えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし受信側で復号す
る際に、伝送路またはその他の要因でデータに誤りが発
生した場合、誤りがその部分だけではなく、それ以降
の画素にまで伝播して影響を与え、画像の判別が困難に
なる問題があり、特に伝送路が劣悪な無線回線の場
合、頻繁に誤りが発生して正常な復号が行われなくなる
という問題がある。このような問題点を軽減するため
に、JPEG方式では、送信側でリスタート・マーカを
挿入して予測符号化の予測値をリセットし、伝送等の誤
りによる復号エラー及び誤り伝播に対する復旧が可能に
なっている。しかし、リスタート・マーカの挿入によっ
て、帯域圧縮率が低下するという問題が生じ、さら
に、誤りのある部分は勿論のこと、その部分からリス
タート・マーカまでの画像は復旧できなくなるという欠
点がある。
【0005】以上のように、従来の画像受信装置は、原
画像を忠実に再生するような改善がなされているが、そ
のために無線回線を伝送路とする場合は時間がかかる。
部分的な伝送誤りを許容して、短時間に、原画像に近い
画像を再生する技術についてはまだ開示された例がな
い。この点に関して、本発明の一人は、誤りの部分を周
囲の画素を利用して補填し復号することにより短時間に
再生画像を得る技術を提案した(平成5年12月22日
出願、特願平5−345626号参照)。
【0006】本発明の目的は、上記従来の問題点、欠点
を解決し、誤りのある部分の補正処理をさらに改良して
原画像に近い再生画像を得ることのできるディジタル画
像受信装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル画像
受信装置は、JPEG方式等の最小符号化単位の符号化
圧縮画像データMCUによって変調された伝送信号を受
信して復調しJPEGデータを出力する復調器と、該復
調器からのJPEGデータをMCU単位で解析して圧縮
情報を抽出するとともに、受信圧縮画像データMCU−
xを出力するJPEGデータ解析器と、前記圧縮情報を
蓄積する圧縮情報蓄積器と、該圧縮情報蓄積器から読み
出した圧縮情報に基づいて前記受信圧縮画像データMC
U−xの伝送誤りの有無を判断し、誤りがなければ該受
信圧縮画像データMCU−xをそのまま出力し、誤りが
あれば入力された受信圧縮画像データMCU−xに代わ
る圧縮画像データを先行の受信圧縮画像データから推定
して生成した生成圧縮画像データMCU−yを出力する
誤り補正回路と、該誤り補正回路の出力を復号する情報
源復号器と、該情報源復号器の出力から再生画像を得る
ディジタル画像データ出力器とを備えたことを特徴とす
るものである。
【0008】さらに、本発明のディジタル画像受信装置
は、JPEG方式等の最小符号化単位の符号化圧縮画像
データMCUによって変調された伝送信号を受信して復
調しJPEGデータを出力する復調器と、該復調器から
のJPEGデータをMCU単位で解析して圧縮情報を抽
出するとともに、受信圧縮画像データMCU−xを出力
するJPEGデータ解析器と、前記圧縮情報を蓄積する
圧縮情報蓄積器と、該圧縮情報蓄積器から読み出した圧
縮情報に基づいて前記受信圧縮画像データMCU−xの
伝送誤りの有無を判断し、誤りがなければ該受信圧縮画
像データMCU−xをそのまま出力し、誤りがあれば入
力された受信圧縮画像データMCU−xに代わる圧縮画
像データを先行の復号後の画素ブロックから推定して生
成した生成圧縮画像データMCU−yを出力する誤り補
正回路と、該誤り補正回路の出力を復号する情報源復号
器と、該情報源復号器の出力から再生画像を得るディジ
タル画像データ出力器とを備えたことを特徴とするもの
である。
【0009】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示すブロック
図であり、図2は図1の本発明の第1の実施例の要部で
ある誤り補正回路3の詳細ブロック図である。図1にお
いて、1はMCU単位で送られてくる受信入力を復調し
てJPEGデータを出力する復調器、2はJPEGデー
タ解析器、3は誤り補正回路、4はJPEGデータ解析
器2から出力される圧縮情報の蓄積器、5は情報源復号
器、6はディジタル画像データ出力器である。JPEG
データ解析器2は復調器1からのJPEGデータを解析
して圧縮情報を抽出して蓄積器4に出力するとともに、
MCU単位の圧縮画像データMCU−xを出力する。す
なわち、JPEGデータフォーマットの先頭にあるヘッ
ダー部等から圧縮情報を抽出し、その後に続く個々のM
CUを順次出力する。
【0010】誤り補正回路3は、圧縮情報蓄積器4から
の圧縮情報に基づいて圧縮画像データMCU−xの誤り
の有無を判断し、誤りがなければ入力した圧縮画像デー
タMCU−xをそのまま出力し、誤りがあれば入力され
た圧縮画像データMCU−xに代わる圧縮画像データ
を、先行の圧縮画像データMCUを用いて推定して生成
した圧縮画像データMCU−yを出力する。この誤り補
正処理の詳細については後述する。以上のように、誤り
補正回路3から出力される受信圧縮画像データMCU−
x、または生成圧縮画像データMCU−yは、情報源復
号器5で画素ブロック単位に復号され、受信画素ブロッ
ク−xまたは生成画素ブロック−yとなりディジタル画
像データ出力器6に与えられて再生画像となる。
【0011】図2は前述の誤り補正回路3の詳細ブロッ
ク図であり、31は誤り検査器、32は判断手段、33
はメモリ、34は生成手段を示す。誤り検査器31は、
JPEGデータ解析器2からのディジタル圧縮画像デー
タMCU−xを、圧縮情報蓄積器4から得られる圧縮情
報に基づいてMCUの誤りを検査し、誤りの有無を示す
2値判断ビットによるエラー信号を発生出力する。この
誤り検査器31の詳細構成については後で述べる。メモ
リ33は、誤り補正回路3で既に処理され出力された先
行画素ブロックに関する圧縮画像データを保持する。
【0012】生成手段34は、誤り検査器31から誤り
“有”を示すエラー信号が入力されたとき、メモリ33
から先行画素ブロックMCU−Aに関する圧縮画像デー
タを読み出して誤りの画素ブロックに代わる画素ブロッ
クを推定して生成した生成圧縮画像データMCU−yを
出力する。この生成手段34の詳細構成については後述
する。判断手段32は、誤り検査器31から誤り“無”
のエラー信号が入力されているときは受信画像データM
CU−xをそのまま出力し、誤り“有”のエラー信号が
入力されたときは生成手段34から入力される生成圧縮
画像データMCU−yを出力して情報源復号器5に与え
る。情報源復号器5は、誤り補正回路3の判断手段32
から出力される受信圧縮画像データMCU−xまたは生
成圧縮画像データMCU−yをMCU単位に伸長復号し
て受信画素ブロック−xまたは生成画素ブロック−yを
出力する。
【0013】図3は図2の誤り検査器31の詳細ブロッ
ク図である。図において、311はバッファ、312は
比較器、313は記憶ユニットである。記憶ユニット3
13には圧縮情報の参照テーブルが書き込まれており、
比較器312は受信MCU−xとその圧縮情報が入力さ
れると記憶ユニット313の参照テーブルと比較し、一
致しないとき誤りを示すエラー信号を出力する。
【0014】図8は上記補正の画面による説明図であ
り、(A)は従来の予測符号化の場合の画素予測法によ
る補正説明図、(B)は本発明の近隣MCU/画素ブロ
ックによって生成する補正説明図である。図において、
A,B,C,Dはそれぞれ誤りのない画素ブロックまた
はMCUを示し、xは誤りの発生した現画素または現M
CU、yは、従来の(A)図において予測画素を示し、
本発明の(B)図においては生成したMCUまたは画素
を示す。
【0015】JPEG方式の場合、誤りの発生したMC
Uに続くMCUに誤りが伝播するは、送信側で符号化す
るとき画素ブロック単位でDCT演算した後、DC成分
(ディスクリートコサイン成分)とその直前の画素ブロ
ックのDC成分との差分を符号化するために起きる。そ
こで伝送等による誤りが発生した場合、誤りが発生した
画素ブロックのDC成分そのもの、または直前の画素ブ
ロックのDC成分との差分値を、近隣の画素から推定し
て当てはめてやればよい。
【0016】以下の説明で用いる用語を次のように定義
する。 「MCU−A」:Aの位置に該当するMCU。 「画素ブロック−A」:Aの位置に該当する画素ブロッ
ク。 「平均画素値−A」=画素ブロック−Aの全部または一
部の画素値を平均した値。
【0017】図4は図2の生成手段34の1構成例を示
すブロック図であり、2つの直列レジスタ341,34
2と予測ユニット343で構成される。図1及び図2の
第1の実施例の場合、メモリ33には誤り補正回路3か
ら出力される復号前の各MCUのDC成分が記憶保持さ
れており、例えば、メモリ33からMCU−AのDC成
分が入力されたとき、レジスタ341及び342からそ
れぞれ先行するMCU−CのDC成分及びMCU−Bの
DC成分が出力されて予測ユニット343に入力され
る。例えば、MCU−Aの次のMCU−xに誤りがある
とき、予測ユニット343ではMCU−BのDC成分と
MCU−CのDC成分の差を2で割り、MCU−AのD
C成分に加算してMCU−xに代わるMCU−yを出力
する。
【0018】上記のMCU−xに代わるMCU−yの生
成は、MCU−AとMCU−BとMCU−DのDC成分
を用いて行う例について延べたが、次のようにしてMC
U−yを生成することもできる。すなわち、メモリ33
に復号前の各MCUに対して、MCUの全成分を記憶保
持させ、MCU−Aに続くMCU−xに誤りがあると
き、MCU−Aの各成分にMCU−Cの各成分を加算
し、その計算結果を2で割って、MCU−yを生成して
出力する。
【0019】図5は本発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図であり、図6は図5の誤り補正回路3のブロック図
である。前述の図1,図2の第1の実施例との違いは、
誤り補正回路3のメモリ33’に記憶する先行情報を情
報源復号器5で復号された後の画素ブロックとした点で
ある。他は第1の実施例と同じである。従って、図4に
おける生成手段34のレジスタ341,342及び予測
ユニット343へは画素ブロックが入力される。
【0020】この第2の実施例の作用について説明す
る。図6のメモリ33’には、復号された各画素ブロッ
クに対して、各画素ブロックの全部または一部を記憶保
持させておく。例えば、メモリ33’から画素ブロック
−Aが出力され、生成手段34に入力されると、レジス
タ431,342から出力される先行画素ブロック−B
と画素ブロック−Cとともに予測ユニット343に入力
され、それぞれ平均画素値が算出される。画素ブロック
−Aの次の画素ブロック−xに誤りがあるとき(エラー
信号が誤りを示すとき)、平均画素値−Bと平均画素値
−Cの差を4で割り、MCU−AのDC成分に加算して
MCU−xの代わりのMCU−yとして判断手段32に
対して出力する。前記差を4で割るのはDCT演算の係
数のためである。判断手段32は誤り検査器31からの
エラー信号を判断して、誤りがなければMCU−xをそ
のまま出力し、誤りがあれば生成手段34で生成された
MCU−yを出力する。
【0021】図6において、情報源復号器5の復号機能
を誤り検査器31,生成手段34に持たせることによっ
て情報源復号器5を省くこともできる。その場合は、判
断手段32は誤りの有無によって画素ブロック−xまた
は画素ブロック−yを受け取って出力することになる。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、伝送等による誤りの影響を避けるた
めに画像の圧縮率を下げたり、伝送手順を複雑にするこ
となしに原画像に近い画像を再生することができるため
伝送効率が改善され実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の部分詳細ブロック図である。
【図3】図2の部分詳細ブロック図である。
【図4】図2の部分詳細ブロック図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図6】図5の部分詳細ブロック図である。
【図7】従来の構成例図である。
【図8】画像補正の説明図である。
【符号の説明】
1 復調器 2 JPEGデータ解析器 3 誤り補正回路 4 圧縮情報蓄積器 5 情報源復号器 6 デジタル画像データ出力器 31 誤り検査器 32 判断手段 33 メモリ 34 生成手段 311 バッファ 312 比較器 313 記憶ユニット 341, 342 レジスタ 343 予測ユニット

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 JPEG方式等の最小符号化単位の符号
    化圧縮画像データMCUによって変調された伝送信号を
    受信して復調しJPEGデータを出力する復調器と、 該復調器からのJPEGデータをMCU単位で解析して
    圧縮情報を抽出するとともに、受信圧縮画像データMC
    U−xを出力するJPEGデータ解析器と、 前記圧縮情報を蓄積する圧縮情報蓄積器と、 該圧縮情報蓄積器から読み出した圧縮情報に基づいて前
    記受信圧縮画像データMCU−xの伝送誤りの有無を判
    断し、誤りがなければ該受信圧縮画像データMCU−x
    をそのまま出力し、誤りがあれば入力された受信圧縮画
    像データMCU−xに代わる圧縮画像データを先行の受
    信圧縮画像データから推定して生成した生成圧縮画像デ
    ータMCU−yを出力する誤り補正回路と、 該誤り補正回路の出力を復号する情報源復号器と、 該情報源復号器の出力から再生画像を得るディジタル画
    像データ出力器とを備えたディジタル画像受信装置。
  2. 【請求項2】 前記誤り補正回路は、前記圧縮情報蓄積
    器から読み出した圧縮情報に基づいて前記受信圧縮画像
    データMCU−xの伝送誤りの有無を検査し2値判断ビ
    ットによるエラー信号を出力する誤り検査器と、先行圧
    縮画像データを記憶するメモリと、前記誤り検査器から
    誤りが有ることを示すエラー信号が入力されたとき前記
    メモリから先行圧縮画像データを読み出して誤りの画素
    ブロックに代わる画素ブロックを推定して生成した生成
    圧縮画像データMCU−yを出力する生成手段と、前記
    誤り検査器から誤り無しを示すエラー信号が入力されて
    いるときは前記受信圧縮画像データMCU−xをそのま
    ま出力し、誤り有りを示すエラー信号が入力されたとき
    は前記生成手段からの前記生成圧縮画像データMCU−
    yを出力して前記情報源復号器に与える判断手段とを備
    えたことを特徴とする請求項1記載のディジタル画像受
    信装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の前記生成手段は、誤りが
    検出された受信圧縮画像データMCU−xに先行する2
    つの周辺画素ブロックの受信圧縮画像データを一時保持
    する2つのレジスタと、前記誤り検査器から誤りが有る
    ことを示すエラー信号が入力されたとき前記メモリから
    直前の受信圧縮画像データを読み出し前記2つのレジス
    タから先行する2つの周辺画素ブロックの受信圧縮画像
    データを読み出して該2つの周辺画素ブロックの受信圧
    縮画像データのデスクリートコサイン成分の差を2で割
    り前記直前の受信圧縮画像データのデスクリートコサイ
    ン成分に加算して前記生成圧縮画像データMCU−yを
    生成して出力する予測ユニットとを備えたことを特徴と
    する請求項2記載のディジタル画像受信装置。
  4. 【請求項4】 JPEG方式等の最小符号化単位の符号
    化圧縮画像データMCUによって変調された伝送信号を
    受信して復調しJPEGデータを出力する復調器と、 該復調器からのJPEGデータをMCU単位で解析して
    圧縮情報を抽出するとともに、受信圧縮画像データMC
    U−xを出力するJPEGデータ解析器と、 前記圧縮情報を蓄積する圧縮情報蓄積器と、 該圧縮情報蓄積器から読み出した圧縮情報に基づいて前
    記受信圧縮画像データMCU−xの伝送誤りの有無を判
    断し、誤りがなければ該受信圧縮画像データMCU−x
    をそのまま出力し、誤りがあれば入力された受信圧縮画
    像データMCU−xに代わる圧縮画像データを先行の復
    号後の画素ブロックから推定して生成した生成圧縮画像
    データMCU−yを出力する誤り補正回路と、 該誤り補正回路の出力を復号する情報源復号器と、 該情報源復号器の出力から再生画像を得るディジタル画
    像データ出力器とを備えたディジタル画像受信装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の誤り補正回路は、前記圧
    縮情報蓄積器から読み出した圧縮情報に基づいて前記受
    信圧縮画像データMCU−xの伝送誤りの有無を検査し
    2値判断ビットによるエラー信号を出力する誤り検査器
    と、先行の復号後の画素ブロックのデータを記憶するメ
    モリと、前記誤り検査器から誤りが有ることを示すエラ
    ー信号が入力されたとき前記メモリから先行の復号後の
    画素ブロックのデータを読み出して誤りの画素ブロック
    に代わる画素ブロックを推定して生成した生成圧縮画像
    データMCU−yを出力する生成手段と、前記誤り検査
    器から誤り無しを示すエラー信号が入力されているとき
    は前記受信圧縮画像データMCU−xをそのまま出力
    し、誤り有りを示すエラー信号が入力されたときは前記
    生成手段からの前記生成圧縮画像データMCU−yを出
    力して前記情報源復号器に与える判断手段とを備えたこ
    とを特徴とする請求項4記載のディジタル画像受信装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の前記生成手段は、誤りが
    検出された受信圧縮画像データMCU−xに先行する2
    つの復号後の周辺画素ブロックのデータを一時保持する
    2つのレジスタと、前記誤り検査器から誤りが有ること
    を示すエラー信号が入力されたとき前記メモリから直前
    の画素ブロックのデータと前記2つのレジスタから先行
    する2つの復号後の周辺画素ブロックのデータとを読み
    出して該2つの復号後の周辺画素ブロックの受信圧縮画
    像データのデスクリートコサイン成分の差を2で割り前
    記直前の受信圧縮画像データのデスクリートコサイン成
    分に加算して前記生成圧縮画像データMCU−yを生成
    して出力する予測ユニットとを備えたことを特徴とする
    請求項5記載のディジタル画像受信装置。
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