JPH07274171A - 画像符号化装置及び画像復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可変長符号化テーブルを符号化する画像に応じ
て適応的に制御してデータ量を最適化する画像符号化装
置及び符号化側からの画像データを受けて該データを復
号化する画像復号化装置を提供する。 【構成】画像データを復号するために用いる統計的性質
の異なる可変長符号化テーブル群（５ｄ０，５ｄｌ：５
ｅＯ，５ｅ１：５ｆＯ，５ｆ１）を備え、送られてきた
データをフレーム識別部５ｇにより各フレーム毎にデー
タを分解してテーブル選択番号を解読しその番号に応じ
て復号するために用いる可変長符号化テーブルを切換器
５ｃにより選択してそのテーブルを用いて復号化回路５
ｂにより復号する。 【効果】符号化側の意図する送信画像毎にそれに適応し
た最適な伝送効率を達成することのできる画像通信端末
装置、及び符号化時のデータ量を最適化した画像符号化
システムを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＳＤＮ等のディジタ
ル通信回線を利用して画像データを伝送するテレビ電
話、テレビ会議システム等の画像通信装置における画像
符号化装置及び画像復号化装置、あるいはＣＤ（コンパ
クト・ディスク）装置等の単体で使用される画像符号化
システムにおける画像符号化装置及び画像復号化装置に
関し、特に可変長符号化テーブルを用いて圧縮符号化す
る画像符号化装置、及び可変長符号化テーブルを用いて
圧縮符号化された画像データを受けて復号化する画像復
号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル通信網を用いた画像通
信が盛んに行なわれるようになってきたが、画像の持つ
データ量が膨大であるため、そのデータ量を圧縮する技
術が必要となる。従来、データ量を圧縮する方法を用い
た画像通信端末装置として図６に示すような構成が挙げ
られる。図６において、画像データは輝度信号と色差信
号に分けられており、それぞれ８画素×８画素の小ブロ
ックに分割されブロック毎に変換符号化部３に入力さ
れ、離散コサイン変換などの所定の直交変換が施され
る。変換された信号系列は、信号切換器３２により輝度
信号・色差信号を交互に時分割で可変長符号化部７ヘ送
られる。可変長符号化部７には輝度信号用可変長符号テ
ーブル７ｂと色差信号用可変長符号テーブル７ｃが接続
されている。これらのテーブルは、予め入力されそうな
数種の画像データを用いて変換符号化部３により変換さ
れた変換値の統計的分布すなわちヒストグラムを求め、
次表（可変長符号化テーブルの１例）に示すように出現
頻度の高い値にはビット長の短い符号を、逆に出現頻度
の少ないものには長い符号を割り当てて変換するための
ものであり、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒ
ｙ）等で構成されている。

【０００３】

【表１】

【０００４】すなわち、可変長符号化回路７ａでは入力
された信号をアドレスとしてＲＯＭにアクセスし、それ
に応じた符号をデータとして引き出して、シリアル信号
にして出力する。このように、ある限定された画像に対
して、つまり、ヒストグラムを求めるのに用いた画像に
似た画像においては効率よくデータを圧縮して伝送する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように限られた
画像を伝送するには効率がよいが、一般に伝送側で符号
化される画像の種類は無限でありそれらを変換した値の
ヒストグラム分布は多様に存在する。例えば、テレビ会
議などにおいても、写っている人の数は１人から少なく
とも４〜５人であるとみられ、写っている人の大きさが
それぞれに異なることからそれらの画像に応じたヒスト
グラム分布はかなり変わってくる。これを１つの可変長
符号化テーブルにより符号化すると画像により符号化す
るデータ量の差が現れ、ある画像では伝送時間が少なく
てすむがその他の画像では伝送時間がかなりかかってし
まうという画像による伝送時間のバラ付きが出てしま
う。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決することを目
的としてなしたものであり、データ量を削減するため
に、画像データを変換し圧縮符号化する際に用いる可変
長符号化テーブルを、符号化画像に応じて適応的に制御
してデータ量を最適化するようになした、符号化する画
像が異なっても符号量が著しく増加せず、また画像通信
装置に適用した場合には、伝送時間のバラ付きの少な
い、伝送効率の最適化を図ることの可能な画像符号化装
置を提供するものである。また、本発明は、上記のよう
にして符号化された、つまり可変長符号化テーブルを符
号化する画像に応じて適応的に制御して圧縮符号化され
た画像データを受けてこれを復号化する画像復号化装置
を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、デー
タ量を削減するために画像データに対して変換を施し、
この変換により求められた変換係数に可変長符号化テー
ブルを割り当てて圧縮符号化する画像符号化装置におい
て、予め統計的に求めた複数種の可変長符号化テーブル
と、データ量に応じて適応的に作成される可変長符号化
テーブル選択情報に基づいて前記可変長符号化テーブル
を選択的に切り換える切換手段とを設け、符号化する画
像に応じて前記切換手段を適応的に制御してデータ量を
最適化するものであり、請求項２の発明は、さらに復号
化側へ前記可変長符号化テーブル選択情報を出力するも
のである。請求項３の発明は、可変長符号化テーブルを
用いて圧縮符号化された画像データを受けて該画像デー
タを復号化する画像復号化装置にはおいて、復号化する
際に用いる複数種の可変長符号化テーブルと、これら可
変長符号化テーブルを選択的に切り換える切換手段とを
設け、復号化時に前記切換手段を適応的に制御して前記
画像データを復号化するものであり、請求項４の発明
は、さらに画像データに付加されている可変長符号化テ
ーブル選択情報に対応する可変長符号化テーブルを選択
して、画像データを復号化するものである。

【０００８】

【作用】画像符号化装置においては、複数種の可変長符
号化テーブルから符号化する画像に応じて適応的に切り
換えられた可変長符号化テーブルによって符号化が行わ
れ符号化されるデータ量の最適化が行われる。また、復
号化側へ出力するときには可変長符号化テーブル選択情
報選択番号を同時に出力する。また、画像復号化装置に
おいては、可変長符号化テーブルの選択情報に従って、
復号化側ではあらかじめ定義されていた可変長符号化テ
ーブル群の中から適応的に可変長符号化テーブルを選択
し、そのテーブルに従って送られてきた画像データを復
号化する。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。図
４は本発明の１実施例の概略構成を示す。なお、この実
施例は、本発明を画像通信端末装置に適用した例を示
す。本実施例の画像通信端末装置は、伝送すべき画像デ
ータを符号化する符号化部１及び送られてきた符号列よ
り画像を再生する復号化部２からなる。本実施例におけ
る符号化部１の具体的構成例を図１に示す。符号化部１
は、信号変換部３，および符号化制御部４により構成さ
れている。カメラなどからの画像信号は８ビットのディ
ジタル信号に変換され、輝度信号及び色差信号別に８×
８画素の小ブロック単位で信号変換部３ヘ入力される。
変換符号化部３０では、入力された８×８画素、合計６
４個の８ビットデータに離散コサイン変換等の変換を施
し、変換結果を６４個の１６ビットの係数として出力す
る。切換器３１では、輝度信号及び色差信号の変換符号
化部からの出力を１ブロック６４個単位で交互に符号化
制御部４ヘ送るための切り換えを行っている。 符号化
制御部４は、３つの可変長符号化部４０，４１，４２，
切換器４３，切換制御部４４，選択部４５及びフレーム
形成部４６よりなる。また、可変長符号化部４０は可変
長符号化回路４Ｏａ，輝度信号用可変長符号化テーブル
４０ｂ，色差信号用可変長符号化テーブル４０ｃ，デー
タ量計数部１４０ｄからなり、その動作を以下に説明す
る。

【００１０】信号変換郡８より出力されてきた輝度信号
の変換された１６ビットの係数はその値をアドレスとし
てＲＯＭで構成されている輝度信号用可変長符号化テー
ブル４０ｂをアクセスする。輝度信号用可変長符号化テ
ーブル４０ｂにはあらかじめ変換係数に対応する符号が
データとして記憶されており、変換係数をアドレスとし
てデータを読み出すことで対応した符号を出力できる。
同様な動作を色差信号の変換係数に対しても色差信号用
可変長符号化テーブル４Ｏｃを用いて行う。

【００１１】この一連のシーケンスをハードロジックで
構成した可変長符号化回路４Ｏａで実行する。符号化さ
れたデータは切換器４出力されると共に、データ量計数
部４Ｏｄへも出力される。データ量計数部４０ｄはカウ
ンター及びハードロジックで構成されており、符号化さ
れた輝度信号及び色差信号データの量を合わせて１画面
単位で計数し、その値を出力する。

【００１２】以上説明した一連の動作を行う可変長符号
化部を本実施例では３つ並列に配置している（４０，４
１，４２）。それぞれの可変長符号化部にある輝度信号
用及び色差信号用可変長符号化テーブルは、あらかじめ
シミュレーション等により送る画面の統計的性質を調
べ、３種類に大別し、各々に適応して作られたものであ
る。たとえば、テレビ会議であれば送る画像が、被写体
が１人から２入、３人から５人及びドキュメントの３種
頬に大別し、各々について数種のデータにより変換係数
の平均的ヒストグラム分布を求め、その分布を用いて可
変長符号化テーブルを作成する。それぞれの可変長符号
化部では、入力された係数を順次それぞれの可変長符号
化テーブルにより符号化して、切換器４３ヘ出力する。
切換器４３は切換制御部４４からの選択信号により可変
長符号化部４０，４１あるいは４２のいずれか１つから
の符号を選択して出力する。選択信号は、切換制御部４
４，選択部４５により、データ量に応じて適応的に作成
される。

【００１３】この一連の切り換えの動作を以下に説明す
る。本実施例が動作し姶めるときの初期設定を可変長符
号化郡４０からの符号を用いるとすると、最初に送られ
る画面は可変長符号化部４０からの符号が符号化データ
として出力される。それと同時に、データ量計数部４０
ｄ，４１ｄ，４２ｄからの計数値が選択部４５ヘ入力さ
れこれらのうち最小値を取る可変長符号化部の番号（例
えば４１）を切り換え制御部へ送る。切り換え制御部で
はその番号により２香目以降の画像を送るときに用いる
可変長符号化部を切り換え、伝送するデータ量が少なく
なるよう制御する。この動作を１画面送る毎に行い、直
前に送った画面のデータ量を利用して伝送するデータ量
の最適制御を行っている。切換器４３で選択された符号
はフレーム形成部４６ヘ入力される。また、１画面毎の
同期をとる画面同期信号と、切換制御郡４４からのどの
可変長符号化の符号化テーブルを用いたかを示すテーブ
ル選択番号とが入力され、図５に示すようなデータフレ
ームを形成して符号化データとして出力される。

【００１４】次に、復号化部２の具体構成例を図２に示
す。復号化部２は、統計的性質が異なる可変長符号化テ
ーブル群、すなわち輝度信号用可変長符号化テーブル５
ｄ０、５ｅ０、５ｆ０及び色差信号用可変長符号化テー
ブル５ｄ１、５ｅ１、５ｆ１を備えるとともに、伝送さ
れてくるデータに従ってこれらの可変長符号化テーブル
（５ｄ０，５ｄｌ：５ｅＯ，５ｅ１：５ｆＯ，５ｆ１）
を適応的に切り換える切り換え切換器５ｃを備えてい
る。そして、該復号化部２では、送られてきたデータを
フレーム識別部５ｇにより各フレーム毎にデータを分解
してテーブル選択番号を解読しその番号に応じて復号す
るために用いる可変長符号化テーブル（５ｄ０，５ｄ
ｌ：５ｅＯ，５ｅ１：５ｆＯ，５ｆ１）を切換器５ｃに
より選択してそのテーブルを用いて復号化回路５ｂによ
り１６ビットの係数データに復号する。復号された係数
は、輝度信号、色差信号毎に逆変換符号化部５ａで変換
され画像データとして出力される。

【００１５】以上説明したように、符号化に用いる可変
長符号化テーブルを伝送するデータ量に応じて適応的に
制御することにより伝送データ量の削減、したがって伝
送時間の短縮化を図ることができ、効率のよい画像伝送
を実現することができる。また、伝送されてくる画像デ
ータを受けてそれを復号する際、伝送データに含まれる
テーブル選択番号を解読しその番号に応じて復号するた
めに用いる可変長符号化テーブルを選択して復号するの
で、符号化側の意図する送信画像毎にそれに適した最適
な効率の復号を行うことができる。

【００１６】図３に本発明の第２の実施例における符号
化部について構成図を示す。信号変換部３は実施例１と
同様の構成をしており、符号化制御郡４は１つの可変長
符号化回路４０ａと、実施例１と同様に輝度信号、色差
信号毎に３種類の可変長符号化テーブル４Ｏｂ，４Ｏ
ｃ：４１ｂ，４ｌｃ：４２ｂ，４２ｃ）、切換器６及１
びフレーム形成部４６によりなっている。本実施例にお
いて可変長符号化テーブルの切り換えは、送信する使用
者が送る画像に合わせて、１人から２人用、３人から５
人用、ドキュメント用などから適宜選択して外部からマ
ニュアルで行う。そのテーブル選択信号により選択され
た符号化テーブルを用いて符号化を行い、実施例１と同
様にこの符号列と画面同期信号及びテーブル選択信号に
よりフレームを形成して伝送される。この第２の実施例
に示した符号化部によって符号化された画像データを復
号する復号部は、前述した実施例１と同様な構成でよ
く、その動作も同様である。

【００１７】以上のように第２の実施例においても画面
に合わせて符号化テーブルを切り換えることにより、第
１の実施例と同様に効率のよい画像伝送を実現すること
ができる。

【００１８】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明の画像
符号化装置によれば、画像を符号化する際、符号化画像
に応じて数種の可変長符号化テーブルから適応的に可変
長符号化テーブルを選択して符号化するものであるか
ら、符号化するデータ量の最適化を図ることができる。
従って、この発明を画像通信装置に用いれば、伝送する
データ量の最適化が図れ、伝送時間のバラ付きを減少さ
せ、伝送効率の向上を図ることができる。また、本発明
をＣＤ装置のような画像符号化システムに用いれば、デ
ータ量の削減が図れ、データ量の最適化が図れる。ま
た、本発明の画像復号化装置によれば、数種の可変長符
号化テーブルを備えておき、符号化側のデータに従って
その可変長符号化テーブルを適応的に切り換えて復号化
を行うものであるから、本発明を画像通信装置に用いれ
ば、送信側のデータに従ってその可変長符号化テーブル
を適応的に切り換えることにより、符号化側の意図する
送信画像毎にそれに適応した最適な伝送効率を達成する
ことができる。また、本発明をＣＤ装置のような画像符
号化システムに用いれば、復号化側で数種の可変長符号
化テーブルを備えておき、符号化時のデータに従ってそ
の可変長符号化テーブルを適応的に切り換えるシステム
とすることにより、符号化時のデータ量を最適化した画
像符号化システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である画像通信端末装置の符
号化部のブロック図である。

【図２】本発明の実施例の復号化部のブロック図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例である画像通信端末装置
の符号化部のブロック図である。

【図４】本発明の概略構成を示すブロック図である。

【図５】本発明により送信される符号化データのフレー
ム構成の概略構成を示す図である。

【図６】従来の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 符号化部 ２ 符号化部 ３ 信号変換部 ４ 符号化制御部 ４０，４１，４２ 可変長符号化部 ４０ａ，４０ｂ，４Ｏｃ 可変長符号化回路 ４Ｏｂ，４１ｂ，４２ｂ 輝度信号用可変長符号化テー
ブル ４０ｃ，４ｌｃ，４２ｃ 色差借号用可変長符１号化テ
ーブル ４０ｄ，４ｌｄ，４２ｄ データ量計数部 ４３，５ｃ，６ 切換器 ４４ 切換制御部 ４５ 選択部 ４６ フレーム形成郡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ量を削減するために画像データに
   対して変換を施し、この変換により求められた変換係数
   に可変長符号化テーブルを割り当てて圧縮符号化する画
   像符号化装置において、 予め統計的に求めた複数種の可変長符号化テーブルと、
   データ量に応じて適応的に作成される可変長符号化テー
   ブル選択情報に基づいて前記可変長符号化テーブルを選
   択的に切り換える切換手段とを設け、符号化する画像に
   応じて前記切換手段を適応的に制御してデータ量を最適
   化することを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 復号化側へ前記可変長符号化テーブル選
   択情報を出力することを特徴とする請求項１記載の画像
   符号化装置。
3. 【請求項３】 可変長符号化テーブルを用いて圧縮符号
   化された画像データを受けて該画像データを復号化する
   画像復号化装置において、 復号化する際に用いる複数種の可変長符号化テーブル
   と、これら可変長符号化テーブルを選択的に切り換える
   切換手段とを設け、復号化時に前記切換手段を適応的に
   制御して前記画像データを復号化することを特徴とする
   画像復号化装置。
4. 【請求項４】 画像データに付加されている可変長符号
   化テーブル選択情報に対応する可変長符号化テーブルを
   選択して画像データを復号化することを特徴とする請求
   項３記載の画像復号化装置。