JPS5894274A - 画像信号符号化方式 - 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】 この発明は、量子化された多階調の画像信号例えばファ
クシミリ等における中間ＭＡ画像信号を高効率に符号化
（復号化）する削像池号付号化方式％式％ 従来、この種の符号化（復号化）方式としては。

送信側では符号化すべき画像信号すなわち注目画素に近
接する１あるいは複数の参照画素を参照し、その画素レ
ベルおよび注目画素レベルに応じて予め定められた予測
順位値衣の内容に従って注目画素のとるべき予測順位値
を変換出力してそれを符号化し、また、受信側ではこの
符号化された予測順位値を復号化し、この予測順位値と
参照画素レベルから注目画素の画素レベルを逆変換出力
する方式が知られている。

第１図は、注目画素をＸとしたとき、この注目画素Ｘに
レベル相関の高い近接画素Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄの相対位置関係を示す図である。また、第２図は、こ
れら各画素のレベル（階調数）をθ〜１５レベルの１６
通シとし、参照画素としてＡ、Ｂの２画素を選んだ時の
参照画素Ａ、Ｂに対する注目画素Ｘに対する頻度（出現
確率）の順位の１部を示す従来の予測順位変換表である
。なお、この表では最も起こシ易すい順位を第０位、最
も起こシにくいものを第１５位としておシ、またこの表
の内容は、大に１の画像データをもとに統計的に求めら
れるものである。

第２図において、いま仮ｆこ、多照画素人＝８゜Ｂ＝４
の時、注目画素Ｘ＝８であれば、この注目画素Ｘの予測
順位値は第０位となり、この「０」という予測順位値が
符号化される。またこの場合、注目画素ＸがＸ＝５であ
れば、その予測順位値は第８位となり、この「８」とい
う予測順位値が符号化される。このように、参照画素Ａ
、Ｈのレベル状態において、注目画素Ｘのレベルが第何
位かということを知シ、その予測順位値を符号化するこ
とを予測順位変換符号という。

ここで、この予測順位値は、第１図に示したとおシ注目
画素Ｘとその参照画素Ａ、Ｂのレベル相関が強いことか
ら、第０位の出現確率が最も高く、第１６位の出現確率
が最も低くなる。したがって、予測順位値「０」に最も
短い符号長の符号語を割当て、一方、予測順位値「１６
」に最も長い符号語を割当てて符号化することによシ、
伝送時間を短くすることができる。

ところで、この予測順位値表の内容は、一般には続出専
用メモ！Ｊ　（ＲＯＭ）で記憶構成されるのであるが、
そのメモリ容置は画素信号のレベル数を２ルベル、参照
画票数をｎとすると２ｍ（１）×ｍとなり、相当大容量
のものを必要とする。これは受信側（復号化側）につい
ても云えることである。

第８図は、ｍ＝４すなわち０〜１５レベル（４ビツト）
の画象盾号を符号化復号化する従来装置のブロック図を
示すものである。第８図において、０υは入力される画
像信号をメモリし、それを所定のタイミングで参照画素
Ａ、Ｂとして出力する送信側画素メモリ、（至）は第２
図の予測順位表がメモリされ、送信側画素メモリ０乃よ
多出力される参照画素Ａ、Ｂと入力される注目画素Ｘレ
ベルに応じて注目画素Ｘの予測順位値を出力する予測変
換器、（至）はこの予測変換器（至）よシ変換出力され
る予測順位値を符号化する符号器、（ロ）は伝送路（７
）を介して伝送される符号化された予測順位値を復号化
する復号器、（２）は出力される画像信号をメモリし、
それを所定のタイミングで参照画素Ａ、Ｂとして出力す
る受信側画素メモ！Ｊ、Ｃ４はこの受信側画素メモリ（
至）からの参照画素Ａ、１６と、復号器■よシ入力され
る予測順位値から注目画素Ｘの画素レベルを変換出力す
る予測逆変換器で、この予測逆変換器（２）出力が再生
画像信号として出力される。

このような構成において、予測変換器（２）に符号化す
べき画像信号すなわち注目画素Ｘが入力されると、その
参照画素Ａ、Ｂが送信側画素メモ’Ｊ　Ｇｌ）よシ読み
出され、注目画素Ｘを含め各４ピツド計１２ビツトの信
号が予測変換器に）に入力される。この予測変換器（２
）はこれら画素Ｘ、Ａ、Ｂのレベルに応じて注目画素Ｘ
の予測順位値を符号器（至）に４ビツトで出力し、符号
器（至）はこの４ビツトの予測順位値を符号化し、それ
を伝送路（至）を介して受信側に伝送する。受信（Ｉ！
！Ｉ（ロ）〜（ト）では送信側６υ〜（至）の逆処理に
よシ注目画素Ｘの画素レベルを再生出力する。

以上述べたように、従来方式では、予測順位変換表を作
成するのに蚕照画素および注目画素の画素レベル値をそ
のまま用いているので、大容斌の読出し専用メモリが必
要であシ、また、このため多数の画素を参照して予測の
精度をあげることが難しい状況にあった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、予測順位変換表の内容の規則性と
パターンの出現頻度に着目し、参照画素相互間および参
照画素と注目画素間の相対レベル差を利用することによ
り効率を殆んど低下させずに予測順位変換表の記憶容量
を減少させることを目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図に示した従来の予測順位変換表には参照画素Ａ＝４　
、Ｂ＝５の例も揚げているが、この場合注目画素Ｘの第
０位予測値は４で以下６，８゜６．２・・・となってい
る。ここで、参照画素Ａ＝８゜Ｂ＝４の場合と比較する
と、その参照画素レベルはルベル上がったため、注目画
素Ｘの上位の予測値もルベル上がっていると解釈できる
。従つて、これら参照画素Ａ、Ｂおよび注目Ｎ系Ｘの関
係について、参照画素Ａを基準にして村えると、ＢがＡ
よシ１大きい時の第１位予測値はＡ、第１位予測値はＡ
＋１．第２位予測値はＡ−１，となっておシ、注目画素
Ｘの上位予測値に胸しては参照画素人に対する相対レベ
ル値で示してよいことがわかる。そこで参照ＩＩ面素の
中から１っ（この場合参照画素人）を基準画素に選び、
他の参照画素Ｂは基準画素Ａとのレベル差によって状態
を判定し、また、注目画素Ｘのレベルも基準画素Ａとの
レベル差を入力することによシ、注目画素Ｘの予測順位
値を得ることができる。この場合、注目画素Ｘと基準画
素Ａとのレベル差は＋１５から−１５迄８１通り、一般
には２−１通シあるため、注目画素Ｘと基準画素Ａとの
レベル差をとシ、これが負の時は２１を加えて、２′ｆ
′を法とした表現を用いると注目画素Ｘと基準画素Ａと
のレベル差は常に０〜２”−１の２ｆｆｉ通シとなシ、
注目画素Ｘのレベル値と予測順位値とが１対１に対応し
て都合が良い。尚、２′″′を法とする表現は注目画素
Ｘと基準画素Ａのレベル値を通常の論理減算回路に通し
、ボローを無視すれば実現できるものである。

一般に参照画素同士は近い位置にあるため鐘照画素と基
準画素とのレベル差も０に近いレベルに集中することが
予想される。そこで、参照画素と基準画素とのレベル差
を＝（２”　−１）から２１−１迄のレベル差範囲内に
限シ、それ以外はまとめてしまうと、とシうるレベル差
数は２ｍ−１通シとなシ、予測変換器にメモリ入力され
る参照画素のレベル値は（ｍ−１）ビットですむことに
なる。従って参照画素数をｎとすると予測順位変換表の
メモリ容置は２（ｍ−Ｉ　Ｘｎ−１）−）ｍ　Ｘ　ｍと
なシ従来の＋Ｉ？ｌ−１１１−１ １／２　　　ですむことになる。尚、このような処置に
よってもエントロピの増加すなわち予測変換精度の低下
は２−８％程度ですむことをシミュレーションによシ確
かめている。

又、参照画素と基準画素の差を−（２Ｗｐ−８−１）か
らＣ２−１）迄に限シ、それ以外をまとめれば更にメモ
リ容量をへらしうろことになる。

第４図はこの発明の一実施例を示すもので、ｍ＝４．１
１＝２の場合における基準参照画素Ａと参照画素Ｂとの
レベル差（Ｂ−Ａ）、および注目画素Ｘと基準参照画素
Ａとのレベル差（Ｘ−Ａ）を用いて作成した予測順位変
換表である。この第４図において１例えばＡ＝８．Ｂ＝
４の場合、そのレベル差（Ｂ−Ａ）はｌとなる。このレ
ベル差状態において、Ｘ＝８とするとＸ−Ａ＝１となシ
その予測順位は第０位となシ、Ｘ＝４の場合はＸ−Ａ＝
１となシその予測順位は第１位となっている。また、Ｘ
＝２の場合はＸ＜Ａであるので（Ｘ　　Ａ　）　＋　２
１′−１５トナ’り　ソｆ）予’ｆＡＩＪｉｌｆＲ位ハ
第２位となっている。これは、（Ｂ−Ａ）のレベル差が
−（２”　−１）〜＋（２ｍ−４−１）すなわち−８−
１−８の範囲内における注目画素Ｘの予測順位値が、第
２図の従来の予測順位値と一致もていることがわかる。

第６図は第４図の予測順位値表を用いて構成した画像信
号の符号化復号化装置の一実施例を示すものである。第
５図において、（９）は順次入力される注目画素Ｘを送
信側画素メモリＧ乃よシ入力される基準参照画素人で減
算し、２１を法とするレベル差信号（Ｘ−Ａ）を４ビツ
トで出力する減算器、−は送信側画素メモリ（ロ）よ多
出力される基準参照画素人と参照画素Ｂが入力され、そ
のレベル差（Ｂ−Ａ）が−８−＋８　　の範囲内の場合
はそのレベル差信号（７通シ）を、範囲外の場合は範囲
外信号（１通シ）を８ビツトで出力する送信側ＲＯＭ１
−は減算器−υおよび送信＠　ＲＯＭ　ｉａよルそれぞ
れ入力される（Ｘ−Ａ）および（Ｂ−Ａ）のレベル差信
号よル注目画紫Ｘの予測順位値を符号器に）に出力する
予測変換器で、この予測変換′ａ−には第４図に示した
予測順位変換表がメモリされている。

−は復号器−よシ入力される予測順位値と、受信側画素
メモリに）および受信側ＲＯＭ　Ａを介して入力される
（Ｂ−Ａ）レベル差信号から、（Ｘ−Ａ）を出力する予
測逆変換器で、この予測逆変換器−にも予測変換器−と
同様第４図に示した予６ＪＪＪ順位変換表がメモリされ
ている。■は予測逆変換−一よ多出力される（Ｘ−Ａ）
と、受信側画素メモリに）から出力される基準参照画素
Ａを加算し、その加算値すなわち注目ＩＩ！１１糸Ｘの
画素レベルを出力する加算器である。

このような構成において、いま注目画素Ｘ＝４が入力さ
れ、そのぶ照調索Ａ＝８　、Ｂ＝４とすると、減算器−
υからはＸ−Ａ＝１が４ビツトで、また送信側ＲＯＭ　
ｉ５２からはＢ−Ａ＝１が８ビツトで出力され、計７ビ
ツトの情報が予測変換器」に入力される。この予測逆換
器謔はメモリされている予測順位変換表からこの情報に
対応する注目画素Ｘの予測順位第１位を読出し、この読
出された４ビツトの第１位情報は符号器臀で符号化され
、伝送路を介して受信側憂こ伝送される。

一方、この伝送された予測順位の符号化情報は復号器（
２）で復号化され、予測順位第１位信号として予測逆変
換器（至）に入力される。予測逆変換器−はこの予測順
位第１位信号と、既に再生、メモリされ、受信側ＲＯＭ
　＠よシ読出し出力される参照画素Ａ、Ｈのレベル差信
号Ｂ−Ａ＝１から（Ｘ−Ａ）をその予測順位変換表から
読出し、Ｘ−Ａ＝１を加算１帽こ出力する。加算器−は
このＸ−Ａ＝１と、受信側！１１ｉｉｉ素メモリ（７）
から読出し出力されるｉ牟参照画索Ａ＝８を加算し、そ
の加算値４を注目画素の画素レベルとして出力する。

なお、上記実施例に於いては画像信号の１緊レベル（階
調数）２”ｔｍ＝４とし、１６レベルの場合について説
明したが、ｍ＝２．！ｌあるいは５．＠・・・の場合に
ついても同様であシ、また基準δ照画素と参照画素との
レベル差範囲も−（２−ｇ　　ｌ　）〜＋（２１−１）
に限定されるものではなく、こノ場合、−（２！Ｆ４−
１）　〜＋（２”−１）　とすればさらにＲＯＭのメモ
リ容認を減らすことができる。

また上記実施例では符号型輪における符号化の系列数を
１としたが、よシ効率をあげるには参照画素のとるパタ
ーンによシ符号化の系列数を増し、各系列に越した符号
を用いることも可能であシ。

この時も同様に本発明が適用できる。

以上のように、この発明によれば、参照画素相互間およ
び基準参照画素と注目画素間の相対レベル差を利用する
と共にその相対レベル差に制限を加えるようにしたので
、予測順位変換のためのメモリ谷風が大幅Ｉｒ−節約で
き、同容風であれ番よより多くの画素が参照できるため
、よ！ｌ短峙１山で一球が伝送できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像信号の画素配Ｉｊｆを示す画一図、叱２図
は従来の予測順位変換の一部を示す変換図、第８図は第
２図の予測順位変換をｉｍｐ　’−）ｔコ従来の符号化
復号化装置のブロック図、第４図＆よこの発明の一実施
例に於ける予測順位変換の一部を示す変換図、＠５図は
第４図の予測順位変換を用（１）ｆ：この発明の一実施
例を示す符号化復号化装置のブロック図である。 図中側・・送信側画素メモリ、（２）・・・符号器、■
・・・復号器、（至）−・受信側画素メモリ、υ幻・・
・隷算”、＝・・・送信側ＲＯＭ％−濁・・・予測変換
器、−・・・予測逆に換器、・か・・加算器１．Ａ・・
・受信側ＲＯＭであるＯ尚、図中同一符号は同一、又番
よ柘当部分を示す。 代理人　葛野信−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 符号化すべき注目画素に近接する複数の参照画素レベル
   を参照し、そのレベル状態に応じてあらかじめ定められ
   た予測順位表の内容に従って上記注目画素を予測順位値
   に変換して符号化する画像信号符号化方式ｔこおいて、 上記参照画素の中から基準参照画素を選び、この基準参
   照画素と他の参照画素とのレベル差が一定の範囲内の時
   はそのレベル差信号を、また上記一定の範囲外の時は範
   囲外信号を出力し、この参ＩＨ＋ｉｊＸ間レベル差信号
   、および上記注目画素と上記基準画素間のレベル差信号
   に応じて上記注目画素を予測順位値に変換して符号化す
   ることを特徴とする画像信号符号化方式。