JPS6247010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複数（ｍ）のレベル値を有するデ
イジタル信号、例えば中間調成分を含むデイジタ
ル画像信号を、その先行画像信号で予測符号化す
る予測符号化方式に関するものである。

従来より行なわれている予測符号化方式は、画
像信号のもつ相関に着目し、符号化すべき注目点
の注目画像信号に先行する複数個の先行画像信号
（標本信号）を参照し、この参照点における先行
画像信号の信号レベルをもとに注目点の信号レベ
ルを予測し、この予測レベルと注目点の信号レベ
ルとのレベル差信号を符号化するものである。一
方、復号（受信）側においては、符号化動作と同
様の動作すなわち、注目点に先行する復号化され
た先行画像信号より、注目点の予測レベルを求
め、この予測レベルと符号伝送されたレベル差信
号から注目点の信号レベルを再生復調するもので
ある ここで、この従来の予測符号化方式において、
その画像信号の全レベル数をｍとした場合、注目
点の信号レベルから参照点で予測された予測レベ
ルを減算し、もしその値が負であればｍを加える
ことにより、常にそのレベル差信号を０〜（ｍ−
１）の間に分布させ、そのレベル差信号の発生確
率に応じて符号長が設定され、それぞれの符号化
が行なわれる。第１図はｍ＝８とした場合におけ
る注目点の信号レベルとその予測レベルとの組合
わせによつて得られるレベル差信号の値を示した
ものである。

ところで、この従来方式は減算器によつて容易
にそのレベル差信号が得られる反面、例えばレベ
ル差信号が“１”の場合は、注目点の信号レベル
とその予測レベルとのレベル差が“１”の場合も
あれば、“−７”の場合もあるため、その符号長
を割当てる際、必らずしも効率よい割当てができ
ない。すなわち、予測レベルが“０〜６”の場合
には、注目点の信号レベルと予測レベルとの絶対
レベル差は“１”となるが、予測レベルが“７”
の場合には注目点の信号レベルと予測レベルとの
絶対レベル差は“７”となる。したがつて、予測
レベルが“０〜６”の場合に効率のよい符号長を
用いるとすると、予測レベルが“７”の場合の符
号化効率は悪化する。

このように従来の予測符号化方式においては、
特定の予測レベルにおいて符号化効率が悪化し、
平均的符号長の増大ひいてはその伝送時間の増大
を余義なくされると云う欠点がある。

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、参照点の信号レ
ベルより注目点の第１位の予測レベルを予測する
と共にこの第１位予測レベルとのレベル差が小さ
い順に第ｍ位までの予測レベルを予測し、注目点
の信号レベルがこの予測順位の第何位に相当する
かを検出し、その順位を符号化することにより、
平均的符号長が短かくでき、その伝送時間の短縮
ができる予測符号化方式を提供することを目的と
している。

以下にこの発明の一実施例についての詳細な説
明を行なう。

従来例では、注目点の信号レベルとその予測レ
ベルとのレベル差信号を符号化していたが、この
発明では、予測レベルの順位を考え、この順位信
号を符号化するという立場をとつている。参照点
すなわち先行画像信号の信号レベルによつて第１
予測レベルが定まつた時、２番目以下の予測レベ
ルについては、第１予測レベルとのレベル差が小
さいものほど高位にくると考えられる。従つて、
第１予測値のレベルをｉとすると第２、第３の予
測値としては最もｉに近い（ｉ−１）と（ｉ＋
１）という２つの予測レベルが候補になる。ここ
で、（ｉ−１）なるレベルが存在しない時は（ｉ
＋１）と（ｉ＋２）が、また、（ｉ＋１）なるレ
ベルが存在しない時は（ｉ−１）と（ｉ−２）
が、それぞれ第２、第３予測レベルとして考えら
れる。

そこで、（ｉ−１）、（ｉ＋１）とも存在すると
きには、そのどちらを優先するかという問題が生
れる。

また、第４、第５予測レベルについても同様に
（ｉ−２）なるレベルと（ｉ＋２）なるレベルの
どちらを優先するかという問題がおきるが、もし
第２予測レベルに（ｉ−１）を選ぶとすると、第
４予測レベルについても（ｉ−２）を選ぶのが自
然と考えられる。

従つて、第１予測レベルがわかれば、以下の順
位については、第１予測レベルから等距離にあ
る、第１予測レベルより高いレベル、及び低いレ
ベルの２つのうちどちらを優先するかを示す１ビ
ツトの相対情報偶・奇数順位設定情報さえあれば
きわめて自然に決めることができる。この１ビツ
トの相対情報が０の時は低いレベルを優先し、１
の時は高いレベルを優先するものとすると、ｍ＝
８の場合は、第２図に示すように、各第１予測レ
ベルに対する第２〜第８位までの予測レベルが定
まる。第３図は第２図を書き換えたもので、注目
点の信号レベルに対する順位信号（この場合、予
測順位−１）を示したものである。

この第３図の順位信号を符号化伝送するのであ
れば、第１予測レベルが何であろうと、順位信号
の数値が小さいほど、その出現確率も高くなると
予想されるため、第１図に示した従来の場合とは
異なり、効率の良い符号化が可能である。

ここで、第２予測レベル以下の相対関係を示す
相対情報を設定する際、第１予測レベルが〓ｉの
時、（ｉ−１）なるレベルと（ｉ＋１）なるレベ
ルの出現確率を比較して、（ｉ−１）の方が出現
確率が高ければ０に設定し、（ｉ＋１）の方が出
現確率が高ければ１に設定してもよく、（ｉ−
２）なるレベルと（ｉ＋２）なるレベルの出現頻
度も考慮に入れて決定してもよい。

なお、第１予測レベルが０の時、及び（ｍ−
１）の時は、相対情報が０でも１でも順位は同じ
になる。

次に、第３図に示した順位変換の変換法につい
て述べる。この例ではｍ＝８であるので、画像信
号はlog₂8＝３本の２値信号線で表現される。従
つてその変換入力は、第１予測レベルa₁が３ビツ
ト、実際すなわち注目点の信号レベルa₀が３ビツ
ト、相対関係を示す１ビツトb₀を加えた計７ビツ
トとなり、出力は順位信号a₂の３ビツトとなる。
この入出力変換は第３図を２進表現すれば容易に
得られ、第４図はその一部を示すものである。

一方、受信側ではa₁とb₀及びa₂をもとにa₀を再
生する逆変換器が必要となるがその入出力関係は
第４図より容易に求められ、第５図はその逆変換
の一部である。

第４図、第５図に示す順位変換およびその逆変
換操作はゲート回路でも構成できるし、入力信号
をアドレスとする読出専用メモリでも構成でき
る。

次に、この発明の一実施例による具体的構成を
第６図を用いて説明する。第６図において、１は
入力される画像信号S₀を一時記憶し、それを注目
点に先行する参照点の画像信号として読出出力す
るメモリ、２はこのメモリ１より出力される参照
点の画像信号より注目点の画像信号S₀の信号レベ
ルa₀の第１位予測レベルa₁および相対情報b₀を出
力する予測器、３はこの第１位予測レベルa₁およ
び相対情報b₀から前述した如くあらかじめ設定さ
れた手順により、第１位予測レベルa₁とのレベル
差が小さい順に第２位〜第ｍ位までの予測レベル
を発生し、入力される画像信号S₀すなわち注目点
の画像信号レベルa₀が第何位の予測レベルに相当
するかを検出し、その順位信号a₂を出力する順位
変換器、４はこの順位信号a₂をその出現確率に応
じた符号長（出現確率の高いもの程短くする）に
符号化し、その符号化信号a₃を伝送出力する符号
器で、以上の１〜４が送信（符号化）側を構成し
ている。

５は伝送入力される符号化信号a₃を順位信号ａ
′_２に復号する復号器、６はこの順位信号ａ′_２と後述
する予測器８から出力される第１位予測レベルａ
′_１および相対情報ｂ′_０から注目点の画像信号レベル
ａ′_０を再生出力する逆順位変換器で、この逆順位
変換器６は送信側の順位変換器３と同様に第１位
予測レベルａ′_１からそのレベル差が小さい順に第
ｍ位まで予測レベル発生する機能を有しており、
順位信号ａ′_２に相当する順位の予測レベルを注目
点の信号レベルａ′_０として出力する。７はこの逆
順位変換器６から順次出力される注目点の信号レ
ベルａ′_０すなわち再生画像信号Ｓ′_０を一時記憶し、
それを注目点に先行する参照点の画像信号として
読出出力するメモリ、８はこのメモリ７より出力
される参照点の画像信号より注目点の信号レベル
ａ′_０の第１位予測レベルａ′_１および相対情報ｂ′_０
を
出力する予測器で、この予測器８から出力される
第１位予測レベルａ′_１および相対情報ｂ′_０が逆順位
変換器６に入力される。以上の５〜８が受信（復
号化）側を構成している。

このような構成においてレベル数ｍを有する画
像信号S₀が、log₂mビツト（ｍ＝８の場合３ビツ
ト）の２値符号で入力されるものとする。この画
像信号S₀はメモリ１に一時記憶され、このメモリ
１はそれを注目点の参照画像信号として予測器２
に読出出力する。予測器２はこれら各参照画像信
号の信号レベルをもとに注目点の第１位予測レベ
ルa₁および相対情報b₀を順位変換器３に出力す
る。順位変換器３ではこの第１位予測レベルa₁お
よび相対情報b₀から、そのレベル差が小さい順に
第ｍ位までの予測レベルを発生し、入力される注
目点の画像信号レベルa₀がその予測レベルの第何
位に相当するかを検出し、その順位信号a₂が符号
器４に出力される。この符号器４に入力された順
位信号a₂は、その出現確率に応じた符号長の符号
化信号a₃に符号化され、５〜８で構成される受信
側に伝送出力される。

一方、この受信側に伝送された符号化信号a₃は
復号器５により順位信号ａ′_２に再生され、この順
位信号ａ′_２は逆順位変換器６に入力される。この
逆順位変換器６は、送信側と同様動作によりメモ
リ７および予測器８を介して出力される第１位予
測レベルａ′_１および相対情報ｂ′_０と復号器５で再生
された順位信号ａ′_２からその画像信号すなわち注
目点の画像信号レベルａ′_０を再生し、その再生画
像信号Ｓ′_０を出力する。

以上の動作により、送信側における注目点の画
像信号レベルa₀と等しいレベルの画像信号レベル
ａ′_０が受信側でも得られる。なお、送信側および
受信側における第１位予測値a₁およびａ′_１相対情
報b₀とｂ′_０順位信号a₂およびａ′_２はそれぞれ等しい
値となる。

なお、上記実施例では画像信号に適用した場合
について説明したが、複数のレベル値を有するデ
イジタル信号例えばデイジタル音声信号等の任意
の信号に適用しても同様の効果を奏する。

以上のように、この発明によれば参照点の信号
レベルより注目点の第１位予測レベルを予測する
と共にこの第１位予測レベルとのレベル差が小さ
い順、かつその予測順位中上記レベル差の等しい
予測レベルが出力された時、そのいずれか一方の
予測レベルを偶数順位とし、他方の予測レベルを
奇数順位に設定して第ｍ位までの予測レベルを予
測し、注目点の信号レベルがこの予測順位の第何
位に相当するかを検出し、その順位を符号化する
ようにしたので、平均的符号長を短かくすなわち
効率のよい符号化ができ、その伝送時間の短縮が
できると云う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の予測符号化方式を説明するため
の説明図、第２図および第３図はこの発明の一実
施例による予測符号化方式を説明するための説明
図、第４図は第３図の送信側における順位信号の
入出力変換の一部を示す符号変換図、第５図は受
信側における第４図の逆変換の一部を示す符号変
換図、第６図はこの発明の一実施例による予測符
号化装置を示すブロツク図である。 図中、１および７はメモリ、２および８は予測
器、３は順位変換器、４は符号器、５は復号器、
６は逆順位変換器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数（ｍ）のレベルを有するデイジタル信号
   の注目点に先行する複数個の先行デイジタル信号
   を参照し、この参照点における信号レベルをもと
   に上記注目点の信号レベルを予測符号化する予測
   符号化方式において、上記参照点の信号レベルよ
   り上記注目点の第１位予測レベルを予測出力する
   手段、この第１位予測レベルとのレベル差が小さ
   い順、かつその予測順位中上記レベル差の等しい
   予測レベルが出力された時、そのいずれか一方の
   予測レベルを偶数順位とし、他方の予測レベルを
   奇数順位に設定して第２位から第ｍ位までの予測
   レベルを予測出力する手段、上記注目点の信号レ
   ベルが上記予測レベル順位の第何位に相当するか
   を検出し、その順位信号を符号化する手段を備え
   たことを特徴とする予測符号化方式。 ２ 順位信号の符号化をその出現確率に応じた符
   号長の符号信号に符号化することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の予測符号化方式。