JPS63269871A - 画像信号符号化伝送方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は第１段階で間引いた画像を符号化、第２段階以
降順次その間を補う画像を符号化してい（階層的符号化
における画像信号の符号化伝送方法に関する。

従来の技術 ファクシミリ通信の多様化に伴い、会話型の画像通信や
画像データベースの検索などを行うために、ファクシミ
リ端末をディスプレイ端末と組み合わせて利用すること
が考えられている。画像の上から下へ走査線に従って逐
次符号化する　ＭＲ方式等の従来の符号化方式に対して
、このような会話型の画像通信に適した符号化方式とし
て、順次再生符号化方式（例えば、特開昭６０−１２７
８７５号公報）等の階層的に符号化処理を行う方式が提
案されている。

順次再生符号化方式は以下の手順で符号化を行う。

（１）横（主走査）方向にΔＸ＝２ｎ（ｎ＝整数）画素
毎に、縦（副走査）方向にΔＹ＝２ｎ　（ｎ＝整数）ラ
イン毎に抽出した画素を連結してランレングス符号化を
行う。

（２）　　次に、該符号化画素から横方向にΔＸ／２、
縦方向にΔＹ／２の距離にある画素、即ち、該符号化さ
れた近隣する４つの画素で矩形に囲まれた中心に位置す
る画素を、この４つ画素を参照画素として参照画素の黒
画素の個数に応じて５状態に分類し、各状態に対応した
画素を連結してランレングス符号化を行う。

（３）次に、該符号化画素から横方向にΔＸ／２、縦方
向にΔＹ／２の距離にある画素、即ち、該符号化された
近隣する４つの画素で菱形に囲まれた中心に位置する画
素を、この４つ画素を参照画素として参照画素の黒画素
の個数に応じて５状態に分類し、各状態に対応した画素
を連結してランレングス符号化を行う。

（４）　　ΔＸ＝ΔＸ／２、ΔＹ＝ΔＹ／２にする。

（５）■〜（４）の符号化を画素の総ての符号化が終え
るまで繰り返し行う。

第６図はΔＸ＝ΔＹ＝４の場合の順次再生符号化方式に
おける符号化順序の概念を示す図であり、まず◎印の画
素を符号化する。次に○印の画素を、既に符号化された
◎印の画素で、○印の画素を矩形に囲む最近傍の４つを
参照画素とし、参照画素の黒画素の個数別に符号化する
。次にΔ印の画素を、既に符号化された◎印及びＯ印の
画素で、Δ印の画素を菱形に囲む最近傍の４つを参照画
素とし、参照画素の黒画素の個数別に符号化する。次に
Ｘ印の画素を、既に符号化された◎印、○印及びΔ印の
画素で、Ｘ印の画素を矩形に囲む最近傍の４つを参照画
素とし、参照画素の黒画素の個数別に符号化する。最後
に・印の画素を、既に符号化された◎印、○印、△印及
び×印の画素で、・印の画素を菱形に囲む最近傍の４つ
を参照画素とし、参照画素の黒画素の個数別に符号化す
る。

上記の順次再生符号化ではデータ圧縮率の向上を目的と
して、参照画素の黒画素の個数別に５つの状態に分けて
各状態別に符号化を行っている。

また受信時における画質の向上の観点から状態２、状態
３、状態１、状態４、状ｆｌＯの順に符号化している。

第８図に同一の参照画素および符号化画素を対象とした
処理を一つの階層（レベル）とした場合のレベルと符号
化の段階の対応を示す。同図において、符号化の開始（
レベル１）のΔＸ及びΔＹは４の場合あり、状態におけ
るｉ（０≦ｉ≦４）は参照画素のうち黒画素がｉ個であ
る状態を、参照画素における正方形、菱形は符号化の画
素を囲む参照画素の形状を示している。

第９図は一つの階層内のコードデータの構成を時系列的
に見た図である。

発明が解決しようとする問題点 上記の順次再生符号化方式において、このコードデータ
を受信して復号する場合、受信側では状態２、状態３、
状態１、状態４、状ａＯの順にコードデータを受信する
ことになる。このようなコードデータを復号する場合は
受信した順に状態２、状態３、状態１、状態４、状ａＯ
を復号することになり各状態で同一参照画素を重複して
アクセスすることになり参照画素アクセスの点で無駄が
生じ、復号の処理速度が低下するという問題が生じる。

また同一参照画素のアクセス回数を減らそうとした場合
少な（とも２つの状態のコードデータを受信していなけ
ればならなく、例えば状態２と状Ｂ３を同時に処理しよ
うとしても、状態２のコードデータを受信した時点では
処理ができなく状８３のコードデータが送られて（るの
を待たなければならず、復号の処理の効率化とならない
。

本発明はかかる点に鑑み、会話型画像通信における符号
化方式において復号処理を効率的に行い得るコード体系
を持つ画像信号符号化伝送方法を提供することを目的と
している。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題を解決するために復号化処理時に発生
した状態に一致したコードが順次読み込めるようなコー
ド体系を持つように符号化する。

作用 本発明は上記した手段により、復号処理時に発生する状
態順に各状態のコードが送信されるので同一参照画素の
複数状態の処理に対して１回の参照画素のアクセスで復
号処理を行うことができるようになる。

実施例 以下、前述の順次再生符号化方式に対して本発明のコー
ド体系を適用した場合について説明する。

第１図において（ａ）は符号化としてランレングス符号
化を用いた場合の本発明におけるコード構成を時系列的
に示す図であり、（ｂ）は（ａ）のコード構成を実現す
るにあたりランレングス符号化コードを順次スタックに
格納してい（過程を示す図である。

以下前記コード体系を実現するための符号化方式を第２
図を例に説明する。画素■は状ａＯの白画素、画素口は
状態Ｏの黒画素、画素■は状態１の白画素、画素ｍは状
態１の黒画素、画素■は状態２の白画素、画素口は状態
２の黒画素、画素■は状Ｂ３の白画素、画素ｌは状態３
の黒画素、画素■は状態４の白画素、画素困は状態４の
黒画素原画素を示す。以下説明において状態０の白画素
は（０−０）　、状態Ｏの黒画素は（０−１）のように
（状態−色）で表すものとする。符号化時にＢ方向から
すなわち画像の右下から左上の方向にスキャンする。こ
の際、同期用画素として各状態の先頭に状態０、状態１
では白画素が状態２、状態３、状態４では黒画素がある
ものとして符号化する。このように画像をスキャンして
いき各状態で画素の色が変化した順にランレングス符号
化しコードを第１図（ｂ）に示すようにスタックに格納
していく。この際、各状態別にカウンタを設はランをカ
ウントする。

第２図においてはまず状態１の画素の色が変化するので
（１−０）のラン長１を符号化しスタックに格納する。

次に状態０の画素の色が変化するので（０−０）のラン
長６を符号化しスタックに格納する。次に状態Ｏの画素
の色が変化するので（０−１）のラン長１を符号化しス
タックに格納する。このように各状態で画素の色が変化
した順にランレングス符号化しコードをスタックに格納
していく。画像を最後までスキャンした時点で各状態の
カウンタには各状態において最後に画素の色の変化が生
じた後のラン長が格納されている。

このランを符号化する順は任意に設定できる。第１図（
ｂ）は状態Ｏ５状態４、状態１、状態３、状態２の順に
コードを作成している。また、各状態別に最後に符号化
したランの色を色情報として同図（ａ）に示すようにコ
ードデータの先頭に付加する。

次に前記符号化方式で作成したコードデータ（第１図（
ａ））の復号化について説明する。復号化の場合には第
２図において六方向からすなわち画像の左上から右下の
方向にスキャンする。まず、第１図（ａ）における先頭
の色情報から各状態における画素の色をセットする。こ
の場合は状態２、状態３、状Ｂ１、状ａ４は黒、状態Ｏ
は白をセットする。次に各状態のコードからラン長を求
めＡ方向から状態を検出し状態に一致した画素を出力す
る。第２図の場合、第１図（ａ）のコードデータより（
２−１）のラン長４、（３−１）のラン長１、（１−１
）のラン長１、（４−１）のラン長１、（０−０）のラ
ン長１０を求め、状態の発生順に繁態に一致した画素を
（０−０）。

（０−０）、（１−１）、（２−１）・・・の順に再生
していく。画素を再生している際、各状態において先程
求めたランの再生が終わると次のコードからラン長を求
め再び再生を開始する。第２図においては（１−１）の
ラン長１を再生した時点で次のコード、即ち（１−０）
のコードを読み込みラン長を求め処理を再開する。画像
を最後までスキャンした時点で各状態で同期用画素が１
ビツト残る。従って発生しない状態が存在していても誤
ってコードを読み込むことはない。例えば、第２図にお
いて状態４は発生しない。この場合、状態４の同期用画
素１ビツトは再生されないため状態４にコードを読み込
むことはない。

第３図は符号化としてランレングス符号化を用いた場合
の本発明における他の一実施例のコード構成を時系列的
に示す図である。同図は第４図に示す画像をＡ方向から
すなわち左上から右下にスキャンして符号化したコード
である。この際、同期用画素として各状態の最初に状態
０、状態１では白画素が状態２、状態３、状態４では黒
画素があるものとして符号化する。画像をＡ方向からス
キャンし、まず同期用画素（０−０）について（０−１
）の画素が発生するまで、つまり状ｎ。

で画素の色が変化するまでのランを符号化する。

次に同期用画素（１−０）について（１−１）の画素が
発生するまで、つまり状態１で画素の色が変化するまで
のランを符号化する。以下、同期用画素（４−１）まで
同様に符号化し符号化した順にコードを並べていく。次
に実際の画像を符号化していく。まず（０−０）の画素
についてであるが、この画素については先に同期用画素
の符号時に既に符号化済みである。次の画素（０−０）
についても同様である。次の画素（１−１）であるがこ
の画素はこの時点で色変化が生じているので次に（１−
０）の画素が発生するまでのラン、つまり状態１で画素
の色変化が発生するまでのランを符号化する。以下同様
に画像の最後までスキャンしていく。このコード構成に
おいては復号時には符号化時と同様に状態を検出する際
、画像の左上から右下にスキャンし一つの状態が発生し
た時点で同状態のコードが必要になった時必要なコード
を読み込むことが可能となる構成である。

次に前記符号化方式で作成したコードデータ（第３図）
の復号化について説明する。復号化の場合も符号化時と
同様に第４図においてへ方向からすなわち画像の左上か
ら右下の方向にスキャンする。まず同期用の画素の色を
セットする。この場合は状態２、状Ｂ３、状態４は黒、
状態１、状態Ｏは白をセットする。次に各状態のコード
からラン長を求めＡ方向から状態を検出し状態に一致し
た画素を出力する。面この際、同期用の画素は出力しな
いようにする。第４図の場合第３図のコードデータより
（０−０）のラン長１１、（１−〇）のラン長１、（２
−１）のラン長５、（３−１）のラン長１、（４−１）
のラン長１を求める。この際、各状態のラン長にはそれ
ぞれ同期用の画素が含まれているので各状態共、最初の
１ビツトは出力しない。次に実際の画像の再生であるが
、まず（０−０）の画素についてであるがこの画素につ
いては既にラン長を求めているので白画素を再生する。

次の（０−０）の画素についても同様である。次の画素
（１−１）についてはまだラン長を求めていないので次
のコードを読み込みラン長１を求め画素を再生する。以
下画像の最後までスキャンし同様な処理を行う。

第５図は本発明における符号化方式を実現する装置構成
例を示すブロック図である。同図は符号化時に画像の右
下から左上にスキャンしてコードを作成していく方式を
実現する場合であり。■は画像メモリであり、１の画像
メモリとして主走査方向にサンプリングした画素のアク
セスが可能なメモリ装置く例えば、特開昭６０−３０３
９号公報、特開昭６０−８１６６１号公報）を利用する
。第７図にこのようなメモリ装置における画素のアクセ
スについての概略を示す。同図の（ａ）はメモリリード
の場合であり図のように画像メモリの内容は縮小して読
み出される。同図（ｂ）はメモリライトの場合であり図
のようにデータは画像メモリに拡散して書き込まれる。

この際画像メモリの×の位置にはデータは書き込まれず
元の値が保存される。このようなメモリ装置を画像メモ
リ１に用いることにより順次再生符号化方式におけるサ
ンプリング間隔ΔＸに該当する画素のみについて処理を
行うことが可能である。２は符号画素用シフトレジスタ
、３は参照画素用シフトレジスタ、４は復号画素用シフ
トレジスタ、５はタイミング制御部、６は参照画素用シ
フトレジスタ４から出力されたデータから符号化画素の
状態を検出する状態検出部および符号化画素用シフトレ
ジスタ２から出力されたデータの内、同一状態の符号化
画素の色変化を検出する画素変化検出部、９は参照画素
の状態によって動作するカウンタ、７は画素変化があっ
た状態に一致するカウンタ９をセレクトするデマルチプ
レクサ、１３は符号部、１１はカウンタ９から１つをセ
レクトするマルチプレクサ、１５は符号部１３で作成さ
れたコードを格納するコードバッファ、１４はコードバ
ッファ１５から読み込んだコードを復号する復号部、１
８は復号部１４で復号されたデータ蓄えてお（バッファ
、１２はバッファ１８のデータをカウンタ９から１つを
セレクトしてセットするデマルチプレクサ、１０は各状
態の画素の色、８は状態に一致する画素をセレクトする
マルチプレクサ、１６はゲート、１７はマスクバタンレ
ジスタである。

以下、第５図に示す装置の動作について説明する。画像
メモリ１から符号化画素および参照画素が読み出され、
それぞれ符号化画素用シフトレジスタ２および参照画素
用シフトレジスタ３にセットされる。データが各シフト
レジスタにセットされるとタイミング制御部５は各シフ
トレジスタのシフトを開始する。符号化画素用シフトレ
ジスタ２および参照画素用シフトレジスタ３がら出力さ
れたデータは状態検出部６で状態検出され状態に一致す
るカウンタ９をデマルチプレクサでセレクトしラン長を
カウントする。例えば、符号化画素用シフトレジスタ２
から出力された符号化画素が状９２であればデマルチプ
レクサ７の制御により状態２のカウンタ９のみがカウン
トアツプされる。これらの処理は符号化画素のビット単
位にシーケンシャルに行われてい（。画素変化検出部６
において同一状態の画素変化を検出するとカウンタ９か
ら画素変化の生じた状態をマルチプレクサ１１でセレク
トし符号部１３に出力する。例えば、状態２の画素の色
が変化すればマルチプレクサ１１の制御により状態２の
カウンタ９のデータが符号部１３に取り込まれる。符号
部１３ではカウンタ９から取り込まれたデータをランレ
ングス符号化しコードバッファ１５に格納する。このよ
うに画面の左上までの処理を行う。

次に第５図の装置の復号化時の動作について説明する。

まず、コードバッファ１５から先頭の５ビット読み出し
各状態における画素の色を１０にセットする。復号化部
１４はコードバッファ１５から次のコードを読み出しラ
ン長を求め、デマルチプレクサ１２で状態の一致するカ
ウンタ９のみにデータを出力する。カウンタ９にすべて
の状態のラン長がセットされ、またこれと並行して画像
メモリ１から参照画素が読み出され参照画素用シフトレ
ジスタ３にセットされる。参照画素が参照画素用シフト
レジスタ３にセットされ、且っカウンタ９にすべてのラ
ン長がセットされるとタイミング制御部５は参照画素用
シフトレジスタ３、復号画素用シフトレジスタ４、マス
クバタンレジスタ１７のシフトを開始する。参照画素シ
フトレジスタ３から出力された参照画素は状態検出部６
において状態が検出され状態を示すコードをマルチプレ
クサ８、デマルチプレクサ７およびゲート１６に出力す
る。マルチプレクサ８は状態検出部６からの状態を示す
コードに従い状態の一致する画素の色を選択し復号画素
用シフトレジスタ４に出力する。例えば参照画素が状態
２であれば状態２の画素の色を復号画素用シフトレジス
タ４に出力する。またこれと同時にデマルチプレクサ７
は状態検出部６からの状態を示すコードに従い状態の一
致するカウンタ９をカウントダウンしてい（。

これらの処理と並行にコードバッファ１５がら次のコー
ドを読み出し復号部１４でラン長を求めバッファ１８に
格納する。ここでカウンタ９がＯになればバッファ１８
の内容をＯになった状態のカウンタ９をデマルチプレク
サ１２でセレクトしセットする。

符号化と同様これらの処理は復号化画素のビット単位に
シーケンシャルに行われ、マルチプレクサ８は参照画素
の状態に応じて各状態の画素の色１０を選択して復号画
素用シフトレジスタ４に出力していく。復号化画素用シ
フトレジスタ４に復号化画素が所定量蓄積された時点で
復号化画素用シフトレジスタ４の内容が画像メモリ１に
書き込まれる。この際、画像メモリ１には必要なビット
のみが書き込まれ、不要なビットはマスクされる。この
ビット単位のマスクを制御するためのマスクパタンを生
成するのがマスクバタンレジスタ１７である。マスクバ
タンレジスタ１７は、画像メモリに書き込むべきビット
に対応するメモリチップのみライトイネーブル信号をア
クティブとすることによりビット単位のマスク／ノンマ
スクの制御を行っている。このように画面の右下までの
処理を行う。

また本方式のコード体系は二値画像のみでな（多値画像
およびカラー画像において参照画素の状態に基づき参照
画素の状態別に分類し各状態に属する画素別に符号化を
行う順次再生符号化方式（例えば、遠藤、山崎：多値画
像の順次再生符号化方式、信学技報、ｒＥ８５−５４．
１９８５、遠藤、山崎：カラー画像の順次再生符号化方
式。

昭和６１年度　通信部門全国大会、１９８６）に対して
も適用できる。

さらに、実施例では最近傍の４つの既符号化画素を参照
画素としているが、既符号化画素であれば任意の数の画
素を参照画素とした場合についても適用できる。また、
コード体系はランレングス符号化に限らず他の符号化で
あってもよい。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、参照画素の状態別に
符号化をする符号化方式において参照画素が同一であれ
ば一回の参照画素のアクセスで参照画素の状態を検出す
ると同時に、すべての状態の画素の符号・復号化処理を
行うことができる。またコードが復号処理時における状
態の発生順になっていることから必要なコードデータを
受信するのを待ってから処理をするというようなことが
な（、受信と同時に処理を開始することが可能となり全
体の処理の効率化、高速化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例におけるコード構成を
時系列的に示した図、同図（ｂ）は同実施例におけるコ
ードの作成過程を示す図、第２図は画像のようすを示す
図、第３図は本発明の他の一実施例におけるコード構成
を時系列的に示した図、第４図は画像のようすを示す図
、第５図は同実施例における符号・復号化装置のブロッ
ク図、第６図は順次再生符号化方式における符号化順序
の概念を示す図、第７図は従来例におけるコードデータ
の構成図、第８図は画像メモリのサンプリングしたアク
セスを示す図、第９図は従来例の順次再生符号化方式に
おける階層構造の一例を示す図である。 １・・・画像メモリ、２・・・符号画素用シフトレジス
タ、３・・・参照画素用シフトレジスタ、４・・・復号
画素用シフトレジスタ、５・・・タイミング制御部、６
・・・状態検出および画素変化検出部、７・・・デマル
チプレクサ、８・・・マルチプレクサ、９・・・カウン
タ、１０・・・各状態の画素の色、１１・・・マルチプ
レクサ、１２・・・デマルチプレクサ、１３・・・符号
部、１４・・・復号部、１５・・・コードバッファ、１
６・・・ゲート、１７・・・マスクバタンレジスタ、１
８・・・バッファ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はが１名−（へ） ※　　　　　　※ 第１図　（ｂ） ※１　符号化画素の色　　０・・・白 １・・・黒 ※２　同期用ビットを含む 第２図 同期用画素 ※　　　　参照画素 第４図 同期用画素 ※　　　　参照画素 第６図 第７図 サンプリング間隔＝　２　の場合 （ａ）メモリリード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像ビットパターンをサンプリング走査して得た
   第１、第２のサンプリング画素を有し、前記第２のサン
   プリング画素は前記属第１のサンプリング画素間に位置
   し、前記第２の各サンプリング画素の周辺に位置する前
   記第１のサンプリング画素を参照画素として、前記第２
   のサンプリング画素を複数の状態に分類し、前記状態分
   類毎に前記第２のサンプリング画素列を符号化し、前記
   第２のサンプリング画素列の符号化信号を前記分類した
   状態発生順に配列し、前記第１のサンプリング画素の符
   号化信号を伝送後に前記状態発生順に配列した第２のサ
   ンプリング画素列の符号化信号を伝送することを特徴と
   する画像信号符号化伝送方法。
2. （２）第２のサンプリング画素列を状態分類し、走査方
   向とは逆方向から前記状態分類毎にランレングス化して
   、前記逆方向から順に発生する状態分類順に、前記符号
   化した信号を配列してスタックに格納し、前記走査方向
   から順に前記スタックからランレングス符号信号を取り
   出すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像
   信号符号化伝送方法。
3. （３）各状態の先頭の画素の色を付加情報として付加す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の画像信号符号化伝送方法。
4. （４）第２のサンプリング画素列を状態分類し、状態毎
   に同期用画素を付加して状態別にランレングス符号化し
   、画素の色変化が発生した順に変化後の色情報のランレ
   ングスを示すコードを配列することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の画像信号符
   号化伝送方法。