JPS63272274A - 画像圧縮方式 - 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】 ［技術分野ｊ 本発明はＴＶカメラなどによる画像情報を狭帯域伝送に
より電話器＃ｉ等を介して伝送する画像監視のための画
像圧縮方式に関するものである。

［背景技術１ 現在使用されている電話回線は電話回線加入電話回線で
ある音声帯域（０，３〜３．４ＫＨｚ）のアナログ電話
回線が一般的で、モデム（変復ｌｉ＋！装置）で通信速
度９６００ビット／秒の符号伝送が可能であるが、画像
監視やセキュリティシステムの場合、監視対象が増加す
るに伴い、高圧縮率で、ローコストな画像圧縮方式が必
要である。

一般に画像監視にはＴＶカメラとしでＩＴＶカメラ等が
使われるので、多値画像信号で静止画となる場合が多い
。またＴＶ会議システムや、６４Ｋ　ｂｉｔのディノタ
ル回線のＴＶ電話に用いられるベクトル量子化や動き補
償（特開昭５８−１０１５８１号、特開昭５８−１３３
０８８号）等を採用した動画伝送方式は高価であるので
、コスト上の制約で使いにくい。　一方、ファクシミリ
などの静止画伝送方式は、多値化、カラー化の開発が現
在進められ、Ｉ　ＳＤＮの６４　Ｋｂｉｔ回線用のカラ
ー画像でＩｂ１ｔ／ｐｅｌ（画素）の圧縮方式の国際標
準化がＩＳＯやＣＣＩＴＴで進められており、ベクトル
量子化（参考文献：電子通信学会技術報告ＩＥ８４−１
８　ｐ、９）、ブロック符号化（参考文献二′Ｉ￥ｉ子
通信学会論文誌’８７／Ｉ　Ｖｏｌ、１７０−Ｂ　Ｎｏ
、１　ｐ、６６、画像電子字会誌第１５巻第４号ｐ、２
２５）、順次再生符号化（参考文献：電子通信学会誌文
誌’８７／Ｉ　Ｖｏｌ、１７０−Ｂ　Ｎｏ。

１　ｐ、＋０５）、コサイン変換（参考文献：電子通信
学会誌’８６／１０　Ｖｏｌ、１６９−Ｂ　Ｎｏ、１０
）等が検討されている。

この内ブロック符号化と順次再生符号化は計算量が少な
い方式であると言われており、階層的にブロックサイズ
やサンプリング間隔を順次に鮮明な画像となるように符
号化するもので、各階層毎に圧縮して可変長符号化する
。

本発明者らは、圧縮率を２〜３ｂｉｔ／ｐｅｔ程度でさ
らに簡易なマイクロフンピユータ処理に適した方式とし
て、可変標本密度符号化（電子通Ｍ′″！！会論文誌’
７５／２　Ｖｏｌ、５８−＾Ｎｏ２ｙｐ、９７）を応用
しで、特開昭６１−２９６８６６号で述べている２次差
分、の予測符号化方式、及び零符号圧縮と組合わせた変
化画素圧縮伝送方式を開発している。

この従来例方式は後述の本発明の構成の一部として応用
するものであるから、ここに詳述する。

第７図、第８図はライン間予測残差の可変標本素度圧縮
伸張、ないしはライン間予測残差のＤＰＣＭ圧縮伸張を
行なうための構成を示しており、第７図に示す画像圧縮
部Ａは標本の画像データ（現ラインの画＃）と子側回路
２がらの予測データ（圧縮符号化済みの前ラインの復元
画素）とで差分回路１によりライン間予測残差を算出し
、二のライン間予測残差をラインバッファ３を介して可
変標本密度符号化回路４でライン間予測残差と直角方向
、即ちライン方向に２次子側残差を量子化特性符号に圧
縮する。量子化特性はＩｊＳ１表に示したような２次子
側残差の振＠差値（量子化レベル）と時間差値（標本間
隔）との組合わせと、これに対応する４ｂｉｔの符号と
の相互変換のテーブルである。

第９図に図示したように振幅差値と時間差値の座標軸で
プロットした。αが量子化、αになっており、図ではこ
れを直線で結んである。

第１表はＰｔＳｉ２図に示すように１５．αの量子化点
をとって、この量子化点を４　ｂｉｔに符号化した量子
化特性符号で表している。

この量子化特性符号を２個づつまとめて８　ｂｉｔの符
号としてモデムで変調して伝送するのであるが、量子化
特性符号の２次子側残差が零であることを示す零符号が
連続することが多いので、零符号圧縮回路５で零符号（
零ライン）圧縮特性により、零符号が連続している場合
に零符号の数或いは零符号ばかりのライン数を示す伝送
ロー）’（Ｆｌ〜ＦＥ）と、零符号以外の４　ｂｉｔの
量子化特性符号（変化符号）の場合は２個で８　ｂｉｔ
の伝送フード（０〜ＥＦ）にした零圧縮符号に圧縮し伝
送する。この零符号零ライン圧縮特性は、零符号の数と
８ｂ口符号との相互変換のテーブルである。

上記量子化特性符号は可変標本密度復号化回路６で復号
されてラインバッファ７を介して補間合成回路８に取り
込まれ、上記予測回路２の内側の帰還ループのラインバ
ッファ９の値と合成され、次のラインの予測のために予
測回路２に入力される。ここで補間合成回路８は時間差
値（標本間隔）が一定間隔に間引かれた場合、例えば４
画素毎に間引いて６４Ｘ６４画素とした場合に、２５６
×２５６画素の画像に復元させるためのもので、２５６
Ｘ２５６画素の背景画像に、変化領域のみ４画素毎に間
引いて送られて場合でも変化領域のみ補間して粗い画像
を復元し、２５６Ｘ２５６画素の背景画像と合成する。

受信の伸張部Ｂ側においては符号データを第８図に示し
た伸張部の零符号復号化回路１０により量子化特性符号
に復号し、この量子化特性符号を可変標本密度復号化回
路１１によりライン間予測残差を復元し、このライン間
予測残差をラインバッファ１２を介して補間合成回路１
３に取り込み、予測回路１５とラインバッファ１４によ
る復号化ループで１ライン分の画像データを復元する。

ここで上記量子化特性の時間差値を総て１にすると可変
標本密度符号化はＤＰＣＭと同じになるので、ライン間
予測残差の可変標本密度符号化Ｈ式はライン間予測残差
のＤＰＣＭと等価になる。

（第１表）量子化特性 第２表　零符号圧縮 上述したライン間予測残差のＤＣＰＭ、或いはライン間
予測残差の可変標本密度符号化方式（可変標本密度予測
符号化方式）は、１画素当たりの計Ｗ、ｆｆｉの大部分
がＤＰＣＭと同様な量子化で占められるので、量子化特
性を固定にすることができ、他の圧縮方式に比べ簡単と
河える。

更に、ライン間、ライン内の直交する２次差分の予測方
式のため１次差分の予測方式や平面予測方式に比べて予
測残差が零に集中して、量子化誤差を小さくでき、しか
も振１唱差値のグイナミックレンノが小さくても天際上
、過負荷歪みは目立たないという特徴がある。また２次
差分が零に集中するので零符号圧縮の効果が大きくなり
、更にライン毎に標本（現画像）との間で予測残差を求
めているので、ライン間方向に誤差が伝播せず、可変標
本密度符号化独特の工７ノビジネスのような歪みを少な
くでさるという特徴がある。

また更に、零符号圧縮の効果は零符号が連続している場
合に限られるので、全画像を圧縮するには効果は僅かで
、後述する変化画素のみを圧縮符号化する場合に効果が
大きくなると言える。

可変標本密度符号化の量子化特性は第９図に示したよう
に時間差値（標本間隔）が異なる量子化値の範囲に量子
化、αの重複を持たせることにより量子化値と時間差値
（標本間隔）との組合わせに対応した符号に符号化する
ことで、時間差値の大きな部分での量子化値の幅が広が
って輪郭・エツジに対する追従性が良くなり、エツノビ
ノネスを少なくできるという特徴がある。さてｆ：ｔＳ
９図、第１０図に図示したような量子化特性で可変標本
密度で量子化する場合は、振幅差値が一定値（７ｐｎ以
下の場合に一定間隔τｐｎ＋１を加えた位置の標本を取
り込んで時間差値を増して行き、ｎ回繰り返しの場合、
時間差値Στｐｎ＋１前の復元画素による予測値に対す
る予測残差信号を振幅差値に量子化する。時間差値が２
の場合は量子化された振幅差値が上記一定値αｐｎより
も大きな値でも小さな値でも選択できるように時間差値
と振幅差値（量子化レベルとも言う）との組み合わせで
決まる量子化特性符号に符号化する。

特に第１表の場合には一定値αｐ＝３、一定間隔τｐ＝
ｌであるので、時間差値が１で振幅差値が（７ｐ＝３よ
りも小さいときは時間差値を２としている。例えば、時
間差値が２で振幅差値が１６以上の時は量子化符合のＢ
（１６進数）を出力し、時間差値が３で、振幅差値が２
〜７の時は量子化符合の８を出力する。ここで振幅差値
の１６，８は時間差値が１の場合も、２や３の場合もあ
って重複しているが、別の量子化符号になるのが特徴で
ある。

ここで時間差値が１で一定値αρ以下の信号は、情報量
を時間差値×振幅差値とみなせば確率的には時間差値が
２では一定値αｐよりも更に小さな振幅差値になる可能
性が高いが、急峻なエツジや人物の顔等の凹凸に対して
は逆に大きな時間差値なる可能性が高いので、時間差値
の２に対応して一定値αｐより小さな振幅差値４や一定
値αｐ以りの振幅差値１６を設けたものと盲える。

この結果時間差値が大きな符号の発生頻度を大きくでき
、４ｂｉｔ／ｐｅｔ（画素）のＤＰＣＭと比べ圧縮率を
２ｂｉｔ／ｐｅ１近くまで高くして画質の劣化を小さく
することができる。この結果画質を８　ｂｉｔ（２５６
階調）でのＳＮＲで表して３５〜３７ｄＢ程度である。

さて可変標本密度符号化では時間差値の大きな量子化点
で圧縮率を稼いでいるが、上述の従来例方式では他のブ
ロック符号化やコサイン変換のように画質の劣化を小さ
くするために時間差値を１〜２程度の小さな範囲に留ど
め、３以上の大きな値にすることは困難である。

更に複数の量子化特性を画像に応じて最適に選択したり
、時間差値を最適に設定する量子化特性の適応化により
、画質の向上や圧縮率の増大が期待されるが、従来のよ
うな現画像の分散や、偏差から量子化特性を決める方法
では２次差分について的確な判定ができない。また同様
に伝送若しくは復元済の画素より次に使う量子化特性を
決定することもライン単位に処理する２次差分量子化に
ついては的確にできない。

そこで本発明者らは既に変化検知した場合等の監視画像
の圧縮伝送方式を提案（ｖｆ順昭６０−６０００１２号
）しており、この方式は特に前画像フレーム或いは予測
画像フレームと、現画像フレームとのフレーム間予測残
差に基づいてフレーム間で変化した部分の画像情報を伝
送するもので、第１１図にこの方式による画像圧縮部の
回路構成を示す。この構成ではまずフレームメモリ１６
から現画像フレームバツ７ア１７に取り込んだ現画像フ
レームと、基準画像フレームバツ７ア１８の基準画像フ
レームとを変化検知回路１９で比較して変化検知を行い
、変化検知があれば変化画素検知回路２０により現画像
フレームバッファ１７の現画像フレームと、予測画像（
前画像）フレームバツ７ア２１の予測画像（前画像）フ
レームとの間の誤差であるフレーム間残差の大きさく差
の絶対値）が、大きな変化画素と小さな零画素に分ける
。更に必要に応じて、変化画素の伝播・縮退により変化
Ｐｉ素に挟まれた１〜２個の零画素を変化画素にすると
ともにｔＳ素に挾まれた１〜２個の変化画素を零画素に
して、変化画素中に孤立した零画素や零画素中に孤立し
た変化画素を除去する。

２次差分子測群号化回路２２は量子化特性選択回路２３
によりフレーム間残差若しくは現画像フレームの変化画
素の値をｖＪＧ図のライン間、ライン内の２次差分予測
量子化方式（２次ＤＣＰＭ、或いは差分可変標本密度符
号化）で圧縮するためのもので、変化ｆＩｉ域或いは変
化画素を効率よく伝送する。

零符号圧縮回路２４は第２表に示したように零画素から
変化画素に移る時は予測に初期値として変化画素の値を
変化画素符号（ＦＤ、ｘｘ）で伝送し、変化画素から零
画素に移る時は予測の終端値として零画素符号（例えば
ＦＥ）を伝送し、更に予測残差零の零符号の個数と総て
の画素が零符号になるラインの個数とを符号圧縮して伝
送する。また現画像フレームの変化画素の値を零以外と
することで変化画素符号や零画素符号を用いないで変化
画素圧縮ができるが、この場合変化画素の値が零であっ
ても＋αする必要がある。

ここでは画質の劣化を小さくするためと、変化画素の範
囲で量子化するため、量子化特性の時間差値を大きくで
きない。また多値画像ではノ１７マン符号化という可変
長符号化で符号量を削減できるが、時間差値の小さな量
子化特性を使った可変標本密度符号化では符号自体の発
生の度数分布が振幅差値が零の符号に集中するので、こ
れまでの方式ではこれを応用できていなかった。即ち従
来例方式では対象とする画像により符号の度数分布が変
化するのでハフマン符号化では可変長符号のコードブッ
クを最適に設定する計ｎ量が多くなると共に、変化画素
の圧縮のための零符号圧縮が生かせないという問題があ
る。

更に、量子化特性符号自体の発生の度数分布が振幅差値
零の符号に集中する度合が小さい場合には、可変長符号
化をするとかえって乎均符号艮が長くなるという問題が
ある。従来はこのようなケースが発生しにくい環境下で
のみ使用するように限定するか、Ｏｆ変変長号化を済ま
せた後で、固定長符号化と比較して効率の良い方を選択
するという時間をかけて処理するのが一般的であった。

第１０図の符号編集回路２６は符号ヘッダ作成回路２５
で作成された伝送画素数、圧縮パラメータや、全画／変
北部分選択を示すための符号ヘッダをフレーム毎に上記
圧縮符号に付加して通信データとして伝送する。ここで
言う圧縮パラメータとしては量子化特性やフレーム間前
置予測回路の予測係数を含め、予測係数が最適であると
予測残差が零に集中して量子化誤差が小さくなり画質が
向上する。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為れたもので、その目的とす
るところは良質の画像で符号量を削減して効率よく伝送
する画像圧縮方式を提供するにある。

［発明の開示１ 本発明は次に圧縮符号化すべき現ラインの画素と、圧縮
符号北隣の萌ラインの徨元画素に基づく次のラインの予
測値とのライン間の予測残差である１次残差分を求め、
この１次差分についてライン方向に次に圧縮符号化すべ
き画素の１次差分と圧縮符号化済の復元画素に基づく次
の１次差分の予測値との予測残差である２次差分を求め
、この２次差分を量子化特性により時間差値と振幅差値
との組合せに対応する量子化符号を求めることより２次
差分予測量子化を行う画像圧縮方式において、−ヒ記１
次差分についてライン方向に１画素ごとの２次差分を求
め、この２次差分の偏差の様な分布の広がり度合の小さ
さから５！ｒ集中度を求め、この零集中度がある値より
強いものに可変長符号化を選択し、弱いものに固定長符
号化を選択する以下本発明を実施例により説明する。

友ｌ鰺り 第１図は本実施例の画像圧縮部Ａの基本回路構成を示し
、第２図は本実施例の伸張部Ｂの基本回路構成を示して
おり、第９ＵＡ、ＰｔＳｉ２図と同一番号の構成は同じ
動作を為すものである。

まず圧縮符号化を第１図構成に基づいて説明する。ここ
で使用される画像データは監視用ＴＶカメラの映像信号
を水平・垂直の同期信号と画像信号とに分離し、この画
像信号を輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃ）にＹＣ分離し
て、それぞれの信号をＡ／Ｄ変換器（図示せず）で６〜
８ビツトのディジタル値に変換して現画像フレームメモ
リに書き込んだものである１本実施例では１画像の輝度
信号（Ｙ）は２５６Ｘ２５６画素の８ビツト（２５６階
１ｌｌ）７画素である。

差分回路１では現画像の画像データから予測回路２のラ
イン間予測値を引いて１次差分をラインバッフ７３に１
ライン分書込む。すなわちラインバッファ３には、次に
圧縮符号化すべき現ラインの画素と、圧縮符号化済の前
ラインの復元画素に基づく次のラインの予測、値とのラ
イン間の予測残差である１次差分が記憶される。この１
次差分についてライン方向に１画素毎の２次差分を求め
、この２次差分の偏差のような分布の広がり度合の小さ
さからＶＺ中度計算回路４１により零集中度を求め、こ
の零渠中度に基づいて固定１ｙｔ　／　ｒｉｆ変艮変長
回路４２にて零集中度のある値が強いものに可変長符号
化を選択し、弱いものに固定長符号化を選択した上で、
この１次差分についてライン方向に可変標本密度符号化
回路４で可変標本密度符号化することにより、次に圧縮
符号化すべき画素の１次差分と、可変標本密度復号化回
路６で圧縮符号化済の復元画素に基づく次の１次差分の
予測値との予測残差である２次差分を求め、この２次差
分を量子化特性により時間差値（標本間隔）と振幅差値
（量子化レベル）との組合せに対応する量子化符号を求
めるられる。この量子化符号は第１表の様な固定長（４
ｂｉｔ）の符号であるとして扱う。量子化符号から可変
標本密度符号化して次のラインの予測値を得るのは従来
例方式と同様である。

零集中度計算の結果に基づいて固定長／可変長符号化回
路４３で符号化されるわけであるが、ここで可変長符号
化が選択された場合は零符号圧縮回路５による零符号圧
縮後に１１表の拡張フードＦの発生頻度や確率を第２表
の零符号圧縮符号の発生頻度や確率としてハフマン符号
の中に零符号圧縮符号の拡張符号を割当てることにより
、個々の画像の統計的な性質に対して最適なり変長符号
化ができるが、このハフマン符号化（可変長符号化）の
ために可変標本密度符号化の量子化符号の発生頻度や確
率を求めろと同時にｆＪ、′Ｆ−化符号の零符号への集
中度（或いは分散や偏差）を求めて、零符号への集中度
がある値より高く偏差が小さい時に可変長符号化して、
偏差が大きい時は固定長符号化することにより、平均符
号長が固定長符号より長くなることを防ぐことができる
。

但し、Ｐｔ５２表のＦＯ，ＦＦ＃Ｊ含み、零符号の発生
確率が最も高くハフマン符号の零符号の符号艮は２ｂ　
ｉ　ｔと決めておいて、Ｆｌは５符号零、Ｆ２は６符号
零、・・・Ｆ９は１２符号零と云う意味にする。ハフマ
ン符号化は計ｆｒ、ｉが多く、マイクロコンピュータ処
理にはむかないとも考えられるが、画像毎Ｆ［’用の高
速処理用ＤＳＰ等を用いることで、符号量削減の効果を
発揮できる。ハフマン符号の中に零符号圧縮符号の拡張
符号を割当てないで、ハフマン符号化の後で零符号圧縮
を行うと拡張符号の符号長が艮くなって効果がなくなる
。さらにハフマン符号の結果、零符号の符号長が３ｂｉ
Ｌや４ｂｉｔになって、零符号の符号長が艮くなって零
符号圧縮の効率が悪くなる場合がある。このような場合
でも、画像全体あるいは大きなブロックについてハフマ
ン符号を計算しておき、上記零集中度がある値より強い
ラインに可変長符号化を選択し、弱いラインに固定長符
号化を選択しで、可変長符号化の効果が少ない恐れがあ
れば固定長符号化することにより、ライン単位にａｒ変
氏符号化、固定長符号化を選択することができ、全体の
符号量を削減できる。

ハフマン符号でなく量子化符号の符号長が、一般に発生
頻度の高いものより順に短かくなるように可変長符号化
することと組合せると画像毎に最適ではないがマイコン
処理に適したもっと簡単な符号化ができる。

これは、振幅差値の零の零符号がある値以上連続する部
分を零符号の連続数のに対応する零符号に圧縮符号化す
るように可変長符号コードの特定の符号を零符号コード
に割当てることをｖｊ徴とする可変長零符号圧縮符号化
するものである。

可変長零符号圧縮符号を対象画像によらず量子化特性に
対応してあらかじめ決めておくため標亭画像を圧縮して
量子化符号の発生頻度や確率によりコードブックを作っ
ておく。これにより上記零集中度に応じてライン単位に
可変長符号化、固定長符号化を選択コードを伝送するだ
けで行い、ライン単位に可変長符号と量子化符号との対
応表を伝送することを避け、全体の符号量を少なくする
ことができる。

この場合、ハフマン符号化を適用するためにはあらかじ
め零符号圧縮をしておいて零符号コードの発生確率も求
めた上で他の量子化符号と共に符号割当てを行うことに
なる。

ｔＩＳ３表は量子化符号の発生頻度の順に割当てる場合
で零符号のコードを１１１１″とするしたものである。

この場合、ハフマン符号化のように最適とは限らないが
これと大差なく、しかもマイコン処理に適している。こ
の零符号のコードは４ｂｉ（であるが、これを除いた可
変長符号の符号長が２．３と６２個づつあるので、正の
量子化符号の中に零符号のコードを割当てる場合に、零
符号とＩＥの量子化符号のうちの１個に２　ｂｉｔの可
変長符号が割当てられるようにして零符号のコードを入
れた事を補償している。これにより２次差分や変化画素
圧縮に関しての零符号圧縮の効果を可変長符号化に付加
することが可能になる。零符号のコード１１１１”ｉｉ
第２表の符号Ｆ（１６進１）Ｌ：相当し、１１１１”に
続（４ｂｉｔはＦに続（４ｂｉｔに相当する。零符号の
フードが２　ｂｉｔであるので、第２表の零符号の意味
はＦｌは５符号零、Ｆ２は６符号零、・・・、Ｆ８は１
２狩号零と修正したものを可変長符号化に使い、零符号
が４個までは零符号を並べる。

第４表は２次差分ＤＰＣＭ符号化と可変長零符号圧縮符
号化の符号の度数分布の例である。

第５表は時間差値２の量子化特性の可変標本密度符号化
の例で、可変標本密度符号化の場合も簡単のためは発生
頻度の高いものから順に短い符号長になるように、可変
標本密度符号と第３表の「１ｒ変長符号との対応づけを
、対象画像や量子化特性（第３ｉ） （ｔｔＳ４表） （第５表） 尚第１図中符号編集回路３８は固定長／可変長選択回路
４２による選択に基づいて伝送する符号を編集するだめ
の回路であり、この編集された符号データはｆｆ１２図
の伸張部Ｂの符号分配回路３９で零符号と、固定長／符
号長選択のための符号に分配され、この分配に基づいて
復号された零符号は固定長／可変長選択回路４４の働き
の下で、固定長／可変長復号化回路４５でさらに復号さ
れることになる。

及（４罎 本実施例は実施例１の構成に加えて第３図、第４図に示
すように、２次差号予測量子化方式（２次ＤＰＣＭ、あ
るいは差分可変標本密度符号化）において、上記零集中
度がある値より強いものに１１１’？調の細かな量子化
特性や振幅差値を量子化特性回路３７により選択し、弱
いものに階調の粗い量子化特性や振幅差値を選択する適
応址子北方式のものと組合せた例である。零集中度はＯ
ｆ変長符号化・固定長符号化の選択にも利用できるので
処理が簡単になる。この場合量子化特性や振幅差値はラ
イン毎に選択されるが、この量子化特性や振幅差値、及
び可変長符号化、固定長符号化の選択コードは、変更が
あったラインについてのみ符号化し伝送すればよい。

上記零集中度は１次差分についてライン方向の１画素ご
との２次差分に基づくので現画像や復元画像によるより
も的確に量子化特性や振幅差値を決定できるので、可変
長符号化、固定長符号化の選択ら的確になって画質向−
ヒや圧縮率増大に効果がある９ 尚第４図の伸張部Ｂの量子化特性選択回路４０は一ヒ記
量子化特性選択回路３７による選択に対応するためのも
のである。

火１」［Ｌ 本実施例は実施例２の構成に加えて、第１０図と第１１
図に示すように、次に圧縮符号化すべき現画像フレーム
とフレームバツ７Ｔ２９に記憶している復元済みの前画
像ないしは現画像に基づく予測画像フレームとのフレー
ム間差分を差分回路で３２求めて、この７％／−ム間差
分を第１図、第２図の実施例と同様に２次差分予測量子
化（２次差分ＤＰＣＭ、或いは差分可変標本密度符号化
）して＝ｒ変変長符号圧縮符号化するものである。第５
図の画像圧縮部Ａの予測回路３０、補間合成回路１３．
７フレームバツ７ア２９は予測画像フレームを得るため
の回路を構成するものであり、また第６図の補間合成回
路３３．フレームバツ７ア３４、予測回路３５は１フレ
ームを復元するための回路を構成する。

而して一ヒ述の前画像ないし現画像に基づく次に圧縮符
号化すべき現画像フレームとフレームバツ７ア２９に記
憶している復元済みの前画像ないしは現画像に基づく予
測画像フレームとのフレーム間差分がある閾値より大き
な変化画素を変化画素検出回路３６で求め、現画像フレ
ームの変化画素を２次差分予測量子化（２次差分ＤＰＣ
Ｍ、あるいは差分可変標本密度符号化）して町変恢零符
号圧縮符号化するのである。

［発明の効果１ 本発明は２次差分ＤＰＣＭあるいは２次差分町変標本密
度符号化のライン間１次差分について、ライン方向に１
画素ごとの２次差分を求め、この２次差分の偏差の様な
分布の広がり度合の小ささから零集中度を求め、このｔ
集中度がある値より強いものに可変長符号化を選択し、
弱いものに固定長符号化を選択することにより、ｑ変長
符号によればと平均符号長が長くなるラインを固定長符
号とすることができ、そのため画像全体の符号量を削減
できて、良好な画像伝送ができるという効果を奏する。

本発明方式の場合も従来例方式同様に２次差分の予測符
号化方式、及び、零符号圧縮は、フレーム内の符号化に
留らず、さらにト述の変化画素圧縮のようにフレーム間
の符号化にも摘要できる。

そこで＠子化特性と伝送画素数の選択により画像の変化
部分の概略が認識できる程度に高い圧縮率或いは標本化
格子の画像情報（ネ１［画像）で情報Ｊモ縮して狭帯域
伝送し、情報圧縮して挟帯或伝送し、受信側（伸張部Ｂ
側）′？ｌ′補間表示するとともに送信１１ｍ（画像圧
縮部Ａ側）でも同様に補間し゛〔伝送済みの前画像フレ
ームに基づく、次に伝送すべき画像フレームの予測画像
を作成し、送４６側や受信側の鮮明化（７フイン）指令
あるいは伝送モーＶ設定等の指令によって現画像の更新
のための現画像フレームイバツ７アへの書き込みを禁止
し、現画像フレームバツ７ア内の画像データを現画像フ
レームとし、伝送済みの画像フレームに基づく予測値と
の誤差であるフレーム間残差（差分）を低い圧縮率の量
子化特性で情報圧縮して狭帯域伝送する過程を繰り返し
て予測値を収束させ順次鮮明化させたり、細かい格子の
伝送Ｉｉ′ｉｊの現画像フレーム（密画像）と−上記予
測画像フレームとの誤差であるフレーム間残差あるいは
現画像フレームを情報圧縮して伝送し、順次鮮明化させ
ることもできる。

更には本発明者らが既に提案（特願昭６０−０１２７６
８号）したフレーム間前置予測回路の予測係数を選択可
能とするとともに、フレーム間前置予測回路の外側の帰
還ループ内に、可変標本７度方式による圧縮過程及び伸
張過程を含み、卜述の変化内素検出回路３６に、フレー
ム間残差検出回路と、変化量検知回路、平均化処理回路
によりフレーム間残差の変化量（フレーム間残差の画素
ごとの総和、あるいは画素ごとの絶対値等）が多い際に
フレーム間残差もしくは伝送１１りの現画像フレームに
平均化の空間フィルター（選択あるいは繰り返し町）を
作用させてフレーム間残差の変化量を低減させ、−上記
圧縮過程にて変化画素のフレーム間前置予測残差を圧縮
符号化して伝送するノｊ法や、伝送前の現画像フレーム
と、伝送済みの前画像フレームに基づく予測値との誤た
であるフレーム間残差を情報圧縮して狭帯域伝送を行う
とき、伝送前の現画像フレーム１こ平均化の空間フィル
ターを作用させる際に最初に伝送済みの前画像フレーム
を零にセットして伝送前の現画像フレームに対する平均
化の度合いの高い空間フィルター（選択あるいは繰り返
しｏｆ）を作用させて低周波成分の変化画素のフレーム
間残差を伝送し、次からの現画像フレームには平均化の
度合いの低い空間フィルターを作用させて高周波成分の
変化画素のフレーム間残差を伝送することにより予測値
を収束させ順次鮮明化させることができる。

また上記、監視画像（現画像）情報を低速あるいは順次
鮮明化で伝送する過程で、既に本発明者らが既に提案し
た方式（特願昭６０−１３８５０８号）のように所定間
隔で粗く間引かれた画素のフレーム間の予測残差が第１
の設定値以上の大きさの変化画素と、第１の設定値より
小さな零画素に分けて、零画素の予測残差あるいは画素
の値を零にして変化残差整形回路で孤立した零画素や変
化画素を除去した画像の変化部分を圧縮符号化して伝送
し、受信側（伸張部Ｂ側）の変化残差判定回路と補間合
成回路で粗（間引かれた画素のフレーム間の予測残差あ
るいは画素の値を補間復元するとともに、同様に送信側
でも変化残差判定回路と補間合成回路により予測画像に
補間復元する際、粗く間引かれた画素の隣接する格（＄
［１い格子）が変化画素であるときのみ、この間の画素
あるいは変化画素と隣接する格子（粗い格子）の零画素
との間の７に一ム間の予測残差或いは画素の値を補間復
元することにより、変化部分の周囲の鮮明度を落とさず
に、変化部分だけを順次鮮明化することもできる。特に
フレーム間の予測残差を伝送する場合、上記、隣接する
格子（粗い格子）が変化画素であるときのみ、この間の
１ｖＩＩ素あるいは変化画素と隣接する格子（粗い格子
）の零画素との間のフレーム間の予測残差の値を補間復
元する際に、まず対応する前画像の復元画像（予測画像
）の変化画素区間内の零画素の値を変化画素位置の前画
像の復元画像の画素値で補間して上記予測残差の値のみ
を補間したものと加え合わせ新たな受信画像或いは予測
画像に補間復元し、粗画像の変化部分に前画像の背景が
残らず変化部分のばやけを少なくすることもできる。

１発明の効果１ 本発明は２次差分ＤＰＣＭあるいは２次差分可ｖ標本密
度符号化のライン間１次差分について、ライン方向に１
画素ごとの２次差分を求め、この　。

２次差分の偏差の様な分布の広がり度合の小ささから苓
集中度を求め、この零集中度がある値より強いものに可
変艮符す化を選択し、弱いものに肌定艮符号化を選択す
ることにより、可変長符号によればと平均符号長が艮に
なるラインを固定長符号とすることができ、そのため画
像全体の符号量を削減できて、良好な画像伝送ができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の画像圧縮部の回路構成図、
第２図は同上の伸張部の回路構成図、第３図は本発明の
実施例２の画像圧縮部の回路構成図、第４図は同一ヒの
伸張部の回路構成図、第５図は本発明の実施例３の画像
圧縮部の回路構成図、＃Ｓ６図は同上の伸張部の回路構
成図、第７図は従来例の画像圧縮部の回路構成図、第８
図は同上の伸張部の回路構成図、第９図、ｔｐＪｌ、０
図は同上の９ｊ作説明図、第１１図は別の従来例の画像
圧縮部の回路構成図である。 １・・・差分回路、２・・・予測回路、３・・・ライン
バッフＴ、４・・・Ｏｊ変標本密度符号化回路、５・・
・零符号圧縮回路、６・・・可変標本密度へ９化回路、
７・・・ラインバッフＴ、８・・・補間合成回路、９・
・・ラインバノ７ア、１０・・・零符号復号化回路、１
１・・・可変標本密度復号化回路、１２・・・ラインバ
ッファ、１３・・・補間合成回路、１４・・・ラインバ
ッファ、１５・・・予測回路、３８・・・符号編集回路
、３９・・・符号分配回路４１・・・零集中計算回路、
４２・・・固定長１０Ｔ変艮選択回路、４３・・・固定
長／可変長符号化回路、４４・・・固定長／可変長選択
回路、４５・・・固定長／　６１　ｖ反復９化回路であ
る。 代理人　弁理士　五　１Ｈ艮　七 第７図 第８図 Ｔｏ４番データ ！ｓ９図 第１Ｏ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）次に圧縮符号化すべき現ラインの画素と、圧縮符
   号化済の前ラインの復元画素に基づく次のラインの予測
   値とのライン間の予測残差である１次残差分を求め、こ
   の１次差分についてライン方向に次に圧縮符号化すべき
   画素の１次差分と圧縮符号化済の復元画素に基づく次の
   １次差分の予測値との予測残差である２次差分を求め、
   この２次差分を量子化特性により時間差値と振幅差値と
   の組合せに対応する量子化符号を求めることより２次差
   分予測量子化を行う画像圧縮方式において、上記１次差
   分についてライン方向に１画素ごとの２次差分を求め、
   この２次差分の偏差の様な分布の広がり度合の小ささか
   ら零集中度を求め、この零集中度がある値より強いもの
   に可変長符号化を選択し、弱いものに固定長符号化を選
   択することを特徴とする画像圧縮方式。
2. （２）次に圧縮符号化すべき現画像フレームとフレーム
   バッファに記憶している復元済みの前画像ないしは現画
   像に基づく予測画像フレームとのフレーム間差分を２次
   差分予測量子化して、フレーム間差分のライン間１次差
   分のライン方向の１画素ごとの２次差分の零集中度があ
   る値より強いものに可変長符号化を選択し、弱いものに
   固定長符号化を選択することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の画像圧縮方式。
3. （３）次に圧縮符号化すべき現画像フレームとフレーム
   バッファに記憶している復元済みの前画像ないしは現画
   像に基づく予測画像フレームとのフレーム間差分が、あ
   る閾値より大きな変化画素を求め、現画像もしくはフレ
   ーム間の変化画素のライン間１次差分のライン方向の１
   画素ごとの２次差分の零集中度がある値より強いものに
   可変長符号化を選択し、弱いものに固定長符号化を選択
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像
   圧縮方式。