JP2821177B2 - 画像符号化方法及び装置 - Google Patents
画像符号化方法及び装置Info
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像通信機器であるフアクシミリ装置や画
像フアイリング装置における画像符号化方式に関するも
のである。
像フアイリング装置における画像符号化方式に関するも
のである。
従来の画像符号化方式はCCITT（国際電信電話諮問委
員会）で勧告されているG3,G4フアクシミリに代表され
るランレングス符号化方式が一般に用いられている。こ
の符号化方式は、画素が白または黒が続く長さ（ランレ
ングス）をカウントし、あらかじめ用意された符号表か
らそのカウント値に対応する符号を決定する方式であ
る。ここで値いられる符号表は、文書画像に多い長い白
ランに対して比較的短かい符号を割りあてるような特徴
づけがされている。このためラン長さの統計的性質が符
号表を作成する時には基準とした画像のものと異なる場
合、例えば白，黒が頻繁に斑点する疑似中間調画像を符
号化する場合は、符号量が原データを越えてしまうとい
う問題が生じている。
員会）で勧告されているG3,G4フアクシミリに代表され
るランレングス符号化方式が一般に用いられている。こ
の符号化方式は、画素が白または黒が続く長さ（ランレ
ングス）をカウントし、あらかじめ用意された符号表か
らそのカウント値に対応する符号を決定する方式であ
る。ここで値いられる符号表は、文書画像に多い長い白
ランに対して比較的短かい符号を割りあてるような特徴
づけがされている。このためラン長さの統計的性質が符
号表を作成する時には基準とした画像のものと異なる場
合、例えば白，黒が頻繁に斑点する疑似中間調画像を符
号化する場合は、符号量が原データを越えてしまうとい
う問題が生じている。
そこで、この様なランレンズスに基づいて符号化した
場合に不都合を生じる画像に対しても効率良い符号化が
実行できる一つの符号化手法として、算術符号通のマル
コフモデル符号を用いた符号化が提案されている。
場合に不都合を生じる画像に対しても効率良い符号化が
実行できる一つの符号化手法として、算術符号通のマル
コフモデル符号を用いた符号化が提案されている。
従来から知られている算術符号は、入力信号列を小数
２進数で表わされる符号になるように算術演算により符
号形成がなされる方法である。この方法はLangdonおよ
びRissanenらによる文献“Compression of Blach/White
Images with Arithmetic Coding",IEEE Tran Com.COM
−29,6（1981.6）等に発表されている。この文献による
とすでに符号化した入力信号列をＳ、劣勢シンボル（LP
S）の出る確率をｑ、演算レジスタAugendをＡ（Ｓ）、
符号レジスタをＣ（Ｓ）とした時に、入力信号ごとに以
下の算術演算を行う。
２進数で表わされる符号になるように算術演算により符
号形成がなされる方法である。この方法はLangdonおよ
びRissanenらによる文献“Compression of Blach/White
Images with Arithmetic Coding",IEEE Tran Com.COM
−29,6（1981.6）等に発表されている。この文献による
とすでに符号化した入力信号列をＳ、劣勢シンボル（LP
S）の出る確率をｑ、演算レジスタAugendをＡ（Ｓ）、
符号レジスタをＣ（Ｓ）とした時に、入力信号ごとに以
下の算術演算を行う。
Ａ（S1）＝Ａ（Ｓ）×ｑ≒Ａ（Ｓ）×2-Q …（１） Ａ（S0）＝＜Ａ（Ｓ）−Ａ（S1）＞ｌ …（２） ＜＞ｌは有効桁lbitで打ち切りを表す Ｃ（S0）＝Ｃ（Ｓ） …（３） Ｃ（S1）＝Ｃ（Ｓ）＋Ａ（S0） …（４） ここで、符号データが優勢シンボル（MSP:上の例では
０）の場合はＡ（S0）,C（S0）を次のデータの符号化に
使う。また劣勢シンボル（LPS:上の例では１）の場合
は、Ａ（S1）,C（S1）を次のデータの符号化に使う。
０）の場合はＡ（S0）,C（S0）を次のデータの符号化に
使う。また劣勢シンボル（LPS:上の例では１）の場合
は、Ａ（S1）,C（S1）を次のデータの符号化に使う。
新しいＡの値は2S倍（Ｓは０以上の整数）され、0.5
Ａ＜1.0の範囲におさめられる。この処理は、ハード
ウエアでは演算レジスタＡをＳ回シフトすることに相当
する。符号レジスタＣに対しても同じ回数の左シフトが
行なわれ、シフトアウトされた信号が符号となる。以上
の処理を繰り返し符号形成がなされる。
Ａ＜1.0の範囲におさめられる。この処理は、ハード
ウエアでは演算レジスタＡをＳ回シフトすることに相当
する。符号レジスタＣに対しても同じ回数の左シフトが
行なわれ、シフトアウトされた信号が符号となる。以上
の処理を繰り返し符号形成がなされる。
また、（１）の色で示したようにLPSの出現確率ｑを
２のべき乗（2-Q:Qは正整数）で近似することにより、
乗算計算をシフト演算に置き換えている。この近似をさ
らによくするためにｑを、例えば（５）の式の如くの２
のべき乗の多項式で近似することが提案されている。こ
の近似により効率最悪点の改善が行われている。
２のべき乗（2-Q:Qは正整数）で近似することにより、
乗算計算をシフト演算に置き換えている。この近似をさ
らによくするためにｑを、例えば（５）の式の如くの２
のべき乗の多項式で近似することが提案されている。こ
の近似により効率最悪点の改善が行われている。
ｑ≒2-Q1＋2-Q2 …（５） 〔発明が解決しようとしている課題〕 しかしながら、前述の算術符号化では、２のべき乗で
近似された出現確率は固定であって、出現確率が異なる
画像に対しては、効率良い符号化がなされないことがあ
る。
近似された出現確率は固定であって、出現確率が異なる
画像に対しては、効率良い符号化がなされないことがあ
る。
そこで、符号化すべき画像の特徴に応じてLPSの出現
確率ｑを変え、画像に適した効率的な符号化を行なうこ
とが提案されている。尚、この確率推定方法には、符号
化済の画素の状態により一義的に決定する静的な方法
と、符号化しながら確率を推定していく動的な方法が考
えられている。
確率ｑを変え、画像に適した効率的な符号化を行なうこ
とが提案されている。尚、この確率推定方法には、符号
化済の画素の状態により一義的に決定する静的な方法
と、符号化しながら確率を推定していく動的な方法が考
えられている。
ところで、LPSの出現確率ｑを２のべき乗の多項式で
近似した場合には、その出現確率ｑの値は不連続な値で
あって、ある出現確率から他の出現確率への変化をなさ
しめるための条件、時期等が最適な符号化を達成するた
めの大きな要素となる。
近似した場合には、その出現確率ｑの値は不連続な値で
あって、ある出現確率から他の出現確率への変化をなさ
しめるための条件、時期等が最適な符号化を達成するた
めの大きな要素となる。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、画像を
効率よく予測符号化する画像符号化方法及び装置を提供
することを目的とし、詳しくは、符号化対象画像の予め
定められた複数の画素を参照する参照ステップと、前記
参照された複数の画素の状態に対応して前記符号化対象
画像の注目画素の優勢シンボルと劣勢シンボルの出現効
率を表わすインデックスを保持する保持ステップと、前
記保持されている前記優勢シンボルの値と前記インデッ
クスとに基づいて前記符号化対象性画像の注目画素を符
号化する符号化ステップと、前記符号化された前記符号
化対象画像の注目画素が優勢シンボルであるか劣勢シン
ボルであるかに応じて前記保持されている前記優勢シン
ボルの値と前記インデックスを更新する更新ステップと
を有し、更に、夫々が複数のインデックスを含み、且
つ、夫々に含まれる前記複数のインデックスの更新幅が
異なる複数のテーブルを設定する設定ステップと、前記
インデックスの更新履歴に基づいて前記複数のテーブル
の１つを選択する選択ステップとを備え、前記更新ステ
ップにおいて、前記選択されたテーブルに含まれる前記
複数のインデックスに基づいて前記保持されている前記
インデックスを更新することを特徴とする画像符号化方
法を提供するものであり、また、符号化対象画像の予め
定められた複数の画素を参照する参照手段と、前記参照
手段により参照される複数の画素の状態に対応して前記
符号化対象画像の注目画素の優勢シンボルの値と劣勢シ
ンボルの出現確率を表わすインデックスを保持する保持
手段と、前記保持手段により保持されている前記優勢シ
ンボルの値と前記インデックスとに基づいて前記符号化
対象画像の注目画素を符号化する符号化手段と、前記符
号化手段により符号化された前記符号化対象画像の注目
画素が優勢シンボルであるか劣勢シンボルであるかに応
じて前記保持手段に保持されている前記優勢シンボルの
値と前記インデックスを更新する更新手段とを有し、前
記更新手段は、夫々が複数のインデックスを含み、且
つ、夫々に含まれる前記複数のインデックスの更新幅が
異なる複数のテーブルを備え、前記インデックスの更新
履歴に基づいて前記複数のテーブルの１つを選択し、選
択したテーブルに含まれる前記複数のインデックスに基
づいて前記保持手段に保持されている前記インデックス
を更新することを特徴とする画像符号化装置を提供する
ものである。
効率よく予測符号化する画像符号化方法及び装置を提供
することを目的とし、詳しくは、符号化対象画像の予め
定められた複数の画素を参照する参照ステップと、前記
参照された複数の画素の状態に対応して前記符号化対象
画像の注目画素の優勢シンボルと劣勢シンボルの出現効
率を表わすインデックスを保持する保持ステップと、前
記保持されている前記優勢シンボルの値と前記インデッ
クスとに基づいて前記符号化対象性画像の注目画素を符
号化する符号化ステップと、前記符号化された前記符号
化対象画像の注目画素が優勢シンボルであるか劣勢シン
ボルであるかに応じて前記保持されている前記優勢シン
ボルの値と前記インデックスを更新する更新ステップと
を有し、更に、夫々が複数のインデックスを含み、且
つ、夫々に含まれる前記複数のインデックスの更新幅が
異なる複数のテーブルを設定する設定ステップと、前記
インデックスの更新履歴に基づいて前記複数のテーブル
の１つを選択する選択ステップとを備え、前記更新ステ
ップにおいて、前記選択されたテーブルに含まれる前記
複数のインデックスに基づいて前記保持されている前記
インデックスを更新することを特徴とする画像符号化方
法を提供するものであり、また、符号化対象画像の予め
定められた複数の画素を参照する参照手段と、前記参照
手段により参照される複数の画素の状態に対応して前記
符号化対象画像の注目画素の優勢シンボルの値と劣勢シ
ンボルの出現確率を表わすインデックスを保持する保持
手段と、前記保持手段により保持されている前記優勢シ
ンボルの値と前記インデックスとに基づいて前記符号化
対象画像の注目画素を符号化する符号化手段と、前記符
号化手段により符号化された前記符号化対象画像の注目
画素が優勢シンボルであるか劣勢シンボルであるかに応
じて前記保持手段に保持されている前記優勢シンボルの
値と前記インデックスを更新する更新手段とを有し、前
記更新手段は、夫々が複数のインデックスを含み、且
つ、夫々に含まれる前記複数のインデックスの更新幅が
異なる複数のテーブルを備え、前記インデックスの更新
履歴に基づいて前記複数のテーブルの１つを選択し、選
択したテーブルに含まれる前記複数のインデックスに基
づいて前記保持手段に保持されている前記インデックス
を更新することを特徴とする画像符号化装置を提供する
ものである。
第１図は本発明を適用した符号化装置の実施例であ
る。２値情報（０または１、白または黒）になった画像
信号100はラインメモリ10に入力され、数行分のデータ
が保持される。ここからの出力信号103を状態決定回路1
1に入力することにより、画像信号100中の注目画素が所
属する状態が決まる。総状態数は注目画素の周囲何画素
を参照するかにより決まり、参照画素数ｎとすると総状
態数は2nの関係がある。決定した状態を表わす状態信号
St104はカウンタメモリ13,符号化条件メモリ14に入力さ
れる。
る。２値情報（０または１、白または黒）になった画像
信号100はラインメモリ10に入力され、数行分のデータ
が保持される。ここからの出力信号103を状態決定回路1
1に入力することにより、画像信号100中の注目画素が所
属する状態が決まる。総状態数は注目画素の周囲何画素
を参照するかにより決まり、参照画素数ｎとすると総状
態数は2nの関係がある。決定した状態を表わす状態信号
St104はカウンタメモリ13,符号化条件メモリ14に入力さ
れる。
符号化条件メモリ14には状態信号St104で表わされる
各状態毎に、出現しやすいシンボルである優勢シンボル
MSP108と後述する算術符号の符号化条件を示すインデツ
クス1107が記憶されている。MPS108は予測変換回路17に
入力され、予測変換回路17では、画像信号100がMPS108
と一致した時に１となるYN信号101を出力する。YN信号1
01は更新回路15に入力され、更新回路15では、YN信号が
１の時に、カウンタメモリ13に各状態毎に記憶されてい
るカウント値のうち対応する状態のカウントを１インク
リメントする。そして、カウンタメモリ13に記憶されて
いるカウント値C106がカウントテーブルROM12からの設
定値MC105に一致したならば、インデツクスI107が大き
くなる方向（LPSの出現確率ｑが小さくなる方向）に更
新する。（MPSの反転は行なわない。） 尚、カウントテーブルROM12は、LPSの出現確率ｑを表
わすインデツクスＩに対応して決められている第１表で
示したMPSの数のMC105を更新回路15に供給する。
各状態毎に、出現しやすいシンボルである優勢シンボル
MSP108と後述する算術符号の符号化条件を示すインデツ
クス1107が記憶されている。MPS108は予測変換回路17に
入力され、予測変換回路17では、画像信号100がMPS108
と一致した時に１となるYN信号101を出力する。YN信号1
01は更新回路15に入力され、更新回路15では、YN信号が
１の時に、カウンタメモリ13に各状態毎に記憶されてい
るカウント値のうち対応する状態のカウントを１インク
リメントする。そして、カウンタメモリ13に記憶されて
いるカウント値C106がカウントテーブルROM12からの設
定値MC105に一致したならば、インデツクスI107が大き
くなる方向（LPSの出現確率ｑが小さくなる方向）に更
新する。（MPSの反転は行なわない。） 尚、カウントテーブルROM12は、LPSの出現確率ｑを表
わすインデツクスＩに対応して決められている第１表で
示したMPSの数のMC105を更新回路15に供給する。
また、更新回路15では、MPS108と画素信号100が不一
致の場合、即ち、予測変換回路17からのYN信号が０の時
はインデツクスI107が小さくなる方向（LPSの出現確率
ｑが大きくなる方向）に更新する。また、インデツクス
が１の時に値が０のYN信号が来ると、MPSを反転（０→
１または１→０）する処理を行う。出力Ｉ′109、MPS′
110は更新後のインデツクスの値であり、符号化条件メ
モリ14に再記憶される。
致の場合、即ち、予測変換回路17からのYN信号が０の時
はインデツクスI107が小さくなる方向（LPSの出現確率
ｑが大きくなる方向）に更新する。また、インデツクス
が１の時に値が０のYN信号が来ると、MPSを反転（０→
１または１→０）する処理を行う。出力Ｉ′109、MPS′
110は更新後のインデツクスの値であり、符号化条件メ
モリ14に再記憶される。
符号化パラメータ決定回路16では、インデツクスI107
の値に基づいて算術符号の符号化パラメータQ111を算術
符号器18にセツトする。この算術符号器18では、予測変
換回路17からのYN信号101をパラメータQ111を用いて算
術符号化し符号102を得る。
の値に基づいて算術符号の符号化パラメータQ111を算術
符号器18にセツトする。この算術符号器18では、予測変
換回路17からのYN信号101をパラメータQ111を用いて算
術符号化し符号102を得る。
第２図は予測変換回路17のブロツク図である。画像信
号100とMPS108がEX−NOR回路20に入力され、第２表の論
理式に従って画像信号100とMPS108が一致したときに
１、不一致のときに０となるYN信号101が出力される。
号100とMPS108がEX−NOR回路20に入力され、第２表の論
理式に従って画像信号100とMPS108が一致したときに
１、不一致のときに０となるYN信号101が出力される。
第３図は、更新回路15のブロツク図である。YN信号10
1が１の時、カウンタメモリ13からのカウント値C106が
加算器21で＋１インクリメントされ、信号Ｃ′112にな
る。この値は比較器23でカウントテーブルROM12からのM
C105と比較され、Ｃ′の値がMCの値に一致したならば更
新信号UPA113をセツトする。またYN信号101は反転器25
を通り更新信号UPB114となり、UPA,UPBはインデツクス
変更回路25に入る。また、UPAとUPBはOR回路27で論理OR
がとられ、OR回路27の出力信号115はセレクタ22の切り
換え信号となる。セレクタ22では信号115が１の時はカ
ウンタの値をリセツトするため０信号119を選び、それ
以外は加算器21の出力信号Ｃ′112を選び、カウンタ更
新信号Ｃ′116として出力し、これをカウンタメモリ13
に記憶させる。
1が１の時、カウンタメモリ13からのカウント値C106が
加算器21で＋１インクリメントされ、信号Ｃ′112にな
る。この値は比較器23でカウントテーブルROM12からのM
C105と比較され、Ｃ′の値がMCの値に一致したならば更
新信号UPA113をセツトする。またYN信号101は反転器25
を通り更新信号UPB114となり、UPA,UPBはインデツクス
変更回路25に入る。また、UPAとUPBはOR回路27で論理OR
がとられ、OR回路27の出力信号115はセレクタ22の切り
換え信号となる。セレクタ22では信号115が１の時はカ
ウンタの値をリセツトするため０信号119を選び、それ
以外は加算器21の出力信号Ｃ′112を選び、カウンタ更
新信号Ｃ′116として出力し、これをカウンタメモリ13
に記憶させる。
インデツクス変更回路25には、インデツクスの更新き
ざみを制御する信号d117（標準的にはｄ＝１）とUPA11
3,UPB114および符号化条件メモリ14から現在のインデツ
クスI107が入力されている。
ざみを制御する信号d117（標準的にはｄ＝１）とUPA11
3,UPB114および符号化条件メモリ14から現在のインデツ
クスI107が入力されている。
第３表はインデツクス変更図路25におけるインデツク
ス更新方法を示すテーブルである（第３表には更新きざ
みがｄ＝１とｄ＝２の場合を示している。）このテーブ
ルを入力I,条件d,UPA,UPBで参照することにより更新し
たインデツクスＩ′を決定する。また、Ｉ＝１でUPB1の
時はEX信号118をセツトする。EX信号が１の時には反転
器26では現在のMPS108のシンボルを反転させ（０→１ま
たは１→０）、更新MPS′110を得る。また、EX＝０の時
はMPS′は変化させない。更新されたＩ′109およびMP
S′110は符号化条件メモリ14に記憶され、次の処理用の
インデツクスＩ及びMPSとして用いられる。尚、第３表
に示した更新法は、ROMなどによりテーブルでも構成で
きるし、加減算器を使ってロジックで構成することも可
能である。
ス更新方法を示すテーブルである（第３表には更新きざ
みがｄ＝１とｄ＝２の場合を示している。）このテーブ
ルを入力I,条件d,UPA,UPBで参照することにより更新し
たインデツクスＩ′を決定する。また、Ｉ＝１でUPB1の
時はEX信号118をセツトする。EX信号が１の時には反転
器26では現在のMPS108のシンボルを反転させ（０→１ま
たは１→０）、更新MPS′110を得る。また、EX＝０の時
はMPS′は変化させない。更新されたＩ′109およびMP
S′110は符号化条件メモリ14に記憶され、次の処理用の
インデツクスＩ及びMPSとして用いられる。尚、第３表
に示した更新法は、ROMなどによりテーブルでも構成で
きるし、加減算器を使ってロジックで構成することも可
能である。
以上の如く、２のべき乗の多項式で近似したLPSの出
現確率ｑを表わすインデツクスＩの値に応じて定められ
たMPSの数分のMPSが発生したときには、インデツクスＩ
をｄ加算し、算術符号に用いるLPSの出現確率ｑを小さ
くせしめ、一方、LPSが発生したときには、インデツク
スＩをｄ減算し、算術符号に用いるUPSの出現確率ｑを
大きくせしめる。また、更にLPSの出現確率ｑが0.5を表
わすインデツクスＩが１の状態においてLPSが発生した
場合は、MPSを反転する。
現確率ｑを表わすインデツクスＩの値に応じて定められ
たMPSの数分のMPSが発生したときには、インデツクスＩ
をｄ加算し、算術符号に用いるLPSの出現確率ｑを小さ
くせしめ、一方、LPSが発生したときには、インデツク
スＩをｄ減算し、算術符号に用いるUPSの出現確率ｑを
大きくせしめる。また、更にLPSの出現確率ｑが0.5を表
わすインデツクスＩが１の状態においてLPSが発生した
場合は、MPSを反転する。
この様に、入力画像に適応的にインデツクス及びMPS
を更新することにより、符号化効率の良い算術符号化が
達成できる。
を更新することにより、符号化効率の良い算術符号化が
達成できる。
第４図は状態決定回路11のブロツク図である。状態決
定のための参照画素は第５図に示したA,B,C,Dの４画素
である。＊は符号化する注目画素位置を示している。第
４図の42,43,44,45はラツチであり、Ａラツチ42は注目
嵩＊の画像信号100の１画素前のデータを保持してお
り、また、Ｂラツチ43,Cラツチ44,Dラツチ45は夫々１ラ
イン前の第５図に示す如く、現在の注目画素位置の１画
素前、注目画素位置、注目画素位置の１画素後に対応す
る位置のデータを保持しており、これらラツチのラツチ
データはデコーダ41に入力される。デコーダ41からの出
力は16の状態を示す状態信号St104（０〜15）になる。
尚、参照画素数は４画素に限られるものではない。
定のための参照画素は第５図に示したA,B,C,Dの４画素
である。＊は符号化する注目画素位置を示している。第
４図の42,43,44,45はラツチであり、Ａラツチ42は注目
嵩＊の画像信号100の１画素前のデータを保持してお
り、また、Ｂラツチ43,Cラツチ44,Dラツチ45は夫々１ラ
イン前の第５図に示す如く、現在の注目画素位置の１画
素前、注目画素位置、注目画素位置の１画素後に対応す
る位置のデータを保持しており、これらラツチのラツチ
データはデコーダ41に入力される。デコーダ41からの出
力は16の状態を示す状態信号St104（０〜15）になる。
尚、参照画素数は４画素に限られるものではない。
第６図は本実施例で用いる算術符号の符号化効率曲線
である。以下、インデツクスＩの値を小文字ｉで示す。
この曲線はLPSの出現確率をｑ、符号化時での近似確率q
eiとした時に式（６）で示される。そして、LPSの出現
確率ｑの値の大きい方から小さい方へ、順次インデツク
スＩを1,2,3,…と付与する。
である。以下、インデツクスＩの値を小文字ｉで示す。
この曲線はLPSの出現確率をｑ、符号化時での近似確率q
eiとした時に式（６）で示される。そして、LPSの出現
確率ｑの値の大きい方から小さい方へ、順次インデツク
スＩを1,2,3,…と付与する。
ここで、分子はエトロピであり、qeiは式（７）で示さ
れる値である。
れる値である。
qei＝q1＋q2 …（７） q1,q2の値は２のべき乗の多項近似の値で第４表で与え
られている。例えば（８）〜（10）で示される。
られている。例えば（８）〜（10）で示される。
qe1＝2-2＋2-2 …（８） qe2＝2-1＋2-4 …（９） qe3＝2-2＋2-3 …（10） となり、この確率において効率ηが1.0になるピーク点
となるqeiを以降実効確率と呼ぶ。また効率曲線の交点
を境界確率qbiと呼び、この確率を境に隣りの実効確率
を使って符号化するほうが効率が向上することは明らか
である。
となるqeiを以降実効確率と呼ぶ。また効率曲線の交点
を境界確率qbiと呼び、この確率を境に隣りの実効確率
を使って符号化するほうが効率が向上することは明らか
である。
本実施例では、式（５）で示したように２つの項で近
似できる確率から第４表に示した実効確率qeiを選んで
いる。また、第４表のQ1,Q2,Q3は算術符号器18に送るパ
ラメータQc111である。即ち、Q1,Q2はシフトレジスタへ
与えるシフト量であり、このシフト演算により２のべき
乗計算を行っている。またQ3は第２項めの係数を示し、
＋，−の切り換えを行う。
似できる確率から第４表に示した実効確率qeiを選んで
いる。また、第４表のQ1,Q2,Q3は算術符号器18に送るパ
ラメータQc111である。即ち、Q1,Q2はシフトレジスタへ
与えるシフト量であり、このシフト演算により２のべき
乗計算を行っている。またQ3は第２項めの係数を示し、
＋，−の切り換えを行う。
第１表のMCの値は、以下のように決定している。
即ち、LPSの数をNL、MPSの数をNMとした時、LPSの発
生確率は式（11）で与えられる。
生確率は式（11）で与えられる。
この式をNMで解くと式（12）になる。
NM＝NL（1/q−１） …（12） ただしｘは小数点以下の切り上げを表す。式（1
2）におけるｑに第６図に示した境界確率qbiを与えるこ
とにより、そこでの優勢シンボル（MPS）の数NMiが計算
される。したがって、MCは式（13）から計算される。
2）におけるｑに第６図に示した境界確率qbiを与えるこ
とにより、そこでの優勢シンボル（MPS）の数NMiが計算
される。したがって、MCは式（13）から計算される。
MCi＝NMi+1−NMi …（13） 第１表のMCの値は式（11），（12），（13）からNL＝２
として計算したものである。
として計算したものである。
この様に、第６図示の如く各境界確率qbiに基づいて
各インデツクスＩに対応した優勢シンボルMPSの数NMiを
求め、隣り合ったインデツクス間の優勢シンボルNMの差
を各インデツクスＩに対するMCとする。
各インデツクスＩに対応した優勢シンボルMPSの数NMiを
求め、隣り合ったインデツクス間の優勢シンボルNMの差
を各インデツクスＩに対するMCとする。
そして、このMCの値と発生する優勢シンボルの数を前
述の如く比較し、MCの値と優勢シンボルの数が一致した
ならば、その状態は隣りのインデツクスＩを用いた符号
化が適した状態と判断して、インデツクスＩを変更す
る。これによって、優勢シンボルの発生数を基にして良
好なタイミングでインデツクスＩの変更がなされ、且
つ、最適のインデツクスＩを用いた符号化を適応適に達
成できる。
述の如く比較し、MCの値と優勢シンボルの数が一致した
ならば、その状態は隣りのインデツクスＩを用いた符号
化が適した状態と判断して、インデツクスＩを変更す
る。これによって、優勢シンボルの発生数を基にして良
好なタイミングでインデツクスＩの変更がなされ、且
つ、最適のインデツクスＩを用いた符号化を適応適に達
成できる。
第７図は算術符号器18のブロツク図である。
符号パラメータ決定回路16で決められたコントロール
信号Qc111（第４表）のうちシフトレジスタA70にQ1を、
シフトレジスタＢにQ2、セレクタ72にQ3が入力される。
Q1,Q2はそれぞれシフトレジスタA,Bに対してAugend信号
であるAs123を何bit右にシフトするかを指示する。シフ
トされた結果が出力信号130,131となる。
信号Qc111（第４表）のうちシフトレジスタA70にQ1を、
シフトレジスタＢにQ2、セレクタ72にQ3が入力される。
Q1,Q2はそれぞれシフトレジスタA,Bに対してAugend信号
であるAs123を何bit右にシフトするかを指示する。シフ
トされた結果が出力信号130,131となる。
信号131は、反転器76により補数がとられ、セレクタ7
2はコントロール信号Q3により信号131又は反転器76の出
力信号を選択し、出力信号132を得る。加算器73ではシ
フトレジスタA70からの信号130とセレクタ72からの信号
132の加算が行われ、AS1信号124が出力される。減算器7
4では、AS信号123からAS1信号124を減算し、AS0信号125
を得る。セレクタ75ではAS0信号125とAS1信号124のいず
れかをYN信号101により選択する。即ちYN信号が１の時
はAS0信号が、また、YN信号が０の時はAS1信号がＡ′信
号126になる。シフト回路80ではＡ′信号のMSBが１にな
るまで左へシフトする処理が行われ、このシフトにより
AS′信号127が得られる。このシフトの回数に相当する
シフト信号132は、コードレジスタ79に入り、コードレ
ジスタ79からはシフト回数に相当する数のbitがKSBから
順番に出力され符号データ130になる。
2はコントロール信号Q3により信号131又は反転器76の出
力信号を選択し、出力信号132を得る。加算器73ではシ
フトレジスタA70からの信号130とセレクタ72からの信号
132の加算が行われ、AS1信号124が出力される。減算器7
4では、AS信号123からAS1信号124を減算し、AS0信号125
を得る。セレクタ75ではAS0信号125とAS1信号124のいず
れかをYN信号101により選択する。即ちYN信号が１の時
はAS0信号が、また、YN信号が０の時はAS1信号がＡ′信
号126になる。シフト回路80ではＡ′信号のMSBが１にな
るまで左へシフトする処理が行われ、このシフトにより
AS′信号127が得られる。このシフトの回数に相当する
シフト信号132は、コードレジスタ79に入り、コードレ
ジスタ79からはシフト回数に相当する数のbitがKSBから
順番に出力され符号データ130になる。
符号データ130は、図示しないbit処理方法にて、bit1
の連続が有限個内になるように処理され、図示しない受
信器に送られる。
の連続が有限個内になるように処理され、図示しない受
信器に送られる。
また、コードレジスタ79の内容CR128は加算器77でAS0
信号125と加算され、セレクタ78に入る。また、AS0信号
125の加算されていない信号CR128もセレクタ78に入り、
YN信号101が１の時はCR′＝CR、YN＝０の時はCR′＝CR
＋AS0となるCR′信号129として出力される。コードレジ
スタ79に関して前述したシフト処理はCR′信号に対して
行う。
信号125と加算され、セレクタ78に入る。また、AS0信号
125の加算されていない信号CR128もセレクタ78に入り、
YN信号101が１の時はCR′＝CR、YN＝０の時はCR′＝CR
＋AS0となるCR′信号129として出力される。コードレジ
スタ79に関して前述したシフト処理はCR′信号に対して
行う。
尚、第３図示の更新回路におけるd117の信号は、例え
ばｄ＝１のように固定させておいてもよいが、以下に示
すように追従をさらに早くすることも可能である。
ばｄ＝１のように固定させておいてもよいが、以下に示
すように追従をさらに早くすることも可能である。
第８図はｄの決定回路のブロツク図である。
UPA,UPB信号のどちらかが１にセツトされたことをEXO
R回路80で検出し、検出信号140が出力される。この出力
140がセツトされている時にラツチ83〜87を駆動し、UP
A,UPB信号の過去数回の履歴を保持させる。信号146は第
５表に示したように、１の時はUPAが、また、０の時はU
PBが１にセツトされたことを表わしている。ラツチ83〜
87からの出力信号141〜145は判定回路88にて、例えば、
全部１か、全部０か、それ以外か等を表わす判定信号14
7をｄ設定回路89に出力する。ｄの設定回路89では、全
部１もしくは全部０の時はｄ＝２、それ以外はｄ＝１と
なるようにｄ信号117を出力する。これにより第３表で
示したテーブルを切り換えることが可能となる。
R回路80で検出し、検出信号140が出力される。この出力
140がセツトされている時にラツチ83〜87を駆動し、UP
A,UPB信号の過去数回の履歴を保持させる。信号146は第
５表に示したように、１の時はUPAが、また、０の時はU
PBが１にセツトされたことを表わしている。ラツチ83〜
87からの出力信号141〜145は判定回路88にて、例えば、
全部１か、全部０か、それ以外か等を表わす判定信号14
7をｄ設定回路89に出力する。ｄの設定回路89では、全
部１もしくは全部０の時はｄ＝２、それ以外はｄ＝１と
なるようにｄ信号117を出力する。これにより第３表で
示したテーブルを切り換えることが可能となる。
この様に、インデツクスの更新処理が連続する場合
は、インデツクスの更新幅を大きくするので、画像に応
じたインデツクスＩの追従を迅速になさしめることがで
きる。
は、インデツクスの更新幅を大きくするので、画像に応
じたインデツクスＩの追従を迅速になさしめることがで
きる。
また、本実施例ではｄの値を正整数としたが、ｄ＝1/
2や1/4などの値をとれるように回路を変更することも可
能である。
2や1/4などの値をとれるように回路を変更することも可
能である。
また、劣勢シンボルLPSの出現確率を２のべき乗の２
項の加減算にて近似したが、この項数はこれに限るもの
ではないことは言う迄もない。
項の加減算にて近似したが、この項数はこれに限るもの
ではないことは言う迄もない。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本によると、符号化対象画像の
予め定められた複数の画素を参照し、複数の画素の状態
に対応して符号化対象画像の注目画素の優勢シンボルの
値と劣勢シンボルの出現確率を表わすインデックスを保
持し、この劣勢シンボルの値とインデックスとに基づい
て符号化対象画像の注目画素を符号化する構成におい
て、符号化された符号化対象画像の注目画素が優勢シン
ボルであるか劣勢シンボルであるかに応じて優勢シンボ
ルの値とインデックスを更新するので、符号化対象画像
の内容（性質）に適した優勢シンボルの値とインデック
スを用いた符号化を動的、且つ、適応的に実効すること
が可能となり、符号化効率を向上せしめることができ、
また、更に、夫々が複数のインデックスを含み、且つ、
夫々に含まれる複数のインデックスの更新幅が異なる複
数のテーブルを備え、インデックスの更新履歴に基づい
て複数のテーブルの１つを選択し、選択したテーブルに
含まれる複数のインデックスに基づいてインデックスを
更新するので、例えば、インデックスの更新処理がまれ
に起こる場合は、インデックスの更新幅の小さいテーブ
ルを選択し、一方、インデックスの更新処理が連続する
場合は、インデックスの更新幅の大きいテーブルを選択
することにより、動的、且つ、適応的符号化に用いるイ
ンデックスを優勢シンボル及び劣勢シンボルの発生状況
にあった適正なものとすることができ、符号化効率をよ
り一層向上せしめることができる。
予め定められた複数の画素を参照し、複数の画素の状態
に対応して符号化対象画像の注目画素の優勢シンボルの
値と劣勢シンボルの出現確率を表わすインデックスを保
持し、この劣勢シンボルの値とインデックスとに基づい
て符号化対象画像の注目画素を符号化する構成におい
て、符号化された符号化対象画像の注目画素が優勢シン
ボルであるか劣勢シンボルであるかに応じて優勢シンボ
ルの値とインデックスを更新するので、符号化対象画像
の内容（性質）に適した優勢シンボルの値とインデック
スを用いた符号化を動的、且つ、適応的に実効すること
が可能となり、符号化効率を向上せしめることができ、
また、更に、夫々が複数のインデックスを含み、且つ、
夫々に含まれる複数のインデックスの更新幅が異なる複
数のテーブルを備え、インデックスの更新履歴に基づい
て複数のテーブルの１つを選択し、選択したテーブルに
含まれる複数のインデックスに基づいてインデックスを
更新するので、例えば、インデックスの更新処理がまれ
に起こる場合は、インデックスの更新幅の小さいテーブ
ルを選択し、一方、インデックスの更新処理が連続する
場合は、インデックスの更新幅の大きいテーブルを選択
することにより、動的、且つ、適応的符号化に用いるイ
ンデックスを優勢シンボル及び劣勢シンボルの発生状況
にあった適正なものとすることができ、符号化効率をよ
り一層向上せしめることができる。
第１図は本発明を適用した符号器のブロツク図、 第２図は予測変換回路のブロツク図、 第３図は更新回路のブロツク図、 第４図は状態決定回路のブロツク図、 第５図は参照画素を示す図、 第６図は符号化効率曲線を示す図、 第７図は算術符号器のブロツク図、 第８図は更新履歴によるｄの決定回路のブロツク図であ
り、 11は状態決定回路、12はカウントテーブルROM、13はカ
ウンタメモリ、14は符号化条件メモリ、15は更新回路、
16は符号化パラメータ決定回路、17は予測変換回路、18
は算術符号器である。
り、 11は状態決定回路、12はカウントテーブルROM、13はカ
ウンタメモリ、14は符号化条件メモリ、15は更新回路、
16は符号化パラメータ決定回路、17は予測変換回路、18
は算術符号器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419
Claims (2)
- 【請求項１】符号化対象画像の予め定められた複数の画
素を参照する参照ステップと、 前記参照された複数の画素の状態に対応して前記符号化
対象画像の注目画素の優勢シンボルと劣勢シンボルの出
現確率を示すインデックスを保持する保持ステップと、 前記保持されている前記優勢シンボルと前記インデック
スとに基づいて前記符号化対象画像の注目画素を符号化
する符号化ステップと、 前記符号化された前記符号化対象画像の注目画素が優勢
シンボルであるか劣勢シンボルであるかに応じて前記保
持されている前記優勢シンボルの値と前記インデックス
を更新する更新ステップとを有し、 更に、夫々が複数のインデックスを含み、且つ、夫々に
含まれる前記複数のインデックスの更新幅が異なる複数
のテーブルを設定する設定ステップと、 前記インデックスの更新履歴に基づいて前記複数のテー
ブルの１つを選択する選択ステップとを備え、 前記更新ステップにおいて、前記選択されたテーブルに
含まれる前記複数のインデックスに基づいて前記保持さ
れている前記インデックスを更新することを特徴とする
画像符号化方法。 - 【請求項２】符号化対象画像の予め定められた複数の画
素を参照する参照手段と、 前記参照手段により参照される複数の画素の状態に対応
して前記符号化対象画像の注目画素の優勢シンボルの値
と劣勢シンボルの出現確率を表わすインデックスを保持
する保持手段と、 前記保持手段により保持されている前記優勢シンボルの
値と前記インデックスとに基づいて前記符号化対象画像
の注目画素を符号化する符号化手段と、 前記符号化手段により符号化された前記符号化対象画像
の注目画素が優勢シンボルであるか劣勢シンボルである
かに応じて前記保持手段に保持されている前記優先シン
ボルの値と前記インデックスを更新する更新手段とを有
し、 前記更新手段は、夫々が複数のインデックスを含み、且
つ、夫々に含まれる前記複数のインデックスの更新幅が
異なる複数のテーブルを備え、 前記インデックスの更新履歴に基づいて前記複数のテー
ブルの１つを選択し、選択したテーブルに含まれる前記
複数のインデックスに基づいて前記保持手段に保持され
ている前記インデックスを更新することを特徴とする画
像符号化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10660889A JP2821177B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 画像符号化方法及び装置 |
| DE69020424T DE69020424T2 (de) | 1989-04-26 | 1990-04-25 | Bildkodierverfahren. |
| EP90304485A EP0395394B1 (en) | 1989-04-26 | 1990-04-25 | Image encoding method |
| US07/982,115 US5317428A (en) | 1989-04-26 | 1992-11-25 | Image encoding method and apparatus providing variable length bit stream signals |
| US08/190,470 US5710826A (en) | 1989-04-26 | 1994-02-02 | Image encoding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10660889A JP2821177B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 画像符号化方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285776A JPH02285776A (ja) | 1990-11-26 |
| JP2821177B2 true JP2821177B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=14437831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10660889A Expired - Lifetime JP2821177B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 画像符号化方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821177B2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP10660889A patent/JP2821177B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＢＭ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｒ＆Ｄ ３２［６］（１９８８．１１）ｐ．７３７−７５２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02285776A (ja) | 1990-11-26 |
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Legal Events
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