JPH01119185A - 予測符号化装置 - Google Patents

予測符号化装置

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JPH01119185A
JPH01119185A JP62276346A JP27634687A JPH01119185A JP H01119185 A JPH01119185 A JP H01119185A JP 62276346 A JP62276346 A JP 62276346A JP 27634687 A JP27634687 A JP 27634687A JP H01119185 A JPH01119185 A JP H01119185A
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JP
Japan
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data
pixel
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dimensional
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JP62276346A
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Akio Aoki
昭夫 青木
Kenichi Nagasawa
健一 長沢
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Canon Inc
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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、予測符号化システムに関し、特に画像データ
を取扱う予測符号化システムに関するものである。
(従来の技術) ビデオ信号の様に時間的に相関性を有する信号をデジタ
ル伝送する際の符号化方法として、周知の差分PCM符
号化(以下DPCMと称す)等の予測符号化が知られて
いる。例えばテレビジョン信号の如き情報量の多い信号
を伝送する場合、伝送路に適合した伝送ビットレートに
までビットレートを低下せしめる必要があるが、その1
つの手法として予測符号化を用いることが考えられる。
ところが、伝送レートが極めて高い場合、予測符号化処
理も高速化せねばならないが、この処理の高速化にも限
界がある。そこで、標本化されたビデオデータを複数の
DPCM符号器に各画素毎に順次循環的に供給し、DP
CM処理速度を複数分の1に低下せしめる手法が提案さ
れている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述の手法では、各符号器に於いである
画素の予測値を算出するのに、直前に人力されたデータ
、即ち、隣接画素のデータを利用していない。例えば、
ラスター伝送されたビデオデータを一次元DPCM符号
化する場合、画面上で水平方向に複数画素前れた画素で
予測値を生成するため予測誤差が大きくなる。これは、
ある画素の予測値の生成に用いる画素と、その画素との
相関性が低下するからである。
一般に、データ量の削減の為差分データは非線形量子化
されるが、予測誤差が大きいと非線形量子化されたデー
タの代表値と真の値との差が大きくなり、伝送される画
像データは劣化してしまう。
また、画像の予測符号化としては画像の垂直方向の相関
性をも用いた、所謂2次元予測符号化を行うことが考え
られ、予測誤差を更に小さくすることが可能であるが、
複数の予測符号器を用いてデータの並列処理を行う場合
前出の如き処理を行えば予測に用いる画素を自由に選択
することができず、予測誤差を小さくすることができな
かった。
本発明は上述の如き問題に鑑み、符号化回路内の処理速
度を高くすることなく、極めて有効な2次元予測符号化
を高速で行うことのできる予測符号化システムを提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる目的下に於いて、本発明の予測符号化システムに
於いては、入力されたデータの水平走査線を単位として
、該画像データをn(nは2以上の整数)倍に時間軸伸
張して得たn系統のデータをn個の2次元予測符号化回
路に並列に入力すると共に、該n個の2次元予測符号化
回路相互間で局部複号値を授受する構成とした。
また、本発明の好適なる実施態様としては上記構成に於
いて、前記n個の2次元予測符号化回路の画像の垂直方
向に隣接する画素に対する処理タイミングをシフトする
構成としている。
(作用〕 上述の如く構成することにより、n木の水平走査線のデ
ータについて並列処理可能となり、水平方向については
直前の画素を予測に用いることができ、かつ隣接する水
平走査線を処理している2次元予測符号化回路から局部
復号データを用いることにより、隣接水平走査線の画素
をも予測に用いることができるため、良好な2次元予測
符号化を高速処理することができる。
〔実施例〕
以下、本発明をビデオ信号の2次元DPCM符号化シス
テムに適用した実施例について説明する。第1図(A)
、(B)、(C)は本発明の一実3fE例のシステムに
ついて説明するための図である。
第1図(A)は本実施例としてのシステムの符号部の概
略構成を示す図、第2図は第1図(A)各部の処理タイ
ミングを説明するためのタイミングチャートである。第
1図(A)中、1はテレビジョン信号をサンプリングし
て得たデータシーケンスが入力される端子であり、入力
されたデータはデータ分配器2にて3系統に分配される
データ分配器2は入力されたデータを1水平走査線(H
)分与にラインメモリ3,4.5に順次循環的に供給す
る。第2図(a)は分配器2に入力されているデータを
模式的に示しており、符番は水平走査線番号を示す。ま
た第2図(b)。
(c)、(d)はラインメモリ3,4.5の入力データ
を夫々示し、斜線はデータ入力がないことを示し、符番
は水平走査線番号である。
ラインメモリ3,4.5は夫々入力されたデータの時間
軸を3倍に伸長して出力するためのもので、18分のデ
ータをとり込み、入力□データの3H分の期間でデータ
読出を行う。ラインメモリ3.4.5のデータ出力タイ
ミングは、第2図(e)、(f)、(g)に示す様に、
3H分のデータが同時に並列して出力される種設定され
ている。ラインメモリ3,4.5から言売出されたデー
タの伝送レートは入力されたデータの伝送レートの1/
3になっており、これらのデータは2次元DPCM符号
器6,7.8に並列に入力される。後に詳述するが、D
PCM符号器6,7゜8は他の符号器8,6.7からの
データを用いて2次元予測を行い、差分データをライン
メモリ11.12.13に並列に供給する。ここで、D
PCM符号器6,7.8の符号化に要する処理時間はI
Hの期間に対して充分短いものとする。
ラインメモリ11,12.13は差分データを取り込み
、IH分単位で1/3に時間圧縮して出力する。この読
出タイミングは入力データのIH期間毎に各メモリ11
,12.13が順次18分のデータを出力する種設定さ
れている。
ラインメモリ11,12.13から読出された差分デー
タはデータ多重回路14で時間軸多重され、元の人力デ
ータと同様に第2図(h)に示すタイミングで線順次に
出力され、端子15を介して各種伝送路へ送出される。
第1図(B)は第1図(A)に於ける2次元DPCM符
号器6,7.8の具体的構成を示す図、第1図(C)は
第1図(B)の符号器による予測値の演算方法を説明す
るための図である。
まず、2次元DPCM符号器6の内部の回路について説
明する。100はラインメモリ3から読出されたデータ
が入力される端子である。101は予測値と入力値との
差分値を演算する演算器、102は演算器101の出力
を量子化特性Qを以って非線形量子化し、ビット数を削
減する量子化器であり、非線形量子化器102の出力す
るデータは遅延回路113及び回路103に供給される
。103は量子化特性Qと逆の特性Q −1を有し、量
子化器102の出力値に対する代表値を設定する回路、
104は上記代表値と前画素の予測値とを加算して局部
複号値を得る加算器である。105は予測器であり、こ
の予測器105の出力は予測値として演算器101、加
算器104に供給される。
符号器6に於ける上記構成要素101〜105は、符号
器7,8に於ける構成要素122〜126.132〜1
36と同一であり、各符号器6.7.8の予測器105
,126,136についても構成は同一である。ここで
予測器105を例にとって説明する。
106は加算器104から得られた局部複号値を、1画
素分の期間(D)遅延する遅延器であり、該遅延器10
6の出力は予測値を算出している画素を第1図(C)に
おいてSにて示す画素であるとすれば、その直前の画素
、即ち水平方向に隣接する画素(第1図(C)において
Cにて示す)の局部複号値である。112は符号器8の
加算器135から出力される局部複号値を3水平走査期
間より会画素分の期間短い期間(3H−3D)遅延する
遅延器である。ここでいう3水平走査期間は第1図(A
)に於ける端子1への入力信号の3水平走査期間であり
、符号器6,7.8に夫々IH分の画像データが入力さ
れる期間に相当する。符号器8では入力側に壱画素分の
期間法 (SD)の遅延器が設けられており、第2図を参照すれ
ば明らかな様に画素Sの直前のラインに於いて水平方向
に1画素シフトした画素(第1図(C)においてAに示
す)の局部複号値が遅延器112から出力されることに
なる。また109はIDの遅延器であり、該遅延器10
9の出力は水平方向に同一位置にある前ラインの画素(
第1図(C)においてBに示す)の局部複号値である。
画素A、画素B、画素Cの局部複号値は係数器108.
110,107で係数a、b、cが乗算され、加算器1
11で加算され画素Sの予測値を得ている。即ち、第1
図(C)に於ける画素Sの予測値を演算するために同図
中○で示す3画素の局部複号値が用いられる。
符号器7では入力されたデータを遅延器121でID遅
延しているので、予測器12Bから得らff〒ヤ出力す
る局部複号値は画素Aについてのものとなる。同様に符
号器8では入力されたデータを遅延器131で2D遅延
しているので、予測出力する局部複号値は画素Aについ
てのものとなる。
このように遅延器121,131の存在によって、符号
器6,7.8で処理する画素を水平方向にシフトする、
即ち符号器6,7.8で画像の垂直方向に整列する画素
の処理タイミングをシフトすることにより、予測値を演
算しようとしている画素に対して水平方向について両側
に位置する画素をその演算に利用できる。従って予測誤
差の7.8の出力が垂直方向に整列する画素について同
一タイミングとなる様設けられている。
上述の如き符号化システムにあっては、各DPCM符号
器8,7.8に入力されるデータの伝送レートは人力デ
ータの1/3になっており、全体としてDPCM符号器
6,7.8の夫々の処理速度の3倍の速度でDPCM符
号を行うことができる。また、各DPCM符号器には各
水平走査線について全画素のデータが順次入力されるの
で、隣接画素間の相関を利用した符号化を行うことがで
き、予測値を生成するに際し、予測誤差を大ならしめる
ことはない。また、直前のラインに於いて、水平方向に
前後に位置する画素を利用可能であるため、予測精度の
高い2次元予測が可能である。
第3図(A)は第1図の符号部に対応する復号部の概略
構成゛を示す図であり、端子21には伝送路を介して差
分データが線順次で入力される。
データ分配器22はこれらの差分データをそのIH分分
与ラインメモリ23,24.25に順次循環的に供給す
る。ラインメモリ23,24゜25は人力差分データの
18分の期間に入力された18分の差分データをIH分
車位で、夫々3倍に時間軸伸張して出力する構成となっ
ており、ラインメモリ3,4.5と同様にそれらを同時
に出力するものとする。DPCM復号器26゜27.2
8はラインメモリ23,24.25の出力及び他の復号
器の復号値を受けて、DPCM復号を行い、復号された
データをラインメモリ31.32.33に供給する。ラ
インメモリ31.32.33は夫々入力差分データの3
H分の期間に入力された18分の復号データをIH分単
位で1/3に時間軸圧縮する。ラインメモリ31.32
.33は18分の復号データを順次出力して、データ多
重回路34に入力し、これらは再び線順次に多重されて
端子35より出力される。
第3図(B)は復号器26,27.28の具体的構成例
を示す図で、第1図(B)に示す符号器6,7.8に対
応したものである。211゜器、201,212,21
3は夫々103と同様の代表値設定回路、202,21
3,223は復号値を出力する加算器、205,216
,225は予測器105と同じ演算を行う演算器、20
6は直前の期間に復号器28で復号処理された走査線の
復号値を復号器26に供給するための(3H乙 −)D)の遅延器、203,214は画面の垂直各組号
器26,27.28の動作については、前述の符号器6
,7.8に於ける減算器101.122.132以下の
動作と同様であるので説明は省略する。
上述の復号系に於いても各DPCM復号器の処理速度の
3倍の速度で復号が行えるのは勿論である。
尚、上記実施例に於いては、予測器105゜126.1
36の出力から入力に至るまでのデータの処理時間Tを
無視したが、処理の高速化を図ると無視できなくなる。
この時間Tを考慮予測値の演算に用いる局部複号値の発
生を行う符号器の処理タイミングを、この予測値の演算
を行う符号器の処理タイミングよりTだけ先行させる必
要がある。
尚、2次元予測器の構成については上述実施例の構成に
限られたものではない。但し、前記期間Tの存在に留意
して設計を行う必要がある。
また、上記実施例では3系統の並列処理を行っているが
、一般にn(≧2)系統の並列処理とすることも可能で
、この場合n個の符号器の前段にn倍の時間軸伸張回路
、後段に1 / nの時間軸圧縮回路を設けるのは云う
までもない。
(発明の効果) 以上、説明した様に本発明のシステムによれば、符号化
回路内の処理速度を高くすることなく、極めて有効な2
次元予測符号化を高速で行うことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としてのシステムの符号部に
ついて説明するための図で、第1図(A)はその概略構
成を示す図、第1図(B)は第1図(A)の符号器の構
成例を示す図、第1図(C)は第1図(B)の符号器の
動作を説明するための画素配置図である。 第2図は第1図(A)の動作タイミングを示すタイミン
グチャートである。 第3図は第1図の符号部に対応する復号部を説明するた
めの図で、第3図(A)はその概略構成を示す図、第3
図(B)は第1図(B)の符号器に対応する復号器の構
成を示す図である。 図中、 3.4.5・・・夫々時間軸伸長用ラインメモリ、6.
7.8・・・夫々2次元DPCM用符号器、11.12
.13・・・夫々時間軸圧縮用ラインメモリ、 105.126,136・・・夫々予測器、104.1
25,135・・・夫々局部複号値を出力する加算器、 112.121.131・・・夫々処理タイミングシフ
ト用遅延器、 である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力された画像データの水平走査線を単位として
    、該画像データをn(nは2以上の整数)倍に時間軸伸
    張して得たn系統のデータをn個の2次元予測符号化回
    路に並列に入力すると共に、該n個の2次元予測符号化
    回路相互間で局部複号値を授受する構成とした予測符号
    化システム。
  2. (2)前記n個の2次元予測符号化回路の画像の垂直方
    向に整列する画素に対する処理タイミングをシフトした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の予測
    符号化システム。
JP62276346A 1987-10-27 1987-10-31 予測符号化装置 Pending JPH01119185A (ja)

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JP62276346A JPH01119185A (ja) 1987-10-31 1987-10-31 予測符号化装置
EP88309692A EP0314356B1 (en) 1987-10-27 1988-10-17 Predictive coding system
DE3856318T DE3856318T2 (de) 1987-10-27 1988-10-17 Vorhersage-Kodiersystem
US07/746,181 US5103294A (en) 1987-10-27 1991-08-15 Predictive coding system
US07/970,539 US5249047A (en) 1987-10-27 1992-11-02 Predictive coding system

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0394578A (ja) * 1989-05-18 1991-04-19 Nec Corp 予測符号化装置および予測複号化装置
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