JPH03295379A - 画像符号化方式及び画像復号化方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は静止画像或は動画像を符号化する符号化方式及
びその復号化方式に関するものである。

［従来の技術］ 画像符号化方式の１つとして、変換符号化方式と呼ばれ
るものがある。この方式は静止画像、あるいは動画像の
符号化において、符号化しようとする画像信号を直交行
列を用いて、空間周波数領域に変換し、この空間周波数
領域において、符号化を行うというものである。

また、通信方式の一つとして、バケ・）ｌ）通信方式と
いうものがある。これは、伝送符号をある大きさに分割
し、それぞれに宛て先、内容を示す符号（ヘッダ）を付
与し、パケット（セル）としてまとめ、ネットワーク上
でこのセルをやりとりすることによって、通信を行おう
というものである。

バケｙ　ｈ通信方式は、音声データや画像データの通信
処理を一元的かつ大量に扱うことができるため、次世代
の通信方式として注目されている。

しかしなから、パケット通信方式にも欠点がある。

それは、ネットワークの混雑によって、セルの総数がネ
ットワークの処理能力を越えるような場合、セル廃棄と
呼ばれる現象か起きることである。セル廃棄が起きると
、画像通信の場合であれば、画像の一部が欠損するなど
画像品質の劣化がおこる。

そこで、画像を符号化してパケット通信方式で伝送する
ような場合、画像符号化方式はこのセル廃棄を考慮した
方式でなければならない。

従来、このセル廃棄を考慮した方式として次の文献に開
示されたものがある。

文献１　：　Ｐａｕｌ　Ｈａｓｋｅｌｌ、Ｋｏｕ−Ｈｕ
　Ｔｚｏｕ、Ｔ、ＲｕｓｓｅｌｌＨｓｉｎｇ：”Ａ　Ｌ
ａｐｐｅｄ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ−Ｔｒａｎｓｆｏｒ
＋＋　Ｂａ５ｅｄＶａｒｉａｂｌｅ　Ｂｉｔ−Ｒａｔｅ
　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｅｒ　ｆｏｒ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｎ
ｅｔ＆０ｒｋｓ″、ＩＥＥＥ　　ＩＣＡＳＳＰ　　’８
９．ＭＩ０．２．ｐｐ】９Ｄ５−】９０Ｂ、（１９８９
） この文献１では、第２図に示す構成によりバケ、ト通信
方式を考慮した画像変換符号化及び復号化を行っている
。

まず、符号化器の動作を説明する。第２図（ａ）に示す
ように、原画像をＴＶ右カメラ０１の撮像管の走査によ
って光の濃淡分布を表す電気信号に変換し、更にＡ／Ｄ
変換器２０２によって画素に標本化して、ディジタル画
像信号に変換する。

ディジタル画像信号は直交変換器（ＬＯＴ）２０３に入
力される。直交変換器２０３は、入力画像信号を幾つか
の処理プロ／り（例えば１６Ｘ１６画素からなる処理ブ
ｏ　ツク）に分割し、各処理ブロック毎に変換係数ブロ
ックを求める回路である。

直交変換器２０３で求められた変換係数は量子化器２０
４に入力される。Ｉｔ子化器２０４は変換係数を例えば
８ｂｉｔで量子化、符号化し、画像信号の直流成分に相
当する変換係数の符号をパケット組立回路２０５に送り
、交流成分に相当する変換係数（周波数成分を反映した
係数）の符号を可変長符号化器２０６へ出力する。可変
長符号化器２０６は変換係数の符号をハフマン符号等の
不等長符号で符号化し、パケット組立回路２０５へ出力
する。パケット組立回路２０５は、量子化器２０４、可
変長符号化器２０６の出力符号を適当な大きさに分割し
、ヘッダを付けてセルとしてまとめ、パケット通信ネッ
トワーク２０７へ送出する。

以上が符号化器の動作の概要である。

次に復号化器の動作を説明する。第２図（ｂ）に示すよ
うに、バケ・シト分解回路２０９は、パケット通信ネッ
トワーク２０８からセルを受は取り、直流成分の変換係
数符号と交流成分の変換係数不等長符号に分離し、逆量
子化器２１０と可変長復号化器２１１にそれぞれ出力す
る。可変長復号化器２１１は、不等長符号を交流成分の
変換係数符号に復号化し、逆量子化器２１０に出力する
。逆量子化器２１０は入力された符号を変換係数に逆量
子化して、直交逆変換器（ＬＯＴ−’）２１２へ出力す
る。直交逆変換器２１２は直交逆変換を行って、変換係
数を再生画像信号に変換し、再生画像信号はその後Ｄ／
Ａ変換器２１３によってアナログ画像信号に変換され、
画像モニタ２１４に出力される。

以とが復号化器の動作の概要である。

この文献１では、直交変換器２０３、直交逆変換器２１
２において、Ｌａｐｐｅｄ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ−Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒａ＋　（１，、○Ｔ）を用いることによ
って、パケット通信に適した符号化方式を実現している
。ＬＯＴは従来用いられてきた直交変換の一つである離
散コ号イン変換（Ｄ　ＣＴ　：　Ｄｉｓｅｒｅｔｅ　Ｃ
ｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）とは異なり、複数の
処理ブロックにまたがる画像データをまとめて変換して
一つの変換係数ブロックを出力し、逆変換においては一
つの変換係数ブロックから、複数の処理ブロックに相当
する画像データを出力する直交変換である。

従って、一つの変換係数ブロックが欠落しても、その周
りの変換係数ブロックから補間することができる。すな
わち、セル廃棄がおきても再生画像に大きな品質劣化か
生じない。これについては、後稈詳しく説明する。

なお、Ｉ＝　ＯＴの変換、逆変換式の記載された文献と
しては次のものかある。

文Ｍ　２　：Ｈ，Ｓ　Ｍａｌｖａｒ　ｅｔ　ａｌ：”Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ／ＳｕｂｂａｎｄＣｏｄｉｎｇ　ｏｆ
　５ｐｅｅｃｈ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　１ａｐｐｅｄ　ｏ
ｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍ”１ＥＥＥ　ｌ
５ＣＡＳ’８９．ｐｐ１２６８−１２７１（１９８９）
ここに、上記文献２に記載されているＬＯＴの変換、逆
変換式を示す。符号を次のように定義すると、 Ｘ　入力画像処理ブロック（２ＭＸ２Ｍ）Ｙ　変換係数
ブロック　　（ＭＸ　　Ｍ）Ｘ−出力画像処理ブロック
（２ＭＸ２Ｍ）Ｐ　：　ＬＯＴ変換行列　　　（２ＭＸ
　　Ｍ）Ｐ’：　Ｐの転置行列　　　　（ＭＸ２Ｍ）変
換、逆変換式は下記のように表せる。

Ｙ＝Ｐ’ＸＰ　　　　　　　　・・・変換Ｘ−＝ＰＹＰ
’　　　　　　自・逆変換ＬＯＴ変換行列Ｐの作成法は
以下の通りである。

行列Ａのｎ行に列成分をＦＡ］８１．にと書くことにす
ると、 ＣＤ　ｅ　ｌ　　ｏ−＋、ｈ−＋＝　ｃ　（ｋ　）（２
／　Ｍ）”’Ｃ０３（（π／Ｍ）２ｋ（ｎ＋！／２）） ［Ｄ　ｏ　３　、＝、ｂ＝＝　（２７Ｍ）”’Ｃ０３（
（π／　Ｍ）（２ｋ　＋　１　）（ｎ÷１　／　２　）
）ｎ−〇、１〜（Ｍ−１） ｋ＝ｏ、１〜（Ｍ／２−１） 単位行列（（Ｍ／　２　）Ｘ　（Ｍ／　２　）行列）０
　零行列　（（Ｍ／　２　）Ｘ　（Ｍ／　２　）行列）
［ＣｘＩＩ］　ｋ、＋、ｒ−＋＝　Ｃ（ｋ　）（２／　
Ｋ　）”’Ｃ０３（（π／Ｋ）ｋ　（ｒ　＋　１　／　
２）） ［ＳＪ’］　ｋ、、、、、、、＝（２／Ｋ）Ｉ”５ＩＮ
（（π／　Ｋ　）（ｋ→−１／　２）（ｒ　＋　１　／
　２））Ｋ＝Ｍ／２　；　ｋ、ｒ　＝０．１．”ＩＭ／
２−１）・・（１） このようにして作成されたＬＯＴ変換行列Ｐの定性的な
意味は、１行が直流成分を表し、Ｍ行で最も交流成分が
高くなっており、従って、行数力く大きくなる程周波数
が高くなると（弓ことである。

さて、ＬＯＴを用いることにより、セル廃棄力く起きて
も再生画像に大きな品質劣化力く生巳な（Ｘという理由
について述べる。

ここでは簡単のため１次元のＬＯＴについて説明する。

入力信号Ｘ、変換係数ｙ、出力信号Ｘとすると、 アーＰｔｘ　　　　　　　　　（変換）Ｘ〜＝ｐｙ　　
　　　　　　（逆変換）と表せる。

ある１次元信号、例えば音声の変換、逆変換は第３図の
ように示すことができる。入力音声信号Ｘ（同図（イ）
）をＭづつオーパラ・ノブさせて切り出すことによりＸ
ｌ＋　　Ｘｔ＋　　ｘＩ＋　　Ｘ４１　　Ｘｓを得て（
同図（ロ））、これらを変換して変換係数Ｙ＋−’ｊｐ
。

Ｙ　ｓ、　Ｙ　４．Ｙ　ｓを求める（同図（〕１））。

そして、求めた変換係数ｙに逆変換を施すと逆変換出力
Ｘ〜ｌ＋Ｘｔ＋　　Ｘ−ｓ＋　　Ｘ″４．ｘ）が出る。

これをここでは仮の再生出力と呼ぶことにする（同図（
ニ））。ＬＯＴはこの仮の再生出力Ｘ　−＋＋　Ｘ　−
ｔ＋　　ｘ−３＋　　Ｘ　−４１Ｘ〜、を加算して初め
て最終的な出力が得られるというものである（同図（ホ
））。

ここで、変換係数ｙ、がセル廃棄によって欠落した場合
は、同図（へ）のような最終出力かでる。

これは仮の再生出力Ｘ−ｔとＸ−４との加算の効果によ
るものである。

ところが、同様なセル廃棄がＭＸＭ行列のＤＣＴ変換符
号化で起こった場合では、同図（ト）のようになって、
信号がそっくり欠落し、好ましくない結果を生じる。

このように、ＬＯＴではセル廃棄か起きても再生画像に
大きな品質劣化か生じず、セル廃棄に強いといわれてい
る。なお、２次元信号の場合も同様な効果がある。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記した文献記載の従来の方法では次の
ような問題点があった。

画像信号そのものにＬＯＴを直接適用しているため、変
換係数のダイナミ、クレンンが大きい。

従って、変換係数を量子化する場合、多くのｂｉｔ数を
必要とし、符号化効率が悪いという問題点があった。

本発明の目的は、画像信号を予測しその残差信号にＬＯ
Ｔを適用することによって、上述した従来技術の問題点
を除去し、変換係数のダイナミ。

クレソンが小さく、符号化効率か高い優れた画像符号化
方式及び復号化方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像符号化方式は、静止画像、動画像信号を符
号化する画像符号化方式において、符号化しようとする
画像信号を用いて予測値を生成し、これを画像信号から
差し引いて残差信号を得る予測符号化器を備え、入力画
像信号に対して前記予測符号化器で予測を行って残差信
号を得、この残差信号に対してＬＯＴにより直交変換を
行って変換係数を求め、この変換係数を量子化して伝送
するようにしたものである。

そして、上記予測符号化器をフレーム内予測符号化器と
してもよい。

また、上記予測符号化器をフレーム間予測符号化器とす
ることもできる。

また、予測符号化器をフレーム内予測符号化器とフレー
ム間予測符号化器の両方で構成すると共に、さらに動き
検出器を備え、入力画像信号に対して前記フレーム内予
測符号化器およびフレーム間予測符号化器でそれぞれ予
測を行って残差信号を得、各予測符号化器で得られた残
差信号に対してそれぞれＬＯＴ変換器により直交変換を
行って変換係数を求め、この直交変換で求められた変換
係数を量子化して、これら量子化した出力符号のいずれ
かを選択的に伝送するようにしてもよい。

さらに、符号化を差別化するために、画像信号を複数の
帯域に分割することが好ましい。

一方、本発明の画像復号化方式は、上述した符号化方式
で符号化された画像信号を復号化する場合に、再生残差
信号に再生予測値を加えて画像信号を復号化する予測復
号化器を備え、伝送された符号を逆量子化して得られた
変換係数をＬＯＴ変換器により直交逆変換して再生残差
信号を得、この再生残差信号に対して前記予測復号化器
を用いて静止画像或は動画像を再生するようにしたもの
である。

そして、上記予測復号化器をフレーム内子ＩＩＩＩ復号
化器で構成してもよい。

また、上記予測復号化器をフレーム間予測復号化器で構
成することもできる。

また、上記予測復号化器をフレーム内予測復号化器とフ
レーム間予測復号化器との両方で構成し、伝送された符
号を逆量子化して得られた各変換係数をＬＯＴ変換器に
よりそれぞれ直交逆変換して再生残差信号を得、各再生
残差信号に対して前記予測復号化器を用いて静止画像或
は動画像を再生し、これら再生した画像のいずれかを選
択して出力するようにしてもよい。

［作用］ 入力画像信号が予測符号化器に入力されると、予測値が
生成され、この予測値が画像信号から差し引かれ、残差
信号が得られる。この残差信号はＬＯＴ変換器に加えら
れ、変換係数が取り出される。この変換係数は画像信号
そのものではなく、信号情報の少ない残差信号に対する
変換出力なので数値変化の幅が小さくなる。この変換係
数か量子化されて伝送されるため、符号化ｂｉｔ数が低
減する。

また、入力画像信号が複数の帯域に分離して、低域のも
の程量子化を細かく行い、高域になるにしたかって量子
化か粗くなるように量子化器か構成されている場合には
、構造上からくる制約内で、画像再生に支配的な低域成
分に対してより効率的な歪みのない量子化が行われる。

また、伝送レートも帯域に応じた差別化が行われている
と、効率のよい伝送が行われる。

さらに、フレーム内予測符号化器とフレーム間予測符号
化器とを備えている場合には、フレーム内差分とフレー
ム間差分とが同時にとられ、動き検出によって、これら
のうちから適切な符号化出力が選択されるので、効率よ
く符号化できる。

なお、上述した作用は復号化器においても共通に言える
ことである。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図、第４図を用いて説明す
る。

第４図に本発明の符号化器および復号化器の実施例をボ
す。

符号化器の説明 まず、第４図（ａ）の符号化器について説明する。

原画像をＴＶカメラ４０１の撮像管の操作によって光の
濃淡分布を表す電気信号に変換し、更にＡ／Ｄ変換器４
０２によって画素に標本化し、ディジタル画像信号に変
換する。この人力デイ／タル画像信号は、これを複数の
周波数帯域に分割する分析フィルタ４０３に入力される
。複数に帯域分割するのは、画像信号としては低域成分
か重要なことから、人力段階から各帯域で量子化の差別
化を行うと共に、各帯域で伝送レートを変えることによ
り、資源を有効利用して品質の向上を図るためである。

低域成分はど細かく量子化し、また伝送レートを高く設
定する。本実施例では４つの帯域に分割しているか、さ
らに細かく分割することも可能である。たたし、周波数
の歪みの割り振りを考慮すると、分割数の上限は、実用
上、７分割ぐらいまでが妥当である。

分析フィルタ４０３によって帯域分割されたディジタル
画像信号は、後に詳述する符号化器４０４ａ〜４０４ｄ
に入力される。符号化器４０４ａ〜４０４ｄは、画像信
号をフレーム内子測／フレーム間予測符号化方式によっ
て符号化する。

４０４ａ〜４０４ｄから出力される符号は、平均符号化
ビット数を低減するために可変長符号化器４０５ａ〜４
０５ｄに入力される。可変長符号化器４０５ａ　〜４０
５ｄは、符号化器４０４ａ〜４０４ｄからの符号を、ハ
フマン符号化あるいはランレングス符号化してパケット
組立回路４０６へ出力する。

パケット組立回路４０６は、可変長符号化器４０５（４
０５ａ　〜４０５ｄの総称）の出力符号を決められたセ
ル長にまとめ、ヘッダを付加してセルに組み立てる回路
である。このようにして得られたセルは、パケット通信
ネットワーク４０７へ送り出される。

以上が符号化器側の主な動作である。

復号化器の説明 次に第４図（ｂ）の復号化器について説明する。

パケット通信ネットワーク４０８から伝送されてきたセ
ルは、パケット分解回路４０９によって、各帯域の可変
長符号に分離される。図示例では４つに分離される。各
可変長符号は可変長復号化器４１０ａ〜４１０ｄによっ
て復号化され、後に詳述する復号化器４１１ａ〜４１１
ｄに入力される。

復号化器４１１ａ〜４１１ｄは、フレーム内子測／フレ
ーム間予測を用いて帯域分割された各画像信号を再生す
る。再生された各帯域の画像信号は合成フィルタ４１２
で再生画像に合成される。

再生画像はＤ／Ａ変換器４１３によってアナログ画像信
号に変換され、画像モニタ４１４に出力される。

以上が復号化器の主な動作である。

符号化器の詳細な説明 次に、符号化器４０４ａ〜４０４ｄの詳細な構成につい
て説明する。

第１図（ａ）に符号化器４０４ａ　〜４０４ｄの共通ブ
ｏ　ツク図を示す。この実施例では、符号化器はフレー
ム内予測符号化装置Ａとフレーム間予測符号化装置Ｂと
によって並列構成され、情況に応じてセレクタスイッチ
１２２で出力符号を切り換える仕組みになっている。

まず、フレーム内予測符号化装置へについて説明する。

符号化器入力端子１０１からの帯域分割された画像信号
は、平均値回路１０２と減算器１０３とに入力される。

平均値回路１０２は入力画像信号を例えば８×８の処理
ブロックに分割し、処理プロ、り内の画素の平均値を求
める回路である。求められた平均値は平均値量子化器１
０４によって平均値量子化、符号化される。この符号は
平均値逆量子化器１０５に人力されると共に、その入力
が分岐されて出力端子１０８に出力される。

平均値逆量子化器１０５は平均値の符号を逆量子化して
、再生平均値を求める。得られた再生平均値は減算器１
０３に送られる。減算器１０３は入力画像信号から再生
平均値を予測値として差し弓き、残差信号を求める。残
差信号はＬＯＴ変換器１０６によって、例えば１６Ｘ１
６の処理ブロックでＬＯＴ変換され、変換係数となる。

変換係数は量子化器１０７によって量子化、符号化され
、逆量子化器＋０９に入力される。この入力は、また、
先に述べた平均値量子化器１０４の符号出力と共に時分
割多重化されて出力端子１０８に出力される。逆量子化
器１０９は量子化器１０７からの符号を逆量子化し、Ｌ
　ＯＴ逆変換器１１０・＼再生された変換係数を出力す
る。ＬＯＴ逆変換器１１ｏはＬＯＴ逆変換によって再生
変換係数を再生残差信号に逆変換する回路である。再生
残差信号は加算器１１１で再生平均値と加えられ、局部
復号化信号としてフレームメモリ１１２に蓄エラれる。

このフレームメモリ１１２はフレーム間予測符号化装置
Ｂに復号化信号をフィードバックするため及び同装置Ｂ
と同門をとるために設けられている。

なお、上記した平均値回路１０２．減算器１０３、平均
値量子化器１ｏ４．平均値逆量子化器１０５、ＬＯＴ変
換器１０６．１：子化器１０７．逆量子化器１０９．Ｌ
ＯＴ逆変換器１１Ｏ１加算器１１１及びフレームメモリ
１１２から本発明のフレーム内予測符号化器が構成され
る。

次に並設されたフレーム間予測符号化装置Ｂについて説
明する。

符号化器入力端子１０１から帯域分割された画像信号が
入力されると、この入力画像信号と、動きベクトル検出
器１１３がフレームメモリ１１４の画像信号との間で、
例えば１６　Ｘ　］、　６の処理ブロックを用いてブロ
ックマツチングを行い、動きベクトルを検出する。検出
された動きベクトルに基づいてフレームメモリ１１４か
ら出力される画像信号（予測値）と、入力画像信号との
差分が減算器１１５でとられ、残差信号が求められる。

予測に用いられた動きベクトルは出力端子１１８へ送ら
れる。減算器１１５で得られた残差信号はＬＯＴ変換器
１１８へ入力される。ＬＯＴ変換器１１６は、残差信号
に対して、例えば１６Ｘ１６の処理ブロックでＬＯＴ変
換を行い、変換係数を量子化器１１７に出力する。量子
化器１１．７は変換係数を量子化、符号化し、その出力
符号を逆量子化器１１９へ入力する。また、この入力を
分岐して先に述べた動きベクトルと共に時分割多重化し
て出力端子１１８へ出力する。逆量子化器１１９は符号
を逆量子化値に再生し、ＬＯＴ逆変換器１２０へ出力す
る。

ＬＯＴ逆変換器１２０は再生された変換係数を再生残差
信号に逆変換する。ＬＯＴ逆変換器１２０で得られた再
生残差信号は、先に減算器１】５において差し引いた予
測値を加算器１２１で加えられ、フレームメモリ１１４
に局部復号化画像信号として入力される。

なお、上記した動きベクトル検出器１１３．ＬＯＴ変換
器１１６．量子化器１１７．フレームメモリ１１４．減
算器１１５．逆量子化器１１９゜ＬＯＴ逆変換器１２０
及び加算器１２１から本発明のフレーム間予測符号化器
が構成される。

以上の動作によって得られたフレーム内予測符号化装置
Ａとフレーム間予測符号化装置Ｂとの出力符号は、セレ
クタスイッチ１２２によって出力端子１０８，１１８の
いずれかが選択され、符号化器出力端子１２３から次段
の可変長符号化器４０５ａ〜４０５ｄ（第４図くａ））
に出力される。なお、このセレクタスイッチ１２２がい
ずれを選択したかという情報も、符号化器出力端子１２
３から出力される。また１フレ一ム分の符号化が終了す
ると、フレームメモリ１１２とフレームメモリ１１４間
でテークの転送が行われ、２つのメモリ内容症整合する
処理が行われる。

復号化器の詳細な説明 次に、第４図（ｂ）に示す復号化器４１１ａ〜４１ｉｄ
の詳細な構成について説明する。

第１図（ｂ）に復号化器４１１ａ　〜４１１ｄの共通ブ
ロック図を示す。この実施例では、復号化器はフレーム
内予測復号化装置Ｃとフレーム間予測復号化装置りどに
よって並列構成され、符号化器から送られてきたセレク
タスイッチ１２２の選択情報に基づいて、セレクタスイ
ッチ１２５で、復号化弱入力端子１２４からの符号をい
ずれかの復号化装置Ｃ又はＤに切り換える仕組みになっ
ている。

まず、フレーム内子側復号化装置Ｃについての動作を説
明する。入力端子１２６からの符号は平均値逆量子化器
１２７および逆量子化器１２８に送られ、それぞれ再生
平均値、再生変換係数に逆量子化される。再生変換係数
はＬＯＴ逆変換器１２９に出力される。ＬＯＴ逆変換器
１２９はＬＯＴ逆変換によって、再生変換係数を再生残
差信号に逆変換する回路である。再生残差信号は加算器
１３０で再生予測値としての再生平均値と加えられ、再
生画像信号としてフレームメモリ１３１　＋：蓄えられ
る。

なお、上記した逆量子化器１２７および加算器１３０か
ら本発明のフレーム内子測復号化器が構成される。

次に、フレーム間予１ｕｌｌ　１帰化装置りについての
動作を説明する。入力端子＋３２から符号が人力される
と、逆量子化器１３３は符号を逆量子化値に再生し、Ｌ
ＯＴ逆変換器１３４へ出力する。

Ｌ　ＯＴ逆変換器１３４は再生された変換係数を再生残
差信号に逆変換する。ＬＯＴ逆変換器１３４で得られた
再生残差信号は、加算器１３５において、動きベクトル
に基づいた再生予測値をフレ−ムメモリ１３６から加え
られ、フレームメモリ１３６に復号化画像信号として入
力される。

なお、上記した加算器１３５およびフレームメモリ１３
６から本発明のフレーム間予測復号化器が構成される。

以上の動作によって得られた再生画像は、セレクトスイ
ッチ１３９によって出力端子１３７，１３８のいずれか
が選択され、復号化型出力端子１４０から出力される。

また、１フレ一ム分の符号化が終了すると、フレームメ
モリ１３１．フレームメモリ１３６間でデータの転送が
行なわれ、２つのメモリ内容を整合する処理が行なわれ
る。これにより装置Ｃ，Ｄ間で動作の同期が取られる。

さて、出力符号または、再生画像を切り換える符号化器
のセレクトスイッチ１２２および復号化器のセレクトス
イッチ１２５，１３９は、下記の比較表に示すように、
フレーム内予測とフレーム間予測とにそれぞれ一長一短
があることから、同表内の用途を対象とする状況のとき
に、その状況に対応する符号化器、復号化器に選択的に
切り換える。

比較表 実施例の効果 以上述へたように、本実施例によれば符号化器４０４に
フレーム内／フレーム間予測を行う回路を設けて、画像
信号そのものではなく、予測値から得た残差信号をＬＯ
Ｔ変換器に入力して変換係数を求めるようにしたので、
量子化器の過負荷を解消することができ、画像信号にＬ
ＯＴをそのまま適用した場合よりも、変換係数のダイナ
ミックレンジが小さくなり、従って、変換係数を量子化
する場合、少ないｂｉｔ数で足り、符号化効率が良くな
る。

さらに、画像信号を周波数領域で分割する分析フィルタ
４０３および合成フィルタ４１２を設けて、画像信号を
複数の帯域に分割２合成するようにしたので、再生画像
の品質に重要な低域成分はど、細かい量子化を施したり
、伝送レートを上げたりすることができ、そのようにす
ることで、より質の高い再生画像を得ることが可能とな
る。

また、フレーム内予測を行う回路とフレーム間予測を行
う回路とを設けて、これらの出力を動き検出により選択
して出力するようにしたので、各回路の長所を生かした
質の高い再生画像を得ることができる。

また、従来例と同様に、ＬＯＴにより画像データを変換
しているので、セル廃棄がおきても、再生画像に大きな
品質劣化を生じない。

【し！ なお、本発明は実施例にとどまらず種々の変形が可能で
ある。

例えば上記実施例では、入力画像信号を複数の帯域に分
けて各帯域で符号化、復号化を行なうようにして差別化
しているが、これを変形して分析、合成フィルタを取り
除き、符号化器、復号化器を１つづつとし、画像信号を
そのまま入力してもよい。即ち、複数の帯域に分離しな
いで、１つの画像信号に対してそのまま適用することも
でき、この場合、上記実施例に比して装置を小型化する
ことができる。

また、上記実施例ではフレーム内予測符号化器（フレー
ム内予測復号化器）とフレーム間予測符号化器（フレー
ム間予測復号化器）との両方を備えて、それらのうち何
れかに切り替えて出力するようにしているが、フレーム
内予測符号化器（フレーム内予測復号化器）またはフレ
ーム間予測符号化器（フレーム間予測復号化器）の何れ
か一方のみを備えるようにしてもよい。

さらに、上記実施例では予測符号化器としてフレーム内
予測符号化器およびフレーム間予測符号化器を、また、
予測復号化器としてフレーム内予測復号化器およびフレ
ーム間予測復号化器を用いた場合について説明したが、
本発明はその趣旨に反しない限り、これらに限定される
ものではない。

［発明の効果］ 以上、本発明は上述のとおり構成されているので、次の
ような効果を発揮する。

（１）請求項１の画像符号化方式においては、原画像ニ
比ベダイナミノクレンジの小さい残差信号に対してＬＯ
Ｔを適用しているので、変換係数のタイナミックレンジ
も小さく量子化ｂｉｔ数が少なくて済み、符号化効率が
向上する。

（２）請求項２の画像符号化方式においては、フレーム
内予測で得られた残差信号に対してＬＯＴを適用してい
るので、どのような画像に対しても安定に予測符号化で
き、伝送誤りが起きても画質劣化が時間的に伝播しない
。

（３）請求項３の画像符号化方式においては、フレーム
間予測で得られた残差信号に対してＬＯＴを適用してい
るので、高能率に符号化でき、動き補償を組み合わせる
ことにより動きのある画像でも符号化効率を良くするこ
とができる。

（４）請求項４の画像符号化方式においては、フレーム
内予測とフレーム間予測との双方の予測を行い、それぞ
れを切り換えるようにしているので、入力画像をより効
率良く符号化できる。

（５）請求項５の画像符号化方式においては、複数に帯
域分割された画像信号に対して、それぞれ予測符号化と
ＬＯＴ変換を適用するようにしたので、各帯域で差別化
を行うことが可能となり、より効率の高い符号化を実現
することができる。

（６）請求項６の画像復号化方式においては、原画像に
比ヘダイナミンクレンジの小さい残差信号に対してＬＯ
Ｔを適用して符号化された符号出力を復号化しているの
で、変換係数のダイナミックレンジも小さく量子化ｂｉ
ｔ数が少なくて済む。

（７）請求項７の画像復号化方式においては、フレーム
内予測で得られた残差信号に対してＬＯＴを適用して得
た符号出力を復号化するようにしているので、どのよう
な画像に対しても安定に予測復号化でき、伝送誤りが起
きても画質劣化が時間的に伝播しない。

（８）請求項８の画像符号化方式においては、フレーム
間予測で得られた残差信号に対してＬＯＴを適用して得
た符号出力を復号化するようにしているので、動き補償
を組み合わせることにより動きのある画像でも品質の良
い再生画像が得られる。

（９）請求項９の画像符号化方式においては、フレーム
内予創とフレーム間予測との双方の予測を行い、動き検
出により選択された出方符号を復号化するようにしてい
るので、より適切な質の高い再生画像を得ることかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例による要部の詳細図で、第１図（ａ）
は符号化器の構成図、第１図（ｂ）は復号化器の構成図
、第２図は従来例を示すプロ、り図で、第２図（ａ）は
符号化器の構成図、第２図（ｂ）は復号化器の構成図、
第３図はＬＯＴの再生説明図、第４図は本発明の一実施
例を示すブロック図で、第４図（ａ）は符号化器の全体
槽５ｙ、図、第４図（ｂ）は復号什器の全体構成図であ
る。 １０１は符号化器大刀端子、１０２は平均値回路、１０
３は減算器、＋０４は平均値量子化器、１０５は平均値
逆量子化器、１０６はＬＯＴ変換器、１０７は量子化器
、１０８は出力端子、１゜９は逆量子化器、ｌｌＯはＬ
ＯＴ逆変ｍＷ、１１１は加算器、１１２はフレームメモ
リ、１】３は勤キヘクトル検出器、１１４はフレームメ
モｌ）、１１５は減算器、１１６は■７０Ｔ変換器、１
１７は量子化器、１１８は出力端子、１１９は逆量子化
器、１２０１ｔＬＯＴ逆変換器、１２１は加算器、１２
２はセレクタスイッチ、１２３は符号化器出力端子、１
２４は復号化器入力端子、１２５はセレクタスイッチ、
１２８は入力端子、１２７は平均値逆量子化器、１２８
は逆量子化器、１２９はＬＯ丁゛逆変換器、１３０は加
算器、１３１はフレームメモリ、１３２は入力端子、１
３３は逆量子化器、１３４はＬ　ＯＴ逆変換器、１３５
は加算器、１３６はフレームメモリ、１３７は出力端子
、１３８は出力端子、１３９はセレクタスイッチ、１４
０は復号化器出力端子、４０１はＴＶカメラ、４０２は
Ａ／Ｄ変換器、４０３は分析フィルタ、４０４ａ　〜４
０４ｄは符号化器、４０５ａ　〜４０５ｄは可変長符号
化器、４０６はパケット組立回路、４０７はパケット通
信ネットワーク、４０８はパケット通信ネットワーク、
４０９はパケット分解回路、４１０ａ〜４１０ｄは可変
長復号化器、４１１ａ　〜４１１ｄは復号化器、４１２
は合成フィルタ、４１３はＤ／Ａ変換器、４１４は画像
モニタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静止画像或いは動画像を符号化する画像符号化方式
   において、 符号化しようとする画像信号を用いて予測値を生成し、
   これを画像信号から差し引いて残差信号を得る予測符号
   化器を備え、 画像信号に対して前記予測符号化器で予測を行って残差
   信号を得、 この残差信号に対してＬＯＴ変換器により直交変換を行
   って変換係数を求め、 この変換係数を量子化して伝送することを特徴とする画
   像符号化方式。 ２、前記予測符号化器をフレーム内予測符号化器で構成
   したことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化方式
   。 ３、前記予測符号化器をフレーム間予測符号化器で構成
   したことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化方式
   。 ４、前記予測符号化器をフレーム内予測符号化器とフレ
   ーム間予測符号化器とで構成すると共に、動き検出器を
   備え、 画像信号に対して前記フレーム内予測符号化器およびフ
   レーム間予測符号化器でそれぞれ予測を行って残差信号
   を得、 各予測符号化器で得られた残差信号に対してそれぞれＬ
   ＯＴ変換器により直交変換を行って変換係数を求め、 この直交変換で求められた変換係数を量子化して、これ
   ら量子化した出力符号のいずれかを選択的に伝送するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像符号化方式。 ５、前記静止画像或は動画像信号が複数の帯域に分割さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
   に記載の画像符号化方式。 ６、請求項１または５に記載の符号化方式で符号化され
   た画像信号を復号化する場合に、再生残差信号に再生予
   測値を加えて画像信号を復号化する予測復号化器を備え
   、 伝送された符号を逆量子化して得られた変換係数をＬＯ
   Ｔ変換器により直交逆変換して再生残差信号を得、 この再生残差信号に対して前記予測復号化器を用いて静
   止画像或は動画像を再生することを特徴とする画像復号
   化方式。 ７、請求項２または５に記載の符号化方式で符号化され
   た画像信号を復号化する場合に、前記予測復号化器をフ
   レーム内予測復号化器で構成したことを特徴とする画像
   復号化方式。 ８、請求項３または５に記載の符号化方式で符号化され
   た画像信号を復号化する場合に、前記予測復号化器をフ
   レーム間予測復号化器で構成したことを特徴とする画像
   復号化方式。 ９、請求項４または５に記載の符号化方式で符号化され
   た画像信号を復号化する場合に、前記予測復号化器をフ
   レーム内予測復号化器とフレーム間予測復号化器とで構
   成し、 伝送された符号を逆量子化して得られた各変換係数をＬ
   ＯＴ変換器によりそれぞれ直交逆変換して再生残差信号
   を得、 各再生残差信号に対して前記予測復号化器を用いて静止
   画像或は動画像を再生し、 これら再生した画像のいずれかを選択して出力すること
   を特徴とする画像復号化方式。