JPH0329566A - 画像情報の符号化伝送装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、画像情報の符号化伝送装置、特にアナログ画
像信号をデジタル画像信号に変換する符号化を行って伝
送し、送られてきたデジタル画像信号を復号して元の信
号に類似したアナログ画像信号を取り出す画像情報の符
号化伝送装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として知られているものにＤＰＣＭ
（Ｄｉｆｆｒｅｎｔｉａｌ　　ＰｕｌｓｅＣｏｄｅ　　
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式がある。

このＤＰＣＭ方式は、ＰＣＭの一種で、以前に来たデー
タから将来のデータを予測し、実際に信号が来たときに
、予測値と実際のデータとの差分を取り出して、その差
分値だけを量子化して伝送する方式である。従って、普
通のＰＣＭより量子化ビット数を少なくすることができ
るという利点がある。

このＤＰＣＭ方式を用いた従来の符号化伝送装置の基本
構成例を第８図に示す。第８図は従来のＤＰＣＭ方式を
用いた符号化伝送装置のブロック図である。

図において、（１　０　１）はＤＰＣＭの符号器で、以
下のブロックで構成される。（１　１　１）は送信側メ
モリ、（１　１　２）は既知の標本値をもとに注目画素
の予測値を出力する予測器であり、この予測器（１１２
）は、第９図に示す画素配置図において注目画素をＸ１
その周辺画素をＡ，　　Ｂ，　　Ｃ，Ｄとする時、以下
の算出法で予測値Ｘを求めるものである。

Ｘ−　（１／２）（Ａ十Ｄ）・・・・・・（１）但し、
Ａ，Ｄは上記画素Ａ，　Ｄの値を示す。上式は予測値の
算出において、一般的によく用いられる式であるが、勿
論、より簡単にするためにＸ−Ａ としでもよい。（１　１　３）は入力信号Ｘ（真値）と
予δｐ１器（１１２）の出力Ｘ（予測値）との差分をと
る減算器、（１　１　４）は量子化器兼符号器で、この
量子化器兼符号器（１　１　４）の量子化特性としては
、第１０図のような量子化特性がよく用いられている。

この例では、レベル数は１６（Ｏ〜１５）である。予測
差信号（Ｘ　−　Ｘ）を３ビット冗長符号化する際には
、上述のように第１０図に示す量子化特性をもたせるの
が一般的である。また符号語例も、同様に第１０図に示
す。この例では、オンライン伝送に適するように３ビッ
トの冗長符号語を考えているが、バッファメモリなどを
備える時には非冗長符号化も可能である。

また第１０図に示す代表値は、受信側で復号時に代表値
として用いられているもので、この代表値と予測器（１
　１　２）の出力である予測値とを加算器（１　１　５
）で加算することにより受信側で復元される信号値を作
成し、これがメモリ（１　１　１）に書き込まれ、以下
の画素の予測に用いられる。

次に従来方式における受信側を説明する。第８図の（１
　０　２）はＤＰＣＭ復号器で、以下のブロックにより
構成される。（１　１　７）は受信された符号語から差
分値（Ｘ−Ｘ）の代表値を出力する復号器、（１１９）
は受信側メモリ、（１１６）は送信側の予測器（１１２
）と全く同様の動作を行う予測器、（１１８）は予測値
と差分代表値との和をとり、復元信号を出力する加算器
であり、この加算器（１１８）から出力された値は受信
側メモリ（１１９）に人力され、以後の画素信号の復元
に役立たせる。なお、図中、（１０５）は伝送路である
。

このＤＰＣＭ方式を用いた従来の符号化伝送装置におい
て信号対雑音比（以下、Ｓ／Ｎ比と称する）は、次式 （２） で与えられる。ここで、「σ」は人力信号の実効値、「
σｅ」は差信号の実効値である。仮に、予測器がないと
するとび−σｅとなるが、予測器による子ａｌｌｌを行
うことによりσ〉σｅとすることができるため、前記（
２）式において符号化ビット数のＺで決まる数値以上の
予測器によるＳ／Ｎ比の改善が行なわれている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の画像情報の符号化伝送装置は、既知
の標本値をもとに予測器を使って予測値が出力され、入
力信号（真値）との差分値をとって符号化伝送が行われ
ている。

ところが、予測値と真値との相関が小さい場合、すなわ
ち、画像データの変化が大きくて差分値が大となる場合
には、前記（２）式において、σ〉σｅの関係がσ一σ
ｅの関係に近づくため、従来の予測器によるＳ／Ｎ比の
改善度が十分でなくなるという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解消することを課題に
なされたもので、相関の小さい画像情報に対してもＳ／
Ｎ比の改善度を向上させることができる画像情報の符号
化伝送装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 本発明に係る画像情報の符号化伝送装置は、人力画像デ
ータ列から連続する２画素以上の画素データをブロック
化し、そのブロック内でデータのレベルを大小比較して
順位をつける大小符号と、２画素以上のデータのうち所
定のデータのレベルの共通部分をとった少なくとも１つ
の共通データと、２画素以上のデータのうち上位２画素
のデータのレベルの差分値をとった独立データとに画像
データを分解する画素分解器を符号化伝送装置の人力側
に少なくとも１つ配置し、その画素分解器に対応して逆
の動作で分解されたデータを合成する画素合成器を符号
化伝送装置の出力側に配置したことを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る画像情報の符号化伝送装置においては、符
号化伝送装置の入力側に配置した画素分解器により人力
画像データを大小符号、共通データおよび独立データに
分解し、それらのデータのそれぞれに符号化・復号化が
行われ、符号化伝送装置の出力側で分解されたデータを
画素合成器で元の画像データとして出力するようにした
ため、分解データごとにＳ／Ｎ比が改善され、これらが
合計されることにより、相関の小さい画像データに対し
てもＳ／Ｎ比の改善度を向上させることができるように
なった。

また、符号化伝送装置の入力側に少なくとも１つの画素
合成器を配置し、その画素分解器に対応した画素合成器
を符号化伝送装置の出力側に配置することにより、状況
に応じて画像データをさらに細分化して分解できるため
、Ｓ／Ｎ比の改善度の向上が可能である。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明に係る画像情報の符号化伝
送装置の好適な実施例について説明する。

第１図において、（１）は画素分解器で、本実施例では
入力される画像データを２画素ごとにブロック化し、そ
れらのデータを大小符号、共通データおよび独立データ
に分解する。（２）は前記画素分解器で分解された大小
符号、共通データおよび独立データから元の画像データ
を合成する画素合成器である。

（１０１ａ），　　（１０ｌｂ）は従来と同様の符号器
であって、前記画素分解器（１）で分解された共通デー
タと独立データをそれぞれデジタル信号に符号化する。

符号化においては、まずアナログ信号から周期的に信号
の振幅を取り出す標本化を行って、この振幅（標本値）
を離散的値で表現する量子化を行い、これを有限の符号
の有無の組み合わせで表す狭義の符号化によりデジタル
信号へ変換される。

（１０２ａ）．　　（１０２ｂ）は従来と同様の復号器
で、画素分解器（１）と逆の動作により、それぞれ符号
化された共通データと独立データを復号化する。この復
号では、デジタル信号からその符号の組み合わせが意味
する振幅値を有するパルスを周期的に作り出し、これを
低域フィルタに通すことにより原信号に類似したアナロ
グ信号を取り出すことができる。

（１０５）は、上記符号化された共通データ、独立デー
タを記憶するメモリ１，メモリ２と上記大小符号を記ｔ
ａするメモリ３で構成された伝送路である。なお、画素
分解器（１）から出力された大小符号は、伝送路（１０
５）のメモリ３を経て画素分解器（２）へ直接入力され
、符号器や復号器を経ない構成とした。

ここで、上記画素分解器（１）において実施する画像デ
ータの分解処理態様を第２図を用いて説明する。なお、
入力画像は、１ラインをＭ画素としたＮラインからなる
（ＭＸＮ）画素構成とし、量子化ビット数をＱと仮定す
る。

第２図に示される（Ａ）は、入力画像のラインｔ　（１
≦ｔ≦Ｎ）における元のデータ列を示したものであり、
ａ１１’　　ａ１２’　　・・・・・・・・・・，ａＳ
ｔ’ａｓ２（１≦Ｓ≦Ｍ／２）は、それぞれ１画素の画
素データである。

（Ｂ）は、大小符号列であり、ｘＳで表され、（Ａ）の
元のデータ列を２画素ごとにブロックした画素データ（
ａｓｔ’　　ａｓ。）のレベルを比較して、ａ　≧ａ　
　または　ａｓ１＜ａｓ２　　に応じて大小Ｓｔ　　　
　Ｓ２ 符号を割り当てる。この場合、Ｘ３は１ビットで表現で
きる。

（Ｃ）は、共通データ列であり、ｂ８で表現され、ここ
ではａｓ１’　　ａ３２の共通部分のレベルをデータと
する。すなわち’　ａ８１’　　ａ８２の小さい方の画
素データを共通データとする。

（Ｄ）は、独立データ列であり、ｄ８で表現され、ａ８
１’　　ａＳ２のレベルの差、すなわち１ａｓｌａＳ２
’のレベルを独立データとする。

次に、本実施例の符号化伝送装置における画像データの
符号化モード動作について、第１図のブロック図を用い
て説明する。なお、第１図各部で処理される具体的なデ
ータ態様は、第２図を参照する。

まず、第１図の画素分解器（１）に入力される元のデー
タ列（Ａ）は、第２図のように２画素ごとにブロック化
され、そして大小符号列（Ｂ）、共通データ列（Ｃ）、
独立データ列（Ｄ）に分解される。このうち、共通デー
タ列（Ｃ）と独立データ列（Ｄ）は、次の符号器１（１
０１ａ）と符号器２（１０ｌｂ）において従来と同様の
動作で符号化処理が実行され、ビット数２の符号化デー
タ列に圧縮される。そして、これらの符号化データ列は
、伝送路（１　０　５）を形或するメモリ１とメモリ２
のそれぞれの所定位置から順に記憶される。

一方、画素分解器（１）から出力された大小符号列（Ｂ
）は、伝送路（１０５）のメモリ３に直接入力され、所
定位置から順に記憶される。

以上の処理が全ての画素に対して実行されて、符号化モ
ード動作が終了する。

次に、復号化モードについて説明する。伝送路（１　０
　５）のメモリ１とメモリ２のそれぞれの所定位置から
順に読み出された符号化データ列は、復号器１（１０２
ａ）、復号器２（１０２ｂ）において従来の実施例と同
様の動作により、復号画像データ列に復号される。そし
て、さらに、この復号画像データ列の画素位置に対応す
る大小符号列（Ｂ）をメモリ３から読み出す。これらの
復号画像データ列（Ｃ），　　（Ｄ）と大小符号列（Ｂ
）とを画素合成器（２）に入力し、上記の画素分解器と
逆の動作で画像データを合成することによって元のデー
タ列（Ａ）が得られる。

次に、画像データの符号化伝送を行った場合に問題とな
るＳ／Ｎ比の改善度に関し、本実施例の場合と従来例の
場合とを比較してみる。

第２図の元のデータ列（Ａ）として、ａｌｌ〜ａ２。に
０．　　９，　　０．　　５．　０．　８．　０．　　
３の値を与えた場合の各画像データ列の値を示したのが
第３図である。

予測器を使った場合のＳ／Ｎ比の改善度は、前記（２）
式の最終項 ２２ １０　　１ｏｇ（σ／ａｅ　　）　　［ｄｌｌｌ　　−
（３）σ　：入力信号の実効値 σｅ：差信号の実効値 を使って評価することができる。

従って、従来例の場合には、 ４ −０．　　４４８ う により、 ・・・・・・　（４） 一方、本実施例の場合には、 ・共通データ部分 （ｂ１−０．５．　　ｂ２−０． ３， ｔ −０．４４８ ２ ａｅ　　＝０．２２−０．０４０ ・独立データ部分 （ｄ，−０．５，　　ｄ２−０．５ ｅｌ２−ｄ２−ｄ，””０．１ ，　２　　　０．５　２＋ＯＪ　２ σ　　　　　■ ２ より） 一〇．　４　４８ ・　２ ａｅ　　　＝０．１２−０．０１０ により、 −０．１６７ Ｓ／Ｎ比改善度 −６．　　３＋１３．　　１ −１９．４［ｄＢコ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　・・　・・　・・　　（　５　）
となる。

以上の計算結果から、上記（４）式と（５）式を比較し
てわかるように、本実施例の方がよりＳ／Ｎ比の改善度
が向上していることが理解される。

また、これを信号電力で評価すると、従来例の２画素の
信号電力は、（ｂ＋ｄ）　２＋ｂ２であり、本実施例で
の信号電力は、ｂ２＋ｄ２となる。

従って、信号電力の冗長度成分であるＺｂｄ十ｂ２の除
去力呵能となる。

なお、上記実施例では、画素分解器（１）で画像データ
を２画素ごとにブロック化したものを示したが、これは
３画素あるいはそれ以上の画素ごとにブロック化して実
施することもできる。

そこで、他の実施例として第４図では、画像データを３
画素ごとにブロック化した場合の符号化伝送装置のブロ
ック図を示し、その画素分解器（１）における画像デー
タの処理状態を示したのが第５図である。第５図におい
て、基本的な構成および画像データの処理については、
前記実施例と同様である。異なる点は、画素分解器（１
）で分解される共通データが、３画素のデータのレベル
の共通部分のレベルデータと、３画素のうち上位２画素
のデータのレベルの共通部分のレベルデータの２つとな
り、分解データが１つ増加した点である。このため、分
解データ数に対応して符号器（１　０　１　ｃ）　、復
号器（１０２ｃ）および伝送路（１　０　５）のメモリ
３が構成に追加されている。

そして、３画素ごとにブロック化した場合の大小符号は
、３ビット必要になる。

この他の実施例の場合も、分解データごとにＳ／Ｎ比が
改善され、これらを画素合成器で合成するため、前記実
施例と同様にＳ／Ｎ比の改善度を向上させることが可能
になった。

さらに他の実施例では、第６図のブロック図に示される
ように、入力画像データを画素分解器１（１ａ）で２画
素ごとにブロック化して分解し、その分解された画像デ
ータ列を再び画素分解器２（１ｂ）で２データごとにブ
ロック化して分解データを得るように構成することもで
きる。この実施例の場合、分解データを符号化して伝送
して復号した後、前記画素分解器１と２　（ｌａ）（Ｉ
ｂ）に対応して逆の動作により画像データを合成する画
素合成器２と１　（２ｂ）（２ａ）を備えている。

また、符号器、伝送路のメモリおよび復号器は、分解さ
れるデータに応じて配設されている。

第７図は、画像データの分解処理態様を示した図であり
、この図からわかるように、（Ａ）の元のデータを（Ｂ
）の１次分解によって２画素ごとにブロック化して大小
符号（Ｘ）、共通データ（ｂ）、独立データ（ｄ）に分
解し、そのうち共通データ（ｂ）と独立データ（ｄ）と
をそれぞれさらに２データごとにブロック化して分解す
る（Ｃ）の２次分解が行われている。

この実施例の場合は、前記実施例よりもさらに画像デー
タを分解することにより、分解された画像データごとに
Ｓ／Ｎ比の改善が行われ、それらを画素合成器で合成す
ることにより、相関の小さい画像データに対してより効
果的にＳ／Ｎ比の改善度を向上させることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る画像情報の符号化伝
送装置は、従来の符号化伝送装置の入出力部に画素分解
器と画素合成器とを配置し、分解された画像データごと
に予測器を用いた符号化伝送を行い、これらを画素合成
器で合成することによって、相関の小さい画像データに
対しても相関を改善してＳ／Ｎ比の改善度を向上させる
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による画像情報の符号化伝送
装置のブロック図、第２図は第１図における画像データ
の処理態様を説明する図、第３図は第２図の具体例を示
す図、第４図は他の実施例を示すブロック図、第５図は
第４図における画像データの処理態様を説明する図、第
６図はさらに他の実施例を示すブロック図、第７図は第
６図における画像データの処理態様を説明する図、第８
図は従来の画像情報の符号化伝送装置のブロック図、第
９図は画素配置図、第１０図は第８図による画像データ
の処理態様を説明する図である。 図において、（１）は画素分解器、（２）は画素合成器
、（１　０　１）は符号器、（１０２）は復号器、（１
　０　５）は伝送路である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像情報を符号化する符号器と、符号化された画像情報
   を蓄積するメモリで構成された伝送路と、その伝送路か
   ら情報を読み出して元の画像情報に復号する復号器とを
   備えた画像情報の符号化伝送装置において、 前記符号化伝送装置の入力側に少なくとも１つ配置され
   、入力画像データ列から連続する２画素以上の画素デー
   タをブロック化し、そのブロック内でデータのレベルを
   大小比較して順位をつける大小符号と、２画素以上のデ
   ータのうち所定のデータのレベルの共通部分をとった少
   なくとも１つの共通データと、２画素以上のデータのう
   ち上位２画素のデータのレベルの差分値をとった独立デ
   ータとに画像データを分解する画素分解器と、前記符号
   化伝送装置の出力側に配置され、該画素分解器に対応し
   て逆の動作で分解されたデータを合成する画素合成器と
   、を有することを特徴とする画像情報の符号化伝送装置
   。