JPH0412077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、画素の狭帯域伝送又は蓄積を目的
としてアダマール変換によつて周波数領域に変換
した各シーケンスの量子化値の組合せを符号化し
た画像信号を復号化する方式に関する。 画像の統計的性質から冗長信号を除去すること
によつて、または視覚特性から不要な信号を除去
することによつて、画像を能率良く伝送又は蓄積
することが従来より広く行なわれており、その処
理手段の１つとして直交変換符号化方式が知られ
ている。この直交変換符号化方式は、画像を互い
に隣接する画素群で成る複数のブロツクに分割
し、１ブロツク内の画素群を直交変換によつて周
波数領域に変換し、その変換出力である各周波数
のスペクトラムに偏りが存在することを利用し
て、その各スペクトラムに適当な量子化レベルを
配分し、つまり視覚的に許容される範囲内で歪を
与えることによつて、情報量を減らす方式であ
る。直交変換の１つの方式であるアダマール変換
は、変換マトリクスが「１」及び「−１」を要素
としており、加算器だけで構成できるため回路が
簡単になる特長を有する。 ところで、アダマール変換によつて周波数領域
に変換されたシーケンスはフーリエ変換における
周波数軸に対応するものであり、０次のシーケン
スは直流成分の量を、高次のシーケンスは高周波
成分の量をそれぞれ表わすパラメータとみなすこ
とができる。このため、ブロツク内の原画素間の
相関が強ければ、アダマール変換後の信号のエネ
ルギーは低次のシーケンスに集中することにな
る。一般的な画像では高周波成分のエネルギーが
少ないので、視覚的に許容される範囲内で量子化
レベルのビツト数を減らすことができる。また、
帯域圧縮を目的としたアダマール変換符号化方式
は、特に低ビツトレートの符号化として有効であ
り、量子化による劣化を視覚的に目立たないよう
に分散することができる。すなわち、滑らかな部
分のノイズは目につきやすいが、急峻な変化のあ
る部分のノイズは目につきにくいといつた視覚特
性から、量子化が容易に行なえるという利点があ
る。 しかしながら、歪による画質劣化を防ぎ、高能
率な符号化を行なうためにはブロツクサイズを大
きくする必要があり、それに併つて回路量が増大
し、高価な装置になつてしまう欠点がある。 この発明は上述の如き点に鑑み、画質劣化を防
ぐと共に、回路構成が簡単で高能率に符号化され
た画像信号を、復号する方式を提供することを目
的としている。 以下にこの発明を説明する。 先ず、この発明の前提となる画像信号の符号化
方式について説明する。 第１図は画像を２×２のブロツクBij（ｉ＝１、
２、…、ｊ＝１、２、…）に分割した場合の様子
を示すものであり、画素１は走査ラインｈ、ｈ＋
１…で順次走査されるようになつている。そし
て、ブロツクBijの画素１に対する画素信号（濃
度信号）を図示の如くx₁、x₂、x₃、x₄とすれば、
正規化されたアダマール変換は２次又は４次のア
ダマール行列を用いて次の(1)式のように表わすこ
とができる。 １／２１ １ １−１x₁ x₂ x₃ x₄１ １ １−１＝１／２１ １ １ １ １−１ １−１ １ １−１−１ １−１−１ １x₁ x₂ x₃ x₄＝H₀ H₁ H₂ H₃ ……(1) ここにおいて、シーケンスH₀、H₁、H₂、H₃
はそれぞれアダマール変換によつて周波数領域へ
変換された４次の周波数成分に対応し、H₀は直
流成分シーケンスを、H₁は垂直成分シーケンス
を、H₂は水平成分シーケンスを、H₃は傾斜成分
シーケンスをそれぞれ示している。なお、ブロツ
クBijのｉ行における走査ラインｈ、ｈ＋１を同
時に走査して画素x₁〜x₄の画像情報を読出しても
良く、先ず走査ラインｈを走査して画素x₁及びx₃
の画像情報を一旦バツフアメモリに記憶し、その
後に走査ラインｈ＋１を走査した時に画像信号x₁
〜x₄を順に読出すようにしても良い。 ところで、一般的な画像では隣接する画素間の
相関が強いため、低次成分のエネルギーが高く、
高次成分のエネルギーが低く観測される。そし
て、各成分はそのエネルギーの大きさに応じた量
子化レベルのビツト数の配分を受けることになる
が、直流成分のエネルギーは他の成分（垂直、水
平、傾斜）に比べて特に大きいので、直流成分の
エネルギーを低くするような変換手法を採用する
ことによつて、高能率な符号化を実現する必要が
ある。このような変換手法として、アダマール変
換によつて得られた各シーケンスを線形予測する
方式が知られている。 次に、この線形予測方式を説明する。 線形予測方式はブロツクサイズが１×ｎ又は２
×ｎのときに可能なものであり、今、ブロツクサ
イズが第２図に示すように２×ｎの例として、先
ず水平方向に各ブロツク毎にアダマール変換を施
し、その後に垂直方向に各ブロツク毎に線形予測
する場合を考える。そして、アダマール変換によ
つて得られた各シーケンスをHl₀、Hl₁とし、便
宜上第２図のように配置する。ただしｌ＝０、
１、…、（ｎ−１）である。 そして、ブロツクBi_-1、ｊにおけるシーケンス
Hl₀′からブロツクBijにおけるシーケンスHl₀を、
次の(2)式に従つて予測する。 H^l₀＝Hl₀′−Hl₁′−Hl₁ ……(2) このときの予測誤差成分シーケンスΔHl₀を ΔHl₀＝Hl₀−H^l₀＝Hl₀−Hl₀′＋Hl₁′＋Hl₁ ……(3) とすれば、この予測誤差成分シーケンスΔHl₀は
ブロツク間の各画素の距離を最も短かくするもの
である。なお、シーケンスHl₁は予測することな
くそのまま伝送する。 ここで、アダマール変換によつて得た各シーケ
ンスを線形予測した場合の効果を示すために、伝
送すべき画像の総エネルギーと比較しながら説明
する。 メモリーレスガウス分布に従う画像ｘの分散を
σ²x、各シーケンスｙの分散をσ²y、ブロツクサ
イズをＮ、一部のシーケンスに線形予測を用いた
場合の分散をσ²Δyとすれば、レート歪理論
（Rate distortion theory）に基づき伝送エネル
ギーの絶対値は平均値Paとして、それぞれ次の
ように与えられる。 Pa＝10／Ｎ・_N-1 〓^y=0 log₁₀σ²y ……(4) 又は Pa＝10／Ｎ・_N-1 〓 〓^y=0log₁₀σ²y ……(5) そして、伝送エネルギーの相対値Prは Pr＝10log₁₀σ²−Pa ……(6) となる。上記(4)〜(6)式の計算から第３図に示すよ
うな結果を得た。 この第３図において、特性は１次元のアダマ
ール変換のブロツクサイズに対応するパワーの変
化を示すものであり、特性は２次元のアダマー
ル変換のブロツクサイズに対応するパワーの変化
を示すものであり、及びはそれぞれ特性及
びを水平方向にアダマール変換すると共に、垂
直方向に線形予測した場合の特性を示している。
なお、総エネルギーは35.2dBとなつている。こ
れから明らかなように、特性及びはいずれも
ブロツクサイズを大きくするに従つて伝送エネル
ギーが小さくなつているのに対し、特性及び
はブロツクサイズにほとんど関係なく一定の伝送
エネルギー（約15dB）となつている。このこと
は、伝送エネルギーの点から見れば、ブロツクサ
イズ４×１又は２×２を選び、線形予測を行なう
のが効率的であることを示している。 このように水平方向にアダマール変換を行な
い、垂直方向に線形予測を行なうと効率的である
ことが分つた。この場合、前のブロツクラインに
おける全シーケンスを記憶するためのバツフアメ
モリが必要になるが、このバツフアメモリの容量
を節約するために、ブロツクサイズ２×２を用い
て水平方向にアダマール変換を行ない、同様に水
平方向に線形予測を行なうことが考えられ得る。
この場合、バツフアメモリは４次のシーケンスを
記憶する容量があれば良く、第１図のブロツク
Bi、ｊ−１及びBijのように、同一ブロツクライ
ンにおける前ブロツクBi、ｊ−１の各シーケン
スH₀′、H₁′、H₂′、H₃′から現ブロツクBijのシー
ケンスH₀、H₁を予測することとなり、結局伝送
すべきシーケンスは、予測誤差成分シーケンス ΔH₀＝H₀−H^₀＝H₀−H₀′＋H₂′＋H₂ ……(7) ΔH₁＝H₁−H^₁＝H₁−H₁′＋H₃′＋H₃ ……(8) 及び水平成分シーケンスH₂、傾斜成分シーケ
ンスH₃となる。ここに、垂直成分シーケンスH₁
は既にブロツクBij内の和と差で構成されており、
伝送エネルギーも直流成分シーケンスH₀に比べ
非常に小さいため、線形予測してもその効果は少
ない。つまり、シーケンスH₁と予測誤差成分
ΔH₁では伝送エネルギーの大きさにほとんど差
がなく、シーケンスH₀だけについて線形予測を
行ない、伝送すべきシーケンスをΔH₀、H₁、H₂
及びH₃とすれば良い。 よつて、以下ではこの例（ΔH₀、H₁、H₂、
H₃）を用いて説明する。 ブロツクサイズ２×２を用い、画素群に水平方
向にアダマール変換を施し、得られた各シーケン
スを視覚的に許容される範囲内で量子化し、その
後に現ブロツクの直流成分H₀を予測し、その予
測誤差成分ΔH₀を求め、シーケンスΔH₀、H₁、
H₂及びH₃を伝送するとする。 ここに、従来はこれらシーケンスΔH₀、H₁、
H₂及びH₃に対して適当な量子化レベルを与え、
ビツト数の配分を行なつて符号化するようにして
いる。たとえばシーケンスΔH₀、H₁、H₂、H₃に
それぞれ７ビツト、５ビツト、５ビツト、３ビツ
トを配分すれば、１ブロツクに対して合計20ビツ
ト（平均５ビツト／画素）を伝送又は蓄積するよ
うになり、能率的な符号化とはいえないのであ
る。したがつて、更に圧縮率を上げるためにはブ
ロツクサイズを大きくする必要があり、このため
回路が増大するといつた欠点もあつた。 これに対し、各シーケンスの量子化値の組合せ
によつて、その組合せの発生確率に応じた可変長
符号化を行なえば、これによつて大巾なデータ圧
縮が可能となる。次に示す表１は、標準的な画像
を７ビツト／画素でサンプリングし、ブロツクサ
イズ２×２を用いて水平方向にアダマール変換を
行ない、得られたシーケンスH₀a、H₁a、H₂a、
H₃aそれぞれに適した量子化レベルを与え、シー
ケンス量子化値としている。この量子化は、画像
の空間パワースペクトラムの中で視覚的に劣化を
生じない範囲で各周波数成分ｙに歪Ｄを許容する
ことであり、このときの伝送に必要な情報量Ｒは
レート歪理論から Ｒ［ビツト／画素］＝１／2N _N-1 〓^y=0 Max｛０、log₂σ²y／Ｄ｝ ……(9) で与えられる。

【表】 画素信号x₁〜x₄が７ビツト／画素で入力され、
ブロツクサイズ２×２を用いた場合の正規化され
たアダマール変換の出力シーケンスH₀a〜H₃a
は、最大８ビツト必要となる。しかしながら、視
覚的に許容される歪レベルとして、シーケンス
H₀a、H₁a、H₂a及びH₃aに対してたとえばそれ
ぞれ１ビツト、２ビツト、２ビツト及び３ビツト
相当のホワイトノイズを与えるようにしても良
く、ここではシーケンスH₀a〜H₃aのそれぞれの
最下位ビツト（LSB）側から１ビツト、２ビツ
ト、２ビツト、３ビツト相当シフトすることによ
りビツト圧縮し、量子化を行なうようにしてい
る。この後、直流成分シーケンスH₀に対して前
記量子化圧縮値を伸張して線形予測を行ない、予
測誤差成分ΔH₀を得てからシーケンス量子化値
ΔH₀、H₁、H₂及びH₃の組合せに基づき、組合せ
番号C₀〜C₃を形成する。 表１において、たとえば組合せ番号C₁は、予
測誤差成分シーケンスΔH₀だけが「１」又は
「−１」の値をとり、他のシーケンス量子化値H₁
〜H₃が全て「０」の値をとることを示しており、
この組合せの発生確率が23.9％であることを意味
している。また、±ｈはシーケンス量子化値が任
意の値をとり得ることを示しており、ブロツクコ
ードはブロツク内の区切りを示すコードであり、
各組合せの発生確率に差が少ないので全てのブロ
ツクに２ビツトを割当てている。さらに、データ
コードは組合せ番号C₀に関しては何らデータを
伝送せず、組合せ番号C₁に関しては正負符号Ｓ
のみを伝送し、組合せ番号C₂に関しては正負符
号Ｓの後ろに６ビツトのデータを送ることを示し
ており、組合せ番号C₃に関してはシーケンス量
子化値H₃、H₂、H₁、ΔH₀にそれぞれ正負符号Ｓ
と共に３ビツト、５ビツト、５ビツト、７ビツト
を割当てて、シーケンス量子化値ΔH₀〜H₃の組
合せに応じた可変長符号データを伝送することを
示している。したがつて、伝送する符号長は、組
合せ番号C₀の場合は２ビツト、組合せ番号C₁の
場合は３ビツト、組合せ番号C₂の場合は９ビツ
ト、組合せ番号C₃の場合は22ビツトである。な
お、組合せの発生確率は、ポートレート等の空間
周波数の低い画像、風景写真のような空間周波数
の高い画像等を種々テストし、平均的に求めたも
のである。 このように、可変長符号を与えることによつて
効率的な符号化を実現することが可能となる。な
お、シーケンス量子化値の確率分布はラプラス分
布に似ており、各シーケンス量子化値に可変長符
号を与えることも考えられるが、この場合、最も
短かい符号長を各シーケンスに与えても合計４ビ
ツト／ブロツクになる。しかしながら、表１のよ
うに組合せに対応して符号化するようにすれば、
最も短かい符号長で２ビツト／ブロツクであり、
その発生頻度が25.5％も存在することから、この
発明の符号化方式が非常に効率的であることは明
らかである。 以上のように、画像の空間スペクトラムの中で
量子化時に与えた歪レベル以下のデータは伝送せ
ずに捨て、表１の例ではシーケンス量子化値H₃、
H₂、H₁、ΔH₀に対してそれぞれ３ビツト、５ビ
ツト、５ビツト、７ビツトに圧縮して伝送するよ
うにしており、平均伝送情報量が2.1ビツト／画
素となり、極めて効率的な符号化方式であること
が分る。 次に、上述した符号化方式を、表１に従つて実
現する具体的な回路例を第４図及び第５図に示し
て説明すると、走査ラインによつて読出された画
素信号x₁〜x₄はアダマール変換器１０に入力さ
れ、周波数領域に変換されたシーケンスH₀a〜
H₃aが量子化部２０に入力され、量子化部２０を
構成する量子化器２２で量子化された水平成分の
シーケンス量子化値H₂、量子化器２３で量子化
された垂直成分のシーケンス量子化値H₁、量子
化器２３で量子化された傾斜成分のシーケンス量
子化値H₃はそれぞれ後段の可変長符号変換回路
４０に入力される。また、量子化器２１の出力で
ある直流成分のシーケンス量子化値H₀はシーケ
ンス量子化値H₂と共に第５図に示すような予測
器３０に入力され、予測器３０で予測された予測
誤差成分シーケンスΔH₀が可変長符号化回路４
０に入力される。なお、量子化器２１〜２４はそ
れぞれパラレルシフタ又はシフトレジスタで構成
されており、アダマール変換器１０で変換された
シーケンスH₀a〜H₃aに対して、それぞれに適し
たビツト数だけ下位ビツト側に同時にシフトする
ようになつており、たとえばシーケンスH₀aに対
しては１ビツト、シーケンスH₁aに対しては２ビ
ツト、シーケンスH₂aに対しては２ビツト、シー
ケンスH₃aに対しては３ビツトだけそれぞれ下位
ビツト側にシフトするようになつている。また、
予測器３０の伸張器３１はたとえばパラレルシフ
タで構成されており、入力される直流成分のシー
ケンス量子化値H₀と水平成分のシーケンス量子
化値H₂とのレベルが異なるために、水平成分シ
ーケンスH₂のレベルを変えて両者のレベルを一
致させるようにしており、遅延回路３２及び３３
はそれぞれ１ブロツク分だけ時間的に遅延させる
ためのものである。 一方、可変長符号化回路４０はPLA
（plogrammable Logic Array）で構成された比
較器４１を有しており、この比較器４１で判別さ
れた組合せ番号C₀〜C₃がROM（Read Only
Memory）４２にアドレス信号として入力され
る。そして、ROM４２から読出された符号長CL
がカウンタ４３にセツトされ、ブロツクコード
BCがシフトレジスタ４５にセツトされる。カウ
ンタ４３に符号長CLがセツトされると信号Ｐが
セツト状態になり、クロツクパルスCPによつて
ダウンカウントを開始し、カウンタ４３が０にな
つたとき信号Ｐはリセツト状態になる。信号Ｐが
セツト状態にあるとき、クロツクパルスCPおよ
び信号ＰはANDゲート４６を介してシフト信号
SSをシフトレジスタ４４へ送る。ここで、シフ
トレジスタ４４，４５はパラレル−イン／シリア
ル−アウト型のシフトレジスタである。また、量
子化部２０からの水平成分シーケンスH₂、垂直
成分シーケンスH₁、傾斜成分シーケンスH₃およ
び予測器３０からの予測誤差成分シーケンス
ΔH₀がシフトレジスタ４４へ入力されるように
なつており、シフトレジスタ４４からシフト出力
されるシフトデータはブロツクコードBCを記憶
しているシフトレジスタ４５に入力され、シフト
レジスタ４５の出力はシリアル−イン／パラレル
−アウト型のシフトレジスタ４８に入力される。
レジスタ４８は一定長のビツト数が入力されると
全体が並列に読み出され、バツフアメモリ４９に
一旦記憶された後、画像信号PDとして他の装置
へ伝送されたり、蓄積されるようになつている。
バツフアメモリ４９は実時間処理のときに入出力
間の時間軸の変動を吸収するための、つまり時間
軸を補正するためのものであり、必要に応じて付
加される。 このような構成において、２走査ラインの同時
読出し、または１走査ラインの読出しと１走査線
分の遅延とで読出された画素信号x₁〜x₄がアダマ
ール変換器１０に入力されると、これら画素信号
x₁〜x₄が周波数領域のシーケンスH₀a〜H₃aに変
換されて量子化部２０に入力される。そして、量
子化部２０の量子化部２１はシーケンスH₀aを１
ビツトだけ下位側にシフトし、量子化部２２はシ
ーケンスH₂aを２ビツトだけ下位側にシフトし、
同様に量子化器２３はシーケンスH₁aを２ビツト
だけ下位側にシフトし、量子化器２３はシーケン
スH₃aを３ビツトだけ下位側にシフトする。ここ
で、いずれも上位ビツト側からは正・負の符号が
シフトされてくる。このようにして得られたシー
ケンス量子化値H₀〜H₃のうち、H₁〜H₃を可変
長符号化回路４０の比較器４１に入力すると共
に、シフトレジスタ４４に入力する。そして、直
流成分シーケンスH₀は予測器３０に入力され、
この予測器３０で水平成分シーケンスH₂と共に
予測誤差シーケンスΔH₀を形成し、この予測誤
差シーケンスΔH₀を比較器４１に入力すると共
に、シフトレジスタ４４に入力する。ここに、比
較器４１はPLAでプログラミング構成されてお
り、入力されるシーケンス量子化値ΔH₀、H₁、
H₂、H₃の値に基づいて前述の表１に従つた組合
せ番号C₀〜C₃を判別し、組合せ番号C₀〜C₃のい
ずれか１つを２値信号たとえば“１”とする。た
とえば予測誤差シーケンスΔH₀が「１」で、他
のシーケンスH₁〜H₃がいずれも「０」の場合に
は、組合せ番号C₁のみが“１”となり、他の組
合せ番号C₀及びC₂、C₃はいずれも“０”となつ
ている。 こうして、比較器４１で判別された組合せ番号
C₀〜C₃がROM４２に入力されると、ROM４２
はこの組合せ番号C₀〜C₃の“１”をアドレス信
号として、該当アドレスに記憶されている符号長
データCLおよびブロツクコードBCを読出し、こ
の符号長データCLをカウンタ４３にセツトする
と共にブロツクコードBCをシフトレジスタ４５
にセツトする。したがつて、たとえば組合せ番号
C₂が判別されてROM４２に入力されると、
ROM４２から符号長「９」がカウンタ４３にセ
ツトされ、かつシフトレジスタ４５に「10」がセ
ツトされ、カウンタ４３のカウントダウンに対応
してシフトレジスタ４４および４５の内容をシフ
ト出力する。したがつて、シフトレジスタ４８に
は「10」以下９ビツトが入力されることになる。
また、比較器４１が組合せ番号C₀と判別した場
合には、カウンタ４３には符号長「２」がセツト
され、かつシフトレジスタ４５に「00」がセツト
されることになり、シフトレジスタ４８には
「00」だけが入力される。このようにしてシフト
レジスタ４８に直列に入力されたデータは、並列
に変換されてたとえば８ビツト単位でバツフアメ
モリ４９に記憶され、時間軸の補正を行なつた後
に画像信号PDとして出力される。かくして、第
４図及び第５図の回路によれば前述の表１に従つ
た画像信号の伝送又は蓄積を実現することができ
る。 なお、第４図の実施例ではアダマール変換器１
０の後段には説明上割算器１１〜１４を挿入して
「1/2」するようにしているが、量子化部２０で
「1/2」の演算を行なうようにするのが一般的であ
る。また、量子化器２１〜２４は量子化特性を画
像の空間周波数に応じて適応的に変化することな
く、固定的に考えるならば省略することができる
ことは容易に理解できる。さらに、アダマール変
換のブロツクサイズが本実施例のように小さいと
き、一般に高周波成分に相当する傾斜成分は画面
全体からみれば視覚的に殆んど劣化を与えないの
で、回路構成上第４図におけるH₃a、H₃を得る
回路は最初から省略しておくことも可能である。 この発明は上述のようにして得られた画像信号
PDを復号化する方式に関するものであり、可変
長符号化におけるデータ長を記憶しているメモリ
により、入力される画像信号PDのデータ長を計
数し、その計数値により入力される直列画像信号
を並列画像信号に変換して後に、符号化時の圧縮
に対応する量だけ伸張し、得られた各シーケンス
のうち予測誤差として伝送されて来たシーケンス
に対して線形予測の逆変換を行ない、その後にア
ダマール逆変換を行なつて再生画素信号を得るよ
うにしたものである。 第６図及び第７図は、この発明方式を実現する
ための回路構成例を示すものであり、前述の如く
して得られた画像信号PD又は一旦蓄積装置に蓄
積された後に出力される画像信号PDは、直列信
号としてシフトレジスタ５０および５１に順次入
力されてくる。シフトレジスタ５０および５１は
シリアル−イン／パラレル−アウト型のシフトレ
ジスタであり、ブロツクコードがシフトレジスタ
５１に入力されたとき、デコーダ５２によつてブ
ロツクコード「00」、「01」、「10」、「11」が解読さ
れ、ANDゲートＡ２〜Ａ５を介してブロツクコ
ード「00」のとき信号ａ、「01」のとき信号ｂ、
「10」のとき信号ｃ、「11」のとき信号ｄを出力す
る。信号ａ，ｂ，ｃ，ｄはアドレス信号として
ROM５４に入力され、ROM５４の指定アドレ
スから読出された符号長CLがカウンタ５５に入
力されると信号Ｐはセツト状態になり、カウンタ
５５はクロツクパルスCPによつてダウンカウン
トを開始し、カウンタ５５が０になつたとき信号
Ｐはリセツト状態になる。信号Ｐがセツト状態に
あるとき、シフトレジスタ５０からの出力信号は
ANDゲートA₁を介してシフトレジスタ５１に入
力され、信号Ｐがリセツト状態になつたとき
ROM５４はシフトレジスタ５１の内容をデコー
ドした信号ａ，ｂ，ｃ，ｄをアドレス信号として
入力するようになつている。 一方、シフトレジスタ５０の内容は並列に出力
されるように構成されており、シフトレジスタ５
０の内容はバツフアレジスタ５３内のレジスタ
BR₁，BR₂，BR₃の定められたビツト長にしたが
つて入力されるが、その条件は信号ａ，ｂ，ｄお
よび信号ＰがANDゲートA₆，A₇，A₈を介して
得られたゲート信号ｅ，ｆ，ｇの状態によつて決
まる。ゲート信号ｅ，ｆ，ｇによつてシフトレジ
スタ５０の内容がバツフアレジスタ５３に入力さ
れると、レジスタBR₁，BR₂，BR₃の内容はバツ
フアメモリ５６の所定アドレスに一旦記憶され、
同時にレジスタBR₁，BR₂，BR₃は０にクリアさ
れる。シフトレジスタ５１内にあるブロツクコー
ドに応じてゲート信号ｅ，ｆ，ｇが出力され、こ
のゲート信号ｅ，ｆ，ｇによつてシフトレジスタ
５０から出力される並列データのシーケンス
ΔH₀〜H₃はそれぞれバツフアメモリ５６に入力
され、バツフアメモリ５６からのシーケンス
ΔH₀〜H₃が伸張器６１〜６４で成る伸張部６０
の入力されるようになつており、伸張器６２で伸
張された水平成分のシーケンスH₂a、伸張器６３
で伸張された垂直成分のシーケンスH₁a、伸張器
６４で伸張された傾斜成分のシーケンスH₃aはそ
れぞれ後段のアダマール逆変換器８０に入力され
る。また、伸張器６１から出力される予測誤差成
分のシーケンスΔH₀′及び上記シーケンスH₂aは
それぞれ第７図に示すような予備器７０に入力さ
れ、予測誤差成分として伝送されて来た直流成分
シーケンスについての線形予測の逆変換を行な
い、得られた直流成分のシーケンスH₀aがアダマ
ール逆変換器８０に入力されるようになつてい
る。なお、伸張部６０を構成する伸張器６１〜６
４はそれぞれたとえばパラレルシフタで成つてお
り、前述した量子化器２１〜２４の圧縮と逆の関
係になつており、予測器７０を構成する伸張器７
１も同様なパラレルシフタで成つている。また、
予測器７０を構成する遅延回路７２及び７３はそ
れぞれ１ブロツク分だけ時間を遅延させるための
回路であり、第５図に示す予測器３０と逆の変換
を行なうようになつている。さらに、バツフアメ
モリ５６は入出力信号の時間軸の変動を吸収、つ
まり時間軸を補正する場合に必要とするものであ
り、アダマール逆変換器８０の割算器８１〜８４
は説明上のものであり伸張器６１〜６４に含ませ
るのが一般的である。ROM５２には、前述表１
で示したブロツクコード（“00”〜“11”）に対応
してデータ長（＝符号長−２）が記憶されてい
る。 このような構成において、各ブロツクラインの
最初の画像信号PDがシフトレジスタ５０に到達
したとき、初期信号INITがORゲートORを介し
てROM５４に入力される。このとき、ROM５
４からは所定の符号長、表１の例では「22」が符
号長CLとして読み出されてカウンタ５５に入力
されると信号Ｐがセツト状態になり、カウンタ５
５はクロツクパルスCPによつてダウンカウント
を開始し、同じクロツクパルスCPで画像信号PD
がシフトレジスタ５０に順次入力され、１ビツト
ずつシフトしながらシフトレジスタ５１に達す
る。カウンタ５５が０をカウントしたとき信号Ｐ
はリセツト状態になり、このときシフトレジスタ
５１にはブロツクコードが入つていることにな
り、したがつてそのブロツクコードがデコーダ５
２で解読され信号ａ，ｂ，ｃ，ｄおよびゲート信
号ｅ，ｆ，ｇを得る。ここで、ゲート信号ｅ，
ｆ，ｇの状態によつてシフトレジスタ５０の内容
が、バツフアレジスタ５３を介してバツフアメモ
リ５６に入力されると同時にバツフアレジスタ５
３は０にクリアされる。 また、信号ａ，ｂ，ｃ，ｄはROM５４に入力
され、該当符号長CLを読み出してカウンタ５５
に入力する。このように、以上の動作をくり返し
ながら可変長符号である画像信号を、固定長の画
像信号ΔH₀、H₁、H₂、H₃としてバツフアメモリ
５６に順次入力していくものである。 ここで、以上の動作を前述の表１のデータに対
応づけて説明すると、たとえば組合せ番号C₁，
C₀，C₃の画像信号PDが連続して入力される場合
には「01S」、「00」、
「11SxxxxxxSxxxxSxxxxSxx」のように画像信
号が伝送される。今、シフトレジスタ５１に
「01」がセツトされ、信号Ｐがリセツト状態に入
つたとする。このとき、デコーダ５２は信号ｂお
よびゲート信号ｅを出力する。このとき、シフト
レジスタ５０には「S0011Sxx…」が入つており、
したがつてゲート信号ｅによつてシフトレジスタ
５０の右端の「Ｓ」だけがレジスタBR₁にセツト
され、レジスタBR₁，BR₂，BR₃の内容全体がバ
ツフアメモリ５６に入力されると同時に、レジス
タBR₁〜BR₃は全て０にクリアされる。一方、信
号ｂによつてROM５４から符号長「３」が読み
出されてカウンタ５５にセツトされると、信号Ｐ
がセツト状態に入り、カウンタ５５はダウンカウ
ントを開始し、３ビツトをカウントすると信号Ｐ
を再びリセツト状態にする。このときシフトレジ
スタ５０および５１も３ビツトシフトしており、
シフトレジスタ５０には「11SxxxxxxSxx…」
が、シフトレジスタ５１には「00」が入つてい
る。したがつて、デコーダ５２からは信号ａが出
力され、ROM５４から符号長「２」が読み出さ
れカウンタに入る。このときゲート信号ｅ，ｆ，
ｇはいずれも出力されないので、レジスタBR₁，
BR₂，BR₃はいずれも前の状態、すなわち０も保
持したままになつており、この状態でバツフアメ
モリ５６に入力される。符号「２」がカウンタ５
５に入ると、再び信号Ｐはセツト状態に入り、カ
ウンタ５５が２ビツトをカウントすると信号Ｐは
リセツト状態になる。このときシフトレジスタ５
０には「SxxxxxxSxxxxSxxxxSxx」が、シフ
トレジスタ５１には「11」が入つている。したが
つて、デコーダ５２からは信号ｄが出力され、
ROM５４から符号長「22」が読み出されカウン
タ５５に入る。このときゲート信号ｅ，ｆ，ｇが
出力されるので、シフトレジスタ５０の内容は全
てバツフアレジスタ５３にセツトされる。 このようにして、シフトレジスタ５０からブロ
ツクコード毎に７ビツト、５ビツト、５ビツト、
３ビツトに配分されたシーケンスΔH₀、H₁、
H₂、H₃が並列に出力されるようになり、これら
シーケンスΔH₀〜H₃がバツフアメモリ５６に入
力されると同時に、バツフアレジスタ５３は全体
が０にクリアされる。そして、バツフアメモリ５
６に一旦記憶されたシーケンスΔH₀〜H₃はそれ
ぞれ伸張器６１〜６４に入力され、量子化器２１
〜２４と逆の関係、つまり伸張器６１はシーケン
スΔH₀を１ビツト、伸張器６２および６３はシ
ーケンスH₂およびH₁を２ビツト、伸張器６４は
シーケンスH₃を３ビツトそれぞれ上位ビツト側
へ同時にシフトする。この場合、値の正・負にか
かわらず、下位ビツト側から０を挿入するように
シフトされる。こうして、圧縮と逆の関係で伸張
されたシーケンスH₂a、H₁a、H₃aはそれぞれを
アダマール逆変換器８０に入力され、シーケンス
ΔH₀′はシーケンスH₂aと共に予測器７０に入力
され、線形予測と逆の変換が行なわれ、得られた
シーケンスH₀aアダマール逆変換器８０に入力す
る。アダマール逆変換器８０は入力された直流成
分シーケンスH₀a、水平成分シーケンスH₂a、垂
直成分シーケンスH₁a及び傾斜成分シーケンス
H₃aからアダマール逆変換を行ない、再生画像の
画素信号x₁〜x₄を得る。 なお、上述の実施例では直流成分のシーケンス
の線形予測を行なつた場合の例について述べてい
るが、垂直成分のシーケンスを線形予測した場合
にも同様に逆の線形予測を行なうことにより再生
画素信号を得ることができる。また、ブロツク２
×２の復号化について説明したが、ｍ（１，２）×
ｎ（≧２）を符号化した画像信号についても同様
に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を説明するための図、
第２図はこの発明に用いる線形予測方式を説明す
るための図、第３図はブロツクサイズとアダマー
ル変換の関係を説明するための図、第４図及び第
５図はこの発明の前提となる符号化方式を実施す
るための回路例を示すブロツク図、第６図及び第
７図はこの発明方式を適用した一実施を示す回路
構成図である。 １……画素、１０，８０……アダマール変換
器、３０，７０……予測器、３１，６１〜６４…
…伸張器、３２，３３，７２，７３……遅延回
路、４０……可変長符号化回路、４１……比較
器、４２，５４……ROM、４３，５５……カウ
ンタ、４４，４５，４８，５０，５１……シフト
レジスタ、４９，５６……バツフアメモリ、５３
……バツフアレジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画素群ｍ（１，２）×ｎ（≧２）で成る互いに
   隣接したブロツク群に分割された各ブロツクの画
   素に対して、アダマール変換を施した後に量子化
   を行ない、少なくとも直流成分を線形予測したシ
   ーケンス量子化値の組合せに対応して、ブロツク
   コード及びデータコードで成る可変長符号で与え
   た画像信号を復号する方式において、前記データ
   コードのデータ長を記憶しているメモリにより、
   前記ブロツクコード毎に入力される前記画像信号
   のデータ長を計数し、その計数値により前記入力
   される直列画像信号を並列画像信号に変換して予
   測誤差成分シーケンス、水平成分シーケンス、垂
   直成分シーケンス及び傾斜成分シーケンスを得、
   前記各シーケンスを前記可変長符号化時の圧縮に
   対応する量だけ伸長し、得られた伸長各シーケン
   スのうち前記予測誤差成分シーケンスに対して前
   記線形予測の逆変換を行ない、逆変換された予測
   誤差成分シーケンス及び前記伸長された水平成分
   シーケンス、垂直成分シーケンス、傾斜成分シー
   ケンスに対してアダマール逆変換を行なつて再生
   画素信号を得るようにしたことを特徴とする画像
   信号の復号化方式。