JPH09200774A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成で、予測精度の高い予測器
を選択でき、効率よく画像データを圧縮することができ
るようにする。 【解決手段】 予測器１ａ〜１ｃは注目画素の値をその
周辺画素の値に基づいて予測した後、予測誤差Ｄａ〜Ｄ
ｃを算出する。優先順位設定部５は、注目画素に対して
最小の予測誤差を与えた予測器を示す情報および直前画
素に対して用いた予測器を示す情報に基づいて、予測器
１ａ〜１ｃ毎に最適な予測器として選択された回数を計
数し、優先順位を設定する。マルチプレクサ６は優先順
位に基づいて１つの予測器を選択する。予測器情報ラッ
チ７は上記選択された予測器を示す情報をラッチし、マ
ルチプレクサ３で注目画素に対して用いる予測器を選択
するための情報を与える。この結果、マルチプレクサ３
では、過去の画素に対してより多く用いられた最適な予
測器に対応する予測誤差Ｄが符号化部８に送出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像データを効
率よく圧縮処理する画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像データを簡単な構成で効
率よく圧縮する方式の１つに予測符号化方式がある。こ
の予測符号化方式は、二値画像データに適用する場合、
注目画素の周辺画素データから求めた該注目画素の予測
値と、実際の注目画素の値とを比較し、予測が当たった
ビットを「０」にし、予測が外れたビットを「１」に置
き換えることで、「０」となったビットが連続して発生
する回数を稼ぎ、これをランレングス符号化すること
で、元の画像データ（二値）を直接ランレングス符号化
するのに比べ、符号化効率を向上させるものである。こ
の時、予め複数の予測器を備え、画像の状態に応じて予
測器を適応的に切り換えながら、注目画素の値を予測す
れば、さらに符号化効率を向上させることができる。

【０００３】上述した予測符号化方式は、二値画像デー
タに限定されるものではなく、多値画像の圧縮にも用い
ることができる。例えば、特開平３−２７３７６２号公
報には、複数の予測器を備え、符号化済みの画素で、予
測誤差の絶対値が最小となる予測器を注目画素に対する
予測器として使用する技術が開示されている。このよう
に、符号化済みの画素を用いて現在符号化しようとして
いる注目画素に対する予測器を決定する手法によれば、
符号化時に使用した予測器は復号した画素から決定でき
るので、予測器の選択履歴を符号データに重畳して残す
必要がない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、複数の予測器を適応的に切り換えていく予測符号
化方式では、できるだけ予測精度の高い予測器を選択し
ていくことが符号化効率を向上させる上で重要となる。
この点で見直してみると、従来の画像符号化装置および
その方法では、複数の予測器で同じ大きさの予測誤差が
得られた場合に、どの予測器を選択すればよいのかが明
確に開示されていない。複数の予測器に対して予め優先
順位を設定し、予測誤差が等しい場合には、優先順位に
従って選択する方法も考えられるが、画像によって画素
間の相関が変わることから予測器の優先順位も変える必
要がある。したがって、従来の画像符号化装置およびそ
の方法では、実際には、予測精度の高い予測器を選択す
ることができないという問題がある。

【０００５】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、比較的簡単な構成で、予測精度の高い予測器を
選択でき、効率よく画像データを圧縮することができる
画像符号化装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、入力された画像の
注目画素の値をその周辺画素の値から各々異なるパラメ
ータに基づいて予測する複数の予測手段と、前記複数の
予測手段によって予測された注目画素の値と該注目画素
の実際の値との差分である予測誤差を算出する予測誤差
算出手段と、動的に変化する所定の優先度に基づいて前
記複数の予測手段の中から１つの予測手段を選択する予
測選択手段と、前記予測選択手段により任意の予測手段
の選択状態に基づいて、前記複数の予測手段毎に前記優
先度を設定する優先度設定手段と、前記予測選択手段に
よって選択された予測手段によって予測された予測値に
基づいて前記注目画素の値を符号化する符号化手段とを
具備することを特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の画像符号化装置において、前記優先度設定手段
は、前記予測選択手段によって少なくとも２回以上連続
して選択された予測手段の優先度を高く設定することを
特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載の発明では、請求項１
記載の画像符号化装置において、前記優先度設定手段
は、前記予測選択手段によって同じ予測手段が連続して
選択されない回数に基づいて優先度を設定するととも
に、全ての予測手段に対する回数が所定回数に達した場
合に前記回数をリセットすることを特徴とする。

【０００９】また、請求項４記載の発明では、請求項１
記載の画像符号化装置において、前記優先度設定手段
は、前記予測選択手段によって同じ予測手段が連続して
選択されない回数に基づいて優先度を設定するととも
に、全ての予測手段に対する回数が所定回数に達した場
合に前記複数の予測手段に対する回数を等しい割合で減
ずることを特徴とする。

【００１０】また、請求項５記載の発明では、請求項１
記載の画像符号化装置において、前記優先度設定手段
は、前記予測選択手段によって同じ予測手段が連続して
選択されない回数に基づいて優先度を設定するととも
に、任意の１つの予測手段に対する回数が所定回数に達
した場合に前記複数の予測手段全てに対する回数を等し
い割合で減ずることを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、予測誤差算出手段は、
複数の予測手段において、各々異なるパラメータに基づ
いて予測された注目画素の値と該注目画素の実際の値と
の差分である予測誤差を算出する。予測選択手段は、優
先度設定手段によって設定された、動的に変化する所定
の優先度に基づいて複数の予測手段の中から１つの予測
手段を選択する。優先度設定手段は、予測選択手段によ
り任意の予測手段の選択状態に基づいて、前記複数の予
測手段毎に前記優先度を設定する。ゆえに、予測器に設
定される優先度は、符号化の度に更新される。符号化手
段は、予測選択手段によって選択された予測手段によっ
て予測された予測値に基づいて注目画素の値を符号化す
る。したがって、比較的簡単な構成で、予測精度の高い
予測器を選択することが可能となり効率よく画像データ
を圧縮することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施形態について説明する。 Ａ．実施形態の構成 Ａ−１．画像処理装置のブロック構成 図１は本発明の一実施形態による画像符号化装置の構成
を示すブロック図である。図において、予測器１ａ，１
ｂ，１ｃは、各々、異なる予測関数を有しており、入力
される画像データに対して、それぞれの予測関数を用い
て符号化すべき注目画素の画素信号Ｘに対する予測値Ｐ
ａ，Ｐｂ，Ｐｃを求めるとともに、注目画素値に対する
予測誤差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを算出し、予測誤差評価部２
ａ，２ｂ，２ｃおよびマルチプレクサ３に供給する。

【００１３】ここで、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、
各々、上述した予測器１ａ，１ｂ，１ｃによる予測値を
求める動作例を示す概念図である。予測器１ａは、図２
（ａ）に示すように、同一走査線上の直前画素ｘの画素
値Ｘを注目画素の予測値Ｐａとする。次に、予測器１ｂ
は、図２（ｂ）に示すように、直上走査線上の同じ位置
の画素ｙの画素値Ｙを注目画素の予測値Ｐｂとするもの
である。上記予測器１ａ，１ｂは、注目画素に隣接する
画素の値を予測値とするもので、多値画像および二値画
像の双方に使用することができる。また、予測器１ｃ
は、図２（ｃ）に示すように、注目画素に最も近接する
画素ｘの画素値Ｘおよび画素ｙの画素値Ｙの平均値を注
目画素の予測値Ｐｃとする。この場合は、予測器１ｃ
は、多値画像を想定した予測器となるが、参照画素ｘの
画素値Ｘと画素ｙの画素値Ｙの論理積（ＡＮＤ）を演算
することによって、注目画素の予測値Ｐｃを算出するよ
うにすれば、二値画像を想定した予測器として用いるこ
とができる。

【００１４】また、上述した予測器１ａ，１ｂ，１ｃに
おいて、二値画像データに対する予測誤差は、注目画素
値と予測値の排他的論理和演算により算出し、多値画像
データに対する予測誤差は、注目画素値と予測値との差
分演算により算出する。なお、本実施形態では、３つの
予測器を例に説明しているが、予測器の数はこれに限定
されるものでなく、一般に、Ｎ個の予測器を用いればよ
い。なお、多値画像データであっても、１画素当たり２
乃至４ビット程度の情報量になるように量子化された場
合には、対応するビット毎に排他的論理和演算を行うこ
とで、多値の予測誤差を算出するようにしてもよい。

【００１５】次に、図１に戻り、予測誤差評価部２ａ，
２ｂ，２ｃは、各々、上記予測器１ａ，１ｂ，１ｃに対
応付けて設けられた同一構成の演算器であり、対応する
予測器１ａ，１ｂ，１ｃからの予測誤差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄ
ｃの大きさを求め、予測誤差評価値Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃと
して最小予測誤差検出部４に供給する。予測誤差評価部
２ａ，２ｂ，２ｃの構成は、予測誤差の演算方法、すな
わち元の画像データが二値画像データであるか多値画像
データであるかによって異なる。例えば、二値画像デー
タの場合、すなわち、排他的論理和により予測誤差を算
出した場合には、予測誤差の大きさは、所定ビット毎に
まとめた複数の予測誤差の中に含まれる予測外れビット
（排他的論理和により「１」になっているビット）数の
合計数によって算出されることから、予測誤差評価部２
ａ，２ｂ，２ｃは、予測外れビット数を計数するカウン
タ回路から構成され、その出力である予測誤差評価値Ｅ
ａ，Ｅｂ，Ｅｃは、各々、予測誤差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの
計数値となる。これに対して、多値画像データの場合、
すなわち、差分により予測誤差を算出した場合には、予
測誤差の大きさは、予測誤差の絶対値を求めればよいの
で、予測誤差評価部２ａ，２ｂ，２ｃは、予測誤差の絶
対値を求める絶対値演算回路から構成され、その出力で
ある予測誤差評価値Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃは、各々、予測誤
差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの絶対値となる。

【００１６】次に、マルチプレクサ３は、後述する予測
器情報ラッチ７から出力される情報に従って、予測器１
ａ，１ｂ，１ｃの出力である３組の予測誤差Ｄａ，Ｄ
ｂ，Ｄｃの中から符号化すべき予測誤差を１つ選択して
最終的な予測誤差Ｄとして出力する。後述するように、
予測器情報ラッチ７の出力は、現在の符号化注目画素よ
り以前に符号化された画素において選択された最適な予
測器を示す情報であるので、マルチプレクサ３では、符
号化済みの画素において予測誤差が最小となった予測
器、すなわち現在の注目画素に対しても最適である可能
性の高い予測器による予測誤差を選択することになる。

【００１７】次に、最小予測誤差検出部４は、上記予測
器１ａ，１ｂ，１ｃで算出した、各々の予測誤差Ｄａ，
Ｄｂ，Ｄｃの大きさを示す３つの予測誤差評価値Ｅａ，
Ｅｂ，Ｅｃのうち、最小の予測誤差を与えた予測器に対
応するフラグビットを全てアサートして出力する。本実
施形態では、予測器１ａ，１ｂ，１ｃを備えているの
で、各予測器に対応する３ビットのフラグＦを出力す
る。予測誤差の大きさが等しい予測器が複数存在した場
合には、アサートされるフラグビットも複数存在するこ
とになる。例えば、予測器１ａと予測器１ｃとが共に最
小の予測誤差を与えた場合には、フラグＦは、「１，
０，１」となり、予測器１ｂと予測器１ｃが共に最小の
予測誤差を与えた場合には、フラグＦは「０，１，１」
となる。

【００１８】次に、優先順位決定部５は、マルチプレク
サ６の出力である現在の注目画素に対して選択された予
測器を示す選択情報、および予測器情報ラッチ７の出力
である、現在の注目画素より以前の符号化済みの画素に
対して選択された予測器を示す選択情報に基づいて、予
測器１ａ，１ｂ，１ｃのうち、次の注目画素に対してど
の予測器を優先的に選択すべきかを示す優先順位を決定
し、選択すべき予測器を示す選択順位情報Ｓを出力す
る。なお、上記予測器１ａ，１ｂ，１ｃのうち複数の予
測器が同一の優先順位となる場合には、その中からどの
予測器を優先的に選択すべきかを予め設定された固定優
先順位に従って決定する。該優先順位決定部５の詳細に
ついては後述する。

【００１９】次に、マルチプレクサ６は、上記優先順位
決定部５から与えられる優先順位情報Ｓに従って、上記
最小予測誤差検出部４が出力するフラグＦの各フラグビ
ットのうち、唯一アサートすべきビットを決定する。す
なわち、マルチプレクサ６が出力する３ビットの状態に
よって、予測器１ａ，１ｂ，１ｃの中から次の注目画素
に対して最終的に使用すべき１つの予測器が決定され
る。言い換えれば、マルチプレクサ６の出力は、予測器
１ａ，１ｂ，１ｃによって算出された予測誤差Ｄａ，Ｄ
ｂ，Ｄｃを評価した結果、最適な予測器がどれであるか
を示す情報となる。具体的には、例えば、優先順位決定
部５により予測器１ａが選択された場合には、その出力
は、「１，０，０」となり、優先順位決定部５により予
測器１ｂが選択された場合には、「０，１，０」、優先
順位決定部５により予測器１ｃが選択された場合には、
「０，０，１」となる。また、マルチプレクサ６には、
優先順位情報の他に、符号化処理開始時にどの予測器を
用いるかを示す初期予測器選択情報が供給されており、
符号化開始時には、該初期予測器選択情報によって所定
の予測器が選択される。

【００２０】予測器情報ラッチ７は、マルチプレクサ６
の出力を一時記憶する３ビットのラッチ回路であり、マ
ルチプレクサ６から供給されるデータ（現在の注目画素
に対して選択した予測器を示す情報）をラッチするとと
もに、マルチプレクサ３および優先順位決定部５に供給
する。したがって、予測器情報ラッチ７の出力は、現
在、符号化しようとしている注目画素より以前の符号化
済みの画素に対して選択された（最適であった）予測器
がどれであったかを示している。例えば、１画素毎に画
像データを入力し、入力画像データに対して予測値を求
めるようにした場合には、予測器情報ラッチ７の出力
は、現在符号化しようとしている注目画素の直前画素
で、予測誤差が最小となった予測器を示すようになって
いる。また、二値画像データを複数画素をまとめてグル
ープ化して予測を行った場合には、現在符号化しようと
している注目画素を含むグループの直前のグループに対
して予測誤差が最小となった予測器を示すようになって
いる。

【００２１】符号化部８は、ハフマン符号やランレング
ス符号、算術符号等の符号化方式により、マルチプレク
サ３が出力する注目画素に対する予測誤差Ｄ（Ｄａ，Ｄ
ｂ，Ｄｃのいずれか）を符号化する。

【００２２】このように、本実施形態と従来技術との差
は、優先順位決定部５を設け、優先順位決定部５によっ
て、予測誤差の大きさに予測器毎の予測精度を加味し、
注目画素を符号化するための最適な予測器を、複数の予
測器の中から過去の選択情報に基づいて選択するように
したところにある。以下、該優先順位決定部の構成につ
いて説明する。

【００２３】Ａ−２．優先順位決定部の構成 図３は、本実施形態による画像符号化装置の優先順位決
定部の一構成例を示すブロック図である。図において、
Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒは、各々、予測器１ａ，１ｂ，
１ｃに対応するマルチプレクサ６の出力である。また、
Ｓａｐ，Ｓｂｐ，Ｓｃｐは、各々、予測器１ａ，１ｂ，
１ｃに対する予測器情報ラッチ７の出力、すなわち、現
在、符号化しようとしている注目画素より以前の符号化
済みの画素に対して最適であった予測器を示す情報であ
る。

【００２４】前述したように、マルチプレクサ６の出力
は、現在の注目画素において、予測器１ａ，１ｂ，１ｃ
によって算出された予測誤差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃのうち、
最小の予測誤差を与える予測器を示す情報である。ま
た、予測器情報ラッチ７の出力は、現在の注目画素に対
してどの予測器を選択するかを示す情報であると同時
に、直前画素において予測誤差が最小となった予測器を
示す情報である。

【００２５】ＡＮＤゲート１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、
各々、マルチプレクサ６の出力Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒ
と予測器情報ラッチ７の出力Ｓａｐ，Ｓｂｐ，Ｓｃｐと
の論理積を演算し、演算結果をカウンタ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃに供給する。すなわち、各ＡＮＤゲート１１
ａ，１１ｂ，１１ｃでは、入力される双方のビットが
「１」である場合にのみ「１」を出力する。双方のビッ
トが「１」であるということは、現在選択されている予
測器が直前画素においても最小の予測誤差を与えた予測
器であったことを示している。すなわち、ＡＮＤゲート
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの出力は、現在の注目画素のた
めに選択した予測器（予測器情報ラッチ７の出力）が直
前画素においても最小の予測誤差を与えた予測器（マル
チプレクサ６の出力）であるかどうかを示す情報とな
り、双方が一致し、対応するＡＮＤゲートの出力が
「１」となった場合には、現在の注目画素に対して最適
な予測器を選択したことになる。

【００２６】カウンタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、ＡＮ
Ｄゲート１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各々に対応して設け
られており、各ＡＮＤゲート１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
出力が「１」となった回数を計数し、それぞれ計数値Ｓ
ＵＭａ，ＳＵＭｂ，ＳＵＭｃとして比較器１３に供給す
る。したがって、カウンタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃにお
ける計数値ＳＵＭａ，ＳＵＭｂ，ＳＵＭｃは、使用する
予測器として選択した回数を予測器１ａ，１ｂ，１ｃ毎
に示していることになり、計数値が大きいほど、対応す
る予測器が最適な予測器として選択された回数が多く、
予測精度が高いと言える。言い換えると、現在の注目画
素に対して最小の予測誤差を与えた予測器と注目画素よ
り以前の符号化済み画素に対する予測器とが一致しない
場合には、対応するカウンタの計数値は増加しないこと
になる。

【００２７】比較器１３は、予測器毎に対応して設けら
れたカウンタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの計数値ＳＵＭ
ａ，ＳＵＭｂ，ＳＵＭｃを比較し、計数値の小さい方か
ら順に高くなるように、各予測器１ａ，１ｂ，１ｃの優
先順位を設定する。上記計数値ＳＵＭａ，ＳＵＭｂ，Ｓ
ＵＭｃが一致している場合には、予め設定されている固
定優先順位に従って優先順位を決定し、一致したうちの
いずれか１つを次の画素に対する予測器とすればよい。

【００２８】Ｂ．実施形態の動作 次に、本実施形態の動作を説明する。まず、入力される
画像データは、画素（またはグループ）単位で、異なる
予測関数を有する予測器１ａ〜１ｃによって、注目画素
の画素信号Ｘに対する予測値Ｐａ〜Ｐｃが算出された
後、注目画素値に対する予測誤差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃが算
出される。マルチプレクサ３では、予測器情報ラッチ７
から出力される情報、すなわち、現在の符号化注目画素
より以前に符号化された画素において選択された最適な
予測器を示す情報に従って、上記予測誤差Ｄａ〜Ｄｃの
いずれかを選択し、符号化すべき予測誤差Ｄとして符号
化部８に供給する。符号化部８では、所定の符号化方式
により、マルチプレクサ３が出力する予測誤差Ｄを符号
化する。

【００２９】一方、上記予測誤差Ｄａ〜Ｄｃは、予測誤
差評価部２ａ〜２ｃによって、その大きさが求められ、
予測誤差評価値Ｅａ〜Ｅｃとして最小予測誤差検出部４
に供給される。最小予測誤差検出部４では、各予測誤差
Ｄａ〜Ｄｃの大きさを示す３つの予測誤差評価値Ｅａ〜
Ｅｃのうち、最小の予測誤差を与えた予測器に対応する
フラグビットを全てアサートして出力する。このとき、
マルチプレクサ６には、優先順位決定部５から直前画素
に対して選択された予測器を示す優先順位情報Ｓが供給
されている。したがって、マルチプレクサ６では、該優
先順位情報Ｓに従って、上記最小予測誤差検出部４が出
力するフラグＦの各フラグビットのうち、どのフラグビ
ットをアサートすべきかが決定される。

【００３０】優先順位決定部５では、マルチプレクサ６
の出力、すなわち現在の注目画素に対して最小の予測誤
差を与える予測器を示す情報と予測器情報ラッチ７から
出力される直前画素に対して用いた最適な予測器を示す
情報とに基づいて、予測器１ａ〜１ｃのうち次の注目画
素に対してどの予測器を優先的に選択すべきかを示す優
先順位を決定し、選択すべき予測器を示す選択順位情報
Ｓを出力する。

【００３１】具体的には、優先順位決定部５では、ま
ず、マルチプレクサ６の出力Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒと
予測器情報ラッチ７の出力Ｓａｐ，Ｓｂｐ，Ｓｃｐとの
論理積がＡＮＤゲート１１ａ〜１１ｃによって演算され
る。次いで、カウンタ１２ａ〜１２ｃによって、各ＡＮ
Ｄゲート１１ａ〜１１ｃの出力が「１」となった回数が
計数され、それぞれ計数値ＳＵＭａ，ＳＵＭｂ，ＳＵＭ
ｃとして比較器１３に供給される。したがって、カウン
タ１２ａ〜１２ｃにおける計数値ＳＵＭａ，ＳＵＭｂ，
ＳＵＭｃは、最適な予測器として選択された回数を予測
器１ａ〜１ｃ毎に示していることになり、計数値が大き
いほど、予測精度が高いと言える。また、該計数値は、
直前画素に対して選択した予測器と現在の注目画素で最
小の予測誤差を与える予測器が一致した場合にのみカウ
ントアップされる。比較器１３では、カウンタ１２ａ〜
１２ｃの計数値ＳＵＭａ，ＳＵＭｂ，ＳＵＭｃを比較
し、計数値の小さい方から順に高くなるように、各予測
器１ａ〜１ｃに対する優先順位情報Ｓを設定する。上述
したように、計数値が大きいということは、最適な予測
器として選択された回数が多く、予測精度の高い予測器
として選択されたことを示している。したがって、予測
器情報ラッチ７では、直前画素に対して選択した、その
時点で最適な予測器を示す情報となり、マルチプレクサ
３からは、該最適な予測器で算出された予測誤差が最終
的に符号化される予測誤差Ｄとして出力されることにな
る。

【００３２】このように、本実施形態では、優先順位設
定部５において、直前画素に対して選択した予測器（そ
の時点で最適な予測器）が現在の注目画素に対して最小
の予測誤差を与える予測器と同一である場合、その予測
器に対する優先順位が高くなるように設定し、該動的に
変化する優先順位に従って、次の画素を符号化する際に
用いる予測器を決定するようにしたので、比較的簡単な
構成で、予測精度の高い予測器を選択することができ、
画質劣化を最小限に抑えながら効率よく画像データを圧
縮することができる。

【００３３】Ｃ．本実施形態の変形例 Ｃ−１．第１変形例 （ａ）第１変形例による優先順位決定部５およびマルチ
プレクサ６の構成 次に、上述した優先順位決定部５とマルチプレクサ６と
を同一ブロックにまとめた変形例について図４を参照し
て説明する。なお、図３に対応する部分には同一の符号
を付けて説明を省略する。図において、ＡＮＤゲート１
４ａ，１４ｂ，１４ｃは、各々、図３において優先順位
決定部５を構成していたカウンタ１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ各々の計数値と最小予測誤差検出部４の出力である予
測器１ａ，１ｂ，１ｃ毎に対応したビットを有するフラ
グＦ（各ビットをＦａ，Ｆｂ，Ｆｃと表す）との論理積
を演算し、演算結果を比較器１５に供給する。このと
き、最小予測誤差検出器４で最小値を与えると判定され
た予測器のフラグビットはアサートされているので、当
該予測器に対応するカウンタの計数値は、対応するＡＮ
Ｄゲートを介してそのまま比較器１５に供給される。こ
れに対して、最小予測誤差検出部４で最小値を与えない
と判定された予測器のフラグビットはネゲートのままで
あるので、当該予測器に対応するカウンタの計数値は、
対応するＡＮＤゲートを通過しないので、比較器１５に
は「０」が供給される。

【００３４】比較器１５は、各予測器１ａ，１ｂ，１ｃ
に対応するカウンタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの計数値の
最大値を決定し、最大値である入力に対応した出力ビッ
トのみをアサートする。したがって、最小予測誤差検出
部４の出力である３ビットのフラグＦの中から唯一アサ
ートすべきビットを、過去により多く選択された情報に
従って、言い換えると、予測精度に関連した優先順位に
従って決定することになる。

【００３５】（ｂ）第１変形例による優先順位決定部５
およびマルチプレクサ６の動作 上述した第２変形例による優先順位決定部５によれば、
ＡＮＤゲート１１ａ〜１１ｃによって、比較器１５の出
力である信号Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒと、予測器情報ラ
ッチ７の出力である信号Ｓａｐ，Ｓｂｐ，Ｓｃｐとの論
理積が演算される。したがって、ＡＮＤゲート１１ａ〜
１１ｃの出力は、前述したように、直前画素に対して最
小の予測誤差を与えた予測器が現在の注目画素に対して
も最小の予測誤差を与えた予測器であることを示すこと
になる。したがって、カウンタ１２ａ〜１２ｃでは、直
前画素において予測誤差が最小であった予測器が現在の
注目画素に対しても最適な予測器であった回数が計数さ
れる。

【００３６】ＡＮＤゲート１４ａ〜１４ｃでは、最小予
測誤差検出器４からのフラグＦのフラグビットＦａ〜Ｆ
ｃに従って、各カウンタ１２ａ〜１２ｃの計数値を通過
させる。すなわち、最小値を与えると判定された予測器
に対応するカウンタの計数値は、対応するＡＮＤゲート
を介してそのまま比較器１５に供給される一方、最小値
を与えないと判定された予測器に対応するカウンタの計
数値は、対応するＡＮＤゲートを通過しないので、比較
器１５には「０」が供給される。

【００３７】比較器１５では、各予測器１ａ〜１ｃに対
応するカウンタ１２ａ〜１２ｃの計数値の最大値を決定
し、最大値である入力に対応した出力ビットのみをアサ
ートし、最終的な予測誤差Ｄを選択するためのマルチプ
レクサ３に供給する。この結果、注目画素に対して最適
な予測器で算出された予測誤差が符号化されるべき予測
誤差Ｄとして符号化部８に供給される。

【００３８】このように、本第２変形例では、上述した
優先順位決定部５とマルチプレクサ６とを同一ブロック
にまとめたので、回路構成を簡略化できる。

【００３９】Ｃ−２．第２変形例 ところで、図３に示すように、選択した予測器が最適で
あった回数を予測器毎に計数し、その計数値から予測精
度を推定する場合、最適な予測器が選択され続ける限
り、その回数を計数する必要があるので、カウンタ１２
ａ，１２ｂ，１２ｃは大規模なカウンタ回路で構成しな
ければならなくなる。使用する予測器の数が多ければ、
それだけ大規模なカウンタ回路の数も増やさなければな
らない。

【００４０】本実施形態のように、直前画素で予測誤差
が最小となった予測器を注目画素の予測器として使用す
る場合、予測器を切り換えた直後も、引き続きその予測
器が選択される回数、すなわち、当該予測器が少なくと
も２回以上連続して選択される回数が多いほど、当該予
測器の予測精度が高いと考えられる。以下では、カウン
タ回路の規模を大きくしないために、連続して選択され
る回数に基づいて優先順位を決定する方式について説明
する。

【００４１】（ａ）第２変形例による優先順位決定部５
の構成 図５は、上述したように、予測器を切り換えた直後、引
き続き同一の予測器が選択された回数を検出し、各予測
器の優先順位を決定する優先順位決定部５の構成を示す
回路図である。図において、Ｄ型フリップフロップ２１
ａ，２１ｂ，２１ｃおよびＡＮＤ回路２２ａ，２２ｂ，
２２ｃは、Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒの立ち上がり微分信
号を生成する。また、Ｄ型フリップフロップ２３ａ，２
３ｂ，２３ｃは、上記立ち上がり微分信号を１サンプル
クロック分遅延させ、信号Ｓａｐ’，Ｓｂｐ’，Ｓｃ
ｐ’として出力する。すなわち、本第２変形例では、予
測器情報ラッチ７の出力Ｓａｐ，Ｓｂｐ，Ｓｃｐの代わ
りに、Ｄ型フリップフロップ２３ａ，２３ｂ，２３ｃで
１サンプルクロック分遅延させた信号Ｓａｐ’，Ｓｂ
ｐ’，Ｓｃｐ’を用いている。ＡＮＤ回路２４ａ，２４
ｂ．２４ｃは、各々、信号ＳａｒとＳａｐ’、Ｓｂｒと
Ｓｂｐ’、ＳｃｒとＳｃｐ’との論理積を演算し、その
演算結果をカウンタ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに供給す
る。

【００４２】カウンタ２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、上記
ＡＮＤ回路２４ａ，２４ｂ，２４ｃの出力が「１」とな
る回数を計数し、後述する制御部２７から供給される制
御信号ＣＳ１に従って、計数値をシフトレジスタ２６
ａ，２６ｂ，２６ｃおよび比較器２８に供給する。シフ
トレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、後述する制御部
２７から供給される制御信号ＣＳ１に従って、カウンタ
２５ａ，２５ｂ，２５ｃが出力する各計数値を取り込ん
だ後、所定ビット数（＝ｍ）だけ左シフトし、その結果
を制御部２７から供給される上記制御信号ＣＳ１によ
り、カウンタ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに再供給する。

【００４３】制御部２７は、カウンタ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃのいずれかでキャリーが発生したことを検出し、
その時点で、カウンタ２５ａ，２５ｂ，２５ｃそれぞれ
の計数値を次段のシフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６
ｃに取り込ませる。

【００４４】（ｂ）第２変形例による優先順位決定部５
の動作 上述した第２変形例による優先順位決定部５によれば、
Ｄ型フリップフロップ２１ａ〜２１ｃおよびＡＮＤ回路
２２ａ〜２２ｃによって、Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒの立
ち上がり微分信号を生成した後、該立ち上がり微分信号
を、さらに、１サンプルクロック周期の時間、Ｄ型フリ
ップフロップ２３ａ〜２３ｃによって遅延させ、信号Ｓ
ａｐ’，Ｓｂｐ’，Ｓｃｐ’を生成する。次に、ＡＮＤ
回路２４ａ〜２４ｃによって、上記信号Ｓａｒ，Ｓｂ
ｒ，Ｓｃｒと上記信号Ｓａｐ’，Ｓｂｐ’，Ｓｃｐ’の
論理積を演算する。この結果、ＡＮＤ回路２４ａ〜２４
ｃの出力は、直前画素で最小の予測画素を与えた予測器
が現在の注目画素に対しても最小の予測誤差を与えた予
測器であることを示すことになる。したがって、カウン
タ２５ａ〜２５ｃでは、直前画素において予測誤差が最
小であった予測器が現在の注目画素に対しても、最適な
予測器であった回数が計数される。

【００４５】そして、カウンタ２５ａ〜２５ｃのいずれ
かでキャリーが生じると、制御部２７によって、上記キ
ャリーが検出され、制御信号ＣＳ１がカウンタ２５ａ〜
２５ｃおよびシフトレジスタ２６ａ〜２６ｃに供給され
る。シフトレジスタ２６ａ〜２６ｃは、制御信号ＣＳ１
が供給されると、上記カウンタ２５ａ〜２５ｃによる計
数値を取り込み、所定ビット数（＝ｍ）だけ左シフトす
る。その後、シフトされた計数値は、カウンタ２５ａ〜
２５ｃに再ロードされる。

【００４６】このように、任意のカウンタでキャリーが
生じると、他のカウンタ２５ａ〜２５ｃの計数値ととも
に、１／２m分減じることができる。したがって、カウ
ンタ２５ａ〜２５ｃのビット数を大きくすることなく、
小規模な回路構成で、複数個の予測器の中から注目画素
に最適な予測器をその都度選択することができる。

【００４７】比較器２８では、各予測器１ａ〜１ｃに対
応するカウンタ２５ａ〜２５ｃの計数値の最大値を決定
し、最大値である入力に対応した出力ビットのみをアサ
ートし、最終的な予測誤差Ｄを選択するためのマルチプ
レクサ３に供給する。この結果、注目画素に対して最適
な予測器で算出された予測誤差が符号化されるべき予測
誤差Ｄとして符号化部８に供給される。

【００４８】このように、本第２変形例では、予測器を
切り換えた直後も、引き続きその予測器が選択される回
数、すなわち、当該予測器が少なくとも２回以上連続し
て選択される回数に基づいて優先順位を決定するため
に、カウンタ２５ａ〜２５ｃのいずれかでフルカウント
になってキャリーが生じると、上記カウンタ２５ａ〜２
５ｃによる計数値を、所定ビット数（＝ｍ）だけ左シフ
トし、１／２m分減じるようにしたので、カウンタ２５
ａ〜２５ｃのビット数を大きくすることなく、小規模な
回路構成で実現できる。

【００４９】なお、図５に示す構成では、カウンタ２５
ａ〜２５ｃによる計数値を除算することにより小さな値
とすることで、カウンタ２５ａ〜２５ｃを少ないビット
数で構成可能としたが、任意のカウンタでキャリー発生
を検出した時点でのカウンタ最小計数値を求め、その値
を全てのカウンタから減じた値を、カウンタ２５ａ〜２
５ｃに再ロードして、次回のカウンタ初期値としてもよ
い。

【００５０】Ｃ−３．第３変形例 上述した実施形態では、任意の予測器の予測精度を当該
予測器が連続して選択される回数により評価していた
が、本第３変形例では、符号化済みの画素に対して最小
の予測誤差を与えた予測器が現在の注目画素に対して
は、最適な予測器ではなかった回数を計数し、その計数
値が多い予測器ほどその優先順位を下げるようにしても
よい。以下では、最適な予測器ではなかった回数を計数
し、その計数値が多い予測器ほどその優先順位を下げる
方式について説明する。

【００５１】（ａ）第３変形例による優先順位決定部５
の構成 図６は、上述したように、最適な予測器ではなかった回
数を計数し、その計数値に基づいて優先順位を決定する
優先順位決定部５の構成を示す回路図である。図におい
て、Ｄ型フリップフロップ３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよ
びＮＡＮＤ回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、マルチプレ
クサ６からの信号Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒの立ち上がり
微分信号を生成する。また、Ｄ型フリップフロップ３３
ａ，３３ｂ，３３ｃは、上記立ち上がり微分信号を１サ
ンプルクロック分遅延させ、信号Ｓａｐ’，Ｓｂｐ’，
Ｓｃｐ’として出力する。ＮＯＲ回路３４ａ，３４ｂ，
３４ｃは、各々、信号ＳａｒとＳａｐ’、ＳｂｒとＳｂ
ｐ’、ＳｃｒとＳｃｐ’との負論理積を演算し、その演
算結果をカウンタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃに供給する。
したがって、ＮＯＲ回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力
は、双方の信号が「０」となった場合、すなわち、直前
画素に対して最小の予測誤差を与え、現在の着目画素で
は最小の予測誤差を与えなかった予測器であった場合に
「１」となる。

【００５２】カウンタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、各
々、ＮＯＲ回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力が「１」
となる回数を計数し、該計数値を比較器３７に供給する
とともに、計数値がフルカウント状態になると、カウン
ト動作を停止し、ＮＡＮＤ回路３６にキャリーを供給す
る。このように、カウンタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、
フルカウントとになると、カウント動作を停止するの
で、全てのカウンタにおける計数値は、フルカウントに
なると、それ以降は予測器の優先順位が動的に変更でき
なくなる。そこで、全てのカウンタ３５ａ，３５ｂ，３
５ｃの計数値がフルカウントになった時点で、各カウン
タのキャリーの負論理出力の負論理積を演算するＮＡＮ
Ｄ回路３６を設ける。ＮＡＮＤ回路３６は、各カウンタ
３５ａ，３５ｂ，３５ｃが出力するキャリーの負論理積
を演算することで、フルカウントになったことを検出
し、上記演算結果によってカウンタ３５ａ，３５ｂ，３
５ｃをリセットするようになっている。この結果、カウ
ンタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、再度、ＮＯＲ回路３４
ａ，３４ｂ，３４ｃが出力する「１」を計数できるよう
になる。

【００５３】次に、比較器３７は、上述した実施形態お
よび変形例とは異なり、計数値が大きいカウンタに対応
する予測器ほど優先順位が低くなるように設定するよう
になっている。すなわち、カウンタにおける計数値が大
きいほど、該カウンタに対応する予測器による予測誤差
が最小（最適）ではなかったことを示しているためであ
る。

【００５４】（ｂ）第３変形例による優先順位決定部５
の動作 上述した第３変形例による優先順位決定部５によれば、
Ｄ型フリップフロップ３１ａ〜３１ｃおよびＮＡＮＤ回
路３２ａ〜３２ｃによって、Ｓａｒ，Ｓｂｒ，Ｓｃｒの
立ち上がり微分信号を生成した後、該立ち上がり微分信
号を、さらに、１サンプルクロック周期Ｄ型フリップフ
ロップ３３ａ〜３３ｃによって遅延させ、信号Ｓａ
ｐ’，Ｓｂｐ’，Ｓｃｐ’を生成する。次に、ＮＯＲ回
路３４ａ〜３４ｃによって、上記信号Ｓａｒ，Ｓｂｒ，
Ｓｃｒと上記信号Ｓａｐ’，Ｓｂｐ’，Ｓｃｐ’の負論
理積を演算する。この結果、ＮＯＲ回路３４ａ〜３４ｃ
の出力は、直前画素において最小の予測誤差を与えたに
も拘らず、現在の注目画素で最小の予測誤差を与えなか
ったことを示すことになる。したがって、カウンタ３５
ａ〜３５ｃでは、直前画素において予測誤差が最小であ
った予測器が現在の注目画素に対しては、最適な予測器
でなかった回数が計数される。

【００５５】そして、カウンタ３５ａ〜３５ｃのいずれ
かがフルカウントとなり、キャリーが生じると、該当カ
ウンタでは計数動作が停止する。このとき、ＮＡＮＤ回
路３６では、上記キャリーが全て発生したことを検出す
るので、カウンタ３５ａ〜３５ｃがリセットされ、カウ
ンタ３５ａ〜３５ｃの計数動作が再開される。

【００５６】比較器３７では、計数値が大きいカウンタ
に対応する予測器ほど低くなるように優先順位を設定す
る。すなわち、比較器３７では、各予測器１ａ，１ｂ，
１ｃに対応するカウンタ３５ａ〜３５ｃの計数値の最小
値を決定し、最小値である入力に対応した出力ビットの
みをアサートし、最終的な予測誤差Ｄを選択するための
マルチプレクサ３に供給する。この結果、注目画素に対
して最適な予測器で算出された予測誤差が符号化される
べき予測誤差Ｄとして符号化部８に供給される。

【００５７】このように、本第３変形例では、符号化済
みの画素に対して最小の予測誤差を与えた予測器が現在
の注目画素に対しては、最適な予測器ではなかった回数
を計数し、その計数値が多い予測器ほどその優先順位を
下げることで、各予測器の優先順位を決定するようにし
たので、優先順位決定部５をより簡単な回路構成で実現
できるとともに、予測精度の高い予測器を動的に選択す
ることができ、効率よく画像データを圧縮することがで
きる。

【００５８】なお、上述した第３変形例において、全て
の計数値がフルカウントになった時点以降は、予め設定
された固定優先順位で予測器の優先順位を決定してもよ
い。また、計数値がフルカウントになったカウンタに対
応する予測器をそれ以降で使用しないようにしてもよ
い。

【００５９】また、上述した第３変形例において、予測
外れ回数を計数することで、複数の予測器の間の優先順
位を設定する場合であっても、図５に示す方式を用い
て、任意のカウンタでキャリーが発生したことを検出
し、その時点で、カウンタ３５ａ〜３５ｃの各々の出力
をシフト手段によって等しく減じ、それを次回のカウン
タ初期値とするように構成してもよい。

【００６０】また、上述した実施形態および第１ないし
第３変形例において、各部はソフトウエアによるプログ
ラムで実現されてもよいことは言うまでもない。

【００６１】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、各々異なるパラメータに基づいて、複数の予測手段
により予測された注目画素の値と該注目画素の実際の値
との差分である予測誤差を、予測誤差算出手段によって
算出し、次いで、予測選択手段によって、所定の優先度
に基づいて、複数の予測手段の中から１つの予測手段を
選択し、符号化手段によって、予測選択手段が選択した
予測手段により予測された予測値に基づいて注目画素の
値を符号化する際に、優先度設定手段によって、上記予
測選択手段が同じ予測手段を連続して選択する回数に関
連した情報に基づいて、予測手段毎に、次に使用すべき
予測器を決める優先度を設定するようにしたので、比較
的簡単な構成で、予測精度の高い予測器を選択でき、効
率よく画像データを圧縮することができるという利点が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による画像符号化装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 本実施形態による画像符号化装置の予測器に
よる予測値を求める動作例を示す概念図である。

【図３】 本実施形態による画像符号化装置の優先順位
決定部の一構成例を示すブロック図である。

【図４】 本実施形態の第１変形例による優先順位決定
部およびマルチプレクサの構成を示す回路図である。

【図５】 本実施形態の第２変形例による優先順位決定
部の構成を示す回路図である。

【図６】 本実施形態の第３変形例による優先順位決定
部の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ 予測器（複数の予測手段、予測誤差
算出手段） ２ａ，２ｂ，２ｃ 予測誤差評価部 ３ マルチプレクサ ４ 最小予測誤差検出部（予測選択手段） ５ 優先順位決定部（優先度設定手段） ６ マルチプレクサ（予測選択手段） ７ 予測器情報ラッチ ８ 符号化部（符号化手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像の注目画素の値をその周
   辺画素の値から各々異なるパラメータに基づいて予測す
   る複数の予測手段と、 前記複数の予測手段によって予測された注目画素の値と
   該注目画素の実際の値との差分である予測誤差を算出す
   る予測誤差算出手段と、 動的に変化する所定の優先度に基づいて前記複数の予測
   手段の中から１つの予測手段を選択する予測選択手段
   と、 前記予測選択手段により任意の予測手段の選択状態に基
   づいて、前記複数の予測手段毎に前記優先度を設定する
   優先度設定手段と、 前記予測選択手段によって選択された予測手段によって
   予測された予測値に基づいて前記注目画素の値を符号化
   する符号化手段とを具備することを特徴とする画像符号
   化装置。
2. 【請求項２】 前記優先度設定手段は、前記予測選択手
   段によって少なくとも２回以上連続して選択された予測
   手段の優先度を高く設定することを特徴とする請求項１
   記載の画像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記優先度設定手段は、前記予測選択手
   段によって同じ予測手段が連続して選択されない回数に
   基づいて優先度を設定するとともに、全ての予測手段に
   対する回数が所定回数に達した場合に前記回数をリセッ
   トすることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装
   置。
4. 【請求項４】 前記優先度設定手段は、前記予測選択手
   段によって同じ予測手段が連続して選択されない回数に
   基づいて優先度を設定するとともに、全ての予測手段に
   対する回数が所定回数に達した場合に前記複数の予測手
   段に対する回数を等しい割合で減ずることを特徴とする
   請求項１記載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 前記優先度設定手段は、前記予測選択手
   段によって同じ予測手段が連続して選択されない回数に
   基づいて優先度を設定するとともに、任意の１つの予測
   手段に対する回数が所定回数に達した場合に前記複数の
   予測手段全てに対する回数を等しい割合で減ずることを
   特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。