JPS58117743A - 復号化装置 - Google Patents

復号化装置

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JPS58117743A
JPS58117743A JP57000730A JP73082A JPS58117743A JP S58117743 A JPS58117743 A JP S58117743A JP 57000730 A JP57000730 A JP 57000730A JP 73082 A JP73082 A JP 73082A JP S58117743 A JPS58117743 A JP S58117743A
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典生 鈴木
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Nippon Electric Co Ltd
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    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/02Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
    • H04B14/04Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation

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  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

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】 本発明はT V (’1’el evis 1on)信
号等の画像信号を予−変換して求めた信号を不等長復号
化する復号化装置に関する。
gii像信号を帯域圧縮符号化する場合、 1Tiil
信号のビット数が多くなればそれだけ演、算精匿が増し
ハードウェアーが複雑になシ処J!時間も増加する。
ガえばDrCM符号器で加算処理を行なわせる場合、4
ビツト2人力でキャリー付きの加算器がICとして市販
されているがこれを用すると8ビツトの加算ならばIC
2ケですむが9〜12ビツトの加算ならば3りのICが
必要でめり、したがって処理時間も長くなる。lJPC
M復号器でも同様のことが生じる。
符号化しようとするl1kI嵩に対してずでに符号化ず
みの近傍のいくつかのiI!li素を参照して符号化を
行なうのに参照画素の信号筐の状態から符号化しようと
する信号f[が何番目に生じやすい状態であるかを符号
化する予測纏位符号化におめて、 PK(J M (P
rogrmable Read 0xsly Armo
ry) (1;用いて[W!的に変換テーブルを作成す
る場合は入力信号のビット数が1ビツト増加するととK
)’ it(JMC)アドレスは(参照画素数+1)ビ
ット分増加させる必要がある。そして復号化の場合も同
様のことが生じる。
以上のように高品質な画像信号の符号化伝送して再生し
ようとすればl橡本値当りの画像信号のビット数を増加
させる必要があるためノ葛−ドウェアーが増大し、ま九
広い信号帯域を得るためには標本化周波数を^くする必
要があるため高速の論m素子を用いてハードウェアーを
簿成しなければならない等の欠点がらりた。
本発明の目的は簡単な構成でl1iii像信号を復号化
できる符号化装置を提供することKある。
本発明の復号化装置はディジタルの#71啄信号を上位
ビットからなる信号と下位ビットからなる信し 号に分は両者を別々に符号化、多重化した信号と受信し
て一旦蓄えるバッファーメモリーと、前記多重化信号を
バッファーメモリーから順次読み出して上位ビットと下
位と・ツ)K対応する符号に分離し各々を復号化する手
段と、前記復号化された上位ビットの@号と下位ビット
の信号と全合成し元のディジタルの画像信号を出力する
手段とを儂えた復号化i!置よシ構成される。
本発明の復号化装置によればディジタルの画像信号の上
位のビットからなる信号は予−変換して符号化し、下位
のビットからなる信号は緻子化して符号化し両者を多重
化して送られた信号を受信して復号化を行なうため、予
測逆変換の手段で処理される1411本値当シのビット
数は全部のビットを千両変換及び予測逆変換する場合に
比して少なくてすみ復号化装置が簡単に@成できる。
実際KTV信号について7ビツトおよび8ピッ−1−1
−4 トのlt&で予媚関数P(z)−Qji  +t  −
031(標本化周波数f−扛サブキャリアの約3倍に設
定)を用いた予測符号化による千両変換を行なってエン
トロピーを測定したところ一般的な画鍮に対しては予測
誤差エントロピーfi8ビット精度で4〜5ビツト/p
alの電となシ、7ビツトの精度では8ビツトの精度の
場合より約0.95ビツト/pal少ない値となった。
すなわち、8ビツトの信号ピッ)/pelだけ大きい、
これは8ビツトの[11のIji像の情報量に対して約
1xの大きさである。
ビット精度を更に9,10と増やした場合には。
ビット111度1klビツト増すごとに予#I誤差エン
トロピーはほぼ1ピツ)/pelの割合で増加する。
したがってディジタルの画像信号を符号化するのに全部
のビットを予測符号化するのではなく上位のビットから
なる信号は予測符号化し下位のピッ人力のピッ)111
1度が増えれdそれだゆ演算N度も増加してハードウェ
アーは増加し、したがって千纒復号器のハードウェアも
増加する。一方上位の木琴liO場合線、入力信号のビ
ット釉度を増やし九分だけ下位のビットを増やすように
すれば下位のビットが増えても量子化器は簡単にS成で
きるためハードウェアーが簡単になり、したがって予測
復号器も簡単になる。ガえば10ビツトの画像信号を符
号化、復号化するの[10ビツトを予測て符号化、復号
化するように構成すればハードウェアーは簡単にな9符
号化能率の劣化もす1とんどないことがわかる。
以上のことより本発明の復号化装置を用いればハードウ
ェアーt−簡率化することができる。
以下本発明についてPgJ面を用いて詳細に説明する。
lliIl図は本発明のIIlの夷總丙の構成を示すブ
ロック図である0本夾施丙に訃いては千両変換と予測逆
変換の手段として情報保存符号化の一種であるノンリカ
ーシブタイプの予−符号器と予醐復号器を用いている。
アナログの画像信号はA/l)変換器1で標本化周波&
 f、 、同えはサブキャリアf1@のほぼ3倍の値、
で標本化されディジタルの信号、丙えば2の補数で表わ
した8ビツトのPCM信号X(Xs〜X。
08ビツトでX、がMSBである。入に変換され符号化
!m&2の分配器5へ供給される0分配器5では8ビツ
トの信号の中のM b k3 (Most 81gn1
 f i −cant Bit)から6ビツト(上位ビ
ットの信号)をすなわち4〜入のビット【予測符号器6
へ供給し、 Lb B (Least 81gn1fi
cant Bit)から2ビツト(下位ビットの信号)
をすなわち為と入02ビットを量子化器7へ供給する。
予測符号器6では予−変換が行なわれ出力に予all職
差信号を得る。量子化器7でFi制−回路からの制御信
号、すなわちモード信号に応じて選択された量子化%性
で量子化を行なって出力する6量子化器7で得られ九緻
子化器出力信号と予測符号器6で得られ九予−娯差信号
は符号変換8へ供給され制御−路10からのモード信号
に応じて各々を不等長符号あるいは等長符号を用いて符
号化し、多重化して出力する。同期信号等の復号化に必
要な情報も符号化して多ム1ヒされる。符号変換器8か
ら出力される多重化gi号Of’f1重量は符号化装置
12へ入力されるm像信号に依存して時々刻々変化する
ため、多重化信号はバッファーメモリー9へ供給され一
旦平滑され、伝送路の伝送速度に合せて送夕出される。
バクファーメモリー9ではバッファーメモリーに蓄えら
れるrfI@蓄積tt求めて制御回路10へ供給する。
i!141−回路10では情報蓄積量を監視して制御用
のモード信号を発生しバッファーメモリーがオーバーフ
ローあるいはアンダーフローを生じないようにする。
以上が符号化装[2の動作説明である。
復号化装riitsでは多重化信号を受信しバッファー
メモ!J−11に一旦蓄えられる。符号逆変換器12は
バッファーメモリー11から多重化gI(!jt−願次
読み出し、予測誤差信号と量子化器出力に対応する符号
[fJ−離し、各々を逆変換して予11i1誤差信号と
緻子化器出力信号を出力する。予測誤差信号は予−復号
器13へ、1′子化滲出力信号は合成器14へ供給され
る。予−復号器13では予−誤差信号よシ予m復号化が
行なわれ出力に復号信号を優る。予測復号器13の出力
に得られる復号信号は予測符号器6忙入力された上位6
ビツトの画g11@号(Xs〜Xs)に対応する復号信
号であシ、本実總丙では情報保存符号化を行なって員る
ため復号信号は子指符号器6への入力信号に一致する。
復号信号は合成器14へ送られ、予測復号器からの6ビ
ツトの復号信号の下位に、標本化時刻が対応するように
して符号逆変換器12からの鰍子化器出力信号の2ビツ
トが付は加えられ8ビツトの復号信号が得られる。合成
器14で得られた復号信号はD/AH換器4へ供給され
てアナログの画像信号に変換される。
以上が木琴−の復号化w&[3の動作説明である。
纂2図は1IllFjAの予測符号器6および予測復号
器13の具体的な列を示す囚である。予測符号器6はノ
ンリカーシブタイプで纏成されており情報保存の符号化
が行なわれる。したがりて減算器16ではモジ、10−
演算を行なうことができる。予測符号−6では入〜入の
6ビツトの入力信号すなわち上位ビット信号から予測器
15で得られた予測信号が減算され減算1SF16の出
力に6ビツトの予られる予測信号とが加算され加算器1
7の出力に復号信号を得る。
第3図は第2図の予測器15の具体的な回路列を示す図
である0本回路列ではfs#3faeの場合にNT8C
カラーTV信号を能率良く予測できる予測関数P(Z)
として次式で示されるものを用いてしる。
P(Z)=0.5Z  +z  −0,52−’(1) 23および24/Ii係数0.5の乗鼻器、19,20
゜21および22/fi標本化クロックで動作するシフ
トレジスターで入力信号をl像型化クロック周期の入の
ビットすなわちLSBflとする)に量子化する機能を
有し、予測信号を四捨五入して整数の子l111信号を
出力する。すなわちレジスターで整数に重子化されて出
力される。予#j!18も予Ji[15と同様に@成さ
れる。
第4図は第1図のに子化器7の具体的な回路例を示す図
である。瀘子化器Lfi入と為の2ビツトからなる下位
ビット信号の入力信号Xx、にビット打切りによる量子
化を加えて出力する。制御回路lOからのモード信号y
は量子化切換信号発生器28に送られ皺子化切換信号Q
 s tおよびQaz t−出力する。Q’s#i−理
積回路30に、Q、Mtは論理検回路29に供給される
。モード信号Mの籠によってQStおよびQSIは「0
」又は「1」の値をとJI QSIおよびQstが「0
」の場合はX、および為のビットが打切られθビット精
度の信号が出力される@QS2のみが「1」の場合はX
、のみが出力さ2′L1ビット椙度の信号となり、QS
Iおよびq8諺が「l」の場合はXlおよびX2が出力
され2ビツトf111にの信号のままである。
鵡5図(A)、(B)は画一回路10の制御特性の具体
的な肉を示す図である。第5図(A)は正規化したl権
蓄積IBとモード信号Mとの関係を示す、tms−路l
Oではノ(ツ7アーメモリー9から供給される情報蓄積
量を監視し、過尚な時間間隔で判定を行なってaiis
図(A)で示す特性に従がってモード信号Mft出力す
る。モード、信号Mは0から4までの1fEtとり量子
化器7に供給して量子化4I性の切換制御を行なう、量
子化器7は1丙としてモード信号Mが0かlの時は2ピ
ット精度に、モード信号Mが2の時は1ビット精度に、
モード信号Mが3か4の時は0ピツ)fl&に入力信号
を量子化して呂カする%性を有する。この簸子化特性を
、と規化した消報蓄槓緻Bと量子化器7の量子化出力の
ピッ)ffKQLとの関係に表わしなおすと第5図CB
)のようになる。
次に符号変換器8について詳しく説明する。符号変換器
7は64個の不等長の符号語Aiからなる符号人と64
1−の等長の符号語Biからなる符号Bを有し予測符号
器6から送られてくる予測誤差信号Eを符号化する。モ
ード1号Mが1から3までの場合は符号Aを用すて予測
誤差信号Eを符号語A i K変換し、モード信号Mが
0かまたは4の場合は符号B全相いて予測誤差信号Eを
符号語BiにR#1する。一方量子化器7から供給され
る2ピツ)0鰍子化器出力信号Q((、&、(4の2ビ
ツトでq、がMSL)はモード信号が0かlの場合は2
ビツト(Qt −Qt )が符号としてそのまま出力す
ることによって符号化が行なわれ、そして予測誤差信号
に、(変換した符号語(ムitたはBi)に付は加えら
れて多重化さルる。同様にモード信号か20場合は上の
1ビツト(Qt)が付は脚先られ、モード信号が3か4
の場合は何も付は加えられない、これをまとめると表1
0嫌になる。
表   1 モード信号MがOの時のE 、 Qt−変換して多重化
した8ビツトの等長符号はバッファーメモリーがアンダ
ーフローモードの場合に用いられ、モード信号Mが4の
時の6ビツトの等長符号はバッファーメモリーがオーバ
ーフローモードの場合に用いられる。ここでは伝Δ路の
ビットレートは6ビツト/−素よジ少し大さいビットレ
ートO直であるとしている。
符号逆叢炙詣12は表1に示す変換特注の逆変換特注を
舊し多重化された符号を逆変換して予測誤差信号Eお工
ひ献子化器出力信号qを再生するが、量子比器田刀消号
Qに2いて符号化されて米ないビットは0の詠を補!り
て慎号消号を得ることにする。
なお表IK示すに候を行なうのにモード信号が0および
1(D−合につbてのEおよびQの信号倉入力して多嵐
化符号を出力する変換テーブルかわれ/I′!、、モー
ド信号が2から4の一合には出力符号の上位の分動なビ
ット畝だけを伝送するよ5Km成することもできる。
1116−は本発明の第2の実施的の構成を示すプルツ
ク脂である1本夾論NFCおいては予調変換の手段とし
て均一量子化と非均−量子化の2つの量子化%性を有す
るリカーシブタイプの千両符号4を用i、オーバーフロ
ーモード時にはDPCM符号化、岡えば5ビツトのDP
CM符号化が行なえるように構成したものである。均−
量子化%性および予緬信号の積置が入力信号の′#度と
一致する場合VCはリカーシブタイプのI)PCAi符
号器はノンリカーシプタイグの符号器に等価変換できる
したがって本実施ガはfalの実施的にDi−’CM符
号器を別に付は加え、オーバーフローモードの場合には
DPCM符号器で符号化を行なうようKした構成となっ
ている。
31は符号化vtkで、32は本発明の復号化装置であ
る。参照数字5,7,9.11および14は第1図の参
照数字の部分と同じ機能を有し同様の動作を行1に5゜ ム/i)変換器でティジタル化された8ピツ)PCMo
ij謔信号は傘肯肴0前号化装置1i131の分配器5
へ供給され上位6ビツトが千両符号a33へ下位2ビツ
トが量子化器7へ供給される。予測符号器33は1il
i#回路35からの制御用のモード信号に応じて符号化
%注、列えば量子化特注を切換えて予測符号化を行なっ
て千両誤差信号を出方し符号変換器34へ供給する。量
子化器7では下位2ビツトの信号が市υ御回路35から
のモードぽ号によって選択された量子化特注によって量
子化が行なわれ仁の量子化器出方信号が符号変換器34
へ供給される。を子化器出方信号と千両誤差Z号は符号
変換器34で制御回路からのモード信号に応じて各々符
号化全行なって多重化しさらにモード信号も符号化され
て付は加えられバッファーメモリー9へ供給され一且干
渭された凌云送路を送シ出される。制御回路35はバッ
ファーメモリー9に蓄えられる多重化信号の情報蓄積1
を監視してお9迩轟な時間間隔で判定を行なって劇画用
のモード信号を出力する。
以上が符号化装置31の動作!#Jでろる。
復号化装置132では多重化信号分受信してバッファー
メモリー11に一旦蓄えられる。符号逆変換器ではバッ
ファーメモIJ −11から多重化信号を鵬次読み出し
予爾誤差信号と量子化器出力に対応する符号に分離し各
々を逆変換して子細誤差信号と量子化器出力信号および
モード信号を出力する。予−誤差信号とモード信号は予
測復号器37へ、量子化器出力信号は合成器14へ供給
される。
予−復号器ではモード信号に従メって予lll1娯差信
号から予aO1号化が行なわれぬ力に6ビツトの復号信
号を得る。これは8ビツトの画鯨信号の上位6ビツトの
iJf号に対する復号信号であシ、この復@僅号は合成
器14へ送られ、予dlii復号器37から06ビツト
の復号信号に標本化時刻が対応するようにして符号逆変
換器36からの2ビツトの再生され友鰍子化4田方信号
が付は加えられ8ビツトの復号信号が得られる。以上が
本発明の復号化装置132の制作aQ−である。
s7図はIs6図の子線符号器33と予測復号器37の
具体的な列を示す図でるる、予測符号器33/Iiリカ
ーシブタイプの1)PCM符号器で構成されている。i
t子化器39は6ピツ)1’11にの均一量子化%性と
、5ビツトの非均−盪子化特注の2ai類を有し制御回
路35からの制御信号に従〆りて量子化特注の切換えが
行なわれる。5ビツトの非均−臓子化では最小の臓子化
ステップ巾を6ビツト精度となるように量子1ヒ特注を
設計できるため5ビツト椙変の均−量子化に比して5ビ
ット非均−量子化の方が視覚的にすぐれた後号直号を得
ることができる。
予測器41および43の具体的な回路列としては第3図
に示す予測器15を用いる。
第8図(A)〜(C)は副1111回路35の劇画特性
の具体的な列を示す図である。耐海回路35はバッファ
ーメモリー9からの情報蓄檎鉦を正規化した(f[%す
なわち正規化情1N蓄槍置Bから適当な時I!!間隔で
、向えば1水平走査ごとに判定を行なってモード信号M
を出方する。モードM号の3c換%性の1ガを第81W
(A)に示す。正規化した情@f/jkBが0〜lの闇
で変る時モード信号Mは0〜5までO!I数厘をとる。
蓋子化i!li!i略7ではモード信号MKよって選択
された量子化特性に従lりて量子化が行なわれる。モー
ド信号Mが0と1の時は量子化の精度QLは2ビツトが
選ばれ、モード信号Mが2の時は量子化の精度QLは1
ビツトが選ばれ、モード信号Mが3.4お:び5の時は
量子化の精[Qijはθビットが選ばれる。そして2ビ
ツトの入力信号は選択されたビット精KQLに量子化さ
れて出力される。これを正規化したtη報蓄積量Bと量
子化の精度QLとのIA係を示すと第8図(B)K示す
特性となる。
予測符号器33の量子化器39ではモード信号Mが0か
ら3の場合は6ビツトnt度の均−量子化特性Q、が選
択され、モード信号Mが4または5の場合Fi5ビット
の非均−置子化*aQsが選択される。これを正規化し
た情報蓄積illと量子化器39で選択される量子化%
性Q)iとの関係で表わすと嬉8図(C)に示す特性と
なる。
次に符号変換器34について許しく説明する。
符号変換器34は64個の不等長の符号語Aiからなる
符号Aと641!+の6ビツトーi!1;長の符号器l
siからなる符号Bと、32mの不等長の符号語Ciか
らなる符号Cと、32mの5ビツト等長の符号11Di
からなる符号りとを有し、予測符号器33から送られて
くる予−誤差信号E1に符号化する。モード信号Mが0
0m合は符号Bを用いて、モード信号Mが1から3の場
合は符号Ai用いてモード信号Mが4の一合は符号Cを
用いて、モード信号Mが5の場合は符号りを用いて符号
化する。
一方量子化感7から供給される2ビツトの量子化器出力
信号Q (Qt = Qtの2ビツトで(、がM8B)
は有効なビットたけを出力する方法によって符号化され
、りこの場合は−の各ビットの信号はそのまま符号とし
て用いているり予$II誤差信号Eを変換した符号語に
付は加えられて多重化される。
モード信号Mが0か1の一合はQz 、Qtの2ビツト
が、モード1言gmが2の一台は’−j2の1ビツトが
各々符号として付は加えられる。しかしモード信号Mが
3から5の場合は何も付は加えられない。
これらをまとめると表2の様になる。
表   2 バッファーメモリーがアンダーフローモートノ場合はモ
ード信号Mが0となシ8ビット等長符号化が行なわれる
。オーバーフローモードの場合はモード信号鮎は5とな
り5ビツト等長符号化が行なわれる。
ここでは伝送W&oビットレートは5ビツト/画素より
少し大きいビットレートの値であるとしてなお符号しは
別にもり&′jなく符号A(]用いるこ化した信号を適
当なブロック、向えば1水平走査区間のサンプル数ごと
に゛まとめてから交互に多重化してバッファーメモリー
に送るようにしてもよい。
符号逆変換器36は衣2に示す変換特注の逆変換%注を
有し多重化されたE、Qの変換符号を逆変換して予測誤
差信号Eおよび量子化器出力信号Qを再生する。鉦子f
ζ益出力信号Qにおいて送られて来ないビットは0の姐
を禍なう。
信号発生器28でモード信号から量子化切換M号を発生
して鷺子化特注の切換を行なう構成になっているが、量
子1ヒ切換信号発生!a28を劃−回路に含める制酸に
することもできる。この場合は磁子化切換信号が制御信
号としてに子化!i?7へ送られる。第6区においても
同様のことがいえる。
以上の説明から明らか)1ように本発明の復号化装置を
用いれば千両復号器が少ないビート数で構成できるので
復号化装置が簡単になる。
なお本発明の第1及び第2の実J*91においては予測
符号器はノンリカーシブタイプおよびリカーシブタイプ
のDPCM符号器の場合について示しL書 たがこれに限定されるこ、n<、他の方法、列えば予−
準位符号化でも良い、この場合、予醐順泣に表わす信号
が予M1誤差gi号に相当する。また符号変換器は不等
長符号化を行なう場合について示したがランレングス符
号化等を用いてもより。
【図面の簡単な説明】
4111図は本発明の第1の実m91の構成を示ナプモ
ック図、I!2図は予爾符号器6および予測復号!)1
30具体的な岡を示す図%第3図は予測器15の具体的
な回路内を示す図%第4図は紘子比Wh7の具体的な回
路内を示す図、第5図はibi制御回路IQF)制御特
性の十鍔を示す図、第6図は本発―のJII2の夾庸列
の構成を示すブロック図2M7―は予11符4d331
?jひ千両復−31437(08体す丙を示す図である
。 lはA/D変換器、2は符号化装置、3は復号化装置、
4は1)/A変侠器、5は分配器、6および33は千両
符号器b7*27&よび39は駄子化器、8および34
は符号変換器、9および11はバッファーメモ!J−%
10および35は制御回路、12および36は符号逆変
良器、13および算器、17,26.40および42は
加X器、19゜20.21および22はシフトレジスタ
ー、23および24は乗3N器、28Fi蓋子化切換信
号発生器。 29および30は1理積回路である。 第Z霞 垢4(2) V 男5に Ol 、8

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ディジタルのlii像信号を上位ビットからなる信号と
    下位ビットからなる信号に分は両者を別々に符号化し、
    多重化した信号を受信して一旦蓄えるバッファーメモリ
    ーと、#I紀多重化信号をバッファーメモリーから願次
    絖み出して上位ビットと下位ビットに対応する符号に分
    離し各々を復号化する手段と、str記復号化された上
    位ビットの信号と下位ビットの信号とを合成し元のディ
    ジタルの画像信号を出力する手段とを備え少ない規模の
    装置でms信号を復号化できるようKしたことを特徴と
    する復号化fe置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50127504A (ja) * 1974-03-27 1975-10-07
JPS5372408A (en) * 1976-12-09 1978-06-27 Toshiba Corp Signal transimtter

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