JPS6165574A - 画像信号符号化方式 - Google Patents

画像信号符号化方式

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JPS6165574A
JPS6165574A JP59187670A JP18767084A JPS6165574A JP S6165574 A JPS6165574 A JP S6165574A JP 59187670 A JP59187670 A JP 59187670A JP 18767084 A JP18767084 A JP 18767084A JP S6165574 A JPS6165574 A JP S6165574A
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JP
Japan
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JP59187670A
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English (en)
Inventor
Shigeru Yoshida
茂 吉田
Yoshiyuki Okada
佳之 岡田
Toru Sato
透 佐藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

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  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多値画像信号データ圧縮方式に係り、特に予測
符号化方式を用いたとき、予測誤差を高能率で符号化す
る方式に関する。
〔従来の技術〕
多値画像のデータ圧縮方式として、予測符号化方式があ
る。この方式は、符号化画素Xと所定の位置関係にある
既に入力済みの画像信号S(以下このSを参照画素信号
と呼ぶ)に基づいて、現在入力中の画像信号Xを予測し
、その予測信号Xと上記画像信号Xとの誤差信号eを符
号化するものである。従来よく知られているD P C
M (Differential Pu1se Cod
e Modulation)方式では、予測信号XをS
の線形結合として求める。例えば、Sとして第4図に示
すa、b、cの3画素を用いたとき、線形予測では予測
信号Xは、 X=kl  alに2  blに3  cで求める。
ここでkl 、に2 +  k3は係数であり、その大
きさが各参照画素のXに対する相関の強さを示す。
予測誤差信号eは、 e=X−X で求める。
予測誤差信号eの発生確率P (elは第5図に示すよ
うに、予測誤差e=0周辺の小さな値に集中する性質が
あるので、第6図に示す如く、e=0周辺の、発生しや
すい予測誤差はど短い符号を割り当てる。こうすること
により、効率良くデータ圧縮が行われる このDPCM方式に対して、更に高能率の圧縮を行うた
め、特開昭57−150278.特開昭56−2487
7の方式が提案されている。
前者の方式は、Sによってeの発生確率分布が変化する
ことを利用して圧縮比を高めようとするものである。こ
れは例えば、Sによるeの通学確率が90%以上のSを
Sa  (添字のGはGOOD状態を示す)、同90%
未満のSをS、(添字のBはBAD状態を示す)とする
と、S、、SBに対応する予測誤差eの発生確率P (
elsc)、P (elsB)が第7図fan、 fb
lのようになることから、SC。
SBの予測誤差に対して、第8図(al、 (blに示
す各予測誤差分布に適応する如く、符号表を2通り用意
して符号化を行う。なお第6図及び第8図(a)。
(b)におけるL(e)、  LG (81,t、、 
[elは、いずれも符号長を示す。
第9図のブロック図にこの方式を実施するための圧縮回
路の一例を示し、以下同図によりその動作を説明する。
ここで画像信号はO〜15の16値(ビット/画素)と
する。画像信号は4ビット×(β+2)ワードのシフト
レジスタ10に入力される。ここでβは1ライン当りの
画素数であり、シフトレジスタ10には(6+2)画素
骨の画像信号が蓄えられ、このうちから参照画素a、b
、cが予測器11とモード信号発生器12に入力される
。予測器11は予測信号量を出力する。これとシフトレ
ジスタ10の符号化信号Xから減算器3により、予測誤
差信号eが得られる。この予測誤差信号eは、前述の予
測道中率の高いときのGOODモード符号表と、予測適
中率の低いときのBADモード符号表に入力され、予測
誤差に対応する符号が出力される。一方、モード信号発
生器12は、予測状態がGOODモードであるか、BA
Dモードであるかを指定する1ビットの信号Mを出力し
、この符号を選択する。選択された符号はパラレル・シ
リアル変換器17に入力され、ここで一連の圧縮符号に
直されて出力される。
この方式は、可変長符号を用いて符号化を行うので、装
置化は比較的容易になる。しかも、予測状態に合わせて
符号を選択するのでDPCM符号化よりは大きい圧縮比
が得られる。しかし、1画素の階調を1つの可変長符号
で符号化するので、取り得る圧縮比が符号化方法によっ
て制約されるという欠点がある。例えば、画像信号が1
6値(4ビット/画素)のときは圧縮比は4以上には取
れない。
これに対し後者の方式は、上記符号化方式による制約を
なくすため予測誤差をRL符号化している。この方式で
は、更に圧縮比を高めるため、非線形予測を用いている
。第10図にこの方式を実施するためのデータ圧縮回路
の一例をプ0.7り図で示し、以下同図によりその動作
を説明する。
10はシフトレジスタであり前記第9図におけるシフト
レジスタ10と同様の働きをする。この方式では、参照
画素信号a、b、cと符号化画素信号Xより、順位発生
器21を用いて、予測誤差としてa、b、cの状態下で
のXの出やすさの順位を得る。
順位発生器21は、a、b、cの総ての組合せについて
、何枚かの画像を用いてXの出やすさの順序を求めて作
成してお(。順位発生器21から出力された4ビット(
第1〜第16順位)からなる順位信号の各ビットeQ、
el 、e2.e3は、シフトレジスタ22にセットさ
れる。ここでeQが順位の最下位ビット(LSB)、8
3が最上位ビット(MSB)である。
モード信号発生回路23は、参照画素信号a、b。
Cと順位信号を構成するeo、el 、e2.e3ビッ
トを入力して、順位信号の各ビットが0になる確率が高
い(GOODモード)か、0になる確率が低い(BAD
モード)かを示すモード信号を出力し、シフトレジスタ
24にセットする。ここで、MO。
Ml、M2 、M3はモート′信号の各ビットであり、
それぞれが、順位の各ビットe。+  el+82+e
3(7)モードを示す。次にシフトレジスタ22.24
をシフトし、24のシリアル出力がGOODモードなら
デマルチプレクサ25をGOODモードRL符号器26
の方に切り換える。またシフトレジスタ24のシリアル
出力がBADモードなら、デマルチプレクサ25をBA
DモードRL符号器27の方へ切り換える。
こうすることで、順位の各ビットは6000モードと 
BADモードに分けて、そのRLがカウントされ符号化
される。次にRL符号は、復元時に使用される順に出力
順序制御回路29で出力する順序を並べ換えてマルチプ
レクサ28により選択して出力される。
この方式では、GOODモードのRLが長く取れるため
、理論上の上限に近い圧縮比が得られるという利点があ
る。しかし、この方式はRLをカウントしなければなら
ず、しかも各モートのRL分布を考慮したRL符号器が
2つ必要なこと、可変長となったRL符号の出力順序の
制御が必要なことなど、論理が複雑でハードウェアも大
きくなるという欠点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の如〈従来の予測誤差符号化方式は、圧t1d比を
充分大きく取れないか、圧縮比を大きく取ろうとすると
、出力順序の制御を行うための論理が複雑でハードウェ
アも大きくなるという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解消し、簡単な符号化で圧縮比が
比較的大きく取れる能率的な画像信号符号化方式を提供
することを目的とする。
この目的は本発明において、予測誤差の順位がGOOD
モードにおいて、第1順位の発生確率が特に高(なり、
しかもこの第1順位が連続して出現する性質を利用し、
順位信号を所定の複数個単位にブロック化して、 (1)1ブロツク内の順位が総て第1順位のときは、そ
のブロックを識別符号“0° 1ビットで符号化し、 (2)■ブロック内に第1順位以外が含まれるときは、
識別符号“1′ と、次にブロック内の順位m個をGO
ODモードと BAロモードとに共通な順位の可変長符
号で符号化するようにしたことにより、達成される。
〔作用〕
本発明においては、予測誤差の順位をGOODモー)’
トBADモードに分け、GOODモードについて順位を
複数個ずつまとめて符号化し、且つ一つのブロック内に
第1順位以外の順位が含まれるときのみフラグビットを
付し、第1順位のみからなる場合には1ビットで符号化
し、 BADモードについては1画素ごとにフラグビッ
トを付すことなしに予測誤差を符号化するようにしたこ
とで、簡単な符号化で圧縮比が比較的大きく取れること
となる。
〔実施例〕
第1図は本発明に係る画像信号符号化方式を実施するた
めのデータ圧縮回路の一例を示すブロック図で、以下本
発明の一実施例を同図を参照して説明する。
第1図において、シフトレジスタlO5順位発生器21
.モード信号発生器12は従来と同様である。
ただしモード信号発生器12は、Sの組合せに基づいて
、第1順位の予測誤差の出現確率が高いときをGOOD
モードとし、第1順位の出現確率が低いときをBADモ
ードとして、これを指示する信号Mを出力する。次に順
位信号eはデマルチプレクサ30により、GOODモー
ドのときはシフトレジスタ31の側に入力され、BAD
モードのときはFIFOメモリ33に書き込まれる。こ
こで、本実施例ではGOODモードの順位信号を4個ご
とにブロック化する例を説明する。
シフトレジスタ31の構成は、(順位信号のビット数)
×(フロック化の単位数)とすることが必要で、本実施
例においては順位信号を4個ごとにブロック化するので
、4ビット×4ワード構成とする。
上記の動作を繰り返して、シフトレジスタ31に符号化
すべき順位信号が4個分蓄えられると、検出器32は、
これらの順位が総て第1順位であるか否かを検出する。
もし、順位が総て第1順位であれば、マルチプレクサ3
8を切り換えて、識別符号“0” 1ビットを出力する
。もし、シフトレジスタ31に蓄えられた1ブロツクの
順位信号中に第1順位以外のものがあれば、マルチプレ
クサ38を切り換えて識別符号′1゛ 1ビットを出力
し、これに続けてシフトレジスタ31を1つシフトし、
マルチプレクサ34を介して、順位を符号表36に人力
し対応する符号を出力させる。符号表36は、例えば第
2図に示すように、各順位に対して符号が割り付けられ
ている。符号表36から出力された上記順位に対応する
符号は、パラレル・シリアル変換器37によって、一連
の圧縮符号としてマルチプレクサ38を通して出力され
る。
GOODモードの4個分の順位は、符号表36からの符
号を出力するこの操作を4回繰り返して符号化される。
一方、BADモードの順位は、出力順序制御回路35に
より、復元時に使用される順序を考慮して符号化される
。これは、例えば第3図に示すようにして行われる。
同図中、○卵内の数字は符号化して出力する順序を示す
。GOODモードの順位は411?jずつまとめて符号
化するため、■のブロックのように、GOODモードの
ブロックの最初の順位がBADモードの順位より先−出
現すれば、■のブロックが出力された後に、 BADモ
ードの順位が■、■、■と順に出力される。このように
、GOODモード、 BADモードの順位は復元時に使
用される順に出力されるので、復元時はGOODモード
、 BADモードの順位が混同されることはない。
FIFO33は、 BADモードの順位の出力順序を調
整するための一時記憶手段である。出力順序制御回路5
は、G00ロモードの順位がシフトレジスタ31に1個
でも格納されていれば、GOODモードの順位が4個蓄
えられるまで、PIFO33からの BADモードの順
位の出力を控える。そして、GOODモードの順位4回
分をマルチプレクサ34を介して出力した後、PIFO
33に蓄えられたBADモード順位を総てマルチプレク
サ34を介して出力する。もし、GOODモード順位が
シフトレジスタ31に1個も格納してなければ、 BA
Dモードの順位もGOODモードと同様に符号表36と
ps変換器37を経て、一連の圧縮符号として出力され
る。
ここでは、特に述べていないが、この圧縮符号データの
復元は上記と逆の動作をする回路によって実現される。
前記第1図に示す一実施例では、非線形予測により予測
誤差として順位を得るようにしたが、これは前記第9図
のように線形予測を行い、予測誤差として予測信号と符
号化画素信号の差分信号を使っても良い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、GOODモードにおいて、予測誤差を
複数個ずつまとめて符号化するので、予測誤差を単に可
変長符号化する方式より大きな圧縮比が得られる。また
、予2111J誤差は可変長符号で符号化されるととも
に、GOODモード、 BADモードとも同一の符号表
を用いるので、回路構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としてのデータ圧縮回路の構
成を示すブロック図、 第2図は第1図の符号表36における順位に対する符号
の割り付は例を示す符号図、 第3図は第1図のデータ圧縮回路におけるGOODモー
ド順位とBADモード順位をマルチプレクサ34から出
力順序回路35で制御して出力する順序を説明するため
の図、 第4図は予測を行うときの参照画素と符号化画素の位置
関係を示す配置図、 第5図は予測誤差信号の発生確率を示す図、第6図はこ
の予測誤差信号に対する符号長割り当てを示す図、 第7図は予測の道中率によりGOODモードとBADモ
ードに分けたときの予測誤差信号の発生確率を示す図、 第8図はこのGOODモード、 BADモードの予測誤
差信号に対する符号長割り当てを示す図、第9図、第1
0図は従来方式のデータ圧縮回路の構成を示すブロック
図である。 図において、10.31はシフトレジスタ、11は予測
器、12.23はモード信号発生器、13は減算器、1
4、15.36は符号表、16.28.34.38はマ
ルチプレクサ、25.30はデマルチプレクサ、17.
37はパラレル・シリアル変換器、21ば順位発生器、
22゜24はレジスタ、33はFIFOメモリ、29.
35は出力順序制御回路である。 112 図 113  図 第 4 図 妙鼾−■−■−−−− 一 ■−■−−−一−−− @5図      第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 符号化画素に対して所定の位置関係を有する複数個の符
    号化済み画素を参照画素として前記符号化画素の実際の
    画素値の予測順位を求め、該予測順位を用いて前記符号
    化画素の画素値を符号化する多値画像信号の予測符号化
    方式において、前記複数個の参照画素の画素値に基づい
    て、前記符号化画素の予測値の適中率が所定値より高い
    第1のモードと前記所定値より低い第2のモードとの何
    れに属するかを各画素ごとに判定し、前記第1のモード
    の予測順位及び第2のモードの予測順位のそれぞれを所
    定個数毎にブロック化し、該ブロック内の予測誤差が総
    て0であれば当該ブロックを所定の識別符号1ビットで
    符号化し、前記ブロック内の予測誤差の総てが0ではな
    い場合には前記所定の識別符号とは異なる1ビットの識
    別符号と該ブロックの予測誤差のそれぞれに対応する可
    変長符号とにより符号化し、前記第2のモードのブロッ
    ク内の予測誤差を対応する可変長符号により符号化する
    ことを特徴とする画像信号符号化方式。
JP59187670A 1984-09-06 1984-09-06 画像信号符号化方式 Pending JPS6165574A (ja)

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JPS6165574A true JPS6165574A (ja) 1986-04-04

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