JPS63199571A - 符号化装置 - 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 本発明は第１段階で間引いた画像を符号化し、第２段階
以降で順次その間を補う画像を符号化していく階層的符
号化における符号・復号化装量に関するものである。

イ先来の技術 ファクシミリ通信の多様化に伴い、会話型の画像通信や
画像データベースの検索などを行うために、ファクシミ
リ端末をディスプレイ端末とｉｌｌみ合わせて利用する
ことが考えられている。画像の上から下へ走査線に従っ
て逐次符号化するＭＲ方式等の従来の符号化方式に対し
て、このような会話型の画像通信に適した符号化方式と
して階層的に符号化処理を行う方式が提案されている。

階層的符号化方式による復号処理では、早い段階で大ま
かな画像が表示され順次解像度を上げつつ最終画像を得
ることができるので、会話型の画像通信や画像データベ
ースの検索などに適することになる。順次再生符号化方
式（特開昭６０−１２７８７５号公報）はその一つであ
る。

順次再生符号化方式は以下の手順で符号化を行う。

（１）　　横（主走査）方向にΔＸ＝２ｎ（ｎ＝整数）
画素毎に、縦（副走査）方向にΔＹ＝２”（ｎ＝整数）
ラインＩｆｆに抽出した画素を連結してランレングス符
号化を行う。

（２）次に、該符号化された近隣する４つの画素で矩形
に囲まれた中心に位置する画素を、この４つの画素を参
照画素として参照画素の黒画素の個数に応じて５状態に
分類し、各状態に対応した画素を連結してランレングス
符号化を行う。

（３）次に、該符号化された近隣する４つの画素で菱形
に囲まれた中心に位置する画素を、この４つの画素を参
照画素として参照画素の黒画素の個数に応じて５状態に
分類し、各状態に対応した画素を連結してランレングス
符号化を行う。

（４）　（２）、（３）の符号化を画素の全ての符号化
が終えるまで繰り返し行う。

第５図はΔＸ＝ΔＹ＝４の場合の順次再生符号化方式に
おける符号化順序の概念を示す図であり、まず◎印の画
素を符号化する（上記の（１））。

次に、Ｏ印の画素を、既に符号化された◎印の画素のう
ち○印の画素を矩形に囲む最近傍の４つを参照画素とし
、参照画素の状態（黒画素の個数）別に符号化する（上
記の（２））。次に、△印の画素を、既に符号化された
◎印および○印の画素のうちΔ印の画素を菱形に囲む最
近傍の４つを参照画素とし、参照画素の状態（黒画素の
個数〉別に符号化する（上記の（３））。次に、Ｘ印の
画素を、既に符号化された◎印、○印およびΔ印の画素
のうちＸ印の画素を矩形に囲む最近傍の４つを参照画素
とし、参照画素の状態（黒画素の個数）別に符号化する
。（上記のｃ２））。最後に、・印の画素を、既に符号
化された◎印、○印、△印およびＸ印の画素のうち・印
の画素を菱形に囲む最近傍の４つを参照画素とし、参照
画素の状態（黒画素の個数）別に符号化する。（上記の
（３））。

以上はΔＸ＝ΔＹ＝４の場合であるが他のΔＸ、ΔＹに
ついても同様である。またΔＸ≠ΔＹの時は一方向の参
照画素の間隔が２となった時点でその方向の距離を固定
し、他方についてのみ参照画素の距離が２となるまで（
２）、（３）の処理を行う。

また、順次再生符号化方式における復号化は、符号化の
（１）、（２）、（３）と同様の手順に従い参照画素の
状態（黒画素の個数）別に復号化を行う。

発明が解決しようとする問題点 階層的符号化方式ではデータ圧縮率の向上を目的として
参照画素の状態別に符号化を行うものがある。例えば先
に述べた順次再生符号化方式では、４つの参照画素の黒
画素の個数により５つの状態に分けて各状態別に符号化
を行う。順次再生符号化方式において、１つの状態を１
つの階層とした場合の階層構造を第４図に示す。これは
第１階層（レベル１）のΔＸおよびΔＹが８の場合であ
り、また同図において状ａｉは４つの参照画素のうち黒
画素がｉ個である状態を意味している。

このような階層構造を持つ符号化方式においては、次の
ような問題が生じる。すなわち、先に述べた順次再生符
号化方式のように処理を参照画素の状態別に行う場合各
状態で同じ符号・復号化画素および参照画素を重複して
アクセスすることになり、符号・復号化画素、参照画素
のアクセスの点で無駄が生じるという問題である。順次
再生符号化方式を例にとると、第４図の第２階層〜第６
階層は全て等しい符号・復号化画素および参照画素（Δ
Ｘ−ΔＹ＝８で正方形）を用いており、同じ符号・復号
化画素、参照画素を各階層で重複してアクセスしている
。同様のことが第７〜１１階層、第１２〜第１６階層、
第１７〜第２１ＷＪ層、第２２〜第２６階層、第２７〜
第２８階層のそれぞれにおいても生じる。このため符号
・復号化画素および参照画素のアクセスにオーバヘッド
が生じ、全体の処理速度の低下を招くことになる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、符号・復号
化処理における符号・復号化画素および参照画素のアク
セス回数をより少（することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、符号・復号化でそ
れぞれ１以上複数個の状態の画素の処理を一括して行う
ものである。

作　　用 本発明は上記した手段により、参照画素の等しい複数状
態の処理に対しては、符号・復号化画素および参照画素
のアクセスを各状態で共通化することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例における符号・復号化装置を
示すブロック図である。同図の装置は、先に説明した階
層的符号化方式の−っである順次再生符号化方式を対象
として構成したものである。

第１図の装置では、１の画像メモリとして主走査方向に
サンプリングした画素のアクセスが可能なメモリ装置（
例えば、特開昭６０−３０３９号公報。

特開昭６０−８１６６１号公報に記載のもの）を利用す
る。第２図はこのようなメモリ装置における画素のアク
セスについて説明する図である。同図（ａ）はメモリリ
ードの場合であり、図に示すごとく画像メモリの内容は
縮小して読み出される。同図（ｂ）はメモリライトの場
合であり、図に示すごと（データは画像メモリに拡散さ
れて書き込まれる。この際、画像メモリのＸ印の位置に
はデータは書き込まれず元の値が保存される。

このようなメモリ装置を画像メモリ１に用いることによ
り、順次再生符号化方式におけるサンプリング間隔ΔＸ
に該当する画素のみについて処理を行うことが可能であ
る。以下、第１図の装置の動作について説明を行う。

まず、第１図の装置の符号化時の動作について説明する
。画像メモリ１からは符号化画素およびそれに対応する
参照画素が読み出され、それぞれ符号化画素シフトレジ
スタ３および参照画素シフトレジスタ２にセットされる
。データが各シフトレジスタにセットされると、タイミ
ング制御部２８は各シフトレジスタのシフトを開始する
。符号化画素シフトレジスタ３から出力された符号化画
素は、８〜１２の各状態の符号化部に送られる。

一方、参照画素シフトレジスタ２から出力された参照画
素は５の参照ｉｉ！ｉｆ索状態判定部において参照画素
の状態、すなわち４個の参照画素のうちの黒画素の個数
が判定され、参照画素の状態を示すコードをデマルチプ
レクサ６に出力する。デマルチプレクサ６は、参照画素
状態判定部Ｓからの状態を示すコードに従い、その状態
に応じた符号化部を選択して、該当する符号化部にタイ
ミング制御部２８からの符号化画素取り込みクロックを
出力する。例えば、符号化画素シフトレジスタ３から出
力された符号化画素が状態０である場合は、デマルチプ
レクサ６の制御により状態Ｏ符号化部８のみに符号化画
素が取り込まれ符号化が行われる。

これらの処理は符号化画素のビット単位にシーケンシャ
ルに行われていく。デマルチプレクサ６は符号化画素の
各ビット単位にその状態に応じた符号化部８〜１２を選
択して符号化画素を入力させてい（ことになる。このよ
うにして、各状態の符号化部８〜１２において独立に生
成されたコードデータは、それぞれ２３〜２７の各状態
に対応したコードバッファに蓄請される。画面の右下ま
で処理が終了した時点で、各状態のコードバッファ２３
〜２７に蓄積されたコードデータを基に、ｒＩｉ層的な
符号体系を構成することになる。

以上述べた処理により、参照画素が同一である５つの状
態（状態Ｏ〜状態４）に対して、−同の符号化画素およ
び参照画素アクセスで全状態の符号化を行うことができ
る。

次に、第１図の装置の復号化時の動作について説明する
。

まず、同一の参照画素における５つの状態全てを復号す
る場合について述べる。各状態におけるコードデータは
コードバッファ２３〜２７に格納される。各状態の復号
化部１３〜１７は、それぞれ独立して対応する状態のコ
ードバッファよりコードデータを読み出して復号化を行
い、各状態の復号化画素をバッファ１８〜２２に出力し
茶請する。またこれと並行して画像メモリ１からは参照
画素が読み出され、参照画素シフトレジスタ２にセット
される。参照画素がシフトレジスタ２にセットされると
、タイミング制御部２８は参照画素シフトレジスタ２、
復号化画素シフトレジスタ４およびマスクパターンシフ
トレジスタ３０のシフトを開始する。符号化時と同様、
参照画素シフトレジスタ２から出力された参照画素は参
照画素状態判定部５においてその状、態が同定され、状
態を示すコードを出力する。状態を示すコードは、マル
チプレクサ７およびゲート２９に出力される。マルチプ
レクサ７は、参照画素状態判定部５からの状態を示すコ
ードに従って参照画素の状態に対応するバッファを選択
し、バッファの内容を復号化画素シフトレジスタ４に出
力する。例えば、参照画素が状態０であればバッファ１
８の復号化画素を復号化画素シフトレジスタ４に出力す
る。なお、バッファ１８〜２２はＦＩＦＯ（ファストイ
ン・ファストアウトメモリ）等により構成されており、
その内容を１ビツトシフトアウトすると次のビットが出
力に現われるようになっている。

符号化と同様これらの処理は復号化画素のビット単位に
シーケンシャルに行われていき、マルチプレクサ７は参
照画素の状態に応じてバッファ１８〜２２を選択して復
号化画素を読み出し復号化画素シフトレジスタ４へ出力
していく。復号化シフトレジスタ４に復号化画素が所定
量蓄積された時点で、復号化画素シフトレジスタ４の内
容が画像メモリ１に書き込まれる。この際、画像メモリ
１へは必要なビットのみが書き込まれ、不要なビットは
マスクされる。このビット単位のマスクを制御するため
のマスクパタンを生成するのがマスクバタンシフトレジ
スタ３０である。マスクバタンシフトレジスタ３０は、
画像メモリ１に書きこむべきビットに対応するメモリチ
ップのみライトイネイブル信号をアクティブとすること
により、ビット単位のマスク／ノンマスクの制御を行っ
ている。

これは、例えば５つの状態のうち１つの状態のみを復号
する際には、他の４つの状態のビットについては画像メ
モリへの書き込み時にマスクする必要があるために行う
制御である。今の場合５つの状態全ての復号を行ってい
るので、復号化画素シフトレジスタ４の内容は全て画像
メモリ１へ書き込むため、マスクバタンシフトレジスタ
３０の各ビットは全てアクティブを示す。従ってゲート
２９は、マスクバタンシフトレジスタ３０に対して常に
アクティブの信号を出力する。ゲート２９の制御は３１
の状態制御信号によって行われる。状態制御信号３１は
どの一状態の復号を行うかをゲート２９に与えるもので
あり、今の場合５つの状態全てを復号することを示すコ
ードをゲート２９に与えている。

このようにして画面の右下までの処理を行えば、参照画
素が同一である５つの状態（状態Ｏ〜状態４）の復号を
、−回の復号化画素および参照画素アクセスで行ったこ
とになる。

次に、同一の参照画素における５つの状態のうち、一部
の状態のみを復号する場合について述べる。基本的には
先に説明した５つの状態全てを復号する場合と同じであ
るので、異る点についてのみ説明する。

タイミング制御部２８は状態制御信号３１に従って、復
号化部１３〜１７のうち復号する状態に該当するものだ
けを動作させ、復号化画素を各バッファ１８〜２２に蓄
積する。マルチプレクサ７は、参照画素状態判定部５か
らの状態を示すコードにより状態に対応するバッファを
選択し、バッファの内容を復号化画素シフトレジスタ４
に出力する。この時復号する状態以外の復号化画素はバ
ッファに存在しないためｄｏｎ’ｔ　ｃａｒｅであり不
定値となる。

マスクバタンシフトレジスタ３０は、復号化画素シフト
レジスタ４の内容を画像メモリ１に書き込む際に、復号
する状態以外のビット、すなわち前記のｄｏｎ’ｔ　ｃ
ａｒｅであり不定値となる画素をマスクするマスクパタ
ンを生成する。第３図はこれを示す図であり、参照画素
が矩形の位置にありΔＸ＝ΔＹ＝２の時に状ａｏ、１の
復号を行う場合である。同図（ａ）は画像メモリにおけ
る復号化画素の位置と参照画素を示している。図に示す
ように、各復号化位置における状態は対応する参照画素
の黒画素の数で与えられる。同図（ｂ）および同図（Ｃ
）はそれぞれ第１図における復号化シフトレジスタ４お
よびマスクバタンシフトレジスタ３０の内容を示してい
る。第２図で説明したようにサンプリングしたアクセス
により、復号化画素シフトレジスタ４およびマスクバタ
ンシフトレジスタ３０のビットには画像メモリ１の１ビ
ツトおきのサンプリングに応じたデータがセットされて
いる。さて今の場合、状ａｌｔｏ、１のみ復号を行って
いるので、（ｂ）の復号化レジスタの状態２．３．４の
ビットはｄｏｎ　’　ｔｃａｒｅ　（不定値）であり、
従って（Ｃ）のマスクバタンシフトレジスタもこれに対
応するビット位置がノンアクティブとなっている。よっ
て復号化画素シフトレジスタ４の内容を画像メモリｌに
書き込む際には、マスクバタンシフトレジスタ３０の制
御により状態０．１の画素のみが画像メモリに書き込ま
れることになる。

第１図のマスクバタンシフトレジスタ３０への入力はゲ
ート２９により制御される。ゲート２９は、復号を行う
状態を示す状態制御信号３１と参照画素状態判定部５か
ら出力される参照画素の状態を示すコードとを比較し、
参照画素の状態が復号を行う状態と合致すればアクティ
ブ、合致しなければノンアクティブの信号をマスクバタ
ンシフトレジスタ３０に出力する。このようにしてマス
クバタンシフトレジスタ３０には、画像メモリ１に書き
込むべきビット位置のみアクティブであるマスクパタン
が生成される。

以上第１図の装置の符号化時および復号化時の動作を述
べてきたが、特別な場合として第４図における第１階層
の処理について説明する。順次再生符号化方式では第１
階層の処理だけは参照画素が存在しない。第１階層では
、ΔＸおよびΔＹで規定されるザンプリング画素をその
まま連結して符号・復号化を行う。第１図の装置で第１
階層の処理に対処するには、参照画素状態判定部５の出
力をある１つの状態に強制的に固定し、またゲート２９
の出力を常にアクティブとすればよい。例えば参照画素
状態判定部５の出力を状態０に固定すれば、符号化時に
は全ての符号化画素は状態０符号化部８で符号化されコ
ードバッファ２３に格納される。また復号化時にはコー
ドデータは状態Ｏコードデータは全て状態Ｏ復号化部１
３において復号化され、復号化画素はバッファ１８を経
て復号化画素シフトレジスタ４に送られる。復号化画素
シフトレジスタ４の内容は全て有効であるが、一方マス
クバタンシフトレジスタ３０の内容もゲート２９の制御
により全てアクティブなので、復号化画素シフトレジス
タ４の内容は全て画像メモリ１に書き込むことができる
。このようにして順次再生符号化方式の第１階層の処理
を行うことができる。

また、例えば第２階層から第６階層までの処理をシーケ
ンシャルに行ったならば符号・復号化画素および参照画
素のアクセスは各階層において行われて計５回同−の符
号・復号化画素、参照画素をアクセスすることになる。

これを本発明による複数状態の一括処理で行ったならば
符号・復号化画素、参照画素のアクセスは１回で済み、
結局符号・復号化画素、参照画素のアクセス回数が１１
５になったことになる。これは処理速度の向上に太き（
貢献する。

最後に、第１図における各状態の符号化部８〜１２およ
び復号化部１３〜Ｉ７の動作について説明する。本発明
においては、各状態の符号化部８〜１２および復号化部
１３〜１７はそれぞれ時分割に動作さ、せることも並列
に動作させることも可能である。

例えば符号化時には、時分割動作の場合１つの状態の符
号化部が動作している間は他の状態の符号化部は停止し
ているのに対して、並列動作させた場合は各状態の符号
化部は同時に動作することが可能である。従って一つの
状態が連続しない限り、符号化部の処理は並列動作の方
が速くなる。

符号化部８〜１２の処理速度が遅いと符号化画素シフト
レジスタ３から出力される符号化画素を処理しきれず、
符号化画素シフトレジスタ３のシフ゛ト動作を一旦停止
させる必要がある。これは符号化画素の処理速度の低下
を意味する。この点で符号化部８〜１２の処理は高速で
あるのが好ましく、同一状態が連続する場合を除いて符
号化部８〜１２の処理は並列動作が処理速度の点からは
有利である。復号化についても同様であり、復号化部１
３〜１７は並列動作させるのが処理速度の点で有利であ
る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、階層的符号化方式におい
て参照画素が共通である階層は全て一括して符号・復号
化処理を行うことができる。このため１回の符号・復号
化画素および参照画素のアクセスで参照画素が共通であ
る全ての階層の処理が行えることになる。したがって極
めて高速に処理できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における符号・復号化装置を
示すブロック図、第２図は画像メモリのサンプリングし
たアクセスを説明する図、第３図は復号時のマスクバタ
ンシフトレジスタのマスクバタンを説明する図、第４図
は順次再生符号化方式における階層構造の一例を示す図
、第５図は順次再生符号化方式における符号化順序の概
念を示す図である。 ■・・・・・・画像メモリ、２・・・・・・参照画素シ
フトレジスタ、３・・・・・・符号化画素シフトレジス
タ、４・・・・・・復号化画素シフトレジスタ、５・・
・・・・参照画素状態判定部、６・・・・・・デマルチ
プレクサ、７・・・・・・マルチプレクサ、８〜１２・
・・・・・符号化部、１３〜１７・・・・・・復号化部
、１８〜２２・・・・・・バッファ、２３〜２７・・・
・・・コードバッファ、２８・・・・・・タイミング制
御部、２９・・・・・・ゲート、３０・・・・・・マス
クバタンシフトレジスタ代理人の氏名　代理子　中尾敏
男　ほか１名第２図 ブンプソ′ノグ間彌＝２の場合 （（Ｌ）　　メ七ソワ一ド （−６）メモリライト Ｘ−ライトされないビット 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像の中からサンプリングした画素を、前記サンプリン
   グした画素に対して特定の位置にある前記画像からとっ
   た既知の参照画素の状態に基づき、前記参照画素の状態
   別に分類し、前記各状態に属する画素別に符号・復号化
   を行う階層的な符号・復号化方式において、前記参照画
   素の１以上複数個の状態の前記サンプリング画素の処理
   を一括して行うことにより前記サンプリング画素および
   前記参照画素のアクセスを前記各状態の処理で共通化す
   ることを特徴とする符号・復号化装置。