JPS6364949B2

JPS6364949B2 -

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Publication number: JPS6364949B2
Application number: JP54150349A
Authority: JP
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1988-12-14
Also published as: JPS5673975A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、多値画像の伝送あるいは蓄積に要す
る情報量を符号化により大幅に削減する多値画像
信号符号化装置及びそれと対になる多値画像信号
復号化装置に関する。多値画像信号の有効な符号化法として予測符号
化法がある。これはすでに入力ずみの画像信号Ｓ
（以下単にＳあるいは参照画像信号と呼ぶ）によ
り現在入力中の画像信号を予測しその誤差信号ｇ
＝x^−x^（ｘはｘの予測信号）を符号化するもので
ある。従来x^はＳの線型結合による線型予測法が
多く用いられていた。たとえばＳとして第１図の
ａ，ｂ，ｃ，d4画素を用いたとき線型予測法は、 x^＝m₁・ａ＋m₂・ｂ＋m₃・ｃ＋m₄・ｄとする。ここでm₁，m₂，m₃，m₄は係数で、そ
の大きさにより各画素のx^に対する相関の強さを
示す。また第１図において点線は画像の主走査線
を示し、これに沿つて画像は左から右へ走査さ
れ、右端に到達するとその下の主走査線の左端か
ら走査が続けられる。画像は走査順に画像信号に
光電変換され、符号化装置に加えられる。線型予
測法は簡単な構成であるため従来多く用いられて
いたが、よりいつそう効果的な予測をするには、
さらに参照画像信号のレベルを詳しく調べ、線型
にとらわれず非線型の予測をする必要がある。こ
のように考えると効率のよい予測法は各Ｓごとに
最適な予測信号x^を定めてメモリに書き込んでお
く方法である。これを以下予測法Ａと呼ぶ。この
予測法Ａによれば、Ｓの状態を詳しく調べてｘを
定めるので、線型予測法より適中率は高くなる。Ｓが第１図のａ，ｂ，ｃ，d4画素からなり各
画素が８値レベル信号であるとき、予測法Ａに基
づく予測符号化回路は第２図に示すごとくにな
る。第２図において多値画像信号は１画素当り３
ビツトで表現され、３（１＋２）ビツトシフトレ
ジスタ１０へ入力される。ここにｌは１主走査線
当りの画素数である。すでに入力ずみの画素ａ，
ｂ，ｃ，ｄ（１画素当り３ビツト）は予測用
ROM１１へアドレスデータとして加えられ、
ROM１１はそれに基づき入力中の画素ｘの予測
信号x^をデータとして出力する。排他的論理和回
路１２，１３，１４はｘ（３ビツト）とx^（３ビツ
ト）の排他的論理和をとり、予測誤差信号ｇ＝
（g₁，g₂，g₃）（３ビツト）を出力する。ここでg₁
がMSB、g₃がLSBである。ｇ＝ｘ−x^とする方法
もあるが、ｇの正負を示す符号ビツトを必要とす
るのでここでは避けた。予測誤差信号ｇを符号化
する方法は種々あるが、白黒２値のフアクシミリ
画像信号の符号化に広く利用されている１次元ラ
ンレングス符号化法を利用することが考えられ
る。これは白画素が続く長さ（白ラン）、黒画素
が続く長さ（黒ラン）を符号化するものである
が、予測誤差信号に適用する場合には、予測当り
が続く長さ、予測はずれが続く長さを符号化する
と考え、第２図の例では予測誤差信号の各ビツト
g₁，g₂，g₃それぞれを１次元ランレングス符号化
すればよい。１次元ランレングス符号化を用いれ
ば、すでにフアクシミリなどに設置された２値画
像信号用符号器を利用し、予測器のみ多値画像信
号用に切り変えて多値画像信号の符号化のできる
利点がある。各信号列g_i（ｉ＝１〜３）において
０の個数が常に１より多ければ、１次元符号化で
効率のよいデータ圧縮を行なえる。しかし第２図
の予測符号化回路で発生したg_i（ｉ＝１〜３）は
常にこのような性質があるとは限らない。具体例
を上げてこれを説明しよう。参照画像信号がＳで
ある条件のもとで次に入力される画像信号がｘ
（０〜７）である確率すなわちｘのＳについての
条件付確率をＰ（ｘ｜Ｓ）で表わす。Ｓ＝（ａ，
ｂ，ｃ，ｄ）がS₁（４，３，４，５）及びS₂＝
（２，７，６，１）のときのＰ（ｘ｜Ｓ）を第１表
と第３表に示す。第１表のＰ（ｘ｜S₁）、第３表の
Ｐ（ｘ｜S₂）をグラフ化したのが第３図、第４図
である。Ｓ＝S₁のときＰ（ｘ｜Ｓ）は第３図のご
とくレベル４を中心に単峰性の分布を示すので、
x^＝４とするのが適当である。Ｓ＝S₂のときＰ
（ｘ｜Ｓ）は第４図のごとくレベル２、レベル６
の２つの峰を持つ双峰性の分布となるのでx^は決
定しがたいが仮にそれらの中間をとつてx^＝４と
しよう。ｇ＝（g₁，g₂，g₃）はｘとx^の排他的論理
和で定まるが、それを第１表、第３表においてＰ
（ｘ｜Ｓ）の下の欄に示した。第１表、第３表よ
りg_i（ｉ＝１〜３）が０である確率が計算できる。
たとえばＳ＝S₂のときg₁＝０である確率Ｐ（g₁＝
Ｏ｜S₂）は、第３表でg₁＝０であるところのＰ
（ｘ｜S₂）の総和を求めＰ（g₁＝０｜S₂）＝Ｐ（ｘ＝４｜S₂）＋Ｐ（ｘ＝５｜
S₂）＋Ｐ（ｘ＝６｜S₂）＋Ｐ（ｘ＝７｜S₂）＝0.05＋0.1＋0.25＋0.1＝0.
5 と求まる。g₂＝０、g₃＝０である確率も同様に対
応するＰ（ｘ｜Ｓ）の総和より求めることができ
る。g_i（ｉ＝１〜３）が１で

【表】

【表】ある確率は１からg_iが０である確率を引けば求ま
る。Ｐ（g_i＝１｜Ｓ）＝１−Ｐ（g_i＝０｜Ｓ）Ｓ＝S₁，S₂についてこのようにして求めたＰ
（g_i｜Ｓ）を第２表および第４表に示す。Ｓ＝S₁
のとき第２表に示すごとくg₁が最も０である確率
が高く、g₂，g₃と順に０である確率は減少する。
一方Ｓ＝S₂のときは第４表に示すごとくg₃が最も
０である確率が高く、g₁で０，１である確率が
半々であり、g₂では０より１である確率が高い。Ｐ（ｘ｜Ｓ）の分布が単峰性であるＳ＝S₁につ
いてはg₁は０である確率が高くg₂，g₃の順で０で
ある確率が減少し、期待されたg_iの確率的性質が
確かめられたが、Ｐ（ｘ｜Ｓ）の分布が双峰性で
あるＳ＝S₂については、g₂が０より１である確率
が高くその確率的性質は期待されたものではな
く、１次元ランレングス符号化に適さない。本発明の目的は、予測誤差信号の発生法に工夫
をこらし、１次元ランレングス符号化に適合する
予測誤差信号を発生し、すでに２値画像信号用に
開発されている１次元ランレングス符号器とほぼ
同じ構成の符号器を用い予測誤差信号を効果的に
符号化することを可能にした多値画像信号符号化
復号化方式を提供するためにある。本発明によればすでに入力ずみの画像信号Ｓに
基づき次に入力される画像信号ｘの実際の信号値
が何番目の予測値に一致するかその順位を検出
し、前記順位に対応する複数の予測誤差信号を発
生して前記画像信号ｘを予測符号化し、前記各予
測誤差信号が０である確率の高さを示すモード信
号をＳ及び圧縮符号化ずみの予測誤差信号に基づ
き発生し、前記各予測誤差信号をそれに対応する
各モード信号に基づきグループ分けした後に圧縮
符号化する多値画像信号符号化方式と、すでに伸
長及び予測復号化ずみの画像信号Ｓ及び伸長復号
化ずみ予測誤差信号に基づきモード信号を発生し
モード信号に対応する予測誤差信号を圧縮符号か
ら伸長復号化し、Ｓと複数の予測誤差信号に基づ
き画像信号ｘを予測復号化する多値画像信号復号
化方式とからなる多値画像信号の符号化復号化方
式が得られる。また、更に本発明によれば、すでに入力ずみの
Ｎ（2^n-1＜Ｎ2n）値の画像信号Ｓに基づき、次
に入力する画像信号ｘを予測するＮ個の信号値を
予測適中率順に並べる手段と、前記画像信号ｘの
実際の信号値が前記並べられた信号値の何番目に
一致するかその順位を検出する手段と、前記順位
に対応する高々ｎ個の予測誤差信号e_i（１ｉ
ｎ）を発生して前記画像信号ｘを予測符号化する
手段と、前記各予測誤差信号e_i（１ｉｎ）が
０となる確率の高さを示すモード信号M_iを、ｉ
＝１のときはＳのみに基づき発生し、２ｉｎ
のときはＳ及びｉ−１個の予測誤差信号e_j（１
ｊｉ−１）に基づき発生する手段と、前記各予
測誤差信号e_i（１ｉｎ）をそれに対応する各
モード信号M_i１ｉｎ）に基づきグループ分
けした後に圧縮符号化する手段とを有する多値画
像信号符号化装置並びにすでに伸長及び予測復号
化ずみのＮ（2^n-1＜Ｎ2n）値の画像信号Ｓに基
づきモード信号M₁を発生しモード信号M₁に対応
する予測誤差信号e₁を圧縮符号から伸長復号化す
る手段と、ｉが２以上かつ高々ｎのときモード信
号M_iをＳ及びｉ−１個の予測誤差信号e_j（１ｊ
ｉ−１）に基づき発生しモード信号M_iに対応
する予測誤差信号e_i圧縮符号から伸長復号化する
手段と、Ｓと高々ｎ個の予測誤差信号e_i（１ｉ
ｎ）に基づきＮ値画像信号ｘを予測復号化する
手段とを有する前記の多値画像信号符号化装置と
対になる多値画像信号復号化装置が得られる。以下図面を用いて本発明について詳細に説明す
る。第５図は本発明の符号化方式を具体的にした一
例を示す装置のブロツク図である。予測符号化回
路２は多値画像を光電変換して得られた多値画像
信号１（ｎビツト、Ｎ値、但し2^n-1＜Ｎ2ⁿ）を
入力し、Ｓに基づき現在入力中の画像信号の予測
を行ない、その予測誤差信号３を符号化回路４に
送る。予測誤差符号化回路４は予測誤差信号３を
圧縮符号化し予測誤差符号化信号５として出力す
る。制御回路６は、クロツク信号、制御信号、同
期信号を送出し、各回路を制御する。８値（０〜
７）の多値画像信号（１画素当り３ビツト）に対
する予測符号化回路２を１例を第６図に示す。説明を簡単にするため本例では予測に用いられ
る画像信号Ｓは第１図の４画素ａ，ｂ，ｃ，ｄか
らなるとする。また各画素を３ビツトで表現しレ
ベル０，１，……、７は（０，０，０）、（０，
０，１）、……、（１，１，１）に対応するとす
る。もちろん本例を拡張してもつと多数の画素か
らなるＳおよびさらに多くのレベル数を有する多
値画像信号に対する回路を構成するのは容易であ
る。本予測符号化回路２においては、第６図に示す
ごとく、３ビツトの多値画像信号１が３（ｌ＋２）
ビツトのシフトレジスタ７に入力される。ここで
ｌは主走査線当りの画素数を表わす。順位決定
ROM８はシフトレジスタ７からａ，ｂ，ｃ，d4
画素（各画素３ビツト）をアドレスデータとして
入力し、それに基づきａの次の画素ｘと一致する
確率の最も高いレベルをα₁（３ビツト）、次に一致
する確率の高いレベルをα₂（３ビツト）、同様にｘ
と一致する確率の高い順にα₃，α₄，α₅，α₆，α₇，
α₈（各３ビツト）を定めデータ（３×８ビツト）
として出力する。順位信号選択回路９は、α_i（ｉ
＝１〜８）とｘを入力しｘと一致するα_ixを検出
し、i_x−１を３ビツトで表現しe₁，e₂，e₃として
出力する。以後e_iを第ｉビツトの予測誤差信号と
呼ぶ。このように予測誤差信号e_i（ｉ＝１〜３）
を定めれば、各e_iは常に０である確率が１である
確率より高く、各e_iは１次元ランレングス符号化
に適合した信号になる。このような本発明は予測
法を以下予測法Ｂと呼ぶ。具体的にＳがS₁＝（４，
３，４，５）およびS₂＝（２，７，６，１）のと
きＰ＝（ｘ｜Ｓ）の分布が単峰性第３図および双
峰性の第４図である場合を例にあげて説明しよ
う。第５表、第８表に示すごとくＳ＝S_j（ｊ＝１，
２）に基づき順位決定ROM８によつてS_jに対す
るα₁（ｉ＝１〜８）が決定される。番号ｉが増加
するに従いＰ（α_i｜S_j）（ｊ＝１，２）

【表】

【表】が減少するようにα_iは定められている。ここで、
Ｐ（α_i｜S_j）は、参照画像信号Ｓ＝S_jなる条件の
下でｘ＝α_iとなる条件付確率である。２つ以上の
レベルに対して全く同じ確率でｘの発生が見込ま
れる場合には、より高いレベルを若い添字番号の
α_iに対応させた。Ｓ＝S₁およびS₂のとき順位決定
ROM８は第５表、第８表に示されるごとくα_i（ｉ
＝１〜８）を出力し、選択回路９は、それらとｘ
を入力し第６表、第９表のごとくｅ＝（e₁，e₂，
e₃）を定める。たとえばＳ＝S₁、ｘ＝５のとき第
５表に示すように２番目に大きい条件付確率Ｐ
（α₂｜S₁）＝0.20を有するα₂＝５とｘが一致するの
で、第６表に示すようにｅ＝i_x−１＝２−１＝１
（０，０，１）が予測誤差信号として選択回路９
より出力される。予測法Ａの場合Ｓ＝S₁，S₂に関
し第１表、第３表からｅの各ビツトe_i（ｉ＝１〜
３）が０あるいは１となる確率Ｐ（e_i｜S_j）（ｉ＝
１〜３、ｊ＝１，２）が計算できたように、本発
明の予測法ＢについてＳ＝S₁，S₂に関し第６表、
第９表からｅの各ビツトe_i（ｉ＝１〜３）が０あ
るいは１となる確率Ｐ（e_i｜S_j）（ｉ＝１〜３、ｊ
＝１，２）が計算でき第７表、第10表にその結果
を示す。第７表、第10表においては各e_i（ｉ＝１
〜３）は常に０になる確率が１になる確率より高
く１次元ランレングス符号化に適する。これは本
発明の予測法Ｂを用いた結果であり、すでに説明
したように予測法Ａのg_iに対してはこのような性
質が常にあるとは限らない。本発明の予測法Ｂに
おけるe_i（ｉ＝１〜３）がなぜこのような性質を
有するか以下Ｓ＝S₂の場合を例にあげ説明しよ
う。第７図のａ，ｂ，c1＝Ｓ＝S₂のときにｘ＝α_i
となる。確率Ｐ＝（α_i｜S₂）（ｉ＝１〜８）をα_iを
横軸にしてグラフ表示してある。ａ，ｂ，ｃすべ
て同じグラフであるが斜線のつけ方が異なる。斜
線部の意味については後で説明する。第４図にＳ
＝S₂のときにｘの発生する確率Ｐ（ｘ｜S₂）（ｘ＝
０〜７）がｘを横軸にしてグラフ化されている
が、第４図のＰ（ｘ｜S₂）を大きい順に左につめ
て並び変えたものが第７図ａ，ｂ，ｃである。Ｐ
（ｘ｜S₂）は双峰性の分布であつたがＰ（α_i｜S₂）
においては大きい順に左から並び変えられ右下り
の分布となつている。その作成法から明らかなようにＰ（ｘ｜Ｓ）が
どんな型の分布であろうと一般にＰ（α_i｜Ｓ）は
α_iの添字ｉに関し単調減少であり、Ｐ（α_i｜Ｓ）
は右下りの分布となる。Ｓ＝S₂の場合を例に上げ
説明しているが、以下の説明はＰ（α_i｜Ｓ）が右
下りの分布であるということのみに基づいている
ので、一般のＳの場合に成立する。したがつて第
７図ａの斜線部（ｘ＝α₁〜α₄、ｅ＝０〜３すなわ
ちe₁＝０に相当）は空白部（ｘ＝α₅〜α₈、ｅ＝４
〜７すなわちe₁＝０に相当）より広いので第７図
ｄに示すごとくe₁＝０の確率はe₁＝１の確率より
高い。同様に第７図ｂの斜線部（ｘ＝α₁，α₂，
α₅，α₆、ｅ＝０，１，４，５すなわちe₂＝０に相
当）は空白部（ｘ＝α₃，α₄，α₇，α₈、ｅ＝２，
３，６，７すなわちe₂＝１に相当）より広いので
e₂＝０の確率はe₂＝１の確率より高い。さらに第
７図ｃの斜線部（ｘ＝α₁，α₃，α₅，α₇、ｅ＝０，
２，４，６すなわちe₃＝０に相当）は空白部（ｘ
＝α₂，α₄，α₆，α₈、ｅ＝１，３，５，７すなわち
e₃＝１に相当）より広いのでe₃＝０の確率はe₃＝
１の確立より高い。以上で本発明の予測法Ｂによれば予測誤差信号
ｅの各ビツトe_i（ｉ＝１〜３）は常に０である確
率が１である確率より高いことがわかつた。第７図のｄ，ｅ，ｆについては後で説明する。以上誤差信号e₁，e₂，e₃の発生方法について説
明してきたが、次に第１，２，３モード信号M₁，
M₂，M₃の発生方法について説明しよう。いまま
でe₁，e₂，e₃に関する確率は参照画像信号Ｓのみ
を条件にして考察してきが、これからはe₂に対し
てはＳの他にe₁を、e₃に対してはＳの他にe₁，e₂
を条件としてくりこんで考える。これらあらたに
考え出された条件付確率をＳ＝S₁のとき第11表か
ら第13表に、Ｓ＝S₂のとき第14表から第16表に示
した。これらの表においてＰ（e₁｜S_i）、Ｐ（e₂｜
S_i，e₁）、Ｐ（e₃｜S_i，e₁，e₂）（ｉ＝１，２）は下
記の意味を有する。Ｐ（e₁｜S_i）：参照画像信号ＳがS_iのき第１ビツ
トの予測誤差信号がe₁である確率。Ｐ（e₂｜S_i，e₁）：参照画像信号ＳがS_iでかつ第
１ビツトの予測誤差信号がe₁のとき第２ビ
ツトの予測誤差信号がe₂である確率。Ｐ（e₃｜S_i，e₁，e₂）：参照画像信号ＳがS_iでか
つ第１ビツトの予測誤差信号がe₁、第２ビ
ツトの予測誤差信号がe₂のとき第３ビツト
の予測誤差信号がe₃である確率。上記確率は第５表、第８表のＰ（α_i｜S₁）、Ｐ
（α_i｜S₂）から次のようにして計算される。Ｐ（e₁｜S_i）：Ｐ（０｜S_i）＝₄ 〓^j=1 Ｐ（α_j｜S_i）Ｐ（１｜S_i）＝１−Ｐ（０｜S_i）Ｐ（e₂｜S_i，e₁：Ｐ（e₃｜S_i，e₁，e₂）：第７図ｄ，ｅ，ｆにこのように計算された条件
付確率をＳ＝S₂の場合について図示した。第７図
を用いてＰ（e₁｜S₂）、Ｐ（e₂｜S₂，e₁）、Ｐ（e₃｜
S₁，e₁，e₂）を直観的に説明しよう。Ｐ（e₁｜S₂）：Ｐ（０｜S₂）はＳ＝S₂のときｘが
α₁，α₂，α₃，α₄のどれかになる確率。すな
わち第７図ａにおいて全体に対して斜線部
の占める割合。Ｐ（１｜S₂）はＳ＝S₂のときｘがα₅，α₆，
α₇，α₈のどれかになる確率。すなわち第７
図ａにおいて全体に対して空白部の占める
割合。Ｐ（e₂｜S₂，e₁）：Ｐ（０｜S₂，０）はＳ＝S₂で
ありかつｘがα₁，α₂，α₃，α₄のどれかであ
るときｘがα₁，α₂のどちらかになる確率。
すなわち第７図ａの点線を境にした左半分
で斜線部の占める割合。Ｐ（１｜S₂，０）は同じ条件のときｘがα₃，
α₄のどちらかになる確率。すなわち同一の
部分で空白部の占める割合。Ｐ（０｜S₂，１）はＳ＝S₂でありかつｘが
α₅，α₆，α₇，α₈のどれかであるときｘが
α₅，α₆のどちらかになる確率。すなわち第
７図ａの点線を境にした右半分で斜線部の
占める割合。Ｐ（１｜S₂，１）は同じ条件のときｘがα₇，
α₈のどちらかになる確率。すなわち同一の
部分で空白部の占める割合。Ｐ（e₃｜S₂，e₁，e₂）：Ｐ（０｜S₂，０，０）は
Ｓ＝S₂でありｘがα₁，α₂のどれかであると
きｘがα₁になる確率。すなわち第７図ｃで
α₁とα₂からなる部分で斜線部の占める割
合。Ｐ（１｜S₂，０，０）は同じ条件のと
きｘがα₂になる確率。すなわち同一の部分
で空白部の占める割合。Ｐ（０｜S₂，０，１）、Ｐ（０｜S₂，１，
０）、Ｐ（０｜S₂，１，１）はそれぞれ第７
図ｃで、α₃とα₄，α₅とα₆，α₇とα₈からなる
部分で斜線部の占める割合、Ｐ（１｜S₂，
０，１）、Ｐ（１｜S₂，１，０）、Ｐ（１｜
S₂，１，１）は、それぞれの部分で空白部
の占める割合。モード信号M_iは以上詳しく説明してきた
条件付確率Ｐ（e₁｜Ｓ）、Ｐ（e₂｜Ｓ，e₁）、
Ｐ（e₃｜Ｓ，e₁，e₂）を用いて次のように
定められている。 M₁：Ｐ（Ｏ｜Ｓ）が与えられた確率P_pと等しいか
より大きいとき０、小さいとき１ M₂：Ｐ（０｜Ｓ，e₁）が与えられた解率P_pと等し
いかより大きいとき０、小さいとき１ M₃：Ｐ（０｜Ｓ，e₁，e₂）が与えられた確率P_pと
等しいかより大きいとき０、小さいとき１第17表、第18表にＳ＝S₁，S₂のときのモード信
号M_iの一覧表を掲げた。これらは第11表から第
13表、第14表から第16表の条件付確率に基づきP_p
＝0.7を用いて作成されている。モード信号M_iの
決定法には、条件付確率Ｐ（e₁｜Ｓ）、Ｐ（e₂｜
Ｓ）、Ｐ（e₃｜Ｓ）を用いる方法もあるが、後でわ
かるように本方法よるほうが効率的な符号化を実
現できる。

【表】

【表】第６図の予測符号化回路２に戻つて説明を続け
よう。第６図で第１，２，３モード信号発生用
ROM１５，１６，１７により第１，２，３モー
ド信号M₁，M₂，M₃が作成されるが、これは以
上で詳しく説明した方法に基づいており、M₁は、
ROM１５により参照画像信号Ｓ＝（ａ，ｂ，ｃ，
ｄ）のみを用いて決定され、M₂はROM１６によ
り参照画像信号Ｓ＝（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）及びe₁を
用いて決定され、M₃はROM１７により参照画像
Ｓ＝（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）及びe₁，e₂を用いて決定
される。Ｐ（e₁｜Ｓ）、Ｐ（e₂｜Ｓ）、Ｐ（e₃｜Ｓ）
を用いてM₁，M₂，M₃を決定することにすれば、
e₁，e₂はROM１１，１２おいて不要な入力デー
タとなり、予測符号化回路２はより簡単な回路構
成になるが後でわかるように符号化効率は低下す
る。以上８値で４画素参照の場合について説明し
てきたが、一般にＮ（2^n-1＜Ｎ2ⁿ）値でｍ画素
参照の場合に拡張するのは容易である。このとき
第６図の予測符号化回路２で、ROM８はｎビツ
トの画素をｍ個アドレスデータとして入力し、ｎ
ビツトからなるα_i（１ｉＮ）をＮ個データと
して出力する。選択回路９はα_i（１ｉＮ）と
ｎビツトからなるｘを入力し高々ｎ個の１ビツト
予測誤差信号e_iを出力する。ここで高々ｎ個とし
たのは次の理由による。たとえば７値画像信号で
ｘは０，１，……、６のレベルをとり得るとす
る。Ｎ＝７ゆえｎ＝３であり、α₈は絶対にｘとし
て発生しないレベルすなわち７である。ｘ＝α₈＝
７とはなりえないから、常にｅ≠（１，１，１）
である。よつてe₁＝e₂＝１のときe₃は必ず０であ
り、このとき第３ビツトの予測誤差信号e₃を発生
する必要はない。このようにＮ≠2ⁿのときには常
にｎビツトの予測誤差信号を発生する必要はな
い。また一般にＮ（2^n-1＜Ｎ2ⁿ）値のときは各e_i
（ｉ＝１〜ｎ）に対応してｎ個設置されそれぞれ
モード信号M_i（ｉ＝１〜ｎ）を出力する。M₁決
定用ROMはＳのみを用いてM₁を決定し、M_i決
定用ROM（ｉ＝２〜ｎ）はＳ及びe₁〜e_i-1を用い
てM_iを決定する。次に以上のようにして得られた予測誤差信号を
符号化する圧縮符号化回路について説明する。第
５図の予測符号化回路２すなわち具体的には第６
図に示された予測符号化回路２の出力e₁，e₂，e₃
は第５図の圧縮符号化回路４に加えられる。圧縮
符号化回路４として１次元ランレングス符号化回
路を用いることにすれば、第８図のごとくe₁，
e₂，e₃をシリアルに接続して１次元信号列としラ
ンレングス符号化することがまず考えられる。第
８図でe₁，e₂，e₃は発生順に左から右へと記され
ている。e₁，e₂，e₃はすでに詳しく説明したよう
うに常に０になる確率が１になる確率より高いの
でこれでもデータ圧縮が可能である。しかし予測
誤差信号が０になる確率の高さを示すモード信号
を用いさらに効率のよい符号化を行なうこと（例
えば特開昭52−79610号公報、書画通信方式）が
できる。その特徴は、参照画像信号があるパター
ンのときは予測適中率は高く、あるパターンの場
合は低いということに注目し、予測誤差信号を参
照画像信号に基づき高い適中率のグループと低い
適中率のグループの二つにわけ、それぞれのグル
ープにあつた符号化を行ないより高い圧縮率を実
現するものである。ここで予測適中とは各e_i（ｉ＝１〜３）が０に
なることと考えればこれを本発明に適用できる。
このとき第６図の予測符号化回路２は予測誤差信
号e₁，e₂，e₃の他にそれらが上記２グループのど
ちらに属するかを示す第１，２，３モード信号
M₁，M₂，M₃を出力する必要がある。第６図の
ROM１５，１６，１７の出力データM₁，M₂，
M₃（各１ビツト）はこのモード信号であり、e₁，
e₂，e₃とともに符号化回路４に加えられる。第６
図で注意すべき点は、第２モード信号発生用
ROM１６は参照画像信号の他にe₁を、第三モー
ド信号発生用ROM１７はe₁とe₂を用いているこ
とである。これが本発明と従来の２値画像信号符
号化装置（例えば特開昭52−79610号公報、書画
通信方式）と本質的に異なる点である。もちろん
多値画像信号符号化装置においても従来の２値画
像信号符号化装置と同じように参照画像信号のみ
を用いてすべてのモード信号を決定してもよい
が、後で説明するように符号化効率は低下する。
このようにモード信号を利用する場合、第５図の
圧縮符号化回路４は、M_i＝０（ｉ＝１，２，３）
の予測誤差信号e_iに対しては０である確率が高い
ことを考慮に入れ長い０ランに対しても比較的短
い符号を発生する。M_i＝１の予測誤差信号e_iに対
しては０である確率がそう高くないことを考慮に
入れ長い０ランに対して長い符号を発生する。モード信号を利用しない場合には０である確率
の高いe_iも逆にそれほど高くないe_iも一緒に符号
化されるが、モード信号を利用すれば０である確
率の高いものと低いものを分離して効率よく圧縮
符号化できる。第９図にモード信号を利用する場
合のe₁，e₂，e₃の符号化順序の具体例を示す。第
９図には左から右へと各e_i，M_iが発生順に記され
ており、実線で囲まれたe_iはM_i＝０に対応するも
の、点線で囲まれたe_iはM_i＝１に対応するもので
ある。矢印はe_iの符号化順序を示す。第１の矢印
は実線で囲まれたe_iを発生順に、同時に発生され
たe_iの場合は番号の若い順にシリアルに接続して
符号化することを示し、第２の矢印は点線で囲ま
れたe_iを同様の順にシリアルに接続して符号化す
ることを示す。このように第２ビツトの予測誤差信号e₂はe₁の
あとで、第３ビツトの予測誤差信号e₃は、e₁，e₂
のあとで符号化することにすれば、e₂の符号化に
はＳのみならずe₂に先立つて符号化ずみのe₁を、
e₃の符号化にはＳのみならずe₃に先立つて符号化
ずみのe₁，e₂を利用できる。それゆえe₂が０にな
る確率の高さを示すモード信号M₂はＳのみなら
ずe₁を用いて決め、e₃が０になる確率の高さを示
すモード信号M₃はＳのみならずe₁，e₂を用いて
決めた方が有利である。たとえばＳ＝S₁のときＳ
のみによつて各モード信号M_iを定めたとすると
第19表を得る。これは第７表から境界の確率P_p＝
0.7として求めた。これとＳのみならずe₁，e₂を
利用してモード信号を定めた第17表とを比較すれ
ばわかるように、M₁は双方ともＳのみで定める
ので変りはないが、M₂は第19表ではe₁にかかわ
らず１であるのに対し、第17表ではe₁が０のとき
は０，１のときは１でありより細かく場合わけし
正確に定められている。同様にM₃は第19表では
e₁，e₂にかかわらず１であるのに対し、第17表で
はe₁が０、e₂が０のとき１、e₁が０、e₂が１のと
き０、e₁が１、e₂が０のとき１、e₁が１、e₂が１
のとき１でありより細かく場合わけし正確に定め
られている。各M_iをより正確に定めた方が、e_iの
M_iによるグループ分けがより効果的となり、よ
り高い符号化効率を与えるので、Ｓのみならずe_i
あるいはe₂をモード信号M₂，M₃の決定に用いる
べきであることがわかる。なおＳ＝S₂のときＳの
みによつて各モード信号M_iを定めた例を第20表
に示す。これは第10表から境界の確率P_p＝0.7と
して求めた。Ｓ＝S₁の場合と同様に第18表と第20
表を比較されたい。第１０図は本発明方式に用いられる圧縮符号化
回路４の一例を示す。この回路では第９図に示すごとくe_iはM_i＝１に
対応するもの（点線で囲んだ）、M_i＝０に対応す
るもの（実線で囲んだ）に分けて符号化される。
またこの回路では「予測当りのラン＋予測誤り画
素」を１ケのランと定め、ラン長を「e_i＝０の続
く長さ」とし、そのラン長を符号化する。以上の
ように符号化手順を定めると、一つのランは一般
に三種の誤差信号e₁，e₂，e₃から構成されること
に注意されたい。第１０図の回路は大まかに言え
ば上下２つの部分からなり、上部はM_i＝１に対
応するe_iからなるランの符号化回路であり、一方
下部はM_i＝０に対応するe_iからなるランの符号化
回路である。第１０図においてe₁，e₂，e₃，M₁，M₂，M₃は
まず３ビツトレジスタ３８，３９にセツトされ
る。選択回路７６，７７ははじめe₁，M₁をそれ
ぞれ１個選択し、次にe₂，M₂をそれぞれ１個選
択し、最後にe₃，M₃をそれぞれ１個選択する。
e₁，e₂，e₃及びM₁，M₂，M₃それぞれが１個ずつ
選択された後次のe₁，e₂，e₃及びM₁，M₂，M₃が
３ビツトレジスタ３８，３９にセツトされ同様の
動作が繰り返される。e_iはNOT回路７８により
反転され、M_i＝１（Ｈレベル）のときAND回路
８１を介してカウンタ８３に加えられ、M_i＝０
（Ｌレベル）のときNOT回路８０により反転され
AND回路８２を介してカウンタ８７に加えられ
る。カウンタ８３はAND回路８１からの信号が
ＨレベルすなわちM_i＝１（Ｈレベル）、e_i＝０（Ｌ
レベル）のときカウントアツプする。ラン終予検
出回路８６はe_iがＨレベルになるとパルス信号
RCS１を出力しカウンタ８３の内容をランレン
グス符号発生器８４にセツトした後カウンタ８３
をクリアする。ランレングス符号発生器８４にセ
ツトされた値は、M_i＝０に対応するe_iが０であり
続けた長さを示し、これは符号化すべきラン長で
ある。ランレングス符号発生器８４はセツトされ
た値に対応したランレングス符号RLC１を発生
し、RLC１発生終了後パルス信号RCE１を出力
する。入力禁止回路５７はRCS１信号でセツト
されRCE１信号でリセツトされるフリツプフロ
ツプでその出力信号IHB１をOR回路５２を通し
レジスタ３８，３９に加える。IHB１信号はラ
ンレングス符号発生器８４が符号RLC１を出力
中のときＨレベルの信号で、レジスタ３８，３９
はＨレベルのINHBを受けるとその間e_i，M_iの入
力を一時停止する。M_i＝０に対するe_iに対するe_i
に対しては、カウンタ８７、ランレングス符号発
生器８８、ラン終了検出回路９０、および入力禁
止回路５８が同様の動作を行ない、M_i＝１に対
するe_iのランを検出し、そのラン長を符号化す
る。ランレングス符号発生器８８は８４に比べて
長いランに対して比較的短い符号を発生し効率の
よい符号化を行なう。ランレングス符号発生器８
４，８８から発生するランレングス符号RLC０、
RLC１の出力順序には注意を要する。単純に各
ランレングス符号をランレングス符号発生器８
４，８８からの発生順に本符号器から出力したな
らば復号器で復号不可能となる。復号できるよう
にするには、各ランの先頭に位置する信号e_iに注
目し、その先頭符号を予測回路から取り入れた順
にすなわち各ランの発生順に各ランのランレング
ス信号を発生する必要がある。第１０図においい
てランレングス符号発生器８４，８８の右側に記
された部分を中心とする回路はこのランレングス
符号の出力順序の制御を行う。その動作を第１１
図のタイムチヤートを用いて具体的に詳しく説明
しよう。第１１図において最上段に記されている
ｋはその下に記されている予測誤差信号e_i、モー
ド信号M_iが何番目に入力されたか、その順位を
以下の説明に便利のために示す。信号の入力は間
欠的に行なわれるのでｋは常に一定時間ごとに更
新されるわけではなく、ランレング符号発生器８
４，８８がランレングス符号発生中には更新され
ない。第１１図におけるｋ以外の信号は第１０図
の回路上に記されているが以下各信号に説明を加
える。e_i，M_iは選択回路７６，７７の出力信号で
あり、COU１，COU０はカウンタ８３，８７の
出力信号でそれぞれのカウント値を示す。RCS
１，RCS０はラン終了検出回路８６，９０の出
力でランの検出を示すパルス信号である。RLC
１，RLC０はランレングス符号発出器８４，８
８の出力符号であり、RCE１，RCE０はランレ
ングス符号発生器８４，８８から出力されるラン
レングス符号RLC１，RLC０の発生終了を示す
パルス信号である。IHB１，IHB０は入力禁止
回路５７，５８の出力でランレングス符号発生器
８４，８８がランレングス符号発生中であること
を示す信号である。REDMはフリツプフロツプ
４４の出力で符号メモリ４３の内容を読み出し中
であることを示す信号である。INHBはOR回路
５２の出力でこの信号がＨレベルのときレジスタ
３８，３９は、e₁，e₂，e₃，M₁，M₂，M₃の入力
を一時停止する。SWCHはスイツチ信号発生回
路４１の出力でこの信号がＨレベルのときは
RLC１，RLC０がスイツチ回路４２を介してそ
れぞれ選択回路４６、メモリ４３に加えられ、こ
の信号がＬレベルのときは逆の接続となる。
RLCEは、選択回路４０の出力信号でSWCHがＨ
レベルのときRCE１と同じでありSWCHがＬレ
ベルのときRCE０と同じである。RLCDは本符号
化回路の出力信号である。REDMがＨレベルの
ときランレングス符号メモリ４３から読み出され
たランレングス符号が選択回路４６によりRLCD
として選択され、REDMがＬレベルのときラン
レングス符号発生器８４あるいは８８から発生さ
れたランレングス符号がメモリ４３を介さず直接
選択回路４６によりRLCDとして選択される。以上各信号の大まかな説明をしたが、第１１図
のタイムチヤートに従つて各信号の具体的な変化
を追つて説明しよう。第１１図においてｋ＝５の
とき初めてe_i＝１となり初めてランの終了が起
る。このときM_i＝０であるのでこのランはM_i＝
０に対するものである。そのラン長はカウンタ８７にCOU0＝２とカウ
ントされている。ｋ＝５のときe_i＝１、M_i＝０ゆえAND回路９
４の出力はＨレベルである。ラン終了検出回路９
０はこれを受けROS０を発生し、カウンタ８７
の内容COU0＝２をランレングス符号発生器８８
にセツトし、その直後カウンタ８７をリセツトす
る。またRCS０は入力禁止回路５８をセツトし
IHB０をＨレベルに従つてINHBをＨレベルにし
レジスタ３８，３９が予測誤差信号e₁，e₂，e₃及
びモード信号M₁，M₂，M₃を入力するのを一時
禁止する。ランレングス符号発生器８８はCOU0
＝２に対応したランレングス符号RLC0＝C₂を発
生しSWCHがＨレベルなのでスイツチ回路４２
を介してランレングス符号メモリ４３に書き込
み、書き込み終了後RCE０を発生し入力禁止回
路５８をリセツトする。ここで注意すべきことは
初めて発生したランレングス符号Ｃ２を直ちに本
符号化回路の出力信号RLCDとして出力せずに一
旦メモリ４３に書き込んだことである。これは既
に述べた符号を復号可能にするための原則「ラン
の発生順にランレングス符号を出力する」に基づ
いている。第１１図の例では、ｋ＝１のときe_i＝
０、M_i＝１でまず最初にM_i＝１に対するランが
発生し、ｋ＝２のときe_i＝０、M_i＝１でこのラン
が継続し、ｋ＝３のときe_i＝０、M_i＝０でM_i＝
０に対するランが初めて発生し、ｋ＝４のときe_i
＝０、M_i＝０でこのランが継続し、ｋ＝５のと
きe_i＝１、M_i＝０でM_i＝０に対するランがラン
長２で終了し符号Ｃ２が発生されている。すなわ
ちｋ＝５の時点ではM_i＝１に対するランは終了
せずに継続中であり、M_i＝０に対するランより
早く発生したがそれに対するランレングス符号を
発生するに至つてない。一方M_i＝０に対するラ
ンはM_i＝１に対するランより遅く発生したがｋ
＝５おいて長さ２をもつて終了したので先にラン
レングス符号Ｃ２が発生された。それゆえＣ２を
発生終了後直ちにRLCDとして出力すると先に発
生したM_i＝０に対するランに先立つてその符号
を出力することになり復号不可能な符号系列とな
る。これを避けるためスイツチ信号発生回路４１
は、カウンタ８３，８７がクリアされCOU0＝
０，COU1＝０となつている初期状態において、
モード信号M_i＝１であるならばM_i＝０のランに
先立つてM_i＝１に対するランが発生したことを
検出し、SWCHをＨレベルにセツトしスイツチ
回路４２をしてRLC１を選択回路４６へRLC０
をメモリ４３に接続させ、RLC０はまずメモリ
４３に書き込まれるようにする。もし逆に初期状
態においてM_i＝０であるならばM_i＝１に対する
ランに先立つてM_i＝０に対するランが発生した
ことを検出し、SWCHをＬレベルにセツトしス
イツチ回路４２をしてRLC０を選択回路４６へ、
RLC１をメモリ４３に接続させ、逆にRLC１が
まずメモリ４３に書き込まれるようにする。再び
タイムチヤートの具体的な信号変化を追つて行こ
う。ｋ＝５でRLC0＝C2が発生されメモリ４３に
書き込まれたが、同様にしてｋ＝７，９でM_i＝
０に対する長さ１、長さ０のランの終了が検出さ
れそれに対応するランレングス符号RLC0＝C3，
C4がメモリ４３に書き込まれる。ｋ＝１から９
までの間ではM_i＝１に対するe_iはすべて０であ
り、ｋ＝１のとき発生したM_i＝１に対するラン
は終了せずに継続している。ｋ＝10に至り、e_i＝
１、M_i＝１となりM_i＝１に対するランの終了が
初めて検出され、ラン終了検出回路８６から発生
されたRCS１によりカウンタ８３の内容COU1＝
３がランレングス符号発生器８４にセツトされそ
の直後にカウンタ８３がリセツトされる。また
RCS１は入力禁止回路５７をセツトしIHB１を
Ｈレベルに従つてINHBをＨレベルとしレジスタ
３８，３９が予測誤差信号e₁，e₂，e₃モード信号
M₁，M₂，M₃を入力するのを一時禁止する。ランレングス符号発生器８４はCOU1＝３に対
応したランレングス符号RLC1＝C1を発生し、
SWCHがＨなのでRLC１はスイツチ回路４２を
介して、選択回路４６へ接続されREDMがＬな
ので選択回路４６はこれを選択し本符号化回路の
出力符号RLCDとして出力する。M_i＝１に対す
る符号Ｃ１はM_i＝０に対する符号Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３より後で発生されたが、符号Ｃ１に対応する
ランはＫ＝１のとき発生が開始されており、符号
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に対応するランに先立つランで
ある。それゆえ「ランの発生順にランレングス符
号を出力する」の原則に基づきまず符号Ｃ１が
RLCDとして出力された。ランレングス符号発生
回路８４は符号Ｃ１を発生終了後にRCE１を出
力し、選択回路４０はSWCHがＨレベルである
のでRCE１を選択してRLCEとして出力する。
RLCEはフリツプフロツプ４４をセツトしREDM
をＨレベルとし、選択回路４６はＨレベルの
REDMを受けメモリ４３を選択しその内容Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４を読み出し本符号化回路の出力符号
RLCDとして出力する。REDMがＨレベルの間
INHBはＨレベルとなりe₁，e₂，e₃，M₁，M₂，
M₃の入力は一時禁止される。メモリ４３の内容
がすべて読み出され空になるとメモリ４３が
MEMPを発生し、MEMPはフリツプフロツプ４
４をリセツトしREDMをＬレベルにし、メモリ
４３の読み出しを停止する。REDMがＬレベル
になるとINHBはＬレベルになりe₁，e₂，e₃，
M₁，M₂，M₃の入力が再開される。スイツチ信号発生回路４１はMEMPをトリガ
信号として入力し、第21表のごとくCOU１，
COU０，M_iに基づき新なSWCH信号を出力す
る。第21表について詳しく説明しよう。MEMP
が発生するときSWCH信号が変化するが、その
タイミングは第１にはRLC１をメモリ４３を介
さずに直接RLCDとして出力した後、メモリ４３
内のRLC０を読み出してRLCDとして出力し終え
た直後であり、第２にはRLC０をメモリ４３を
介さずに直接RLCDとして出力した後メモリ４３
内のRLC１を読み出してRLCDとして出力し終え
た直後である。第１のときカウンタ８３がRCS
１によりクリアされてCOU1＝０であり、第２の
ときカウンタ８７が

【表】 RCS０によりクリアされてCOU0＝０であり、い
ずれにしてもMEMP発生時にはCOU１，COU０
のどちらか一方は０である。COU1＝COU0＝０
のときには、カウンタ８３，８７で計数中のラン
はないので、M_iに基づき先にRLCDとして出力
すべきランレングス符号を定める。すなわちM_i
＝０ならばSWCHをＬレベルにしてRLC０を先
に、M_i＝１ならばSWCHをＨレベルにしてRLC
１を先に出力するようスイツチ回路４２を設定す
る。後回しにされたランレングス符号はメモリ４
３に一旦書き込まれ、先に出力すべき符号が
RLCDとして出力された後続み出されRLCDとし
て出力されることになる。COU1＝０、COU0≠
０のときはカウンタ８７がM_i＝０に対するラン
を計数中なので、この計数中のランに対応する符
号をまず先にRLCDとして出力する必要がある。
それゆえSWCHをＬレベルにしてRLC０を先に
出力するようスイツチ回路４２を設定する。
RLC１はメモリ４３に一旦書き込まれ、RLC０
がメモリを介さずにRLCDとして出力された後、
メモリ４３から読み出され、RLCDとして出力さ
れることになる。COU1≠０、COU0＝０のとき
はカウンタ８３がM_i＝１に対するランを計数中
なので、この計数中のランに対応する符号をまず
先にRLCDとして出力する必要がある。それゆえ
SWCHをＨレベルにしてRLC１を先に出力する
ようスイツチ回路４２を設定する。RLC０は一
旦メモリ４３に書き込まれ、RLC１がメモリを
介さずRLCDとして出力された後、メモリ４３か
ら読み出されRLCDとして出力されることにな
る。以上が第21表の説明である。ｋ＝11において、MEMPが発生するが、
COU0＝COU1＝０，M_i＝０なので、第21表に従
い、SWCHはＬレベルになる。ｋ＝11においてe_i
＝１なのでM_i＝０に対するランが発生と同時に
ラン長０で終了し、RLC０としてランレングス
符号Ｃ５が発生されSWCHがＬレベルなのでメ
モリ４３を介さずスイツチ回路４２、選択回路４
６を通つてRLCDとして出力される。ランレング
ス符号Ｃ５の出力が終了するとランレングス符号
発生器８８はRCE０を発生し、選択回路４０は
RCE０を受けSWCHがＬレベルなのでこれを
RLCEとして出力する。フリツプフロツプ４４は
RLCEによりセツトされＨレベルのREDMを出力
する。選択回路４６はＨレベルのREDMを受け
メモリ４３を選択しその内容を読み出そうとする
がメモリ４３には何も書かれてないので直ちに
MEMPが出力される。フリツプフロツプ４４は
MEPMによりリセツトされREDMはＬレベルに
なる。選択回路４６はＬレベルのREDMを受け、
メモリ４３の読み出しを停止し、スイツチ回路４
２の出力を選択する。レジスタ３８，３９は
REDMがＬになるとINHBがＬになるのでe₁，
e₂，e₃，M₁，M₂，M₃の入力を再開する。結局REDMがＨレベルになるのは一瞬のこと
でありタイムチヤートには特に記してない。ｋ＝
12においてスイツチ信号発生回路４１は前記の
MEMPを受け、COU1＝COU0＝０、M_i＝１に
基づき（第21表参照）ＨレベルのSWCHを出力
する。ｋ＝12においてe_i＝１なのでM_i＝１に対す
るランガ発生と同時にラン長０で終了し、RLC
１としてランレングス符号Ｃ６が発生され
SWCHがＨレベルなのでメモリ４３を介さずス
イツチ回路４２、選択回路４６を通つてRLCDと
して出力される。ランレングス符号Ｃ６の出力が
終了するとランレングス符号発生器８４はRCE
１を発生し、選択回路４０はRCE１を受け
SWCHがＨレベルなのでこれをRLCEとして出力
する。フリツプフロツプ４４はRLCEによりセツ
トされＨレベルのREDMを出力する。選択回路
４６はＨレベルのREDMを受けメモリ４３を読
み出そうとするがメモリ４３には何も書かれてな
いので直ちにMEMPが出力される。フリツプフ
ロツプ４４はMEMPによりリセツトされREDM
はＬレベルになる。選択回路４６はＬレベルの
REDMを受けメモリ４３の読み出しを停止し、
スイツチ回路４２の出力を選択する。レジスタ３
８，３９はREDMがＬになるとINHBがＬにな
るのでe₁，e₂，e₃，M₁，M₂，M₃の入力を再開す
る。結局REDMがＨレベルになるのは一瞬のこ
とであり、タイムチヤートには特に記してない。
ｋ＝13において、スイツチ信号発生回路４１は
MEMPを受け、COU1＝COU0＝０、M_i＝１に
基づき（第21表参照）ＨレベルのSWCHを出力
する。ｋ＝13，14，15においてはe_i＝０なのでラ
ンレングス符号は発生されないがｋ＝16において
はe_i＝１、M_i＝０、COU0＝１ゆえM_i＝０に対す
るラン長１のランレングス符号Ｃ８がRLC０と
して発生され、SWCHがＨレベルなのでRLC０
はスイツチ回路４２を介して一旦メモリ４３に書
き込まれる。ランレングス符号Ｃ８の発生が終了
するとランレングス符号器８８はRCE０を発生
し、選択回路４０はRCE０を受けるがSWCHが
Ｌレベルなのでこれを選択せず、RLCEは出力さ
れない。ｋ＝17においてはe_i＝０なのでランレン
グス符号は発生されないがｋ＝18においてはe_i＝
１、M_i＝１、COU1＝２ゆえM_i＝１に対するラ
ン長２のランレングス符号Ｃ７がRLC１として
発生され、SWCHがＨレベルなのでRLC１はメ
モリ４３を介さずスイツチ回路４２、選択回路４
６を通つてRLCDとして出力される。ランレング
ス符号Ｃ７の出力が終了するとランレングス符号
発生器８４はRCE１を発生し、選択回路４０は
RCE１を受けSWCHがＨレベルなのでこれを
RLCEとして出力する。フリツプフロツプ４４は
RLCEによりセツトされＨレベルのREDMを出力
する。選択回路４６はＨレベルのREDMを受け
メモリ４３を選択しその内容Ｃ８を読み出し本符
号化回路の出力符号RLCDとして出力する。メモ
リ４３の内容がすべて読み出され空になるとメモ
リ４３がMEMPを発生し、MEMPはフリツプフ
ロツプ４４リセツトしREDMをＬレベルにしメ
モリ４３の読み出しを停止する。ｋ＝19において
スイツチ信号発生回路４１はMEMPを受け、
COU1＝０、COU0＝１に基づき（第21表参照）
ＬレベルのSWCHを出力する。これはｋ＝17に
発生したM_i＝０に対するランがランレングスカ
ウンタ８７で計数中なので、この計数中のランに
対応する符号を先にRLCDとして出力するための
処置である。ｋ＝19，20，21においてはe_i＝０、
M_i＝１なのでランレングス符号は発生されずカ
ウンタ８３がカウントアツプされる。ｋ＝21においてe_i＝０、M_i＝１、COU1＝２、
COU0＝１の状態で第１１図のタイムチヤートは
終了しているが、そのときM_i＝０およびM_i＝１
の両方に対しカウンタ８３，８７はラン長を計数
中であり実際の動作はさらに続くが第１１図には
示してない。以上で符号化装置の説明を終了し、
次に復号化装置の説明に入る。第１２図に本発明の復号化方式を具体的にした
一例を示す装置のブロツク図を示す。第１２図で
伸長復号化回路１８は予測誤差符号化信号４５を
入力し伸長復号化して予測誤差信号４７として出
力し、予測復号化回路１９は予測誤差信号４７を
入力し予測復号化して復号化画像信号４８として
出力する。なお予測誤差符号化信号４５はすでに
詳しく説明した本発明の符号装置によつて発生さ
れたものとする。制御回路２０はクロツク信号、
制御信号、同期信号を送出し各回路を制御する。
８値（０〜７）の多値画像信号（１画素当り３ビ
ツト）に対する予測復号化回路１９の１例を第１
３図に示す。説明を簡単にするため本例では予測
に用いられた画像信号Ｓは第１図の４画素ａ，
ｂ，ｃ，ｄからなるとする。また各画素を３ビツトで表現しレベル０，１…
…７は（０，０，０）、（０，０，１）、……、
（１，１，１）に対応するとする。もちろん本例
を拡張してもつと多数の画素からなるＳおよびさ
らに多くのレベル数を有する多値画像信号に対す
る回路を構成するのは容易である。予測復号化回路１９においては、第１３図に示
すごとくすでに復号化ずみの画像信号が３（ｌ＋
２）ビツトのシフトレジスタ２８に第１３図に示
されるごとくセツトされている。ここでｌは１主
走線当りの画素数を表わす。第１モード信号決定
ROM２３は、ａ，ｂ，ｃ，d4画素（各画素３ビ
ツト）をアドレスデータとして入力し、それに基
づきモード信号M₁（１ビツト）を出力する。モー
ド信号M₁は選択回路２７により選択されモード
信号M_iとして予測誤差信号復号化回路１８に送
られる。伸長復号化回路１８はM₁を受け、M₁に
対応した予測誤差信号e₁を伸長復号化し予測復号
化回路１９に加える。伸長復号化回路１８は入力
したモード信号M_iに対応した予測誤差信号e_i４７
を圧縮符号から伸長復号化し予測復号化回路１９
に加える。予測復号化回路１９において予測誤差
信号e_i４７はすでに復号化ずみの参照画像信号
ａ，ｂ，ｃ，ｄ（各３ビツト）と供に第２モード
信号発生ROM２４へアドレスデータとして加え
られる。ROM２４は、このアドレスデータに基
づき第２モード信号M₂を発生し選択回路２７へ
加える。選択回路２７はM₂を選択してモード信
号M_iとして伸長復号化回路１８に送られる。伸長復号化回路１８はM₂を受け、M₂に対応し
た予測誤差信号e₂をe_iとして予測復号化回路１９
に加える。予測復号化回路１９において予測誤差
信号e₂４７はROM２５へ加えられ、今までROM
２４に加えられていたモード信号M₁に対応する
予測誤差信号e₁は１ビツトレジスタ２１へセツト
される。 M₁，M₂に対応する予測誤差信号e₁，e₂は、す
でに復号化ずみの画像信号ａ，ｂ，ｃ，ｄと供に
第３モード信号発生ROM２５へアドレスデータ
として加えられる。ROM２５は、このアドレス
データに基づき第３モード信号M₃を発生し、選
択回路２７へ加える。選択回路２７はM₃を選択
してモード信号M_iとして伸長復号化回路１８に
送られる。伸長復号化回路１８はM₃を受け、M₃
に対応した予測誤差信号e₃をe_iとして予測復号化
回路１９に加える。予測復号化回路１９におい
て、予測誤差信号e₃４７はレベル信号選択回路５
０へ制御信号として加えられ、今までROM２５
へ加えられていたモード信号M₂に対応する予測
誤差信号e₂はレジスタ２１へセツトされ、レジス
タ２１にセツトされていたモード信号M₁に対応
する予測誤差信号e₁はレジスタ２２へセツトされ
る。そしてレジスタ２１，２２の内容e₁，e₂はe₃
と同様にレベル信号選択回路５０へ制御信号とし
て加えられる。結局モード信号M₁，M₂，M₃に
対応する予測誤差信号e₁，e₂，e₃がレベル信号選
択回路５０へ制御信号ｅ＝（e₁，e₂，e₃）として
加えられる。順位決定ROM２６は復号化ずみ画
像信号ａ，ｂ，ｃ，ｄをアドレスデータとして入
力し、順位付けされたレベル信号α₁，α₂，……，
α₈（各３ビツト）８個を出力し、レベル信号選択
回路５０へ入力データとして加える。レベル信号
選択回路５０は、α₁，α₂，……，α₈の中から制御
信号ｅ（３ビツト）へ１加えた数ｅ＋１と一致す
る添字ｉを有するα_iすなわちα_e+1を選択し復号化
画像信号ｘとしてレジスタ２８へセツトする。こ
こでｅはe₁をMSB，e₃をLSBとする２進数と考
えた。レジスタ２８はｘを入力すると１画素だけ
格納データをシフトし、次の画素の復号化動作に
対し準備する。予測復号化回路１９の第１、第
２、第３モード信号発生用ROM２３，２４，２
５、順位決定ROM２６は予測符号化回路２の第
１、第２、第３モード信号発生用ROM１５，１
６，１７、順位決定ROM９と全く同じである。次に伸長復号化回路１８について説明する。予
測誤差復号化回路１８は、第１４図に示すように
大きくわけて上下２つの部分からなる。上部は
M_i＝１に対応する予測誤差符号化信号に対する
復号化回路であり、下部はM_i＝０に対応する予
測誤差符号化信号に対する復号化回路である。伸
長復号化回路１８の役割りはモード信号M_iを予
測復号化回路１９から受けとりそれに対応する予
測誤差信号e_iを予測復号化回路１９へ出力するに
あり、M_i＝０なるモード信号を受けとると上部
の回路が動作し、M_i＝１なるモード信号を受け
とると下記の回路が動作する。バツフアメモリ２
９には予測誤差符号化信号RCLD４５がランレン
グス符号化されて蓄積されており、それはM_i＝
１のときにはランレングス復号化回路３１より要
求があると読み出され、M_i＝０のときにはラン
レングス復号化回路３２より要求があると読み出
される。ランレングス復号化回路３１はM_i＝１
に対する予測誤差符号化信号RLC１を復号化す
る回路で、復号化スタート信号RDS１を復号化
スタート信号発生回路３３より受けとり動作を開
始する。ランレングス復号化回路３１は動作を開
始すると、スイツチ回路３０を介して予測誤差符
号化信号RLC１をバツフアメモリ２９から読み
出し復号化し、得られたランレングス長をカウン
タ３５へセツトし、復号化終了信号RDE１を出
力する。カウンタ３５はカウントダウンイネイブル信号
ENB１がＨのときカウントダウンし内容CON１
が０になると予測誤差信号発生回路３７の出力を
Ｈレベル（“１”）とする。カウンタ３５はさらに
カウントダウンし内容CON１が−１になると復
号化スタート信号発生回路３３がパルス信号
RDS１を発生し再びランレングス復号化回路の
動作を開始させる。フリツプフロツプ６７は復号
化スタート信号RDS１をOR回路６５を介して入
力してセツトされ、復合化終了信号RDE１をOR
回路６６を介して入力してリセツトされる。この
ときフリツプフロツプ６７の出力DECDはランレ
ングス復号化回路３１が復合化動作中であること
を示す。デイレイ回路６８はDECD信号を１クロ
ツクデイレイさせて出力する。デイレイ回路６８
の出力はNOT回路６８により反転され、カウン
トダウンイネイブル信号ENBとしAND回路６
１，６２に加える。ENB，M_iがＨレベル（“１”）
のときENB１がＨレベルとなりカウンタ３５が
カウントダウンする。ENBがＨレベルM_iがＬレ
ベル（“０”）のときENB０がＨレベルとなりカ
ウンタ３６がカウントダウンする。第１４図の下部の回路はM_i＝０に対する予測
誤差符号化信号RLC０の復号化を行なう。そし
て、信号RDS０，RDE０，CON０，ENB０、ラ
ンレングス復合化回路３２、カウンタ３６、復号
化スタート信号発生回路３４、予測誤差信号発生
回路６０は、M_i＝１用の回路における、信号
RDS１，RDE１，CON１，ENB１、ランレング
ス復号化回路３１、カウンタ３５、復合化スター
ト信号発生回路３３、予測誤差信号発生回路３７
と同様の働きをする。以下第１５図のタイムチヤ
ートに従つて第１４図の予測誤差復号化回路１９
の動作を説明する。第１５図において最上段に記
されているｋはその下に記されているモード信号
M_iが何番目に入力されたかその順位を示す。モ
ード信号M_iに対応する予測誤差信号e_iはｋ＝２，
４，５等のときのようにM_iを入力後直ちに出力
されるときもあるが、ｋ＝１，３，６等のときの
ようにしばらく待ち時間をおいてから出力される
ときもある。e_i欄の×印はそのe_i出力待ちの時間
を示し、その間に、ランレングス復号器３１ある
いは３２が動作し、入力されたM_iに対応するe_iの
ランレングス符号が復号される。待ち時間なしで
e_iが出力されるときはe_iに対応するランレングス
符号がすでに復号されているときである。予測誤
差復号化回路１９は、ｋ＝１のときから動作を開
始する。動作開始時には、ENBはＨレベル、
DECDはＬレベルカウンタ３５，３６の内容
CON１，CON０は０にイニシヤルセツトされ
る。動作開始時には、ENBがＨレベルゆえ、M_i
＝１のときはENB１がＨレベルになりカウンタ
３５がカウントダウンされ、M_i＝０のときは
ENB０がＨレベルになりカウンタ３６がカウン
トダウンされる。第１５図で、ｋ＝１のときM_i
＝１ゆえカウンタ３５がカウントダウンされその
内容CON１は−１になる。CON１が−１ゆえ復
号化スタート信号発生回路３３は信号RDS１を
発しランレングス復号化回路３１の動作をスター
トさせる。またRDS１はOR回路６５を介してフ
リツプフロツプ６７をセツトし信号DECDをＨレ
ベルにする。ランレングス復号化回路３１は動作
を開始し、スイツチ回路３０を介してバツフアメ
モリからランレングス符号Ｃ１をRLC１として
入力し復号する。ランレングス復号化回路３１は
ランレングス符号Ｃ１の復号を終了するとその結
果をカウンタ３５にセツトし信号RDE１を発し
OR回６６を介してフリツプフロツプ６８をリセ
ツトし信号DECDをＬレベルにし、復号化終了を
知らせる。予測誤差信号発生回路３７はＣ１の復
号結果“３”がカウンタ３５にセツトされたのを
信号CON１として受けとり信号e_i(1)＝０を発しこ
れを選択回路６４を介して予測誤差信号e_iとして
出力する。ランレングス復号化回路３１が動作中
DECD信号はＨレベルである。そしてENB信号
はそれに１クロツク遅れてＬレベルであるから、
ランレングス復号化回路３１が動作を開始してか
ら１クロツク後からカウンタ３５に復号化結果が
セツトされてそれに基づきe_iが出力されるまです
なわち次のモード信号M_iが入力されるまでカウ
ンタ３５のカウントダウンが禁止される。なお、
クロツク信号は第１５図の最下段にCLKとして
記されており本伸長復号化回路はCLKに同期し
て動作する。以上でｋ＝１のときの説明を終了し
次にｋ＝２のときの説明に入る。第１５図でｋ＝
２のときM_i＝１、ENBがＨレベルゆえ、ENB１
がＨレベルであり、カウンタ３５がカウントダウ
ンされその内容CON１は２になる。CON１は２
ゆえ予測誤差信号発生回路３７は信号e_i(1)＝０発
しこれを選択回路６４を介して予測誤差信号e_iと
して出力する。ｋ＝１のときはモード信号M_iの
入力後ランレングス復号化回路３１の動作中（第
１５図で３クロツクの間）e_iの出力待ちの時間が
あつたが、ｋ＝２のときはランレングス復号化回
路３１あるいは３２が動作せずともカウンタ３５
にすでにセツトされていた値から予測誤差信号e_i
が直ちに発生でき待ち時間の必要はない。以上で
ｋ＝２のときの説明を終了し、次にｋ＝３のとき
の説明に入る。ｋ＝３のときM_i＝０、ENBがＨ
レベルゆえ、ENB２がＨレベルであり、カウン
タ３６がカウントダウンされ、その内容CON０
は−１になる。CON０が−１ゆえ復号化スター
ト信号発生回路３４は信号RDS０を発し、ラン
レングス復号化回路３２の動作をスタートさせ
る。またRDS０はOR回路６５を介してフリツプ
フロツプ６７をセツトし信号DECDをＨレベルに
する。ランレングス復号化回路３２は動作を開始
し、スイツチ回路３０を介してバツフアメモリか
らランレングス符号Ｃ２をRLC０として入力し
復号する。ランレングス復号化回路３２はランレ
ングス符号Ｃ２の復号を終了するとその結果をカ
ウンタ３６にセツトし信号RDE０を発し、OR回
路６６を介してフリツプフロツプ６８をリセツト
し信号DECDをＬレベルにし復号終了を知らせ
る。予測誤差信号発生回路６０はＣ２の復号結果
“２”がカウンタ３６にセツトされたのを信号
CON０として受けとり信号e_i（０）＝０を発しこれ
を選択回路６４を介して予測誤差信号e_iとして出
力する。ランレングス復号化回路３２が動作中
DECD信号はＨレベルである。そしてENB信号
はそれに１クロツク遅れてＬレベルであるから、
ランレングス復号化回路３２が動作を開始してか
ら１クロツク後からカウンタ３６に復号結果がセ
ツトされそれに基づきe_iが出力されるまですなわ
ち次のモード信号M_iが入力されるまでカウンタ
３５のカウントダウンが禁止される。以上でｋ＝
３のときの説明を終了する。ｋ＝４〜21について
も同様の動作が続けられ、ランレングス符号Ｃ３
からＣ１０が復号化され各モード信号M_iに対応
する予測誤差信号e_iが発生される。本発明の多値画像信号符号化装置において、第
１０図の圧縮符号化回路４の動作を第１１図のタ
イムチヤートによつて説明し、そのときランレン
グス符号Ｃ１，Ｃ２，……，Ｃ８が発生されると
した。第１４図の伸長復号化回路１８の動作を第
１５図のタイムチヤートによつて説明してきた
が、そのときバツフアメモリに蓄積されていたラ
ンレングス符号Ｃ１，Ｃ２，……，Ｃ８は第１１
図のＣ１，Ｃ２，……，Ｃ８と全く同じとしてい
る。その結果第１５図に示されたＣ１，Ｃ２，…
…，Ｃ８の復号結果e_iは、第１１図に示されたe_i
と全く同じであり、これは伸長復号化回路１８が
正しく動作していることを示している。以上で伸
長復号化回路１８の説明を終了し、また本発明の
多値画像信号復号化装置の説明を終える。なお、符号化装置及び復号化装置ともに８値画
像信号の場合について説明してきたが、Ｎ（2^n-1
＜Ｎ2ⁿ）値の画像信号の場合に拡張するのは容
易である。Ｎ（2^n-1＜Ｎ2ⁿ）値の場合には予測
誤差信号ｅはe₁，e₂，…，e_o（各１ビツト）のｎ
ビツトからなり、e_iの接続の方法及びランの定義
は８値の場合と同様である。以上詳しく説明してきたように、本発明の符号
化装置、復号化装置によれば、ランレングス符号
器、復号器を用いて多値画像信号の符号化、復号
化を効率よく行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は参照画素と被予測画素の位置関係を示
す図、第２図は従来の予測法を用いた予測符号化
回路図、第３図、第４図、第７図は画像信号の条
件付発生確率の１例を示す図、第５図は本発明の
符号化方式を具体的にした一例を示す装置のブロ
ツク図、第６図は本発明の符号化方色に用いられ
る予測符号化回路の１例を示すブロツク図、第８
図、第９図は予測誤差信号の符号化順序を説明す
る図、第１０図は本発明の符号化方式に用いられ
る圧縮符号化回路の１例を示すブロツク図、第１
１図は第１０図の予測誤差符号化回路のタイムチ
ヤート、第１２図は本発明の復号化方式を具体的
にした一例を示す装置のブロツク図、第１３図は
本発明の復号化方式に用いられる予測復号化回路
の１例を示すブロツク図、第１４図は本発明の復
号化方式に用いられる予測誤差復号化回路の１例
を示すブロツク図、第１５図は第１４図の予測誤
差復号化回路の１例を示すブロツク図である。図において、１，４８…多値画像信号、２…予
測符号化回路、３，４７…予測誤差信号、４…圧
縮符号化回路、５，４５…符号化予測誤差信号、
６，２０…制御回路、７，１０，２８…３（ｌ＋
２）ビツトシフトレジスタ、８，２６…順位決定
用ROM、９…順位信号選択回路、１１…予測信
号決定用ROM、１２，１３，１４…排他的論理
和回路、１５，２３…第１モード信号決定用
ROM、１６，２４…第２モード信号決定用
ROM、１７，２５…第３モード信号決定用
ROM、１８…伸長復号化回路、１９…予測復号
化回路、２１，２２…１ビツトレジスタ、２７，
４０，４６，７６，７７…選択回路、３１，３２
…ランレングス復号化回路、２９…バツフアメモ
リ、３５，３６，８３，８７…カウンタ、３３，
３４…ランレングス復号化回路スタート信号発生
器、３０，４２…スイツチ回路、３７，６０…予
測誤差信号発生回路、３８，３９…３ビツトレジ
スタ、４１…スイツチ信号発生回路、４３…ラン
レングス符号メモり、４４，５７，５８，６７…
フリツプフロツプ、５０…レベル選択回路、５
２，６５，６６…OR回路、６１，６２，８１，
８２，９３，９４…AND回路、６３，６９，７
８，７９，８０…NOT回路、６８…デイレイ回
路、８６，９０…ラン終了検出回路、８４，８８
…ランレングス符号発生器。

Claims

【特許請求の範囲】１すでに入力ずみの画像信号Ｓに基づき次に入
力される画像信号ｘの実際の信号値が何番目の予
測値に一致するかその順位を検出し、前記順位に
対応する複数の予測誤差信号を発生して前記画像
信号ｘを予測符号化し、前記各予測誤差信号が０
である確率の高さを示すモード信号をＳ及び圧縮
符号化ずみの予測誤差信号に基づき発生し、前記
各予測誤差信号をそれに対応する各モード信号に
基づきグループ分けした後に圧縮符号化する多値
画像信号符号化方式と、すでに伸長及び予測復号
化ずみの画像信号Ｓ及び伸長復号化ずみ予測誤差
信号に基づきモード信号を発生しモード信号に対
応する予測誤差信号を圧縮符号から伸長復号化
し、Ｓと複数の予測誤差信号に基づき画像信号ｘ
を予測復号化する多値画像信号復号化方式とから
なることを特徴とする多値画像信号の符号化復号
化方式。２すでに入力ずみのＮ（2^n-1＜Ｎ2ⁿ）値の画
像信号Ｓに基づき、次に入力される画像信号ｘを
予測するＮ個の信号値を予測的中率順に並べる手
段と前記画像信号ｘの実際の信号値が前記並べら
れた信号値の何番目に一致するかその順位を検出
する手段と、前記順位に対応する高々ｎ個の予測
誤差信号e_i（１ｉｎ）を発生して前記画像信
号ｘを予測符号化する手段と、前記各予測誤差信
号e_i（１ｉｎ）が０である確率の高さを示す
モード信号M_iを、ｉ＝１のときはＳのみに基づ
き発生し、２ｉｎのときはＳ及びｉ−１個の
予測誤差信号e_j（１ｊｉ−１）に基づき発生
する手段と、前記各予測誤差信号e_i（１ｉｎ）
をそれに対応する各モード信号M_i（１ｉｎ）
に基づきグループ分けした後に圧縮符号化する手
段とを有することを特徴とする多値画像信号符号
化装置。３すでに伸長及び予測復号化ずみのＮ（2^n-1＜
Ｎ2ⁿ）値の画像信号Ｓに基づきモード信号M₁、
を発生し、モード信号M₁に対応する予測誤差信
号e₁を圧縮符号から伸長復号化する手段と、ｉが
２以上かつ高々ｎのときモード信号M_iをＳ及び
ｉ−１個の予測誤差信号e_j（１ｊｉ−１）に
基づき発生しモード信号M_iに対応する予測誤差
信号e_iを圧縮符号から伸長復号化する手段と、Ｓ
と高々ｎ個の予測誤差信号e_i（１ｉｎ）に基
づきＮ値画像信号ｘを予測復号化する手段とを有
することを特徴とする多値画像信号復号化装置。