JP2000152226A - 画像符号化装置および方法、画像復号装置および方法、並びに提供媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原画像を正確に復元できるように符号化す
る。 【解決手段】 画素Ａの画素値が入力端子２に入力され
たタイミングにおいて、ライン遅延回路３，４は、それ
ぞれ、画素Ｄ，Ｇの画素値を出力し、サンプル遅延回路
５乃至１０は、それぞれ、画素Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｈ，Ｉ
の画素値を出力する。平均化回路１１は、画素値Ａと、
画素値Ｃを平均して減算器１２に出力する。判定回路１
４は、入力された差分の絶対値が、所定の閾値(TH)より
も小さいか否かを判定し、判定結果に基づいて、コント
ロールビットを生成する。セレクタ２５は、平均化回路
２１乃至２４から入力された補間値Ｅ１乃至Ｅ４のうち
の、サンプル遅延回路７から入力される画素値Ｅ（真
値）に最も近いものを選択し、選択した補間値を示す方
向ビット（２ビット）を出力端子３１に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像符号化装置お
よび方法、画像復号装置および方法、並びに提供媒体に
関し、特に、サブサンプリングにより原画像を符号化す
る画像符号化装置および方法、画像復号装置および方
法、並びに提供媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを圧縮して伝送する方法とし
て、サブサンプリングにより所定の間隔の画素を間引
き、その近傍の画素の画素値を用いて、間引いた画素の
画素値を補間する方法が知られている。

【０００３】例えば、いわゆるRCA（商標）方式のサブ
サンプリングにおいては、図７に○印で表される画素の
画素値（例えば、８ビット）は、そのまま圧縮されずに
伝送され、□印で表される画素（例えば、注目画素）の
画素値は、その近傍の画素ａと画素ｈ、画素ｂと画素
ｇ、画素ｃと画素ｆ、または、画素ｄと画素ｅのいずれ
かの画素の対の画素値の平均値で補間され、補間に用い
られた画素の対を示すフラグ（２ビット）だけが伝送さ
れる。

【０００４】このRCA方式によれば、１画素当たり５
（＝（８＋２）／２）ビットで伝送することができるの
で、データの圧縮率は５／８である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、RCA方式に
おいては、上述したように、注目画素の画素値が、近傍
の画素の４対のうちのいずれかのものの平均値で補間さ
れるので、例えば、注目画素の右上の画素ｊと左下の画
素ｋを通るような斜線を正確に復元することができない
課題があった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、原画像を正確に復元することができる符号
化を可能とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像符
号化装置は、原画像を３×３画素のブロックに分割し、
ブロックの画素を４種類に分類する分類手段と、分類手
段で分類された第１の種類の画素の画素値をそのまま出
力する第１の出力手段と、分類手段で分類された第２の
種類の画素の補間値を、その左右に隣接する第１の種類
の画素の画素値を用いて演算する水平補間値演算手段
と、第２の種類の画素の画素値と、水平補間値演算手段
が演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾値と比較
する水平補間値比較手段と、水平補間値比較手段の比較
結果に対応して第２の種類の画素のコントロールビット
を生成する第１の生成手段と、分類手段で分類された第
３の種類の画素の補間値を、その上下に隣接する第１の
種類の画素の画素値を用いて演算する垂直補間値演算手
段と、第３の種類の画素の画素値と、垂直補間値演算手
段が演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾値と比
較する垂直補間値比較手段と、垂直補間値比較手段の比
較結果に対応して第３の種類の画素のコントロールビッ
トを生成する第２の生成手段と、分類手段で分類された
第４の種類の画素の４種類の補間値を演算する演算手段
と、演算手段が演算した４種類の補間値のうちの第４の
種類の画素の画素値に最も近いものを選択する選択手段
と、選択手段の選択結果に対応して第４の種類の画素の
方向ビットを生成する第３の生成手段とを備えることを
特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の画像符号化方法は、原画
像を３×３画素のブロックに分割し、ブロックの画素を
４種類に分類する分類ステップと、分類ステップで分類
された第１の種類の画素の画素値をそのまま出力する第
１の出力ステップと、分類ステップで分類された第２の
種類の画素の補間値を、その左右に隣接する第１の種類
の画素の画素値を用いて演算する水平補間値演算ステッ
プと、第２の種類の画素の画素値と、水平補間値演算ス
テップで演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾値
と比較する水平補間値比較ステップと、水平補間値比較
ステップの比較結果に対応して第２の種類の画素のコン
トロールビットを生成する第１の生成ステップと、分類
ステップで分類された第３の種類の画素の補間値を、そ
の上下に隣接する第１の種類の画素の画素値を用いて演
算する垂直補間値演算ステップと、第３の種類の画素の
画素値と、垂直補間値演算ステップで演算した補間値と
の差分の絶対値を所定の閾値と比較する垂直補間値比較
ステップと、垂直補間値比較ステップの比較結果に対応
して第３の種類の画素のコントロールビットを生成する
第２の生成ステップと、分類ステップで分類された第４
の種類の画素の４種類の補間値を演算する演算ステップ
と、演算ステップで演算した４種類の補間値のうちの第
４の種類の画素の画素値に最も近いものを選択する選択
ステップと、選択ステップの選択結果に対応して第４の
種類の画素の方向ビットを生成する第３の生成ステップ
とを含むことを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載の提供媒体は、原画像を３
×３画素のブロックに分割し、ブロックの画素を４種類
に分類する分類ステップと、分類ステップで分類された
第１の種類の画素の画素値をそのまま出力する第１の出
力ステップと、分類ステップで分類された第２の種類の
画素の補間値を、その左右に隣接する第１の種類の画素
の画素値を用いて演算する水平補間値演算ステップと、
第２の種類の画素の画素値と、水平補間値演算ステップ
で演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾値と比較
する水平補間値比較ステップと、水平補間値比較ステッ
プの比較結果に対応して第２の種類の画素のコントロー
ルビットを生成する第１の生成ステップと、分類ステッ
プで分類された第３の種類の画素の補間値を、その上下
に隣接する第１の種類の画素の画素値を用いて演算する
垂直補間値演算ステップと、第３の種類の画素の画素値
と、垂直補間値演算ステップで演算した補間値との差分
の絶対値を所定の閾値と比較する垂直補間値比較ステッ
プと、垂直補間値比較ステップの比較結果に対応して第
３の種類の画素のコントロールビットを生成する第２の
生成ステップと、分類ステップで分類された第４の種類
の画素の４種類の補間値を演算する演算ステップと、演
算ステップで演算した４種類の補間値のうちの第４の種
類の画素の画素値に最も近いものを選択する選択ステッ
プと、選択ステップの選択結果に対応して第４の種類の
画素の方向ビットを生成する第３の生成ステップとを含
む処理を画像符号化装置に実行させるコンピュータが読
み取り可能なプログラムを提供することを特徴とする。

【００１０】請求項５に記載の画像復号装置は、符号を
４種類に分類する分類手段と、分類手段で分類された第
１の符号をそのまま出力する第１の出力手段と、分類手
段で分類された第２の種類の符号からコントロールビッ
トを抽出し、コントロールビットに基づいて第２の種類
の符号に対応する画素の真値、または補間値を出力する
第２の出力手段と、分類手段で分類された第３の種類の
符号からコントロールビットを抽出し、コントロールビ
ットに基づいて第３の種類の符号に対応する画素の真
値、または補間値を出力する第３の出力手段と、分類手
段で分類された第４の種類の符号に対応する画素の４種
類の補間値を演算する演算手段と、演算手段が演算した
４種類の補間値のうちの第４の種類の符号に対応するも
のを選択する選択手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】請求項６に記載の画像復号方法は、符号を
４種類に分類する分類ステップと分類ステップで分類さ
れた第１の種類の符号をそのまま出力する第１の出力ス
テップと、分類ステップで分類された第２の種類の符号
からコントロールビットを抽出し、コントロールビット
に基づいて第２の種類の符号に対応する画素の真値、ま
たは補間値を出力する第２の出力ステップと、分類ステ
ップで分類された第３の種類の符号からコントロールビ
ットを抽出し、コントロールビットに基づいて第３の種
類の符号に対応する画素の真値、または補間値を出力す
る第３の出力ステップと、分類ステップで分類された第
４の種類の符号に対応する画素の４種類の補間値を演算
する演算ステップと、演算ステップが演算した４種類の
補間値のうちの第４の種類の符号に対応するものを選択
する選択ステップとを含むことを特徴とする。

【００１２】請求項７に記載の提供媒体は、符号を４種
類に分類する分類ステップと分類ステップで分類された
第１の種類の符号をそのまま出力する第１の出力ステッ
プと、分類ステップで分類された第２の種類の符号から
コントロールビットを抽出し、コントロールビットに基
づいて第２の種類の符号に対応する画素の真値、または
補間値を出力する第２の出力ステップと、分類ステップ
で分類された第３の種類の符号からコントロールビット
を抽出し、コントロールビットに基づいて第３の種類の
符号に対応する画素の真値、または補間値を出力する第
３の出力ステップと、分類ステップで分類された第４の
種類の符号に対応する画素の４種類の補間値を演算する
演算ステップと、演算ステップが演算した４種類の補間
値のうちの第４の種類の符号に対応するものを選択する
選択ステップとを含む処理を画像復号装置に実行させる
コンピュータが読み取り可能なプログラムを提供するこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項１に記載の画像符号化装置、請求項
３に記載の画像符号化方法、および請求項４に記載の提
供媒体においては、原画像が３×３画素のブロックに分
割されて、ブロックの画素が４種類に分類され、分類さ
れた第１の種類の画素の画素値がそのまま出力される。
分類された第２の種類の画素の補間値が、その左右に隣
接する第１の種類の画素の画素値を用いて演算され、第
２の種類の画素の画素値と、演算された補間値との差分
の絶対値が所定の閾値と比較されて、その比較結果に対
応して第２の種類の画素のコントロールビットが生成さ
れる。分類された第３の種類の画素の補間値が、その上
下に隣接する第１の種類の画素の画素値を用いて演算さ
れ、第３の種類の画素の画素値と、演算された補間値と
の差分の絶対値が所定の閾値と比較されて、その比較結
果に対応して第３の種類の画素のコントロールビットが
生成される。分類された第４の種類の画素の４種類の補
間値が演算され、演算された４種類の補間値のうちの第
４の種類の画素の画素値に最も近いものが選択されて、
その選択結果に対応して第４の種類の画素の方向ビット
が生成される。

【００１４】請求項５に記載の画像復号装置、請求項６
に記載の画像復号方法、および請求項７に記載の提供媒
体においては、符号が４種類に分類され、分類された第
１の種類の符号がそのまま出力される。分類された第２
の種類の符号からコントロールビットが抽出され、その
コントロールビットに基づいて第２の種類の符号に対応
する画素の真値、または補間値が出力される。分類され
た第３の種類の符号からコントロールビットが抽出さ
れ、そのコントロールビットに基づいて第３の種類の符
号に対応する画素の真値、または補間値が出力される。
分類された第４の種類の符号に対応する画素の４種類の
補間値が演算され、演算された４種類の補間値のうちの
第４の種類の符号に対応するものが選択される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但
し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定するこ
とを意味するものではない。

【００１６】請求項１に記載の画像符号化装置は、原画
像を３×３画素のブロックに分割し、ブロックの画素を
４種類に分類する分類手段（例えば、図１のライン遅延
回路３と、分類手段で分類された第１の種類の画素の画
素値をそのまま出力する第１の出力手段（例えば、図３
のステップＳ２）と、分類手段で分類された第２の種類
の画素の補間値を、その左右に隣接する第１の種類の画
素の画素値を用いて演算する水平補間値演算手段（例え
ば、図１の平均化回路１１）と、第２の種類の画素の画
素値と、水平補間値演算手段が演算した補間値との差分
の絶対値を所定の閾値と比較する水平補間値比較手段
（例えば、図１の判定回路１４）と、水平補間値比較手
段の比較結果に対応して第２の種類の画素のコントロー
ルビットを生成する第１の生成手段（例えば、図３のス
テップＳ５）と、分類手段で分類された第３の種類の画
素の補間値を、その上下に隣接する第１の種類の画素の
画素値を用いて演算する垂直補間値演算手段（例えば、
図１の平均化回路１６）と、第３の種類の画素の画素値
と、垂直補間値演算手段が演算した補間値との差分の絶
対値を所定の閾値と比較する垂直補間値比較手段（例え
ば、図１の判定回路１９）と、垂直補間値比較手段の比
較結果に対応して第３の種類の画素のコントロールビッ
トを生成する第２の生成手段（例えば、図３のステップ
Ｓ５）と、分類手段で分類された第４の種類の画素の４
種類の補間値を演算する演算手段（例えば、図１の平均
化回路２１乃至２４）と、演算手段が演算した４種類の
補間値のうちの第４の種類の画素の画素値に最も近いも
のを選択する選択手段（例えば、図３のステップＳ８）
と、選択手段の選択結果に対応して第４の種類の画素の
方向ビットを生成する第３の生成手段（例えば、図３の
ステップＳ９）とを備えることを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の画像符号化装置は、第１
の生成手段が生成したコントロールビットに対応して第
２の種類の画素の画素値を出力する第２の出力手段（例
えば、図３のステップＳ６）と、第２の生成手段が生成
したコントロールビットに対応して第３の種類の画素の
画素値を出力する第３の出力手段（例えば、図３のステ
ップＳ６）とをさらに備えることを特徴とする。

【００１８】請求項５に記載の画像復号装置は、符号を
４種類に分類する分類手段（例えば、図４のライン遅延
回路４３）と、分類手段で分類された第１の種類の符号
をそのまま出力する第１の出力手段（例えば、図６のス
テップＳ２２）と、分類手段で分類された第２の種類の
符号からコントロールビットを抽出し、コントロールビ
ットに基づいて第２の種類の符号に対応する画素の真
値、または補間値を出力する第２の出力手段（例えば、
図４の補間回路５３）と、分類手段で分類された第３の
種類の符号からコントロールビットを抽出し、コントロ
ールビットに基づいて第３の種類の符号に対応する画素
の真値、または補間値を出力する第３の出力手段（例え
ば、図４の補間回路５４）と、分類手段で分類された第
４の種類の符号に対応する画素の４種類の補間値を演算
する演算手段（例えば、図６のステップＳ２７）と、演
算手段が演算した４種類の補間値のうちの第４の種類の
符号に対応するものを選択する選択手段（例えば、図６
のステップＳ２８）とを備えることを特徴とする。

【００１９】図１は、本発明を適用したエンコーダの構
成例を示している。このエンコーダ１の入力端子２に
は、原画像の画素値が所定のサンプリング周波数で順次
入力される。入力端子２には、ライン遅延回路（ＬＤ）
３，４が直列に接続され、それらに並列して、サンプル
遅延回路（ＳＤ）５，６が直列に接続されている。さら
に、入力端子２には、平均化回路(AVE)１１，１６，２
３、および出力端子２６が接続されている。

【００２０】ライン遅延回路３の後段には、サンプル遅
延回路７，８が直列に接続されている。さらに、ライン
遅延回路３の後段には、減算器１７、ゲート２０、およ
び平均化回路２４が接続されている。ライン遅延回路４
の後段には、サンプル遅延回路９，１０が直列に接続さ
れている。さらに、ライン遅延回路４の後段には、平均
化回路１６，２１が接続されている。

【００２１】ライン遅延回路３，４は、入力された画素
値を１ライン期間だけ遅延して後段に出力する。サンプ
ル遅延回路５乃至１０は、入力された画素値を１サンプ
リング期間だけ遅延して後段に出力する。したがって、
図２に示す画素Ａの画素値が入力端子２に入力されたタ
イミングと同時に、ライン遅延回路３，４は、それぞ
れ、画素Ｄ，Ｇの画素値を出力し、サンプル遅延回路５
乃至１０は、それぞれ、画素Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｈ，Ｉの
画素値を出力する。なお、以下において、画素Ａ乃至Ｉ
の画素値を、それぞれ、画素値Ａ乃至Ｉと記述する。

【００２２】平均化回路１１は、入力端子２からの画素
値Ａと、サンプル遅延回路６からの画素値Ｃを平均して
減算器１２に出力する。減算器１２は、平均化回路１１
からの平均値と、サンプル遅延回路５からの画素値Ｂの
差分を演算して絶対値回路(ABS)１３に出力する。絶対
値回路１３は、減算器１２から入力された差分の絶対値
を判定回路１４に出力する。判定回路１４は、入力され
た差分の絶対値が、所定の閾値(TH)よりも小さいか否か
を判定し、差分の絶対値が閾値よりも小さいと判定した
場合、コントロールビットとして１を発生し、差分の絶
対値が閾値よりも小さくないと判定した場合、コントロ
ールビットとして０を発生して、ゲート１５および出力
端子２７に出力する。ゲート１５は、判定回路１４から
入力されたコントロールビットが０である場合、ゲート
を開放して、サンプル遅延回路５から入力される画素値
Ｂを出力端子２８に出力し、コントロールビットが１で
ある場合、ゲートを閉鎖する（サンプル遅延回路５から
の画素値Ｂを出力端子２８に出力しない）。

【００２３】平均化回路１６は、入力端子２からの画素
値Ａと、ライン遅延回路４からの画素値Ｇを平均して減
算器１７に出力する。減算器１７は、平均化回路１６か
らの平均値と、ライン遅延回路３からの画素値Ｄの差分
を演算して絶対値回路１８に出力する。絶対値回路１８
は、減算器１７から入力された差分の絶対値を判定回路
１９に出力する。判定回路１９は、入力された差分の絶
対値が、所定の閾値よりも小さいか否かを判定し、差分
の絶対値が閾値よりも小さいと判定した場合、コントロ
ールビットとして１を発生し、差分の絶対値が閾値より
も小さくないと判定した場合、コントロールビットとし
て０を発生して、ゲート２０および出力端子２９に出力
する。ゲート２０は、判定回路１９から入力されたコン
トロールビットが０である場合、ゲートを開放して、ラ
イン遅延回路３から入力される画素値Ｄを出力端子３０
に出力し、コントロールビットが１である場合、ゲート
を閉鎖する（ライン遅延回路３からの画素値Ｄを出力端
子３０に出力しない）。

【００２４】平均化回路２１は、サンプル遅延回路６か
ら入力された画素値Ｃと、ライン遅延回路４から入力さ
れた画素値Ｇを平均し、得られた補間値Ｅ１をセレクタ
２５に出力する。平均化回路２２は、サンプル遅延回路
５から入力された画素値Ｂと、サンプル遅延回路９から
入力された画素値Ｈを平均し、得られた補間値Ｅ２をセ
レクタ２５に出力する。平均化回路２３は、入力端子１
から入力された画素値Ａと、サンプル遅延回路１０から
入力された画素値Ｉを平均し、得られた補間値Ｅ３をセ
レクタ２５に出力する。平均化回路２４は、サンプル遅
延回路８から入力された画素値Ｆと、ライン遅延回路３
から入力された画素値Ｄを平均し、得られた補間値Ｅ４
をセレクタ２５に出力する。

【００２５】セレクタ２５は、平均化回路２１乃至２４
から入力された補間値Ｅ１乃至Ｅ４のうちで、サンプル
遅延回路７から入力される画素値Ｅ（真値）に最も近い
ものを選択し、選択した補間値（Ｅ１乃至Ｅ４のうちの
いずれかのもの）を示す方向ビット（２ビット）を生成
して、出力端子３１に出力する。

【００２６】次に、このエンコーダ１の動作について、
図３のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ
１において、入力端子２から原画像の画素値が所定のサ
ンプリング周波数で順次入力される。入力された画素値
は、ライン遅延回路３，４で１ライン期間だけ遅延さ
れ、サンプル遅延回路５乃至１０で１サンプリング期間
だけ遅延される。

【００２７】ステップＳ２において、図２に示す画素値
Ａは、情報量が圧縮されずに真値のまま出力端子２６か
ら後段に出力される。このタイミングと同時に、サンプ
ル遅延回路５，６、ライン遅延回路３、サンプル遅延回
路７，８、ライン遅延回路４、およびサンプル遅延回路
９，１０は、それぞれ、画素値Ｂ乃至Ｉを後段に出力す
る。

【００２８】ステップＳ３において、平均化回路１１
は、入力端子２からの画素値Ａと、サンプル遅延回路６
からの画素値Ｃを平均して減算器１２に出力する。ステ
ップＳ４において、減算器１２は、平均化回路１１から
の平均値（補間値）と、サンプル遅延回路５からの画素
値Ｂ（真値）の差分を演算して絶対値回路１３に出力す
る。絶対値回路１３は、減算器１２から入力された差分
の絶対値（補間誤差）を判定回路１４に出力する。判定
回路１４は、入力された補間誤差が、所定の閾値(TH)よ
りも小さいか否かを判定する。補間誤差が閾値よりも小
さいと判定された場合、ステップＳ５に進む。

【００２９】なお、ステップＳ３乃至Ｓ６（ステップＳ
５，Ｓ６については後述する）において、平均化回路１
６乃至ゲート２０は、画素値Ｄに関して同様の処理を実
行するが、その動作は、平均化回路１１乃至ゲート１５
と同様であるので説明を省略する。

【００３０】ステップＳ５において、判定回路１４は、
コントロールビットとして１を発生し、ゲート１５およ
び出力端子２７に出力する。ゲート１５は、判定回路４
から入力されたコントロールビットが１であるので、ゲ
ートを閉鎖する（サンプル遅延回路５からの画素値Ｂを
出力端子２８に出力しない）。したがって、画素値Ｂ
（または、画素値Ｄ）の符号としては、コントロールビ
ット（１ビット＝１）だけが出力される。

【００３１】ステップＳ７において、画素値Ｅの補間値
の候補として、平均化回路２１は、サンプル遅延回路６
から入力された画素値Ｃと、ライン遅延回路４から入力
された画素値Ｇを平均し、得られた補間値Ｅ１をセレク
タ２５に出力する。同様に、平均化回路２２，２３，２
４は、補間値Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を演算してセレクタ２５
に出力する。このとき、セレクタ２５には、サンプル遅
延回路７から画素値Ｅ（真値）も供給される。

【００３２】ステップＳ８において、セレクタ２５は、
補間値Ｅ１乃至Ｅ４のうちで、サンプル遅延回路７から
の画素値Ｅ（真値）に最も近いものを選択し、ステップ
Ｓ９において、選択したものを示す２ビットの方向ビッ
トを出力端子２１から出力させる。すなわち、画素値Ｅ
の符号としては、方向ビット（２ビット）が出力され
る。

【００３３】ステップＳ１０において、原画像の全ての
画素についての符号が出力されたか否かが判定され、全
ての画素についての符号が出力されたと判定されるま
で、ステップＳ１に戻り、それ以降の処理が繰り返され
る。全ての画素についての符号が出力されたと判定され
た場合、このエンコード処理は終了される。

【００３４】なお、ステップＳ４において、補間誤差が
閾値よりも小さくないと判定された場合、ステップＳ６
に進む。ステップＳ６において、判定回路１４は、コン
トロールビットとして０を発生し、ゲート１５および出
力端子２７に出力する。ゲート１５は、判定回路１４か
ら入力されたコントロールビットが０であるので、ゲー
トを開放して、サンプル遅延回路５から入力される画素
値Ｂ（真値）を出力端子２８に出力する。したがって、
画素値Ｂ（または、画素値Ｄ）の符号としては、コント
ロールビット（１ビット＝０）と真値（８ビット）が出
力される。

【００３５】このように、原画像を２×２画素のブロッ
クとし、その４個の画素のうちの１個の画素（例えば、
図２の画素Ａ）については真値（８ビット）を出力し、
１個の画素（例えば、図２の画素Ｂ）については、左右
に隣接する画素を用いて補間するか否かを示すコントロ
ールビット（１ビット）、または、コントロールビット
と真値を出力し、１個の画素（例えば、図２の画素Ｄ）
については、上下に隣接する画素を用いて補間するか否
かを示すコントロールビット（１ビット）、または、コ
ントロールビットと真値を出力し、１個の画素（例え
ば、図２の画素Ｅ）については、補間に用いる画素の対
を示す方向ビット（２ビット）を出力することにより、
１画素当たりの情報量を（８＋２（１＋８α）＋２）／
４とすることができる。

【００３６】但し、αは画素Ｂ，Ｄの真値を出力する確
率である。例えば、αが０．５である場合、１画素当た
りの情報量は、５（＝（８＋２（１＋８×０．５）＋
２）／４）ビットとなる。

【００３７】なお、画素Ｅについては、さらに１ビット
を追加して、真値を出力するか否かを示すようにしても
よい。

【００３８】図４は、エンコーダ１から出力された符号
を用いて原画像を復号するデコーダ４１の構成例を示し
ている。このデコーダ４１の入力端子４２には、エンコ
ーダ１から出力された符号が所定のサンプリング周波数
で順次入力される。入力端子４２には、ライン遅延回路
４３，４４が直列に接続され、それらに並列して、サン
プル遅延回路４５，４６が直列に接続されている。さら
に、入力端子４２には、補間回路５１，５２、および平
均化回路５５が接続されている。

【００３９】ライン遅延回路４３の後段には、サンプル
遅延回路４７，４８が直列に接続されている。さらに、
ライン遅延回路４３の後段には、補間回路５２が接続さ
れている。ライン遅延回路４４の後段には、サンプル遅
延回路４９，５０が直列に接続されている。さらに、ラ
イン遅延回路４４の後段には、補間回路５２，５４、お
よび平均化回路５７が接続されている。

【００４０】ライン遅延回路４３，４４は、入力される
画素値の符号を１ライン期間だけ遅延して後段に出力す
る。サンプル遅延回路４５乃至５０は、入力される画素
値の符号を１サンプリング期間だけ遅延して後段に出力
する。したがって、図２に示す画素Ａの画素値の符号が
入力端子４２に入力されたタイミングにおいて、ライン
遅延回路４３，４４は、それぞれ、画素Ｄ，Ｇの画素値
の符号を出力し、サンプル遅延回路４５乃至５０は、そ
れぞれ、画素Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｈ，Ｉの画素値の符号を
出力する。なお、以下においても、画素Ａ乃至Ｉの画素
値の符号を、それぞれ、符号Ａ乃至Ｉと記述する。ただ
し、符号Ａ，Ｃ，Ｇ，Ｉは、対応する画素の真値（８ビ
ット）であり、符号Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈは、コントロールビ
ット（１ビット）、またはコントロールビットと真値で
あり、符号Ｅは方向ビット（２ビットである。

【００４１】補間回路５１は、サンプル遅延回路４５か
ら入力される符号Ｂのコントロールビットに対応して、
画素Ｂの真値または補間値を平均化回路５６に出力す
る。図５は、補間回路５１の詳細な構成を示している。
補間回路５１の平均化回路７１は、入力端子４２から入
力された符号（画素値）Ａと、サンプル遅延回路４６か
ら入力された符号（画素値）Ｃを平均してセレクタ７３
に出力する。抽出回路７２は、サンプル遅延回路４５か
ら入力された符号Ｂに含まれるコントロールビットと、
その残りの真値（コントロールビットが１である場合は
存在しない）を分離してセレクタ７３に出力する。セレ
クタ７３は、コントロールビットが１である場合、平均
化回路７１からの平均値を後段に出力し、コントロール
ビットが０である場合、抽出回路７２から入力された残
りの符号、すなわち、画素値Ｂの真値を後段に出力す
る。

【００４２】同様に、補間回路５２は、ライン遅延回路
４３から入力される符号Ｄのコントロールビットに対応
して、画素Ｄの真値または補間値（符号Ａ，Ｇの平均
値）を平均化回路５８に出力する。補間回路５３は、サ
ンプル遅延回路４８から入力される符号Ｆのコントロー
ルビットに対応して、画素Ｆの真値または補間値（符号
Ｃ，Ｉの平均値）を平均化回路５８、およびパラレル・
シリアル変換回路６１に出力する。補間回路５４は、サ
ンプル遅延回路４９から入力される符号Ｈのコントロー
ルビットに対応して、画素Ｈの真値または補間値（符号
Ｇ，Ｉの平均値）を平均化回路５６、およびパラレル・
シリアル変換回路６０に出力する。

【００４３】平均化回路５５は、入力端子４２から入力
された符号Ａと、サンプル遅延回路５０から入力された
符号Ｉを平均し、得られた補間値Ｅ１をセレクタ５９に
出力する。平均化回路５６は、補間回路５１から入力さ
れた画素値Ｂ（画素Ｂの真値、または補間値）と、補間
回路５４から入力された画素値Ｈ（画素Ｈの真値、また
は補間値）を平均し、得られた補間値Ｅ２をセレクタ５
９に出力する。平均化回路５７は、サンプル遅延回路４
６から入力された符号Ｃと、ライン遅延回路４４から入
力された画素値Ｇを平均し、得られた補間値Ｅ３をセレ
クタ５９に出力する。平均化回路５８は、補間回路５２
から入力された画素値Ｄ（画素Ｄの真値、または補間
値）と、補間回路５３から入力された画素値Ｆ（画素Ｆ
の真値、または補間値）を平均し、得られた補間値Ｅ４
をセレクタ５９に出力する。

【００４４】セレクタ５９は、平均化回路５５乃至５８
から入力された補間値Ｅ１乃至Ｅ４のうちで、サンプル
遅延回路４７から入力される符号Ｅ（方向ビット）に対
応するものを選択し、得られた補間値Ｅをパラレル・シ
リアル変換回路６１に出力する。

【００４５】パラレル・シリアル変換回路６０は、補間
回路５４から入力される画素値Ｈ（画素Ｈの真値、また
は補間値）と、サンプル遅延回路５０から入力される符
号（画素値）Ｉを、順次、セレクタ６３に出力する。パ
ラレル・シリアル変換回路６１は、補間回路５３から入
力される画素値Ｆ（画素Ｆの真値、または補間値）と、
セレクタ５９から入力される画素値Ｅを、順次、ライン
遅延回路６２に出力する。ライン遅延回路６２は、パラ
レル・シリアル変換回路６１から入力された画素値Ｅ，
Ｆを１ライン期間だけ遅延してセレクタ６３に出力す
る。セレクタ６３は、２×２画素のブロック単位で入力
される４つの画素値を、１フレーム分以上記憶して、フ
レームの左上に位置する画素の画素値から、走査線方向
に、右下に位置する画素の画素値まで順次出力する。

【００４６】次に、デコーダ４１の動作について、図６
のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１
において、エンコーダ１から出力された符号が所定のサ
ンプリング周波数で順次入力され、ライン遅延回路４
３，４４により１ライン期間だけ遅延され、サンプル遅
延回路４５乃至５０により１サンプリング期間だけ遅延
される。

【００４７】ステップＳ２２において、図２に示す画素
Ｉについての符号（画素値）Ｉが、サンプル遅延回路５
０から出力される。このタイミングと同時に、入力端子
４２、サンプル遅延回路４５，４６、ライン遅延回路４
３、サンプル遅延回路４７，４８、ライン遅延回路４
４、およびサンプル遅延回路４９は、それぞれ、画素Ａ
乃至Ｈに対応する符号Ａ乃至Ｈを後段に出力する。

【００４８】ステップＳ２３において、補間回路５１の
抽出回路７２は、サンプル遅延回路４５から入力された
符号Ｂに含まれるコントロールビットと、その残りの符
号を分離してセレクタ７３に出力する。平均化回路７１
は、入力端子４２から入力された符号（画素値）Ａと、
サンプル遅延回路４６から入力された符号（画素値）Ｃ
を平均してセレクタ７３に出力する。

【００４９】ステップＳ２４において、セレクタ７３
は、抽出回路７２から入力されたコントロールビットが
１であるか否かを判定する。コントロールビットが１で
あると判定された場合、ステップＳ２５に進む。ステッ
プＳ２５において、セレクタ７３は、平均化回路７１か
らの平均値を平均化回路５６に出力する。

【００５０】なお、ステップＳ２３乃至Ｓ２６（ステッ
プＳ２６については後述する）において、補間回路５２
乃至５４は、符号Ｄ，Ｆ，Ｈに関して、補間回路５１と
同様の処理を実行する。

【００５１】ステップＳ２７において、平均化回路５５
は、入力端子４２から入力された符号Ａと、サンプル遅
延回路５０から入力された符号Ｉを平均し、得られた補
間値Ｅ１をセレクタ５９に出力する。同様に、平均化回
路５６乃至５８は、それぞれ入力された２つの画素値を
平均し、得られた補間値Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４をセレクタ５
９に出力する。

【００５２】ステップＳ２８において、セレクタ５９
は、平均化回路５５乃至５８から入力された補間値Ｅ１
乃至Ｅ４のうちで、サンプル遅延回路４７から入力され
る符号Ｅ（方向ビット）に対応するものを選択し、得ら
れた補間値Ｅをパラレル・シリアル変換回路６１に出力
する。パラレル・シリアル変換回路６０は、補間回路５
４から入力される画素値Ｈと、サンプル遅延回路５０か
ら入力される符号（画素値）Ｉを、順次、セレクタ６３
に出力する。パラレル・シリアル変換回路６１は、補間
回路５３から入力される画素値Ｆと、セレクタ５９から
入力される画素値Ｅを、順次、ライン遅延回路６２を介
してセレクタ６３に出力する。

【００５３】ステップＳ２９において、セレクタ６３
は、１フレーム分の画素値が入力されたか否かを判定す
る。１フレーム分の画素値が入力されていないと判定さ
れた場合、ステップＳ２１に戻り、それ以降の処理が繰
り返される。１フレーム分の画素値が入力されたと判定
された場合、セレクタ６３は、記憶しているフレームの
左上に位置する画素の画素値から、走査線方向に、右下
に位置する画素の画素値まで順次出力する。

【００５４】なお、ステップＳ２４において、コントロ
ールビットが１ではないと判定された場合、ステップＳ
２６に進む。ステップＳ２６において、セレクタ７３
は、抽出回路７２から入力された残りの符号、すなわ
ち、画素値Ｂの真値を平均化回路５６に出力する。

【００５５】次に、本発明の方式、および、従来のRCA
方式により、ハットショップ、チューリップガーデン、
およびヨットハーバの３種類の原画像を符号化して復号
した画像の原画像に対するS/Nを示す。 画像(Hat Shop) 本発明の方式（４Bit/pix） ４２．４３db RCA方式 （５Bit/pix） ３７．１８db 画像(Tulip Garden) 本発明の方式（４Bit/pix） ３１．７３db RCA方式 （５Bit/pix） ２７．６３db 画像(Yacht Harbor) 本発明の方式（４Bit/pix） ３７．２１db 本発明の方式（５Bit/pix） ３８．９８db RCA方式 （５Bit/pix） ３１．６７db

【００５６】このように、全ての画像において、本発明
の方式は従来のRCA方式に比べて、１画素当たりの符号
量が少ないにも拘わらず、原画像に対するS/Nが良好で
あることがわかる。これは、本方式における斜め方向の
補間に用いる２個の画素の間隔が、RCA方式のそれに比
べて短いことの効果であると考えられる。

【００５７】なお、本実施の形態であるエンコーダ１に
より符号化された画素のうちの、必ず画素値の真値が出
力される画素（図２の○印の画素）の符号だけを抽出す
るようにすれば、縦横の画素数が原画像の画素数の１／
２である画像を得ることができるので、ＨＤ／ＳＤ変換
や、符号の簡易復号が可能となる。

【００５８】また、本発明は静止画像に限らず、動画像
の符号化に適用することが可能である。

【００５９】なお、上記各処理を行うコンピュータプロ
グラムは、磁気ディスク、CD-ROM等の情報記録媒体より
なる提供媒体のほか、インターネット、デジタル衛星な
どのネットワーク提供媒体を介してユーザに提供するこ
とができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の画像符
号化装置、請求項３に記載の画像符号化方法、および請
求項４に記載の提供媒体によれば、原画像を３×３画素
のブロックに分割して、ブロックの画素を４種類に分類
し、分類した第１の種類の画素の画素値をそのまま出力
し、分類した第２および第３の種類の画素のコントロー
ルビットを生成し、分類した第４の種類の画素の方向ビ
ットを生成するようにしたので、原画像を正確に復元で
きるように符号化することが可能となる。

【００６１】また、請求項５に記載の画像復号装置、請
求項６に記載の画像復号方法、および請求項７に記載の
提供媒体によれば、符号を４種類に分類し、分類した第
１の種類の符号をそのまま出力し、分類した第２および
第３の種類の符号からコントロールビットを抽出し、コ
ントロールビットに基づいて符号に対応する画素の真
値、または補間値を出力し、分類した第４の種類の符号
に対応する画素の４種類の補間値を演算し、演算した４
種類の補間値のうちの第４の種類の符号に対応するもの
を選択するようにしたので、原画像を正確に復元するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したエンコーダ１の構成例を説明
するブロック図である。

【図２】画素の配置を説明する図である。

【図３】エンコーダ１のエンコード処理を説明するフロ
ーチャートである。

【図４】エンコーダ１から出力される符号を復号するデ
コーダ４１の構成例を説明するブロック図である。

【図５】図４の補間回路５１の構成例を説明するブロッ
ク図である。

【図６】デコーダ４１のデコード処理を説明するフロー
チャートである。

【図７】従来のRCA方式の符号化を説明する図である。

【符号の説明】

１ エンコーダ， ２ 入力端子， ３，４ ライン遅
延回路， ５乃至１０サンプル遅延回路， １１ 平均
化回路， １２ 減算器， １３ 絶対値回路， １４
判定回路， １５ ゲート， １６ 平均化回路，
１７ 減算器， １８ 絶対値回路， １９ 判定回
路， ２０ ゲート， ２１乃至２４平均化回路， ２
５ セレクタ， ２６乃至３１ 出力端子， ４１ デ
コーダ， ４２ 入力端子， ４３乃至４４ ライン遅
延回路， ４５乃至５０ サンプル遅延回路， ５１乃
至５４ 補間回路， ５５乃至５８ 平均化回路， ５
９ セレクタ， ６０，６１ パラレル・シリアル変換
回路， ６２ ライン遅延回路， ６３ セレクタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サブサンプリングにより原画像を符号化
   する画像符号化装置において、 前記原画像を３×３画素のブロックに分割し、前記ブロ
   ックの画素を４種類に分類する分類手段と、 前記分類手段で分類された第１の種類の画素の画素値を
   そのまま出力する第１の出力手段と、 前記分類手段で分類された第２の種類の画素の補間値
   を、その左右に隣接する前記第１の種類の画素の画素値
   を用いて演算する水平補間値演算手段と、 前記第２の種類の画素の画素値と、前記水平補間値演算
   手段が演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾値と
   比較する水平補間値比較手段と、 前記水平補間値比較手段の比較結果に対応して前記第２
   の種類の画素のコントロールビットを生成する第１の生
   成手段と、 前記分類手段で分類された第３の種類の画素の補間値
   を、その上下に隣接する前記第１の種類の画素の画素値
   を用いて演算する垂直補間値演算手段と、 前記第３の種類の画素の画素値と、前記垂直補間値演算
   手段が演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾値と
   比較する垂直補間値比較手段と、 前記垂直補間値比較手段の比較結果に対応して前記第３
   の種類の画素のコントロールビットを生成する第２の生
   成手段と、 前記分類手段で分類された第４の種類の画素の４種類の
   補間値を演算する演算手段と、 前記演算手段が演算した４種類の補間値のうちの前記第
   ４の種類の画素の画素値に最も近いものを選択する選択
   手段と、 前記選択手段の選択結果に対応して前記第４の種類の画
   素の方向ビットを生成する第３の生成手段とを備えるこ
   とを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 前記第１の生成手段が生成したコントロ
   ールビットに対応して前記第２の種類の画素の画素値を
   出力する第２の出力手段と、 前記第２の生成手段が生成したコントロールビットに対
   応して前記第３の種類の画素の画素値を出力する第３の
   出力手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に
   記載の画像符号化装置。
3. 【請求項３】 サブサンプリングにより原画像を符号化
   する画像符号化方法において、 前記原画像を３×３画素のブロックに分割し、前記ブロ
   ックの画素を４種類に分類する分類ステップと、 前記分類ステップで分類された第１の種類の画素の画素
   値をそのまま出力する第１の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第２の種類の画素の補間
   値を、その左右に隣接する前記第１の種類の画素の画素
   値を用いて演算する水平補間値演算ステップと、 前記第２の種類の画素の画素値と、前記水平補間値演算
   ステップで演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾
   値と比較する水平補間値比較ステップと、 前記水平補間値比較ステップの比較結果に対応して前記
   第２の種類の画素のコントロールビットを生成する第１
   の生成ステップと、 前記分類ステップで分類された第３の種類の画素の補間
   値を、その上下に隣接する前記第１の種類の画素の画素
   値を用いて演算する垂直補間値演算ステップと、 前記第３の種類の画素の画素値と、前記垂直補間値演算
   ステップで演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾
   値と比較する垂直補間値比較ステップと、 前記垂直補間値比較ステップの比較結果に対応して前記
   第３の種類の画素のコントロールビットを生成する第２
   の生成ステップと、 前記分類ステップで分類された第４の種類の画素の４種
   類の補間値を演算する演算ステップと、 前記演算ステップで演算した４種類の補間値のうちの前
   記第４の種類の画素の画素値に最も近いものを選択する
   選択ステップと、 前記選択ステップの選択結果に対応して前記第４の種類
   の画素の方向ビットを生成する第３の生成ステップとを
   含むことを特徴とする画像符号化方法。
4. 【請求項４】 サブサンプリングにより原画像を符号化
   する画像符号化装置に、 前記原画像を３×３画素のブロックに分割し、前記ブロ
   ックの画素を４種類に分類する分類ステップと、 前記分類ステップで分類された第１の種類の画素の画素
   値をそのまま出力する第１の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第２の種類の画素の補間
   値を、その左右に隣接する前記第１の種類の画素の画素
   値を用いて演算する水平補間値演算ステップと、 前記第２の種類の画素の画素値と、前記水平補間値演算
   ステップで演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾
   値と比較する水平補間値比較ステップと、 前記水平補間値比較ステップの比較結果に対応して前記
   第２の種類の画素のコントロールビットを生成する第１
   の生成ステップと、 前記分類ステップで分類された第３の種類の画素の補間
   値を、その上下に隣接する前記第１の種類の画素の画素
   値を用いて演算する垂直補間値演算ステップと、 前記第３の種類の画素の画素値と、前記垂直補間値演算
   ステップで演算した補間値との差分の絶対値を所定の閾
   値と比較する垂直補間値比較ステップと、 前記垂直補間値比較ステップの比較結果に対応して前記
   第３の種類の画素のコントロールビットを生成する第２
   の生成ステップと、 前記分類ステップで分類された第４の種類の画素の４種
   類の補間値を演算する演算ステップと、 前記演算ステップで演算した４種類の補間値のうちの前
   記第４の種類の画素の画素値に最も近いものを選択する
   選択ステップと、 前記選択ステップの選択結果に対応して前記第４の種類
   の画素の方向ビットを生成する第３の生成ステップとを
   含む処理を実行させるコンピュータが読み取り可能なプ
   ログラムを提供することを特徴とする提供媒体。
5. 【請求項５】 ４種類に分類されている符号から原画像
   を復号する画像復号装置において、 前記符号を４種類に分類する分類手段と、 前記分類手段で分類された第１の符号をそのまま出力す
   る第１の出力手段と、 前記分類手段で分類された第２の種類の符号からコント
   ロールビットを抽出し、前記コントロールビットに基づ
   いて前記第２の種類の符号に対応する画素の真値、また
   は補間値を出力する第２の出力手段と、 前記分類手段で分類された第３の種類の符号からコント
   ロールビットを抽出し、前記コントロールビットに基づ
   いて前記第３の種類の符号に対応する画素の真値、また
   は補間値を出力する第３の出力手段と、 前記分類手段で分類された第４の種類の符号に対応する
   画素の４種類の補間値を演算する演算手段と、 前記演算手段が演算した４種類の補間値のうちの前記第
   ４の種類の符号に対応するものを選択する選択手段とを
   備えることを特徴とする画像復号装置。
6. 【請求項６】 ４種類に分類されている符号から原画像
   を復号する画像復号方法において、 前記符号を４種類に分類する分類ステップと、 前記分類ステップで分類された第１の種類の符号をその
   まま出力する第１の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第２の種類の符号からコ
   ントロールビットを抽出し、前記コントロールビットに
   基づいて前記第２の種類の符号に対応する画素の真値、
   または補間値を出力する第２の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第３の種類の符号からコ
   ントロールビットを抽出し、前記コントロールビットに
   基づいて前記第３の種類の符号に対応する画素の真値、
   または補間値を出力する第３の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第４の種類の符号に対応
   する画素の４種類の補間値を演算する演算ステップと、 前記演算ステップが演算した４種類の補間値のうちの前
   記第４の種類の符号に対応するものを選択する選択ステ
   ップとを含むことを特徴とする画像復号方法。
7. 【請求項７】 ４種類に分類されている符号から原画像
   を復号する画像復号装置に、 前記符号を４種類に分類する分類ステップと、 前記分類ステップで分類された第１の種類の符号をその
   まま出力する第１の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第２の種類の符号からコ
   ントロールビットを抽出し、前記コントロールビットに
   基づいて前記第２の種類の符号に対応する画素の真値、
   または補間値を出力する第２の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第３の種類の符号からコ
   ントロールビットを抽出し、前記コントロールビットに
   基づいて前記第３の種類の符号に対応する画素の真値、
   または補間値を出力する第３の出力ステップと、 前記分類ステップで分類された第４の種類の符号に対応
   する画素の４種類の補間値を演算する演算ステップと、 前記演算ステップが演算した４種類の補間値のうちの前
   記第４の種類の符号に対応するものを選択する選択ステ
   ップとを含む処理を実行させるコンピュータが読み取り
   可能なプログラムを提供することを特徴とする提供媒
   体。