JP2003143606A - 画像信号処理方法及び画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画質の劣化を少なくして効率よく画像信号の符
号化や復号化を行う。 【解決手段】ブロック化処理部２１では、画像信号ＤＶ
iのブロック化を行い、各ブロックを区分可能とするブ
ロック判別信号ＢＬと、画像信号ＤＶiを１ブロック遅
延させた画像信号ＤＶjを生成する。符号化モード判別
部２２では、画像信号ＤＶiとブロック判別信号ＢＬに
基づき、画素間の信号レベル差の分布をブロック毎に判
別して、符号化モードをブロック毎に設定してモード信
号ＭＤを生成する。また、各ブロックの初期値ＦＶと信
号レベル差の最大値に基づく最大値情報ＢＭを生成して
符号化処理部２５に供給する。符号化処理部２５では、
符号化モード判別部２２で設定された符号化モードでブ
ロック内の画像信号ＤＶiに応じた符号化処理を行い、
画像信号ＤＶiの信号量を削減した画像圧縮信号ＤＷiを
生成する。また、符号化処理では、最大値情報ＢＭに基
づき特性を可変する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は画像信号処理方法
及び画像信号処理装置に関する。詳しくは、１ラインの
画像信号における画素間のレベル差分布に基づいて符号
化モードを設定し、設定された符号化モードに応じて１
ラインの画像信号の符号化処理を行い画像圧縮信号を生
成する。また、このようにして生成した画像圧縮信号の
復号化処理を行うものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像信号のディジタル化に伴い、
異なる走査線数や画素数及び走査方式の異なる種々の画
像信号が用いられるようになってきている。また、画像
信号を用いる機器では、種々の画像信号に対応可能とす
るために、画像メモリを用いて画像信号処理が行われて
いる。

【０００３】図１７は、画像メモリを用いてＩＰ変換、
すなわちインタレース走査方式のディジタル画像信号Ｄ
Ｖiを、プログレッシブ走査方式のディジタル画像信号
ＤＶpに変換する画像信号変換システム１００の構成を
示している。

【０００４】画像信号ＤＶiは、画像メモリ１０１に順
次書き込まれると共にＩＰ変換器１０２に供給される。
また、画像メモリ１０１からは、ＩＰ変換器１０２に供
給された画像信号ＤＶiよりも１フィールド前の画像信
号ＤＶi-fが読み出されて、ＩＰ変換器１０２に供給さ
れる。

【０００５】ＩＰ変換器１０２では、供給された画像信
号ＤＶiと１フィールド前の画像信号ＤＶi-fを用いて、
所望の走査線数であるプログレッシブ走査方式の画像信
号ＤＶqを生成する。この画像信号ＤＶqは、画像メモリ
１０１に書き込まれると共に、この画像メモリ１０１に
書き込まれた画像信号ＤＶqが所定のタイミングで順次
読み出されて、プログレッシブ走査方式の画像信号ＤＶ
pとして出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像メモリ
１０１に対して画像信号の書き込みや読み出しを行う際
に、データ量が大きいとデータ転送クロックの周波数を
高くしたり画像メモリ１０１のビット幅を大きくしてバ
ンド幅を広げなければ、所望のタイミングで画像信号の
書き込みや読み出しを行うことができなくなってしま
う。

【０００７】例えば、画像信号ＤＶiが４：２：２フォ
ーマットであり、輝度成分と色差成分が８ビット、サン
プリング周波数が７４．２５ＭＨｚ、有効走査線が１０
８０ライン、１ライン当たりの画素数が１９２０画素、
フレーム周波数が約３０Ｈｚである場合、画像信号ＤＶ
iを画像メモリ１０１に書き込みながら、既に書き込ま
れている画像信号の読み出しも行うものとする。この場
合、画像信号ＤＶiの書き込みと読み出しのために、そ
れぞれ７４．２５ＭＨｚ×１６ビットのバンド幅が必要
となる。また、プログレッシブ走査方式に対応した画像
信号ＤＶqの書き込みと読み出しでは、プログレッシブ
走査方式のフレーム周波数が約６０Ｈｚであるとする
と、画像信号ＤＶqの書き込みと読み出しのために、そ
れぞれ１４８．５ＭＨｚ×１６ビットのバンド幅が必要
となる。

【０００８】ここで、データ転送クロックが１００ＭＨ
ｚであったときに必要なビット幅ＷＡは、 ＷＡ＝（７４．２５×２＋１４８．５×２）×１６÷１
００ ＝７１．２８ビット となり、ビット幅が例えば６４ビットである場合には、
インタレース走査方式のディジタル画像信号ＤＶiを、
プログレッシブ走査方式のディジタル画像信号ＤＶpに
リアルタイムで正しく変換することができなくなってし
まう。このため、データ転送クロックの周波数を１００
ＭＨｚよりも高くしたり、画像メモリ１０１のビット幅
を大きくする必要がある。

【０００９】しかし、データ転送クロックの周波数を高
くすると、耐ノイズ性や放射ノイズを考慮して正しくデ
ータ伝送を行うことができるように基板等を設計するこ
とが、データ転送クロックの周波数の低い場合に比べて
難しくなってしまう。また、ビット幅を大きくすると、
端子数が増えて必要となる基板サイズも大きくなってし
まう。またコストアップにもなってしまう。そこで、こ
の発明では画質の劣化を少なくして効率よく画像信号の
符号化や復号化を行うことができる画像信号処理方法及
び画像信号処理装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像信号
処理方法は、１ラインの画像信号における画素間のレベ
ル差分布に基づいて符号化モードを設定し、設定された
符号化モードに応じて１ラインの画像信号の符号化処理
を行い画像圧縮信号を生成するものである。

【００１１】また、１ラインの画像信号における画素間
のレベル差分布に基づいて設定した符号化モードを示す
情報と、画素間の信号レベル差を示すレベル差信号の最
大値に基づく最大値情報と、符号化を行う画像信号にお
ける最初の画素の信号と、レベル差分布に基づいて設定
した符号化モードでの符号化処理により得られた符号化
信号を有する画像圧縮信号を用い、画像圧縮信号から、
符号化モードを示す情報と最大値情報を分離して逆量子
化の特性を決定し、決定した特性での逆量子化を含む処
理を行うことで画素毎の代表値を順次決定し、画像圧縮
信号から分離した最初の画素の信号と代表値を用いて、
画像信号を生成するものである。

【００１２】また、画像信号処理装置は、１ラインの画
像信号における画素間のレベル差分布に基づいて符号化
モードを設定する符号化モード判別手段と、符号化モー
ド判別手段によって設定された符号化モードに応じて１
ラインの画像信号の符号化処理を行い画像圧縮信号を生
成する符号化処理手段とを有するものである。

【００１３】さらに、１ラインの画像信号における画素
間のレベル差分布に基づいて設定した符号化モードを示
す情報と、画素間の信号レベル差を示すレベル差信号の
最大値に基づく最大値情報と、符号化を行う画像信号に
おける最初の画素の信号と、レベル差分布に基づいて設
定した符号化モードで符号化処理を行うことにより得ら
れた符号化信号を有する画像圧縮信号を用いる画像信号
処理装置において、画像圧縮信号から、符号化モードを
示す情報と最大値情報と最初の画素の信号と符号化信号
を分離する信号分離手段と、符号化モードを示す情報と
最大値情報に基づき逆量子化の特性を決定する情報処理
手段と、情報処理手段で決定された特性での逆量子化を
含む処理を行うことで画素毎の代表値を順次決定する出
力用代表値決定手段と、画像圧縮信号から分離した最初
の画素の信号と、出力用代表値決定手段で決定された代
表値を用いて、画像信号を生成して出力する画像信号出
力手段を有するものである。

【００１４】この発明においては、１ラインの画像信号
が例えば所定画素毎に区分されてブロック化される。こ
こで、ブロック毎に画素間のレベル差分布に基づいて符
号化モードが設定されて、設定された符号化モードで画
素間のレベル差を示すレベル差信号の符号化処理が行わ
れる。符号化処理では、レベル差信号が設定された符号
化モードに応じた範囲内であるか否かを判別して、範囲
内であるときにはレベル差信号が予めレベル差信号の信
号レベルに応じて設定されている信号量の少ない信号に
置き換えられる。範囲内でないときには、レベル差信号
の量子化が行われて、設定された符号化モードに応じた
可変長の符号化信号が生成される。また、レベル差信号
の量子化では、レベル差信号の最大値に応じて量子化の
特性が変化される。さらに、符号化信号を復号化して代
表値が決定されて、この代表値と符号化処理したレベル
差信号との誤差が検出されて、符号化及び復号化処理に
よる誤差がなくなるように、検出された誤差を利用して
次に符号化処理するレベル差信号が補正される。

【００１５】このようにして得られた符号化信号と、符
号化モードを示す情報と画素間のレベル差を示す信号の
最大値に基づく最大値情報と符号化を行う画像信号にお
ける最初の画素の信号を用いて画像圧縮信号が生成され
る。

【００１６】また、この画像圧縮信号から、符号化モー
ドを示す情報と最大値情報が分離されて逆量子化の特性
が決定されて、決定した特性で符号化信号の逆量子化を
含む処理が行われて画素毎の代表値が順次決定されると
共に、この代表値と画像圧縮信号から分離した最初の画
素の信号を用いて、圧縮前の画像信号が生成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、この発
明の実施の一形態について説明する。図１は画像信号変
換システム、例えばインタレース走査方式の画像信号を
プログレッシブ走査方式の画像信号に変換する画像信号
変換システム１０の構成を示している。

【００１８】画像信号変換システム１０に供給されたイ
ンタレース走査方式のディジタル画像信号ＤＶiは、Ｉ
Ｐ変換器１２と画像信号処理装置１５の符号化器２０に
供給される。符号化器２０では符号化処理を行い、画像
信号ＤＶiのデータ量を削減した画像圧縮信号ＤＷiを生
成して画像メモリ１１に書き込む。また、画像メモリ１
１からは、画像圧縮信号ＤＷiよりも１フィールド前の
画像圧縮信号ＤＷi-fを読み出して復号化器３０に供給
する。復号化器３０では、復号化処理を行い、画像圧縮
信号ＤＷi-fを信号量が削減される前の画像信号ＤＶi-f
に戻してＩＰ変換器１２に供給する。なお、符号化器２
０と復号化器３０では、画質の劣化が少なく効率よく信
号の符号化処理や復号化処理を行う。

【００１９】ＩＰ変換器１２では、画像信号ＤＶiと画
像信号ＤＶi-fを用いて、所望の走査線数であるプログ
レッシブ走査方式の画像信号ＤＶqを生成して画像メモ
リ１１に書き込む。この画像メモリ１１に書き込まれた
画像信号ＤＶqを所定のタイミングで順次読み出すこと
で、プログレッシブ走査方式のディジタル画像信号ＤＶ
pを生成する。

【００２０】図２は、符号化器２０の構成を示してい
る。符号化器２０では、１ラインの画像信号ＤＶiを所
定の画素数単位で区分してブロック化を行う。また、ブ
ロック毎にブロック内の信号に応じて適応的な符号化処
理を行い、得られた符号化信号を用いて信号量を削減し
た画像圧縮信号ＤＷiを生成する。ここで、符号化信号
の生成では、画素間のレベル差信号を符号化して符号化
信号を生成する。このようにレベル差信号を用いると、
各画素の信号レベルを少ない信号量で効率よくかつ精度
良く表すことができる。さらに、符号化信号を生成する
際には、この符号化信号を復号化処理して得た代表値
と、符号化処理前の信号との誤差が少なくなるように符
号化処理を行う。

【００２１】符号化器２０のブロック化処理部２１で
は、画像信号ＤＶiのブロック化を行い、各ブロックを
区分可能とするブロック判別信号ＢＬと、画像信号ＤＶ
iを１ブロック遅延させた画像信号ＤＶjを生成する。符
号化モード判別部２２では、画像信号ＤＶiとブロック
判別信号ＢＬに基づき、画素間の信号レベル差の分布を
ブロック毎に判別して、符号化モードをブロック毎に設
定する。符号化処理部２５では、符号化モード判別部２
２で設定された符号化モードでブロック内の画像信号Ｄ
Ｖiに応じた符号化処理を行い、画像信号ＤＶiの信号量
を削減した画像圧縮信号ＤＷiを生成する。

【００２２】図３は、ブロック化処理部２１の構成を示
している。画像信号ＤＶiは、画素数カウント回路２１
１と１ブロック遅延回路２１２に供給される。また、ブ
ロック化処理部２１を介して、符号化モード判別部２２
に供給される。画素数カウント回路２１１では、画像信
号ＤＶiの画素数をカウントして、所定の画素数分の画
像信号ＤＶiを１つのブロックとするブロック判別信号
ＢＬを生成する。例えば、ブロック判別信号ＢＬとし
て、各ブロックの先頭を示す信号が生成される。生成さ
れたブロック判別信号ＢＬは、符号化モード判別部２２
と符号化処理部２５に供給される。１ブロック遅延回路
２１２では、符号化モード判別部２２で設定した符号化
モードで、対応するブロックの画像信号ＤＶiの符号化
処理を行うことができるように、供給された画像信号Ｄ
Ｖiを１ブロック分遅延させて画像信号ＤＶjとして符号
化処理部２５に供給する。

【００２３】図４は、符号化モード判別部２２の構成を
示している。ブロック化処理部２１から供給された画像
信号ＤＶiは、１画素遅延回路２２１と減算回路２２２
に供給される。

【００２４】１画素遅延回路２２１では、画像信号ＤＶ
iを１画素分遅延させて１画素遅延信号ＤＶidを生成し
て減算回路２２２に供給する。また、ブロック判別信号
ＢＬに基づき、前ブロックの最終画素の信号が次のブロ
ックにおける最初の画素タイミングで出力されないよう
に出力をリセットする。

【００２５】減算回路２２２では、画像信号ＤＶiから
１画素遅延信号ＤＶidを減算することで、画素間の信号
レベル差を示すレベル差信号ＥＡを生成して、初期値保
持回路２２３、絶対値回路２２４、比較回路２２７，２
２８に供給する。

【００２６】初期値保持回路２２３では、ブロック判別
信号ＢＬに基づき、各ブロックの最初の画素タイミング
でレベル差信号ＥＡを保持する。ここで、１画素遅延回
路２２１の出力は、上述したように各ブロックの最初で
リセットされることから、各ブロックの最初のレベル差
信号ＥＡは、各ブロックにおける最初の画素の信号を示
すものとなる。この初期値保持回路２２３に保持されて
いる信号は、初期値ＦＶとして符号化処理部２５に供給
される。

【００２７】絶対値回路２２４では、初期値保持回路２
２３に保持された信号を除くレベル差信号ＥＡの絶対値
ＥＢを求めて最大値判別回路２２５に供給する。最大値
判別回路２２５では、絶対値ＥＢの最大である最大絶対
値ＥＢmaxを判別して、最大値情報決定回路２２６に供
給する。すなわち、絶対値回路２２４と最大値判別回路
２２５によって、画素間の信号レベル差の最大絶対値が
ブロック毎に判別されて最大値情報決定回路２２６に供
給される。

【００２８】最大値情報決定回路２２６では、最大絶対
値ＥＢmaxの取り得る範囲を複数の領域に区分して領域
毎に最大値情報の候補を設け、最大値判別回路２２５か
ら供給された最大絶対値ＥＢmaxがいずれの領域に含ま
れるかを判別することで、最大絶対値ＥＢmaxを最大値
情報ＢＭにブロック毎に変換して符号化処理部２５に供
給する。このように、最大絶対値ＥＢmaxに比べて最大
値情報ＢＭの数は少ないことから、最大値情報ＢＭを用
いることで、最大絶対値ＥＢmaxをそのまま用いる場合
よりも信号量を少なくできる。

【００２９】比較回路２２７には、定数発生回路２２９
が接続される。定数発生回路２２９では、レベル差信号
ＥＡの分布を判別するための判別基準値ＲＦＡを生成し
て比較回路２２７に供給する。比較回路２２７では、レ
ベル差信号ＥＡと判別基準値ＲＦＡを比較して、比較結
果信号ＣＰＡをカウンタ２３１に供給する。カウンタ２
３１では、比較結果信号ＣＰＡに基づき、レベル差信号
ＥＡが判別基準値ＲＦＡで設定された範囲内と判別され
た画素数をカウントして、カウント値ＣＮＡを加算回路
２３３と除算回路２３４に供給する。

【００３０】比較回路２２８にも比較回路２２７と同様
に定数発生回路２３０が接続されており、この定数発生
回路２３０では、定数発生回路２２９で生成された判別
基準値ＲＦＡで示される範囲よりも広い範囲であると共
に、この判別基準値ＲＦＡで示される範囲を除いた範囲
を示す判別基準値ＲＦｐを生成して比較回路２２８に供
給する。比較回路２２８では、レベル差信号ＥＡと判別
基準値ＲＦｐを比較して、比較結果信号ＣＰｐをカウン
タ２３２に供給する。カウンタ２３２では、比較結果信
号ＣＰｐから、レベル差信号ＥＡが判別基準値ＲＦｐで
設定された範囲内と判別された画素数をカウントして、
カウント値ＣＮｐを加算回路２３３に供給する。

【００３１】加算回路２３３では、カウンタ２３１から
のカウント値ＣＮＡとカウンタ２３２からのカウント値
ＣＮｐを加算して、カウント値ＣＮＢを除算回路２３５
に供給する。すなわち、カウント値ＣＮＢは、判別基準
値ＲＦＡと判別基準値ＲＦｐで設定された範囲内と判別
された画素数を示すものとなる。

【００３２】除算回路２３４では、カウンタ２３１から
のカウント値ＣＮＡをブロック内の画素数で除算するこ
とにより、レベル差信号ＥＡが判別基準値ＲＦＡの範囲
内であると判別された画素数の割合を算出する。この除
算回路２３４で得られた除算値ＶＡは符号化モード設定
回路２３６に供給される。

【００３３】除算回路２３５では、加算回路２３３から
のカウント値ＣＮＢをブロック内の画素数で除算するこ
とにより、レベル差信号ＥＡが判別基準値ＲＦＡと判別
基準値ＲＦｐの範囲内であると判別された画素数の割合
を算出する。この除算回路２３５で得られた除算値ＶＢ
は符号化モード設定回路２３６に供給される。

【００３４】符号化モード設定回路２３６では、除算回
路２３４からの除算値ＶＡと除算回路２３５からの除算
値ＶＢに基づき符号化モードを設定する。この符号化モ
ードの設定では、判別基準値ＲＦＡや判別基準値ＲＦｐ
によって設定された範囲内のレベル差信号ＥＡに置き換
えて用いる短いビット数の置換信号、および判別基準値
ＲＦＡや判別基準値ＲＦｐによって設定された範囲に含
まれないレベル差信号ＥＡに基づいて生成する量子化信
号のビット数に関する組み合わせを選択する。この符号
化モード設定回路２３６で設定した符号化モードを示す
モード信号ＭＤは、符号化処理部２５に供給する。

【００３５】このように、符号化モード判別部２２で
は、画像信号ＤＶiとブロック判別信号ＢＬに基づき、
ブロック単位での初期値ＦＶや最大値情報ＢＭおよびモ
ード信号ＭＤの生成が行われて、これらの信号が符号化
処理部２５に供給される。

【００３６】図５は符号化処理部２５の構成を示してい
る。ブロック化処理部２１から供給された画像信号ＤＶ
jは、１画素遅延回路２５１と減算回路２５２に供給さ
れる。１画素遅延回路２５１では、画像信号ＤＶjを１
画素分遅延させて１画素遅延信号ＤＶjdを生成して減算
回路２５２に供給する。また、１画素遅延回路２５１で
は、１画素遅延回路２２１と同様にブロック判別信号Ｂ
Ｌに基づき各ブロックの最初で出力をリセットすること
で、前ブロックの最終画素の信号が次のブロックにおけ
る最初の画素タイミングで出力されてしまうことを防止
する。

【００３７】減算回路２５２では、画像信号ＤＶjから
１画素遅延信号ＤＶjdを減算することで、画素間の信号
レベル差を示すレベル差信号ＥＣを生成して、減算回路
２５３に供給する。

【００３８】減算回路２５３には、後述する１画素遅延
回路２６０から誤差信号ＥＥｄが供給されており、レベ
ル差信号ＥＣから誤差信号ＥＥｄを減算してレベル差信
号ＥＤを生成し、レベル判別回路２５４と減算回路２５
９に供給する。

【００３９】レベル判別回路２５４には、符号化モード
判別部２２からモード信号ＭＤが供給されており、レベ
ル差信号ＥＤの信号レベルが、モード信号ＭＤで示され
た符号化モードでの置換範囲内であるときには、レベル
差信号ＥＤを置換処理回路２５５に供給する。また、レ
ベル差信号ＥＤの信号レベルが、置換範囲内でないとき
には、レベル差信号ＥＤを非線形量子化回路２５６に供
給する。

【００４０】置換処理回路２５５には、符号化モード判
別部２２からモード信号ＭＤが供給されており、レベル
判別回路２５４から供給されたレベル差信号ＥＤを、モ
ード信号ＭＤで示された符号化モードに応じて短いビッ
ト数の置換信号に置き換えて、符号化信号ＤＥａとして
代表値決定回路２５８と信号フォーマット化回路２６１
に供給する。

【００４１】非線形量子化回路２５６には、係数設定回
路２５７が接続されており、この係数設定回路２５７で
は、符号化モード判別部２２からのモード信号ＭＤと最
大値情報ＢＭに基づき、非線形量子化を行うための演算
に用いる係数αを設定する。この設定された係数αは、
非線形量子化回路２５６と代表値決定回路２５８に供給
される。

【００４２】非線形量子化回路２５６では、係数設定回
路２５７からの係数αを用いて、レベル差信号ＥＤの非
線形量子化を行い量子化信号を生成する。また、量子化
信号は、モード信号ＭＤで示された符号化モードに応じ
た可変長の信号とする。さらに得られた可変長の量子化
信号に対して、モード信号ＭＤで示された符号化モード
に応じたオフセット処理を行うと共に、量子化信号であ
ることを判別可能とする識別データを付加して、この信
号を符号化信号ＤＥｂとして代表値決定回路２５８と信
号フォーマット化回路２６１に供給する。

【００４３】代表値決定回路２５８では、符号化信号Ｄ
Ｅａあるいは符号化信号ＤＥｂに基づいた代表値ＰＤを
決定する。ここで、置換処理回路２５５から符号化信号
ＤＥａが供給されたときには、予め設定されている複数
の代表値から、供給された符号化信号ＤＥａと対応する
代表値を選択して減算回路２５９に供給する。また、非
線形量子化回路２５６から符号化信号ＤＥｂが供給され
たときには、この符号化信号ＤＥｂと符号化モード判別
部２２からのモード信号ＭＤおよび非線形量子化回路２
５６での量子化信号の生成式を利用した逆量子化を行
い、代表値決定回路２５８で代表値を決定して減算回路
２５９に供給する。

【００４４】減算回路２５９には、減算回路２５３から
レベル差信号ＥＤが供給されており、代表値ＰＤからレ
ベル差信号ＥＤを減算することで、符号化および復号化
処理によって生じた誤差を示す誤差信号ＥＥを生成して
１画素遅延回路２６０に供給する。１画素遅延回路２６
０では誤差信号ＥＥを１画素遅延させて誤差信号ＥＥｄ
として減算回路２５３に供給する。このため、次の画素
に対して符号化および復号化処理での誤差がなくなるよ
うにレベル差信号ＥＤの信号レベルが補正される。

【００４５】信号フォーマット化回路２６１には、符号
化モード判別部２２からモード信号ＭＤと最大値情報Ｂ
Ｍと初期値ＦＶが供給されており、このモード信号ＭＤ
と最大値情報ＢＭと初期値ＦＶおよび置換処理回路２５
５や非線形量子化回路２５６からの符号化信号ＤＥａ，
ＤＥｂをブロック単位でまとめて所定のフォーマットの
信号とする。この信号フォーマット化回路２６１で得ら
れた信号は画像圧縮信号ＤＷiとして画像メモリ１１に
書き込まれる。例えば、モード信号ＭＤと最大値情報Ｂ
Ｍをヘッダ情報とすると共に、初期値ＦＶと符号化信号
ＤＥａ，ＤＥｂを符号化情報として、ヘッダ情報とヘッ
ダ情報に対応する符号化情報からブロック単位で完結し
た画像圧縮信号ＤＷiを生成して画像メモリ１１に書き
込む。

【００４６】次に、画像メモリ１１に書き込まれている
１フィールド前の画像圧縮信号ＤＷi-fを読み出して、
画像信号ＤＶi-fを得る復号化器３０の構成を図６に示
す。画像メモリ１１から読み出した画像圧縮信号ＤＷi-
fは、復号化器３０の信号分離部３１に供給される。信
号分離部３１では、読み出した画像圧縮信号ＤＷi-fか
ら各ブロックのヘッダ情報を分離してヘッダ情報処理部
３２に供給する。また画像圧縮信号ＤＷi-fから初期値
ＦＶを分離して初期値保持部３３に供給する。さらに符
号化信号ＤＥａ，ＤＥｂは出力用代表値決定部３４に供
給する。

【００４７】ヘッダ情報処理部３２では、上述の係数設
定回路２５７と同様にして、ヘッダ情報であるモード信
号ＭＤと最大値情報ＢＭから係数αを算出して出力用代
表値決定部３４に供給する。また、出力用代表値決定部
３４には、モード信号ＭＤも供給する。

【００４８】初期値保持部３３では、供給された初期値
ＦＶを保持する。また、この保持した初期値ＦＶを各ブ
ロックの最初の画素タイミングで画像信号出力部３５の
加算回路３５１に供給すると共に、各ブロックの２画素
目以降のタイミングでは、初期値ＦＶの供給を終了す
る。

【００４９】出力用代表値決定部３４では、ヘッダ情報
処理部３２から供給された係数αとモード信号ＭＤ、お
よび信号分離部３１から供給された符号化信号ＤＥａ，
ＤＥｂを用いて代表値決定回路２５８と同様な処理を行
い代表値ＰＤを決定する。出力用代表値決定部３４で決
定した代表値ＰＤは、各ブロックの２画素目からの画素
タイミングで順次画像信号出力部３５の加算回路３５１
に供給される。

【００５０】加算回路３５１には、１画素遅延回路３５
２とリミッタ３５３が接続されており、１画素遅延回路
３５２からは、加算回路３５１からの加算信号ＤＶmが
１画素遅延されて遅延加算信号ＤＶm-dとして供給され
る。

【００５１】この加算回路３５１では、初期値保持部３
３から供給された初期値ＦＶや出力用代表値決定部３４
からの代表値ＰＤ、および１画素遅延回路３５２からの
遅延加算信号ＤＶm-dが加算されて、得られた信号が加
算信号ＤＶmとして、１画素遅延回路３５２とリミッタ
３５３に供給される。

【００５２】ここで、各ブロックの最初の画素タイミン
グでは、初期値保持部３３から初期値ＦＶが、加算信号
ＤＶmとして加算回路３５１から１画素遅延回路３５２
とリミッタ３５３に供給される。次の画素のタイミング
では、初期値ＦＶに代表値ＰＤが加算されて２画素目の
信号が生成されると共に、この２画素目の信号が加算信
号ＤＶmとして１画素遅延回路３５２とリミッタ３５３
に供給される。３画素目のタイミングでは、２画素目の
信号に代表値ＰＤが加算されて３画素目の信号が生成さ
れると共に、この３画素目の信号が加算信号ＤＶmとし
て１画素遅延回路３５２とリミッタ３５３に供給され
る。以下同様な処理が１ブロック分の画像圧縮信号ＤＷ
i-fに対して行われて、リミッタ３５３には各画素の信
号が供給される。

【００５３】リミッタ３５３では、加算信号ＤＶmの信
号レベルを判別して、信号レベルが所定の信号レベルよ
りも大きいときには、この加算信号ＤＶmの信号レベル
を制限することで、入力された画像信号ＤＶiとダイナ
ミックレンジが等しくなるように加算信号ＤＶmの信号
レベルを制御して、画像信号ＤＶi-fとしてＩＰ変換器
１２に供給する。

【００５４】次に、符号化器２０と復号化器３０の動作
について詳細に説明する。自然画の画像信号を用いて隣
接する画素間における信号レベルの差分値を求めたと
き、この差分値の分布は、一般的に図７に示すような分
布となる。すなわち、差分値の小さい画素が多く、差分
値の大きい画素が少ない。このため、符号化器２０で
は、多く分布している信号すなわち差分値の小さい信号
は、少ないビット数の置換信号に置き換えて符号化信号
とすることで、大幅な信号量の削減をはかることができ
る。例えば、範囲Ａの差分値となる８ビットの信号を２
ビットの信号で置き換えるものとしたり、範囲Ｂの差分
値となる８ビットの信号を３ビットの信号で置き換える
ものとすれば、範囲Ａや範囲Ｂに含まれる信号が多くな
るに伴い、信号量を大幅に削減できる。また、範囲Ａや
範囲Ｂに含まれない差分値となる信号に対しては、非線
形量子化を行うことで信号量を削減する。

【００５５】ここで、画像信号ＤＶiが例えば上述のよ
うに４：２：２フォーマットで１ライン当たり１９２０
画素の信号であるとき、ブロック化処理部２１では、輝
度信号を６４画素単位、赤色差信号と青色差信号をそれ
ぞれ３２画素単位でブロック化して、各ブロックを判別
可能とするブロック判別信号ＢＬを符号化モード判定部
２２と符号化処理部２５に供給する。

【００５６】図４に示す符号化モード判別部２２では、
図８Ａに示す画像信号ＤＶiと１画素遅延回路２２１で
遅延された図８Ｂに示す１画素遅延信号ＤＶidとの差分
値を、ブロック判別信号ＢＬに基づきブロック単位で算
出して図８Ｃに示すようなレベル差信号ＥＡを算出す
る。なお「Ｑa1」や「ＱＤa1」等は信号レベルを示して
いる。

【００５７】レベル差信号ＥＡの各ブロックにおける最
初の画素の信号は、各ブロックの初期値を示す信号であ
り、この最初の画素の信号を初期値ＦＶとして初期値保
持回路２２３に保持させる。例えばａブロックの信号の
符号化では「Ｑa1」、ｂブロックの信号を符号化では
「Ｑb1」が初期値ＦＶとして保持される。

【００５８】また、レベル差信号ＥＡにおいて、各ブロ
ックにおける最初の画素の信号を除く他の信号「ＱＤa
1」「ＱＤa2」・・・の絶対値ＥＢを絶対値回路２２４
で算出したのち、最大値判別回路２２５によってブロッ
ク毎に最大絶対値ＥＢmaxを判別する。さらに、最大値
情報決定回路２２６によって、最大絶対値ＥＢmaxに応
じた最大値情報ＢＭを選択する。ここで、画像信号ＤＶ
iが８ビットの信号であるとすると、最大絶対値ＥＢmax
の範囲は「０〜２５５」となり、最大絶対値ＥＢmaxも
８ビットの信号となる。このため、最大絶対値ＥＢmax
のとり得る範囲を複数の領域に区分して、あるいは最大
絶対値ＥＢmaxのとり得る範囲に複数の領域を設定し
て、各領域に所定値を割り当てる。さらに、最大絶対値
ＥＢmaxがいずれの領域に含まれるかを判別して、最大
絶対値ＥＢmaxが含まれた領域に割り当てられている所
定値を最大値情報ＢＭとする。例えば、最大絶対値ＥＢ
maxのとり得る範囲「０〜２５５」を１６の領域に区分
したときには、最大値情報ＢＭは１６種類の所定値のい
ずれかであることから、４ビットで最大値情報ＢＭを示
すことができる。また所定値を各領域内での最大絶対値
とすれば、最大値情報ＢＭが最大絶対値ＥＢmaxよりも
小さくなってしまうことがない。

【００５９】定数発生回路２２９では、例えば「−４〜
４」の範囲内の差分値を示すレベル差信号を２ビットの
信号で置き換えるものとした場合、判別基準ＲＦＡとし
て「−４」と「４」を比較回路２２７に供給する。この
ため、カウンタ２３１から出力されるカウント値ＣＮＡ
は、２ビットの信号への置換対象範囲である「−４〜
４」の範囲の画素数を示すものとなる。

【００６０】定数発生回路２３０では、例えば３ビット
の信号で置き換える範囲を設定するため、判別基準ＲＦ
ｐとして「−５」と「−１２」および「５」と「１２」
を比較回路２２８に供給する。このため、カウンタ２３
２から出力されるカウント値ＣＮｐは、レベル差信号Ｅ
Ａが「−１２〜−５」「５〜１２」の範囲である画素数
を示すものとなる。また、カウント値ＣＮＡとカウント
値ＣＮｐを加算して得られるカウント値ＣＮＢは、３ビ
ットの信号への置換対象範囲である「−１２〜１２」の
範囲である画素数を示すものとなる。

【００６１】なお、「−１２〜１２」の範囲の画素数を
カウントする際に、カウント値ＣＮＡの算出によって
「−４〜４」の範囲のカウントが行われているため、比
較回路２２８とカウンタ２３２によって、「−１２〜−
５」「５〜１２」の範囲である画素数をカウントするも
のとしたが、「−１２〜１２」の範囲の画素数をカウン
トしてカウント値ＣＮＢを得るものとしてもよいことは
勿論である。

【００６２】このようにして得たカウント値ＣＮＡを用
いて、１つのブロック内に於ける「−４〜４」の範囲で
ある画素数の割合を示す除算値ＶＡを除算回路２３４で
求めて符号化モード設定回路２３６に供給する。また、
カウント値ＣＮＢを用いて、１つのブロック内に於ける
「−１２〜１２」の範囲である画素数の割合を示す除算
値ＶＢを除算回路２３５で求めて符号化モード設定回路
２３６に供給する。

【００６３】符号化モード設定回路２３６では、符号化
モードの設定、すなわちレベル差信号ＥＡにおいて、発
生頻度の高いレベル差の信号を２ビットあるいは３ビッ
トのいずれの信号に置き換えるか、また発生頻度の高く
ないレベル差の信号を何ビットの量子化信号とするか
を、除算値ＶＡ，ＶＢに基づいて判別する。

【００６４】ここで、例えば除算値ＶＡが「０．７１」
で除算値ＶＢが「０．８２」となったとき、図９に示す
割合の分類から符号化モード「Ｍ２」と「Ｍ７」が選択
される。また、置換対象範囲内とならない信号を非線形
量子化したときの量子化信号に対する割当ビット数は、
符号化モード「Ｍ２」のとき「５ビット」であり、符号
化モード「Ｍ７」では「６ビット」である。この割当ビ
ット数は、ビット数が大きいときに表現できる範囲も広
くなることから、符号化／復号化処理を行っても良好な
画質の画像を得るためには割当ビット数が大きいほうが
望ましい。このため割当ビット数の大きい符号化モード
「Ｍ７」に設定して、この符号化モード「Ｍ７」を示す
モード信号ＭＤを生成して出力する。

【００６５】ところで、図９に示す割合は、信号のビッ
ト数、圧縮率、信号が置換対象範囲内であるときに置き
換える置換信号のビット数、信号が置換対象範囲外であ
るときの割当ビット数に基づいて算出される。例えば、
１画素当たり８ビットの信号を、信号量が１／２となる
ように圧縮するためには、８ビットの信号を４ビットで
示すものとすれば良い。ここで、置換信号を３ビットと
すると、４ビットに対して１ビットの余裕が生ずるの
で、信号レベルが置換対象範囲内である画素が多くなる
に伴い、信号量は１／２よりも少なくなる。一方、割当
ビット数を７ビットとすると、後述するように、この割
当ビット数の量子化信号に対して置換対象範囲内に含ま
れないことを示す３ビットのデータを付加して符号化信
号が生成されることから、置換対象範囲外の画素が１画
素増える毎に６ビット分だけ信号量が増える。このた
め、ヘッダ情報等の信号量を考慮しないものとすれば、
置換対象範囲内の信号が生じたことによる信号量の減少
分が置換対象範囲外の信号が生じたことによる信号量の
増加分と等しいか多くなるようにすることで、信号量を
１／２以下に圧縮できることとなる。すなわち、このと
きの置換対象範囲内となる画素の割合を「Ｋ」とする
と、式（１）が成り立つように「Ｋ」を設定すれば信号
量を１／２以下にできる。 １×Ｋ≧（１−Ｋ）×６・・・（１）

【００６６】この式（１）から「Ｋ」を求めるとＫ≧
０．８５７を得ることができ、符号化モード「Ｍ０」の
割合が「０．８５７≦ＶＢ」となる。また、割当ビット
数を６ビットとするとＫ≧０．８３３となり、符号化モ
ード「Ｍ１」の割合が決定する。

【００６７】同様に、置換信号を２ビットとすると、置
換対象範囲内の画素が１画素増える毎に２ビット分だけ
信号量が減少する。一方、割当ビット数を７ビットとす
ると、後述するように、この割当ビット数の信号に対し
て置換対象範囲内に含まれないことを示す２ビットのデ
ータを付加して符号化信号が生成されることから、置換
対象範囲外の画素が１画素増える毎に５ビット分だけ信
号量が増える。このときの置換対象範囲内となる画素の
割合「Ｋ」は、Ｋ≧０．７１４となり、この「Ｋ」が符
号化モード「Ｍ６」で示す割合となる。以下同様にし
て、図９に示す割合を決定できる。また、信号のビット
数、圧縮率、置換信号のビット数、量子化信号の割当ビ
ット数が異なる場合でも、上述のようにして符号化モー
ドを設定するための割合を決定できる。

【００６８】図５に示す符号化処理部２５では、符号化
モード判別部２２によってブロック単位で判別された符
号化モードで、画素間のレベル差信号に対する符号化処
理を行う。レベル判別回路２５４では、モード信号ＭＤ
によって示された符号化モードが「Ｍ０〜Ｍ５」である
場合、減算回路２５３から供給されたレベル差信号ＥＤ
が「−１２〜１２」の範囲内であるときには、レベル差
信号ＥＤを置換処理回路２５５に供給する。また、「−
１２〜１２」の範囲内でないときには、非線形量子化回
路２５６に供給する。また、モード信号ＭＤによって示
された符号化モードが「Ｍ６〜Ｍ１１」である場合、減
算回路２５３から供給されたレベル差信号ＥＤが「−４
〜４」の範囲内であるときには、レベル差信号ＥＤを置
換処理回路２５５に供給すると共に、「−４〜４」の範
囲内でないときには、非線形量子化回路２５６に供給す
る。

【００６９】置換処理回路２５５では、モード信号ＭＤ
によって示された符号化モードが「Ｍ０〜Ｍ５」である
とき、レベル差信号ＥＤを図１０に基づき３ビットの信
号に置き換えて、符号化信号ＤＥａとする。また、モー
ド信号ＭＤによって示された符号化モードが「Ｍ６〜Ｍ
１１」であるとき、レベル差信号ＥＤを図１１に基づき
２ビットの信号に置き換えて符号化信号ＤＥａとする。

【００７０】例えば符号化モード設定回路２３６によっ
て符号化モード「Ｍ０」に設定された場合、レベル差信
号ＥＤが置換対象範囲内「−１２〜１２」であるときに
は、図１０に示すようにレベル差信号ＥＤのレベルに応
じてレベル差信号ＥＤを３ビットの置換信号に置き換え
て、この置換信号を符号化信号ＤＥａとする。また、符
号化モード「Ｍ７」に設定された場合、レベル差信号Ｅ
Ｄが置換対象範囲内「−４〜４」であるときには、図１
１に示すようにレベル差信号ＥＤのレベルに応じてレベ
ル差信号ＥＤを２ビットの置換信号に置き換えて、この
置換信号を符号化信号ＤＥａとする。

【００７１】係数設定回路２５７では、符号化モード判
別部２２からの最大値情報ＢＭとモード信号ＭＤによっ
て、非線形量子化を行う際の係数αを決定する。ここ
で、レベル差信号ＥＤが２ビットあるいは３ビットの置
換信号に置き換えられる置換対象範囲内でないときに
は、図１２に示すような無理関数（Ｙ＝α√Ｘ：Ｘは差
分値，Ｙは量子化信号，αは係数）を用いた非線形量子
化を非線形量子化回路２５６で行うために係数αを決定
する。この係数αの決定では、非線形量子化の対象とな
るレベル差信号ＥＤの最低レベルから最大値情報ＢＭで
示されたレベルまでを、モード信号ＭＤで示された符号
化モードで示されている割当ビット数の量子化信号に変
換するため、係数αを設定して非線形量子化回路２５６
と代表値決定回路２５８に供給する。

【００７２】非線形量子化回路２５６では、係数αを用
いてレベル差信号ＥＤから量子化信号を生成する。ここ
で、符号化モードが「Ｍ０〜Ｍ５」であるときには、上
述したように置換対象範囲内が３ビットの置換信号に置
き換えられる。このため、図１２に示す関数を図１３Ａ
に示すように、３ビットの信号への置き換えに応じてオ
フセットさせて、置換対象範囲外（０〜１２以外）のレ
ベル差信号ＥＤに基づき割当ビット数の量子化信号を生
成する。さらに、量子化信号であって３ビットの置換信
号でないことを示す３ビットの信号「１１１」を量子化
信号に付加して、符号化信号ＤＥｂとする。

【００７３】例えば、符号化モード「Ｍ２」に設定され
た場合、図１３Ａに示すように、レベル差信号ＥＤが置
換対象範囲内「−１２〜１２」に含まれないとき、レベ
ル差信号ＥＤの非線形量子化を行い、レベル差信号ＥＤ
を割当ビット数で示された５ビットの量子化信号に変換
する。さらに、量子化信号であることを判別可能とする
ため３ビットのデータ「１１１」を付加して８ビットの
符号化信号ＤＥｂとする。また、レベル差信号ＥＤは負
の値となる場合もあることから、割当ビット数の最初は
符号を示すものとなり、最大値情報ＢＭに等しいときの
量子化信号は「０１１１１」となる。

【００７４】符号化モードが「Ｍ６〜Ｍ１１」であると
きには、置換対象範囲内が２ビットの符号化信号に置き
換えられる。このため、図１２に示す関数を図１３Ｂに
示すように、２ビットの信号への置き換えに応じてオフ
セットさせて、置換対象範囲外（０〜４以外）のレベル
差信号ＥＤに基づき割当ビット数の量子化信号を生成す
る。さらに、２ビットの置換信号でないことを示す２ビ
ットの信号「１１」を量子化信号に付加して、符号化信
号ＤＥｂとする。

【００７５】例えば、符号化モード「Ｍ７」に設定され
た場合、図１３Ｂに示すように、レベル差信号ＥＤが置
換範囲内「−４〜４」に含まれないとき、レベル差信号
ＥＤの非線形量子化を行い、レベル差信号ＥＤを割当ビ
ット数で示された６ビットの量子化信号に変換する。さ
らに、量子化信号であることを判別可能とするため２ビ
ットのデータ「１１」を付加して８ビットの符号化信号
ＤＥｂとする。

【００７６】このように、置換対象範囲内の信号が多く
なると、２ビットあるいは３ビットで示される符号化信
号が多くなるので信号量を削減できる。また、置換対象
範囲内の信号が多いときには、この置換対象範囲に含ま
れない信号に対して割り当てるビット数を多くしてもデ
ータ数が少ないことから信号量が大きくならない。さら
に、ビット数を多く割り当てることで、符号化／復号化
処理による画質の劣化を少なくできる。

【００７７】信号フォーマット化回路２６１では、図１
４に示すように、符号化モード判別部２２から供給され
たモード信号ＭＤと最大値情報ＢＭをヘッダ情報とし、
その後初期値ＦＶに続けて符号化信号ＤＥをもうけて、
１つのブロックに対する画像圧縮信号ＤＷiを生成す
る。また、ヘッダ情報には、係数αあるいは非線形量子
化に用いた演算式を示す情報等を含むものとすれば、復
号化器３０での処理を容易とすることができる。

【００７８】図１５に示すフローチャートは、代表値決
定回路２５８での代表値決定動作を示している。ステッ
プＳＴ１では、置換処理回路２５５や非線形量子化回路
２５６から供給された符号化信号ＤＥを読み込みステッ
プＳＴ２に進む。

【００７９】ステップＳＴ２では、モード信号ＭＤで示
された符号化モードが「Ｍ０〜Ｍ５」であるか否かを判
別する。ここで符号化モードが「Ｍ０〜Ｍ５」のいずれ
かであるときにはステップＳＴ３に進む。また、符号化
モードが「Ｍ０〜Ｍ５」のいずれでもないときにはステ
ップＳＴ８に進む。

【００８０】ステップＳＴ３では符号化信号ＤＥの先頭
３ビットが「１１１」であるか否かを判別する。ここ
で、先頭３ビットが「１１１」でないときには、符号化
信号ＤＥが置換信号であることからステップＳＴ４に進
み、「１１１」であるときには符号化信号ＤＥが量子化
信号であることからステップＳＴ５に進む。

【００８１】ステップＳＴ４では、先頭３ビットの信号
に応じて代表値ＰＤを設定してステップＳＴ１３に進
む。この代表値ＰＤの設定では、先頭３ビットの信号と
対応する図１０のレベル範囲からレベル差の最小値を代
表値として用いる。例えば、先頭３ビットの信号が「０
１１」であるときには、レベルの範囲が「９〜１２」で
あることからレベル「９」を代表値ＰＤとする。また、
符号化信号が「１０１」であるときには、レベル「−
５」を代表値ＰＤとする。

【００８２】ステップＳＴ５では、モード信号ＭＤで示
された符号化モードに基づき、割当ビット数を判別し
て、符号化信号ＤＥから割当ビット数分の量子化信号Ｄ
Ｙを判別する。例えば、モード信号ＭＤによって符号化
モードが「Ｍ２」であることが示されている場合には、
割当ビット数が５ビットであることから先頭の３ビット
「１１１」に続く５ビット分の信号が量子化信号ＤＹと
なる。

【００８３】ステップＳＴ６では、量子化信号ＤＹと係
数設定回路２５７からの係数αを用いて、非線形量子化
とは逆の演算処理である逆量子化、すなわち式（２）に
示す演算処理を行って差分演算値ＤＸを求めてステップ
ＳＴ７に進む。なお、式（２）では、量子化信号ＤＹが
負の値を示す場合であっても、差分演算値ＤＸは正の値
となってしまうことから、量子化信号ＤＹが負の値を示
す場合には、差分演算値ＤＸも負の値とする。 ＤＸ＝（ＤＹ）²／α² ・・・（２）

【００８４】さらに、式（２）で求められる差分演算値
ＤＸが整数でない場合、量子化信号ＤＹが正の値である
ときには、小数点以下を切り捨てて差分演算値ＤＸとす
る。また、量子化信号ＤＹが負の値であるときには、小
数点以下を切り上げて差分演算値ＤＸとする。

【００８５】ステップＳＴ７では、差分演算値ＤＸにオ
フセット量、すなわち先頭３ビットが「１１１」である
ときには、図１３Ａで示すようにレベル差が「１２」だ
けオフセットされていることから、差分演算値Ｘにオフ
セット量「１２」を加算して代表値ＰＤを生成してステ
ップＳＴ１３に進む。なお、量子化信号ＤＹが負の値で
あるときのオフセット量は「−１２」である。

【００８６】ステップＳＴ２からステップＳＴ８に進む
と、ステップＳＴ８では、符号化信号ＤＥの先頭２ビッ
トが「１１」であるか否かを判別する。ここで、先頭２
ビットが「１１」でないときには、符号化信号ＤＥが置
換信号であることからステップＳＴ９に進み、「１１」
であるときには符号化信号ＤＥが「置換信号でないこ
と」あるいは「量子化信号であること」からステップＳ
Ｔ１０に進む。

【００８７】ステップＳＴ９では、先頭２ビットの信号
に応じて代表値ＰＤを設定してステップＳＴ１３に進
む。この代表値ＰＤの設定では、ステップＳＴ４と同様
に範囲内の最小値を代表値として用いる。例えば、符号
化信号ＤＥが「０１」であるときには、図１１に示すレ
ベル「１」を代表値ＰＤとし、符号化信号ＤＥが「１
０」であるときには、レベル「−１」を代表値ＰＤとす
る。

【００８８】ステップＳＴ１０では、モード信号ＭＤで
示された符号化モードに基づき、割当ビット数を判別し
て、符号化信号ＤＥから割当ビット数分の量子化信号Ｄ
Ｙを判別する。例えば、モード信号ＭＤによって符号化
モードが「Ｍ９」であることが示されている場合には、
先頭の２ビット「１１」に続く４ビット分の信号が量子
化信号ＤＹとなる。

【００８９】ステップＳＴ１１では、量子化信号ＤＹと
係数設定回路２５７からの係数αを用いて、非線形量子
化とは逆の演算処理をステップＳＴ６と同様にして行い
差分演算値ＤＸを求めてステップＳＴ１２に進む。

【００９０】ステップＳＴ１２では、差分演算値ＤＸに
オフセット量、すなわち先頭２ビットが「１１」である
ときには、図１３Ｂに示すように差分値が「４」だけオ
フセットされていることから、差分演算値ＤＸにオフセ
ット量「４」（量子化信号ＤＹが負の値ときには「−
４」）を加算して代表値ＰＤを生成してステップＳＴ１
３に進む。ステップＳＴ１３では生成された代表値ＰＤ
の出力を行う。すなわち代表値ＰＤを減算回路２５９に
供給する。

【００９１】このようにして、代表値決定回路２５８か
ら出力された代表値ＰＤは、レベル差信号ＥＤを符号化
したのち再度復号化した信号であり、レベル差信号ＥＤ
に符号化／復号化処理による誤差が重畳された信号であ
る。このため、減算回路２５９で代表値ＰＤとレベル差
信号ＥＤとの差を求めることで、符号化／復号化処理に
よる誤差を示す誤差信号ＥＥを生成できる。この誤差信
号ＥＥを、１画素遅延回路２６０を介して誤差信号ＥＥ
ｄとして減算回路２５３に供給して、レベル差信号ＥＣ
から減算することにより、符号化／復号化処理による誤
差を補正するようにレベル差信号ＥＤが生成されるの
で、符号化器２０からデータ量が少なく符号化／復号化
による誤差を少なくした符号化信号を出力できる。

【００９２】復号化器３０では、図１４に示すフォーマ
ットの画像圧縮信号ＤＷiからヘッダ情報を信号分離部
３１で取り出してヘッダ情報処理部３２に供給して、係
数設定回路２５７と同様な処理を行い係数αを算出し
て、この係数αをモード信号ＭＤと共に出力用代表値決
定部３４に供給する。出力用代表値決定部３４では代表
値決定回路２５８と同様の処理を行う。ここで、符号化
器２０では、符号化復号化処理による誤差が少なくなる
ように符号化信号ＤＥが生成されていることから、誤差
の少ない代表値ＰＤが画像信号出力部３５の加算回路３
５１に供給される。このため、初期値保持部３３に保持
されている初期値ＦＶに代表値ＰＤを加算して次の画素
の信号を正しく生成できると共に、この生成された画素
に次の代表値ＰＤを加算することで、さらに次の画素の
信号を生成できる。以下同様な処理をブロック単位で行
うことで、画質の良好な画像信号を生成できる。

【００９３】このように、上述の実施の形態によれば、
画素間のレベル差の分布に応じて符号化モードが設定さ
れて、分布の多い範囲のレベル差信号に対しては、ビッ
ト数の少ない置換信号に置き換えて符号化信号とするこ
とで信号量を少なくできる。また、分布の少ない範囲の
レベル差信号に対しては、多くのビット数を割り当てて
量子化を行い可変長の符号化信号を生成するので、例え
ば図１６に示すように、入力データの量子化では予め定
められたビット数の量子化データを用いると共に、逆量
子化ではこの量子化データに応じた逆量子化データを用
いる従来の予測符号化（ＤＰＣＭ）に比べて、信号量が
少ないと共に画質の劣化を押さえることができる。ま
た、量子化を行う際には、レベル差信号の最大値に応じ
た量子化を行うことができることから、画像信号の信号
レベルの変化が大きいときあるいは小さいときのいずれ
でも、それぞれに応じた量子化が行われるので、色ぼけ
や横線にじみ等の発生を抑えることができる。さらに、
１ラインの画像信号で符号化処理を行うことから、フィ
ールドメモリ等を設けて他のラインの信号を用いて符号
化処理を行う場合に比べて、符号化処理を簡単な構成で
速やかに行うことができる。また、１ラインの画像信号
をブロック化してブロック単位で符号化処理を行うこと
から、画像の変化が画面上で局所的に異なるものとなっ
ても、ブロック単位で適応的に符号化処理を行うことが
できる。

【００９４】なお、上述の実施の形態では、画像メモリ
１１を用いてＩＰ変換処理を行う場合について説明した
が、上述の画像信号処理によれば、画像信号のデータ量
を少なくできるので、画像メモリへの画像信号の書き込
みや読み出しを行う機器だけでなく画像信号を伝送する
機器等にも適用できることは勿論である。

【００９５】

【発明の効果】この発明によれば、１ラインの画像信号
における画素間のレベル差分布に基づいて符号化モード
が設定されて、設定された符号化モードに応じて１ライ
ンの画像信号の符号化処理により画像圧縮信号が生成さ
れる。このため、効率よく画像信号の符号化や復号化を
行うことができる。

【００９６】また、１ラインの画像信号が複数のブロッ
クに区分されて、ブロック内の画素間のレベル差分布に
基づいて符号化モードがブロック毎に設定されるので、
画像の変化が画面上で局所的に異なるものとなっても、
ブロック単位で適応的に符号化処理を行うことができる
と共に、画質の劣化も少なくできる。

【００９７】また、符号化処理では、画素間の信号レベ
ル差を示すレベル差信号が符号化処理されるので、各画
素の信号レベルを精度良くかつ効率よく符号化できる。
また、符号化処理では、レベル差信号が設定された符号
化モードに応じた範囲内であるか否かを判別して、範囲
内であるときにはレベル差信号を、このレベル差信号よ
りも信号量の少ない信号に置き換えることで符号化信号
が生成されると共に、範囲内でないときにはレベル差信
号の量子化を行って符号化信号を生成し、この符号化信
号を用いて画像圧縮信号が生成される。また、量子化の
特性がレベル差信号の最大値に応じて変化するので、レ
ベル差信号に応じた符号化信号を生成できると共に、量
子化では設定された符号化モードに応じた可変長の符号
化信号が生成される。このため、符号化信号の信号量を
更に少なくできると共に、画質の劣化を更に少なくでき
る。

【００９８】また、画像圧縮信号は、符号化モードを示
す情報と画素間のレベル差を示す信号の最大値に基づく
最大値情報と符号化を行う画像信号における最初の画素
の信号と符号化処理によって得られた符号化信号とを有
するものであり、画像圧縮信号を復号化処理の際には、
符号化モードを示す情報や最大値情報および最初の画素
の信号を用いて符号化信号の復号化を行うことで、正し
く画像信号を生成できる。

【００９９】さらに、符号化処理して得られた符号化信
号の復号化処理が行われて、復号化処理によって得られ
た代表値と符号化処理した信号との誤差を検出して、検
出された誤差に応じて次に符号化処理する信号が補正さ
れるので、符号化および復号化処理によって生ずる誤差
を少なくして、正しい画像信号を生成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像信号変換システムの構成を示す図である。

【図２】符号化器の構成を示す図である。

【図３】ブロック化処理部の構成を示す図である。

【図４】符号化モード判別部の構成を示す図である。

【図５】符号化処理部の構成を示す図である。

【図６】復号化器の構成を示す図である。

【図７】差分値の分布を示す図である。

【図８】ブロック化処理を説明するための図である。

【図９】符号化モードの分類を示す図である。

【図１０】符号化モードがＭ０〜Ｍ５のときの置換信号
を示す図である。

【図１１】符号化モードがＭ６〜Ｍ１１のときの置換信
号を示す図である。

【図１２】非線形量子化のための関数を示す図である。

【図１３】非線形量子化回路の動作を説明するための図
である。

【図１４】画像圧縮信号のフォーマットを示す図であ
る。

【図１５】代表値決定回路の動作を示すフローチャート
である。

【図１６】従来の量子化と逆量子化の動作を示す図であ
る。

【図１７】従来の画像信号変換システムの構成を示す図
である。

【符号の説明】

１０，１００・・・画像信号変換システム、１１，１０
１・・・画像メモリ、１２，１０２・・・ＩＰ変換器、
１５・・・画像信号処理装置、２０・・・符号化器、２
１・・・ブロック化処理部、２２・・・符号化モード判
別部、２５・・・符号化処理部、３０・・・復号化器、
３１・・・信号分離部、３２・・・ヘッダ情報処理部、
３３・・・初期値保持部、３４・・・出力用代表値決定
部、３５・・・画像信号出力部、２１１・・・画素数カ
ウント回路、２１２・・・ブロック遅延回路、２２１，
２５１，２６０，３５２・・・１画素遅延回路、２２
２，２５２，２５３，２５９・・・減算回路、２２３・
・・初期値保持回路、２２４・・・絶対値回路、２２５
・・・最大値判別回路、２２６・・・最大値情報決定回
路、２２７，２２８・・・比較回路、２２９，２３０・
・・定数発生回路、２３１，２３２・・・カウンタ、２
３３，３５１・・・加算回路、２３４，２２５・・・除
算回路、２３６・・・符号化モード設定回路、２５４・
・・レベル判別回路、２５５・・・置換処理回路、２５
６・・・非線形量子化回路、２５７・・・係数設定回
路、２５８・・・代表値決定回路、２６１・・・信号フ
ォーマット化回路、３５３・・・リミッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武智 彩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 LA07 MA02 MD03 ME01 PP04 TA53 TA54 TA60 TB08 TC02 TC03 TC38 TD02 TD05 TD07 TD11 TD13 UA02 UA05 UA33 UA38

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １ラインの画像信号における画素間のレ
   ベル差分布に基づいて符号化モードを設定し、 前記設定された符号化モードに応じて前記１ラインの画
   像信号の符号化処理を行い画像圧縮信号を生成すること
   を特徴とする画像信号処理方法。
2. 【請求項２】 前記１ラインの画像信号を複数のブロッ
   クに区分し、 前記ブロック内の画素間のレベル差分布に基づいて前記
   符号化モードを前記ブロック毎に設定することを特徴と
   する請求項１記載の画像信号処理方法。
3. 【請求項３】 前記符号化処理では、画素間の信号レベ
   ル差を示すレベル差信号を符号化処理することを特徴と
   する請求項１記載の画像信号処理方法。
4. 【請求項４】 前記符号化処理では、前記レベル差信号
   が前記設定された符号化モードに応じた範囲内であるか
   否かを判別して、前記範囲内であるときには、前記レベ
   ル差信号を該レベル差信号よりも信号量の少ない信号に
   置き換えることで符号化信号を生成し、前記範囲内でな
   いときには、前記レベル差信号の量子化を行って符号化
   信号を生成し、該符号化信号を用いて前記画像圧縮信号
   を生成することを特徴とする請求項３記載の画像信号処
   理方法。
5. 【請求項５】 前記レベル差信号の最大値に応じて、前
   記量子化の特性を変化させることを特徴とする請求項４
   記載の画像信号処理方法。
6. 【請求項６】 前記量子化では前記設定された符号化モ
   ードに応じた可変長の符号化信号を生成することを特徴
   とする請求項４記載の画像信号処理方法。
7. 【請求項７】 前記画像圧縮信号は、前記符号化モード
   を示す情報と、前記画素間のレベル差を示す信号の最大
   値に基づく最大値情報と、符号化を行う画像信号におけ
   る最初の画素の信号と、前記符号化処理によって得られ
   た符号化信号とを有することを特徴とする請求項１記載
   の画像信号処理方法。
8. 【請求項８】 前記符号化処理して得られた符号化信号
   の復号化処理を行い代表値を決定し、 前記代表値と前記符号化処理した信号との誤差を検出し
   て、検出された誤差に応じて次に符号化処理する信号を
   補正することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理
   方法。
9. 【請求項９】 １ラインの画像信号における画素間のレ
   ベル差分布に基づいて設定した符号化モードを示す情報
   と、画素間の信号レベル差を示すレベル差信号の最大値
   に基づく最大値情報と、符号化を行う画像信号における
   最初の画素の信号と、前記レベル差分布に基づいて設定
   した符号化モードでの符号化処理により得られた符号化
   信号を有する画像圧縮信号を用い、 前記画像圧縮信号から、前記符号化モードを示す情報と
   前記最大値情報を分離して逆量子化の特性を決定し、 前記決定した特性で前記符号化信号の逆量子化を含む処
   理を行うことで画素毎の代表値を順次決定し、 前記画像圧縮信号から分離した前記最初の画素の信号と
   前記代表値を用いて、画像信号を生成することを特徴と
   する画像信号処理方法。
10. 【請求項１０】 １ラインの画像信号における画素間の
    レベル差分布に基づいて符号化モードを設定する符号化
    モード判別手段と、 前記符号化モード判別手段によって設定された符号化モ
    ードに応じて、前記１ラインの画像信号の符号化処理を
    行い画像圧縮信号を生成する符号化処理手段とを有する
    ことを特徴とする画像信号処理装置。
11. 【請求項１１】 前記１ラインの画像信号を複数のブロ
    ックに区分するブロック設定手段を有し、 前記符号化モード判別手段では、前記ブロック設定手段
    によって設定されたブロック内における画素間のレベル
    差分布に基づいて前記符号化モードを前記ブロック毎に
    設定することを特徴とする請求項１０記載の画像信号処
    理装置。
12. 【請求項１２】 前記符号化処理手段では、画素間の信
    号レベル差を示すレベル差信号を符号化処理することを
    特徴とする請求項１０記載の画像信号処理装置。
13. 【請求項１３】 前記符号化処理手段では、前記レベル
    差信号が前記符号化モード判別手段によって設定された
    符号化モードに応じた範囲内であるか否かを判別して、
    前記範囲内であるときには、前記レベル差信号を該レベ
    ル差信号よりも信号量の少ない信号に置き換えることで
    符号化信号を生成し、前記範囲内でないときには前記レ
    ベル差信号の量子化を行って符号化信号を生成し、該符
    号化信号を用いて前記画像圧縮信号を生成する。ことを
    特徴とする請求項１２記載の画像信号処理装置。
14. 【請求項１４】 前記符号化モード判別手段では、前記
    レベル差信号の最大値に基づいた最大値情報を決定し、 前記符号化処理手段では、前記符号化モード判別手段で
    決定された最大値情報に応じて前記量子化の特性を変化
    させることを特徴とする請求項１３記載の画像信号処理
    装置。
15. 【請求項１５】 前記符号化処理手段では、前記符号化
    モード判別手段で設定された符号化モードに応じて可変
    長の符号化信号を生成することを特徴とする請求項１３
    記載の画像信号処理装置。
16. 【請求項１６】 前記符号化処理手段では、前記符号化
    モードを示す情報と前記画素間のレベル差を示す信号の
    最大値に基づく最大値情報と、符号化を行う画像信号に
    おける最初の画素の信号と、前記符号化処理によって得
    られた符号化信号を用いて前記画像圧縮信号を生成する
    ことを特徴とする請求項１０記載の画像信号処理装置。
17. 【請求項１７】 前記符号化処理手段には、符号化処理
    して得られた符号化信号の復号化処理を行って代表値を
    決定する代表値決定手段を設け、 前記代表値決定手段で決定された代表値と前記符号化処
    理した信号との誤差を検出して、検出された誤差に応じ
    て次に符号化処理する信号の補正を行うことを特徴とす
    る請求項１０記載の画像信号処理装置。
18. 【請求項１８】 １ラインの画像信号における画素間の
    レベル差分布に基づいて設定した符号化モードを示す情
    報と、画素間の信号レベル差を示すレベル差信号の最大
    値に基づく最大値情報と、符号化を行う画像信号におけ
    る最初の画素の信号と、前記レベル差分布に基づいて設
    定した符号化モードでの符号化処理により得られた符号
    化信号を有する画像圧縮信号を用いる画像信号処理装置
    において、 前記画像圧縮信号から、前記符号化モードを示す情報と
    前記最大値情報と最初の画素の信号と符号化信号を分離
    する信号分離手段と、 前記符号化モードを示す情報と前記最大値情報に基づき
    逆量子化の特性を決定する情報処理手段と、 前記情報処理手段で決定された特性での逆量子化を含む
    処理を行うことで画素毎の代表値を決定する出力用代表
    値決定手段と、 前記画像圧縮信号から分離した前記最初の画素の信号
    と、前記出力用代表値決定手段で決定された代表値を用
    いて、画像信号を生成して出力する画像信号出力手段を
    有することを特徴とする画像信号処理装置。