JP2622140B2

JP2622140B2 - 画像伝送方法

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Publication number: JP2622140B2
Application number: JP3982488A
Authority: JP
Inventors: 尚登河村; 正吉田; 良弘石田; 康二平林; 充前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JPH01213067A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像情報を複数画素からなる複数ブロック
に分割し、ブロック単位で符号化を行って得られた符号
化データを伝送する画像伝送方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、画像データは他のコード化された記号データに
比して膨大なデータ量となるため、保管・蓄積及びデー
タの伝送に適する種々のデータ圧縮・符号化手法及び伝
送方式が提案されて来ている。

そして、それら符号化手法として中間調画像や多値画
像の高率圧縮を可能とすべく画像情報を複数画素からな
る複数ブロツクに分割しブロツク単位で符号化すること
が提案されている。

特に、データの保管・蓄積の観点からは、画像を複数
の画素より成るブロツク単位にベクトル量子化する画像
符号化方式が、原理的にレート・デイストーシヨン限界
に近い性能を達成可能であることから、その高圧縮率で
注目されている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

この様にブロツク単位で符号化されたデータを保存し
たり伝送する際に、その伝達特性によりデータに歪を生
じ符号化データによる再現画像が良好とならないことが
ある。

また、伝送画像に対して画像のシヤープさを強調した
い等、種々の処理が要求されることもある。

しかしながら、伝達特性の歪補正や種々の処理は画像
の全体に実行する必要がある場合や、必要な周波数成分
に対してのみ実行を必要とする場合があり、従来の符号
化伝送においてはこれら要求に対して充分対応すること
ができなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は以上の点に鑑みて成されたものであり、画像情報を複数画素からなる複数ブロックに分割し、
前記複数ブロックの各々を周波数成分に変換し、第１の
周波数成分からなる第１符号化データ、もしくは第１符
号化データ及び第１の周波数成分より高い周波数の第２
の周波数成分からなる第２符号化データを選択的に出力
し、前記、第１の周波数成分からなる第１符号化データ
を１画面分伝送すると共に、前記第１の周波数成分より
高い周波数の第２の周波数成分からなる第２符号化デー
タの存在を示す為のブロック毎の情報を１画面分伝送
し、前記ブロック毎の情報に基づいて、前記第２の周波
数成分からなる第２符号化データを１画面分伝送するこ
とを特徴とする画像伝送方法を提供するものである。

〔実施例〕

本発明を以下に好ましいいくつかの実施例を用いて説
明する。

まず、実施例の具体的な説明の前に本発明に用いた符
号化の原理説明を行う。

第一に、このＮ次元ユークリツド空間を複数のサブ・
ユークリツド空間へ分割し、次元数を下げる事を試み
る。

この方法は、例えば、ブロツクの内部を更にサブ・ブ
ロツクに分割し、個々にベクトル量子化する方法であ
る。従って、そのサブ・ブロツク内のサンプル・データ
の構成画素数はＮより小さいＭとなり、R^Mのユークリツ
ド空間となる。Ｍを現実的にハードウエア化可能な値に
設定する事により、ベクトル量子化器のハードウエアが
可能となる。

このサブ・ブロツクへの分割を行いやすくするため
に、例えば、周波数空間へブロツクデータを変換する。
このためブロツク単位に周波数空間への直交変換を行
う。

一般に、画像などのような相関性の高い情報源は周波
数解析を行うと、低周波に電力が集中する性質がある。
このような性質を利用し、画像に直交変換を施こしたの
ち、その変換係数を解析することにより、画像をその性
質すなわち周波数別にサブ・ブロツク分けを行い、それ
ぞれを独立にベクトル量子化する。かかるサブ・ブロツ
クへの分割を周波数空間で行うため、これをバンド分け
と呼ぶ事にする。これにより膨大な計算量とハードウエ
アを不要とする。

第二に、１ブロツクのバンド分けを行った後、そのブ
ロツクが低周波数成分が強ければ低周波バンドのみしか
伝送しない事にする。これは画像の平坦部（低周波部）
に於ては高周波成分は伝送不要で低域のみ伝送すればよ
いからである。これをクラス分けと称す。かかるクラス
分けは、そのブロツク内の成分のみの情報により判別さ
れる。これにより画像のエツジ部での画質の劣化の問題
点を解決する。

第三に、かかるバンド，クラス分けされた符号化デー
タをフレーム単位に周波数の低域部から高域部に渡って
伝送する伝送方式形態をとることである。即ち、各ブロ
ツクの低域部での符号化データを１フレーム分伝送し、
続いてより高周波の符号化データを１フレーム分伝送
し、更に高周波の符号化データを１フレーム分、…と順
次伝送していく事により、受信側では複合過程を順次繰
り返して行い、複合画像が低周波から高周波へと順次解
像度が向上していく。かかる伝送方式はプログレツシブ
な伝送方式と呼ばれ、粗い画像での伝送レスポンスは早
く、又途中での伝送打切り等も出来る。かかるプログレ
ツシブな伝送を画像の直交変換されたバンド単位で行
い、且つ後述のバンド毎に各種オペレーシヨンを実行す
る。

かかるプログレツシブな伝送に於ては前述の画像の平
坦部（低周波部）に多くのパワーが集中しており、低バ
ンドの伝送のみにより画像の概略を見ることが出来るこ
と、更に低バンドの符号長をより短かいものを使用する
ことにより、低バンド自体の高速伝送も可能である。

第四に、各バンド毎のプログレツシブな伝送に於い
て、各バンド毎に実空間、若しくは周波数空間に於い
て、各種変換を行うことである。この変換は例えば画像
の周波数補正（MTF補正），エツジ部抽出，アフイン変
換etc等の処理である。

以下、この様な符号化伝送方式を用いた本発明の実施
例を詳細に説明する。

本発明を適用した画像符号化装置の概略構成を第１図
に示す。

１は直交変換部で、信号線10から入力される画像をブ
ロツク毎（本実施例では単位ブロツクを４×４画素とす
る）に直交変換を行う。本実施例では直交変換として４
×４画素のアダマール変換を用いている。このアダマー
ル変換により４×４画素を単位ブロツクとする各ブロツ
ク画像は16の変換係数（Y₁₁,Y₁₂,…,Y₄₄）に変換され
る。11はこれら変換係数の信号ラインである。第２図は
アダマール変換の概念図である。第２図（ａ）の４×４
画素データX₁₁,X₁₂,…,X₄₄をアダマール変換して、第２
図（ｂ）のY₁₁,Y₁₂,…,Y₄₄のシーケンシー成分に変換を
行う。Y₁₁〜Y₄₄は第３図の同位置のシーケンシーに対応
する成分である。図からわかる様にY_ijのi,j値が大きい
程、高い周波数成分を示している。

直交変換部１から出力される直交変換後の各成分Y₁₁
〜Y₄₄を、第４図の様にバンド分割する。第４図（ａ）
は４バンド分割、第４図（ｂ）は３バンド分割の例を示
す。第４図（ｂ）の３バンド分割を例にとると、Y₁₁,Y
₁₂,Y₂₁の３成分はバンド１（低周波バンド）として第１
のサブ・ブロツクを構成する。Y₁₃,Y₁₄,Y₂₂,Y₂₃,Y₃₁,Y
₃₂,Y₄₁の７成分がバンド２（中間周波バンド）、他の成
分がバンド３（高周波バンド）として同様に第2,第３の
サブ・ブロツクを構成する。

第１図の４がベクトル量子化器で、直交変換部１から
の出力を前述の３つのサブ・ブロツクによる３つのバン
ド毎にベクトル量子化する。３つのバンドに対するベク
トル量子化器4a〜4cは全く独立に構成される、ベクトル
量子化器は、この３つのバンドに分割される事により、
次元数が小さくなり、量子化器の規模を小さくすること
が可能となる。

ベクトル量子化器4a〜4cは入力ベクトルが入力される
と最適な再生ベクトルを選択する様にROM等で構成され
たルツク・アツプ・テーブルから成る。ここではあらか
じめ各バンドに分けたトレーニング・データにより最適
再生ベクトルが求まっているものとする。

第１図の２は直交変換部１からのY₁₁〜Y₄₄を解析して
周波数別に各ブロツクを分類するクラス分類部である。
このクラス分類部２では周波数別に４つのクラスにブロ
ツクの分類を行い、その結果を信号線12に２ビツトのデ
ータからなるクラス分け情報として出力している。

第５図にクラス分類部２におけるクラス分類法を示
す。

ここで次の様に定義する。

このE1,E2,E3は第４図（ｂ）に示した各バンド毎の平
均値となっている。

第５図に示す様に、E1≧T1（T1はスレツシヨルド）な
ら低周波クラスとしてclass1（平坦部）にクラス分けす
る。更にE2≧T2なら中周波クラスとしてclass2（中エツ
ジ）に、また、E3≧T3ならば高周波クラスとしてclass3
（大エツジ）にクラス分けする。E1≧T1,E2≧T2及びE3
≧T3を満たさぬものは全バンドのパワーが小さい事から
Class1の平坦部としてクラス分けする。

かかるクラス分けをした時、高周波成分のパワーの大
きいクラス、すなわち高周波クラス程伝送すべきデータ
のバンド数を多くとる様に設定する。

即ち、第６図に示される様にclass1（平坦部）に対し
てはデータ長ｌビツトのバンド１の情報（低域成分ベク
トル量子化データ）のみ、class2（中エツジ）に対して
はデータ長ｌビツトのバンド１の情報及びデータ長ｍビ
ツトのバンド２の情報（中域成分）、class3に対しては
データ長がl,m,nビツトのバンド1,バンド2,バンド３の
情報（高域成分）までを取る様に構成する。

この様に直交変換後の各ブロツクにクラス分け、バン
ド分けを施し、画質に応じて適応的に符号化を施すこと
により高い圧縮率が期待できる。これは通常の画像情報
は短いデータ長で表わされるclass1の平坦部が多いため
である。尚、第６図の如く、各クラスのデータにはイン
デツクスとしてクラスコードが頭に付加される。３つの
クラスに分類する場合には２ビツトのクラスコードが必
要となり、 class1:クラスコード＝00（２進表示） class2: 〃＝01（〃） class3: 〃＝10（〃）なるインデツクスで記述される。

尚、本明細書中の後述する実施例のいくつかは、便宜
上class3のクラスコードを「11」と表わす場合もある。
また、クラス分けの数によりそのクラスコードの長さは
対応して変わるものである。

第１図の６はシーケンサであり、次にシーケンサ６の
機能について説明する。

ベクトル量子化器4a〜4cによって得られた、各バンド
の再生ベクトル5a〜5cはシーケンサ６により各バンド毎
にまとめられてクラス分け情報12に基づいてバンド毎に
伝送される。

第７図は、２次元画像データをB₀₀〜B_mnにブロツク分
けした各ブロツクに対し前述のクラス分けを行った結果
を示す。（ａ）は各ブロツクの番号、（ｂ）はそのブロ
ツクのクラス分けした結果を示す。

第８図は第７図（ａ）の画像を符号化したデータの伝
送手順を示したものである。STEP1では一画面を構成す
る全ブロツクB₀₀〜B_mmのバンド１の情報を伝送する。そ
して、STEP2でバンド２の情報を伝送し、STEP3でバンド
３の情報を伝送する。

STEP2,3に於いては、一画面を構成する複数ブロツク
全てのバンド情報を送る必要はない。このため必要な箇
所のブロツクに対してのみ、即ち、class2とclass3のブ
ロツクに対するバンド２の情報及びclass3のブロツクに
対するバンド３の情報を伝送する。

かかる各ブロツクに対し、ステツプ2,3によるバンド
2,バンド３の情報の伝送が必要か否かの情報は、STEP1
におけるバンド１の情報の伝送時にクラスコードを各ブ
ロツクのバンド１の情報に付加して全ブロツク数分伝送
する。そして、このクラスコードを受信側で各ブロツク
毎に記憶しておき参照する事により高域バンド情報を必
要とする箇所（ブロツク）のみで、バンド２の情報及び
バンド３の情報をピツクアツプする。

第９図は受信側の信号処理方法について記したもので
ある。受信信号20としては各ブロツクのバンド毎の情報
が第８図に示したSTEP順に入力してくる。

STEP1でバンド１の情報とともにクラスコードが伝送
されて来た時、そのクラスコードはクラスコードメモリ
21へ一時記憶される。受信コード20は逆アダマール変換
器22により実空間データへの変換がなされ実データ出力
23として出力される。この実データ出力23は例えば、画
像メモリ24等に供給される。メモリ24に格納された画像
データに基づく画像はデイスプレイ25にて表示される。

STEP2及び３ではクラスコードメモリ21の内容に従っ
て受信信号20に対する処理が異なる。クラスコードの内
容によって処理される内容は以下の通り：クラスコード＝１のとき（２進で00）そのブロツクのハイバンド成分はないので、従ってス
キツプされる。

クラスコード＝２のとき（２進で01）バンド２の情報のみ逆アダマール変換する。

クラスコード＝３のとき（２進で10）バンド３及びバンド２の情報が逆アダマール変換従って、順次送られてくるハイバンドの符号（バンド
１及びバンド３の情報）はこのクラスコードメモリ21の
内容と照合する事により目的とするブロツクの情報とし
て認識される。

以上の如くして、各バンド如に伝送されてくる情報を
各バンド毎に独立に逆変換し、各ブロツク毎に順次既に
メモリ24に格納されている前の逆変換の値にたし込んで
ゆくことで、最終的な復号画像を得ることが可能であ
る。

以上説明したように、画像データを直交変換を用いる
ことにより、低周波成分，中周波成分，高周波成分にバ
ンド分割をし、各バンドを独立に伝送することにより、
圧縮効率に良い、かつ画像伝送レスポンスの良い伝送を
可能ならしめる効果をもつ。

画像伝送レスポンスが良いことは、階調及び鮮鋭度は
粗いが画像の全体像がいち速く伝送されることを言って
いる。その後に伝送されてくるデータを重畳してゆくこ
とにより、画像の階調及び鮮鋭度は向上されるが、全体
像をまずいち速く構成が可能であり、状況によっては伝
送を途中で打ち切ってもそれなりの画質の画像を得るこ
とが可能である。

この様なレスポンスの速さは、動画像の伝送には特に
適する。また、静止画においても画像の検索用には、全
体像がいち速く見られることは、検索を画像を目視で行
うことが一般的であることからきわめて重要である。

また、圧縮効率が高いことは、伝送時間を短縮させ、
かつ保存・蓄積に要する容量を減らしコストの点で多大
な価値をもつものである。

以上の毎く各バンド毎に情報伝送する過程に於ては、
各種変換が可能となる。ここでは高周波成分を強調して
MTF補正を行う例にて説明する。

一般にシステムの伝達特性としては高域側の信号成分
が入力器，アナログ処理系等の伝達特性によりなまり、
画像のシヤープさが失われる事が多い。このため高域で
の周波数成分を送信又は受信側で多少ゲインを上げ補正
する事が必要となる。

第10図は各種変換を必要とするときのデータ伝送形成
を示し、各バンドの情報を送る前に各バンドの情報の夫
々に対する補正のための係数（パラメータ1,2,3）をあ
らかじめ送信する。このパラメータ1,2,3はバンド毎に
送信せずに予め前もって各バンドの係数を全部送ってお
いてもよい。第10図の例では各バンド毎に順次送るもの
とする。

かかるパラメータは各バンドの情報に対するゲインに
相当する係数を与える。例えばバンド１でのゲインをα
_１、バンド２でのゲインをα_２、バンド３でのゲインを
α_３とすると復元される信号のアダマール変換値Ｙ′はＹ′＝α_１・（バンド１の値）＋α_２・（バンド２の値）＋α_３・（バンド３の値）で与えられる。尚、α_１＜1,α_２＞1,α_３＞１とする事
により復元画像の高域をもちあげる事が出来る。

又、逆にα_１＞１、α₂,α_３＜１とする事により低域
強調を行う事ができる。

かかる変換操作に於て、各バンド単位にゲイン（α_ｉ）＊（バンドｉの値）を伝送する。これは各バンド毎の加算が成立し（線形結
合となっているので）又アダマール変換（逆変換）が線
形変換であるので各バンド毎に逆アダマール変換をし、
実データの重ね合わせが可能となる。

シーケンサ６による符号化データの伝送手順の他の方
式を第11図に示す。尚、クラス分け、バンド分けは第７
図（ａ）の画像に対し前述の実施例と全く同様に行う。
即ち、STEP1でまず一画面を構成する各ブロツクのクラ
スコードのみを全て伝送する。STEP2ではバンド１の情
報を、STEP3ではバンド２の情報を、STEP4ではバンド３
の情報を伝送する。

STEP3,4に於ては、一画面を構成する複数ブロツク全
てのバンド情報を送る必要はない。このため必要な箇所
のブロツクに対してのみバンド２及びバンド３の情報を
伝送する。

かかるステツプ3,4によるバンド2,3の情報の伝送が必
要か否かの情報はSTEP1の伝送時にクラスコードを全ブ
ロツク数分伝送しているため、このクラスコードを受信
側で記憶しておき参照する事により高域バンド情報を必
要とする箇所（ブロツク）のみバンド２及びバンド３の
情報をピツクアツプする。

受信側に於ては、STEP1の時のデータをそっくり第９
図のクラスコードメモリ21に記憶し、STEP2の時には全
てのブロツクに対し順次に逆アダマール変換器22で処理
されてゆく、STEP3及びSTEP4に関しては、前述の実施例
におけるSTEP2及びSTEP3と全く同様である。

この伝送方式の場合は、STEP1のデータの伝送が完了
するまで画像データが転送されないため、若干の画像伝
送レスポンスの送れを生ずるが、STEP1におけるクラス
コードとバンドデータの切り分けの処理が不要となるだ
け復号器の負荷を軽減させることができる。

第11図に示したデータ伝送手順方式におけるデータ変
換について説明する。

即ち、第12図に示す如くSTEP1におけるクラスコード
の伝送に続けて補正係数を表わすパラメータ1,2,3を伝
送する。

ここでは直交変換されたデータを受信側で逆変換を施
し、再び元の実データに変換した後、空間フイルター操
作を行う処理を各バンド毎に（又は第10図（Ｂ）の各ST
EP毎に）行っていく例を説明する。

第13図に変換処理のフローチヤートを示す。

25は第12図示のSTEP1の伝送でこの時クラスコード列
と変換パラメータを送る。このパラメータは変換を行う
ためのパラメータで、例えば輪郭強調の場合には第14図
（ａ），（ｂ）に示される５×５又は３×３のエツジ検
出用のラプラシアンフイルタの選択、輪郭強調処理を施
す時のたたみ込み計算（コンボルーシヨン計算）におけ
る〔出力データ＝中心画素データ＋β・（Laplacian出
力）〕での係数βの設定等々を指示する。

26はSTEP2〜４での各バンドデータの伝送を示す。受
信されたバンドデータに対する逆アダマール変換を27に
て行う。この時の結果は画像メモリへ加算されていくも
のとする。又、クラスコード情報からバンドデータを必
要としないブロツクは飛ばされる（SKIPされる）ものと
する。

この様にして逆変換されて元に戻されたデータに対し
て空間フイルター操作が28で加えられる。これは前述の
パラメータに従って行われる。場合によってはこのパラ
メータは受信側で設定してもよい。

以上の操作をバンドの数だけ繰り返して行う。この様
にしてMTF補正用変換を行う事が出来る。

シーケンサー６による符号化データの伝送手順の更に
他の方式を説明する。

即ち、第11図におけるSTEP2の処理をまず先に行い、
次にSTEP1,STEP3,STEP4で行う。

これにより、低シーケンシー成分のデータ（バンド
１）を全て伝送してから、順次クラスコードと中シーケ
ンシー，高シーケンシー成分のデータを伝送する。これ
により第11図示の伝送手順を行った場合に比して、より
画像レスポンスが早まり、低シーケンシー成分データの
みで表現された画像をいち速く得ることができる。

尚、第８図または第11図に示したデータ伝送手順にお
いて、クラスコードをランレングス符合して伝送するこ
とにより、より効率のよい圧縮効率が得られることが期
待できる。この場合、符号器部，復号器部にそれぞれこ
のランレングス符号化用の符号器，復号器を要する。

シーケンサ６による符号化データの伝送手順の更に他
の方式を説明する。

本実施例ではクラス分け、バンド分けは前述の実施例
と全く同様に行う。しかし、バンド２及びバンド３の情
報のあるクラスコード３を「11」で表わし、また、デー
タの伝送手順を第15図に示すような手順で行う。

即ち、STEP1でまず画像を構成する全てのブロツクの
バンド１のデータを伝送する。STEP2で画像を構成する
全てのブロツクがそれぞれバンド２のデータを持つか否
かを各１ビツトで表現したビツトデータを転送する。０
はバンド２がなく、１がバンド２が有ることを意味す
る。次に、STEP3でバンド２のデータを送る。STEP4で
は、画像を構成する全てのブロツクが各々バンド３のデ
ータを持つか否かを各１ビツトで表現したビツトデータ
を転送する。０はバンド３がなく、１はバンド３が有る
ことを意味する。次に、STEP3でバンド３のデータを送
る。

受信側に於いては、STEP1のデータはそのまま順次復
号処理を行い、STEP2ではデータを第９図のクラスコー
ドメモリ21に記憶し、STEP3ではこのクラスコードメモ
リ21に保持されたデータを基に、バンド２のデータを対
応するブロツクの値として復号する。STEP4ではデータ
を第９図のクラスコードメモリ21に記憶し、STEP5では
このクラスコードメモリ21に保持されたデータを基に、
バンド３のデータを対応するブロツクの値として復号す
る。

本実施例では、伝送STEP数はふえるが、復号器の第９
図のクラスコードメモリ21の容量が前述の実施例に比し
て減らすことが可能となる。

また、第15図の実施例に於けるSTEP4において、バン
ド３が送られるのは、バンド２が送られたブロツクのう
ちの一部もしくは全部となることから、第16図の如くST
EP2のデータが１であった部分のみに対して、０もしく
は１送る。即ち、バンド３がさらにつけ加えられるか否
かの情報を送るものである。尚、第15図のものに比し
て、STEP4の処理は若干複雑にはなるが、圧縮効率はさ
らに向上する。

符号化データの更に他の伝送手順を第17図に示す。

クラス分け，バンド分けは、第８図示の手順の場合と
全く同様に行う。しかし、データの伝送の手順を第17図
に示す様に行う。

即ち、STEP1においては、画像中の全てのブロツクの
バンド１の情報を全て伝送する。STEP2においては、画
像中の各ブロツクがバンド２をもつか否かを１ビツトで
表わし、０が持たないことを、１が持つことを意味づ
け、持つ場合にはその“1"の直後にバンド２のデータを
付加した形態で伝送する。STEP3においては、STEP2と同
様にバンド３のデータを伝送する。

受信側は、STEP2及び３ではこのブロツクがバンド２
及びバンド３のデータを持つか持たないかのデータを見
て容易にバンド２を持つデータの位置を決定でき、順次
バンド２及びバンド３のデータを復号してゆくことが可
能となる。

また、第18図の伝送手順に於いて、STEP2及びSTEP3の
中で、バンド２もしくはバンド３が存在しないブロツク
が続く場合に、０のビツトが長く続くことになる。この
０のビツトの連続ストリングを第18図の如くランレング
ス符号化する。これにより、第17図の手順に比べて、よ
り高能率な圧縮を期待できる。

次に、バンド分けとクラス分けのサブブロツクを異ら
しめた実施例構成を説明する。尚、バンド分けは前述の
実施例と同じであるとする。

クラス分けについては、アダマール変換係数を用いて
解析しクラス分けするため、第９図（ａ），（ｂ），
（ｃ）のような３つのエツジ量を定義する。第19図のブ
ロツク中の各要素は第２図（ｂ）に対応する。（ａ）は
エツジ量EDを求める計算例である。エツジのある画像を
アダマール変換するとこの部分に電力が集中し、ED＝|Y
₁₂|＋|Y₁₃|＋|Y₂₁|＋|Y₂₂|＋|Y₃₁|なる値EDが大きくな
る。従って、この性質を利用し、第20図に示すようにED
T1（T1はスレツシヨルド）ならclass1（平坦部）とク
ラス分けする。また、画像がたてエツジを有するもの
は、（ｂ）の部分に電力が集中し、VE＝|Y₁₂|＋|Y₁₃|＋
|Y₁₄|なるたてエツジ量VEが大きく、また、画像がよこ
エツジを有するものは、（ｃ）の部分に電力が集中し、
HE＝|Y₂₁|＋|Y₃₁|＋|Y₄₁|なるよこエツジHEが大きい性
質を利用しクラス分けを行う。また、たてエツジ量VEと
よこエツジ量HEの差|VE−HE|が小さい場合はななめエツ
ジであることが多いいう性質を利用して、第20図のよう
にclass2（たてエツジ）class3（よこエツジ）class4
（ななめエツジ）とクラス分けする。図中、T2はななめ
エツジの判定用スレツシヨルドである。

各クラス分けによる符号形態を第21図に示す。class1
の平坦部に対する符号化データはバンド１の情報のみ
で、class2〜４のエツジ部に対する符号化データはバン
ド１〜バンド３までの全情報から成る。これはたてエツ
ジ，よこエツジ，ななめエツジ共にエツジ成分の周波数
としては高い周波数を有するからである。

クラスコードとしては４クラスを表わすために２ビツ
トとなる。これは各クラス毎に各バンドのベクトル量子
化器による再生ベクトルを異らしめているからであり、
これが又前述の全探索型のベクトル量子化を部分探索型
に変えている。

第22図は画像符号化装置の構成例を示す。即ち、第22
図に於いて直交変換部51からの各ブロツク出力を符号化
するベクトル量子化器54へ前述のクラス分けを示すクラ
ス分け用の出力信号53が入っている。このクラス分け用
の入力信号によりベクトル量子化器54のルツク・アツプ
・テーブルのテーブル空間が切り換えられ、各々のクラ
スに適応した再生ベクトルを得る事が出来る。

シーケンサ56による処理は前述の実施例におけるシー
ケンサ６と同様に、クラス分類部52からのクラス分け信
号に従って第21図示の手順による符号化データの伝送を
行う。また、直交変換部51に関しては前述の実施例と同
じ様にブロツク毎にアダマール変換が行われ、また、ベ
クトル量子化器54では各バンド毎の量子化器54a〜54cを
用いてバンド別にベクトル量子化がなされる。

次に、バンド分割が各クラス分けに応じて適応的に決
定される例を示す。クラス分けに対しては第19図，第20
図に示したものと同じである。

第23図で63はバンド分割部である。クラス分類部62で
分類された４つのクラスを示す２ビツトの信号が信号線
72を介し、バンド分割部63に入力している。このバンド
分割部63はクラス分類信号に応じてY₁₁〜Y₄₄を第24図の
ように平坦部（class1）、たてエツジ部（class2）、よ
こエツジ部（class3）、斜めエツジ部（class4）として
バンド分割する。図中DCはY₁₁で画像のDC成分、1,2はそ
れぞれバンド番号、斜線部は量子化せずマスクする（０
とする）部分である。

この斜線部分は非常にパワーが小さいからである。一
般に画像の平坦部はエツジ部より情報量が少ない。本実
施例ではこの点を利用し平坦部（class1）はDCとバンド
１のみに、エツジ部（class2,3,4）ではDCとバンド１及
びバンド２に分割する。これにより平坦部の冗長性を除
去する。すなわち、周波数の高い画像により多くのバン
ドを持たせるようにする。また、各バンドの次元数を7,
8次元に制限することにより、ベクトル量子化の規模を
小さくし、全探索を可能としている。

各クラスに与える符号化ビツト数をたとえば第25図の
ようにとれば、エツジ部に多くの情報量を与えることが
できると同時に符号化圧縮率も上げることができる。

第25図ではclass1はDCに６ビツト、バンド１に８ビツ
トを、class2〜４はDCに６ビツト、バンド１及びバンド
２にそれぞれ８ビツトを与えた例である。各クラスバン
ド１及びバンド２はベクトル量子化器64,65によりそれ
ぞれ独立にベクトル量子化する。

第23図で73の信号線はバンド分割部63で分割したDC成
分（６ビツト）を符号器66へ送る信号線である。74,75
はそれぞれバンド分割部63で分割されたバンド１及びバ
ンド２のアダマール変換係数をベクトル量子化器64及び
65に送る信号ラインである。ベクトル量子化器64,65に
は入力ベクトル（バンド１及びバンド２）が入力される
と最適な再生ベクトルを選択するようなルツクアツプテ
ーブルが書き込まれている。ここではあらかじめ種々の
周波数の異なる画像について上記と同一のクラス分類及
びバンド分割処理を行い、バンド1,バンド２について独
立にトレーニングを行い最適再生ベクトルを求めてルツ
クアツプテーブルを構成している。バンド1,バンド２は
共に256種（８ビツト）の再生ベクトルを求めている。
ただしclass1についてはバンド１のベクトル量子化のみ
を行う。また、量子化器64及び65には信号線72を介し、
２ビツトのクラス分類信号が入力されており、ルツクア
ツプテーブルの内容をクラス別に選択する。

符号器66ではクラス分類信号72、DC成分73、バンド１
及びバンド２に対するベクトル量子化結果76,77を符号
化して、第25図で示した形式にコード化する。ここでコ
ード化された画像は信号線78を介し、メモリ或いは通信
回線へ送ることができる。

以上説明した実施例では、周波数解析としてアダマー
ル変換を用いたが、他の直交変換たとえばコサイン変
換,K−Ｌ変換等を用いても実施できる。またベクトル量
子化器においてはルツクアツプテーブルを用いたが、マ
イクロプロセツサで構成し、最適再生ベクトルを計算し
てもよい。

また、符号化の単位ブロツクの大きさや形も本実施例
のものに限らず、符号化すべき画像密度等に応じ適宜選
択されるものであり、クラス分けの数やバンド数も同様
に最適な数に設定されることは言う迄もない。

〔効果〕

以上説明した様に本発明によれば、画像の各ブロック
毎に必要に応じて第１の周波数成分より周波数の高い第
２の周波数成分からなる符号化データを伝送できるの
で、例えば各ブロックの画像の特徴に合わせた必要最低
限の伝送量に抑えることを可能である。

更に第１の周波数成分からなる第１符号化データ及び
第２の周波数成分からなる第２符号化データ伝送する場
合には、第１符号化データを先に１画面分伝送するの
で、受信側で１画面分の画像の概略をいち早く確認する
ことができる。

また、第１符号化データの伝送と共に、第１の周波数
成分より周波数の高い第２の周波数成分からなる符号化
データの存在を示す為のブロック毎の情報を１画面分伝
送するので、受信側で各ブロックが第２の周波数成分か
らなる符号化データを必要であるかどうかを容易に判別
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した符号化装置の構成例を示すブ
ロツク図、第２図はアダマール変換の概念図、第３図は
シーケンシー成分を示す図、第４図はバンド分割例を示
す図、第５図はクラス分け手順を示す図、第６図は符号
化データを示す図、第７図は画像のクラス分けの例を示
す図、第８図は符号化データの伝送形式を示す図、第９
図は受信側の処理ブロツク例を示す図、第10図及び第12
図はパラメータの付加された符号化データの伝送形式を
示す図、第11図、第15図、第16図、第17図、第18図、第
21図及び第25図は符号化データの他の伝送形式を示す
図、第13図は変換処理の手順を示す図、第14図はラプラ
シアンフイルタの一例を示す図、第19図及び第24図はク
ラス分けの他の方式を示す図、第20図は他のクラス分け
手順を示す図、第22図及び第23図は符号化装置の他の構
成例を示すブロツク図であり、１は直交変換部、２はク
ラス分類部、４はベクトル量子化器、６はシーケンサ、
21はクラスコードメモリ、22は逆アダマール変換部、24
はメモリである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平林康二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者前田充東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報を複数画素からなる複数ブロック
に分割し、前記複数ブロックの各々を周波数成分に変換し、第１の
周波数成分からなる第１符号化データ、もしくは第１符
号化データ及び第１の周波数成分より高い周波数の第２
の周波数成分からなる第２符号化データを選択的に出力
し、前記、第１の周波数成分からなる第１符号化データを１
画面分伝送すると共に、前記第１の周波数成分より高い
周波数の第２の周波数成分からなる第２符号化データの
存在を示す為のブロック毎の情報を１画面分伝送し、前記ブロック毎の情報に基づいて、前記第２の周波数成
分からなる第２符号化データを１画面分伝送することを
特徴とする画像伝送方法。