JP2629238B2 - 復号装置及び復号方法 - Google Patents

復号装置及び復号方法

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JP2629238B2 JP2537788A JP2537788A JP2629238B2 JP 2629238 B2 JP2629238 B2 JP 2629238B2 JP 2537788 A JP2537788 A JP 2537788A JP 2537788 A JP2537788 A JP 2537788A JP 2629238 B2 JP2629238 B2 JP 2629238B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタル化された画像信号を受信し
て、アナログ画像信号を復元するのに適用される復号装
置及び復号方法に関する。
〔従来の技術〕
画像データは、例えば8ビットで量子化される。この
場合、データ量を圧縮するために、各画素のデータが原
量子化ビット数より小なるビット数に符号化されて伝送
される。簡単な例として、8ビットの画素データの上位
2ビットのみが伝送される。受信側では、2ビットの符
号化コードを各レベルの領域の中央値で復元レベルを代
表していた。
第8図に示すように、(0〜255)のダイナミックレ
ンジが4分割され、各レベルの領域に下記のように、2
ビットの符号化コードが割り当てられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来では、256レベルある原信号が4レベルで代表さ
れるために、量子化歪みが大きくなる問題があった。
従って、この発明の目的は、比較的少ないビット数が
割り当てられた符号化コードを復号する際に、量子化歪
みを低減することができる復号装置及び復号方法を提供
することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、画像信号の各画素が所定のビット数で符
号化されたデータが伝送され、符号化データを復号する
復号装置において、 復号すべき注目画素の符号化データに関連する情報
と、複数の周辺画素の符号化データに関連する情報の大
小を比較する比較手段と、 比較手段の出力に基づいて、注目画素と複数の周辺画
素の相関の程度に応じた値を有する補正コードを発生す
る補正コード発生手段と、 注目画素の符号化データに基づいて注目画素値を復号
する手段と、 復号された注目画素値と補正コード発生手段よりの補
正コードを合成して復号データを発生する手段と を備えなる復号装置である。また、この発明は、このよ
うに符号化データを復号する復号方法である。
〔作用〕
画像信号は、局所的に相関を有している。即ち、復号
しようとする注目画素のレベルは、周辺の画素のレベル
と相関を有している。従って、注目画素の符号化コード
と周辺画素の符号化コードとは、相関を有しているの
で、両者のレベル関係に応じて、本来の復号のレベルの
ステップより細分化された復号のステップを補正コード
により実現することができる。この発明は、復号レベル
のステップを細分化できるので、量子化歪みを減少させ
ることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。この実施例は、送信側で、2ビットの量子化を
行う場合、又は0ビットで量子化された画像信号の上位
2ビットが伝送される場合に、この発明が適用されたも
のである。勿論、この発明は、2ビット以外の他のビッ
ト数に対して適用できる。画像信号は、例えばビデオ信
号であり、入力端子1からの入力データは、テレビジョ
ン走査の順序で受信される。
第1図において、1で示す入力端子に受信された2ビ
ットの符号化コードが供給される。この符号化コードが
破線で囲んで示す周辺データ取り出し回路2に供給され
る。周辺データ取り出し回路2は、ライン遅延回路3及
び4と、入力端子1とライン遅延回路3及び4の夫々の
出力端子とに接続されたサンプル遅延回路5,6,7,8,9,10
とから構成されている。
周辺データ取り出し回路2は、第2図Aにおいて、黒
いドットで示す注目画素の符号化コードQiと注目画素の
周辺の8個の周辺画素の符号化コードQ1〜Q8とを同時に
取り出す回路である。即ち、入力端子1に符号化コード
Qiが供給される時に、ライン遅延回路3からQ5が出力さ
れ、ライン遅延回路4からQ3が出力され、サンプル遅延
回路5及び6からQ7及びQ6が出力され、サンプル遅延回
路7及び8からQi及びQ4が出力され、サンプル遅延回路
9及び10からQ2及びQ1が出力される。
周辺データ取り出し回路2からの出力データが破線で
囲んで示す比較回路11に供給される。比較回路11には、
8個の比較器12〜19が含まれる。比較器12〜19の夫々に
は、周辺データ取り出し回路2からの周辺画素の符号化
コードQ8〜Q1が供給されると共に、注目画素の符号化コ
ードQiが共通に供給される。
各比較器12〜19は、注目画素の符号化コードQiと周辺
画素の符号化コードQj(j=1,2,・・・8)とを比較し
て、下記の比較出力を発生する。
Qj>Qiの時:+1 Qj=Qiの時:0 Qj<Qiの時:−1 比較回路11の出力信号が集計回路20に供給され、比較
出力の加算がなされる。例えば第2図Bに示すように、
符号化コードQiが2(=(10))でQ1〜Q8が全て1(=
(01))の時には、集計回路20の集計値が−8となる。
また、第2図Cに示すように、符号化コードQiが2(=
(10))でQ1〜Q8が全て3(=(11))の時には、集計
回路20の集計値が+8となる。つまり、集計値は、第3
図に示すように、(−8〜+8)の17通りの値となる。
但し、Qiが3(=(11))の時には、集計値の分布が
(0〜−8)の9通りとなり、Qiが0(=(0))の時
には、集計値の分布が(0〜+8)の9通りとなる。従
って、集計値は、注目画素の符号化コードQiに応じて全
てで52通りの値を取りうる。
集計回路20の出力信号が加算回路21に供給される。加
算回路21には、端子22から+8のデータが供給される。
従って、加算回路21により、(−8〜+8)の集計値が
(0〜+16)に変換される。加算回路21の出力信号Qi′
が補正コード発生回路23に供給される。補正コード発生
回路23により形成された補正コードが加算回路24に供給
される。加算回路24には、復号回路25から注目画素の符
号化データQiの復号データが供給される。加算回路24の
出力端子26に復号値Liが取り出される。
この復号回路25は、2ビットのビット数の場合には、
(256/22×Qi)の処理により、復号を行うROM或いは乗
算回路である。従って、復号回路25の出力の値は、(0,
64,128,192)となる。
補正コード発生回路23は、加算回路21の出力信号Qi′
から、下記の処理により補正コードを発生するROM或い
は演算回路である。
上式の値から切り捨てにより、整数の補正コードが発
生される。第2図Cに示した例のように、集計値が+8
になる時には、加算回路21の出力Qi′が+16となり、補
正コード発生回路23は、62の値の補正コードを発生し、
従って、加算回路24から得られる復号値タiは、(12
8+62=190)となる。第2図Bに示した例のように、集
計値が−8になる時には、加算回路21の出力Qi′が0と
なり、補正コード発生回路23は、2の値の補正コードを
発生し、従って、加算回路24から得られる復号値i
は、(128+2=130)となる。
上述の例のように、従来では、単に、中央値(例えば
160)で代表していたが、周囲の画素の符号化コードの
値に基づいて、17通りの細かい復号レベルiに変換さ
れる。従って、量子化歪みが低減される。
この発明は、画面を多数のブロック(2次元領域)に
分割し、各ブロックのダイナミックレンジに適応して量
子化するダイナミックレンジ適応形の符号化(ADRCと略
称される。)の復合に対しても適用できる。
第4図は、ADRCの送信側(符号化)の構成を示す。第
4図において、31で示す入力端子にディジタルビデオ信
号が供給される。このディジタルビデオ信号がブロック
化回路32に供給され、ブロック化回路32により、テレビ
ジョン走査の順序がブロックの順序に変換される。1ブ
ロックは、第5図に示すように、(x画素×yライン)
の2次元領域とされる。ブロック化回路32の出力信号が
最大値MAXをブロック毎に検出する最大値発生回路33、
最小値MINをブロック毎に検出する最小値検出回路34及
び遅延回路35に供給される。
検出された最大値MAX及び最小値MINが減算回路36に供
給され、(MAX−MIN=DR)で表されるダイナミックレン
ジDRが減算回路36から得られる。遅延回路35は、最大値
MAX及び最小値MINを検出するために必要な時間、データ
を遅延させる。遅延回路35からのビデオデータから最小
値MINが減算回路37において減算され、減算回路37から
は、最小値除去後のデータPDIが得られる。
最小値除去後のデータPDIが量子化回路38に供給され
る。量子化回路38には、検出されたダイナミックレンジ
DRも供給されている。量子化回路38は、ダイナミックレ
ンジDRに適応した量子化を行い、2ビットの符号化コー
ドDTを発生する。量子化回路38は、ROM或いは演算回路
により構成されている。
量子化回路38では、第6図Aに示すように、ダイナミ
ックレンジDRが(22=4)分割され、最小値除去後のデ
ータPDIの属するレベル範囲に対応して2ビットの符号
化コードDTが割り当てられる。従来のADRCの復号方法で
は、各レベル範囲の中央値が代表レベルとして復号され
ていた。また、量子化の方法としては、第6図Bに示す
ように、従来の復号方法により、最大値MAX及び最小値M
INが復号レベルとして得られるような方法を用いても良
い。
ダイナミックレンジDR,最小値MINからなる付加コード
と符号化コードDTとがフレーム化回路39に供給される。
フレーム化回路39は、エラー訂正用の符号化を施しり、
同黄信号の付加を行う。フレーム化回路39の出力端子40
に送信データが得られる。
第7図は、上述の送信データを受信して、復号を行う
受信側(復号)の構成を示す。この受信側に対して、こ
の発明が適用されている。41で示す入力端子からの受信
データがフレーム分解回路42に供給される。フレーム分
解回路42では、エラー訂正符号の復号がなされ、フレー
ム分解回路42から最小値MIN、ダイナミックレンジDR及
び符号化コードDTが別個に得られる。最小値MIN及びダ
イナミックレンジDRが夫々メモリ43及び44に供給され
る。
符号化コードDTは、周辺データ取り出し回路45に供給
され、注目画素の周囲の複数例えば8個の周辺画素の符
号化コードが取り出される。周辺データ取り出し回路45
は、前述の一実施例と同様の構成のものを使用できる。
但し、周辺の画素の符号化コードの内、注目画素のブロ
ックと異なる他のブロックに属するものは、出力され
ず、他のブロックの画素に代えて同一ブロック内の符号
化コードが使用される。
周辺データ取り出し回路45の出力信号が比較回路46に
供給される。比較回路46は、前述の一実施例と同様に、
注目画素の符号化コードと周辺画素の符号化コードとの
大小関係に応じて、(+1,0,−1)の出力信号を発生す
る。比較回路46の出力信号が集計回路47に供給され、集
計回路47の出力信号が補正コード発生回路48に供給され
る。補正コード発生回路48には、メモリ44からのダイナ
ミックレンジDRが供給される。補正コード発生回路48か
ら得られる補正コードが加算回路50に供給される。
注目画素の符号化コードDTは、比較回路46に供給され
ると共に、復号回路49に供給され、復号処理を受ける。
復号回路49には、メモリ44からのダイナミックレンジDR
が供給されており、復号回路49からは、符号化コードDT
に応じて、4個のレベル範囲の中央値(第6図A参照)
が復元レベルとして得られる。復号回路49の出力が加算
回路50に供給され、加算回路50において、補正コードと
加算される。
この加算回路50の出力信号が加算回路51に供給され、
メモリ43からの最小値MINと加算回路50の出力信号とが
加算される。加算回路51からは、補正コードにより、復
号回路49で得られる復号レベルより細分化されたレベル
を有する注目画素の復元レベルが得られる。加算回路51
の出力信号がブロック分解回路52に供給され、ブロック
の順序がテレビジョン走査の順序に変換される。このブ
ロック分解回路52の出力端子53に復元レベルが取り出さ
れる。
なお、この発明は、3次元ブロックのADRC、可変長の
ADRC等にも適用することができる。また、ADRCに限ら
ず、DPCM、適応形PCM等にもこの発明は、適用して同様
の効果が得られる。
〔発明の効果〕
この発明では、伝送されるビット数が少なくても、復
元レベルを細かいステップで持つことができるので、量
子化歪みを少なくすることができる。また、この発明
は、画像の局所的相関に基づく適応復号を行うので、空
間の解像度を保ちながら、S/Nが改善できる。更に、こ
の発明は、非線形処理を行うので、ノイズを除去するこ
とができる。より更に、この発明は、復号側だけの処理
なので、特別なコードを伝送する必要がなく、効率が良
い利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は注
目画素と周辺画素の関係を示す略線図、第3図は集計値
の分布の説明に用いる略線図、第4図はこの発明を適用
できるADRCの送信側の構成を示すブロック図、第5図は
ブロックの説明に用いる略線図、第6図は量子化の説明
に用いる略線図図、第7図はこの発明をADRCに適用した
他の実施例のブロック図、第8図は従来の復号装置の説
明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 1,41:入力端子、 2,45:周辺データ取り出し回路、 11,46:比較回路、20,47:集計回路、 23,48:補正コード発生回路、 26,53:出力端子。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像信号の各画素が所定のビット数で符号
    化されたデータが伝送され、上記符号化データを復号す
    る復号装置において、 復号すべき注目画素の上記符号化データに関連する情報
    と、複数の周辺画素の上記符号化データに関連する情報
    の大小を比較する比較手段と、 上記比較手段の出力に基づいて、上記注目画素と上記複
    数の周辺画素の相関の程度に応じた値を有する補正コー
    ドを発生する補正コード発生手段と、 上記注目画素の上記符号化データに基づいて注目画素値
    を復号する手段と、 上記復号された注目画素値と上記補正コード発生手段よ
    りの上記補正コードを合成して復号データを発生する手
    段と を備えてなる復号装置。
  2. 【請求項2】画像信号の各画素が所定のビット数で符号
    化されたデータが伝送され、上記符号化データを復号す
    る復号方法において、 復号すべき注目画素の上記符号化データに関連する情報
    と、複数の周辺画素の上記符号化データに関連する情報
    の大小を比較するステップと、 上記比較の結果に基づいて、上記注目画素と上記複数の
    周辺画素の相関の程度に応じた値を有する補正コードを
    発生するステップと、 上記注目画素の上記符号化データに基づいて注目画素値
    を復号するステップと、 上記復号された注目画素値と上記補正コード発生手段よ
    りの上記補正コードを合成して復号データを発生するス
    テップと からなる復号方法。
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