JP3191753B2

JP3191753B2 - 画像符号化装置、画像復号化装置および画像符号化方法、画像復号化方法

Info

Publication number: JP3191753B2
Application number: JP33839697A
Authority: JP
Inventors: 泰輔松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2001-07-23
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH10229564A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル画像を
符号化／復号化する画像符号化装置／画像復号化装置、
画像符号化方法／画像復号化方法およびそれをソフトウ
ェアによって実現するためのコンピュータプログラムが
記録された記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在インターレース構造を持つディジタ
ル画像を符号化／復号化する方法の標準勧告としてITU-
T H.262があり、NTSCなどのテレビジョン信号を効率よ
く符号化／復号化することができる。

【０００３】また、ディジタル画像を符号化／復号化す
る際に、画素の輝度信号および色差信号値だけでなく、
物体の形状を表す形状情報信号も含めて符号化/復号化
を行なう方法がISO/IEC MPEG4の評価モデルとして採用
されている(ISO/IEC JTC/SC29/WG11 N1469 November 19
96)。

【０００４】この方法では、形状情報によって示された
有意な画素についてのみ輝度信号および色差信号の符号
化／復号化を行なうことによって符号量の効果的な削減
を行なえるだけでなく、形状情報に従って画像の合成な
どが容易に行なえるという特徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記に示したMPEG4の
評価モデルでは１フレームが２つのフィールドによって
構成されているインターレース構造を持つ画像について
は考慮されていない。そのためインタレース構造をもつ
入力画像に対しては効率の良い符号化／復号化を行うこ
とができない。

【０００６】また、H.262では輝度信号および色差信号
についてはインターレース構造を考慮した動き補償方法
や離散コサイン変換について考慮されているが、有意形
状を示す二値画像の符号化方法としてはダウンサンプリ
ング、アップサンプリング、画素値の変化位置の予測な
どといったH.262では考慮されていない特別な方法が使
用されているため、H.262で採用されているインターレ
ース構造に対応した符号化／復号化手段を単純に採用す
ることはできない。

【０００７】本発明は、この様な画像符号化装置／画像
復号化装置において、入力画像を符号化／復号化する際
に、形状情報画像についてもブロック毎にフィールド単
位で符号化／復号化するかフレーム単位で符号化／復号
化するかを適応的に選択することによって符号化効率の
改善を行なうことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、１フレームが２つのフィールドによって構
成されたインタレース構造を持つ二値ディジタル画像を
入力として、前記画像を複数画素から構成される２次元
ブロックに分割しブロック毎に符号化を行なう画像符号
化装置において、符号化処理をフィールド単位で行なう
方法とフレーム単位で行なう方法をブロック毎に判定
し、モード情報を出力するモード判定手段と、前記モー
ド情報に従ってブロック毎にフィールド単位またはフレ
ーム単位で符号化を行なう符号化手段とから構成したも
のである。

【０００９】また、上記画像符号化装置によって符号化
した画像符号化信号から１フレームが２つのフィールド
によって構成されたインタレース構造を持つ二値ディジ
タル画像を複数画素から構成された２次元ブロック毎に
復号化する画像復号化装置において、モード情報に従っ
てブロック毎にフィールド単位またはフレーム単位で復
号化処理を行なう復号化手段とから構成するようにした
ものである。

【００１０】これにより、ブロック毎にフィールド単位
で符号化／復号化するかフレーム単位で符号化／復号化
するかを適応的に選択することによって高効率の画像符
号化装置／画像復号化装置を実現できる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
二値ディジタル画像を符号化する際に、フィールド単位
ダウンサンプリング処理とフレーム単位ダウンサンプリ
ング処理のいずれか効率の良い方をブロック毎に判定す
ることによって、符号化効率の向上が図れるという作用
を有する。

【００１４】請求項２に記載の発明は、二値ディジタル
画像を復号する際に、フィールド単位ダウンサンプリン
グ処理とフレーム単位ダウンサンプリング処理をモード
情報によってブロック毎に切替えることによって、正し
く復号化できるという作用を有する。

【００１５】

【００１６】

【００１７】請求項３に記載の発明は、二値ディジタル
画像を符号化する際に、着目画素と画素値が変化する画
素との位置関係を符号化する画像符号化装置において、
画素値の変化点の検出をフィールド単位とフレーム単位
のいずれか効率の良い方をブロック毎に判定して行なう
ことによって、符号化効率の向上が達成できるという作
用を有する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、着目している画
素と画素値が変化する画素との位置関係から二値ディジ
タル画像を復号する画像復号化装置において、画素値が
変化する画素の位置の計算をフィールド単位で行なうか
フレーム単位で行なうかをモード情報によってブロック
毎に切替えることによって、正しく復号化できるという
作用を有する。

【００１９】請求項５に記載の発明は、二値ディジタル
画像を符号化する際に、着目画素の画素値の確率分布を
周辺の画素の画素値の分布状態から決定し、その確率分
布に従って着目画素の画素値を符号化する画像符号化装
置において、確率分布を決定するための周辺画素値の分
布状態の調査をフィールド単位とフレーム単位のいずれ
か効率の良い方をブロック毎に判定して行うことによっ
て、符号化効率の向上が達成できるという作用を有す
る。

【００２０】請求項６に記載の発明は、着目画素の画素
値の確率分布を周辺の画素の画素値の分布状態から決定
し、その確率分布に従って画素値を復号化する画像復号
化装置において、確率分布を決定するための周辺画素値
の分布状態の調査をフィールド単位で行うかフレーム単
位で行うかをモード情報によってブロック毎に切り替え
ることによって、正しく復号化できるという作用を有す
る。

【００２１】請求項７に記載の発明は、着目画素の画素
値の確率分布を動き補償予測画像の画素値の分布状態か
ら決定し、その確率分布に従って着目画素の画素値を符
号化する画像符号化装置において、確率分布を決定する
ための動き補償予測画像の画素値の分布状態の調査をフ
ィールド単位とフレーム単位のいずれか効率の良い方を
ブロック毎に判定して行うことによって、符号化効率の
向上が達成できるという作用を有する。

【００２２】請求項８に記載の発明は、着目画素の画素
値の確率分布を動き補償予測画像の画素値の分布状態か
ら決定し、その確率分布に従って画素値を復号化する画
像復号化装置において、確率分布を決定するための動き
補償予測画像の画素値の分布状態の調査をフィールド単
位で行うかフレーム単位で行うかをモード情報に従って
ブロック毎に切り替えることにより、正しく復号化でき
るという作用を有する。

【００２３】請求項９に記載の発明は、二値ディジタル
画像および多値ディジタル画像をブロック毎に符号化す
る際に、二値ディジタル画像の符号化処理をフィールド
単位とフレーム単位のいずれかで行なうかの選択を、当
該ブロックの多値ディジタル画像のモード情報に従属し
て行なうことによって、二値ディジタル画像のモード情
報について特別な符号を用いる必要がなく符号化効率の
向上が達成できるという作用を有する。

【００２４】請求項１０に記載の発明は、画像符号化信
号から二値ディジタル画像および多値ディジタル画像を
ブロック毎に復号化する際に、二値ディジタル画像の符
号か処理をフィールド単位とフレーム単位のいずれかで
行なうかの判定を、当該ブロックの多値ディジタル画像
のモード情報に従属して行うことによって、二値ディジ
タル画像のモード情報について特別な符号を用いること
なく正しく復号化できるという作用を有する。

【００２５】請求項１１に記載の発明は、二値ディジタ
ル画像および多値ディジタル画像をブロック毎に符号化
する際に、フィールド単位符号化処理とフレーム単位符
号化処理のいずれかを二値ディジタル画像の符号化処理
として判定し、判定されたモード情報を当該ブロックの
多値ディジタル画像のモード情報の判定に反映させるこ
とにより、多値ディジタル画像のモード情報について特
別な符号を用いる必要がなく符号化効率の向上が達成で
きるという作用を有する。

【００２６】請求項１２に記載の発明は、画像符号化信
号から二値ディジタル画像および多値ディジタル画像を
ブロック毎に復号化する際に、二値ディジタル画像のモ
ード情報を、当該ブロックの多値ディジタル画像のモー
ド情報の選択に反映させることにより、多値ディジタル
画像のモード情報について特別な符号を用いることなく
正しく復号化できるという作用を有する。

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３１を用いて説明する。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１におけ
る画像符号化装置のブロック図である。同図において、
１２は出力信号を切替える切替え手段、１３はモード情
報及び符号化画像信号を多重化する多重化手段、１６は
フレーム単位で符号化するフレーム符号化手段、１７は
フィールド単位で符号化するフィールド符号化手段、６
１は画素値が変化する変化点をフィールド単位で検出す
るフィールド変化位置検出手段、６２は画素値が変化す
る変化点をフレーム単位で検出するフレーム変化位置検
出手段、６３は符号化済みの画素の変化点から変化点を
予測する変化位置予測手段、６４は検出された変化位置
を保持するメモリ、６５は検出された変化位置と予測さ
れた変化位置の差分を求める差分計算手段、６６は差分
値を符号化する符号化手段、６７はフィールド単位での
差分値に基づく符号化画像信号とフレーム単位での差分
値に基づく符号化画像信号を比較しフィールド単位かフ
レーム単位かのモード情報を判定するモード判定手段を
示す。

【００３１】また、図４（ａ）は、８×８画素から構成
された符号化対象ブロックの例を示し、同図中の上参照
画素はすでに符号化対象ブロック上隣ブロックの最下行
に属する符号化済みの画素、左参照画素はすでに符号化
対象ブロック左隣ブロックの最右列に属する符号化済み
の画素である。この符号化対象ブロックの画素Ｉ（ｘ，
ｙ）においてｙが奇数の画素は第１フィールドに属し、
ｙが偶数の画素は第２フィールドに属する。

【００３２】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。まず、本発明の基
本的な考え方について説明する。図中に示されていない
ブロック分割手段によって複数の画素から構成された２
次元ブロックに分割された二値ディジタル画像は、図４
（ａ）に例示したブロック毎に入力画像信号１４１とし
て、フレーム符号化手段１６とフィールド符号化手段１
７に入力し、それぞれ符号化処理を行う。モード判定手
段６７によりフレーム符号化手段１６とフィールド符号
化手段１７からの符号化画像信号の符号量を比較して符
号量の少ない方の符号化画像信号を切り替え手段１２に
より選択する。多重化手段１３は、モード情報１４９と
符号化画像信号１４２を多重化によりビットストリーム
信号１４として出力するものである。

【００３３】これにより、動画像の動きに応じてフィー
ルド単位符号化処理とフレーム単位符号化処理のいずれ
か符号化効率の良い方を選択することにより符号符号化
効率の向上が図れるものである。

【００３４】次に、符号化手段に画素値が変化する位置
に基づいて符号化する方法について説明する。図中に示
されていないブロック分割手段によって複数の画素から
構成された２次元ブロックに分割された二値ディジタル
画像は、図４（ａ）に例示したブロック毎に入力画像信
号１４１としてフィールド変化位置検出手段６１および
フレーム変化位置検出手段６２に入力される。

【００３５】フィールド変化位置検出手段６１では、入
力された信号についてすでに符号化済みの着目画素Ａか
ら水平方向に画素をスキャンし、左隣の画素と異なる画
素値に変化する画素の位置を同じフィールド内で検出
し、フィールド変化位置１４５として出力する。すなわ
ち図４（ａ）の例では画素Ｂがフィールド変化位置とな
る。これは、フィールド単位の場合は、１ライン置きに
スキャンするためである。

【００３６】フレーム変化位置検出手段６２では、入力
された信号についてすでに符号化済みの着目画素Ａから
水平方向に画素をスキャンし、左隣の画素と異なる画素
値に変化する画素の位置をフレーム内で検出し、フレー
ム変化位置１４６として出力する。すなわち図４（ａ）
の例では画素Ｃがフレーム変化位置となる。

【００３７】変化位置予測手段６３では、すでに符号化
済みの画素の画素値が変化する位置から次に画素値が変
化する位置を予測し、予測変化位置として出力する。図
４（ａ）の例では、すでに符号化済みの画素の中で画素
Ａと同様に黒画素から白画素に変化する画素は同じフィ
ールド内では画素Ｄであり、フレーム内では画素Ｅであ
る。従って画素Ｄと画素Ａのｘ座標の差は０であるから
フィールド予測変化位置は画素Ｂとなり、また画素Ｅと
画素Ａのｘ座標の差は１であるから、画素Ｆがフレーム
予測変化位置となる。

【００３８】差分計算手段６５では、変化位置検出手段
で検出された変化位置と変化位置予測手段６３で予測さ
れた変化位置との差分値を求める。図４（ａ）の例で
は、すなわちフィールド変化検出位置Ｂとフィールド変
化予測位置Ｂの差分値０がフィールド差分値１４７とし
て出力され、フレーム変化検出位置Ｃとフレーム変化予
測位置Ｆの差分値−３がフレーム差分値１４８として出
力される。

【００３９】符号化手段６６では、差分計算手段６５で
計算された差分値を予め定められたハフマン符号テーブ
ルを用いて符号化する。モード判定手段６７では、フィ
ールド単位で求められた符号化画像信号とフレーム単位
で求められた符号化画像信号の符号量を比較し、符号化
効率の良いモードを判定し、モード情報１４９として出
力する。切替え手段１２では、モード情報１４９に従っ
てフィールド単位符号化画像信号またはフレーム単位符
号化画像信号のいずれかを選択し符号化画像信号１４２
として出力する。多重化手段１３は、モード判定手段６
７からのモード情報１４９と切替え手段１２で選択され
た符号化画像信号１４２を多重化し、ビットストリーム
信号１４として出力する。

【００４０】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つ二値ディジタル画像に対し
てその画像を画素値が変化する位置に基づいて符号化す
る際に、フィールド単位で画素値の変化位置を検出し符
号化する手法とフレーム単位で画素値の変化位置を検出
し符号化する手法のいずれか効率の良い方をモード判定
手段６７によってブロック毎に判定し切替えることによ
って符号化効率の向上を達成することができる。

【００４１】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における画像復号化装置のブロック図である。同
図において、図１に示す実施の形態１と同一の手段およ
び信号については同じ番号を付し説明を省略する。

【００４２】同図において、１１は信号の出力先を切替
える切替え手段、１５はビットストリーム信号１４を逆
多重化によりモード情報１４９と符号化画像信号１４２
に分離する逆多重化手段、７０は符号化画像信号から差
分値を復号化する復号化手段、７１は差分値と画素値が
変化する画素の予測位置を加算し画素値が変化する位置
を求める差分値加算手段、７２は画素値の変化位置から
フィールド単位で二値画像を復号化するフィールド二値
画像復号手段７３は画素値の変化位置からフレーム単位
で二値画像を復号化するフレーム二値画像復号手段、１
５１は差分値信号、１５２は画素値の変化位置、１５３
は復号化された二値ディジタル画像信号、１５４は画素
値の変化位置の予測位置を示す。

【００４３】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４を逆多重化によりモード
情報１４９と符号化画像信号１４２に分離する。復号化
手段７０では、符号化画像信号１４２から画素値変化す
る位置と変化する位置の予測位置との差分値を復号化
し、差分値１５１を出力する。

【００４４】変化位置予測手段６３では、すでに復号化
されている画素の画素値が変化する位置から次に画素値
が変化する位置を予測し、予測変化位置１５４を出力す
る。図４（ｂ）に例示した復号化対象ブロックでは着目
画素Ａと、画素Ａと同じフィールドに属し同様に黒画素
から白画素に変化するすでに復号化済みの画素Ｃから画
素Ａと画素Ｃのｘ座標の差０から予測変化位置画素Ｂが
得られ、図５に例示した復号化対象ブロックでは着目画
素Ｅと、画素Ｅと同様に黒画素から白画素に変化するす
でに復号化済みの画素Ｇから予測変化位置画素Ｆが得ら
れる。

【００４５】差分値加算手段７１では、差分値と予測変
化位置の和を求め画素値変化位置１５２を出力する。す
なわち差分値が−１の場合、図４（ａ）に例示したブロ
ックでは画素Ｄが画素値変化位置であり、図５に例示し
たブロックでは画素Ｈが画素値変化位置となる。

【００４６】切替え手段１１では、モード情報１４９に
従って画素値変化位置１５２をフィールド二値画像復号
化手段７２またはフレーム二値画像復号化手段７３のい
ずれかに入力する。

【００４７】フィールド二値画像復号化手段７２では、
着目画素位置と画素値変化位置の間の画素を順次左隣の
画素値と同じ画素値に設定し、二値ディジタル画像を復
号化し、図４（ｃ）に示した復号化画像を得る。同様の
作業をフィールド１、フィールド２の順に左上の画素か
ら右下の画素へと行なうことによってブロック複号化画
像を得る。

【００４８】フレーム二値画像復号化手段７３では、フ
レーム構造のまま着目画素位置と画素値変化位置の間の
画素を順次左隣の画素値と同じ画素値に設定し、二値デ
ィジタル画像を復号化し図６に示した復号化画像を得
る。同様の作業を左上の画素から右下の画素へと行なう
ことによってブロック複号化画像を得る。

【００４９】切替え手段１２では、モード情報１４９に
従ってフィールド二値画像復号化手段７２の出力または
フレーム二値画像復号化手段７３の出力のいずれかを選
択し、二値ディジタル復号化画像信号１５３として出力
する。

【００５０】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つ二値ディジタル画像の画素
値が変化する位置に基づいて符号化された符号化画像信
号に対して、モード情報１４９及び切替え手段１１、１
２を用いることにより正しく復号化することができる。

【００５１】なお、本実施の形態では出力先の切替え手
段１１と入力元の切替え手段１２を用いているが、切替
え手段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを
使用しても同一の効果を得ることができる。

【００５２】また、図４、図５、図６では８×８画素の
ブロックを示したが任意のｍ×ｎ画素から構成されたブ
ロックについて同様に実施することができる。

【００５３】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３における画像復号化装置のブロック図である。同
図において、図１に示す実施の形態１、図２に示す実施
の形態２と同一の手段および信号については同じ番号を
付し説明を省略する。

【００５４】同図において、７６は画素値の変化する位
置から二値画像を復元する二値画像復号化手段、７７は
フィールド構造のブロック画像をフレーム構造に並べ換
えるフィールド／フレーム並べ替え手段、１５７は復号
化された二値ブロック画像信号を示す。

【００５５】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４を逆多重化によりモード
情報１４９と符号化画像信号１４２に分離する。復号化
手段７０では、符号化画像信号１４２より差分値１５１
を復号化する。

【００５６】変化位置予測手段６３では、すでに復号化
済みの二値画像の画素値が変化する位置から次に画素値
が変化する位置を予測し、予測変化位置１５４を出力す
る。差分値加算手段７１では、差分値１５１と予測変化
位置１５４の和を求め画素値変化位置１５２を出力す
る。

【００５７】二値画像復号化手段７６では、復号化済み
の着目画素と画素変化位置１５２の間の画素の画素値を
左隣の画素と同じ画素値に設定することにより二値画像
を復号化する。

【００５８】切替え手段１１では、モード情報１４９が
フィールドモードを示している場合画像をフィールド／
フレーム並べ換え手段７７に入力し、モード情報１４９
がフレームモードを示している場合フィールド／フレー
ム並べ換え手段７７をスキップする。

【００５９】フィールド／フレーム並べ換え手段７７で
は、図７（ａ）に示した２つのフィールドが連続する構
造になっているフィールド構造ブロックをライン毎に並
べ換えることによって、図７（ｂ）に示す２つのフィー
ルドに属する画素がライン毎に交互に並ぶフレーム構造
に変換する。

【００６０】切り換え手段１２では、モード情報１４９
に従ってフィールド／フレーム並べ替え手段７７の出力
またはフィールド／フレーム並べ替え手段７７をスキッ
プしてきた信号のいずれかを選択して二値ディジタル復
号化画像信号１５３を出力する。

【００６１】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つ二値ディジタル画像の画素
値が変化する位置に基づいて符号化された符号化画像信
号に対して、二値ディジタルブロック画像を復号化後に
モード情報１４９に従ってフィールド構造からフレーム
構造に並べ換え出力するか、そのまま出力するかを選択
することによって正しく二値ディジタル画像を復号化す
ることができる。

【００６２】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１と入力元切替え手段１２を用いているが、切替え手
段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを使用
しても同一の効果を得ることができる。

【００６３】また、図７（ａ）、図７（ｂ）では、８×
８画素のブロックを示したが任意のｍ×ｎ画素から構成
されたブロックについて同様に実施することができる。

【００６４】（実施の形態４）図８は、本発明の実施の
形態４における画像符号化装置のブロック図である。同
図において、図１に示す実施の形態１および図２に示す
実施の形態２と同一の手段および信号については同じ番
号を付し説明を省略する。同図において、３１は二値デ
ィジタルブロック画像をフィールド単位でダウンサンプ
リングするフィールドダウンサンプル手段、３２は二値
ディジタルブロック画像をフレーム単位でダウンサンプ
リングするフレームダウンサンプル手段、３３はダウン
サンプリングされた画像を符号化する符号化手段、３４
はモード情報を判定しモード情報を出力するモード判定
手段を示す。

【００６５】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。図中に示されてい
ないブロック分割手段によって複数の画素から構成され
た２次元ブロックに分割された二値ディジタル画像は、
ブロック毎に入力画像信号１１０としてモード判定手段
３４および切替え手段１１に入力される。

【００６６】モード判定手段３４では、分散値あるいは
ライン間の相関値などを用いてフィールド単位ダウンサ
ンプリング３１で処理するかまたはフレーム単位ダウン
サンプリング３２で処理するかのいずれかを判定し、モ
ード情報１１１として出力する。ライン間の相関を用い
たフィールド単位で処理するかフレーム単位で処理する
かのモード判定の例では、フィールド単位およびフレー
ム単位で隣接するライン毎に画素値の排他的論理和演算
を行い、不一致の画素値の数の少ない方を選択するよう
にしたものである。例えば、図１０（ａ）に示すブロッ
クを判定する場合、図１１に示すように、フレーム単位
で隣接ラインを判定する場合を図１１（ａ）に示し、フ
ィールド単位で隣接ラインを判定する場合を図１１
（ｂ）に示すが、不一致画素には”１”で示すものと
し、各々の不一致画素の総和は”７”と”３”となりフ
ィールド単位でダウンサンプル処理を行った方が有利で
あることが判る。なお、図１１の左の番号は、図１０
（ａ）のライン番号を示している。

【００６７】切替え手段１１では、モード情報１１１に
従って入力ブロック画像信号１１０をフィールドダウン
サンプル手段３１またはフレームダウンサンプル手段３
２へ入力する。

【００６８】フィールドダウンサンプル手段３１では、
入力されたブロック画像をフィールド毎にダウンサンプ
リングし、フィールドダウンサンプリング画像１１２と
して出力する。例えば、図１０（ａ）に示す入力画像信
号を１／２とする場合は、２×２の画素を”１”の数
で”１”とするか”０”とするかを決定するもので、フ
ィールド単位でダウンサンプリングすると図１０（ｃ）
のようになる。フレームダウンサンプル手段３１では、
入力されたブロック画像をフレーム構造のままダウンサ
ンプリングし、フレームダウンサンプリング画像１１３
として出力する。例えば、図１０（ａ）に示す入力画像
信号を１／２とする場合は、２×２の画素を”１”の数
で”１”とするか”０”とするかを決定するもので、フ
レーム単位でダウンサンプリングすると図１０（ｂ）の
ようになる。

【００６９】切替え手段１２は、モード情報１１１に従
ってフィールドダウンサンプリング画像１１２またはフ
レームダウンサンプリング画像１１３のいずれかを選択
し符号化手段３３に入力する。符号化手段３３では、入
力された二値ブロック画像を符号化し、符号化画像信号
１１４を出力する。多重化手段１３は、モード情報１１
１と符号化手段３３からの符号化画像信号１１４を多重
化し、ビットストリーム信号１４を出力する。

【００７０】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つ二値ディジタル画像に対し
てモード判定手段３４によってフィールド単位でのダウ
ンサンプリングまたはフレーム単位でのダウンサンプリ
ングのいずれか効率の良い手法を選択することによって
符号化効率の向上を達成することができる。

【００７１】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１と入力元切替え手段１２を用いているが、切替え手
段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを使用
しても同一の効果を得ることができる。

【００７２】（実施の形態５）図９は、本発明の実施の
形態５における画像復号化装置のブロック図である。同
図において、図１に示す実施の形態１、図２に示す実施
の形態２および図１１に示す実施の形態４と同一の手段
および信号については同じ番号を付し説明を省略する。
同図において、３６は画像符号化信号から二値ブロック
画像を復号化する復号化手段、３７は二値ブロック画像
をフィールド単位でアップサンプリングするフィールド
アップサンプル手段、３８は二値ブロック画像をフレー
ム単位でアップサンプリングするフレームアップサンプ
ル手段を示す。

【００７３】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４を逆多重化によりモード
情報１１１と符号化画像信号１１４に分離する。復号化
手段３６は、画像符号化信号１１４からブロック画像を
復号化し、二値ブロック復号化画像信号１１６を出力す
る。

【００７４】切替え手段１１は、モード情報１１１に従
って二値ブロック復号化画像信号１１６をフィールドア
ップサンプル手段３７またはフレームアップサンプル手
段３８のいずれかに入力する。

【００７５】フィールドアップサンプル手段３７では、
ブロック画像をフィールド毎にアップサンプリングし二
値ブロック復号化画像を出力する。

【００７６】フレームアップサンプル手段３８では、ブ
ロック画像をフレーム構造のままアップサンプリングし
二値ブロック復号化画像を出力する。

【００７７】切替え手段１２では、モード情報１１１に
従ってフィールドアップサンプル手段３７の出力または
フレームアップサンプル手段３８の出力のいずれかを選
択して二値ディジタル復号化画像信号１１７を出力す
る。

【００７８】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を考慮したダウンサンプリングを
行なった符号化画像信号に対して、モード情報１１１、
切替え手段１１および切替え手段１２を用いることによ
って正しくンタレース構造を持つ二値ディジタル画像を
復号化することができる。

【００７９】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１と入力元切替え手段１２を用いているが、切替え手
段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを使用
しても同一の効果を得ることができる。

【００８０】（実施の形態６）図１２は、本発明の実施
の形態６における画像復号化装置のブロック図である。
同図において、図１に示す実施の形態１、図２に示す実
施の形態２および図１１に示す実施の形態４と同一の手
段および信号については同じ番号を付し説明を省略す
る。同図において、４７は符号化画像信号から二値ブロ
ック画像を復号化する復号化手段、４７はブロック画像
をアップサンプリングするアップサンプル手段、４８は
ブロック画像をフィールド構造からフレーム構造に並べ
換えるフィールド／フレーム並べ換え手段を示す。

【００８１】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４を逆多重化によりモード
情報１１１と符号化画像信号１１４に分離する。復号化
手段４６は、符号化画像信号１１４からブロック画像を
復号化し、二値ブロック復号化画像信号１２６を出力す
る。

【００８２】アップサンプル手段４７は、ブロック復号
化画像信号１２６のアップサンプルを行なう。

【００８３】切替え手段１１は、モード情報１１１がフ
ィールドモードを示している場合アップサンプルされた
画像をフィールド／フレーム並べ換え手段４８に入力
し、モード情報１１１がフレームモードを示している場
合画像をフィールド／フレーム並べ換え手段４８をスキ
ップする。

【００８４】フィールド／フレーム並べ換え手段４８で
は、図７（ａ）に示した２つのフィールドが各々連続す
る構造になっているフィールド構造ブロックをライン毎
に並べ換えることによって、図７（ｂ）に示した２つの
フィールドに属する画素がライン毎に交互に並ぶフレー
ム構造に変換する。

【００８５】切替え手段１２は、モード情報１１１に従
ってフィールド／フレーム並べ換え手段４８の出力また
はフィールド／フレーム並べ換え手段４８をスキップし
てきた信号のいずれかを選択して二値ディジタル復号化
画像信号１２８を出力する。

【００８６】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を考慮したダウンサンプリングを
行なった符号化画像信号に対して、モード情報１１１、
切替え手段１１、切替え手段１２およびフィールド／フ
レーム並べ換え手段４８を用いることによって正しくン
タレース構造を持つ二値ディジタル画像を復号化するこ
とができる。

【００８７】（実施の形態７）図１３は、本発明の実施
の形態７における画像符号化装置のブロック図である。
同図において、図１に示す実施の形態１と同一の手段お
よび信号については同じ番号を付し説明を省略する。

【００８８】同図において、５１はフィールド／フレー
ムモードを判定しモード情報を出力するモード判定手
段、５２は二値ディジタル画像を符号化する符号化手
段、５３はフィールド単位で動き補償を行うフィールド
動き補償手段、５４はフレーム単位で動き補償を行うフ
レーム動き補償手段、５６は復号化された画像を保持す
るメモリ、５７は符号化画像信号から二値ディジタル画
像を復号化する復号化手段、５８はフィールド単位で動
き推定を行うフィールド動き推定手段、５９はフレーム
単位で動き推定を行うフレーム動き推定手段を示す。

【００８９】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。図中に示されてい
ないブロック分割手段によって、複数の画素から構成さ
れた２次元ブロックに分割された二値ディジタル画像
は、ブロック毎に入力画像信号１３１としてモード判定
手段５１及び符号化手段５２に入力される。

【００９０】フィールド動き推定手段５８では、入力画
像信号１３１および参照画像信号１３６からフィールド
毎に動き推定を行い、フィールド動きベクトル１３８を
出力する。フレーム動き推定手段５９では、入力画像信
号１３１及び参照画像信号１３６からフレーム構造のま
ま動き推定を行い、フレーム動きベクトル１３９を出力
する。

【００９１】図１５に動き推定処理の概念図を示し以下
に説明する。メモリ５６からの参照画像信号１３６であ
る参照画像ブロック２１０内を、入力画像信号１３１で
ある入力画像ブロック２１３をスキャンしながらブロッ
クマッチングを行い一番合致した検出ブロック２１２を
検出するもので、検出ブロック２１２と入力画像ブロッ
ク２１３との座標差である動きベクトル２１１を求め
る。ブロックマッチングは、対象が二値デジタル画像で
あるので、参照画像ブロック２１０内を順次スキャンし
て入力画像ブロック２１３の各画素値の例えば排他的論
理和演算により一致画素の総和が一番大きい位置を検出
ブロック２１２として検出するものである。

【００９２】フィールド動き補償手段５３では、参照画
像信号１３６およびフィールド動きベクトル１３８を用
いてフィールド毎に動き補償を行いフィールド予測画像
１３４を出力する。フレーム動き補償手段５４では、参
照画像信号１３６およびフレーム動きベクトル１３９か
らフレーム構造のまま動き推定／動き補償を行いフレー
ム予測画像信号１３５を出力する。

【００９３】モード判定手段５１では、フィールド予測
画像信号１３４とフレーム予測画像信号１３５を比較
し、動き補償予測誤差がより少なくなるモードを判定
し、モード情報１３３として出力する。切替え手段１２
（ａ）では、モード情報１３３に従ってフィールド予測
画像信号１３４またはフレーム予測画像信号１３５のい
ずれかを選択し、符号化手段５２および復号化手段５７
へ入力する。

【００９４】符号化手段５２では、予測画像信号および
モード情報１３３を用いて入力画像信号１３１を符号化
し、符号化画像信号１３２を出力する。多重化手段１３
は、モード情報１３３、符号化画像信号１３２および動
きベクトル１４０を多重化し、ビットストリーム信号１
４を出力する。

【００９５】復号化手段５７では、符号化画像信号、予
測画像信号およびモード情報１３３を用いて二値ディジ
タル画像を復号化し、復号化画像信号１３７を出力す
る。メモリ５６は、復号化画像信号１３７を保持し、参
照画像信号１３６を出力する。切替え手段１２（ｂ）で
は、モード情報１３３に従ってフィールド動きベクトル
１３８またはフレーム動きベクトル１３９のいずれかを
選択し動きベクトル信号１４０として出力する。

【００９６】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つ二値ディジタル画像に対し
てモード判定手段５１によってより動き補償予測誤差が
少なくなる動き補償手段を選択することによって符号化
効率の向上を達成することができる。

【００９７】（実施の形態８）図１４は、本発明の実施
の形態８における画像復号化装置のブロック図である。
同図において、図１に示す実施の形態１、図２に示す実
施の形態２および図１４に示す実施の形態７と同一の手
段および信号については同じ番号を付し説明を省略す
る。

【００９８】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４からモード情報１３３、
符号化画像信号１３２および動きベクトル１４０の各信
号を、それぞれ分離して出力する。参照画像信号１３６
は、切替え手段１１（ｂ）によりモード情報１３３に従
ってフィールド動き補償手段５３またはフレーム動き補
償手段５４のいずれかに入力される。動きベクトル信号
１４０は、切替え手段１１（ａ）によりモード情報１３
３に従ってフィールド動き補償手段５３またはフレーム
動き補償手段５４のいずれかに入力される。

【００９９】フィールド動き補償手段５３は、参照画像
信号１３６及び動きベクトル信号１４０を用いてフィー
ルド毎に動き補償を行い、フィールド予測画像信号１３
４を出力する。フレーム動き補償手段５４は、参照画像
信号１３６及び動きベクトル信号１４０を用いてフレー
ム構造のまま動き補償を行いフレーム予測画像信号１３
５を出力する。

【０１００】切替え手段１２では、モード情報１３３に
従ってフィールド予測画像信号１３４またはフレーム予
測画像信号１３５のいずれかを選択し、復号化手段５７
へ入力する。復号化手段５７では、モード情報１３３お
よび予測画像信号を用いて符号化画像信号１３２を復号
化し、二値ディジタル復号化画像信号１３７を出力す
る。メモリ５６は、復号化画像信号１３７を保持し参照
画像信号１３６を出力する。

【０１０１】上記により説明した本実施の形態８によれ
ば、インタレース構造を考慮した動き補償を行いその残
差を符号化した符号化画像信号に対して、モード情報１
３３及び切り替え手段１１（ａ）、１１（ｂ）、１２を
用いることによって正しくインタレース構造を持つ二値
ディジタル画像を復号化することができる。

【０１０２】なお、本実施の形態では、出力先切替え手
段１１（ａ）、１１（ｂ）と入力元切替え手段１２を用
いているが、切替え手段１１（ａ）、１１（ｂ）または
切替え手段１２のいずれか一方のみを使用しても同一の
効果を得ることができる。

【０１０３】（実施の形態９）図１６は、本発明の実施
の形態９における画像符号化装置のブロック図である。
同図において、図１に示す実施の形態１および図２に示
す実施の形態２と同一の手段および信号については同じ
番号を付し説明を省略する。

【０１０４】同図において、８１はカラー画像信号から
フィールド単位で符号化するかフレーム単位で符号化す
るかをブロック毎に判定するモード判定手段、８２はカ
ラーブロック画像をフィールド単位で符号化するカラー
画像フィールド符号化手段、８３はカラーブロック画像
をフレーム単位で符号化するカラー画像フレーム符号化
手段、８４は二値ブロック画像をフィールド単位で符号
化する二値画像フィールド符号化手段、８５は二値ブロ
ック画像をフレーム単位で符号化する二値画像フレーム
符号化手段を示す。

【０１０５】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。カラーディジタル
画像は、図中に示されていないブロック分割手段によっ
て複数の画素から構成された２次元ブロックに分割され
カラーブロック画像１６１としてモード判定手段８１お
よび切替え手段１１（ａ）に入力される。

【０１０６】モード判定手段８１は、入力されたカラー
ブロック画像１６１から画素値の分散や相関などを用い
てフィールド単位符号化またはフレーム単位符号化のい
ずれかを選択し、モード情報１６３として出力する。

【０１０７】切替え手段１１（ａ）は、モード情報１６
３に従ってカラーブロック画像１６１をカラー画像フィ
ールド符号化手段８２またはカラー画像フレーム符号化
手段８３のいずれかに入力する。また、切替え手段１１
（ｃ）は、モード情報１６３に従ってモード情報１６３
をカラー画像フィールド符号化手段８２またはカラー画
像フレーム符号化手段８３のいずれかに入力する。

【０１０８】カラー画像フィールド符号化手段８２で
は、まずモード情報１６３を符号化し、次にカラーブロ
ック画像信号１６１をフィールド毎に符号化し出力す
る。カラー画像フレーム符号化手段８３では、まずモー
ド情報１６３を符号化し、次にカラーブロック画像信号
１６１をフレーム構造のまま符号化し出力する。切替え
手段１２（ａ）では、モード情報１６３に従ってカラー
画像フィールド符号化手段８２の出力またはカラー画像
フレーム符号化手段８３の出力を選択し、符号化カラー
画像信号１６４として出力する。

【０１０９】切替え手段１１（ｂ）は、モード情報１６
３に従って図中に示されていないブロック分割手段によ
って複数の画素から構成された２次元ブロックに分割さ
れた二値ブロック画像１６２を二値フィールド符号化手
段８４または二値フレーム符号化手段８５のいずれかに
入力する。

【０１１０】二値画像フィールド符号化手段８４は、二
値ブロック画像１６４をフィールド毎に符号化し出力す
る。二値画像フレーム符号化手段８５は、二値ブロック
画像１６２をフレーム構造のまま符号化し出力する。

【０１１１】切替え手段１２（ｂ）は、モード情報１６
３に従って二値画像フィールド符号化手段８４の出力ま
たは二値画像フレーム符号化手段８５の出力を選択し符
号化二値画像信号１６５として出力する。多重化手段１
３は、符号化カラー画像信号１６４および符号化二値画
像信号１６５を多重化し、ビットストリーム信号１４と
して出力する。

【０１１２】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つカラーディジタル画像信号
および二値ディジタル画像信号に対して、カラーディジ
タル画像のモード情報に従って二値ディジタル画像の符
号化を行うことにより、二値ディジタル画像のモード情
報を符号化する必要がなく符号化効率の向上が達成でき
る。

【０１１３】なお、本実施の形態では、出力先の切替え
手段１１（ａ）、１１（ｂ）および１１（ｃ）と入力元
の切替え手段１２（ａ）、１２（ｂ）を用いているが、
切替え手段１１または切替え手段１２のいずれか一方の
みを使用しても同一の効果を得ることができる。

【０１１４】（実施の形態１０）図１７は、本発明の実
施の形態１０における画像復号化装置のブロック図であ
る。同図において、図１に示す実施の形態１、図２に示
す実施の形態２および図１６に示す実施の形態９と同一
の手段および信号については同一の番号を付し説明を省
略する。同図において、８８は符号化カラー画像信号１
６４から符号化のモード情報１６３を復号化するモード
復号化判定手段、８９は符号化カラー画像信号１６４か
らフィールド単位でカラーブロック画像を復号化するカ
ラー画像フィールド復号化手段、９０は符号化カラー画
像信号１６４からフレーム構造のままカラーブロック画
像を復号化するカラー画像フレーム復号化手段、９１は
符号化二値画像信号１６５からフィールド単位で二値ブ
ロック画像を復号化する二値画像フィールド復号化手
段、９２は符号化二値画像信号１６５からフレーム単位
で二値ブロック画像を復号化する二値画像フレーム復号
化手段を示す。

【０１１５】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４より符号化カラー画像信
号１６４および符号化二値画像信号１６５を分離して出
力する。モード復号化判定手段８８は、符号化カラー画
像信号１６４から符号化されたモード情報を分離し、符
号化カラー画像信号１６４を出力すると共に、分離され
たカラー画像のモード情報１６３を復号化する。

【０１１６】切替え手段１１（ａ）は、モード情報１６
３に従って符号化カラー画像信号１６４をカラー画像フ
ィールド復号化手段８９またはカラー画像フレーム復号
化手段９０のいずれかに入力する。

【０１１７】カラー画像フィールド復号化手段８９は、
符号化カラー画像信号１６４からフィールド単位でカラ
ーブロック画像を復号化する。カラー画像フレーム復号
化手段９０は、符号化カラー画像信号１６４からフレー
ム構造のままカラーブロック画像を復号化する。

【０１１８】切替え手段１２（ａ）は、モード情報１６
３に従ってカラー画像フィールド符号化手段８９の出力
またはカラー画像フレーム符号化手段９０の出力のいず
れかを選択し、復号化されたカラーブロック画像１６８
として出力する。

【０１１９】切替え手段１１（ｂ）では、カラー画像の
モード情報１６３に従って二値符号化画像信号１６５を
二値画像フィールド復号化手段９１または二値画像フレ
ーム復号化手段９２のいずれかに入力する。

【０１２０】二値画像フィールド復号化手段９１では、
符号化二値画像信号１６５からフィールド単位で二値ブ
ロック画像を復号化する。二値画像フレーム復号化手段
９２では、符号化二値画像信号１６５からフレーム構造
のまま二値ブロック画像を復号化する。

【０１２１】切替え手段１２（ｂ）では、モード情報１
６３に従って二値画像フィールド復号化手段９１の出力
または二値画像フレーム復号化手段９２の出力のいずれ
かを選択し、復号化された二値ブロック画像１６９とし
て出力する。

【０１２２】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つカラーディジタル画像およ
び二値ディジタル画像の符号化画像信号に対して、カラ
ー画像、二値画像ともにモード復号化判定手段８８で復
号化されたカラー画像のモード情報に従って復号化する
ことにより、二値画像のモード情報を用いることなく正
しく復号化することができる。

【０１２３】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１（ａ）、１１（ｂ）と入力元切替え手段１２
（ａ）、１２（ｂ）を用いているが、切替え手段１１ま
たは切替え手段１２のいずれか一方のみを使用しても同
一の効果を得ることができる。

【０１２４】（実施の形態１１）図１８は、本発明の実
施の形態１１における画像符号化装置のブロック図であ
る。同図において、図１に示す実施の形態１および図２
に示す実施の形態２と同一の手段および信号については
同じ番号を付し説明を省略する。同図において、９３は
二値画像信号からフィールド単位で符号化するかフレー
ム単位で符号化するかをブロック毎に選択するモード判
定手段、９４は二値ブロック画像をフィールド単位で符
号化する二値画像フィールド符号化手段、９５は二値ブ
ロック画像をフレーム単位で符号化する二値画像フレー
ム符号化手段、９６はカラーブロック画像をフィールド
単位で符号化するカラー画像フィールド符号化手段、９
７はカラーブロック画像をフレーム単位で符号化するカ
ラー画像フレーム符号化手段を示す。

【０１２５】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。二値ディジタル入
力画像信号は、図中に示されていないブロック分割手段
によって複数の画素から構成された２次元ブロックに分
割され、二値ブロック画像１６２としてモード判定手段
９３および切替え手段１１（ａ）に入力される。

【０１２６】モード判定手段９３は、入力された二値ブ
ロック画像１６２から画素値の分散や相関などを用いて
フィールド単位符号化処理またはフレーム単位符号化処
理のいずれかを判定し、モード情報１７０として出力す
る。

【０１２７】切替え手段１１（ａ）は、モード情報１７
０に従って二値ブロック画像１６２を二値画像フィール
ド符号化手段９４または二値画像フレーム符号化手段９
５のいずれかに入力する。切替え手段１１（ｃ）は、モ
ード情報１７０に従ってモード情報を二値画像フィール
ド符号化手段９４または二値画像フレーム符号化手段９
４のいずれかに入力する。

【０１２８】二値画像フィールド符号化手段９４では、
まずモード情報１７０を符号化し、次に二値ブロック画
像１６２をフィールド毎に符号化し出力する。二値画像
フレーム符号化手段９５では、まずモード情報１７０を
符号化し、次に二値ブロック画像１６２をフレーム構造
のまま符号化し出力する。

【０１２９】切替え手段１２（ａ）では、モード情報１
７０に従って二値画像フィールド符号化手段９４の出力
または二値画像フレーム符号化手段９５の出力を選択
し、符号化二値画像信号１７１として出力する。切替え
手段１１（ｂ）は、モード情報１７０に従って図中に示
されていないブロック分割手段によって、複数の画素か
ら構成された２次元ブロックに分割されたカラーブロッ
ク画像１６１をカラーフィールド符号化手段９６または
カラーフレーム符号化手段９７のいずれかに入力する。

【０１３０】カラー画像フィールド符号化手段９６は、
カラーブロック画像１６１をフィールド毎に符号化し出
力する。カラー画像フレーム符号化手段９７は、カラー
ブロック画像１６１をフレーム構造のまま符号化し出力
する。切替え手段１２（ｂ）は、モード情報１７０に従
ってカラー画像フィールド符号化手段９６の出力または
カラー画像フレーム符号化手段９７の出力を選択し符号
化カラー画像信号１７２として出力する。多重化手段１
３は、符号化二値画像信号１７１と符号化カラー画像信
号１７２を多重化し、ビットストリーム信号１４を出力
する。

【０１３１】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つカラーディジタル画像信号
および二値ディジタル画像信号に対して、二値ディジタ
ル画像のモード情報に従ってカラーディジタル画像の符
号化を行うことによりカラーディジタル画像のモード情
報を符号化する必要がなく符号化効率の向上が達成でき
る。

【０１３２】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１（ａ）、１１（ｂ）および１１（ｃ）と入力元切替
え手段１２（ａ）、１２（ｂ）を用いているが、切替え
手段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを使
用しても同一の効果を得ることができる。

【０１３３】（実施の形態１２）図１９は、本発明の実
施の形態１２における画像復号化装置のブロック図であ
る。同図において、図１に示す実施の形態１、図２に示
す実施の形態２、図１６に示す実施の形態９および図１
８に示す実施の形態１１と同一の手段および信号につい
ては同一の番号を付し説明を省略する。同図において、
９８は符号化二値画像信号からモード情報１７０を復号
化するモード復号化判定手段を示す。

【０１３４】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重手段１５
は、ビットストリーム信号１４から符号化二値画像信号
１７１と符号化カラー画像信号１７２を分離し出力す
る。モード復号化判定手段９８は、符号化二値画像信号
１７１から符号化二値画像信号と二値画像のモード情報
を分離し、符号化二値画像信号１７１を出力する共に二
値画像のモード情報１７０を復号化する。

【０１３５】切替え手段１１（ａ）は、モード情報１７
０に従って符号化二値画像信号１７１を二値画像フィー
ルド復号化手段９１または二値画像フレーム復号化手段
９２のいずれかに入力する。

【０１３６】二値画像フィールド復号化手段９１は、符
号化二値画像信号１７１からフィールド単位で二値ブロ
ック画像を復号化する。二値画像フレーム復号化手段９
２は符号化二値画像信号１７１からフレーム構造のまま
二値ブロック画像を復号化する。

【０１３７】切替え手段１２（ａ）は、モード情報１７
０に従って二値画像フィールド符号化手段９１の出力ま
たは二値画像フレーム符号化手段９２の出力のいずれか
を選択し、復号化された二値ブロック画像１６９として
出力する。

【０１３８】切替え手段１１（ｂ）では、二値画像のモ
ード情報１７０に従って符号化カラー画像信号１７２を
カラー画像フィールド復号化手段８９またはカラー画像
フレーム復号化手段９０のいずれかに入力する。

【０１３９】カラー画像フィールド復号化手段８９で
は、符号化カラー画像信号１７２からフィールド単位で
カラーブロック画像を復号化する。カラー画像フレーム
復号化手段９０では、符号化カラー画像信号１７２から
フレーム構造のままカラーブロック画像を復号化する。

【０１４０】切替え手段１２（ｂ）では、モード情報１
７０に従ってカラー画像フィールド復号化手段８９の出
力または二値画像フレーム復号化手段９２の出力のいず
れかを選択し、復号化されたカラーブロック画像１６８
として出力する。

【０１４１】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インタレース構造を持つカラーディジタル画像およ
び二値ディジタル画像の符号化画像信号に対して、カラ
ー画像、二値画像ともにモード復号化判定手段９８で復
号化された二値画像のモード情報に従って復号化するこ
とにより、カラー画像のモード情報を用いることなく正
しく復号化することができる。

【０１４２】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１（ａ）、１１（ｂ）と入力元切替え手段１２
（ａ）、１２（ｂ）を用いているが、切替え手段１１ま
たは切替え手段１２のいずれか一方のみを使用しても同
一の効果を得ることができる。

【０１４３】（実施の形態１３）図２０は本発明の実施
の形態１３における画像符号化装置のブロック図であ
る。同図において図１に示す実施の形態１と同一の手段
および信号については同じ番号を付し説明を省略する。

【０１４４】同図において１８７はフィールド単位で着
目画素の周辺画素の画素値の分布状態を調べるフィール
ド画素値分布調査手段、１８８はフレーム単位で着目画
素の周辺画素の画素値の分布状態を調べるフレーム画素
値分布調査手段、１８９は周辺画素値の分布状態に応じ
て着目画素の画素値の確率を決定する確率分布決定手
段、１９０は決定した確率分布に応じて着目画素の画素
値を算術符号化する画素値符号化手段、１９１はフィー
ルド単位で符号化された符号化信号とフレーム単位で符
号化された符号化信号を比較しフィールド／フレームモ
ードを判定し、モード情報を出力するモード判定手段、
１９２は画素値を保持するメモリを示す。

【０１４５】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。図中に示されてい
ないブロック分割手段によって複数の画素から構成され
た２次元ブロックに分割された二値ディジタル画像１８
０は、まずメモリ１９２に入力され画素値が保持され
る。

【０１４６】フィールド画素値分布調査手段１８７およ
びフレーム画素値分布調査手段１８８は、符号化対象画
素の周辺の画素値をメモリ１９２から読み出し画素値の
分布状態を決定する。図２２および図２３は８×８画素
に分割されたブロックを示し、画素位置Ａの画素が符号
化対象画素である。また黒くハッチングされた画素は符
号化済みの画素を示す。フィールド画素値分布調査手段
１８７では、図２２に示した画素位置Ｂ、Ｃ、Ｄの画素
値を符号化対象画素Ａの周辺画素値として出力する。ま
た、フレーム画素値分布調査手段１８８では、図２３に
示した画素位置Ｂ、Ｃ、Ｄの画素値を符号化対象画素Ａ
の周辺画素値として出力する。

【０１４７】確率分布決定手段１８９では、フィールド
画素値分布調査手段１８７およびフレーム画素値分布調
査手段１８８で決定した周辺画素値の分布状態より、符
号化対象画素の画素値の確率分布を決定する。すなわ
ち、（Ｂ，Ｃ，Ｄ）が（黒，白，黒)であった場合、図
２４の確率分布表より符号化対象画素Ａが黒である確率
は０．７５、白である確率は０．２５とするものであ
る。

【０１４８】画素値符号化手段１９０では、確率分布決
定手段１８９によって決定した確率分布に基づいて画素
値を算術符号化し、符号化画像信号を出力する。算術符
号は、シンボル系列（符号化すべきデータ系列）の発生
確率に応じて［０、１）の区間に分割していき、符号語
を算術演算により逐次的に構成し、最終的に得られた区
間内の位置を示す２進小数値をその系列の符号とするも
のである。ここで、［０、１）という記号は、０以上１
未満の区間または領域であることを示している。

【０１４９】図３０に算術符号の概念図を示し説明す
る。確率分布決定手段１８９で求められた対象画素の周
辺画素値Ｂ、Ｃ、Ｄから図２４の確率分布表に基づい
て、数値直線上の領域を設定していく。（表１）にその
手順を示すが、シンボル系列Ｓ＝１１１００・・・・を
符号化した場合、周辺画素Ｂ、Ｃ、Ｄから対象画素の”
１”となる発生確率と”０”となる発生確率は、図２４
の確率分布表から０．９５と０．０５である。図３０に
示すとＰ０とＰ１で表現でき、対象画素が”１”の場合
はＰ０側の領域が選択される。

【０１５０】

【表１】

【０１５１】次に、２番目の対象画素については、１番
目のＡ１の領域に対して、発生確率に基づいて領域を分
割し、対象画素の画素値に応じて領域を選択していくも
のでＡ１１の領域が選択される。以後、前対象画素の選
択した領域に対して、同様に発生確率に基づいて領域を
分割し、対象画素によりどちらかの領域を選択するもの
で、最終画素の領域の位置を示す２進小数値をその系列
の符号とするものである。

【０１５２】モード判定手段１９１では、フィールド単
位で画素値の分布状態を調査した確率分布に基づいて得
られた符号化画像信号と、フレーム単位で画素値の分布
状態を調査した確率分布に基づいて選られた符号化画像
信号とを１ブロック毎に比較し、符号長の短い方を選択
するフィールド／フレームモードを判定し、モード情報
１８５として出力する。

【０１５３】切替え手段１２では、モード情報１８５に
従ってフィールド単位符号化画像信号またはフレーム単
位符号化画像信号のいずれかを選択し符号化画像信号１
８６として出力する。多重化手段１３は、モード情報１
８５および符号化画像信号１８６を多重化し、ビットス
トリーム信号１４として出力する。

【０１５４】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インターレース構造を持つ二値ディジタル画像を、
周辺画素値の分布状態に応じて符号化対象画素の画素値
の確率分布を決定し算術符号化するする際に、フィール
ド単位で確率分布を決定する手法とフレーム単位で確率
分布を決定する手法のいずれか効率の良い方をモード判
定手段１９１によってブロック毎に判定し切替えること
によって符号化効率の向上を達成することができる。

【０１５５】なお、本実施の形態では図２２，２３では
８×８画素のブロックを示したが任意のｍ×ｎ画素から
構成されたブロックについて同様に実施することができ
る。

【０１５６】また、図２２、２３、２４では符号化対象
画素の周辺画素としてＢ、Ｃ、Ｄの３画素を用いたが、
さらに多くの画素を用いることも可能である。

【０１５７】（実施の形態１４）図２１は、本発明の実
施の形態１４における画像復号化装置のブロック図であ
る。同図において、図１に示す実施の形態１、図２に示
す実施の形態２、および図２０に示す実施の形態１３と
同一の手段および信号については同じ番号を付し説明を
省略する。

【０１５８】同図において１９４は確率分布の応じて復
号化対象画像を算術復号化する画素値復号化手段、１９
３は復号化された二値ディジタル画像信号を示す。

【０１５９】以上のように構成された画像復号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。逆多重化手段１５
は、ビットストリーム信号１４からモード情報１８５と
符号化画像信号１８６とを分離し出力する。切替え手段
１１では、モード情報１８５に従ってメモリ１９２内に
保持されている既に復号化済みの画素の画素値データを
フィールド画素値分布調査手段１８７またはフレーム画
素値分布調査手段１８８に入力する。

【０１６０】フィールド画素値分布調査手段１８７で
は、図２２に例示した復号化対象ブロックにおいて、画
素位置Ａが復号化対象画素であるとすると、黒くハッチ
ングされた画素は既に復号化済みであり、画素位置Ｂ、
Ｃ、Ｄの画素値を復号化対象画素Ａの周辺画素値として
出力し、また、フレーム画素値分布調査手段１８８で
は、図２３に例示した復号化対象ブロックにおいて、同
様に復号化対象画素Ａの周辺の周辺画素値として画素位
置Ｂ、Ｃ、Ｄの画素値を出力する。

【０１６１】切替え手段１２では、モード情報１８５に
従ってフィールド単位での画素値の分布状態、または、
フレーム単位での画素値の分布状態のいずれかを確率分
布決定手段１８９に入力する。

【０１６２】確率分布決定手段１８９では、フィールド
画素値分布調査手段１８７またはフレーム画素値分布調
査手段１８８で決定した周辺画素値の分布状態より、符
号化対象画素の画素値の確率分布を決定する。すなわ
ち、（Ｂ，Ｃ，Ｄ）が（黒，白，黒)であった場合、図
２４の確率分布表により復号化対象画素Ａが黒である確
率は０．７５、白である確率は０．２５となる。

【０１６３】画素値復号化手段１９４では、確率分布決
定手段１８９によって決定した確率分布に基づいて画素
値を算術復号化により復号化し、復号化画像信号１９３
として出力する。また出力された復号化画像信号はメモ
リ１９２に入力され保持される。算術符号の復号化は、
対象画素Ａの周辺画素から図２４の確率分布表で決定さ
れる確率分布に基づいて領域を分割して、符号化された
領域の位置がどちら側に存在しているかにより、対象画
素の値を決定するものである。

【０１６４】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、二値ディジタル画像の画素値を算術符号を用いて復
号化する画像復号化装置において、復号化対象画素の画
素値の確率分布を、復号化対象画素の周辺画素の画素値
の分布状態に応じて決定する際に、モード情報１８５お
よび切替え手段１１、１２を用いることによって、イン
ターレース構造を持つ画像においても正しく復号化する
ことができる。

【０１６５】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１と入力元切替え手段１２を用いているが、切替え手
段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを使用
しても同一の効果を得ることができる。

【０１６６】また、図２２、図２３では８×８画素のブ
ロックを示したが任意のｍ×ｎ画素から構成されたブロ
ックについて同様に実施することができる。

【０１６７】さらに、図２２、図２３、図２４では符号
化対象画素の周辺画素としてＢ、Ｃ、Ｄの３画素を用い
たがさらに多くの画素を用いることも可能である。

【０１６８】（実施の形態１５）図２５は、本発明の実
施の形態１５における画像符号化装置のブロック図であ
る。同図において図１に示す実施の形態１、図１３に示
す実施の形態および図２０に示す実施の形態１３と同一
の手段および信号については同じ番号を付し説明を省略
する。

【０１６９】同図において、５１はフィールド／フレー
ムモードを判定しモード情報を出力するモード判定手
段、５２は二値ディジタル画像を符号化する符号化手
段、５３はフィールド単位で動き補償を行うフィールド
動き補償手段、５４はフレーム単位で動き補償を行うフ
レーム動き補償手段、５６は復号化された画像を保持す
るメモリ、５７は符号化画像信号から二値ディジタル画
像を復号化する復号化手段、５８はフィールド単位で動
き推定を行うフィールド動き推定手段、５９はフレーム
単位で動き推定を行うフレーム動き推定手段、２０１は
フィールド単位で動き補償予測画像において符号化対象
画素と同じ位置およびその周辺の画素の画素値の分布状
態を調査するフィールド画素値分布調査手段、２０２は
フレーム単位で動き補償予測画像において符号化対象画
素と同じ位置およびその周辺の画素の画素値の分布状態
を調査するフレーム画素値分布調査手段、２００は動き
補償予測画像信号、２０３は符号化画像信号を示す。

【０１７０】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下にその動作を説明する。まず、最初に動き
推定・動き報償処理について説明する。図中に示されて
いないブロック分割手段によって、複数の画素から構成
された２次元ブロックに分割された二値ディジタル画像
は、ブロック毎に入力画像信号１３１としてフィールド
動き推定手段５８およびフレーム動き推定手段５９に入
力される。

【０１７１】フィールド動き推定手段５８では、入力画
像信号１３１および参照画像信号１３６からフィールド
毎に動き推定を行い、フィールド動きベクトル１３８を
出力する。フレーム動き推定手段５９では、入力画像信
号１３１および参照画像信号１３６からフレーム構造の
まま動き推定を行い、フレーム動きベクトル１３９を出
力する。

【０１７２】フィールド動き補償手段５３では、参照画
像信号１３６およびフィールド動きベクトル１３８を用
いてフィールド毎に動き補償を行いフィールド予測画像
１３４を出力する。フレーム動き補償手段５４では、参
照画像信号１３６およびフレーム動きベクトル１３９か
らフレーム構造のまま動き推定／動き補償を行いフレー
ム予測画像信号１３５を出力する。

【０１７３】モード判定手段５１では、フィールド予測
画像信号１３４とフレーム予測画像信号１３５を比較
し、動き補償予測誤差がより少なくなるモードを判定
し、モード情報１３３として出力する。

【０１７４】画素値復号化手段１９４では、モード情報
１８５によって選択された動き補償予測画像信号２００
をフレーム画素値分布調査手段２０２またはフィールド
画素値分布調査手段２０１で画素値分布状態を調査し、
確率分布決定手段１８９によって決定した確率分布に基
づいて画素値を算術復号化により復号化し、復号化画像
信号２０４として出力する。また出力された復号化画像
信号はメモリ２０４に入力され保持される。切替え手段
１２（ｃ）は、フィールド動き推定手段５８からの動き
ベクトル１３８またはフレーム動き推定手段５９からの
動きベクトル１３９のどちらかをモード情報１３３に従
って出力する。

【０１７５】次に、確率分布に基づいて算術符号化する
符号化処理について説明する。切替え手段１２（ａ）で
は、モード情報１３３に従ってフィールド予測画像信号
１３４またはフレーム予測画像信号１３５のいずれかを
選択し、動き補償予測されて得られた動き補償予測画像
はフィールド画素値分布調査手段２０１、およびフレー
ム画素値分布調査手段２０２に入力される。

【０１７６】フィールド画素値分布調査手段２０１およ
びフレーム画素値分布調査手段２０２では、動き補償予
測画像信号２００における符号化対象画素と同じ位置お
よびその周辺の画素の画素値を調査する。図２７および
図２８は８×８画素に分割されたブロックを示し、図２
７（ａ）および図２８（ａ）は動き補償予測されたブロ
ック、図２７（ｂ）および図２８（ｂ）は符号化対象ブ
ロックを示す。

【０１７７】フィールド画素値分布調査手段２０１で
は、符号化対象画素が図２７（ｂ）に示される画素Ａで
あるとすると、動き補償予測ブロック内で画素Ａと同じ
位置にある図２７（ａ）の画素Ｂおよびフィールド単位
でその周辺画素となるＣおよびＤの画素値を符号化対象
画素Ａの周辺画素値の分布状態として出力する。

【０１７８】フレーム画素値分布調査手段２０２では、
符号化対象画素が図２８（ｂ）に示される画素Ａである
とすると、動き補償予測ブロック内で画素Ａと同じ位置
にある図２８（ａ）の画素Ｂおよびフレーム単位でその
周辺画素となるＣおよびＤの画素値を符号化対象画素Ａ
の周辺画素値の分布状態として出力する。

【０１７９】確率分布決定手段１８９では、フィールド
画素値分布調査手段２０１およびフレーム画素値分布調
査手段２０２で決定した周辺画素値の分布状態より、符
号化対象画素の画素値の確率分布を決定する。すなわ
ち、（Ｂ，Ｃ，Ｄ）が（黒，白、黒）であった場合、図
２９に示す確率分布表より符号化対象画素Ａの画素値が
黒である確率は０．７５、白である確率は０．２５とな
る。

【０１８０】画素値符号化手段１９０では、確率分布決
定手段１８９によって決定した確率分布に基づいて画素
値を算出符号化し、符号化画像信号を出力する。

【０１８１】モード判定手段１９１では、フィールド単
位で画素値の分布状態を調査した確率分布に基づいて得
られた符号化画像信号と、フレーム単位で画素値の分布
状態を調査した確率分布に基づいて選られた符号化画像
信号とを一ブロック毎に比較し、符号長の短い方を判定
することによってフィールド／フレームモードを決定
し、モード情報１８５として出力する。

【０１８２】切替え手段１２（ｂ）では、モード情報１
８５に従ってフィールド単位符号化画像信号またはフレ
ーム単位符号化画像信号のいずれかを選択し符号化画像
信号２０３として出力する。

【０１８３】多重化手段１３は、モード情報１３３、１
８５、動きベクトル信号１４０および符号化画像信号２
０３を多重化して、ビットストリーム信号１４を出力す
る。

【０１８４】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、インターレース構造を持つ二値ディジタル画像を、
動き補償予測画像の画素値の分布状態に応じて符号化対
象画素の画素値の確率分布を決定し算術符号化するする
際に、フィールド単位で確率分布を決定する手法とフレ
ーム単位で確率分布を決定する手法のいずれか効率の良
い方をモード判定手段１９１によってブロック毎に判定
し切替えることによって符号化効率の向上を達成するこ
とができる。

【０１８５】なお、本実施の形態では図２７，２８では
８×８画素のブロックを示したが任意のｍ×ｎ画素から
構成されたブロックについて同様に実施することができ
る。

【０１８６】また、図２７、２８、２９では動き補償予
測画像の画素値の分布状態を調べる対象画素として画素
位置Ｂ、Ｃ、Ｄの３画素を用いたがさらに多くの画素を
用いることも可能である。

【０１８７】（実施の形態１６）図２６は、本発明の実
施の形態１６における画像復号化装置のブロック図であ
る。同図において、図１に示す実施の形態１、図２に示
す実施の形態２、図２０に示す実施の形態１３、図２１
に示す実施の形態１４、および図２５に示す実施の形態
１５と同一の手段および信号については同じ番号を付し
説明を省略する。

【０１８８】同図において２０４は復号化された二値デ
ィジタル画像信号を示す。以上のように構成された画像
復号化装置について、以下にその動作を説明する。逆多
重化手段１５は、ビットストリーム信号１４からモード
情報１３３、１８５、動きベクトル信号１４０および符
号化画像信号２０３を分離して出力する。動きベクトル
信号１４０は、切替え手段１１によりモード情報１３３
に従ってフィールド動き補償手段５３またはフレーム動
き補償手段５４のいずれかに入力される。

【０１８９】フィールド動き補償手段５３は、参照画像
信号１３６及び動きベクトル信号１４０を用いてフィー
ルド毎に動き補償を行い、フィールド予測画像信号１３
４を出力する。フレーム動き補償手段５４は、参照画像
信号１３６及び動きベクトル信号１４０を用いてフレー
ム構造のまま動き補償を行いフレーム予測画像信号１３
５を出力する。

【０１９０】フィールド画素値分布調査手段２０１で
は、図２７（ｂ）に例示した８×８画素からなる復号化
対象ブロックにおいて画素Ａが復号化対象画素であると
すると、図２７（ａ）に例示した動き補償予測ブロック
において画素Ａと同じ位置の画素Ｂ、およびフィールド
単位で画素Ｂの周辺画素である画素ＣおよびＤの画素値
を復号化対象画素Ａの周辺画素値として出力し、また、
フレーム画素値分布調査手段２０２では図２８（ｂ）に
例示した８×８画素からなる復号化対象ブロックにおい
て画素Ａが復号化対象画素であるとすると、図２８
（ａ）に例示した動き補償予測ブロックにおいて画素Ａ
と同じ位置の画素Ｂ、およびフレーム単位で画素Ｂの周
辺画素である画素ＣおよびＤの画素値を復号化対象画素
Ａの周辺画素値として出力する。

【０１９１】切替え手段１２では、モード情報１８５に
従ってフィールド単位での画素値の分布状態、またはフ
レーム単位での画素値の分布状態のいずれかを確率分布
決定手段１８９に入力する。

【０１９２】確率分布決定手段１８９では、フィールド
画素値分布調査手段２０１またはフレーム画素値分布調
査手段２０２で決定した周辺画素値の分布状態より、符
号化対象画素の画素値の確率分布を決定する。すなわ
ち、（Ｂ，Ｃ，Ｄ）が（黒，白，黒)であった場合、図
２９に示す確率分布表により符号化対象画素Ａが黒であ
る確率は０．７５、白である確率は０．２５となる。

【０１９３】画素値復号化手段１９４では、確率分布決
定手段１８９によって決定した確率分布に基づいて画素
値を算術復号化により復号化し、復号化画像信号２０４
として出力すると共にメモり５６に入力する。

【０１９４】上記により説明した本実施の形態によれ
ば、二値ディジタル画像の画素値を算術復号化を用いて
復号化する画像復号化装置において、復号化対象画素の
画素値の確率分布を、動き補償予測画像の画素値の分布
状態に応じて決定する際に、モード情報１８５および切
替え手段１１，１２を用いることによって、インターレ
ース構造を持つ画像においても正しく復号化することが
できる。

【０１９５】なお、本実施の形態では出力先切替え手段
１１と入力元切替え手段１２を用いているが、切替え手
段１１または切替え手段１２のいずれか一方のみを使用
しても同一の効果を得ることができる。

【０１９６】また、図２７，２８では８×８画素のブロ
ックを示したが任意のｍ×ｎ画素から構成されたブロッ
クについて同様に実施することができる。

【０１９７】さらに、図２７、２８、２９では符号化対
象画素の周辺画素としてＢ、Ｃ、Ｄの３画素を用いたが
さらに多くの画素を用いることも可能である。

【０１９８】（実施の形態１７）本発明は、実施の形態
１から１６に示した構成をプログラムによってソフト的
に実現し、これをフロッピーディスク等の記録媒体に記
録して移送することにより、独立した他のコンピュータ
システムで容易に実施することができる。図３１に、記
録媒体の例としてフロッピーディスクを示す。

【０１９９】なお、この実施の形態においては、記録媒
体としてフロッピーディスクを示したが、ＩＣカードや
ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ等プログラムを記録できるも
のであれば、同様に実施することができる。

【０２００】

【発明の効果】以上のように、本発明の効果としては、
インタレース構造を持つディジタル画像をブロック分割
しブロック毎に符号化／復号化する画像符号化装置／画
像復号化装置において、ブロック毎にフィールド構造ま
たはフレーム構造を考慮し符号化効率の良いモードを選
択することにより符号化効率の顕著な改善効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における画像符号化装置
のブロック図

【図２】本発明の実施の形態２における画像復号化装置
のブロック図

【図３】本発明の実施の形態３における画像復号化装置
のブロック図

【図４】（ａ）画素値の変化位置及び変化予測位置を示
す図（ｂ）フィールドモード復号化の画素値の変化位置及び
変化予測位置を示す図（ｃ）フィールドモード復号化ブロックを示す図

【図５】フレームモード復号化の画素値の変化位置及び
変化予測位置を示す図

【図６】フレームモード復号化ブロックを示す図

【図７】（ａ）フィールド構造のディジタル画像ブロッ
クを示す図（ｂ）フレーム構造のディジタル画像ブロックを示す図

【図８】本発明の実施の形態４における画像符号化装置
のブロック図

【図９】本発明の実施の形態５における画像復号化装置
のブロック図

【図１０】アップサンプリングの処理例を示す図

【図１１】ライン間の相関の処理れを示す図

【図１２】本発明の実施の形態６における画像符号化装
置のブロック図

【図１３】本発明の実施の形態７における画像復号化装
置のブロック図

【図１４】本発明の実施の形態８における画像復号化装
置のブロック図

【図１５】動き推定の概念図を示す図

【図１６】本発明の実施の形態９における画像符号化装
置のブロック図

【図１７】本発明の実施の形態１０における画像復号化
装置のブロック図

【図１８】本発明の実施の形態１１における画像符号化
装置のブロック図

【図１９】本発明の実施の形態１２における画像復号化
装置のブロック図

【図２０】本発明の実施の形態１３における画像符号化
装置のブロック図

【図２１】本発明の実施の形態１４における画像復号化
装置のブロック図

【図２２】フィールドモード符号化／復号化ブロックを
示す図

【図２３】フレームモード符号化／復号化ブロックを示
す図

【図２４】画素値の確率分布表の一例を示す図

【図２５】本発明の実施の形態１５における画像符号化
装置のブロック図

【図２６】本発明の実施の形態１６における画像復号化
装置のブロック図

【図２７】フィールドモード動き補償予測ブロックおよ
び符号化／復号化ブロックを示す図

【図２８】フレームモード動き補償予測ブロックおよび
符号化／復号化ブロックを示す図

【図２９】画素値の確率分布表の一例を示す図

【図３０】算術符号の概念図を示す図

【図３１】本発明の実施の形態１７におけるコンピュー
タの記録媒体の一例を示す図

【符号の説明】

１１出力先切替え手段１２入力元切替え手段１３多重化手段１５逆多重化手段３４、５１、６７、８１、９３、１９１モード判定手
段３２フレームダウンサンプル手段３３、５２符号化手段３６、４６、５７復号化手段３７フィールドアップサンプル手段３８フレームアップサンプル手段４７アップサンプル手段４８、７７フィールド／フレーム並べ換え手段５３フィールド動き補償手段５４フレーム動き補償手段５６、６４、１９２メモリ５８フィールド動き推定手段５９フレーム動き推定手段６１フィールド画素値変化位置検出手段６２フレーム画素値変化位置検出手段６３画素値変化位置予測手段６５差分値計算手段６６差分値符号化手段７０差分値復号化手段７１差分値加算手段７２、９１二値画像フィールド復号化手段７３、９２二値画像フレーム復号化手段７６二値画像復号化手段８２、９６カラー画像フィールド符号化手段８３、９７カラー画像フレーム符号化手段８４、９４二値画像フィールド符号化手段８５、９５二値画像フレーム符号化手段８８、９８モード復号化手段８９カラー画像フィールド復号化手段９０カラー画像フレーム復号化手段１８７、２０１フィールド単位画素値分布調査手段１８８、２０２フレーム単位画素値分布調査手段１８９確率分布決定手段１９０画素値符号化手段１９４画素値復号化手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】二値ディジタル画像を複数画素から構成
される２次元ブロックに分割し、ブロック毎に符号化を
行なう画像符号化装置において、フィールド単位でダウ
ンサンプリングを行なうかフレーム単位でダウンサンプ
リングを行なうかをブロック毎に判定し、モード情報を
出力するモード判定手段と、前記モード情報に従ってブ
ロック毎にフィールド単位またはフレーム単位でダウン
サンプリングを行なうダウンサンプリング手段と、前記
モード情報に従ってブロック毎にフィールド単位または
フレーム単位で符号化を行なう符号化手段とを具備する
画像符号化装置。
【請求項２】請求項１記載の画像符号化装置によって
符号化した画像符号化信号から二値ディジタル画像に復
号化する画像復号化装置において、モード情報に従って
ブロック毎にフィールド単位またはフレーム単位で復号
化処理を行なう復号化手段と、モード情報に従ってフィ
ールド単位でアップサンプリングを行なうかフレーム単
位でアップサンプリングを行なうかをブロック毎に選択
し、フィールド単位またはフレーム単位でアップサンプ
リングを行なうアップサンプリング手段を具備する画像
復号化装置。
【請求項３】二値ディジタル画像を複数画素から構成
される２次元ブロックに分割し、ブロック毎に符号化を
行なう画像符号化装置において、画素値の変化する位置
の検出をフィールド単位で行なうかフレーム単位で行な
うかをブロック毎に判定し、モード情報を出力するモー
ド判定手段と、前記モード情報に従って画素値の変化点
を検出する変化点検出手段と、前記モード情報に従って
符号化済みの画素の画素値の変化位置から前記ディジタ
ル画像の画素値の変化位置を予測する予測手段と、前記
変化点検出手段によって検出された変化点の位置と前記
予測手段によって予測された変化点予測位置の差分値を
符号化する差分符号化手段とを具備する画像符号化装
置。
【請求項４】請求項３記載の画像符号化装置によって
符号化した画像符号化信号から二値ディジタル画像に復
号化する画像復号化装置において、モード情報に従って
ブロック毎にフィールド単位またはフレーム単位で復号
化処理を行なう復号化手段と、画素値の変化点と変化点
の予測位置の差分値を復号化する差分復号化手段と、モ
ード情報に従ってブロック毎に復号化済みの画素の画素
値の変化点から画素値の変化点の予測位置を予測する予
測手段と、モード情報に従って前記差分復号化手段によ
って復号化された差分値と前記予測手段によって予測さ
れた予測位置を加算する加算手段とを具備し、前記加算
手段の出力を画素値の変化位置とする画像復号化装置。
【請求項５】二値ディジタル画像を複数画素から構成
される２次元ブロックに分割し、ブロック毎に符号化を
行なう画像符号化装置において、着目画素の周辺の符号
化済み画素の画素値の分布状態の調査をフィールド単位
で行うかフレーム単位で行うかをブロック毎に判定しモ
ード情報を出力するモード判定手段と、前記モード情報
に従って着目画素の画素値の確率分布を周辺の符号化済
み画素の画素値の分布状態から決定する確率分布決定手
段と、前記確率分布決定手段によって決定した確率分布
に従って着目画素の画素値を符号化する画素値符号化手
段とを具備する画像符号化装置。
【請求項６】請求項５記載の画像符号化装置によって
符号化した画像符号化信号から二値ディジタル画像に復
号化する画像復号化装置において、既に復号化済みの周
辺画素の画素値の分布状態の調査をモード情報に従って
ブロック毎にフィールド単位またはフレーム単位で行い
着目画素の画素値の確率分布を決定する確率分布決定手
段と、前記確率分布決定手段によって決定した確率分布
に従って着目画素の画素値を復号化する画素値復号化手
段を具備する画像復号化装置。
【請求項７】二値ディジタル画像を複数画素から構成
される２次元ブロックに分割し、ブロック毎に符号化を
行なう画像符号化装置において、符号化済みの参照画像
をもとに動き補償を行うことによって得られる動き補償
予測画像の画素値の分布状態の調査をフィールド単位で
行うかフレーム単位で行うかをブロック毎に判定し、モ
ード情報を出力するモード判定手段と、前記モード情報
に従って着目画素の画素値の確率分布を動き補償予測画
像の画素値の分布状態から決定する確率分布決定手段
と、前記確率分布決定手段で決定した確率分布に従って
着目画素の画素値を符号化する画素値符号化手段とを具
備する画像符号化装置。
【請求項８】請求項７記載の画像符号化装置によって
符号化した画像符号化信号から二値ディジタル画像に復
号化する画像復号化装置において、既に復号化済みの参
照画像をもとに動き補償を行うことによって得られる動
き補償予測画像の画素値の分布状態の調査をブロック毎
にモード情報に従ってブロック毎にフィールド単位また
はフレーム単位で行い着目画素の画素値の確率分布を決
定する確率分布決定手段と、前記確率分布決定手段によ
って決定した確率分布に従って着目画素の画素値を復号
化する画素値復号化手段とを具備する画像復号化装置。
【請求項９】ディジタルカラー画像および前記カラー
画像の有意形状を示す二値ディジタル画像をブロック毎
に符号化する画像符号化装置において、ディジタルカラ
ー画像の符号化処理をフィールド単位で行なうかフレー
ム単位で行なうかブロック毎に判定し、モード情報を出
力するモード判定手段と、前記モード情報に従って当該
ブロックの二値ディジタル画像の符号化処理をフィール
ド単位でまたはフレーム単位で行なう二値ディジタル画
像符号化手段とを具備する画像符号化装置。
【請求項１０】請求項９記載の画像符号化装置によっ
て符号化した画像符号化信号からディジタルカラー画像
および前記カラー画像の有意形状を示す二値ディジタル
画像を復号化する画像復号化装置において、二値ディジ
タル画像の復号化処理をディジタルカラー画像の当該ブ
ロックのモード情報に応じてフィールド単位またはフレ
ーム単位で行なう二値ディジタル画像復号化手段を具備
する画像復号化装置。
【請求項１１】ディジタルカラー画像および前記カラ
ー画像の有意形状を示す二値ディジタル画像ブロック毎
に符号化する画像符号化装置において、二値ディジタル
画像の符号化処理をフィールド単位で行なうかフレーム
単位で行なうかをブロック毎に判定し、モード情報を出
力するモード判定手段と、前記モード情報に従ってディ
ジタルカラー画像の当該ブロックの符号化処理をフィー
ルド単位またはフレーム単位で行なう二値ディジタル画
像符号化手段と、前記モード情報に従って多値ディジタ
ル画像の当該ブロックの符号化処理をフィールド単位ま
たはフレーム単位で行なうディジタルカラー画像符号化
手段とを具備する画像符号化装置。
【請求項１２】請求項１１記載の画像符号化装置によ
って符号化した画像符号化信号からディジタルカラー画
像および前記カラー画像の有意形状を示す二値ディジタ
ル画像を復号化する画像復号化装置において、モード情
報に従って二値ディジタル画像の復号化をブロック毎に
フィールド単位またはフレーム単位で行なう二値ディジ
タル画像復号化手段と、当該ブロックのディジタルカラ
ー画像の復号化を前記モード情報に従ってフィールド単
位またはフレーム単位で行なうディジタルカラー画像復
号化手段とを具備する画像復号化装置。