JPH04139959A - 復号装置及び復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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に
関する。

〔発明の概要〕

この発明では、画像信号の各画素が所定のヒツト数で符
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、復号ずべき注目画素の存在範囲を表
す情報と複数の周辺画素の存在範囲を表す情報とを比較
して補正データを発生し、注目画素の符号化データと補
正データに基づいて復号データが復元され、量子化歪み
の少ない復号が可能となる。

〔従来の技術〕

ビデオ信号等の画像データは、例えは８ヒツトで量子化
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ヒツト数より小なるヒツト数に符号
化されて伝送される。簡単な例として、８ヒツトの画素
データの上位２ヒツトのみが伝送される。受信側では、
２ヒツ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。

例えば（０〜２５５）のクイナミンクレンジが４分割さ
れ、各レベルの領域に上記のように、２ビシトの符号化
コードが割り当てられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来では、２５６レヘルの原信号が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。また
、画像を小さな２次元プロ・ンクに分割し、各ブロック
の画素データを符号化するフロック符号化が知られてい
る。このプロ・ンク符号化では、ブロックの各画素デー
タに割り当てられるピッ１−数が少な（なると、プロ・
ンク内での量子化歪みが大きくなると共に、ブロック構
造が復号画像中に見えるブロック歪みが生じる。

従って、この発明の目的は、比較的少ないヒツト数が割
り当てられた符号化コードを復号する際に、量子化歪み
或いはブロック歪みを低減することができる復号装置を
提供することにある。

（課題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ヒツト数で符号
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存在範囲を表す情報と複数の周辺
画素の存在範囲を表す情報とを比較して補正データを発
生する補正データ発生回路（１６，２５）と、 注目画素の符号化データと補正データに基づいて復号デ
ータを発生する回路（２７）とを備えている。

〔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、両者のレベル関係に応じて補
正データが形成され、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データにより実現
することができる。より具体的には、注目画素の原デー
タの存在範囲と、周辺画素の原データの存在範囲とを比
較し、比較の結果により補正データを発生する。

この補正データにより、復号レベルのステップを細分化
できるので、量子化歪み或いはブロック歪みを減少させ
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、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（Ａ
ＤＲＣと略称される。

）の復号に対しても適用したものである。この発明の理
解を容易とするために、まず、第１図を参照して、送信
側について説明する。

第１図において、１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２に供給され、ブロック化回路２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
ブロツクは、第２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２の出力信号
が最大値ＭＡＸをブロック毎に検出する最大値検出回路
３、最小値ＭＩＮをブロック毎に検出する最小値検出回
路４及び遅延回路５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６
に供給され、（ＭＡＸ−ＭＩ　Ｎ＝ＤＲ）で表されるダ
イナミックレンジＤＲが減算回路６から得られる。遅延
回路５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５から
のビデオデータから最小値ＭＩＮが減算回路７において
減算され、減算回路７からは、最小値除去後のデータが
得られる。

最小値除去後のデータ、が量子化回路８に供給される。

量子化回路８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８は、ダイナミックレン
ジＤＲに適応した量子化を行い、例えば２ビツトの符号
化コードＤＴを発生する。

量子化回路８は、ＲＯＭ或いは演算回路により構成され
ている。

量子化回路８では、第３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
データの属するレベル範囲に対応して２ビツトの符号化
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３図Ｂに示すように、
最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮ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９に供給さ
れる。フレーム化回路９は、エラ−訂正用の符号化を施
したり、同期信号の付加を行う。フレーム化回路９の出
力端子１０に送信データが得られる。

第４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。

１１で示す入力端子からの受信データがフレーム分解回
路１２に供給される。フレーム分解回路１２では、エラ
ー訂正符号の復号がなされ、フレーム分解回路１２から
最小値ＭＩＮ、ダイナミックレンジＤＲ及び符号化コー
ドＤ　Ｔが別個に得られる。ダイナミックレンジＤＲ及
び符号化コードＤＴが復号回路１３に供給され、復号回
路１３から最小値除去後の復号レベルの存在範囲（原デ
ータのレベルの真値が含まれる範囲を意味する）の最大
値及び最小値が得られる。

第３図Ａに示す量子化がなされている時で、例えば符号
化コードＤ　Ｔが（１０）の時第５図に示すように、復
号レベルの存在範囲の最大値が１２で、その最小値が８
である。この復号レベルの最大値及び最小値が加算回路
１４に供給され、夫々に対して最小値ＭＩＮが加算され
る。例えば（ＭＩＮ＝５０）の時には、（１２＋５０＝
６２及び８　＋５０　＝　５８　）の二つの復号レベル
が加算回路１４から得られる。

加算回路１４の出力信号がブロック分解回路１５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。ブロック分解回路１５の出力信号が注目画素と
その周辺画素の復号データ（存在しうる範囲の最大値及
び最小値）とを同時に取り出すための周辺データ取り出
し回路１６に供給される。周辺データ取り出し回路１６
は、ライン遅延回路１７及び１８と、ブロック分解回路
１５の出力端子とライン遅延回路１７及び１８の夫々の
出力端子とに接続されたサンプル遅延回路１９．２０．
２１．２２．２３．２４とから構成されている。

周辺データ取り出し回路１６は、第６図において、黒い
ドツトで示す注目画素ＸＯの復号データと注目画素の周
辺の８個の周辺画素χ１〜Ｘ８の復号データとを同時に
取り出す回路である。即ち、ブロック分解回路１５から
画素ｘ８の復号データが出力される時に、各遅延回路の
出力には、図示し、下記のような各画素の復号データが
発生ずる。

サンプル遅延回路２１の出カニ画素ｘＯサンプル遅延回
路２４の出カニ画素ｘ１サンプル遅延回路２３の出力ニ
画素Ｘ２ライン遅延回路１８の出力　：画素ｘ３サンプ
ル遅延回路２２の出カニ画素Ｘ４ライン遅延回路１７の
出力　：画素Ｘ５サンプル遅延回路２０の出カニ画素ｘ
６サンプル遅延回路１９の出カニ画素Ｘ７これらの注目
画素ＸＯ及び周辺画素ｘ１〜Ｘ７の復号データが補正デ
ータ生成回路２５に供給される。また、注目画素ＸＯの
復号データが平均化回路２６に供給される。平均化回路
２６は、注目画素ＸＯの最大値の復号データとその最小
値の復号データとの平均値を形成する。言い換えると、
平均化回路２６により注目画素の復号データの存在範囲
の中央値が形成される。平均化回路２６の出力信号が合
成回路２７に供給され、補正データ生成回路２５で生成
された補正データと合成される。合成回路２７の出力信
号が復号データとして出力端子２８に取り出される。

補正データ生成回路２５は、第７図に示すように、８個
の比較回路３１ａ〜３１ｈと、これら比較回路３１ａ〜
３１ｈの出力信号が供給される加算回路３２と正規化回
路３３とからなり、出力端子３４に補正データが取り出
される。この補正データが合成回路２７に供給される。

比較回路３１ａは、注目画素ｘＯの存在範囲と周辺画素
ｘ１の存在範囲とを比較する。同様に、他の比較回路３
１ｂ〜３１ｈが注目画素ｘＯの存在範囲と周辺画素Ｘ２
〜Ｘ８の存在範囲とを夫々比較する。

比較回路３１ａ〜３１ｈは、互いに同一の構成であるの
で、比較回路３１ａについて第８図及び第９図を参照し
て説明する。

第８図に示す比較回路３１ａは、レベル比較器４１．４
２．４３．４４と減算回路４５．４６．４７とを有して
いる。レベル比較器４１の出力がインバータ４８で反転
され、インバータ４８の出力信号がゲート回路５４のオ
ン／オフを制御する。

ゲート回路５４は、「１」の値をそのオン時に合成回路
５７に供給する。ゲート回路５５は、レベル比較器４２
の出力信号で制御され、そのオン時に「−１」の値を合
成回路５７に供給する。

レベル比較器４３及び４４の出力信号がＡＮＤゲート４
９．５０．５１．５２に供給される。ＡＮＤゲート４９
及び５０の出力信号がＯＲゲート５３に供給され、ＯＲ
ケート５３の出力信号でケート回路５６が制御される。

ゲート回路５６がオン時に、「０」の値がゲート回路５
６を介して合成回路５７に供給される。ゲート回路５４
．５５及び５６は、制御信号が“１”　（ハイレベル）
の時にオンとなる。

注目画素ＸＯの存在範囲の最大値ＸＯａ及びその最小値
ＸＯｂと、周辺画素ｘ１の存在範囲の最大値Ｘｌａ及び
その最小値Ｘ１１）とがレベル比較器４１．４２．４３
及び４４で比較される。レベル比較器４１は、（ＸＯａ
＞Ｘ１ｂ）の時に“ＩＨの出力信号を発生する。レベル
比較器４２は、（ＸＯｂ＞Ｘ１ａ）の時に“１”の出力
信号を発生する。レベル比較器４３は、（ＸＯａ＞Ｘ１
ａ）の時に“１”の出力信号を発生する。レベル比較器
４４は、（ＸＯｂ＞Ｘ　１　ｂ）　ノ時に“１″ノ出力
信号を発生する。

減算回路４５は、画素Ｘ１の存在範囲（Ｘｌａχ１１〕
）を発生し、減算回路４５の出力信号が割算回路５８及
び５９に供給される。減算回路４６が（Ｘｌａ−ＸＯａ
）の出力を発生し、減算回路４７が（Ｘ　Ｉ　ｂ−ＸＯ
ｂ）の出力を発生する。

減算回路４６及び４７の出力信号が割算回路５８及び５
９に夫々供給される。割算回路５８及び５９の出力信号
がゲーＩ−回路６０及び６１を夫々介して合成回路５７
に供給される。ゲート回路６０は、ＡＮＤゲート５１の
出力信号が“１”の時にオンし、ゲート回路６１は、Ａ
ＮＤゲート５２の出力信号が“１″の時にオンする。

上述の第８図に示す比較回路３１ａの動作を第９閃を参
照して説明する。第９図は、注目画素Ｘ１の存在範囲（
ＸＯａ〜Ｘ０ｂ）と周辺画素Ｘ１の存在範囲（Ｘ１ａ＝
Ｘ１ｂ）とのレベル関係を示している。レベル関係■は
、周辺画素Ｘ１の存在範囲が注目画素ＸＯＯものより全
体として大きく、両方の存在範囲が重ならない場合であ
る。レベル関係■ば、周辺画素Ｘ１の存在範囲が注目画
素ＸＯのものより全体として小さく、両方の存在範囲が
重ならない場合である。レベル関係■は、注目画素ＸＯ
の存在範囲内に周辺画素Ｘ１の存在範囲が含まれる場合
である。レベル関係■′は、周辺画素Ｘ１の存在範囲が
注目画素ＸＯＯものから上下にはみ出しているが、全体
的に注目画素ＸＯの存在範囲内に周辺画素Ｘ１の存在範
囲が含まれる場合である。レベル関係■ば、周辺画素Ｘ
１の存在範囲の下側の一部が注目画素ＸＯの存在範囲と
重なる場合である。レベル関係■は、周辺画素ｘ１の存
在範囲の上側の一部が注目画素ＸＯの存在範囲と重なる
場合である。

比較回路３１ａは、第９図に示す関係に応じた値を合成
回路５７に対して発生する。比較回路３１ａのレベル比
較器４１〜４４とＡＮＤゲート４９〜５２とＯＲゲート
５３とゲート回路５４．５５．５６の状態ば、レベル関
係■〜■に応じて下記の表のものとなる。

この状態を示す表から分るように、■のレベル関係の時
では、ゲート回路５４を介して「１」の１５〜 値が合成回路５７に供給され、■のレベル関係の時では
、ケート回路５５を介してｌ−−−Ｉ　Ｊの値が合成回
路５７に供給され、■のレベル関係の時では、デー１−
回路５６を介して「０」の値が合成回路５７に供給され
る。また、■及び■のレベル関係の時では、ゲート回路
５４．５５．５６が全てオフする。

また、上述の表からゲート回路６０及び６１のオン／オ
フが下記の表のように制御され、注目画素ＸＯの存在範
囲からはみ出した周辺画素Ｘ１のレベル範囲であって、
注目画素ＸＯの存在範囲で正規化された値がゲート回路
６０．６１を介して合成回路５７に供給される。即ち、
割算回路５８の出力（Ｘｉ　ａ−ＸＯａ／Ｘ１ａ−Ｘｌ
ｂ）がゲート回路６０がオンの時に、合成回路５７に供
給され、割算回路５９の出力（Ｘｉ　ｂ＋−ＸＯｂ／Ｘ
１ａ−Ｘｌｂ）がゲート回路６１かオンの時に、合成回
路５７に供給される。合成回路５７は、ゲート回路５４
．５５．５６とゲート回路６０及び６１を介して供給さ
れた値を合計する。

以上は、比較回路３１ａの動作であるが、比較回路３１
ｂ〜３１ｈも、これと同様に、注目画素ＸＯと周辺画素
Ｘ２〜Ｘ８との存在範囲に関しての比較を夫々行う。比
較回路３１ａ〜３１ｈの合成された出力が加算回路３２
で合計される。この加算回路３２の出力が正規化回路３
３にて正規化される。この正規化は、注目画素の量子化
の一つのレベル範囲を補正データの値が超えないように
するものである。より具体的には、前述の第５図に示す
例では、±２の範囲に収まるように、加算回路３２の出
力が圧縮される。従って、この正規化のために、正規化
回路３３に対して、注目画素の存在範囲のηの値（−Ｘ
Ｏａ−ＸＯｂ／２）の値が供給されている。

以上のようにして生成された補正データ生成回路２５か
らの補正データが合成回路２７で、注目画素ＸＯの代表
値と加算される。従って、周辺画素から推定された補正
データが加えられることで、より真値に近い復号値が出
力端子２８に得られる。

なお、この発明は、３次元ブロックのＡ　Ｄ　ＲＣ１可
変長のＡＤＲＣ等にも適用することができる。

マタ、Ａ　Ｄ　ＲＣニ限らず、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
レベルが細かいステップを持つことができるので、量子
化歪み或いはブロック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、
復号側だりの処理なので、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図はこの発明を適用できるＡＤＲＣの送信側の構成
を示すブロック図、第２図はブロックの説明に用いる路
線図、第３図は量子化の説明に用いる路線図、第４図は
この発明の一実施例のブロック図、第５図は復号レベル
の一例を示す路線図、第６図は注目画素と周辺画素の関
係を示す路線図、第７図は補正データ生成回路のブロッ
ク図、第８図は補正データ生成回路の一部の詳細なブロ
ック図、第９図は補正データ生成回路の動作説明に用い
る路線図である。 図面における主要な符号の説明 １１：入力端子、 １６：周辺データ取り出し回路、 ２５：補正データ生成回路、 ２８：補正された復号データの出力端子、３１ａ　〜３
１ｈ：比較回路、 ３３：正規化回路、 ４１〜４４：レベル比較器、 ４５． ４６、 ：減算回路、 ５４． ５５． ５６． ６０、 ■ ：ゲート回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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存在範囲を表す情報と複数の周辺
   画素の存在範囲を表す情報とを比較して補正データを発
   生する補正データ発生手段と、上記注目画素の上記符号
   化データと上記補正データに基づいて復号データを発生
   する手段とを備えてなる復号装置。