JPH06164940A - 符号化装置 - Google Patents
符号化装置Info
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- JPH06164940A JPH06164940A JP31003492A JP31003492A JPH06164940A JP H06164940 A JPH06164940 A JP H06164940A JP 31003492 A JP31003492 A JP 31003492A JP 31003492 A JP31003492 A JP 31003492A JP H06164940 A JPH06164940 A JP H06164940A
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 符号化にあたり、符号化対象画素の周囲の画
素を参照して、予測値と予測一致確率を求め、それを基
に符号化し、かつ画像の特徴に応じて適応化処理を行な
う符号化装置において、特徴の異なる画像が混在してい
る場合でも、それぞれの画像に適した効率のよい符号化
を行なえるようにする。 【構成】 予測を行なう複数個の参照画素抽出器であっ
て、それぞれ予測環境の参照画素抽出器と、それぞれ適
応化処理の異なる複数個の予測値・Sインデックス更新
器と、それらを切り替える選択器と、また画像の特徴が
切り替わったことを検知及び切り替え信号の指示を行う
切り替え信号送出指示器と、を持ち、画像の特徴に合う
ように予測環境、適応化処理を切り替えながら符号化を
する。この切り替えが行われたことは、エスケープコー
ドを利用し、復号側に通知する。
素を参照して、予測値と予測一致確率を求め、それを基
に符号化し、かつ画像の特徴に応じて適応化処理を行な
う符号化装置において、特徴の異なる画像が混在してい
る場合でも、それぞれの画像に適した効率のよい符号化
を行なえるようにする。 【構成】 予測を行なう複数個の参照画素抽出器であっ
て、それぞれ予測環境の参照画素抽出器と、それぞれ適
応化処理の異なる複数個の予測値・Sインデックス更新
器と、それらを切り替える選択器と、また画像の特徴が
切り替わったことを検知及び切り替え信号の指示を行う
切り替え信号送出指示器と、を持ち、画像の特徴に合う
ように予測環境、適応化処理を切り替えながら符号化を
する。この切り替えが行われたことは、エスケープコー
ドを利用し、復号側に通知する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置など
における画像を符号化する符号化装置に関するものであ
る。
における画像を符号化する符号化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】データの圧縮・伸長の1つの方法として
算術符号化が知られている。一般に算術符号化では、0
以上1未満の数直線上に所定の有効領域を設け、この有
効領域を入力シンボル系列の出現確率比に分割し、分割
した一方を新たに入力シンボル系列に対する有効領域と
して割当更新する。以上のような操作を繰り返してい
き、符号語としては、最終的に選択された有効領域内の
座標を2進表示し、他の領域と判別がつく桁の所で打ち
切ったものを出力する。
算術符号化が知られている。一般に算術符号化では、0
以上1未満の数直線上に所定の有効領域を設け、この有
効領域を入力シンボル系列の出現確率比に分割し、分割
した一方を新たに入力シンボル系列に対する有効領域と
して割当更新する。以上のような操作を繰り返してい
き、符号語としては、最終的に選択された有効領域内の
座標を2進表示し、他の領域と判別がつく桁の所で打ち
切ったものを出力する。
【0003】例えば、“An overview of the basic pri
nciples of the Q-coder adaptive-binary arithmetic
coder ”及び“Optional hardware and software arith
metic coding procedure for the Q-coder”(共にIBM
journal of Research and Development Vol.32 No. 6 N
ov. 1988)に示されているように、算術符号化装置で
は、まず算術符号化に先だって、シンボル系列に予測変
換処理が行われる。予測変換処理とは、情報源からの出
力シンボル系列に対し、すでにそこから出力されたシン
ボル系列を基に、次に出力されるシンボルの値の予測を
行い、そこで実際に出力されたシンボルの値と予測値と
を比較し、予測が的中した場合には、優勢シンボル(M
PSと略記)、予測とは異なるシンボルが発生した場合
には劣勢シンボル(LPSと略記)を出力する処理であ
る。
nciples of the Q-coder adaptive-binary arithmetic
coder ”及び“Optional hardware and software arith
metic coding procedure for the Q-coder”(共にIBM
journal of Research and Development Vol.32 No. 6 N
ov. 1988)に示されているように、算術符号化装置で
は、まず算術符号化に先だって、シンボル系列に予測変
換処理が行われる。予測変換処理とは、情報源からの出
力シンボル系列に対し、すでにそこから出力されたシン
ボル系列を基に、次に出力されるシンボルの値の予測を
行い、そこで実際に出力されたシンボルの値と予測値と
を比較し、予測が的中した場合には、優勢シンボル(M
PSと略記)、予測とは異なるシンボルが発生した場合
には劣勢シンボル(LPSと略記)を出力する処理であ
る。
【0004】このようにして予測変換されたシンボル系
列に対して、符号化は次のような演算を繰り返し進めら
れる。Cは算術符号の値、Aは有効領域幅、Sは、LP
Sの領域幅とする。
列に対して、符号化は次のような演算を繰り返し進めら
れる。Cは算術符号の値、Aは有効領域幅、Sは、LP
Sの領域幅とする。
【0005】(符号化手順) if(MPSを符号化) C←C+S A←A−S else(LPSを符号化 A←S end (復号手順) if C≧S MPSに復号 C←C−S A←A−S else LPSに復号 A←S end ここでLPSの領域幅Sは有効領域幅AとLPSの出現
確率qとの積として求められる。ここで、出現確率qの
とりうる0以上0.5未満の範囲をいくつかの確率状態
に分割し、出現確率qの属する確率状態ごとにLPSの
領域幅Sを固定(例えば2のべき乗の逆数で近似する)
することにより演算量を減じ、残りの領域A−SをMP
S領域に当てる手法が良く用いられる。LPSの領域幅
Sは確率状態をインデックスとしてテーブルを参照する
ことで得られる。
確率qとの積として求められる。ここで、出現確率qの
とりうる0以上0.5未満の範囲をいくつかの確率状態
に分割し、出現確率qの属する確率状態ごとにLPSの
領域幅Sを固定(例えば2のべき乗の逆数で近似する)
することにより演算量を減じ、残りの領域A−SをMP
S領域に当てる手法が良く用いられる。LPSの領域幅
Sは確率状態をインデックスとしてテーブルを参照する
ことで得られる。
【0006】また、演算により更新された有効領域幅A
が0.5より小さくなったときには正規化が行われる。
正規化とは0.5より小さくなった有効領域Aを0.5
を上回るまで算術符号Cと共に2倍ずつ拡大していく
(すなわち1ビットシフトである)ものである。正規化
で2倍するごとに1ビットの符号を出力することにな
る。この正規化により、Aは、常に0.5以上1未満に
修正されるので、同一のLPSの出現確率に対し複数の
Sの値を用意する必要がなくなり、上記演算を同じ演算
精度で行うことが可能となる。
が0.5より小さくなったときには正規化が行われる。
正規化とは0.5より小さくなった有効領域Aを0.5
を上回るまで算術符号Cと共に2倍ずつ拡大していく
(すなわち1ビットシフトである)ものである。正規化
で2倍するごとに1ビットの符号を出力することにな
る。この正規化により、Aは、常に0.5以上1未満に
修正されるので、同一のLPSの出現確率に対し複数の
Sの値を用意する必要がなくなり、上記演算を同じ演算
精度で行うことが可能となる。
【0007】また算術符号化装置では、過去に発生した
シンボルの出現過程に応じて、学習を行うことによっ
て、適宜、Sのセットの中から選択するSを変化させて
いる。つまりSはLPSの出現確率qにより決定される
ものであるので、シンボルの出現確率を過去のシンボル
の出現過程に応じて適応化していることになる。これに
より画像データの局所的特徴に対しても、適応的に効率
のよい符号化を可能としている。
シンボルの出現過程に応じて、学習を行うことによっ
て、適宜、Sのセットの中から選択するSを変化させて
いる。つまりSはLPSの出現確率qにより決定される
ものであるので、シンボルの出現確率を過去のシンボル
の出現過程に応じて適応化していることになる。これに
より画像データの局所的特徴に対しても、適応的に効率
のよい符号化を可能としている。
【0008】図9は、従来の符号化装置における実施例
の図である。図9において、6は予測変換器、7は領域
選択テーブル、8は数直線符号器、15は終了コード発
生器、16は参照画素抽出器、17は予測値・Sインデ
ックス記憶テーブル、18は予測値・Sインデックス更
新器である。
の図である。図9において、6は予測変換器、7は領域
選択テーブル、8は数直線符号器、15は終了コード発
生器、16は参照画素抽出器、17は予測値・Sインデ
ックス記憶テーブル、18は予測値・Sインデックス更
新器である。
【0009】次に動作について説明する。まず符号化に
先だって、符号化開始信号を数直線符号器8に送り、符
号化のために内部状態を初期化する。次に符号化対象で
ある画素が、参照画素抽出器16と予測変換器6へ送ら
れる。参照画素抽出器16では、画素系列をラインメモ
リ等に記憶しておき、その中から与えられた条件に応じ
て選択し参照画素を選択する。図10に符号化対象画素
Xに対する参照画素パターンの例を示す。そのときの参
照画素の状態(白:0、黒:1)をcontext(C
nx)と呼ぶこととする。次にcontextに対する
予測値(Nps)とSインデックス(NSi)をcon
textの値をインデックスとして予測値・Sインデッ
クス記憶テーブル17から求める。予測値・Sインデッ
クス記憶テーブル17は、図11のような構造をしてお
り、この図の例のようにパラメータを記憶しているとす
ると、例えば、参照画素がすべて白(=0)の場合はc
ontextは0となり、予測値=0、Sインデックス
=8が得られる。選択された予測値は予測変換器6で符
号化対象画素と比較され、当たっている場合はMPS
に、はずれた場合はLPSとする予測変換がされ、符号
化シンボル(Sym)が求められる。一方、求められた
Sインデックス(NSi)は、領域選択テーブル7から
Sインデックス値をインデックスとしてLPS領域Sが
選択される。図12に領域選択テーブルの例を示す。例
えばSインデックス(NSi)=2の場合、LPSの領
域Sは0.25を求めることができる。また領域選択テ
ーブル7はSインデックスが大きいほど、Sの値を小さ
くしている。領域選択テーブル7からの出力であるLP
S領域Sと予測変換されたシンボル(Sym)は、数直
線符号器8に入力され、上記算術演算を行い、符号語が
出力される。一方、予測変換されたシンボル(Sy
m)、予測値(Nps)、及びSインデックス(NS
i)は、予測値・Sインデックス更新器18に入力さ
れ、予測値・Sインデックスの更新処理が行われる。更
新すべきかどうかの判断は、シンボル(Sym)、Sイ
ンデックス(NSi)を基に行う。シンボルがMPSの
場合はまず図13に示すカウンタテーブルにおいて、S
インデックスのカウンタを1増加させる。次に、このカ
ウンタ値と図14に示すMPSカウントMAX値を規定
したROMテーブルのSインデックスにおけるMAX値
とを比較し、MAX値に達した場合(MPS遷移と呼
ぶ)、Sインデックスを更新する。達していない場合
は、Sインデックスは、更新されない。更新するSイン
デックスは、図15に示す、遷移ROMテーブルを参照
して、決定される。またMPS遷移が発生した場合は、
更新以前のSインデックス(NSi)におけるカウンタ
は0クリアされる。図15の例の場合の更新するSイン
デックスの値の求め方は、現在のSインデックスが1で
MPS遷移が発生した場合、更新するSインデックスは
3が求められる。これは、図12より、LPSの有効領
域幅Sを0.38から0.17とすることであり、MP
Sの想定出現確率を高くしていることになる。MPSと
は予想が当たったということを表わすシンボルであり、
MPSがたくさん発生したということは、出現確率が高
いと推定され、この状況を反映できていることになる。
逆にLPSが発生した場合は、Sインデックスの更新を
必ず行う。更新は、図15の遷移テーブルに示す通り、
Sインデックスを小さく、つまりLPSの有効領域幅S
を大きい値となるように更新する。また、更新以前のS
インデックス(NSi)におけるカウンタ値は0クリア
する。Sインデックスが0のときLPSが発生した場合
は、Sインデックスはそのままにし、予測値を入れ換え
る処理を行う。このようにして予測値・Sインデックス
更新器18から得られた、更新予測値(Cps)と更新
Sインデックス(CSi)は、予測値・Sインデックス
記憶テーブル17にcontext(Cnx)をインデ
ックスとして記憶され、再帰的に利用される。
先だって、符号化開始信号を数直線符号器8に送り、符
号化のために内部状態を初期化する。次に符号化対象で
ある画素が、参照画素抽出器16と予測変換器6へ送ら
れる。参照画素抽出器16では、画素系列をラインメモ
リ等に記憶しておき、その中から与えられた条件に応じ
て選択し参照画素を選択する。図10に符号化対象画素
Xに対する参照画素パターンの例を示す。そのときの参
照画素の状態(白:0、黒:1)をcontext(C
nx)と呼ぶこととする。次にcontextに対する
予測値(Nps)とSインデックス(NSi)をcon
textの値をインデックスとして予測値・Sインデッ
クス記憶テーブル17から求める。予測値・Sインデッ
クス記憶テーブル17は、図11のような構造をしてお
り、この図の例のようにパラメータを記憶しているとす
ると、例えば、参照画素がすべて白(=0)の場合はc
ontextは0となり、予測値=0、Sインデックス
=8が得られる。選択された予測値は予測変換器6で符
号化対象画素と比較され、当たっている場合はMPS
に、はずれた場合はLPSとする予測変換がされ、符号
化シンボル(Sym)が求められる。一方、求められた
Sインデックス(NSi)は、領域選択テーブル7から
Sインデックス値をインデックスとしてLPS領域Sが
選択される。図12に領域選択テーブルの例を示す。例
えばSインデックス(NSi)=2の場合、LPSの領
域Sは0.25を求めることができる。また領域選択テ
ーブル7はSインデックスが大きいほど、Sの値を小さ
くしている。領域選択テーブル7からの出力であるLP
S領域Sと予測変換されたシンボル(Sym)は、数直
線符号器8に入力され、上記算術演算を行い、符号語が
出力される。一方、予測変換されたシンボル(Sy
m)、予測値(Nps)、及びSインデックス(NS
i)は、予測値・Sインデックス更新器18に入力さ
れ、予測値・Sインデックスの更新処理が行われる。更
新すべきかどうかの判断は、シンボル(Sym)、Sイ
ンデックス(NSi)を基に行う。シンボルがMPSの
場合はまず図13に示すカウンタテーブルにおいて、S
インデックスのカウンタを1増加させる。次に、このカ
ウンタ値と図14に示すMPSカウントMAX値を規定
したROMテーブルのSインデックスにおけるMAX値
とを比較し、MAX値に達した場合(MPS遷移と呼
ぶ)、Sインデックスを更新する。達していない場合
は、Sインデックスは、更新されない。更新するSイン
デックスは、図15に示す、遷移ROMテーブルを参照
して、決定される。またMPS遷移が発生した場合は、
更新以前のSインデックス(NSi)におけるカウンタ
は0クリアされる。図15の例の場合の更新するSイン
デックスの値の求め方は、現在のSインデックスが1で
MPS遷移が発生した場合、更新するSインデックスは
3が求められる。これは、図12より、LPSの有効領
域幅Sを0.38から0.17とすることであり、MP
Sの想定出現確率を高くしていることになる。MPSと
は予想が当たったということを表わすシンボルであり、
MPSがたくさん発生したということは、出現確率が高
いと推定され、この状況を反映できていることになる。
逆にLPSが発生した場合は、Sインデックスの更新を
必ず行う。更新は、図15の遷移テーブルに示す通り、
Sインデックスを小さく、つまりLPSの有効領域幅S
を大きい値となるように更新する。また、更新以前のS
インデックス(NSi)におけるカウンタ値は0クリア
する。Sインデックスが0のときLPSが発生した場合
は、Sインデックスはそのままにし、予測値を入れ換え
る処理を行う。このようにして予測値・Sインデックス
更新器18から得られた、更新予測値(Cps)と更新
Sインデックス(CSi)は、予測値・Sインデックス
記憶テーブル17にcontext(Cnx)をインデ
ックスとして記憶され、再帰的に利用される。
【0010】画像の符号化は、以上の処理を繰り返すこ
とにより行われる。また符号化処理を終了する場合は、
符号化終了指示要求を数直線符号器8と終了コード発生
器15に送られ、数直線符号器8では、内部の符号レン
ジスタの内容を全て符号語として送出する(flush
処理と呼ぶ)処理が行われる。終了コード発生器15
は、数直線符号器8からのflush終了信号を受け取
ると終了符号を送出する。
とにより行われる。また符号化処理を終了する場合は、
符号化終了指示要求を数直線符号器8と終了コード発生
器15に送られ、数直線符号器8では、内部の符号レン
ジスタの内容を全て符号語として送出する(flush
処理と呼ぶ)処理が行われる。終了コード発生器15
は、数直線符号器8からのflush終了信号を受け取
ると終了符号を送出する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の符号化装置は、
以上のように予測に用いる参照画素の組、予測値・Sイ
ンデックス更新器をそれぞれ1種類しか持っていなかっ
た。文字画像と写真を中心とした中間調画像とは、画像
の特徴が著しく異なり、そのため参照画素、及び予測値
・Sインデックス更新器をどちらかの画像に適応したも
のを用いると、もう一方の画像に対しては、符号化効率
が下がってしまうという問題点があった。
以上のように予測に用いる参照画素の組、予測値・Sイ
ンデックス更新器をそれぞれ1種類しか持っていなかっ
た。文字画像と写真を中心とした中間調画像とは、画像
の特徴が著しく異なり、そのため参照画素、及び予測値
・Sインデックス更新器をどちらかの画像に適応したも
のを用いると、もう一方の画像に対しては、符号化効率
が下がってしまうという問題点があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の本発明は、画像デ
ータの符号化にあたり、出力画素系列から予め定めてお
いた数の参照画素を参照し、その参照画素の状態から符
号化対象画素の予測値と予測一致確率を求め、それを基
に符号化を行う符号化装置において、複数の参照画素か
らなる参照画素パターンを抽出する参照画素抽出器であ
って、それぞれ参照画素パターンが異なる複数個の参照
画素抽出器と、画像の特徴が異なったときに、特徴が変
化したことを監視・検出する監視器と、前記監視器によ
って検出された変化に応じて参照画素パターンを切り替
える選択器と、前記選択機による参照画素パターンの変
化を、復号側に通知する切り替えコード発生器と、を備
え、画像の特徴に応じて予測の基になる参照画素パター
ンを切り替えることを特徴とした符号化装置である。
ータの符号化にあたり、出力画素系列から予め定めてお
いた数の参照画素を参照し、その参照画素の状態から符
号化対象画素の予測値と予測一致確率を求め、それを基
に符号化を行う符号化装置において、複数の参照画素か
らなる参照画素パターンを抽出する参照画素抽出器であ
って、それぞれ参照画素パターンが異なる複数個の参照
画素抽出器と、画像の特徴が異なったときに、特徴が変
化したことを監視・検出する監視器と、前記監視器によ
って検出された変化に応じて参照画素パターンを切り替
える選択器と、前記選択機による参照画素パターンの変
化を、復号側に通知する切り替えコード発生器と、を備
え、画像の特徴に応じて予測の基になる参照画素パター
ンを切り替えることを特徴とした符号化装置である。
【0013】第2の本発明は、符号化対象画素より以前
に既に符号化されている画素を基に、予測値と予測一致
確率とを画像の特徴に適応させる適応器であって、適応
化処理が異なる複数個の適応器と、複数の画素からなる
画像データを監視し、符号化処理における適応化処理を
変化させる必要性を判断する監視器と、前記監視器が、
適応化処理を切り替える必要があると判断したときに、
適応器を切り替える切り替え器と、前記適応器を切り替
えたことを復号側に通知する切り替えコードを発生する
切り替えコード発生器と、を備え、符号化の適応処理を
画像の特徴に応じて切り替えることを特徴とした、上記
第1の本発明の符号化装置である。
に既に符号化されている画素を基に、予測値と予測一致
確率とを画像の特徴に適応させる適応器であって、適応
化処理が異なる複数個の適応器と、複数の画素からなる
画像データを監視し、符号化処理における適応化処理を
変化させる必要性を判断する監視器と、前記監視器が、
適応化処理を切り替える必要があると判断したときに、
適応器を切り替える切り替え器と、前記適応器を切り替
えたことを復号側に通知する切り替えコードを発生する
切り替えコード発生器と、を備え、符号化の適応処理を
画像の特徴に応じて切り替えることを特徴とした、上記
第1の本発明の符号化装置である。
【0014】
【実施例】この発明に係わる符号化装置は、予測をする
参照画素を複数個、予測値・Sインデックス更新器を複
数個と、それらを切り替える選択器を持ち、参照画素及
び予測値・Sインデックス更新器を切り替える場合に
は、算術符号化器のエスケープコードを利用し、それぞ
れを指定できるコードにより、適応化処理が切り替わっ
たことを受信側に通知する。
参照画素を複数個、予測値・Sインデックス更新器を複
数個と、それらを切り替える選択器を持ち、参照画素及
び予測値・Sインデックス更新器を切り替える場合に
は、算術符号化器のエスケープコードを利用し、それぞ
れを指定できるコードにより、適応化処理が切り替わっ
たことを受信側に通知する。
【0015】通常、算術符号化器では、符号化データ列
の終わりを示すため、符号化処理で発生される符号化デ
ータには現れないデータを決めている。これが、上記エ
スケープコードである。算術符号化器は、このエスケー
プコードを発生・作成できる構造となっている。例え
ば、バイトスタッフを行っている算術符号化器では、0
xFF01(以降、16進数表示は0xを付加し表示す
る)から0xFFFFまでの値が、エスケープコードと
している。また“Optimal hardware and software arit
hmetic coding procedures for the Q-coder”(IBM jou
rnal of Researchand Development Vol.32 No.6 Nov.
1988)に記述されているように、Q−coderと呼ば
れる算術符号器の場合では0xFF90から0xFFF
Fまでをエスケープコードとしている。
の終わりを示すため、符号化処理で発生される符号化デ
ータには現れないデータを決めている。これが、上記エ
スケープコードである。算術符号化器は、このエスケー
プコードを発生・作成できる構造となっている。例え
ば、バイトスタッフを行っている算術符号化器では、0
xFF01(以降、16進数表示は0xを付加し表示す
る)から0xFFFFまでの値が、エスケープコードと
している。また“Optimal hardware and software arit
hmetic coding procedures for the Q-coder”(IBM jou
rnal of Researchand Development Vol.32 No.6 Nov.
1988)に記述されているように、Q−coderと呼ば
れる算術符号器の場合では0xFF90から0xFFF
Fまでをエスケープコードとしている。
【0016】ここで述べているバイトスタッフとは、符
号系列においてバイト境界で0xffというパターンが
でた時には、次にバイト表示で0x00を挿入するもの
である。よって符号器から符号語としては、0xFF0
1から0xFFFFまでのコードは、出力されないわけ
である。
号系列においてバイト境界で0xffというパターンが
でた時には、次にバイト表示で0x00を挿入するもの
である。よって符号器から符号語としては、0xFF0
1から0xFFFFまでのコードは、出力されないわけ
である。
【0017】本発明による符号化装置においては、参照
画素、予測値・Sインデックス更新器を適宜切り替える
ことが、可能であるので、統計的性質が異なる画像が混
在するような原稿、あるいは文字原稿と写真等の中間調
原稿が複数枚混在している場合にも、効率のよい符号化
を行うことができる。
画素、予測値・Sインデックス更新器を適宜切り替える
ことが、可能であるので、統計的性質が異なる画像が混
在するような原稿、あるいは文字原稿と写真等の中間調
原稿が複数枚混在している場合にも、効率のよい符号化
を行うことができる。
【0018】本発明に関する一実施例の構成図が図1に
示されている。図1は、本発明による符号化装置の一実
施例である。同図において、1は第1の参照画素抽出器
(文字画像用)、2は第2の参照画素抽出器(中間調画
像用)、3は第1の予測値・Sインデックス記憶テーブ
ル、4は第2の予測値・Sインデックス記憶テーブル、
5は、予測値・Sインデックス選択器、6は予測変換
器、7は領域選択テーブル、8は数直線符号器、9は更
新器選択器、10は、第1の予測値・Sインデックス更
新器(文字画像用)、11は第2の予測値・Sインデッ
クス更新器(中間調画像用)、12は更新記憶テーブル
選択器、13は切り替え信号送出指示器、14は、切り
替えコード発生器、15は終了コード発生器である。
示されている。図1は、本発明による符号化装置の一実
施例である。同図において、1は第1の参照画素抽出器
(文字画像用)、2は第2の参照画素抽出器(中間調画
像用)、3は第1の予測値・Sインデックス記憶テーブ
ル、4は第2の予測値・Sインデックス記憶テーブル、
5は、予測値・Sインデックス選択器、6は予測変換
器、7は領域選択テーブル、8は数直線符号器、9は更
新器選択器、10は、第1の予測値・Sインデックス更
新器(文字画像用)、11は第2の予測値・Sインデッ
クス更新器(中間調画像用)、12は更新記憶テーブル
選択器、13は切り替え信号送出指示器、14は、切り
替えコード発生器、15は終了コード発生器である。
【0019】次に、図1を用いて動作について説明す
る。まず符号化に先立ち、参照画素抽出器1、2と第1
及び第2の予測値・Sインデックス更新器10、11を
選択するため、それぞれ参照画素選択信号、更新器選択
信号の指定を行う。例えば文字画像を符号化する場合は
参照画素選択信号は文字画像指定とする。これにより、
参照画素抽出器としては、第1の参照画素抽出器1(文
字画像用)を選択したことになる。また更新器選択信号
も文字画像指定とする。これにより予測値・Sインデッ
クス更新器としては第1の予測値・Sインデックス更新
器(文字画像用)が選択されたことになる。参照画素選
択信号は、予測値・Sインデックス選択器5及び更新記
憶テーブル選択器12に、更新器選択信号は、更新器選
択部9に送られる。また両信号は切り替え信号送出指示
器13へも送られる。次に、符号化開始信号が数直線符
号器8に送られ、符号化のための内部状態が初期化され
る。それと共に、同信号は、切り替え信号送出器13に
も送られ、上記で入力された第1(または第2)の参照
画素抽出器1(または2)及び更新器選択器の指定情報
とを切り替え要求信号と共に、切り替えコード発生器1
4に送られる。切り替えコード発生器14は、これから
送出する符号語列がどの参照画素抽出器(第1もしくは
第2の)、予測値・Sインデックス更新器(第1もしく
は第2の)が使用されるのかを示すためのコードを図2
に示すコードの中から選択し送出する。次に実際の画像
を符号化するための符号化対象画素を、第1の参照画素
抽出器1と第2の参照画素抽出器2に同時に送り、それ
ぞれ参照画素の画素値によるContextが作成され
る(Cnx1,Cnx2)。第1の参照画素抽出器1は
文字画像用であり、例えば図3に示すパターンとしてい
る。また第2の参照画素抽出器2は中間調画像用であ
り、例えば図4に示すパターンとしている。図4の例に
おいて画素0〜Qは、4×4の周期を持つ組織的ディザ
法における相関の強い画素であるので、これらを参照画
素に加えることにより、符号化における予測が的中する
確率を高めることが期待される。次にそれぞれの第1及
び第2の参照画素抽出器1、2で求められたconte
xtであるCnx1、Cnx2をインデックスとして、
それぞれ第1の予測値・Sインデックス記憶テーブル3
からは、第1の予測値(Nps1)、第1のインデック
ス(NSi1)、予測値・Sインデックス記憶テーブル
2からは第2の予測値(Nps2)、第2のインデック
ス(NSi2)を求める。それぞれ出力された予測値、
Sインデックスは、予測値・Sインデックス選択器5で
選択が行われる。選択は、前もって入力されていた参照
画素選択信号により選択が行われる。参照画素選択信号
が文字画像指定となっている場合は、Nps1、NSi
1が、中間調画像指定となっている場合は、Nps2、
NSi2が、それぞれ選択される。これにより、それぞ
れの画像に適した参照画素による予測値・Sインデック
ス(予測一致確率)が選択される。ここで選択された、
Sインデックス(NSi)は領域選択テーブル7からS
インデックス値をインデックスとしてLPS領域Sが選
択される。また選択された予測値(Nps)は予測変換
器6で符号化対象画素と比較され符号化シンボル(Sy
m)が得られる。LPS領域Sと符号化シンボル(Sy
m)は、数直線符号器8により、算術演算による符号化
処理が行われる。また符号化シンボル(Sym)、予測
値(Nps)及びSインデックス(Nsi)は、第1の
予測値・Sインデックス更新器10、第2の予測値・S
インデックス更新器11へそれぞれ送られ、更新処理が
行われる。どちらの更新器を用いるかは、前もって入力
されていた更新器選択信号により更新器選択器9が選択
する。ここで選択された更新器は、従来の更新器と同様
に、SインデックスMPSカウンタと、Sインデックス
MPSカウントMAX値を規定したROMテーブルと、
及びSインデックス更新遷移テーブルと、を持ち、更新
の必要性のチェック、及び必要があれば更新値の作成が
行われる。第1の予測値・Sインデックス更新器10は
文字画像用であり、文字画像の特徴に適応できるよう
に、更新器内のテーブル類は設定されている。ここで
は、説明の簡単化のため、Sインデックス更新遷移テー
ブルのみが従来の例と異なっている場合のみについて示
す。図5はその更新遷移テーブルの例を示しており、図
15に示す従来のテーブルに比べ、MPS遷移が発生し
たときSインデックスが、より大きくなるように設定さ
れている。これは、この更新器は文字画像用であり、文
字画像の場合、白い部分がかなりを占めており、予測が
的中しやすい、つまりMPSの出現確率は高い傾向にあ
る(LPSの出現確率は低い)。そこで、Sインデック
スを大きい方向、つまりLPSの出現確率に応じた領域
幅Sを小さくし、効率的に符号化をするように更新が行
われる。また予測値・Sインデックス更新器2は、中間
調画像用であり、従来と同様のテーブル構造を持ち、そ
れらは中間調画像の特徴に適応できるように設定されて
いる。ここでも説明の簡単化のためSインデックス更新
器のみが異なる場合のみについて説明する。図6にその
(本実施例の)Sインデックス更新遷移テーブルの例を
示す。この遷移テーブルは、従来の図15に示すテーブ
ルに比べ、MPS遷移が発生しても、Sインデックス
は、大きくなり難く設定されている。これは、中間調画
像は、文字画像に比べ、いろいろな画素値パターンが存
在し、予測は外れる方向、つまりMPSの出現確率が低
い(LPSの出現確率は高い)傾向となる。よってSイ
ンデックスがあまり大きくならないように設定されてい
る。
る。まず符号化に先立ち、参照画素抽出器1、2と第1
及び第2の予測値・Sインデックス更新器10、11を
選択するため、それぞれ参照画素選択信号、更新器選択
信号の指定を行う。例えば文字画像を符号化する場合は
参照画素選択信号は文字画像指定とする。これにより、
参照画素抽出器としては、第1の参照画素抽出器1(文
字画像用)を選択したことになる。また更新器選択信号
も文字画像指定とする。これにより予測値・Sインデッ
クス更新器としては第1の予測値・Sインデックス更新
器(文字画像用)が選択されたことになる。参照画素選
択信号は、予測値・Sインデックス選択器5及び更新記
憶テーブル選択器12に、更新器選択信号は、更新器選
択部9に送られる。また両信号は切り替え信号送出指示
器13へも送られる。次に、符号化開始信号が数直線符
号器8に送られ、符号化のための内部状態が初期化され
る。それと共に、同信号は、切り替え信号送出器13に
も送られ、上記で入力された第1(または第2)の参照
画素抽出器1(または2)及び更新器選択器の指定情報
とを切り替え要求信号と共に、切り替えコード発生器1
4に送られる。切り替えコード発生器14は、これから
送出する符号語列がどの参照画素抽出器(第1もしくは
第2の)、予測値・Sインデックス更新器(第1もしく
は第2の)が使用されるのかを示すためのコードを図2
に示すコードの中から選択し送出する。次に実際の画像
を符号化するための符号化対象画素を、第1の参照画素
抽出器1と第2の参照画素抽出器2に同時に送り、それ
ぞれ参照画素の画素値によるContextが作成され
る(Cnx1,Cnx2)。第1の参照画素抽出器1は
文字画像用であり、例えば図3に示すパターンとしてい
る。また第2の参照画素抽出器2は中間調画像用であ
り、例えば図4に示すパターンとしている。図4の例に
おいて画素0〜Qは、4×4の周期を持つ組織的ディザ
法における相関の強い画素であるので、これらを参照画
素に加えることにより、符号化における予測が的中する
確率を高めることが期待される。次にそれぞれの第1及
び第2の参照画素抽出器1、2で求められたconte
xtであるCnx1、Cnx2をインデックスとして、
それぞれ第1の予測値・Sインデックス記憶テーブル3
からは、第1の予測値(Nps1)、第1のインデック
ス(NSi1)、予測値・Sインデックス記憶テーブル
2からは第2の予測値(Nps2)、第2のインデック
ス(NSi2)を求める。それぞれ出力された予測値、
Sインデックスは、予測値・Sインデックス選択器5で
選択が行われる。選択は、前もって入力されていた参照
画素選択信号により選択が行われる。参照画素選択信号
が文字画像指定となっている場合は、Nps1、NSi
1が、中間調画像指定となっている場合は、Nps2、
NSi2が、それぞれ選択される。これにより、それぞ
れの画像に適した参照画素による予測値・Sインデック
ス(予測一致確率)が選択される。ここで選択された、
Sインデックス(NSi)は領域選択テーブル7からS
インデックス値をインデックスとしてLPS領域Sが選
択される。また選択された予測値(Nps)は予測変換
器6で符号化対象画素と比較され符号化シンボル(Sy
m)が得られる。LPS領域Sと符号化シンボル(Sy
m)は、数直線符号器8により、算術演算による符号化
処理が行われる。また符号化シンボル(Sym)、予測
値(Nps)及びSインデックス(Nsi)は、第1の
予測値・Sインデックス更新器10、第2の予測値・S
インデックス更新器11へそれぞれ送られ、更新処理が
行われる。どちらの更新器を用いるかは、前もって入力
されていた更新器選択信号により更新器選択器9が選択
する。ここで選択された更新器は、従来の更新器と同様
に、SインデックスMPSカウンタと、Sインデックス
MPSカウントMAX値を規定したROMテーブルと、
及びSインデックス更新遷移テーブルと、を持ち、更新
の必要性のチェック、及び必要があれば更新値の作成が
行われる。第1の予測値・Sインデックス更新器10は
文字画像用であり、文字画像の特徴に適応できるよう
に、更新器内のテーブル類は設定されている。ここで
は、説明の簡単化のため、Sインデックス更新遷移テー
ブルのみが従来の例と異なっている場合のみについて示
す。図5はその更新遷移テーブルの例を示しており、図
15に示す従来のテーブルに比べ、MPS遷移が発生し
たときSインデックスが、より大きくなるように設定さ
れている。これは、この更新器は文字画像用であり、文
字画像の場合、白い部分がかなりを占めており、予測が
的中しやすい、つまりMPSの出現確率は高い傾向にあ
る(LPSの出現確率は低い)。そこで、Sインデック
スを大きい方向、つまりLPSの出現確率に応じた領域
幅Sを小さくし、効率的に符号化をするように更新が行
われる。また予測値・Sインデックス更新器2は、中間
調画像用であり、従来と同様のテーブル構造を持ち、そ
れらは中間調画像の特徴に適応できるように設定されて
いる。ここでも説明の簡単化のためSインデックス更新
器のみが異なる場合のみについて説明する。図6にその
(本実施例の)Sインデックス更新遷移テーブルの例を
示す。この遷移テーブルは、従来の図15に示すテーブ
ルに比べ、MPS遷移が発生しても、Sインデックス
は、大きくなり難く設定されている。これは、中間調画
像は、文字画像に比べ、いろいろな画素値パターンが存
在し、予測は外れる方向、つまりMPSの出現確率が低
い(LPSの出現確率は高い)傾向となる。よってSイ
ンデックスがあまり大きくならないように設定されてい
る。
【0020】このようにして、選択された更新器が、更
新処理を行い、更新の必要があれば更新する予測値及び
Sインデックスを作成し、予測値・Sインデックス記憶
テーブルに書き込み・記憶する。2種類ある記憶テーブ
ルのどちらに書き込むかは、更新記憶テーブル選択器1
2により、前もって入力済みである参照画素選択信号を
基に選択される。これらの処理を繰り返し、入力画像の
符号化が行われる。また、符号化処理を終了する場合に
は、符号化終了指示要求を数直線符号器8と終了コード
発生器15に送り、数直線符号器8では、flush処
理が行われ、終了コード発生器15は、数直線符号器8
からのflush終了信号を受け取ると終了符号を送出
する。
新処理を行い、更新の必要があれば更新する予測値及び
Sインデックスを作成し、予測値・Sインデックス記憶
テーブルに書き込み・記憶する。2種類ある記憶テーブ
ルのどちらに書き込むかは、更新記憶テーブル選択器1
2により、前もって入力済みである参照画素選択信号を
基に選択される。これらの処理を繰り返し、入力画像の
符号化が行われる。また、符号化処理を終了する場合に
は、符号化終了指示要求を数直線符号器8と終了コード
発生器15に送り、数直線符号器8では、flush処
理が行われ、終了コード発生器15は、数直線符号器8
からのflush終了信号を受け取ると終了符号を送出
する。
【0021】画像の特徴が大きくは異ならない画像を符
号化する場合は、参照画素、予測値・Sインデックス更
新器は切り替えずに画素を入力し、符号化の処理が行わ
れる。
号化する場合は、参照画素、予測値・Sインデックス更
新器は切り替えずに画素を入力し、符号化の処理が行わ
れる。
【0022】次に図7に示すように特徴が大きく異なる
画像が混在した画像を符号化する場合について説明を行
う。まず最初に、参照画素選択信号を文字画像用に、更
新器選択信号も文字画像用にするように指示を行い、第
1の参照画素選択器1(文字画像用)、第1の予測値・
Sインデックス更新器10(文字画像用)、を選択し、
次に文字画像から中間調画像に切り替わったときには、
参照画素選択信号、更新器選択信号を中間調画像用に指
定をする。この選択信号の変化は、切り替え信号送出指
示器13が、常に監視しており、変化した場合は、入力
された(第2の)参照画素抽出器、及び更新器選択器9
の指定情報と切り替え要求信号は、切り替えコード発生
器14と数直線符号器8とに送られる。次にまず数直線
符号器8がflush処理を行い、それが終了したなら
ば、切り替えコード発生器14は、これから送出される
符号語がどの参照画素抽出器(つまり、第1か、もしく
は第2か)及びどの(第1または第2の)予測値・Sイ
ンデックス更新器(10または11)が使用されるの
か、を示すため、図2に示すコードの中から選択され、
送出される。これにより、図示されていない復号器側で
はこれから復号する場合にどの参照画素、抽出器を使用
すべきかを判断することができ、符号器側と同様の構造
を持つことにより、符号器側との同期をとることが可能
となる。図8には、図7に示す画像を符号化した場合の
符号データの例を示す。
画像が混在した画像を符号化する場合について説明を行
う。まず最初に、参照画素選択信号を文字画像用に、更
新器選択信号も文字画像用にするように指示を行い、第
1の参照画素選択器1(文字画像用)、第1の予測値・
Sインデックス更新器10(文字画像用)、を選択し、
次に文字画像から中間調画像に切り替わったときには、
参照画素選択信号、更新器選択信号を中間調画像用に指
定をする。この選択信号の変化は、切り替え信号送出指
示器13が、常に監視しており、変化した場合は、入力
された(第2の)参照画素抽出器、及び更新器選択器9
の指定情報と切り替え要求信号は、切り替えコード発生
器14と数直線符号器8とに送られる。次にまず数直線
符号器8がflush処理を行い、それが終了したなら
ば、切り替えコード発生器14は、これから送出される
符号語がどの参照画素抽出器(つまり、第1か、もしく
は第2か)及びどの(第1または第2の)予測値・Sイ
ンデックス更新器(10または11)が使用されるの
か、を示すため、図2に示すコードの中から選択され、
送出される。これにより、図示されていない復号器側で
はこれから復号する場合にどの参照画素、抽出器を使用
すべきかを判断することができ、符号器側と同様の構造
を持つことにより、符号器側との同期をとることが可能
となる。図8には、図7に示す画像を符号化した場合の
符号データの例を示す。
【0023】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、画像
の種類に応じて相関の強い参照画素の組を複数個持ち、
また、予測値・Sインデックスの画像の特徴に応じて適
応化する更新器を複数個持ち、それらを自由に切り替え
ることができるので、局所的に特徴の異なる各種の画像
に対して効率のよい符号化を行える効果がある。
の種類に応じて相関の強い参照画素の組を複数個持ち、
また、予測値・Sインデックスの画像の特徴に応じて適
応化する更新器を複数個持ち、それらを自由に切り替え
ることができるので、局所的に特徴の異なる各種の画像
に対して効率のよい符号化を行える効果がある。
【0024】これらの切り替えの判断を行うために、符
号化対象画素より以前の画素系列を用いて、適応的に行
い、本発明とは異なりエスケープコードを送信しない方
法も考えられるが、切り替えの指示には、遅れが生じて
しまう。
号化対象画素より以前の画素系列を用いて、適応的に行
い、本発明とは異なりエスケープコードを送信しない方
法も考えられるが、切り替えの指示には、遅れが生じて
しまう。
【0025】本発明によれば、これから符号化を行うた
めのパラメータをエスケープコードを使用することによ
り前もって送ることができるので、切り替えの指示に遅
れが生じなく、かつ符号化対象画素より後に発生される
画素の情報も使用することができ、切り替えの判断がよ
り適切かつ早く行うことができる。
めのパラメータをエスケープコードを使用することによ
り前もって送ることができるので、切り替えの指示に遅
れが生じなく、かつ符号化対象画素より後に発生される
画素の情報も使用することができ、切り替えの判断がよ
り適切かつ早く行うことができる。
【図1】本発明による符号化装置の一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図2】切り替えエスケープコードを示した図である。
【図3】参照画素(文字画像用)の例を示す図である。
【図4】参照画素(中間調画像用)の例を示す図であ
る。
る。
【図5】予測値・Sインデックス更新器1(文字画像
用)内に備えられている、Sインデックス更新遷移テー
ブルの例を示す図である。
用)内に備えられている、Sインデックス更新遷移テー
ブルの例を示す図である。
【図6】予測値・Sインデックス更新器2(中間調画像
用)内に備えられている、Sインデックス更新遷移テー
ブルの例を示す図である。
用)内に備えられている、Sインデックス更新遷移テー
ブルの例を示す図である。
【図7】文字画像と中間調画像の混在した原稿の例を示
す図である。
す図である。
【図8】図7の画像を本発明による符号化装置で符号化
した符号データ列を示した図である。
した符号データ列を示した図である。
【図9】従来の符号化装置のブロック図である。
【図10】参照画素の例を示す図である。
【図11】予測値・Sインデックス記憶テーブルの構造
を示す図である。
を示す図である。
【図12】領域選択テーブルの構造を示す図である。
【図13】予測値・Sインデックス更新器内に備えられ
ている、SインデックスMPSカウンタを示す図であ
る。
ている、SインデックスMPSカウンタを示す図であ
る。
【図14】予測値・Sインデックス更新器内に備えられ
ている、SインデックスMPSカウントMAX値を規定
したROMテーブルを示す図である。
ている、SインデックスMPSカウントMAX値を規定
したROMテーブルを示す図である。
【図15】予測値・Sインデックス更新器内に備えられ
ている、Sインデックス更新遷移テーブルを示す図であ
る。
ている、Sインデックス更新遷移テーブルを示す図であ
る。
1 第1の参照画素抽出器(文字用) 2 第2の参照画素抽出器(中間調画像用) 3 第1の予測値・Sインデックス記憶テーブル 4 第2の予測値・Sインデックス記憶テーブル 5 予測値・Sインデックス選択部 6 予測変換器 7 領域選択テーブル 8 数直線符号器 9 更新器選択器 10 第1の予測値・Sインデックス更新器(文字画像
用) 11 第2の予測値・Sインデックス更新器(中間調画
像用) 12 更新記憶テーブル選択器 13 切り替え信号送出指示器 15 切り替えコード発生器 15 終了コード発生器 16 参照画素抽出器 17 予測値・Sインデックス記憶テーブル 18 予測値・Sインデックス更新器
用) 11 第2の予測値・Sインデックス更新器(中間調画
像用) 12 更新記憶テーブル選択器 13 切り替え信号送出指示器 15 切り替えコード発生器 15 終了コード発生器 16 参照画素抽出器 17 予測値・Sインデックス記憶テーブル 18 予測値・Sインデックス更新器
Claims (2)
- 【請求項1】 画像データの符号化にあたり、出力画素
系列から予め定めておいた数の参照画素を参照し、その
参照画素の状態から符号化対象画素の予測値と予測一致
確率を求め、それを基に符号化を行う符号化装置におい
て、 複数の参照画素からなる参照画素パターンを抽出する参
照画素抽出器であって、それぞれ参照画素パターンが異
なる複数個の参照画素抽出器と、 画像の特徴が異なったときに、特徴が変化したことを監
視・検出する監視器と、 前記監視器によって検出された変化に応じて参照画素パ
ターンを切り替える選択器と、 前記選択機による参照画素パターンの変化を、復号側に
通知する切り替えコード発生器と、 を備え、画像の特徴に応じて予測の基になる参照画素パ
ターンを切り替えることを特徴とした符号化装置。 - 【請求項2】 符号化対象画素より以前に既に符号化さ
れている画素を基に、予測値と予測一致確率とを画像の
特徴に適応させる適応器であって、適応化処理が異なる
複数個の適応器と、 複数の画素からなる画像データを監視し、符号化処理に
おける適応化処理を変化させる必要性を判断する監視器
と、 前記監視器が、適応化処理を切り替える必要があると判
断したときに、適応器を切り替える切り替え器と、 前記適応器を切り替えたことを復号側に通知する切り替
えコードを発生する切り替えコード発生器と、 を備え、符号化の適応処理を画像の特徴に応じて切り替
えることを特徴とした特許請求の範囲第1項記載の符号
化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31003492A JP2954438B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31003492A JP2954438B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 符号化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06164940A true JPH06164940A (ja) | 1994-06-10 |
JP2954438B2 JP2954438B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=18000366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31003492A Expired - Fee Related JP2954438B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2954438B2 (ja) |
Cited By (10)
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---|---|---|---|---|
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US6188793B1 (en) | 1996-03-19 | 2001-02-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Encoding apparatus, decoding apparatus, encoding method and decoding method |
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WO2011049074A1 (ja) * | 2009-10-21 | 2011-04-28 | 株式会社日立製作所 | 画像符号化装置、及び画像復号装置 |
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JP2012178892A (ja) * | 2012-06-22 | 2012-09-13 | Sony Corp | 符号化装置、符号化方法及び記録媒体 |
JP2012200011A (ja) * | 2012-06-22 | 2012-10-18 | Sony Corp | 復号装置、復号方法及び記録媒体 |
JP2015144324A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-08-06 | 三菱電機株式会社 | 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化方法及び画像復号方法 |
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-
1992
- 1992-11-19 JP JP31003492A patent/JP2954438B2/ja not_active Expired - Fee Related
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