JPH0698310A - 画像符号化／復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像の部分的自己相似性を用いた符号化方式の
符号化効率をより高めた画像符号化装置を提供する。 【構成】入力画像信号を複数のブロックに分割するブロ
ック化回路１０２、ブロック毎に平均値を算出する平均
値算出回路１０３、１フレームの平均値の情報を参照し
て縮小変換により複数の変換画素パターンを作成する縮
小変換パターン作成回路１０６、変換画素パターンを分
類してこれより少ない数の縮退画素パターンを作成する
パターン分類回路１０８、縮退画素パターンに対して順
序付けを行う順序付け回路１０９、順序付けられた縮退
画素パターンのうち入力画像信号のブロックに対して最
も誤差の小さい縮退画素パターンを選択する最適パター
ン選択回路１１１および選択された縮退画素パターンの
パターン番号と平均値の情報を符号化出力として出力す
るマルチプレクサ１１２を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静止画像信号または動
画像信号のための画像符号化装置および該符号化装置に
より符号化された画像信号を復号化する画像復号化装置
に係り、特に画像の部分的自己相似性を利用した画像符
号化／復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーファクシミリや電子スチルカメラ
システム等の静止画像信号を伝送または蓄積するシステ
ム、並びにＴＶ電話、ＴＶ会議、ディジタルＶＴＲ、ビ
デオディスク等の動画像信号を伝送または蓄積するシス
テムにおいて、画像信号を高効能率に圧縮して符号化す
る画像符号化装置および該符号化装置により符号化され
た画像信号を復号化する画像復号化装置が求められてい
る。

【０００３】画像符号化装置としては種々の方式がある
が、最近提案されたものの一つに、自然画像の部分的自
己相似性を利用した符号化方式がある。部分的自己相似
性とは、図５に示すように画像の一部Ｘの画素パターン
に注目した場合、同じ画像内にこれと相似の画素パター
ンＹ、すなわちパターンが類似しスケールの異なる画素
パターンが存在するという性質である。この部分的自己
相似性を利用して符号化を行うことにより、効率的な圧
縮が可能となる。この符号化方式の詳細については、例
えば画像符号化シンポジウム（ＰＣＳＪ９１）６−１１
「フラクタルを利用した画像の符号化」で述べられてい
る。

【０００４】この符号化方式の概略について、図６およ
び図７を参照して説明する。図６は符号化対象画像、図
７は符号化アルゴリズムを示している。まず、符号化対
象画像を複数（Ｋ×Ｌ）のブロックＢkl（k=1,2,…、l=
1,2,…）に分割し、各ブロック毎に画素値の平均値γkl
を求め、この平均値を各画素の画素値から減じたものを
探索の目標画素パターンとする（Ｓ１）。

【０００５】一方、同じ符号化対象画像内のより大きな
ブロックＤkl（以下、大ブロックという）を選択する
（Ｓ２）。このとき、ブロックＢklに対する大ブロック
Ｄklの位置およびブロックサイズの情報としてそれぞれ
ベクトルαkl，βklを得る。次に、この大ブロックＤkl
の画像をブロックＢklと同一画素数となるようにサブサ
ンプリングして空間方向の縮小を行い（Ｓ３）、さらに
この縮小した画像の平均値を求め、この平均値を各画素
の画素値から差し引く（Ｓ４）。次いで、回転、左右反
転等の画素配列の変換（Ｓ５）、画素振幅方向の縮小、
加減等の画素値の変換（Ｓ６）を順次施すことにより、
変換画素パターンを作成する。Ｓ５では、９０°単位の
回転と左右反転の８通りの組み合わせの中から、一つの
パラメータεklを選ぶ。

【０００６】そして、この変換画素パターンとＳ１で得
られた目標画素パターンとの２乗誤差を計算することで
両パターンの類似性を調査し（Ｓ７）、この２乗誤差が
最小となるように、Ｓ６における縮小率（振幅スケーリ
ング）δklを決定する。δklの絶対値が１以上のときは
Ｓ５へ戻り、εklの８通り全てについて調査が終われば
Ｓ２へ戻る。

【０００７】さらに、上記の２乗誤差を所定の閾値Ｚと
比較して、閾値以上であればＳ５へ戻り、εklの８通り
全てについて調査が終わっていればＳ２へ戻る。２乗誤
差が閾値Ｚより小さくなれば、その時の各パラメータα
kl，βkl，γkl，δkl，εklの値が符号化出力として送
出される。全てのαkl，βkl，εklの組み合わせで２乗
誤差が閾値Ｚより小さくならなかった場合は、誤差が最
小であったパラメータを符号化出力として決定する。な
お、実際には各符号は量子化の後、可変長符号化されて
出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の符号化
方式においては、入力画像信号の各ブロックに対して、
αkl，βkl，γkl，δkl，εklという５つのパラメータ
を符号化出力として伝送している。この符号化操作は入
力ベクトルと、コードブックとして用意されている出力
ベクトルの集合を比較して入力ベクトルに対し最も誤差
の少ない出力ベクトルの符号語を伝送する「ベクトル量
子化」の考え方を上記の符号化方式に適用し、各パラメ
ータにより縮小変換して得られる変換画素パターンとし
て出現し得るもの全て（出力ベクトルに相当）に符号語
を割り当て、入力画像信号のブロック（入力ベクトルに
相当）との誤差が最も小さな変換画素パターンを表す符
号を伝送することと等価と考えられる。

【０００９】しかし、上記のパラメータの組を縮小変換
して得られる変換画素パターンは、実際には画素パター
ンの空間上で均等に分布していることはなく、類似した
変換画素パターンが集中して出現する状況になってい
る。このように一部に集中する変換画素パターンの全て
に対して符号語を割り当てる従来の符号化方式では、冗
長な符号構成を行っていることになり、この点で符号化
効率に改善の余地があると考えられる。

【００１０】一方、上述した従来の符号化方式を動画像
信号の符号化に適用する場合、(a)各フレームを静止画
像として扱って上記の符号化方式を適用する、(b) フレ
ーム間差分画像または動き補償フレーム間差分画像に上
記の符号化方式を適用する、という二つの手法が考えら
れる。しかし、(a) の手法では画像のフレーム間の相関
を利用しないため、符号化効率を十分に高めることがで
きない。(b) の手法では、フレーム間差分画像の部分的
自己相似性が元の入力動画像信号のそれより小さいた
め、十分な効果が得られないという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、画像の部分的自己相似性
を利用した符号化方式において、符号化効率をより向上
させることができる画像符号化／復号化装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は縮小変換によって得られる全ての変換画素
パターンを所定の規則で分類することで、パターンの数
を減らして縮退画素パターンを作成し、さらに順序付け
を行うことによって、画素空間において画像パターンが
均等に分布し適切に符号が割り当てられるようにするこ
とで、符号化効率を向上させることを骨子とする。

【００１３】すなわち、本発明に係る画像符号化装置
は、フレーム単位で入力される入力画像信号を複数のブ
ロックに分割するブロック分割手段と、このブロック分
割手段により分割されたブロック毎に前記入力画像信号
の画素値の平均値を算出する平均値算出手段と、この平
均値算出手段により算出された平均値の情報をフレーム
単位で蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段に蓄積された
平均値の情報を参照して縮小変換により複数の変換画素
パターンを作成するパターン作成手段と、このパターン
作成手段により作成された複数の変換画素パターンを分
類して該変換画素パターンより少ない数に縮退させた複
数の縮退画素パターンを作成するパターン分類手段と、
このパターン分類手段により作成された複数の縮退画素
パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
る順序付け手段と、この順序付け手段により順序付けら
れた複数の縮退画素パターンのうち前記入力画像信号の
前記ブロック分割手段により分割されたブロックに対し
て最も誤差の小さい縮退画素パターンを選択するパター
ン選択手段と、このパターン選択手段により選択された
縮退画素パターンのパターン番号と前記平均値算出手段
により算出された平均値の情報を符号化出力として出力
する手段とを備えることを特徴とする。

【００１４】一方、この画像符号化装置に対応する画像
復号化装置は、縮小変換によって得られる全ての変換画
素パターンを画像符号化装置と同じ規則で分類して順序
付けを行って、画像符号化装置から送られてきたパター
ン番号に対応した縮退画素パターンを選択することで復
号化を行う。

【００１５】すなわち、この画像復号化装置は画像符号
化装置から伝送されてきた符号化出力中の平均値の情報
をフレーム単位で蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段に
蓄積された平均値の情報を参照して縮小変換により複数
の変換画素パターンを作成するパターン作成手段と、こ
のパターン作成手段により作成された複数の変換画素パ
ターンを分類して該変換画素パターンより少ない数に縮
退させた複数の縮退画素パターンを作成するパターン分
類手段と、このパターン分類手段により作成された複数
の縮退画素パターンに対して順序付けを行いパターン番
号を付与する順序付け手段と、この順序付け手段により
順序付けられた複数の縮退画素パターンのうち前記符号
化出力中のパターン番号に対応した縮退画素パターンを
選択して復号化出力を得るパターン選択手段とを備える
ことを特徴とする。

【００１６】また、本発明は動画像符号化において符号
化効率を向上させる有効な技術である動き補償フレーム
間予測に組み合わせる場合、動き補償フレーム間予測信
号を用いて変換画素パターンの種類を減らし順序付けを
行った後、複数個の縮退画素パターンのうち入力動画像
信号に最も近いものを選択してそのパターン番号を伝送
することを骨子とする。

【００１７】すなわち、この画像符号化装置はフレーム
単位で入力される入力動画像信号を複数のブロックに分
割するブロック分割手段と、このブロック分割手段によ
り分割されたブロックと前フレームの局部復号信号とを
比較して動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段
と、この動きベクトル検出手段により検出された動きベ
クトルにより指示される前フレームの局部復号信号を選
び出して動き補償フレーム間予測信号を作成する動き補
償フレーム間予測手段と、前記前フレームの局部復号信
号に対して縮小変換を行って複数の変換画素パターンを
作成するパターン作成手段と、このパターン作成手段に
より作成された複数の変換画素パターンを前記動き補償
フレーム間予測信号と比較して、該変換画素パターンよ
り少ない数に縮退させた複数の縮退画素パターンを選択
するパターン選択手段と、この手段により選択された複
数の縮退画素パターンに対して順序付けを行いパターン
番号を付与する順序付け手段と、この順序付け手段によ
り順序付けられた複数の縮退画素パターンのうち前記入
力画像信号の前記ブロック分割手段により分割されたブ
ロックに対して最も誤差の小さい縮退画素パターンを選
択するパターン選択手段と、このパターン選択手段によ
り選択された縮退画素パターンのパターン番号と前記動
きベクトル検出手段により検出された動きベクトルの情
報を符号化出力として出力する手段とを備えたことを特
徴とする。

【００１８】一方、この画像符号化装置に対応する復号
化装置は、画像符号化装置から伝送されてきた符号化出
力中の動きベクトルに基づき前フレームの復号信号より
動き補償フレーム間予測信号を作成する動き補償フレー
ム間予測手段と、前記前フレームの復号信号に対して縮
小変換を行って複数の変換画素パターンを作成するパタ
ーン作成手段と、このパターン作成手段により作成され
た複数の変換画素パターンを前記動き補償フレーム間予
測信号と比較して、該変換画素パターンより少ない数に
縮退させた複数の縮退画素パターンを選択するパターン
選択手段と、

【００１９】この手段により選択された複数の縮退画素
パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
る順序付け手段と、この順序付け手段により順序付けら
れた複数の縮退画素パターンのうち前記符号化出力中の
前記パターン番号に対応した縮退画素パターンを選択し
て復号化出力を得るパターン選択手段とを備えることを
特徴とする。

【００２０】

【作用】このように本発明では、縮小変換によって得ら
れる変換画素パターンを分類し数を減らして縮退画素パ
ターンとし、これらの縮退画素パターンに符号を割り当
てることにより、出現し得る全ての変換画素パターンに
符号を割り当てる従来の符号化方式に比較して、画素パ
ターン（縮退画素パターンのパターン番号）に割り当て
る符号の符号長を短くでき、効率の高い符号化／復号化
が行われる。

【００２１】また、画像の自己相似性を利用した符号化
方式に、動き補償フレーム間予測符号化方式を組み合わ
せる場合においても、動き補償フレーム間予測信号を利
用して変換画素パターンの分類を行うことにより、符号
化効率の高い符号化／復号化が可能となる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施例に係る画像
符号化装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１
の画像符号化装置に対応する画像復号化装置の構成を示
すブロック図である。

【００２４】図１に示す画像符号化装置は、フレームメ
モリ１０１、ブロック化回路１０２、平均値算出回路１
０３、圧縮処理回路１０４、フレームメモリ１０５、縮
小変換パターン作成回路１０６、第１のパターンメモリ
１０７、パターン分類回路１０８、順序付け回路１０
９、第２のパターンメモリ１１０、最適パターン選択回
路１１１およびマルチプレクサ１１２からなる。

【００２５】図１において、フレーム単位で入力される
入力画像信号は、まずフレームメモリ１０１に蓄えられ
た後、ブロック化回路１０２により符号化の単位である
複数のブロックに分割される。符号化に際しては、ブロ
ック化回路１０２で分割された各ブロックの画像信号の
各ブロック毎の画素値の平均値（以下、ブロック内平均
値という）が１フレーム先に伝送される。すなわち、平
均値算出回路１０３で１フレームの入力画像信号につい
てブロック内平均値が算出され、さらに圧縮処理回路１
０４によりＤＰＣＭ（差分ＰＣＭ）などの圧縮処理が行
われた後、マルチプレクサ１１２を経て、伝送路または
記録媒体へ伝送される。

【００２６】平均値算出回路１０３により算出されたブ
ロック内平均値は、フレームメモリ１０５にも入力さ
れ、フレーム内での配置の通りに蓄えられる。このフレ
ームメモリ１０５に１フレーム分のブロック内平均値の
データが蓄えられた後、該フレームメモリ１０５の内容
を参照して縮小変換パターン作成回路１０６で縮小変換
が行われることにより、変換画素パターンとして可能な
もの全てが作成され、第１のパターンメモリ１０７に書
き込まれる。

【００２７】ここで、縮小変換とは図５に示すように符
号化対象ブロックＹよりも大きい画像の一部Ｘを縮小、
回転を含む変換によって、Ｙと同じ大きさのブロックに
変換する処理であり、そのアルゴリズムは図７で説明し
た通りである。すなわち、縮小変換パターン作成回路１
０６では、図７に示した符号化アルゴリズムを実行す
る。但し、本実施例では図７のＳ１における平均値γkl
の計算は平均値算出回路１０３で行うので、縮小変換パ
ターン作成回路１０６は残りのＳ２〜Ｓ７の処理を行う
ことになる。

【００２８】前述した文献では、この縮小変換に伴って
図７に示すように生成される５つのパラメータ（ブロッ
ク位置αkl、ブロックサイズβkl、平均値γkl、振幅ス
ケーリングδkl、回転εkl）を伝送するが、本実施例の
方式では平均値γklについては前述のように平均値算出
回路１０３で計算され予め伝送されているので、改めて
送る必要はない。パターンメモリ１０７には、これらの
パラメータの組により規定される全ての変換画素パター
ンが蓄えられる。

【００２９】こうしてパターンメモリ１０７に蓄えられ
た複数の変換画素パターンは、パターン分類回路１０８
に入力されて幾つかに分類される。すなわち、パターン
メモリ１０７に蓄えられた全ての変換画素パターンを比
較してみると、類似したパターンが複数個ずつ存在して
いることが多い。パターン分類回路１０８では、このよ
うな類似した複数個の変換画素パターンを共通の１つの
パターンに縮退させる処理を行う。すなわち、この処理
によって実際に使用する変換画素パターンの数は、パタ
ーンメモリ１０７に蓄えられた元の変換画素パターンよ
り大幅に少ない数の画素パターンに縮退される。この縮
退後の変換画素パターンを縮退画素パターンという。

【００３０】次に、こうして得られた複数の縮退画素パ
ターンは、順序付け回路１０９に入力され、ここで復号
化装置側においても同じ対応付けが行われるように順序
付けが行われた後、第２のパターンメモリ１１０に書き
込まれる。順序付けの方法としては、例えばブロック内
のベクトル成分のうちの（１，１）成分の大きさの順
（（１，１）成分が同じ値の場合は、さらに（１，２）
成分…、以下同様）を使うなど、符号化装置と復号化装
置とで同じ規則により同じ順序付けが行えるものを採用
すればよい。

【００３１】パターンメモリ１１０に書き込まれた縮退
画素パターンは最適パターン選択回路１１１に入力さ
れ、ここでブロック化回路１０２からの入力画像信号の
ブロックの画素パターンから平均値を差し引いたものと
比較されることにより、入力画像信号のブロックに対し
て最も誤差の少ない縮退画素パターンが選択される。そ
して、この最適パターン選択回路１１１からは選択した
縮退画素パターンのパターン番号の情報が出力され、マ
ルチプレクサ１１２を経て伝送路または記録媒体へ伝送
される。

【００３２】次に、図２に示す画像復号化装置について
説明する。この画像復号化装置は、デマルチプレクサ２
０１、フレームメモリ２０２、縮小変換パターン作成回
路２０３、第１のパターンメモリ２０４、パターン分類
回路２０５、順序付け回路２０６、第２のパターンメモ
リ２０７、パターン選択回路２０８およびフレームメモ
リ２０９からなる。

【００３３】図１の画像符号化装置から伝送路または記
録媒体を介して伝送されてきた信号はデマルチプレクサ
２０１に入力され、ブロック内平均値とパターン番号の
情報が分離される。分離されたブロック内平均値の情報
は、フレームメモリ２０２に蓄えられ、フレームメモリ
２０２内に平均値の１フレーム画像が形成される。

【００３４】フレームメモリ２０２から第２のパターン
メモリ２０７までの経路、つまりフレームメモリ２０２
→縮小変換パターン作成回路２０３→第１のパターンメ
モリ２０４→パターン分類回路２０５→順序付け回路２
０６→第２のパターンメモリ２０７の動作は、図１の画
像符号化装置におけるフレームメモリ１０５→縮小変換
パターン作成回路１０６→第１のパターンメモリ１０７
→パターン分類回路１０８→順序付け回路１０９→第２
のパターンメモリ１１０の動作と全く同様である。この
結果、第２のパターンメモリ２０７には図１における第
２のパターンメモリ１０８の内容と全く同じ縮退画素パ
ターンが全く同じ順序で蓄えられる。

【００３５】そして、第２のパターンメモリ２０７の内
容を参照しながら、デマルチプレクサ２０１から送られ
てきたパターン番号と縮退画素パターンとを対応付ける
処理がパターン選択回路２０８で行われる。これにその
ブロックの平均値が加算されることにより、各ブロック
の画素パターンが復号形成される。この画素パターンは
フレームメモリ２０９に順次書き込まれ、該フレームメ
モリ２０９内に１フレームの画像信号データとして復元
される。以上が図１の画像符号化装置と図２の復号化装
置を通した全体の処理の流れである。

【００３６】なお、図２の画像復号化装置ではパターン
選択回路２０８において画像符号化装置からのパターン
番号を画素パターンに置き換えることで復号化を行うよ
うにしたが、他の復号化方法として該パターン番号で示
される画素パターンに対応したパラメータを用い、前記
文献に示した方法により反復変換を行って復号化を行っ
てもよい。すなわち、例えば前記５個のパラメータαk
l，βkl，γkl，δkl，εklのうちのαkl，βklで指定
される大ブロックの画像信号からサブサンプリングして
平均値分離を行った後、εklに基づく画素配列変換、δ
klに基づく画素値変換を順次行い、最後にブロック内平
均値γklを加算してブロックＢklの画素パターンを復号
化する。

【００３７】また、第１の実施例を動画像信号の符号化
／復号化に適用する場合には、パターンメモリの更新を
フレーム毎に行うのではなく、複数フレーム毎に定期的
に行って、その複数フレームの期間はパターンメモリの
同じ内容を使うようにしてもよい。このようにすれば、
変換画素パターン作成→分類（縮退）→順序付けに要す
る演算の負荷を減らすことができ、ハードウェア量を削
減できる。

【００３８】パターン分類回路１０８，２０５での変換
画素パターンの分類の方法は、種々考えられる。例え
ば、パターンメモリ１０７に蓄えられた全ての変換画素
パターンを、ベクトル量子化において使用されるコード
ブックの作成アルゴリズム（例えばＬＢＧアルゴリズ
ム）などでクラスタリングする方法が考えられる。

【００３９】また、準最適な方法として、ブロックの各
要素が粗くスカラ量子化されたような初期クラスタリン
グを用意しておき、各クラスタに属する要素の数の多い
順に有限個のパターンを選択する方法も考えられる。後
者の方法によれば、クラスタリングは入力画像信号のブ
ロック毎に逐次行うことができ、第１のパターンメモリ
１０７，２０４は省くことができる。この場合、最終的
なパターンの出力は例えば各クラスタの重心とすればよ
い。

【００４０】次に、本発明を動画像符号化／復号化に適
用した第２の実施例を説明する。図３は同実施例におけ
る画像符号化装置の送信側の構成を示すブロック図であ
り、また図４は図３の画像符号化装置に対応した画像復
号化装置の構成を示すブロック図である。本実施例は第
１の実施例と異なり、動き補償フレーム間予測を行って
おり、動画像のみに適用される。なお、動き補償フレー
ム間予測については、例えば「ＴＶ画像の多次元信号処
理」吹抜敬彦著（日刊工業新聞社、昭和６３年１１月５
日発行）の第６章、第７章等、種々の文献に記載されて
いる。

【００４１】図３において、フレーム単位で入力される
入力動画像信号は、まずブロック化回路３０１により複
数のブロックに分割される。分割された各ブロックの画
像信号は二分岐され、一方は動きベクトル検出回路３０
２に入力される。動きベクトル検出回路３０２は、フレ
ームメモリ３０３に蓄積された前フレームの局部復号信
号と入力画像信号の各ブロックとを比較して、最も小さ
い予測誤差を与える動き量を計算で求め、それを最適な
動きベクトルとして検出するものである。検出された動
きベクトルは可変長符号化回路３１０で符号化され、マ
ルチプレクサ３１１を経て伝送路または記録媒体へ伝送
される。

【００４２】また、検出された動きベクトルはフレーム
メモリ３０３にアドレスの一部として与えられ、動き補
償（ＭＣ）フレーム間予測信号の生成に使用される。一
方、これとは別にフレームメモリ３０３に蓄積された前
フレームの局部復号信号より、縮小変換パターン作成回
路３０４において図７に示したアルゴリズムに従う縮小
変換によって全ての変換画素パターンが作成され、第１
のパターンメモリ３０５に蓄えられる。なお、本実施例
における縮小変換パターン作成回路３０４は、第１の実
施例と異なり、図７のＳ１の平均値γklの計算処理も行
ってもよい。

【００４３】フレームメモリ３０３から入力動画像信号
のブロック毎に生成されるＭＣフレーム間予測信号が出
力されると、パターン選択回路３０６においてパターン
メモリ３０５に蓄積された画素パターンと該ＭＣフレー
ム間予測信号とが比較され、誤差の少ないものから順に
予め定められた複数個の画素パターンが縮退画素パター
ンとして選択され、これらの縮退画素パターンが順序付
け回路３０７により誤差の少ないものから順に順序付け
られて第２のパターンメモリ３０８に蓄えられる。順序
付けは第１の実施例と同じ理由より必要であるが、ここ
ではＭＣフレーム間予測信号との誤差の小さい順にして
いる。

【００４４】次に、最適パターン選択回路３０９で入力
動画像信号のブロックとパターンメモリ３０８に蓄えら
れた縮退画素パターンとの比較が行われ、最も誤差の少
ない画素パターンが選択される。そして、この最適パタ
ーン選択回路３０９から選択した縮退画素パターンのパ
ターン番号の情報が出力され、マルチプレクサ３１１を
経て伝送路または記録媒体へ伝送される。

【００４５】なお、縮退画素パターンはＭＣフレーム間
予測信号との誤差の小さい順に順序付けられているの
で、パターン番号の情報は若い番号ほど短い符号が割り
当てられた可変長符号化を行って伝送されることが望ま
しい。最適パターン選択回路３０９で選択された縮退画
素パターンはフレームメモリ３０３にも送られ、局部復
号信号の情報が更新される。

【００４６】一方、図４に示す画像復号化装置では、図
３の画像符号化装置から伝送路または記録媒体を介して
伝送されてきた信号から、デマルチプレクサ４０１によ
り動きベクトルとパターン番号の情報が分離される。動
きベクトルの情報は、画像符号化装置と同様にＭＣフレ
ーム間予測信号を作るために、フレームメモリ４０３に
おいてアドレスの一部として使用される。

【００４７】フレームメモリ４０３→縮小変換パターン
作成回路４０４→第１のパターンメモリ４０５→パター
ン選択回路４０６→順序付け回路４０７→第２のパター
ンメモリ４０８までの動作は、図３における画像符号化
装置におけるフレームメモリ３０３→縮小変換パターン
作成回路３０４→第１のパターンメモリ３０５→パター
ン選択回路３０６→順序付け回路３０７→第２のパター
ンメモリ３０８までの動作と全く同じである。この結
果、第２のパターンメモリ４０８には、図３における第
２のパターンメモリ３０８の内容と全く同じ縮退画素パ
ターンが同じ順序で蓄えられる。

【００４８】そして、パターン選択回路４０９では第２
のパターンメモリ４０８の内容を参照して、デマルチプ
レクサ２０１から送られてきたパターン番号と縮退画素
パターンを対応付けることにより、復号画像信号を形成
する。この復号画像信号はフレームメモリ４０２にも送
られ、新たな復号画像信号として更新される。

【００４９】この第２の実施例においても、第１の実施
例で述べたようにパターンメモリでの更新はフレーム毎
に行う必要はなく、複数フレーム周期で定期的に行うこ
とによって演算量、ハードウェア量を低減することもで
きる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば画
像の部分的自己相似性を利用した符号化方式において、
縮小変換によって得られる変換画素パターンを符号化装
置および復号化装置で同じ規則により分類してパターン
数を大幅に減らした縮退画素パターンを作成し、それら
の縮退画素パターンに符号を割り当てて伝送することに
より、従来より符号化効率の高い画像符号化／復号化装
置を提供することができる。

【００５１】また、本発明によれば動き補償フレーム間
予測を用いた動画像符号化と組み合わせた場合、動き補
償フレーム間予測信号を利用して変換画素パターンの分
類を行い、同様に縮退画素パターンを作成して符号を割
り当てることで、動画像信号の符号化効率をさらに高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像符号化装置の
構成を示すブロック図

【図２】同実施例に係る画像復号化装置の構成を示すブ
ロック図

【図３】本発明の第２の実施例に係る動画像符号化装置
の構成を示すブロック図

【図４】同実施例に係る動画像復号化装置の構成を示す
ブロック図

【図５】画像の部分的自己相似性を説明するための図

【図６】画像の部分的自己相似性を利用した符号化方式
における符号化対象画像のブロック分割の様子を示す図

【図７】同符号化方式の符号化アルゴリズムを示す図

【符号の説明】

１０１…フレームメモリ １０２…ブロック
化回路 １０３…平均値算出回路 １０４…圧縮処理
回路 １０５…フレームメモリ １０６…縮小変換
パターン作成回路 １０７…パターンメモリ １０８…パターン
分類回路 １０９…順序付け回路 １１０…パターン
メモリ １１１…最適パターン選択回路 １１２…マルチプ
レクサ ２０１…デマルチプレクサ ２０２…フレーム
メモリ ２０３…縮小変換パターン作成回路 ２０４…パターン
メモリ ２０５…パターン分類回路 ２０６…順序付け
回路 ２０７…パターンメモリ ２０８…パターン
選択回路 ２０９…フレームメモリ ３０１…ブロック
化回路 ３０２…動きベクトル検出回路 ３０３…フレーム
メモリ ３０４…縮小変換パターン作成回路 ３０５…パターン
メモリ ３０６…パターン選択回路 ３０７…順序付け
回路 ３０８…パターンメモリ ３０９…最適パタ
ーン選択回路 ３１０…可変長符号化回路 ３１１…マルチプ
レクサ ４０１…デマルチプレクサ ４０２…可変長復
号化回路 ４０３…フレームメモリ ４０４…縮小変換
パターン作成回路 ４０５…パターンメモリ ４０６…パターン
分類回路 ４０７…順序付け回路 ４０８…パターン
メモリ ４０９…パターン選択回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム単位で入力される入力画像信号を
   複数のブロックに分割するブロック分割手段と、 このブロック分割手段により分割されたブロック毎に前
   記入力画像信号の画素値の平均値を算出する平均値算出
   手段と、 この平均値算出手段により算出された平均値の情報をフ
   レーム単位で蓄積する蓄積手段と、 この蓄積手段に蓄積された平均値の情報を参照して縮小
   変換により複数の変換画素パターンを作成するパターン
   作成手段と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
   パターンを分類して該変換画素パターンより少ない数に
   縮退させた複数の縮退画素パターンを作成するパターン
   分類手段と、 このパターン分類手段により作成された複数の縮退画素
   パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
   る順序付け手段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
   パターンのうち前記入力画像信号の前記ブロック分割手
   段により分割されたブロックに対して最も誤差の小さい
   縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 このパターン選択手段により選択された縮退画素パター
   ンのパターン番号と前記平均値算出手段により算出され
   た平均値の情報を符号化出力として出力する手段とを備
   えることを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像符号化装置から伝送さ
   れてきた符号化出力中の平均値の情報をフレーム単位で
   蓄積する蓄積手段と、 この蓄積手段に蓄積された平均値の情報を参照して縮小
   変換により複数の変換画素パターンを作成するパターン
   作成手段と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
   パターンを分類して該変換画素パターンより少ない数に
   縮退させた複数の縮退画素パターンを作成するパターン
   分類手段と、 このパターン分類手段により作成された複数の縮退画素
   パターンに対して順序付けを行いパターン番号を付与す
   る順序付け手段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
   パターンのうち前記符号化出力中のパターン番号に対応
   した縮退画素パターンを選択して復号化出力を得るパタ
   ーン選択手段とを備えることを特徴とする画像復号化装
   置。
3. 【請求項３】フレーム単位で入力される入力動画像信号
   を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、 このブロック分割手段により分割されたブロックと前フ
   レームの局部復号信号とを比較して動きベクトルを検出
   する動きベクトル検出手段と、 この動きベクトル検出手段により検出された動きベクト
   ルにより指示される前フレームの局部復号信号を選び出
   して動き補償フレーム間予測信号を作成する動き補償フ
   レーム間予測手段と、 前記前フレームの局部復号信号に対して縮小変換を行っ
   て複数の変換画素パターンを作成するパターン作成手段
   と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
   パターンを前記動き補償フレーム間予測信号と比較し
   て、該変換画素パターンより少ない数に縮退させた複数
   の縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 この手段により選択された複数の縮退画素パターンに対
   して順序付けを行いパターン番号を付与する順序付け手
   段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
   パターンのうち前記入力画像信号の前記ブロック分割手
   段により分割されたブロックに対して最も誤差の小さい
   縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 このパターン選択手段により選択された縮退画素パター
   ンのパターン番号と前記動きベクトル検出手段により検
   出された動きベクトルの情報を符号化出力として出力す
   る手段とを備えたことを特徴とする画像符号化装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の画像符号化装置から伝送さ
   れてきた符号化出力中の動きベクトルに基づき前フレー
   ムの復号信号より動き補償フレーム間予測信号を作成す
   る動き補償フレーム間予測手段と、 前記前フレームの復号信号に対して縮小変換を行って複
   数の変換画素パターンを作成するパターン作成手段と、 このパターン作成手段により作成された複数の変換画素
   パターンを前記動き補償フレーム間予測信号と比較し
   て、該変換画素パターンより少ない数に縮退させた複数
   の縮退画素パターンを選択するパターン選択手段と、 この手段により選択された複数の縮退画素パターンに対
   して順序付けを行いパターン番号を付与する順序付け手
   段と、 この順序付け手段により順序付けられた複数の縮退画素
   パターンのうち前記符号化出力中の前記パターン番号に
   対応した縮退画素パターンを選択して復号化出力を得る
   パターン選択手段とを備えることを特徴とする画像復号
   化装置。