JPS61161578A - 変換による連続画像の適応型符号化及び復号方法及び装置 - 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】 発明の背景 本発明は、変換を用いた連続画像又は映像の適応型符号
化及び復号方法並びに該方法の実施装置に係る。かかる
方法の目的は、ビデオ像をディジタル化するときに、伝
送又は記憶すべき情報量を減縮することである。

余弦変換、７−リエ変換、アダマール変換、ノ１−ル変
換（Ｈａａｒ　）又はカルーネンーローブ変換（Ｋａｒ
ｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ　）の如き二次元変換によッて
ビデオ像の符号化及び復号を行なうことは公知である。

符号化に於いては、各画像を複数の方形ブロックに分割
し、各ブロックを変換処理して所謂ブロックの変換係数
値の行列を算出し、これらの係数を符号化された形態で
伝送する。復号に於いては、係数を復号し、次にブロッ
クの変換係数の行列を逆変換処理して該ブロックの各点
を示すディジタル値を復元する。実用化されている変換
は高速アルゴリズムが可能なもの、例えばフーリエ変換
、アダマール変換、バール変換及び余弦変換である０ 電気電子学会（ＩＥＢＥ）の論文「トランザクシ目ンズ
・オン・コミュニケーションズ（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏ
ｍｓｏｎＯｏｎｙｎｕｎｉｃａｔＩｏｎｓ　）　Ｊ　、
　　ｖｏｗ、　ＯＯＭ、　３２　、　／％３゜１９８４
年３月、に記載された適応型符号化方法では、多量のエ
ネルギを含む係数のブロックが、少量のエネルギを含む
ブロックよりも多数の量子化レベルト多数のコードピッ
トで量子化されるように変換係数が適応的に量子化され
る。画像又は映像は、１６Ｘ１６個のブロックに分割さ
れる。

各ブロックの複数の点を示すディジタル値が余弦変換に
工って変換され、変換にエリ得られた変換係数がしきい
値と比較される。このしきい値より高い係数は、伝送レ
ート調整デバイスから与えられたパラメータの乗算によ
って正規化される。

前記の如く正規化された係数は次に量子化され〜ハフマ
ン（Ｈｕｆｆｍａｎ）符号に工って符号化され、伝送レ
ート調整用バックアメモリに記憶される。このバッファ
メモリは伝送すべき情報を可変クロックサイクルで記憶
する。このクロックサイクルは画像の瞬間時エネルギに
依存しておシ、これらの情報を一定のシートで復元する
。このバッファメモリの充填度と入力でのレートとがモ
ニタされ、これにＬυ正規化パラメータの値が決定され
る。

変換後の情報は一定のレートでバックアメモリに到着し
、該バッフアメそりは該情報を可変レートでハフマン復
号器に復元する。次に、符号化処理での正規化パラメー
タの逆数をパラメータとして用い、変換係数を正規化す
る。この逆数パラメータは、バックアメモリの充填度を
モニタするレート調整デバイスによって算出される。次
に、変換係数を符号化処理でのしきい値に加算し、余弦
変換の逆変換に工って変換して、各ブロックの複数の点
を示すディジタル値を復元する。

画像が動きの多い場面を示す場合には、公知の別の方法
に比較して再生画像の品質が極めて高い。

しかし乍ら、画像が動きの少ない場面、又は完全に静止
した場面を示すときには像質が極度に低下する。後者の
場合、２つの欠点が生じる。第１には、高周波及び中周
波の空間周波数の炉液が生じてしきい値ニジ低い値をも
つ低エネルギの係数が除去される。第２に、画像の単調
ゾーンでは、眼が小さい輝度差に敏感なので該ゾーンで
ブロック間の境界線が見えてしまう。

本発明の目的は、画像が動きの少ない場面又は完全静止
場面を示すときに、連続画像中に存在する情報の冗長度
を利用することによって画像の微細な部分をも良質に再
生し得る上記の如き欠点をもたない符号化及び復号方法
を提供することである。

発明の要約 本発明は、画像の各点をディジタル値で表示し連続画像
を変換に工って符号化及び復号する適応型方法を提供す
る。本発明に工れば前記符号化が、を二次元変換処理し
て所謂ブロックの変換係数値の行列を算出し、各ブロッ
クが動きの多い場面を示すか動きの少ない場面を示すか
を弁別し、前者の場合には１つのブロックの変換係数の
値を伝送し後者の場合にはこれらの係数の値と先行画像
の一位相合同ブロックの位相合同係数の値との差を伝送
し、各ブロック毎に該ブロックが動きの多い場面又は動
きの少ない場面のいずれを示すかに関する情報を伝送す
るステップを含んでおシ、前記復号が、動きの多い場面
を示す各ブロックに対しては、符号化に用いた変換の逆
変換に工って変換係数の行列を変換処理するステップを
含み、動きの少ない場面を示す各ブロックに対しては、
各係数差の値を先行画像の位相合同ブロックの位相合同
係数の値に加算して該ブロックの係数の値を真出しこの
算出され次係数を次に逆変換処理するステップを含む。

添付図面に示す非限定具体例に基づいて、本発　　１＜
ｊ明を更に詳細に以下に説明する。

好適具体例の説明 本発明方法の１つの具体例では、余弦変換を使用する。

１つの画像又は映像の複数の点を示す一連のディジタル
値ｆ　（ｊ、　ｋ）　（但し、ｊ及びｋは０〜Ｎ−１の
変数であシ各点を含む行及び列を夫夫示す〕を余弦変換
処理するために、次式を用いて変換係数を得る。

）マπ □： 但し、ｕ、ｖ＝ｏ、１．　・・川−Ｎ−１であシ、とれ
らの値は夫々、変換係数の行列の行及び列を示しておシ
、 °＝０では０（−ヘダ Ｗミ１．２・・・・・・Ｎ−１ではＯ（ｗｌ＝１である
。

余弦逆変換は次式で定義される。

、ｋ）＝鋼”　ＮＤ”　Ｑｕ）、ＱＶ）、Ｆ　（ｕ、ｖ
）、ａｘ””　江、ｃｍ”””　）”　（２）ｕ−Ｏｖ
＝０　　　　　　　　　　　　　　２Ｎ　　　　　　　
２Ｎ但しＵ、マ＝０，１・・・・・・Ｎ−１゜第１図は
、前出の文献に記載された方法を実施する符号化及び復
号システムのブロック図である。

処理され念画像又は映像は、飛越し走査される２つのフ
ィールドから成るモノクロビデオ儂であシ、各フィール
ドは各１つの独立画像として処理される。この具体例は
、余弦変換デバイス１と、しきい値減算デバイス２と、
正規化デバイス３と、量１）子化及び符号化デバイス４
と、第１のレート調整デバイス５と、第２のレート調整
デバイス６と、復号デバイス７と、逆正規化デバイス８
と、しきい値加算デバイス９と、余弦逆変換デバイス１
゜とを含む。

デバイスｌは、各フィールドの複数の点の輝度を示す一
連の値ｆ　（ｊ、　ｋ）を入力端÷１３η為ら受信し、
各フィールドの各構成点の順次変換係数九る一連の値Ｆ
　（”＊　’　）を復元する。値Ｆ（ｕ、ｖ）はデバイ
ス２の入力に供給され、デバイス２はこの値と一定しき
い値Ｔとの差を算出する。ここで値Ｆ　ｒ　（ｕ　ｔ　
ｖ　）が以下の如く復元される。

Ｆ（ｕ、　ｖ）ンＴならば　ＦＴ（ｕ、　ｖ）＝Ｆ（ｕ
、　ｖ）　−ＴＦ（ｕ、　Ｙ）＜ＴならばＦＴ（ｕ、　
ｖ　）　＝’　　　　（３）このようなしきい値減算に
工って、殆んどの係数が値０になる。従って量子化すべ
き係数の個数を制限し、その結果として伝送すべき情報
量が減縮される。

値Ｆ　ｔ　（ｕ　＊マ）は、正規化デバイス３の入力の
１つに供給される。デバイス３の別の入力は、所謂する
。デバイス３が行なう上記の如き正規化に工って、固定
ピット数をその後の符号化に最大限利用できるように、
係数値の範囲を調整することが可能である。

各変換係数の正規化された値は、量子化及び符号化デバ
イス４０入力に供給される。量子化は、浮動小数点で表
示され比値を整数値に変換するだけである。従って、い
くつかの値、即ち０〜１０間の値が値０で置換されるの
で伝送すべき有効係数の個数が減少する。

１つのブロックの変換係数の行列の第１行の第１係数に
対応する係数Ｆ（０，０）は、ブロック間の輝度差が肉
眼で視認できない工うに特殊な方法で符号化される。こ
の係数は直線的に量子化さ九次に９ビツトコードで符号
化される。それ以外の非ゼロ係数については、これら係
数の値と行列内のアドレスとがハフマン符号にＬって符
号化された値を２つの表から夫々読取ることによって符
号化される。

前記の如きハフマン符号によって符号化され比値は可％
長を有するが、分離情報を要せずに識別できるように選
択されている。更に、蛾短の長さをもつ符号化値は、変
換係数の統計的調査を行なつ次ときに最頻出の係数又は
アドレスに割当てられる。

各係数のアドレスは、ブロック行列の行のインデックス
と列のインデックスとによって符号化されるのでなく、
ランレングス符号化（ｒｕｎ　ｌｅｎｇｔｈｃｏｄｌｎ
ｇ　）方式で符号化されている。この方式では、係数の
行列は所定順序で検索されるので、同じ値の係数を含ん
でいる１つのランの長さをアドレスとして用いる。

ｃ以下余肉） ＠２図は、ブロックの変換係数行列の左上隅を示し、こ
の図はまた上記ランレングス符号化のために係数が検討
される順序を規定するジグザグ形の経路も示している。

上記順序は、係数Ｆ（ｕ、ｖ）が余弦変換デバイス１の
出力によって供給される順序でも壺る。上記のような経
路には、伝送されるべき情報量の減少を可能にする値Ｏ
の長いランが得られるという利点がある。

第１のレート調整デバイス５はデバイス４によって符号
化された値を様々なレートで受取り、同様に符号化され
比値を一定のレートで伝送回線１２に復元する。デバイ
ス５はバッファとして用いられるシフトレジスタと、該
レジスタの充填度合を監視し、かつデノ々イス３に付与
されるべき正規化値りを決定する制御手段とを有する。

第２のレート調整デバイス６の入力は、符号化された値
を受堆夛、受取った値をバッファとして用いられるシフ
トレジスタに記憶させるべく伝送回線１２と接続されて
いる。デバイス６の出力は復号デ／ζイス７０入力に接
続されている。デバイス７の出力は、逆正規化デバイス
８の入力に接続されている。復号デバイス７は復号され
た値を、ハフマン符号で符号化された値の様々な長さく
起因する不規則な間隔で供給する。調整デバイス５及び
６０バツフアレジスタの充填度合は、常に対称である。

デフ９イス６の含む制御手段は同じ値りを発生し、この
値りは逆正規化デバイス８の入力に与えられる。デバイ
ス８は別の入力において復号デバイス７からの値を受取
り、この値にＤを乗じて変換係数の値を復元する。

デノマイス８の出力はしきい値加算デバイス９の入力に
接続されており、デバイス９の出力は余弦逆変換デバイ
ス１０の入力に接続されている。デバイス１６の出力は
出力端子１１に接続されて、復号された輝度値列を供給
する。デバイス９は、符号化時にデバイス２によって値
Ｔを減算された係数の値にしきい値Ｔを加算する。最後
にデバイス１０が、各ブロックの各点の輝度値を復元す
る余弦逆変換を実現する。

本発明による方法は、動きの多い場面を示す画像に関し
て上述し九のと同様の画像内符号化（１ｎｔｒａ−ｐｉ
ｃｔｕｒｅ　ｃｏｄｉｎｇ）を行ないつつ、動きが少な
いかあ−るいは静止した場面を示す画像に関し画像間符
号化（１ｎｔｅｒ−ｐｉｃｔｕｒｅ　ｃｏｄｉｎｇ　）
を行なう点で上記公知方法に異なる。動きの少ない画像
の画像間符号化を行なうことによって、連続する２個の
画像同士の相関関係を利用することができる。

画像の実質的な視覚情報は最も低い空間周波数に対応し
、この空間周波数は、画像の変換係数行列−Ａｔｔｇｚ
図に規定された経路に従ってジグザグに辿られる際の該
行列の初めの幾つかの係数に対応する。即ち、前記初め
の幾つかの係数は通常高いエネルギを有し、一方後続す
る係数は低いエネルギを有する。従って、最低限度の品
質を有する復号画像を得るためには、符号化及び復号化
が変換係数行列の初めの幾つかの係数を優先的に伝送し
なければならない。

連続画像が動きの少ない、あるいは静止した場面を示す
場合、各画像に関する行列の初めの幾つかの係数の値を
伝送することは無意味であり、なぜなら前記値は連続す
る画像同士の間でごく僅かしか変化しないからである。

これに反して、各画像の細部の精細表再生を可能くする
後続係数の値を伝送しないことは不利であり、前記細部
は場面が僅かしか動かないかあるいは静止している時に
こそゆっくり視認される。

即ち、本発明による方法は、画像が動きの多い場面を示
す場合は画像の変換係数の値を伝送し、その際中周波及
び高周波の空間周波数に対応する係数には僅かな重みを
加え、一方面像が動きの少ない、あるいは静止した場面
を示す場合は画像の変換係数の、先行する画像に係わる
変分を伝送し、情報量をこのような方法で減少すること
Ｋよって、中周波及び高周波の空間周波数に対応する係
数の値をよシ多くのビットで伝送することを実現するこ
とを含む。

連続画像の示す場面の動きは、連続する各画像の位相合
同な（ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ　）ブロックの変換係数の
値を比較することによって評価され得る。本発明による
方法は、画像の各ブロックの初めの幾つかの変換係数と
先行する画像の位相合同ブロック内の、前記係数に対し
て位相合同な変換係数との差を計算し、得られた差の絶
対値をしきい値と比較し、少なくとも１個の前記差が所
定のしきい値を越えると画像間符号化から画像内符号化
へ移行することを含む。差の計算に用いられる位相合同
な係数値は、理論式（１）によって算出される厳密な値
ではなく、符号化とその後の復号とによって復元された
値であって、なぜなら復号デフζイスにおいて有効に得
られるのはこの復元値だからである。

第３図から第５図は、静止場面を示す３個の連続する画
像の符号化に適用された本発明方法を示し、この適用時
符号化された情報は、一定のレートで伝送された。第３
図からｆａｓ図は各々、縦座標は有効に伝送された情報
の量を表わし、横座標は３個の画像各々の変換係数行列
における係数のランク又はオーダ（ｒａｎｋ　ｏｒ　ｏ
ｒｄｅｒ）を表わすグラフを示す。前記才←夕゛゛は、
第２図に示したジグザグ経路によって決定される。第３
図から第５図の表わす有効に伝送された情報量は、轟該
画像の変換係数と先行画像の変換係数との差の計算、加
重、正規化及び量子化の後のものである。

第３図に対応する画像は該画像に先行し得た詩画像とは
異なっており、従ってこの画像の変換係数の値は先行画
像の変換係数の値と非常に異なる。

伝送される情報量の分布は、画像内符号化の際に伝送さ
れる情報量の分布と同等である。従って、低い方のオー
ダの係数に関して伝送される情報量は減少する。

きわめて高い方のオーダの係数に関して伝送される情報
の量はゼロである。なぜなら変換係数の差の値も、低い
方のオーダの係数を高い方のオーダの係数よシ有利にす
るべく加重され、次いでし〜−ト調整デＡイスによる制
御下に正規化され、最後に量子化されるからである。

第４図に対応する画像は第３図に対応する画像の次の画
像で、この画像は第３図対応の画像と同等であるものと
仮定する。従って、この第２の画像の変換係数は、理論
上は先行の画像の変換係数と全く同一である。しかし、
加重、正規化及び量子化の実施によって符号化エラーが
起ζす、その結果符号化以前の変換係数と符号化に次ぐ
復号の後の変換係数との間には非ゼマ差が生じる。即ち
、第１・・の画像の符号化され、その後復号された係数
と、第２の画像の符号化されるべき係数との間に非ゼロ
差が存在する。

第４図は、加重、正規化及び量子化を施された後の上記
差に対応する情報量を示す。上記差によって構成される
情報量は僅かであるので、調整デノ々イスは正規化デノ
々イスを、これら差の値を増大するように制御する。即
ち第４図は、前記増大の結果得られる情報量を示す。情
報量は中はどのオーダ又はランクの係数に関して最大と
なる。なぜなら第１の画像における符号化エラーは中間
及び高いオーダの係数に関して甚だしいからである。

第２の画像における高い方のオーダの係数に関する差の
値の符号化においてもエラーは生起し、なぜなら高いオ
ーダの係数は中間のオーダの係数に比べて、加重の受は
方において不利だからである。

第５図は、第３の画像に関して伝送される情報の量を示
す。第３の画像の係数と第２の画像の符号化され、かつ
その後復号された係数との差は僅かであ７．−７）ぜ寿
へ低い古苗ｒメＷ中間のナーｌの係数は僅かな符号化エ
ラーしか伴わすに予め符号化されているからである。従
って、低い方並びに中間のオーダの係数に関して伝送さ
れるべき差の値は小さく、少ないビットしか必要としな
い。そζで、レート調整デ・ζイスは正規化パラメータ
を加減して係数の差の値を更に増大し、その結果前記値
は高い方のオーダの係数にほぼ完全に対応するまでＫな
る。

こうして、復号された第３の画像は低い方、中間、並び
に高い方のオーダの係数に対応する情報を有し、即ち高
精細度で復元される。この方法は、３個あるいは４個の
連続する画像が続く間に集中して実施される。ここまで
、本発明による方法を、伝送レートが一定である七いう
仮定の下に説明してきたが、本発明方法は伝送レートが
変更可能である場合にも適用され得る。

第６図は、飛越し走査される２個のフィールドから成る
白黒テレビジョン画像の処理用の、本発明による符号化
装置の一具体例のブロック線図を示す。各フィールド対
は、連続する２個の画像と見なされる。この符号化装置
は余弦変換デバイス２１と、ディジタル減算器３１と、
２個の遅延デバイス３２．３３と、２つの入力並びに１
つの出力を有するマルチプレクサ２２と、加重デバイス
２３と、正規化デバイス２４と、量子化デバイス２５と
、符号化デバイス２６と、レート調整デバイス２７と、
制御手段２９と、フィールド間復号手段３０とを含む。

余弦変換デバイス２１０入力は、本発明による符号化装
置の入力端子２０と接続されて、画像点を表わすディジ
タル値列を受取る。デバイス２１の出力は、減算器３１
の第１の入力並びに遅延デフζイス３３の入力に接続さ
れている。手段３０の出力が減算器３１の第２の入力に
接続されており、減算器３１の出力はデバイス３２の入
力並びに手段２９０入力に接続されている。

の出力と、また該デバイス２３の出力は正規化デバイス
２４のスカに接続されている。デフζイス２４の出力は
、量子化デバイス２５の入力に接続されている。デバイ
ス２５の出力は、符号化デバイス２６の入力並びに手段
３０の第１の六カに接続されている。デバイス２６の出
力は、レート調整デバイス２７の入力に接続されている
。デバイス２７の第１の出力は本発明による符号化装置
の出力端子２８に接続されており、また第２の出力は一
方では正規化デバイス２４の制御人力に、他方では手段
３０の第２の入力に接続されている。

手段２９の出力は、マルチプレクサ２２の制御入力、符
号化デバイス２６の制御入力、並びに手段３０の第３の
入力に接続されている。

制御手段２９は、２個の比較器４０．４２並びに論理回
路４１を有する。手段２９の入力は、比較器４０及び４
２各々の第１の入力に接続されている。比較器４０及び
４２各々の第２の入力は、しきい値＋８及びしきい値−
８をそれぞれ受取る。

比較器４０及び４２各々の出力は、論理回路４１の入力
にそれぞれ接続されている。回路４１はプｄツク処理周
波数の信号ＦＢを受信するクロック入力を有し、該回路
４１の出力は手段２９の出力を構成する。

フィールド間復号手段３０け、処理されるブロックの位
相合同ブロックの変換係数を記憶するメモリ４６と、２
つの入力並びに１つの出力を有するマルチプレクサ４７
と、加算器４８と、逆加重デバイス４９と、逆正規化デ
バイス５０とを含む。

復号手段３０の第１、第２及び第３のスカはそれぞれ、
ジノ９イス５０の第１及び第２の入力並びにマルｔプレ
クサ４７０制御入力に接続されている。

デバイス５０の出力はデバイス４９０入力に接続されて
いる。デフζイス４９の出力は、マルチプレクサ４７の
第１の入力並びに加算器４８の第１の入力に接続されて
いる。

加算器４８の第２の入力は手段３ｏの出力を構成するメ
モリ４６の出力と接続されており、また該加算器４８の
出力はマルチプレクサ４７の第２の入力に接続されてい
る。マルチプレクサ４７の出力は、メモリ４６のデータ
入力に接続されている。メモリ４６は点解析周波数のク
ロック信号で制御されるシフトレジスタによって構成さ
れ得、前記周波数は各変換係数の処理周波数に対応する
。

上記レジスタの段数は画像のフィールド当たシの点の数
に等しく、この点の数はデバイス３２のもたらす遅延を
考慮すれば１０点より少ない。

余弦変換デバイス２１は各画像を１６Ｘ１６個の点の複
数個のブロックに分割することを可能にし、また各ブロ
ックに関して変換係数行列を先に述べた余弦変換によっ
て計算する。各ブロックの係数の値は、第２図に規定さ
れた順序でデバイス３３に連続的に供給され、また該値
は各係数と先行のフレームの位相合同ブロックの位相合
同係数との差を計算する減算器３１の第１のスカにも付
与され、その際前記位相合同係数の値は、復号手段３０
によって減算器３１の第２の入力に供給される。減算器
３１の出力によって供給される差の値はデバイス３２に
よって遅延され、次いでマルチプレクサ２２の第２の入
力に与えられる。マルチプレクサ２２は、もしブロック
が動きの少ない、あるいは静止した場面を示す場合は上
記値を転送し、一方そうでない場合はデバイス３３によ
って供給された係数の値を転送する。

マルチプレクサ２２は、制御手段２９の出力によって供
給される論理信号によって制御される。

手段２９０入力は減算器３１によって計算された差を受
取り、この差は一方ではしきい値＋Ｓと、また他方では
しきい値−８と比較器４０及び４２しきい値−８は負の
差に対応する。２個の位相合同係数同士の差の値の絶対
値がしきい値を上回ると、比較器４０あるいは４２が回
路４１に論理信号を送シ、回路４１は、もしブロックの
初めの１０個の係数の少なくとも１個に関する差がしき
い値を上回る場合は、フィールド内符号化に対応する論
理信号をブロックの符号化の期間中供給し続ける。符号
化の種類を入念に選択するには各ブロックの初めの１０
個の係数を検討する必要がある。そのために、デバイス
２１及び減算器３１の供給する値を１０個の係数に対応
する、即ち画儂の１０個の点に対応する時間によって遅
延する遅延デバイス３３．３２が設置されている。

遅延デバイス３３．３２は各々、画像点解析のクロック
周期を有するクロック信号で制御される１０段シフトレ
ジスタによって構成され得る。論理回路４１は、当業者
により何らの発明的活動を要せずに形成され得る逐次回
路である。余弦変換は画儂の符号化に広く用いられてい
るので、これは余技変換デバイス２１にも利用され得る
。

加重デ、？イス２３は、いずれの種類の符号化が実施さ
れるにせよ同じ重みを加える、この加重は、に等しい係
数を乗することから成り、その際Ｕ及びＶはそれぞれ、
変換係数行列中の符号化される係数の行インデックス及
び列インデックスである。

インデックスＵ及びＶが増大すると、係数に加えられる
重みは減少する。従って、インデックスの大きい係数、
即ち高い空間周波数に対応する係数にはゼロに近い値が
乗ぜられる。インデックスＵ及びＶの値は図示されない
同期化及び制御手段によって決定され、該手段の構成は
当業者には容易正規化デバイス２４はその入力に与えら
れた値に１　レート調整デバイス２７によって撫給され
る可変係数を乗する。量子化デバイス２５はその入力に
与えられた値を、浮動少数点で整数値に変換する。符号
化デバイス２６は２個のノ・フマン符号番でよって、該
デバイス２６の入力に与えられた係数あるいは係数差の
値及び番地を符号化する。番地の符号化とはランレング
ス符号化のことであり、係数は第２図に示した順序で処
理される。この符号化は、高いオーダの多数の係数が値
Ｏを有し、有効な長さを有する２ノ中に分配されるとい
う事実を利用して伝送されるべき情報量を大幅に減少す
ることを可能にする。デ／々イス２６は符号化された情
報の列の中に、手段２９の出力の供給する論理信号の作
用下に符号化の種類が変わったことを指示する符号語を
挿入する。

レート調整デバイス２７は、ノ９ツファメモリと１イ田
亀八Ｉ−ｈス、ソフｋＩｉ：フス々ふ　とのシフトしジ
スタの充填度合を監視し、かつ正規化、ｅラメータの値
を前記充填度合に従って、例えば読出し専用メモリに記
憶されたテーブルによシ計算する制御手段とを含む。復
号手段３０ば、符号化され、その後復号されて一つのフ
ィールドに対応する時間だけ記憶されていた変換係数列
の復元を可能にする。復号手段３０は、復号されるべき
値の列を標本化するべく量子化デバイス２５の出力と接
続されている。

上記値の列は逆正規化デバイス５０に与えられ、このデ
バイス５０はデバイス２７によって供給される正規化ノ
２ラメータの値を受取る。デバイス５０は例えば読出し
専用メモリに記憶されたテーブルを用いて、復号される
べき値に正規化ノｑラメータの逆数を乗する。デバイス
５０は値の列を逆加重デノ々ｕ！　＋Ｖ” イス４９に与え、デバイス４９は各値にＣχｐ１５”に
等しい重みを乗する。

もし実施される符号化がフィールド内符号化である場合
は、マルチプレクサ４７は制御手段２９に制御されて、
逆加重デバイス４９によって供給される値の列を転送す
る。もし符号化されるブロックがフィールド間符号化を
施される場合には、マルチプレクサ４７は加算器４８に
よって提供される値の列を転送し、前記加算器４８はデ
バイス４９によって供給される差の値に先行の７・イー
ルＰの位相合同ブロックの位相合同係数の値を加えるこ
とによって係数の値を復元する。

マルチプレクサ４７の出力によって供給される復号され
た係数の値は、メモリ４６に一つのフィールドの１０を
下回る個数の点の処理にかかるの釦等しい時間だけ記憶
される。メモリ４６によって復元される値は、係数差の
値を減算器３１で計算することに、及び前記と同じ係数
差の値を加算器４８で同時にり号することに用いられる
。

第７図は、上述の符号化装置によって供給される符号化
された値の復号を可能にする、本発明による復号装置の
一具体例のブロック線図を示す。

この復号装置は、レート調整デノ々イス５２と、復号デ
バイス５３と、逆正規化デバイス５４と、逆加重デバイ
ス５５と、２つの入力並びに１つの出力を有するマルチ
プレクサ５６と、余弦逆変換デバイス５７と、フィール
ド間復号デバイス６２とを含む。

レート調整デバイス５２の入力は、符号化された値を受
取る入力端子５１と接続されている。デバイス５２の第
１の出力は復号デバイス５３の入力に、また第２の出力
は逆正規化デバイス５４の制御入力に接続されている。

復号デバイス５３の出力は、デバイス５４の入力に接続
されている。

逆正規化デバイス５４の出力は、逆加重デバイス５５の
入力に接続されている。デバイス５５の出力は、マルチ
プレクサ５６の第１の入力並びに手の出力は、マルチプ
レクサ５６の第２の入力に接続されている。マルチプレ
クサ５６の出力は、手段６２の第２の入力並びにデバイ
ス５７の入力に接続されている。デバイス５７の出力は
、本発明による復号装置の出力端子５８に接続されてい
る。

フィールド間復号手段６２は、復号されるブロックと位
相合同である先行画像のブロックの係数を記憶するメモ
リ６１を有する。手段６２の第１の入力は、加算器６０
の第１の入力に接続されている。手段６２の第２の入力
は、メモリ６１のデータ入力に接続されている。メモリ
６１の出力は加算器６０の第２の入力に接続されている
、加算器６０の出力は手段６２の出力に接続されている
。

レート調整デバイス５２は入力端子５１によって、一定
のクロック周期を有する２進値列を受取るが、可変クロ
ック周期で符号化された係数の値を転送する。復号デバ
イス５３は、フィールドの定のクロック周期で係数ある
いは係数差を復元しなければならない。そこで、調整デ
バイス５２はシフトレジスタから成るバッファメモリを
有し、このメモＩＪＫ、入力端子５１によって受取られ
た２進値が一定のクロック周期で入力される。上記２進
値は、ランレングス符号化によって符号化された番地を
検算することによって符号化に用いられるハフマン符号
のテーブルに従って、復号デバイス５３たより様々なり
ロック周期で復号される。

デバイス５２のバッファメモリの充填度合は、符号化用
のレート調整デバイス２７のパックアメモリの充填に対
して厳密に対称的である。

デバイス５２は上記メモリの充填度を監視する制御手段
を有し、この手段は符号化装置におけるのと同じ正規化
パラメータを決定する。この正規化ノ？ラメータは逆正
規化デバイス５４に付与され、該デバイス５４はその入
力に与えられる各値に前記正規化パラメータの逆数値を
乗する。デバイス５４はデバイス５０と同等であり得、
値のテーブルを記憶する読出し専用メモリによって構成
され得る。逆加重デバイス５５は、その入力に連続的を
乗する。インデックスＵ及びＶの値は、図示されない同
期化及び制御手段によって決定され、該手段は当業者に
より容易に構成される。

マルチプレクサ５６はその第１の入力に、デバイス５５
の出力によって直接提供される値を受取シ、またその第
２の入力には手段６２によって復号された値を受取る。

手段６２は係数差の値に、加算器６０を用いて先行画像
の位相合同ブロックの位相合同係数の値を加算すること
によって復号する。償金デバイス５３は、符号化された
情報の列中に挿入されて符号化の形式の変化を指示する
２進語を検出し、マルチプレクサ５６に制御信号を送る
。マルチプレクサ５６は、フィールド内符号化が行なわ
れる時にデバイス５５の出力によって供給された値を転
送し、フィールド間符号化が行なわれる時に手段６２の
出力によって供給された値を転送する。従ってマルチプ
レクサ５６の出力は、復号された係数値の列を余弦逆変
換デバイス５７に供給し、デ／々イス５７は輝度値の列
を、該値が解析された順序で復元する。

本発明は、ここに説明した具体例に限定されるものでは
なく、特に各ブロックの動きの程度を検出する制御手段
２９の構成、並びに変換の形式の選択に関する多数の変
形例が本発明の範囲内に存することは、当業者には容易
に理解されよう。

カラーテレビジョン画像の符号化及び復号は、１個の輝
度信号並びに２個の色差信号に対応する３つのデジタル
値列の並列処理によって実施され得る。

本発明は、特にテレビジョン画像を比較的小さいレート
で伝送あるいは記憶することに適用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本文中に述べた公知方法を実現する符号化及び
復号システムの一具体例のブロック線図、第２図から第
５図は本発明による方法を説明するグラフ、第６図は本
発明による符号化装置の一具体例のブロック線図、第７
図は本発明による復号装置の一具体例のブロック線図で
ある。 １．２１・・・余弦変換デバイス、 ２・・・しきい値減算デバイス、 ３．２４・・・正規化デバイス、 ４・・・量子化及び符号化デバイス、 ５．６，２７．５２・・・レート調整デバイス、７．５
３・・・復号デバイス、 ８．５０．５４・・・逆正規化デバイス、９・・・しき
い値加算デバイス、 １０．５７・・・余弦逆変換デバイス、１１．２８．５
８・・・出力端子、　　１２・・・伝送回路、１３．２
０．５１・・・入力端子、　　２２．４７．５６・・・
マルチルクサ、２３・・・加重デバイス、　　　脚・・
・量子化デバイス、２６・・・符号化デバイス、　四・
・・制御手段、Ｉ、６２・・・フィールド間復号手段、
　３１・・・ディジタル減算器、３２．３３・・・遅延
デバイス、　４０．４２・・・比較器、４１・・・論理
回路、　　　　４６．６１・・・メモリ、絽、６０・・
・加算器、　　４９．５５・・・逆加重デバイス。 ７１ｉろゴ（１−ムル　グラン　ダ３１°リツ７代゛ｊ
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Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）各画像点をディジタル値で表示し連続画像を変換
   によつて符号化及び復号する適応型方法に於いて、前記
   符号化が、各画像を点集合のブロックに分割し、各ブロ
   ックを二次元変換処理して所謂ブロックの変換係数値の
   行列を算出し、各ブロックが動きの多い場面を示すか動
   きの少ない場面を示すかを弁別し、前者の場合には１つ
   のブロックの変換係数の値を伝送しかつ後者の場合には
   これらの係数の値と先行画像の位相合同ブロックの位相
   合同係数の値との差を伝送し、各ブロック毎に該ブロッ
   クが動きの多い場面又は動きの少ない場面のいずれを示
   すかに関する情報を伝送するステップを含んでおり、前
   記復号が、動きの多い場面を示す各ブロックに対しては
   、符号化での変換処理の逆変換によつて変換係数の行列
   を処理するステップを含み、動きの少ない場面を示す各
   ブロックに対しては、各係数差の値を先行画像の位相合
   同ブロックの位相合同係数の値にそれぞれ加算して該ブ
   ロックの係数の値を算出しこの算出された係数を次に逆
   変換処理するステップを含むことを特徴とする、連続画
   像の適応型符号化及び復号方法。
2. （２）ブロックが動きの多い場面又は動きの少ない場面
   のいずれを示すかを弁別するために、方法が、該ブロッ
   クの変換係数の各々と先行画像の位相合同ブロックの位
   相合同係数との間の差を算出し、この差の絶対値をしき
   い値と比較し、低い空間周波数に対応する係数に対して
   は前記比較の結果に従つてブロックが動きの多い場面又
   は動きの少ない場面のいずれを示すかを判断し得ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）符号化が更に、画像の低い空間周波数に対応する
   値が高い空間周波数に対応する値に比較してより多い情
   報量で示されるように、係数と差との値の伝送以前にこ
   れらの値を加重処理するステップを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。
4. （４）各画像が点集合のブロックに分割され、連続画像
   が変換によつて符号化される適応型符号化装置に於いて
   、装置が、１つの画像ブロックに属する複数の点を各々
   が示すディジタル値シーケンスを受信し且つ１つの点集
   合ブロックに各々が対応する変換係数シーケンスを復元
   する変換デバイスと、先行画像の符号化ブロックと位相
   合同ブロックに対応する変換係数シーケンスを供給する
   第１手段と、動きの多い場面を示すブロックと動きの少
   ない場面を示すブロックとを弁別すべく変換デバイスに
   接続された第２手段と、各ブロックの変換係数と先行画
   像の位相合同ブロックの位相合同の変換係数との間の差
   のシーケンスを算出すべく変換デバイスと第１手段とに
   接続された減算器と、第２手段により制御され変換デバ
   イスによつて供給された係数のシーケンス又は減算器に
   よつて供給された差のシーケンスを伝送し且つブロック
   が動きの多い場面又は動きの少ない場面のいずれを示す
   かに関する情報を伝送する第３手段とを含むことを特徴
   とする適応型符号化装置。
5. （５）第３手段がマルチプレクサと加重デバイスと正規
   化デバイスと量子化デバイスと符号化デバイスと伝送レ
   ート調整デバイスとを直列に含んでおり、前記マルチプ
   レクサは変換デバイスの出力と減算器の出力とに接続さ
   れ第２手段によつて制御されており、前記加重デバイス
   は、マルチプレクサから受信したディジタル値が１つの
   ブロックの変換係数の行列の行及び列の高次の係数又は
   係数差に対応するときに該デイジタル値を減縮すべくマ
   ルチプレクサの出力に接続されており、前記正規化デバ
   イスは、係数及び係数差の値に正規化パラメータの値を
   乗算して該係数及び係数差の値を増減すべく設けられて
   おり、量子化デバイスは係数又は係数差の値の小数部分
   を削除すべく設けられており、符号化デバイスは係数及
   び係数差の伝送以前にこれら係数及び係数差の値とアド
   レスとをハフマン符号によつて符号化し且つブロックが
   動きの多い場面又は動きの少ない場面のいずれを示すか
   に関するコードワードを発生すべく設けられており、伝
   送レート調整デバイスは正規化パラメータの値を正規化
   デバイスに供給することを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載の符号化装置。
6. （６）連続画像の各々が点集合から成るブロックに分割
   され各ブロックが二次元変換によつて得られた係数行列
   で表示され各係数が符号化された値で示される変換を用
   いた連続画像の適応型復号装置であつて、装置が、符号
   化された値から成る符号化データとブロックが動きの多
   い場面又は動きの少ない場面のいずれを示すかを表示す
   るコードワードとを受信して制御信号を発生し且つ符号
   化値に基づいて係数又は係数差の復号値を復元する第１
   手段と、第１手段から出された復号値を先行画像の位相
   合同ブロックの対応係数の値に加算してブロックの各係
   数毎に１つの値を決定する第２手段と、第１手段で発生
   する制御信号によつて制御され第１手段で復元された復
   号値又は第２手段で決定された値のいずれかを出力に伝
   送するマルチプレクサと、符号化での変換処理の逆変換
   処理を実行すべくマルチプレクサの出力に接続されてお
   り、画像点群を示すディジタル値シーケンスを復元すべ
   く機能する変換デバイスとを含むことを特徴とする適応
   型復号装置。
7. （７）第１手段がレート調整デバイスと復号デバイスと
   正規化デバイスと逆加重デバイスとを直列に含んでおり
   、前記レート調整デバイスは符号化データを一定の２進
   レートで受信し且つ正規化パラメータの値を決定すべく
   設けられており、前記復号デバイスは、調整デバイスで
   受信された符号化データを復号し且つ変換係数又は係数
   差のシーケンスを一定のクロック周波数で供給しまた前
   記データに対応するブロックが動きの多い場面又は動き
   の少ない場面のいずれを示すかに関するコードワードを
   復号して対応する論理信号を発生すべく設けられており
   、前記正規化デバイスは復号デバイスによつて復号され
   た値に正規化パラメータの値を乗算すべく復号デバイス
   の出力に接続されており、前記逆加重デバイスは逆正規
   化デバイスの出力に結合されておりこの逆正規化デバイ
   スから供給された値に符号化で使用された重みの逆数た
   る重みで加重することを特徴とする特許請求の範囲第６
   項に記載の復号装置。