JPS62250770A - 画像符号化方法及び復調方法及びこれらの方法を実施するための装置 - Google Patents

画像符号化方法及び復調方法及びこれらの方法を実施するための装置

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JPS62250770A
JPS62250770A JP62091826A JP9182687A JPS62250770A JP S62250770 A JPS62250770 A JP S62250770A JP 62091826 A JP62091826 A JP 62091826A JP 9182687 A JP9182687 A JP 9182687A JP S62250770 A JPS62250770 A JP S62250770A
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matrix
pixel
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JP62091826A
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ノーマン・デニス・リチャーズ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

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】 本発明は画像表示、特に画像の画素情報を適当な記憶媒
体に記憶することができるディジタルデータに符号化す
る画像符号化方法に関するものである。本発明はこのよ
うなディジタルデータを復調してオリジナル画素情報に
戻す復調方法に関するものである。更に、本発明はこれ
らの符号化方法及び復調方法を実施するための装置及び
この復調装置を用いるデータ表示装置に関するものであ
る。
典型的な電子式画像表示装置では、ＣＲＴ　（陰極線管
）スクリーン又は他の表示装置上に表示される画像は複
数の離散的な画素で構成され、各画素は色及び輝度画素
成分値について画素を規定する各ディジタルコードによ
ってそれぞれ表わされる。
これらディジタルコードの各々は、表示メモリの表示画
像中に表わされる画素位置に対応する位置に記憶される
。この表示メモリは表示装置の動作と同期して周期的に
アドレスされ表示装置を駆動するビデオ信号を発生する
ために用いられるディジタルコードを読み出す。上記型
式の電子画像表示装置による画像表示はビットマツプ画
像表示として称せられ、例えば３６０　Ｘ２８０画素の
解像度を有している。この画像表示装置は多数の画像に
関する画素情報が記憶されている背景メモリを含むこと
ができる。表示されている画像を新しい画像で置き換え
る場合、新しい画像に関する画素情報は新しい画像に関
する離散画素値を表わす各ディジタルコードとしてメモ
リ中において有効なものとされる必要がある。この画素
情報は離散画素値を表わす実際の各ディジタルコードと
して背景メモリ中に記憶されることができるので、新し
い画像に関するディジタルコードは背景メモリから読み
出される前に表示されている画像のディジタルコードの
代りに表示メモリ中に直接書き込まれることができる。
新しい画像のディジタルコードの読出／書込作業に必要
な時間は背景メモリの操作速度（すなわちデータアクセ
ス速度）に依存する。背景メモリがリードオンリメモリ
として機能する光学式記録媒体すなわちコンパクトディ
ス（ＣＤ　　ＲＯＭ）のような大容量メモリの場合、あ
る目的についてはその動作速度が遅くなりすぎるおそれ
がある。
特に、前の画像を新しい画像で置換する場合使用者は約
１秒程度の遅れに対してだけがまんできることが経験的
に見い出されている。この遅れが著しく長い場合、この
装置を用いることができなくなってしまう。この結果、
表示画像を変えるために背景メモリから表示メモリに移
転され得る画素情報の量は制限されてしまう。
このような制限は、大量の画素情報を必要とする高解像
度画像表示装置において大きな問題点となっている。Ｃ
Ｄ　　ＲＯＭは必要な記憶容量を容易に供給することが
できるが、画素情報を十分に高速度でアクセスすること
は困難である。−例として上述した３６０　Ｘ２８０の
画素マトリックスを用いる通常の解像度の画像表示を行
なう場合、離散画素値を表わすディジタルコードをＣＤ
　　ＲＯＭから表示メモリに伝達するのに必要な時間は
使用者が受は入れられる限界にあると考えられている。
しかしながら、７２０　Ｘ５６０画素のマトリックスを
用いる高解像度画像表示（すなわち、４倍の数の画素を
有している）が将来的に期待されているが、離散画素値
を表わすディジタルコードをアクセスする時間は４倍も
長くなってしまい、受入れることができない。
本発明の目的は、複数の画素の少なくとも１種類の画素
成分値を効率よく符号化し、高解像度画像表示を行なう
に際し記憶されるべきディジタルデータの量を低減した
符号化形態を捉供するものである。
本発明による画像符号化方法は、画像を形成する複数の
画素のための少くとも１種類の画素成分値の画素情報を
、適当な記憶媒体に記録され得るディジタルデータに符
号化するに当たり、（ａ）　ｍ及びｎを整数とした場合
に、前記画素情報をｍ×ｎ個の画素成分値から成る第１
マトリックスとして得る段階と、 （ｂ）第１マトリックスの画素成分値を低域濾波し、第
１マトリックスの画素成分値に比べて低解像度画像とな
るｍ×ｎ個の画素成分値の第２マトリックスを発生させ
る段階と、 （ｃ）第１マトリックスから第２マトリックスを画素対
画素で減算し、第１マトリックスの画素成分値に比べて
減少した画素対画素の相関を有するｍ×ｎ個の差分値の
第３マトリックスを発生させる段階と、 （ｄ）前記差分値から成る第３マトリックスを、記憶媒
体に記憶するための１組の第１のディジタルデータに符
号化する段階と、 （ｅ）　　ａ及びｂをそれぞれｍ及びｎの因子とした場
合に、前記画素成分値の第２マトリックスを低減された
画素密度のｍ　／　ａ　Ｘ　ｎ　／　ｂの画素成分値の
第４マトリックスを発生する段階と、（ｆ）前記画素成
分値の第４マトリックスを順次符号化し又は順次符号化
することなく記憶媒体に記憶するための第２のディジタ
ルデータとする段階とを具えることを特徴とする。
本発明による復調方法は、特許請求の範囲第１項記載の
符号化方法によって得たディジタルデータを復調してオ
リジナル画素情報を復調するに当たり、 （ｇ）前記差分値を表わす第１のディジタルデータを復
調して差分値の第３マトリックスを再構成する段階と、 （ｈ）必要な場合には、低密度の画素成分値を表わす１
組の第２のディジタルデータを復調して画素成分値の第
４マトリックスを再構成する段階と、 （ｉ）前記画素成分値の第４マトリックスを補間濾波し
て前記画素成分値の第２マトリックスを再生する段階と
、 （ｊ）前記再構成した第３マトリックスと再生した第２
マトリックスとを結合してオリジナル画素情報を表わす
画素情報である第１マトリックスを再生する段階とを具
えることを特徴とする。
上記段階（ａ）〜（ｆ）による符号化方法は、段階（ｄ
）〜（ｆ）によって発生したディジタルデータを記憶媒
体に記憶する別の段階（ｋ）を含むことができる。上記
段階（ｇ）〜（ｉ）による復調方法は、段階軸）及び（
ｈ）で必要なディジタルデータを記憶媒体から読み出す
別の段階＜ｉ＞を含むことができる。
この符号化方法を実施するに際し、段階（ｂ）の第１７
１−　ＩＪフックス画素成分値の低域濾波及び段階（ｅ
）における第２マトリックスの画素成分値のデシメイシ
ョン濾波（ｄｉｃｉｍａｔｉｏｎ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
）は、水平方向及び垂直方向の両方向について１個の因
子で共に行なうことができる。これにより、復調方法の
段階（ｈ）で発生した画素成分値から成る再生第４マト
リックスを通常解像度の画像表示に直接用いることがで
きる。
まず、本発明を理解するに当たり、本符号化方法はデー
タ圧縮の利点を有していない（つまり、記憶容量の低減
とならず、読出時間の短縮にならない）。けだし、段階
（ｃ）で発生した差分値データが段階（ａ）で処理され
るオリジナルの未処理データよりも低密度にならないか
らである。しかしながら、実際にはそうではなく、この
解釈は実際の画像の統計的性質や人間の肉眼の特性を無
視したものであり、本発明のような特殊なケースにおけ
る予測符号化において画像の統計学的特性や肉眼の特性
を用いることが有利である。すなわち、画素情報を作成
すべき画像のうちディーチルが精細でない全ての部分に
ついては、低域濾波によって発生した画素成分値から成
る第２マトリックスは良好な予測作用を果すことになる
。従って、画像の大部分の区域について差分値は視覚的
誤差が生ずることなく零に近似できる程度に小さくなる
。
精密な区域において差分値は一層大きくなるが、この精
密な区域では縁部又は精密部の近傍において肉眼はほと
んど感応しないことを利用することができ、この結果こ
れより大きな差分値を粗に、場合によって３値に量子化
することができる。
従って、本発明による符号化方法は、段階（ｄ）で処理
したように差分値を第１のディジタルデータに符号化す
る別の段階（ｍ）を含むことができ、この段階（ｍ）は
差分値を零を含む一層小さな量子化値数への量子化及び
この量子化値を各マルチビートコードを用いて又は零差
分値に対するランレングスコードとしての統計学的な符
号化で構成される。
別のデータ圧縮は、段階（ｆ）で処理されるように、第
２マトリックスの画素成分値を記憶用の第２のディジタ
ルデータに符号化する別の圧縮段階を利用することによ
り実現することができる。この別の圧縮段階は、自然の
画像が高い空間的相関性及び典型的で良好な境界遷移を
有していることに基づいている。すなわち、有限の帯域
幅についての絶対符号化よりもデルタ符号化の方が、画
像品質を維持したままでデータ圧縮を顕著に改善するこ
とができる。
従って、本発明による符号化方法は、第４マトリックス
の第２のディジタルデータへの符号化がこれらの画素成
分値のデルタ符号化を含む別の段階（ｎ）を含むことが
できる。
符号化方法がこれら別の段階（ｍ）及び／又は（ｎ）を
用いる場合復調方法も統計学的復調及び／又はデルタ復
調を含むことは勿論明らかである。
本発明による別の符号化方法は、 −ｍ及びｎを整数とした場合に、画像を構成する複数の
画素の少なくとも１種類の画素成分値をｍ×ｎの画素成
分値の第１マトリックスとして得る手段と、 −第１マトリックスの画素成分値を低域濾波し、第１７
１−　ＩＪフックス画素成分値に比べて低解像度画像と
なるもの第２マトリックスを発生する手段と、 −第１マトリックスから第２マトリックスを画素対画素
で減算し、第１マトリックスの画素成分値に比べて画素
対画素で低い相関を有するｍ×ｎ個の差分値の第３マト
リックスを発生する手段と、 −前記差分値の第２マトリックスを、記憶媒体に記憶す
るための第１のディジタルデータに符号化する手段と、 −ａ及び　をそれぞれｍ及びｎの因子とする場合に、前
記画素成分値の第２マトリックスをデシメイション濾波
（ｄｅｉｍａｔｉｏｎ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）低密度の
ｍ　／　ａ　Ｘ　ｎ　／　ｂの画素成分値の第４マトリ
ックスを発生する手段と、 −順次の符号化を用い又は順次の符号化を用いることな
く前記画素成分値の第４マトリックスを第２のディジタ
ルデータにして記憶媒体に記憶する手段を具える。
本発明による復調装置は、 −前記符号化装置によりて発生した差分値を表わす第１
のディジタルデータを復調し、差分値の第３マトリック
スを再構成する手段と、−必要な場合に、前記符号化装
置によって発生した低密度の画素成分を表わす第２のデ
ィジタルデータを復調し、画素成分値の第４マトリック
スを再構成する手段と、 −前記画素成分値の第４マトリックスを補間濾波して前
記画素成分値の第２マトリックスを再生する手段と、 −再構成した第３マトリックスと再生した第２マトリッ
クスとを結合し、オリジナル画素情報を表わす画素成分
値である第１マトリックスを再生する手段とを具える。
この符号化装置は合成ディジタルデータを記憶媒体に記
録する別の手段を含むことができる。この復調装置は記
憶媒体から前記ディジタルデータを読み出す別の手段を
含むことができる。
この符号化装置において、第１マトリックスの画素成分
値を低域濾波する手段及び第２マトリックスの画素成分
値とデシメイション濾波する手段は共に水平方向及び垂
直方向について１個の因子で濾波を行なうことができる
。
この符号化装置は、差分値をディジタルデータに符号化
する工程がこれら差分値を零を含むより少数の量子化値
に量子化する工程とこの量子化値を各マルチビートコー
ドにより又は零差分値に対するランレングスコードとし
て統計的に符号化する工程とから構成される別の手段を
含むことができる。
この符号化装置は、第４マトリックスの画素成分値のデ
ィジタルデータへの符号化がこれら画素成分値のデルタ
コード化を含む別の手段を含むことができる。
この復調装置は、統計学的復調及び／又はデルタ復調を
行なう相補的な復調手段を含むことができる。
以下図面に基いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による符号化法を示す線図であり、ロー
パスフィルタ段１、デシメイションフィルタ段（ｄｅｃ
ｉｍａｔｉｏｎ　ｆｉｌｔｅｒ）　２、差分段３、第１
符号化段４及び随意的な第２符号化段５を示す。
画像を表示する複数の画素のための少なくとも１種類の
信号成分値に対する画素情報をローパスフィルタ段１及
び差分段３に供給する。この画素情報は、図示の例によ
り７２０Ｘ５６０個の画素成分値から成る第１マトリッ
クスＭ１を有するものと仮定する。この画素情報は、標
準の６２５本のスレビカメラ解像度及びスタジオ品質よ
りも一層高品質であると共にこの解像度の画像を表示す
るための高解像力テレビジョンスクリーンを必要とする
高解像度画像表示を行なうものである。
ローパスフィルタ段１は低域濾波を行ない、第１マトリ
ックスの画素の信号成分値に比べて低い解像度画像に関
する７２０Ｘ５６０個の画素の信号成分値から成る第２
マトリックスＭ２を作成する。差分段３は第１マトリッ
クスＭ、から第２マトリックスＭ２を画素対画素で減算
して７２０×５６０個の差分値ＣＤＩ）から成る第３マ
トリックスを発生し、この差分値（Ｄ、Ｉ）を第１符号
化段４により量子化及び統計的コード化して、１組の第
１のデジタルデータＲＤＤ１とする。デシメイションフ
ィルタ段２は第２マトリックスＭ、の各第２画素信号成
分値を水平方向及び垂直方向について取り込んで低画素
密度の３６０Ｘ２８０個の画素成分値（ＮＯ）の第４マ
トリックスＭ４を発生する。この第４マトリックスＭ４
によって表わされる画素情報は通常の解像度の画像表示
に係るものである。第２符号化段５を用いる場合、この
第２符号化段５は第４マトリックスＭ４の画素信号成分
値を第２合成デジタルデータＲＤＤ２に符号化する。こ
の第２符号化段を用いない場合には第４マトリックスＭ
４の画素信号成分値が第２の合成デジタルデータＲＤＤ
２を直接形成する。
これら第４マトリックスの画素成分値、マトリックスＭ
、およびＭ２の画素成分値及びマトリックスＭ、の差分
値は通常のパルスコード変調（ＰＣＭ）データとするこ
とができる。従って、２組のデジタルデータＲＤＤ　１
およびＲＤＤ２は適当な記憶媒体ＳＭに記憶されること
ができる。
第２図は本発明による復調方法を示す線図であり、第１
復調段６（第１図の符号化段５に含まれている）、第２
復調段７、補間フルタ段８及び結合又は加算段９を示す
。
記憶媒体ＳＭから読み出された第１のデジタルデータＲ
ＤＤ　Ｌを第２復調段７に供給して７２０×５６０個の
画素成分値（ＤＩ）の再生マトリックスを発生させる。
記憶媒体ＳＭから読み出した第２のデジタルデータＲＤ
Ｄ２を補間フィルタ段８に３６０Ｘ２８０個の画素成分
値から成る再生第４マトリックスＭ４′　として供給す
る（直接又は復調段６を介して）。補間フィルタ段８は
７２０Ｘ５６０個の画素成分値（ＬＯ）の再生マトリッ
クスＭ２′を発生する。これら２個の再生マトリックス
Ｍ　ｚ　”及びＭ、′を結合及び加算段９に供給し、こ
の結合及び加算段９によって７２０×５６０個の画素成
分値から成る再生筒１７１−　ＩＪックスＭＩ′を発生
する。この再生第１マトリックスＭ　＋　’　は、原画
像の高解像度表示に用いることができる合成画素情報を
構成する。再生第４マトリックスＭ４′　は通常解像度
の原画像表示に用いることができる。
第１図に示す符号化方法において、第１符号化段４は前
述した規準に基いて量子化及び統計的符号化を行なう。
マトリックスＭ３の差分値についてわずかな量子化値（
例えば３）を用いる場合、画像を精密に再生する必要が
ある場合には第２図に示される復調方法における相補的
復調段７は急峻な遷移に対する符号化値とゆるやかな遷
移に対する符号化値とを区別する必要がある。この区別
の近似は急峻な遷移における差分値に対して一定の重み
付け因子をコード中に選択的に含ませることによって行
なうことができ、この重み付け因子により同一コードか
ら得た復調値に比べて“ストレッチ”されている復調値
が生ずる。しかし量子化値に重み付け因子を用いなくて
も量子化近似によってより小さい差分値についても用い
られる。
本発明の副次的な構成に基けば、符号化方法の第２符号
化段５の存在及び復調方法の補間フィルタ段８の存在に
よって差分値が一層正確に再生される利点が達成される
。符号化段５はデジタル符号化を行ない、従ってマトリ
ックスＭ４の画素信号成分値の変化速度に関する情報を
発生する。第１図の破線Ｒｃ／Ｃで示されるように、こ
の情報変化速度は符号化段４で発生し、情報変化速度で
決定されるように重み付け因子値の範囲を差分値の符号
化を用いて含ますことができる。復調方法において、補
間フィルタ段８は補間プロセスについて処理されている
各画素信号成分値に近似した情報変化の等価速度を有し
ており、第２図の破線Ｒｃ／Ｄによって示されるように
この情報変化の等価速度は復調段７において有効にされ
変化可能な重み付け因子が与えられる。
第３図に示される符号化装置は、シーン１１の画像サン
プルを発生するビデオカメラ１０を有している。このカ
メラ１０は画像サンプルを７２０×５６０個の画素成分
値から成るマトリックスＭ。
を発生する。これら画素値の各々はＹＵＶ符号化を用い
る３×８ビットＰＣＭコードによって表わされる３成分
値であり、ここでＹは画素の輝度成分であり、Ｕおよび
Ｖは２個の色成分である。従ってマトリックスＭ、（第
３図及び第４図の装置における他のマトリックスの各々
も同様に）は、画素信号成分値Ｙ、　　Ｕ、及びＶの各
々に関する３個の離散的なサブマトリックスで構成され
る。この符号化によって２５６個の色について８ビツト
の深さで圧縮されていない自然の画像が形成されるので
、全画面が非インターリーブ画像の場合画素当り３×８
ビツト用いて約３２５にビットの記憶容量が必要となる
であろう（インターレース画像の場合６５０にビットの
記憶容量が必要になる）。
この符号化装置は画像品質を損ねることなく相当量の記
憶容量を節約することができるデータ圧縮を達成するこ
とになる。
ＹＵＶ信号コードを、これらの信号コードを濾波するロ
ーパスフィルタ１２に供給する。この結果７２０Ｘ５６
０個の離散画素値から成るマｌ−ＩＪックスＭ２の低解
像度画素情報が生じ、この画素情報はＹＵＶ符号化を用
いて３×８ビツトのＰＣＭコードによって依然として表
わされる。
フィルタ１２からのＹ”　Ｕ′Ｖ”信号コードを差分回
路１３に供給する。この差分回路１３にはカメラ１０か
らのＹＵＶ信号も供給され、マトリックスＭ、の画素値
からマトリックスＭ２の画素値を画素対画素の関係で減
算する。この結果、ＹＵＶ符号化によって３×８ビット
ＰＣＭコードで依然として表わされる７２０Ｘ５６０個
の差分値のマトリックスＭ３が生ずる。この差分回路１
３から出力されるＹ〜Ｕ″Ｖ−信号コードを量子化及び
統計化コード器１４に供給する。本明細書の前段部で示
す理由のため、マトリックスＭ、の画素差分値を零を含
む少数の量子化値に量子化し、これによって生じた量子
化値を各マルチビットコード又は零差分値に対するラン
レングスコードのいずれかによって統計的符号化を行な
う。これによって生じた信号コードＹ４．Ｕ４．Ｖ、、
は第１のデジタルデータを構成し記憶媒体１５に記憶さ
れる。
フィルタ１２からのＹ’　Ｕ′Ｖ’信号コードをマトリ
ックスＭ２の各第２画素値を水平方向及び垂直方向に濾
波して３６０Ｘ２８０個の画素値から成るマｌ−ＩＪッ
クスＭ４の低解像度画素情報を発生するデシメイション
フィルタ１６に供給する。
このマトリックスＭ４の画素値はＹＵＶ符号化を用いて
３×８ビツトのＰＣＭコードによって依然として表わさ
れる。このフィルタ１６からのＹ″Ｕ−Ｖ″信号コード
をデルタＰｃＭ　（ＤＰＣＭ）符号器１７に供給する。
デルタＰＣＭ符号器１７からの信号コードＹｒ。
Ｕ、、Ｖ、は記憶媒体１５に記憶される第２のデジタル
データを構成する。記憶媒体１５はリードオンリメモリ
として作用しデジタルデータを永久に記憶する適当な光
学式記憶媒体（すなわち、コンパクトディスク）とする
。このデジタルデータは記憶される前に再編成され（図
示しない適切な再編成手段により）コンパクトディスク
の記憶条件に整合される。この再編成は当該技術分野に
おいて既知であり、ブロック型及び／又はコンポルージ
ョン型符号化を含む例えばり一ド／ソロモン符号を用い
て記憶したデジタルデータのエラー検出及び訂正を実行
する。このような符号化技術は英国特許出願第８５０７
２４８号に開示されている。
第４図に示される復調装置は、表示される画像について
記憶媒体１５から２組のデジタルデータの一方のデジタ
ルデータをそれぞれ受信（このデジタルデータの逆再生
編成した後）する２個の復調器１８及び１９を有してい
る。復調器１８はＤＣＰＭ復調器であり符号化装置の符
号器１７で発生したＹ、Ｕ、Ｖ、信号コードを表わす１
組のデジタルデータを受信する。復調器１日の出力は、
Ｙ１″″　Ｕ、″　■、″′によって表わされるような
再構成された３６０Ｘ２８０の画素値から成るマトリッ
クスＭ４゛である。これらの信号コードを補間フィルタ
２０に供給し、Ｙ＋’　Ｕ＋’　Ｖ＋’信号コードとし
て表わされる７２０Ｘ５６０の画素値から成る再生マト
リックスＭｔ’　を発生する。
これらの信号コードを加算回路２１に供給する。
復調器１９は逆量子化および統計化復調器であり、符号
化装置の符号器１４によって発生した差分コードを表わ
す１組のデジタルデータＹ、、Ｕ、。
ｖ４を受信する。復調器１９の出力は信号コードＹ、”
　、Ｕ、−、Ｖ、“で表わされる再生画素差分値のマト
リックスＭ　３　’　となる。これらの信号コードも同
様に加算回路２１に供給され、その出力は信号コードＹ
ｌ、Ｕ＋　、Ｖ＋　として表わされる７２０Ｘ５６０の
画素値から成る再生マトリックスＭ　＋　’　となる。
第４図には、復調装置が実施されるデータ表示装置の表
示メモリ２２も示されている。この表示メモリ２２は表
示される画像の画素をＤＣＰＭ形態で表わすデジタルコ
ードが必要である。従って、加算回路２１の出力端にお
ける信号コードＹ１゜Ｕ、、Ｖ、は符号器２３でＤＣＰ
Ｍ符号化され、発生したＤＣＰＭコードは７２０Ｘ５６
０画素の高解像度表示用の画素情報として表示メモリ２
２に書込まれる。３６０Ｘ２８０画素の通常解像度の画
像を表示するためのＤＰＣＭコードはＹ、Ｕ。
■、、信号コードを表わす１組のデジタルデータとして
記憶媒体１５から表示メモリ２２に直接書込まれる。
１９８２年４月発行のアイイイ　トランザクションズ　
オン　コミュニケーション（ＩＥＥＥＴｒａｍｓａｃ　
ｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）　、
　ＣＯＭ　−３１巻、Ｎｏ、４に記載されている文献“
ザラブラシアン　ピラミッド　アズ　ア　コンパクト　
イメージ　コード（Ｔｈｅ　Ｌａｐｌａｃｉａｎ　Ｐｙ
ｒａｍｉｄ　ａｓ　ａ　ＣｏｍｐａｒｃｔＩｍａｇｅ　
Ｃｏｒｄ）“は本発明による符号化／復調化方法の理論
的前景を提示している。
出版物“フィリップス　テクニカル　レビュー（Ｐｈｉ
ｌｉｐｓ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ）”第４
０巻、Ｎｏ、６第１９８２発行には、コンパクト　ディ
スクに関する４個の文献が開示されている。
第３図の符号化装置及び第４図の復調装置において、画
素成分値Ｙ、Ｕ及び■は符号化されると共に同一に復調
されるものと仮定した。しかしながら、色成分Ｕ及び■
は画像内容を規定する場合に輝度成分Ｙよりも一層関連
性がないので、実際にはこれら色成分Ｕおよび■は輝度
成分Ｙの標本化速度の半分の速度で標本化され得る。こ
の結果、色成分Ｕ及び■のマトリックスは輝度成分Ｙに
対するマトリックスに比べて半分の水平解像度を有する
であろう。また、更に色成分Ｕ及び■は必要な場合のデ
ルタ符号化だけで記憶媒体に直接（再編成の後に）記憶
されることができ、輝度成分Ｙだけが信号Ｙ値と低解像
度Ｙ値との差を表わすマトリックス値と低解像度のＹ値
のマトリックスとの結合として符号化される。
第５図に示される画像表示装置は表示装置４２、表示信
号発生器２４、処理装置２５、マスメモリ装置２６、プ
ログラムメモリ２７、表示メモリ２８、使用者インタフ
−イス装置２９及び３０及び第４図に示す形態の復調装
置を含む復調装置３１を有している。表示袋２４２は表
示信号発生器２４からのＲ，Ｃ，、Ｂビデオ信号に接続
されているカラーテレビジョンモニタとする。
これらのＲ，Ｇ、Ｂビデオ信号は表示信号発生器２４０
３個のデジタル／アナログ変換器３２゜３３及び３４に
よりそれぞれ発生する。表示信号発生器２４はＹＵＶ−
ＲＣ；Ｂマトリックス変換器３５を含み、このマトリッ
クス変換器３５はＹＵＶ値を表わす復調されたデジタル
データに応答すると共にパスライン３６を経て表示メモ
リ２８からの信号を受信して変換器３２．３３及び３４
を駆動するＲＯＢ値を表わすデジタル信号を発生する。
表示信号発生器２４の表示タイマ３７は、接続部３８を
経てテレビジョンモニタ２３用のライイン及びフィール
ド同期信号ＬＳ及びＦＳを供給する。このタイマ３７は
表示メモリ２８からのデジタルデータの読出しを制御す
るためのタイミング信号Ｔを接続部３９を経て供給する
。
表示メモリ２８は、少なくとも１個の表示画像について
デジタルデータをＤＰＣＭの形態で記憶できる容量を有
するランダムアクセスメモリとする。ＤＰＣＭ復調器４
０は、デジタルデータを表示信号発生器２４に供給する
前に表示メモリ２８から読出したデジタルデータを復調
する。結合されているアドレス／データバスライン４１
は表示信号発生器２４と表示メモリ２８を処理装置２５
を用いて相互接続する。少なくとも部分的にランダムア
クセスメモリとされているプログラムメモＩＪ２７もア
ドレス／データバスライン４１に接続する。このプログ
ラムメモリ２７は処理装置２５の“ハウスキーピング操
作を制御する永久プログラムデータを含んでいる。使用
者インターフェイス装置はキーボードデータ入力装置２
９及びグラフィックテーブル３０を有している。処理装
置２５は商品化されているマイクロプロセッサ、例えば
商品名「シダネテック　３６８０００ＭＰＪとすること
ができる。
大容量メモリ装置２６はコンパクトディスク装置とされ
、同様にアドス／データバスライン４１に接続される。
処理装置！２５の制御のもとでメモリ装置２６から読出
されたデジタルデータは、復調装置３１により逆再編成
及び復調されてＤＰＣＭ形態で記録され、次に表示メモ
リ２８に書込まれる。
本発明による符号化方法はｌ又はそれ以上の特別なレベ
ルのデータ圧縮を繰り返すことができ、これにより１個
の画像について記憶されるべきデータ盟が減少すると共
に、記憶媒体からデータを読出し及び表示メモリに書込
むのに必要な負荷時間が減少する。
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形が
可能であり、公知の技術を含む変形を行なうことができ
、本明細書で説明に代えて又は本明細書の構成に加えて
公知の技術を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による符号化方法を示す線図、第２図は
本発明による復調方法を示す線図、第３図は第１図の符
号化方法を用いる符号化装置を示す線図、 第４図は第２図の復調方法を用いる復調装置を示す線図
、 第５図は第４図の復調装置を実施化した画像表示装置を
示す線図である。 １・・・ローパスフィルタ段 ２・・・デシメイションフィルタ段 ３・・・差分段 ４・・・第１符号化段　　　５・・・第２符号化段ＳＭ
、１５・・・記憶媒体　６・・・第１復調段７・・・第
２復調段　　　　８・・・補間フィルタ段９・・・結合
加算段　　　　１０・・・カメラ１２・・・フィルタ　
　　　１３・・・差分回路１４・・・量子化コーグ １６・・・デシメイションフィルタ １７・・・デルタＰＣＭニーダ １８・・・復調器　　　　　１９・・・復調器２０・・
・補間フィルタ　　２１・・・加算回路２２・・・表示
メモリ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、画像を形成する複数の画素のための少くとも１種類
    の画素成分値の画素情報を、適当な記憶媒体に記録され
    得るディジタルデータに符号化するに当たり、 （ａ）ｍ及びｎを整数とした場合に、前記画素情報をｍ
    ×ｎ個の画素成分値から成る 第１マトリックスとして得る段階と、 （ｂ）第１マトリックスの画素成分値を低域濾波し、第
    １マトリックスの画素成分値 に比べて低解像度画像となるｍ×ｎ個の 画素成分値の第２マトリックスを発生さ せる段階と、 （ｃ）第１マトリックスから第２マトリックスを画素対
    画素で減算し、第１マトリッ クスの画素成分値に比べて減少した画素 対画素の相関を有するｍ×ｎ個の差分値 の第３マトリックスを発生させる段階と、 （ｄ）前記差分値から成る第３マトリックスを、記憶媒
    体に記憶するための１組の第 １のディジタルデータに符号化する段階 と、 （ｅ）ａ及びｂをそれぞれｍ及びｎの因子とした場合に
    、前記画素成分値の第２マト リックスを低減された画素密度のｍ／ａ ×ｎ／ｂの画素成分値の第４マトリック スを発生する段階と、 （ｆ）前記画素成分値の第４マトリックスを順次符号化
    し又は順次符号化することな く記憶媒体に記憶するための第２のディ ジタルデータとする段階とを具えること を特徴とする画像符号化方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の符号化方法によって得
    たディジタルデータを復調してオリジナル画素情報を復
    調するに当たり、 （ｇ）前記差分値を表わす第１のディジタルデータを復
    調して差分値の第３マトリッ クスを再構成する段階と、 （ｈ）必要な場合には、低密度の画素成分値を表わす１
    組の第２のディジタルデータ を復調して画素成分値の第４マトリック スを再構成する段階と、 （ｉ）前記画素成分値の第４マトリックスを補間濾波し
    て前記画素成分値の第２マト リックスを再生する段階と、 （ｊ）前記再構成した第３マトリックスと再生した第２
    マトリックスとを結合してオ リジナル画素情報を表わす画素情報であ る第１マトリックスを再生する段階とを 具えることを特徴とする復調方法。 ３、段階（ｄ）及び（ｆ）で発生したディジタデータを
    記憶媒体に記憶する段階（ｋ）を具えることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１ 項記載の画像符号化方法。 ４、段階（ｇ）及び（ｈ）で必要なディジタルデータを
    記憶媒体から読出す段階（ｌ）を具 えることを特徴とする特許請求の範囲第２ 項記載の復調方法。 ５、段階（ｂ）における第１マトリックスの画素成分値
    の低域濾波及び段階（ｅ）における第２マトリックスの
    濾波を共に水平方向及 び垂直方向について１個の因子によって行 なうことを特徴とする特許請求の範囲第１ 項又は第３項記載の画像符号化方法。 ６、段階（ｄ）で行なわれる前記差分値の第１ディジタ
    ルデータへの符号化が、これらの 差分値を零を含む少数の量子化値に量子化 する工程、及び量子化された値を各マルチ ビットコードにより又は零差分値に対する ランレングスコードとして統計的に符号化 する工程とから構成される別の段階（ｍ）を具えること
    を特徴とする特許請求の範囲第 １項、第３項又は第５項記載の画像符号化 方法。 ７、前記第４マトリックスの画素成分値の第２のディジ
    タルデータへの符号化が、これ らの画素成分値をデルタコード化すること を含む段階（ｍ）を含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項、第３項、第５項又は 第６項記載の画像符号化方法。 ８、特許請求の範囲第５項、第６項又は第７項記載の符
    号化方法によって得たディジタ ルデータを復調するに当たり、これらの段 階で用いられている濾波、統計的符号化及 び／又はデルタ符号化に対する補足的な復 調工程を含むことを特徴とする特許請求の 範囲第２項又は第４項記載の復調方法。 ９、画像を形成する複数の画素のための少なくとも１種
    類の画素成分値を、適当な記憶 媒体に記憶され得るディジタルデータに符 号化する符号化装置であって、 ｍ及びｎを整数とした場合に、前記画素 情報をｍ×ｎ個の画素成分値から成る第１ マトリックスとして得る手段と、 第１マトリックスの画素成分値を低域濾 波し、第１マトリックスの画素成分値に比 べて低解像度画像となるｍ×ｎ個の画素成 分値の第２マトリックスを発生する手段と、第１マトリ
    ックスから第２マトリックス を画素対画素で減算し、第１マトリックス の画素成分値に比べて画素対画素で低い相 関を有するｍ×ｎ個の差分値の第３マトリ ックスを発生する手段と、 前記差分値の第３マトリックスを、記憶 媒体に記憶するための第１のディジタルデ ータに符号化する手段と、 ａ及びｂをそれぞれｍ及びｎの因子とす る場合に、前記画素成分値の第２マトリッ クスをデシメイション濾波し（ｄｅｉｍａｔｉｏｎ　ｆ
    ｉｌｔｅｒｉｎｇ）低密度のｍ／ａ×ｎ／ｂの画素成分
    値の第４マトリックスを発生する手段 と、 順次の符号化を用い又は順次の符号化を 用いることなく前記画素成分値の第４マト リックスを第２のディジタルデータにして 記憶媒体に記憶する手段を具えることを特 徴とする符号化装置。 １０、特許請求の範囲第９項記載の符号化装置によって
    得たディジタルデータを復調して オリジナル画素情報を再生する装置であっ て、 前記符号化装置によって発生した差分値 を表わす第１のディジタルデータを復調し、差分値の第
    ３マトリックスを再構成する手 段と、 必要な場合に、前記符号化装置によって 発生した低密度の画素成分値を表わす第２ のディジタルデータを復調し、画素成分値 の第４マトリックスを再構成する手段と、 前記画素成分値の第４マトリックスを補 間濾波して前記画素成分値の第２マトリッ クスを再生する手段と、 再構成した第３マトリックスと再生した 第２マトリックスとを結合し、オリジナル 画素情報を表わす画素成分値の第１マトリ ックスを再生する手段とを具えることを特 徴とする復調装置。 １１、前記第１及び第２のディジタルデータが記憶され
    る記憶媒体を含むことを特徴とす る特許請求の範囲第９項記載の符号化装置。 １２、前記記憶媒体が、光学式記録担体及び関連する光
    学式読出装置とされていることを 特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の符号化装置。 １３、記憶されている第１及び第２のディジタルデータ
    を有する特許請求の範囲第１２項記載の符号化装置に用
    いるための光学式記録 担体。 １４、前記低域濾波手段及びデシメイション（ｄｅｉｍ
    ａｔｉｏｎ）濾波手段が、水平方向及び垂直方向共に１
    個の因子によって濾波するこ とを特徴とする特許請求の範囲第９項、第 １１項、第１２項又は第１３項のいずれか１に記載の符
    号化装置。 １５、前記差分値マトリックスを符号化する手段が、こ
    れらの差分値を零を含むより少数 の量子化値に量子化すると共に、量子化値 を各マルチビットにより又は零差分値に対 するランレングスコードとして統計的に符 号化することを特徴とする特許請求の範囲 第９項、第１１項、第１２項、第１３項又は第１４項の
    いずれか１に記載の符号化装置。 １６、前記第４マトリックスの画素成分値を符号化する
    手段が、これら画素成分値をデル タコード化することを特徴とする特許請求 の範囲第９項、第１１項、第１２項、第１３項、第１４
    項又は第１５項のいずれか１に記載の符号化装置。 １７、前記第１及び第２ディジタルデータが記憶されて
    いる記憶担体を含むことを特徴と する特許請求の範囲第１０項記載の復調装置。 １８、前記記憶担体が、光学式記録担体及び関連する読
    取装置とされていることを特徴と する特許請求の範囲第１７項記載の復調装置。 １９、濾波、統計的及び／又はデルタ符号化を行なう補
    間的復調手段を含み、特許請求の 範囲第１１項から第１６項のいずれか１に記載の符号化
    装置によって符号化されたデータ を復調することを特徴とする特許請求の範 囲第１０項、第１７項又は第１８項記載の復調装置。 ２０、Ｙを画素の輝度成分、Ｕ及びＶを２種類の色成分
    とした場合、ＹＵＶ符号化を用い て符号化するに当たり、これら３種類の画 素成分値を第１マトリックスの画素情報に ついて有効なものとすると共に個別に符号 化することを特徴とする特許請求の範囲第 １項、第３項、第５項、第６項又は第７項 のいずれか１に記載の画像符号化方法。 ２１、前記２種類の色成分値の各々の第１マトリックス
    が、輝度成分値の第１マトリック スの水平解像度の半分の水平解像度を有す ることを特徴とする特許請求の範囲第２０項記載の画像
    符号化方法。 ２２、Ｙを画素の輝度成分、Ｕ及びＶを２種類の色成分
    とした場合にＹＵＶ符号化を用い て符号化するに当たり、輝度成分値だけが 画素情報とされると共に符号化され、２種 類の色成分値は記憶媒体に直接記憶される のに有効なものとされていることを特徴と する特許請求の範囲第１項、第３項、第５ 項、第６項又は第７項記載の画像符号化方 法。 ２３、特許請求の範囲第２０項、第２１項又は第２２項
    記載の符号化方法によって符号化された 輝度／色画素成分値を復調する特許請求の 範囲第２項又は第４項記載の復調方法。 ２４、Ｙを画素の輝度成分、Ｕ及びＶを２種類の色成分
    とした場合にＹＵＶ符号化を用い て符号化するに当たり、各第１マトリック スから開始してこれらの画素成分値を個別 に符号化することを特徴とする特許請求の 範囲第９項、第１１項、第１２項、第１３項、第１４項
    、第１５項又は第１６項のいずれか１に記載の画像符号
    化方法。 ２５、前記２種類の色成分値の各々の第１マトリックス
    が、輝度成分値の第１マトリック スの水平解像度の半分の水平解像度を有す ることを特徴とする特許請求の範囲第２４項記載の画像
    符号化方法。 ２６、Ｙを画素の輝度成分、Ｕ及びＶを２種類の色成分
    とした場合にＹＵＶ符号化を用い て符号化するに当たり、輝度成分値だけが 画素情報とされて符号化され、２種類の色 成分値が記憶媒体に直接記憶するのに有効 なものとされていることを特徴とする特許 請求の範囲第９項、第１１項、第１２項、第１３項、第
    １４項、第１５項又は第１６項のいずれか１に記載の符
    号化装置。 ２７、特許請求の範囲第２４項、第２５項又は第２６項
    記載の符号化装置によって符号化された 輝度／色画素成分値を復調することを特徴 とする特許請求の範囲第１０項、第１７項、第１８項又
    は第１９項記載の復調装置。 ２８、デルタ符号化によって生じた画素情報の変化速度
    に関する情報が段階（ｄ）で有効なものとされ、画素情
    報の変化速度によって 決定される重み付因子値を差分値の符号化 に含ませることを特徴とする特許請求の範 囲第６項記載の画像符号化方法。 ２９、特許請求の範囲第２８項記載の符号化方法によっ
    て得たディジタルデータを復調する に当たり、補間段（ｉ）について処理され、各画素成分
    値に近似する等価的な情報変化 速度が復調段（ｇ）において有効なものとされることを
    特徴とする特許請求の範囲第８ 項記載の復調方法。 ３０、前記デルタ符号化手段によって発生した画素情報
    の変化速度に関する情報を前記第 ３マトリックスの符号化手段に対して有効 なものとし、この画素情報の変化速度によ って決定される重み付け因子の範囲を差分 値のコード化に含ませるように構成したこ とを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の符号化装
    置。 ３１、特許請求の範囲第３０項記載の符号化装置によっ
    て得たディジタルデータを復調する 復調装置であって、前記補間的復調手段に よって処理及び発生した各画素成分値に近 似する等価的情報変化速度が、第１ディジ タルデータ復調手段において有効なものと されることを特徴とする特許請求の範囲第 １９項記載の復調装置。 ３２、色及び輝度の画素成分値によって画素を規定する
    ディジタルコードによってそ れぞれ表わされる複数の離散画素で構成 される画像を表示する表示装置と、 表示されるべき画像のディジタルコー ドを記憶する容量を有する表示メモリと、 表示メモリのディジタルコードから表 示装置を駆動するためのビデオ信号を発 生する表示信号発生器と、 前記大容量メモリのディジタルデータ を表示メモリに伝達する論理手段とを具 えるデータ表示装置において、大容量メ モリに記憶したディジタルデータが特許 請求の範囲第１項記載の符号化方法によ って符号化されていると共に、この表示 装置が特許請求の範囲第１０項記載の復調 装置を含むことを特徴とするデータ表示 装置。 ３３、前記大容量メモリに記憶されているディジタルデ
    ータの符号化が、場合に応じて特 許請求の範囲第１９項、第２７項又は第３１項の復調装
    置と共に特許請求の範囲第５項、第 ６項、第７項、第２０項、第２１項、第２２項又は第２
    ８項の構成を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３
    ２項記載のデータ表示装置。 ３４、前記大容量メモリ装置が、光学式記録媒体及び関
    連する光学式読取装置されている ことを特徴とする特許請求の範囲第３２項又は第３３項
    記載のデータ表示装置。
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