(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】  飛越し走査される画像を２つの飛越し走査されるフィールドに分割するステップと、
前記２つの飛越し走査されるフィールドを一連の連続する画像として処理するステップと、
連続する画像のそれぞれを画像点のブロックにさらに分割するステップであって、それぞれのブロックについて余弦変換が実行されて、ブロックの変換係数が提供される該ステップと、
先行フィールド画像の対応するブロックに基づく画像間の符号化と先行フィールド画像のブロックと独立した画像内の符号化との２種類の符号化を使用するステップとを備える連続画像の符号化方法であって、
正規化および量子化のステップが前記変換係数について実行され、
高い空間周波数に対応する変換係数が、低い空間周波数に対応する変換係数に対してより低く重み付けされるように、前記変換係数に重み付け係数が適用され、結果としての高い空間周波数に対応する情報量が、動きの多い場面よりも動きの少ない場面または静止場面に対して多くなる、連続画像の符号化方法。
【請求項２】  飛越し走査される画像を２つの飛越し走査されるフィールドに分割するステップと、
前記２つの飛越し走査されるフィールドを一連の連続する画像として処理するステップと、
連続する画像のそれぞれを画像点のブロックにさらに分割するステップであって、それぞれのブロックについて余弦変換が実行されて、ブロックの変換係数が提供される該ステップと、
先行フィールド画像の対応するブロックに基づく画像間の符号化と先行フィールド画像のブロックと独立した画像内の符号化との２種類の符号化を使用するステップとを備える連続画像の符号化方法であって、
正規化および量子化のステップが前記変換係数について実行され、
ジグザグ走査およびランレングス符号化のステップが前記量子化係数について実行され、
高い空間周波数に対応する変換係数が、低い空間周波数に対応する変換係数に対してより低く重み付けされるように、前記変換係数に重み付け係数が適用され、結果としての高い空間周波数に対応する情報量が、動きの多い場面よりも動きの少ない場面または静止場面に対して多くなる、連続画像の符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変換を用いた連続画像又は映像の適応型復号装置に係る。かかる発明の目的は、ビデオ像のディジタル化の際に、伝送又は記憶すべき情報量を圧縮されたデータを復号することである。
【０００２】
余弦変換，フーリエ変換，アダマール変換，ハール変換（Haar）又はカルーネン−ローブ変換（Karhunen-Loeve）の如き二次元変換によっ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，ハール変換及び余弦変換である。
【０００３】
電気電子学会(IEEE)の論文「トランザクションズ・オン・コミュニケーションズ（Transactions on Communications）」， vol， COM，32，No.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と多数のコードビ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、16×16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よって変換され、変換により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パラメータの乗算によって正規化される。
【０００４】
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 ）符号によって符号化され、伝送レート調整用バッファ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時エネルギに依存しており、これらの情報を一定のレートで復元する。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、これにより正規化パラメータの値が決定される。
【０００５】
変換後の情報は一定のレートでバッファメモリに到着し、該バッファメモリ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、バッファ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よって変換して、各ブロックの複数の点を示すディジタル値を復元する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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、高周波及び中間周波の空間周波数の濾波が生じてしきい値より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。
【０００７】
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復号装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、飛越し走査される画像を２つの飛越し走査されるフィールドに分割するステップと、前記２つの飛越し走査されるフィールドを一連の連続する画像として処理するステップと、連続する画像のそれぞれを画像点のブロックにさらに分割するステップであって、それぞれのブロックについてジグザグの順序で余弦変換が実行されて、ブロックの変換係数が提供される該ステップと、先行画像の対応するブロックに基づく画像間の符号化と先行画像のブロックと独立した画像内の符号化との２種類の符号化を使用するステップとを備える連続画像の符号化方法であって、正規化および量子化のステップが前記変換係数について実行され、高い空間周波数に対応する変換係数に対応する変換係数が、低い空間周波数に対応する変換係数に対してより低く重み付けされるように、前記変換係数に重み付け係数が適用されることを特徴とする連続画像の符号化方法が提供される。なお、上記本発明は、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っ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って、該装置が、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ためにブロックの低い空間周波数に対応する変換係数の各々と先行画像の対応ブロックの対応変換係数とをしきい値と比較することにより生成され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対応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って制御され第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、或いは、かかる構成において、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重み付け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っ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、前記逆重み付け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重み付けする適応型復号装置を使用して実施されることができるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
添付図面に示す非限定具体例に基づいて、本発明を更に詳細に以下に説明する。
【００１０】
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の変数であり各点を含む行及び列を夫々示す］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。
【００１１】
【数１】
0003716931.tif 000002
但し、ｕ，ｖ＝０，１，……Ｎ−１であり、これらの値は夫々、変換係数の行列の行及び列を示しており、
【００１２】
【数２】
0003716931.tif 000003
ｗ＝１，２……Ｎ−１ではＣ(w）＝１である。余弦逆変換は次式で定義される。
【００１３】
【数３】
0003716931.tif 000004
但しｕ，ｖ＝０，１……Ｎ−１。
【００１４】
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。処理された画像又は映像は、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像であり、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10とを含む。
【００１５】
デバイス1 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）を入力端子13から受信し、各フィールドの各構成点の順次変換係数たる一連の値Ｆ（ｕ，ｖ）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ＦT （ｕ，ｖ）が以下の如く復元される。
【００１６】
Ｆ(u,v) ＞ＴならばＦT (u,v) ＝Ｆ(u,v) −Ｔ
Ｆ(u,v) ＜ＴならばＦT (u,v) ＝０      (3)
このようなしきい値減算によって、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圧縮される。
【００１７】
値ＦT （ｕ，ｖ）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、所謂正規化パラメータとして値
【００１８】
【数４】
0003716931.tif 000005
を受信する。デバイス3 の出力は、正規化された値
【００１９】
【数５】
0003716931.tif 000006
を送出する。デバイス3 が行なう上記の如き正規化によって、固定ビット数をその後の符号化に最大限利用できるように、係数値の範囲を調節することが可能である。
【００２０】
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4 の入力に供給される。量子化は、浮動小数点で表示された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０〜１の間の値が値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。
【００２１】
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ように特殊な方法で符号化される。この係数は直接的に量子化され、次に９ビッ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よ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。
【００２２】
前記の如きハフマン符号によって符号化された値は可変長を有するが、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、最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ったときに最頻出の係数又はアドレスに割当てられる。
【００２３】
各係数のアドレスは、ブロック行列の行のインテックスと列のインテ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 length coding) 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。
【００２４】
第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サ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ある。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０の長いランが得られるという利点がある。
【００２５】
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、同様に符号化された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、かつデバイス3 に付与されるべき正規化値Ｄを決定する制御手段とを有する。
【００２６】
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取り、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 の出力は復号デバイス7 の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に起因する不規則な間隔で供給する。調整デバイス5 及び6 のバッファレジスタの充填度合は、常に対称である。デバイス6 の含む制御手段は同じ値Ｄを発生し、この値Ｄ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。
【００２７】
デバイス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10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。
【００２８】
本発明の復号装置は、動きの多い場面を示す画像に関して上述したのと同様の画像内符号化（intra-picture 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異なる画像間の符号化（inter-picture coding）を行って得られたディジタルデータを復号し得る。
【００２９】
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が第２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。
【００３０】
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な再生を可能に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。
【００３１】
即ち、本発明による復号装置は、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、その際中間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、一方画像が動きの少ない、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するような方法で圧縮して得られるデータを受信し元の画像を再生すべく復号する。
【００３２】
連続画像の示す画面の動きは、連続する各画像の対応（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し得る。差の計算に用いられる対応係数の値は、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る。なぜなら復号デバ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。
【００３３】
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方法を示している。符号化された情報は、一定のレートで伝送されている。第３図から第５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 order ）を表わすグラフを示す。前記オーダは、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、当該画像の変換係数と先行画像の変換係数との差の計算、重み付け、正規化及び量子化の後のものである。
【００３４】
第３図に対応する画像は該画像に先行した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多く、係数のオーダが高くなるほど伝送情報量は減少する。
【００３５】
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り有利にすべく重み付けされ、次いでレータ調整デバ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。
【００３６】
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、重み付け、正規化及び量子化の実施によって符号化エラーが起こり、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ロ差が生じる。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。
【００３７】
第４図は、重み付け、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、調整デバイスは正規化デバイスを、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。情報量は中程度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大きいからである。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する。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、重み付けの受け方において不利だからである。
【００３８】
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る。なぜなら低い方並びに中間のオーダの係数は僅かな符号化エラーしか伴なわず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。そこで、レート調整デバ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になる。
【００３９】
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という仮定の下に説明してきたが、この方法は伝送レートが変更可能である場合にも適用される。
【００４０】
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、符号化装置の一具体例のブロック図を示す。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、重み付けデバイス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。
【００４１】
余弦変換デバイス21の入力は、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バイス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29の入力に接続されている。
【００４２】
重み付けデバイス23の入力はマルチプレクサ22の出力と、また該デバイス23の出力は正規化デバイス24の入力に接続されている。デバイス24の出力は、量子化テバイス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の入力に接続されている。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、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の制御入力に、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。
【００４３】
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42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＋Ｓ及びしきい値−Ｓ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はブロッ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。
【００４４】
フィールド間復号手段30は、処理されるブロックの対応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、逆重み付けデバイス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の入力はそれぞれ、デバイス50の第１及び第２の入力並びにマルチプレクサ47の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49の入力接続されている。デバイス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。
【００４５】
加算器48の第２の入力は手段30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し得、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りの点の数に等しく、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。
【００４６】
余弦変換デバイス21は各画像を16×16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対応ブロックの対応係数との差を計算する減算器31の第１の入力にも付与され、その際前記対応係数の値は、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。
【００４７】
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29の入力は減算器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−Ｓと比較器40及び42によって比較される。しきい値＋Ｓは正の差に、しきい値−Ｓは負の差に対応する。２個の対応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に論理信号を送り、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、即ち画像の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。
【００４８】
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し得る。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し得る順序回路である。余弦変換は画像の符号化に広く用いられているので、これは余弦変換デバイス21にも利用し得る。
【００４９】
重み付けデバイス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。この重み付けは、デバイス23の入力に与えられた値にｅｘｐ−（ｕ２  ＋ｖ２  ）／１５２  に等しい係数を乗ずることから成るが、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。
【００５０】
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である。
【００５１】
正規化デバイス24はその入力に与えられた値に、レート調整デバイス27によって供給される可変係数を乗ずる。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個のハフマン符号によって、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０を有し、有効な長さを有するラン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圧縮することを可能にする。デバイス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。
【００５２】
レート調整デバイス27は、バッファメモリとして用いられるシフトレジスタと、このシフトレジスタの充填度合を監視し、かつ正規化パ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り計算する制御手段とを含む。復号手段30は、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べく量子化デバイス25の出力と接続されている。
【００５３】
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パ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パラメータの逆数を乗ずる。デバイス50は値の列を逆重み付けデバイス49に与え、デバイス49は各値にｅｘｐ−（ｕ２  ＋ｖ２  ）／１５２  に等しい重みを乗ずる。
【００５４】
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、逆重み付けデバイス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フィールドの対応ブロックの対応係数の値を加えることによって係数の値を復元する。
【００５５】
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10を下回る個数の点の処理にかかるのに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で同時に復号することに用いられる。
【００５６】
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、レート調整デバイス52と、復号デバイス53と、逆正規化デバイス54と、逆重み付けデバイス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。
【００５７】
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、逆重み付けデバイス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の入力並びに手段62の第１の入力に接続されている。手段62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。
【００５８】
フィールド間復号手段62は、復号されるブロックに対応す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。
【００５９】
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、フィールドの解析及び復元のためのクロック周期に対応する一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、このメモリに、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により様々なク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のバッファメモリの充填に対して厳密に対称的である。
【００６０】
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。この正規化パ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ずる。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し得る。逆重み付けデバイス55は、その入力に連続的に与えられる値の各々に、ｅｘｐ（ｕ２  ＋ｖ２）／１５２  に等しい重みを乗ずる。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。
【００６１】
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り、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対応ブロックの対応係数の値を加算することによって復号する。復号デバイス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、デバイス57は輝度値の列を、該値が解析された順序で復元する。
【００６２】
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。
【００６３】
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し得る。
【００６４】
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る。
【図面の簡単な説明】
【図１】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である。
【図２】本発明の復号装置により復号される画像データの符号化方法を説明するグラフである。
【図３】本発明の復号装置により復号される画像データの符号化方法を説明するグラフである。
【図４】本発明の復号装置により復号される画像データの符号化方法を説明するグラフである。
【図５】本発明の復号装置により復号される画像データの符号化方法を説明するグラフである。
【図６】符号化装置の一具体例のブロック線図である。
【図７】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。
【符号の説明】
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、５３  復号デバイス
８、５０、５４  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、５８  出力端子
１２  伝送回路、
１３、２０、５１  入力端子
２２、４７、５６  マルチプレクサ
２３  重み付けデバイス
２５  量子化デバイス
２６  符号化デバイス、
２９  制御手段
３０、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、
４８、６０  加算器
４９、５５  逆重み付けデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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