JP2666662B2 - 階層型符号化装置及び復号化装置 - Google Patents
階層型符号化装置及び復号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ディジタル信号の処理を行なう記
録，伝送，表示装置において、信号をより少ない符号量
で効率的に符号化する高能率符号化で、特に異なった解
像度のシステムに対応する階層型符号化の符号化装置及
び復号化装置に関する。
録，伝送，表示装置において、信号をより少ない符号量
で効率的に符号化する高能率符号化で、特に異なった解
像度のシステムに対応する階層型符号化の符号化装置及
び復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】＜階層符号化＞ 異なった解像度のシステムに対応する画像の高能率符号
化で、低解像度の場合はデータ量や復号処理量を少なく
するために、画像をあらかじめ階層的に符号化しておく
方法がある。具体的には、原画像をサブサンプルしてか
ら符号化したものを低解像度の画像のデータとし、サブ
サンプルされた画像を補間して原画像と同じサンプル数
にし、原画像から減算した差信号を符号化したものを高
解像度の画像の差データとする。低解像度の画像のデー
タのみを復号すれば低解像度の画像が得られ、それを補
間して現画像と同じサンプル数にし、さらに差データを
復号し、差信号を加算すれば高解像度の画像が得られ
る。階層化する際に、差信号を局部復号された低解像度
の画像を用いて作れば、低解像度の画像の符号化復号化
で生じる誤差が差信号の符号化で補償されることにな
る。このような階層化の方法はピラミッド符号化とも呼
ばれ、符号化される信号のサンプル数は原画像より多く
なる。
化で、低解像度の場合はデータ量や復号処理量を少なく
するために、画像をあらかじめ階層的に符号化しておく
方法がある。具体的には、原画像をサブサンプルしてか
ら符号化したものを低解像度の画像のデータとし、サブ
サンプルされた画像を補間して原画像と同じサンプル数
にし、原画像から減算した差信号を符号化したものを高
解像度の画像の差データとする。低解像度の画像のデー
タのみを復号すれば低解像度の画像が得られ、それを補
間して現画像と同じサンプル数にし、さらに差データを
復号し、差信号を加算すれば高解像度の画像が得られ
る。階層化する際に、差信号を局部復号された低解像度
の画像を用いて作れば、低解像度の画像の符号化復号化
で生じる誤差が差信号の符号化で補償されることにな
る。このような階層化の方法はピラミッド符号化とも呼
ばれ、符号化される信号のサンプル数は原画像より多く
なる。
【０００３】＜符号化装置＞ 従来例の符号化装置の構成を図７に示す。以下の記載で
は、従来例の階層型符号化において、低解像度の画像デ
ータを出力する側（例えば図７に示すＬデータ出力側）
を単に低域側と記し、高解像度の画像データを出力する
側（例えば図７に示すＨデータ出力側）を単に高域側と
記すこともある。図７において、画像入力１より入力信
号は２次元サブサンプラ７１で垂直及び水平方向に１／
２に帯域制限された後、垂直及び水平方向に１／２にサ
ブサンプルされる。そのサブサンプルされた信号はＤＣ
Ｔ３で離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行われ、変換され
た信号が量子化器４で量子化される。量子化された信号
は可変長符号化器５で圧縮された低域側のデータとな
り、Ｌデータ出力６より出力される。一方、サブサンプ
ルされた信号は２次元オーバーサンプラ７２にも与えら
れる。２次元オーバーサンプラ７２では垂直及び水平方
向に補間が行われ、入力信号と同じサンプル数のオーバ
ーサンプル信号が作られる。この信号は、サンプル数は
入力信号と同じであるが、周波数成分は垂直及び水平方
向とも１／２に制限されたものとなっている。
は、従来例の階層型符号化において、低解像度の画像デ
ータを出力する側（例えば図７に示すＬデータ出力側）
を単に低域側と記し、高解像度の画像データを出力する
側（例えば図７に示すＨデータ出力側）を単に高域側と
記すこともある。図７において、画像入力１より入力信
号は２次元サブサンプラ７１で垂直及び水平方向に１／
２に帯域制限された後、垂直及び水平方向に１／２にサ
ブサンプルされる。そのサブサンプルされた信号はＤＣ
Ｔ３で離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行われ、変換され
た信号が量子化器４で量子化される。量子化された信号
は可変長符号化器５で圧縮された低域側のデータとな
り、Ｌデータ出力６より出力される。一方、サブサンプ
ルされた信号は２次元オーバーサンプラ７２にも与えら
れる。２次元オーバーサンプラ７２では垂直及び水平方
向に補間が行われ、入力信号と同じサンプル数のオーバ
ーサンプル信号が作られる。この信号は、サンプル数は
入力信号と同じであるが、周波数成分は垂直及び水平方
向とも１／２に制限されたものとなっている。
【０００４】減算器８の減算入力にはオーバーサンプル
信号が、被減算入力には入力信号が入力され、その減算
結果が高域側信号として出力される。高域側信号の周波
数成分は垂直、水平とも低い周波数の部分が抑圧された
ものとなっている。高域側信号はＤＣＴ１０、量子化器
１１、可変長符号化器１２で高域側のデータとなり、Ｈ
データ出力１３から出力される。ＤＣＴ１０、量子化器
１１、可変長符号化器１２の動作はＤＣＴ３、量子化器
４、可変長符号化器５と同様であるが、被符号化サンプ
ル数が４倍になっているので処理量は４倍になる。全体
の合計した被符号化サンプル数は、サブサンプルされた
ものとそうでないものが重複して存在するので、階層化
しないで入力信号をそのまま符号化した場合の１．２５
倍となる。
信号が、被減算入力には入力信号が入力され、その減算
結果が高域側信号として出力される。高域側信号の周波
数成分は垂直、水平とも低い周波数の部分が抑圧された
ものとなっている。高域側信号はＤＣＴ１０、量子化器
１１、可変長符号化器１２で高域側のデータとなり、Ｈ
データ出力１３から出力される。ＤＣＴ１０、量子化器
１１、可変長符号化器１２の動作はＤＣＴ３、量子化器
４、可変長符号化器５と同様であるが、被符号化サンプ
ル数が４倍になっているので処理量は４倍になる。全体
の合計した被符号化サンプル数は、サブサンプルされた
ものとそうでないものが重複して存在するので、階層化
しないで入力信号をそのまま符号化した場合の１．２５
倍となる。
【０００５】低域側と高域側の周波数構成を図９（Ｂ）
に示す。図でμは水平周波数、νは垂直周波数で、ｆｈ
は入力信号の水平最高周波数、ｆｖは入力信号の垂直最
高周波数である。図で低域側の周波数帯域は高域側の周
波数帯域に含まれており、すべて高域側と重複する。な
お、高域側信号で低域側と重複する部分は、サブサンプ
ルおよびオーバーサンプル処理で生じる周波数特性の劣
化や歪み分のみが存在する。したがって、符号化データ
量は１．２５倍とはならず、階層化しない場合よりやや
多い程度で済む。
に示す。図でμは水平周波数、νは垂直周波数で、ｆｈ
は入力信号の水平最高周波数、ｆｖは入力信号の垂直最
高周波数である。図で低域側の周波数帯域は高域側の周
波数帯域に含まれており、すべて高域側と重複する。な
お、高域側信号で低域側と重複する部分は、サブサンプ
ルおよびオーバーサンプル処理で生じる周波数特性の劣
化や歪み分のみが存在する。したがって、符号化データ
量は１．２５倍とはならず、階層化しない場合よりやや
多い程度で済む。
【０００６】＜復号化装置＞ 従来例の復号化装置の構成を図８に示す。Ｌデータ入力
２１より入力された低域側データは、可変長復号器２２
で可変長符号が固定長符号に戻され、逆量子化器２３で
符号が量子化代表値に変換され、量子化代表値は逆ＤＣ
Ｔ２４で離散コサインの逆変換が行われて再生低域側信
号になる。逆ＤＣＴ２４の出力はサブサンプルされた状
態なので、２次元オーバーサンプラ７２で補間され、逆
ＤＣＴ３０の出力と同じサンプル数に戻される。同様に
Ｈデータ入力２７より入力された高域側データは、可変
長復号器２８、逆量子化器２９、逆ＤＣＴ３０で再生高
域側信号になる。再生高域側信号は低域側信号である２
次元オーバーサンプラ７２の出力と、加算器２５で加算
され、再生画像信号として画像出力２６より出力され
る。ここで、逆ＤＣＴ２４の出力である低域側信号は低
解像度の画像になり、それだけを取り出すこともでき
る。その場合、データはＬデータだけで良く、２次元オ
ーバーサンプラ７２、可変長復号器２８、逆量子化器２
９、逆ＤＣＴ３０は必要なくなる。このような階層型符
号化によれば、異なった解像度の信号が合理的に復号で
きる。
２１より入力された低域側データは、可変長復号器２２
で可変長符号が固定長符号に戻され、逆量子化器２３で
符号が量子化代表値に変換され、量子化代表値は逆ＤＣ
Ｔ２４で離散コサインの逆変換が行われて再生低域側信
号になる。逆ＤＣＴ２４の出力はサブサンプルされた状
態なので、２次元オーバーサンプラ７２で補間され、逆
ＤＣＴ３０の出力と同じサンプル数に戻される。同様に
Ｈデータ入力２７より入力された高域側データは、可変
長復号器２８、逆量子化器２９、逆ＤＣＴ３０で再生高
域側信号になる。再生高域側信号は低域側信号である２
次元オーバーサンプラ７２の出力と、加算器２５で加算
され、再生画像信号として画像出力２６より出力され
る。ここで、逆ＤＣＴ２４の出力である低域側信号は低
解像度の画像になり、それだけを取り出すこともでき
る。その場合、データはＬデータだけで良く、２次元オ
ーバーサンプラ７２、可変長復号器２８、逆量子化器２
９、逆ＤＣＴ３０は必要なくなる。このような階層型符
号化によれば、異なった解像度の信号が合理的に復号で
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の階層型符号化
は、高域側のサンプル数が低域側より必ず多くなるの
で、高域側と低域側の処理量でアンバランスを生じ、低
域側用と高域側用で処理能力の異なった装置が必要にな
る。そのため、高域側用の装置を低域側で使うと処理能
力が無駄になり、低域側用の装置は高域側では処理能力
が不足する。低い周波数の帯域と高い周波数の帯域とを
時分割で処理する場合も構成が複雑になる。
は、高域側のサンプル数が低域側より必ず多くなるの
で、高域側と低域側の処理量でアンバランスを生じ、低
域側用と高域側用で処理能力の異なった装置が必要にな
る。そのため、高域側用の装置を低域側で使うと処理能
力が無駄になり、低域側用の装置は高域側では処理能力
が不足する。低い周波数の帯域と高い周波数の帯域とを
時分割で処理する場合も構成が複雑になる。
【０００８】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、階層型符号化における低域側は垂直方向のみサブサ
ンプルし、高域側は水平方向をサブサンプルし、低域
側、高域側ともサンプル数を近くすることで低域側と高
域側の処理量が近くなり、低域側用の処理能力を持つ符
号化装置や復号化装置をふたつ用いることで合理的に全
体の装置化が実現できる階層型符号化装置及び復号化装
置を提供することを目的とするものである。
で、階層型符号化における低域側は垂直方向のみサブサ
ンプルし、高域側は水平方向をサブサンプルし、低域
側、高域側ともサンプル数を近くすることで低域側と高
域側の処理量が近くなり、低域側用の処理能力を持つ符
号化装置や復号化装置をふたつ用いることで合理的に全
体の装置化が実現できる階層型符号化装置及び復号化装
置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明の階層型符号化装置は、例えば図１に示す
ように、画像を階層化して符号化する階層型符号化装置
であって、入力信号を、垂直方向及び水平方向のうちの
第１の方向にサブサンプルして第１の被符号化信号を出
力する第１のサブサンプル手段（２）と、前記第１の被
符号化信号を符号化して第１の符号化データを出力する
第１の符号化手段（３，４，５）と、前記第１の被符号
化信号を補間して入力信号と同じサンプル数のオーバー
サンプル信号を出力するオーバーサンプル手段（７）
と、入力信号から前記オーバーサンプル信号を減算して
差信号を出力する減算手段（８）と、前記差信号を、垂
直方向及び水平方向のうちの前記第１の方向と異なる第
２の方向にサブサンプルして第２の被符号化信号を出力
する第２のサブサンプル手段（９）と、前記第２の被符
号化信号を符号化して第２の符号化データを出力する第
２の符号化手段（１０，１１，１２）とからなることを
特徴とする階層型符号化装置を提供するものである。
めに、本発明の階層型符号化装置は、例えば図１に示す
ように、画像を階層化して符号化する階層型符号化装置
であって、入力信号を、垂直方向及び水平方向のうちの
第１の方向にサブサンプルして第１の被符号化信号を出
力する第１のサブサンプル手段（２）と、前記第１の被
符号化信号を符号化して第１の符号化データを出力する
第１の符号化手段（３，４，５）と、前記第１の被符号
化信号を補間して入力信号と同じサンプル数のオーバー
サンプル信号を出力するオーバーサンプル手段（７）
と、入力信号から前記オーバーサンプル信号を減算して
差信号を出力する減算手段（８）と、前記差信号を、垂
直方向及び水平方向のうちの前記第１の方向と異なる第
２の方向にサブサンプルして第２の被符号化信号を出力
する第２のサブサンプル手段（９）と、前記第２の被符
号化信号を符号化して第２の符号化データを出力する第
２の符号化手段（１０，１１，１２）とからなることを
特徴とする階層型符号化装置を提供するものである。
【００１０】また本発明の階層型符号化装置は、例えば
図３に示すように、画像を階層化して符号化する階層型
符号化装置であって、入力信号を、垂直方向及び水平方
向のうちの第１の方向にサブサンプルして第１の被符号
化信号を出力する第１のサブサンプル手段（２）と、前
記第１の被符号化信号を符号化して第１の符号化データ
を出力する第１の符号化手段（３２，３３，３４，３
５，３６）と、前記第１の符号化データを復号して局部
復号信号を出力する局部復号手段（３５，３６）と、前
記局部復号信号を補間して入力信号と同じサンプル数の
オーバーサンプル信号を出力するオーバーサンプル手段
（７）と、入力信号から前記オーバーサンプル信号を減
算して差信号を出力する減算手段（８）と、前記差信号
を、垂直方向及び水平方向のうちの前記第１の方向と異
なる第２の方向にサブサンプルして第２の被符号化信号
を出力する第２のサブサンプル手段（９）と、前記第２
の被符号化信号を符号化して第２の符号化データを出力
する第２の符号化手段（３７，３８，３９，４０，４
１）とからなることを特徴とする階層型符号化装置を提
供するものである。
図３に示すように、画像を階層化して符号化する階層型
符号化装置であって、入力信号を、垂直方向及び水平方
向のうちの第１の方向にサブサンプルして第１の被符号
化信号を出力する第１のサブサンプル手段（２）と、前
記第１の被符号化信号を符号化して第１の符号化データ
を出力する第１の符号化手段（３２，３３，３４，３
５，３６）と、前記第１の符号化データを復号して局部
復号信号を出力する局部復号手段（３５，３６）と、前
記局部復号信号を補間して入力信号と同じサンプル数の
オーバーサンプル信号を出力するオーバーサンプル手段
（７）と、入力信号から前記オーバーサンプル信号を減
算して差信号を出力する減算手段（８）と、前記差信号
を、垂直方向及び水平方向のうちの前記第１の方向と異
なる第２の方向にサブサンプルして第２の被符号化信号
を出力する第２のサブサンプル手段（９）と、前記第２
の被符号化信号を符号化して第２の符号化データを出力
する第２の符号化手段（３７，３８，３９，４０，４
１）とからなることを特徴とする階層型符号化装置を提
供するものである。
【００１１】さらに、本発明の階層型復号化装置は、例
えば図２に示すように、階層化して符号化された画像デ
ータで、第１の符号化データと第２の符号化データとか
らなる画像データを復号する階層型復号化装置であっ
て、前記第１の符号化データを復号して第１の復号信号
を出力する第１の復号手段（２２，２３，２４）と、前
記第１の復号信号を、垂直方向及び水平方向のうちの第
１の方向に補間して再生信号と同じサンプル数の第１の
オーバーサンプル信号を出力する第１のオーバーサンプ
ル手段（７）と、前記第２の符号化データを復号して第
２の復号信号を出力する第２の復号手段（２８，２９，
３０）と、前記第２の復号信号を、垂直方向及び水平方
向のうちの前記第１の方向と異なる第２の方向に補間し
て再生信号と同じサンプル数の第２のオーバーサンプル
信号を出力する第２のオーバーサンプル手段（３１）
と、前記第１のオーバーサンプル信号と第２のオーバー
サンプル信号とを加算して再生信号を出力する加算手段
（２５）とからなることを特徴とする階層型復号化装置
を提供するものである。
えば図２に示すように、階層化して符号化された画像デ
ータで、第１の符号化データと第２の符号化データとか
らなる画像データを復号する階層型復号化装置であっ
て、前記第１の符号化データを復号して第１の復号信号
を出力する第１の復号手段（２２，２３，２４）と、前
記第１の復号信号を、垂直方向及び水平方向のうちの第
１の方向に補間して再生信号と同じサンプル数の第１の
オーバーサンプル信号を出力する第１のオーバーサンプ
ル手段（７）と、前記第２の符号化データを復号して第
２の復号信号を出力する第２の復号手段（２８，２９，
３０）と、前記第２の復号信号を、垂直方向及び水平方
向のうちの前記第１の方向と異なる第２の方向に補間し
て再生信号と同じサンプル数の第２のオーバーサンプル
信号を出力する第２のオーバーサンプル手段（３１）
と、前記第１のオーバーサンプル信号と第２のオーバー
サンプル信号とを加算して再生信号を出力する加算手段
（２５）とからなることを特徴とする階層型復号化装置
を提供するものである。
【００１２】
【作用】上記のように構成された階層型符号化装置及び
復号化装置によれば、階層型符号化で低域側は垂直方向
のみサブサンプルし、高域側は水平方向をサブサンプル
し、低域側と高域側のサンプル数を同等とすることで、
低域側と高域側の処理量が近くになる。これにより低域
側のみの処理能力（処理量の能力）を持つ符号化装置や
復号化装置をふたつ用いることで両側（全体）の装置が
構成できるので、低域側のみの装置と、両側の装置の両
方が合理的に実現できる。
復号化装置によれば、階層型符号化で低域側は垂直方向
のみサブサンプルし、高域側は水平方向をサブサンプル
し、低域側と高域側のサンプル数を同等とすることで、
低域側と高域側の処理量が近くになる。これにより低域
側のみの処理能力（処理量の能力）を持つ符号化装置や
復号化装置をふたつ用いることで両側（全体）の装置が
構成できるので、低域側のみの装置と、両側の装置の両
方が合理的に実現できる。
【００１３】一方、低域側と高域側が周波数的に重複す
るのは水平、垂直とも低い周波数部分で、低域側、高域
側それぞれの半分程度になる。水平、垂直ともに高い周
波数部分（斜め高域）は低域側でも高域側でも伝送され
ないが、その帯域は視覚的に重要度が低く、むしろ合理
的である。高域側は帯域が狭くなる分データ量も少なく
なり、低域側に対して半分ぐらいとなり、したがって、
全体のデータ量は低域側だけの場合に比して１．５倍程
度になる。
るのは水平、垂直とも低い周波数部分で、低域側、高域
側それぞれの半分程度になる。水平、垂直ともに高い周
波数部分（斜め高域）は低域側でも高域側でも伝送され
ないが、その帯域は視覚的に重要度が低く、むしろ合理
的である。高域側は帯域が狭くなる分データ量も少なく
なり、低域側に対して半分ぐらいとなり、したがって、
全体のデータ量は低域側だけの場合に比して１．５倍程
度になる。
【００１４】
【実施例】＜実施例１の符号化装置＞ 図１は本発明の階層型符号化装置の第１の実施例を示す
ブロック図である。図７の従来例と同一部分には同一符
号を付して示す。図７の符号化装置とは、２次元サブサ
ンプラ７１、２次元オーバーサンプラ７２の代わり、垂
直サブサンプラ２、垂直オーバーサンプラ７があり、水
平サブサンプラ９が追加されている点が異なる。以下の
記載では、本願発明に関わる階層型符号化において、例
えば図１に示すＬデータ出力側を単に低域側と記し、例
えば図１に示すＨデータ出力側を単に高域側と記すこと
もある。図１において、画像入力１より入力された入力
信号は、垂直サブサンプラ２で垂直方向に１／２に帯域
制限された後、１／２にサブサンプルされる。そのサブ
サンプルされた信号はＤＣＴ３、量子化器４、可変長符
号化器５で従来例と同様に圧縮されたデータとなり、Ｌ
データ出力６より出力される。一方、サブサンプルされ
た信号は垂直オーバーサンプラ７にも与えられる。垂直
オーバーサンプラ７では垂直方向の補間が行われ、入力
信号と同じサンプル数に戻されオーバーサンプル信号が
出力される。減算器８では減算入力にオーバーサンプル
信号が、被減算入力に入力信号が入力され、その減算結
果が高域側信号として出力される。
ブロック図である。図７の従来例と同一部分には同一符
号を付して示す。図７の符号化装置とは、２次元サブサ
ンプラ７１、２次元オーバーサンプラ７２の代わり、垂
直サブサンプラ２、垂直オーバーサンプラ７があり、水
平サブサンプラ９が追加されている点が異なる。以下の
記載では、本願発明に関わる階層型符号化において、例
えば図１に示すＬデータ出力側を単に低域側と記し、例
えば図１に示すＨデータ出力側を単に高域側と記すこと
もある。図１において、画像入力１より入力された入力
信号は、垂直サブサンプラ２で垂直方向に１／２に帯域
制限された後、１／２にサブサンプルされる。そのサブ
サンプルされた信号はＤＣＴ３、量子化器４、可変長符
号化器５で従来例と同様に圧縮されたデータとなり、Ｌ
データ出力６より出力される。一方、サブサンプルされ
た信号は垂直オーバーサンプラ７にも与えられる。垂直
オーバーサンプラ７では垂直方向の補間が行われ、入力
信号と同じサンプル数に戻されオーバーサンプル信号が
出力される。減算器８では減算入力にオーバーサンプル
信号が、被減算入力に入力信号が入力され、その減算結
果が高域側信号として出力される。
【００１５】高域側信号は水平サブサンプラ９で水平方
向に１／２に帯域制限された後、１／２にサブサンプル
される。サブサンプルされた高域側信号はＤＣＴ１０、
量子化器１１、変長符号化器１２で符号化され、Ｈデー
タ出力１３から出力される。ここで、垂直サブサンプラ
２の出力も、水平サブサンプラ９の出力も信号のサンプ
ル数は原信号の１／２である。したがって、低域側信号
に対するＤＣＴ３、量子化器４、可変長符号化器５の処
理量も、高域側信号に対するＤＣＴ１０、量子化器１
１、可変長符号化器１２の処理量も同じになる。合計の
被符号化サンプル数は１／２がふたつで、原信号と同じ
であり、従来例より少ない。
向に１／２に帯域制限された後、１／２にサブサンプル
される。サブサンプルされた高域側信号はＤＣＴ１０、
量子化器１１、変長符号化器１２で符号化され、Ｈデー
タ出力１３から出力される。ここで、垂直サブサンプラ
２の出力も、水平サブサンプラ９の出力も信号のサンプ
ル数は原信号の１／２である。したがって、低域側信号
に対するＤＣＴ３、量子化器４、可変長符号化器５の処
理量も、高域側信号に対するＤＣＴ１０、量子化器１
１、可変長符号化器１２の処理量も同じになる。合計の
被符号化サンプル数は１／２がふたつで、原信号と同じ
であり、従来例より少ない。
【００１６】本実施例における低域側と高域側の様子を
図９（Ａ）に示す。垂直水平とも低い周波数の部分が重
複しており、逆に垂直水平とも高い周波数の部分（斜め
方向の高い周波数）は両方とも存在しない。したがっ
て、階層化しない場合と再生画像の品質は同じにはなら
ないが、垂直水平とも高い周波数の部分は、アナログ伝
送での帯域圧縮では抑圧することが多いように視覚的に
重要度が低い。
図９（Ａ）に示す。垂直水平とも低い周波数の部分が重
複しており、逆に垂直水平とも高い周波数の部分（斜め
方向の高い周波数）は両方とも存在しない。したがっ
て、階層化しない場合と再生画像の品質は同じにはなら
ないが、垂直水平とも高い周波数の部分は、アナログ伝
送での帯域圧縮では抑圧することが多いように視覚的に
重要度が低い。
【００１７】＜実施例１の復号化装置＞ 図１に対応する実施例復号装置の構成を図２に示す。図
８の従来例と同一部分には同一符号を付して示す。図８
の復号化装置とは、２次元オーバーサンプラ７２の代わ
りに垂直オーバーサンプラ７があり、水平オーバーサン
プラ３１が追加されている点が異なる。Ｌデータ入力２
１より入力されたデータは、可変長復号器２２、逆量子
化器２３、逆ＤＣＴ２４で従来例と同様に復号され、垂
直オーバーサンプラ７で垂直方向に補間され、原画像と
同じサンプル数に戻される。同様にＨデータ入力２７よ
り入力されたデータは、可変長復号器２８、逆量子化器
２９、逆ＤＣＴ３０で従来例と同様に復号され、水平オ
ーバーサンプラ３１で水平方向に補間され、原画像と同
じサンプル数に戻される。垂直オーバーサンプラ７の出
力と、水平オーバーサンプラ３１の出力は加算器２５で
加算され、再生画像信号として画像出力２６より出力さ
れる。逆ＤＣＴ２４の出力である低域側成分だけを取り
出すのなら、データはＬだけで、可変長復号器２２、逆
量子化器２３、逆ＤＣＴ２４があれば良いのは従来例と
同じである。
８の従来例と同一部分には同一符号を付して示す。図８
の復号化装置とは、２次元オーバーサンプラ７２の代わ
りに垂直オーバーサンプラ７があり、水平オーバーサン
プラ３１が追加されている点が異なる。Ｌデータ入力２
１より入力されたデータは、可変長復号器２２、逆量子
化器２３、逆ＤＣＴ２４で従来例と同様に復号され、垂
直オーバーサンプラ７で垂直方向に補間され、原画像と
同じサンプル数に戻される。同様にＨデータ入力２７よ
り入力されたデータは、可変長復号器２８、逆量子化器
２９、逆ＤＣＴ３０で従来例と同様に復号され、水平オ
ーバーサンプラ３１で水平方向に補間され、原画像と同
じサンプル数に戻される。垂直オーバーサンプラ７の出
力と、水平オーバーサンプラ３１の出力は加算器２５で
加算され、再生画像信号として画像出力２６より出力さ
れる。逆ＤＣＴ２４の出力である低域側成分だけを取り
出すのなら、データはＬだけで、可変長復号器２２、逆
量子化器２３、逆ＤＣＴ２４があれば良いのは従来例と
同じである。
【００１８】ここで、低域側と高域側の被符号化サンプ
ル数は同じなので、低域側の復号系（可変長復号器２
２、逆量子化器２３、逆ＤＣＴ２４）と高域側の復号系
（可変長復号器２８、逆量子化器２９、逆ＤＣＴ３０）
の処理量は同じであり、全域の場合は、低域側のみの場
合のちょうど２倍の処理量になる。したがって、装置化
では復号系として低域側用の処理能力（処理量の能力）
のものを作っておけば、それを２系統用意することで両
側用の装置（全域の装置）に対応できる。このように異
なった解像度に対して合理的なシステム構成ができる。
ル数は同じなので、低域側の復号系（可変長復号器２
２、逆量子化器２３、逆ＤＣＴ２４）と高域側の復号系
（可変長復号器２８、逆量子化器２９、逆ＤＣＴ３０）
の処理量は同じであり、全域の場合は、低域側のみの場
合のちょうど２倍の処理量になる。したがって、装置化
では復号系として低域側用の処理能力（処理量の能力）
のものを作っておけば、それを２系統用意することで両
側用の装置（全域の装置）に対応できる。このように異
なった解像度に対して合理的なシステム構成ができる。
【００１９】＜実施例２の符号化装置＞ 図３は本発明の階層型符号化装置の第２の実施例を示す
ブロック図である。第１の実施例との相違は、まず、動
画像に対してフレーム間予測を行っている。さらに、階
層化処理は符号化処理前で済ませるものでなく、局部復
号された画像が使われる。画像入力１より入力された入
力信号は垂直サブサンプラ２で垂直方向に１／２に帯域
制限された後、１／２にサブサンプルされる。その低域
側信号は予測減算器３２でフレームメモリから来る予測
信号が減算され、予測残差信号としてフレーム内符号化
器３３に与えられる。フレーム内符号化器３３の中身
は、図１のＤＣＴ３、量子化器４、可変長符号化器５と
同様で、予測残差信号は圧縮されたデータとなり、Ｌデ
ータ出力６より出力されると共にフレーム内復号化器３
６に与えられる。フレーム内復号化器の中身は、図２の
可変長復号器２２、逆量子化器２３、逆ＤＣＴ２４と同
様で、データは再生予測残差信号となり、加算器３５に
与えられる。加算器３５はフレームメモリ３４から来る
フレーム間予測信号が加算され、再生画像をフレームメ
モリ３４に与える。フレームメモリ３４は再生画像を１
フレーム遅延させ、予測信号を予測減算器３２と加算器
３５に供給する。
ブロック図である。第１の実施例との相違は、まず、動
画像に対してフレーム間予測を行っている。さらに、階
層化処理は符号化処理前で済ませるものでなく、局部復
号された画像が使われる。画像入力１より入力された入
力信号は垂直サブサンプラ２で垂直方向に１／２に帯域
制限された後、１／２にサブサンプルされる。その低域
側信号は予測減算器３２でフレームメモリから来る予測
信号が減算され、予測残差信号としてフレーム内符号化
器３３に与えられる。フレーム内符号化器３３の中身
は、図１のＤＣＴ３、量子化器４、可変長符号化器５と
同様で、予測残差信号は圧縮されたデータとなり、Ｌデ
ータ出力６より出力されると共にフレーム内復号化器３
６に与えられる。フレーム内復号化器の中身は、図２の
可変長復号器２２、逆量子化器２３、逆ＤＣＴ２４と同
様で、データは再生予測残差信号となり、加算器３５に
与えられる。加算器３５はフレームメモリ３４から来る
フレーム間予測信号が加算され、再生画像をフレームメ
モリ３４に与える。フレームメモリ３４は再生画像を１
フレーム遅延させ、予測信号を予測減算器３２と加算器
３５に供給する。
【００２０】一方、再生画像である加算器３５の出力は
垂直オーバーサンプラ７にも与えられる。垂直オーバー
サンプラ７、減算器８、サブサンプラ９の動作は図１の
ものと同じである。サブサンプラ９の出力は予測減算器
３７、フレーム内符号化器３８、フレーム内復号化器３
９、加算器４０、フレームメモリ３９で低域側と同様に
フレーム間予測符号化され、Ｈデータ出力１３より出力
される。
垂直オーバーサンプラ７にも与えられる。垂直オーバー
サンプラ７、減算器８、サブサンプラ９の動作は図１の
ものと同じである。サブサンプラ９の出力は予測減算器
３７、フレーム内符号化器３８、フレーム内復号化器３
９、加算器４０、フレームメモリ３９で低域側と同様に
フレーム間予測符号化され、Ｈデータ出力１３より出力
される。
【００２１】このように、垂直オーバーサンプラ７に与
えられる信号は、形式的には図１と同じであるが、入力
信号がサブサンプルされたものでなく、符号化され復号
化された再生画像が用いられる。この場合、低域側の符
号化、復号化で生じる量子化誤差が高域側で補償される
ことになる。フレーム間予測符号化では階層化しない場
合でも局部復号が行われるのが一般的なので、それによ
る再生画像を用いることができる。
えられる信号は、形式的には図１と同じであるが、入力
信号がサブサンプルされたものでなく、符号化され復号
化された再生画像が用いられる。この場合、低域側の符
号化、復号化で生じる量子化誤差が高域側で補償される
ことになる。フレーム間予測符号化では階層化しない場
合でも局部復号が行われるのが一般的なので、それによ
る再生画像を用いることができる。
【００２２】＜実施例２の復号化装置＞ 図３に対応する第２の実施例復号装置の構成を図４に示
す。図２の実施例と同一部分には同一符号を付して示
す。図２の復号化装置とは、加算器３５、４０、フレー
ムメモリ３４、３９ある点が異なる。図４で加算器３
５、４０、フレームメモリ３４、３９、フレーム内復号
化器３６、４１の動作は図３と同じである。加算器３
５、４０の出力は、それぞれの垂直オーバーサンプラ
７、水平オーバーサンプラ３１で補間され、加算器２５
で加算されて、再生画像として画像出力２６より出力さ
れる。
す。図２の実施例と同一部分には同一符号を付して示
す。図２の復号化装置とは、加算器３５、４０、フレー
ムメモリ３４、３９ある点が異なる。図４で加算器３
５、４０、フレームメモリ３４、３９、フレーム内復号
化器３６、４１の動作は図３と同じである。加算器３
５、４０の出力は、それぞれの垂直オーバーサンプラ
７、水平オーバーサンプラ３１で補間され、加算器２５
で加算されて、再生画像として画像出力２６より出力さ
れる。
【００２３】このように、復号化装置では階層化処理が
再生画像から行われていても、特に関係ない。低域側と
高域側の被復号化サンプル数は同じなので、低域側の復
号系（加算器３５、フレームメモリ３４、フレーム内復
号化器３６）と高域側の復号系（加算器４０、フレーム
メモリ２９、フレーム内復号化器４１）の処理量、メモ
リ量は同じである。
再生画像から行われていても、特に関係ない。低域側と
高域側の被復号化サンプル数は同じなので、低域側の復
号系（加算器３５、フレームメモリ３４、フレーム内復
号化器３６）と高域側の復号系（加算器４０、フレーム
メモリ２９、フレーム内復号化器４１）の処理量、メモ
リ量は同じである。
【００２４】＜実施例３の符号化装置＞ 図５は本発明の階層型符号化装置の第３の実施例を示す
ブロック図である。図３と同一部分には同一符号を付し
て示す。図３に示す第２の実施例との相違点は、動き補
償フレーム間予測符号化で、フレーム間処理は階層化さ
れず、フレーム内処理のみが階層化されている。動き補
償処理は、サンプル密度の細かな状態で行う方がより正
確にでき予測できるので、このようにサブサンプルする
前に行う。構成的にはＭＶ検出器５１、動き補償器５２
が追加されており、予測減算器３２、フレームメモリ３
４はひとつづつである。
ブロック図である。図３と同一部分には同一符号を付し
て示す。図３に示す第２の実施例との相違点は、動き補
償フレーム間予測符号化で、フレーム間処理は階層化さ
れず、フレーム内処理のみが階層化されている。動き補
償処理は、サンプル密度の細かな状態で行う方がより正
確にでき予測できるので、このようにサブサンプルする
前に行う。構成的にはＭＶ検出器５１、動き補償器５２
が追加されており、予測減算器３２、フレームメモリ３
４はひとつづつである。
【００２５】画像入力１より入力された画像信号は予測
減算器３２で動き補償器５２から来る予測信号が減算さ
れ、予測残差信号が垂直サブサンプラ２と減算器８に与
えられる。垂直サブサンプラ２、フレーム内符号化器３
３、フレーム内復号化器３６、垂直オーバーサンプラ７
で低域側の処理が行われる。符号化された低域側のデー
タはＬデータ出力６より出力され、低域側の再生残差が
減算器８と加算器２５に与えられる。減算器８では予測
残差信号の高域側信号が出力され、水平サブサンプラ
９、フレーム内符号化器３８、フレーム内復号化器４
１、水平オーバーサンプラ３１で高域側の処理が行われ
る。符号化された高域側のデータはＨデータ出力１３よ
り出力され、高域側の再生残差が加算器２５に与えられ
る。加算器２５では低域側信号と高域側信号とが加算さ
れ、再生予測残差信号を得て加算器３５に与えられる。
減算器３２で動き補償器５２から来る予測信号が減算さ
れ、予測残差信号が垂直サブサンプラ２と減算器８に与
えられる。垂直サブサンプラ２、フレーム内符号化器３
３、フレーム内復号化器３６、垂直オーバーサンプラ７
で低域側の処理が行われる。符号化された低域側のデー
タはＬデータ出力６より出力され、低域側の再生残差が
減算器８と加算器２５に与えられる。減算器８では予測
残差信号の高域側信号が出力され、水平サブサンプラ
９、フレーム内符号化器３８、フレーム内復号化器４
１、水平オーバーサンプラ３１で高域側の処理が行われ
る。符号化された高域側のデータはＨデータ出力１３よ
り出力され、高域側の再生残差が加算器２５に与えられ
る。加算器２５では低域側信号と高域側信号とが加算さ
れ、再生予測残差信号を得て加算器３５に与えられる。
【００２６】加算器３５では、予測残差信号と動き補償
器５２から来る予測信号が加算され、再生画像となり、
フレームメモリ３４に与えられる。フレームメモリ３４
は再生画像を１フレーム遅延させ、ＭＶ検出器５１と動
き補償器５２に供給する。ＭＶ検出器５１はフレームメ
モリ３４の出力と入力信号からブロックごとに動きベク
トル（ＭＶ）を検出し動き補償器５２に与える。動き補
償器５２ではＭＶに応じて動き補償された１フレーム前
の画像信号を得て、予測減算器３２と加算器３５へ供給
している。このＭＶ情報は復号側でも必要なので、ＭＶ
出力５３より出力し復号側に伝送している。
器５２から来る予測信号が加算され、再生画像となり、
フレームメモリ３４に与えられる。フレームメモリ３４
は再生画像を１フレーム遅延させ、ＭＶ検出器５１と動
き補償器５２に供給する。ＭＶ検出器５１はフレームメ
モリ３４の出力と入力信号からブロックごとに動きベク
トル（ＭＶ）を検出し動き補償器５２に与える。動き補
償器５２ではＭＶに応じて動き補償された１フレーム前
の画像信号を得て、予測減算器３２と加算器３５へ供給
している。このＭＶ情報は復号側でも必要なので、ＭＶ
出力５３より出力し復号側に伝送している。
【００２７】＜実施例３の復号化装置＞ 図６は本発明の図５の符号化装置に対応する復号化装置
の実施例を示すブロック図である。図４の実施例と同一
部分には同一符号を付して示す。図４の復号化装置と
は、動き補償器５２がある点が異なる。図でフレーム内
復号化器３６、４１の出力は、それぞれ垂直オーバーサ
ンプラ７と水平オーバーサンプラ３１で補間された後、
加算器２５で加算され、加算器３５に与えられる。加算
器３５、動き補償器５２、フレームメモリ３４の動作は
符号化器のそれと同じである。加算器３５の出力は再生
画像信号として画像出力２６より出力される。
の実施例を示すブロック図である。図４の実施例と同一
部分には同一符号を付して示す。図４の復号化装置と
は、動き補償器５２がある点が異なる。図でフレーム内
復号化器３６、４１の出力は、それぞれ垂直オーバーサ
ンプラ７と水平オーバーサンプラ３１で補間された後、
加算器２５で加算され、加算器３５に与えられる。加算
器３５、動き補償器５２、フレームメモリ３４の動作は
符号化器のそれと同じである。加算器３５の出力は再生
画像信号として画像出力２６より出力される。
【００２８】低域側信号だけを取り出すためにはフレー
ム内復号化器４１、水平オーバーサンプラ３１、加算器
２５は必要ないが、加算器３５、動き補償器５２、フレ
ームメモリ３４などの画像間予測処理は必要になる。
ム内復号化器４１、水平オーバーサンプラ３１、加算器
２５は必要ないが、加算器３５、動き補償器５２、フレ
ームメモリ３４などの画像間予測処理は必要になる。
【００２９】
【発明の効果】本発明の階層型符号化装置及び復号化装
置は、階層型符号化における低域側は垂直方向のみサブ
サンプルし、高域側は水平方向をサブサンプルし、低域
側、高域側ともサンプル数を近くとすることで、低域側
と高域側の処理量が近くなる。これにより低域側のみの
処理能力を持つ符号化装置や復号化装置をふたつ用いる
ことで全体の装置が構成できる。したがって、低域側用
の装置を作っておけば、低域側だけの装置と両側（全
体）の装置の両方が合理的に実現でき、装置のコストダ
ウンが可能になる。
置は、階層型符号化における低域側は垂直方向のみサブ
サンプルし、高域側は水平方向をサブサンプルし、低域
側、高域側ともサンプル数を近くとすることで、低域側
と高域側の処理量が近くなる。これにより低域側のみの
処理能力を持つ符号化装置や復号化装置をふたつ用いる
ことで全体の装置が構成できる。したがって、低域側用
の装置を作っておけば、低域側だけの装置と両側（全
体）の装置の両方が合理的に実現でき、装置のコストダ
ウンが可能になる。
【００３０】視覚的に重要度の低い斜め方向の高い周波
数成分の符号化を行わないことで、被符号化信号のサン
プル数は階層化しない場合と同じであり、符号化復号化
処理量も同じで済む。以上説明の如く、本発明の階層型
符号化装置及び復号化装置は、実用上極めて優れた効果
を有するものである。
数成分の符号化を行わないことで、被符号化信号のサン
プル数は階層化しない場合と同じであり、符号化復号化
処理量も同じで済む。以上説明の如く、本発明の階層型
符号化装置及び復号化装置は、実用上極めて優れた効果
を有するものである。
【図１】本発明の階層型符号化装置の第１の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明の階層型復号化装置の第１の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】本発明の階層型符号化装置の第２の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】本発明の階層型復号化装置の第２の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図５】本発明の階層型符号化装置の第３の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】本発明の階層型復号化装置の第３の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図７】階層型符号化装置の従来例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図８】階層型復号化装置の従来例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図９】実施例と従来例の帯域の構成を比較して示す図
で、（Ａ）は実施例の帯域構成を示す図、（Ｂ）は従来
例の帯域構成を示す図である。
で、（Ａ）は実施例の帯域構成を示す図、（Ｂ）は従来
例の帯域構成を示す図である。
１…画像信号入力端子、２…垂直サブサンプラ、３，１
０…ＤＣＴ、４，１１…量子化器、５，１２…可変符号
化器、６…Ｌデータ出力、７…垂直補間器、８…減算
器、９…水平サブサンプラ、１３…Ｈデータ出力、２１
…Ｌデータ入力、２２，２８…可変復号化器、２３，２
９…逆量子化器、２４，３０…逆ＤＣＴ、２５，３５…
加算器、２６…画像出力、２７…Ｈデータ入力、３１…
水平オーバーサンプラ、３２，３７…予測減算器、３
３，３８…フレーム内符号化器、３４，３９…フレーム
メモリー、３６，４１…フレーム内復号化器、５１…Ｍ
Ｖ検出器、５２…動き補償器、５３…ＭＶ出力、７１…
２次元サブサンプラ、７２…２次元補間器。
０…ＤＣＴ、４，１１…量子化器、５，１２…可変符号
化器、６…Ｌデータ出力、７…垂直補間器、８…減算
器、９…水平サブサンプラ、１３…Ｈデータ出力、２１
…Ｌデータ入力、２２，２８…可変復号化器、２３，２
９…逆量子化器、２４，３０…逆ＤＣＴ、２５，３５…
加算器、２６…画像出力、２７…Ｈデータ入力、３１…
水平オーバーサンプラ、３２，３７…予測減算器、３
３，３８…フレーム内符号化器、３４，３９…フレーム
メモリー、３６，４１…フレーム内復号化器、５１…Ｍ
Ｖ検出器、５２…動き補償器、５３…ＭＶ出力、７１…
２次元サブサンプラ、７２…２次元補間器。
Claims (3)
- 【請求項１】画像を階層化して符号化する階層型符号化
装置であって、 入力信号を、垂直方向及び水平方向のうちの第１の方向
にサブサンプルして第１の被符号化信号を出力する第１
のサブサンプル手段と、前記第１の被符号化信号を符号
化して第１の符号化データを出力する第１の符号化手段
と、 前記第１の被符号化信号を補間して入力信号と同じサン
プル数のオーバーサンプル信号を出力するオーバーサン
プル手段と、入力信号から前記オーバーサンプル信号を
減算して差信号を出力する減算手段と、 前記差信号を、垂直方向及び水平方向のうちの前記第１
の方向と異なる第２の方向にサブサンプルして第２の被
符号化信号を出力する第２のサブサンプル手段と、前記
第２の被符号化信号を符号化して第２の符号化データを
出力する第２の符号化手段とからなることを特徴とする
階層型符号化装置。 - 【請求項２】画像を階層化して符号化する階層型符号化
装置であって、 入力信号を、垂直方向及び水平方向のうちの第１の方向
にサブサンプルして第１の被符号化信号を出力する第１
のサブサンプル手段と、前記第１の被符号化信号を符号
化して第１の符号化データを出力する第１の符号化手段
と、 前記第１の符号化データを復号して局部復号信号を出力
する局部復号手段と、 前記局部復号信号を補間して入力信号と同じサンプル数
のオーバーサンプル信号を出力するオーバーサンプル手
段と、入力信号から前記オーバーサンプル信号を減算し
て差信号を出力する減算手段と、 前記差信号を、垂直方向及び水平方向のうちの前記第１
の方向と異なる第２の方向にサブサンプルして第２の被
符号化信号を出力する第２のサブサンプル手段と、前記
第２の被符号化信号を符号化して第２の符号化データを
出力する第２の符号化手段とからなることを特徴とする
階層型符号化装置。 - 【請求項３】階層化して符号化された画像データで、第
１の符号化データと第２の符号化データとからなる画像
データを復号する階層型復号化装置であって、 前記第１の符号化データを復号して第１の復号信号を出
力する第１の復号手段と、前記第１の復号信号を、垂直
方向及び水平方向のうちの第１の方向に補間して再生信
号と同じサンプル数の第１のオーバーサンプル信号を出
力する第１のオーバーサンプル手段と、 前記第２の符号化データを復号して第２の復号信号を出
力する第２の復号手段と、前記第２の復号信号を、垂直
方向及び水平方向のうちの前記第１の方向と異なる第２
の方向に補間して再生信号と同じサンプル数の第２のオ
ーバーサンプル信号を出力する第２のオーバーサンプル
手段と、 前記第１のオーバーサンプル信号と第２のオーバーサン
プル信号とを加算して再生信号を出力する加算手段とか
らなることを特徴とする階層型復号化装置。
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