JPS59200592A

JPS59200592A - カラ−画像の適応形圧縮方式

Info

Publication number: JPS59200592A
Application number: JP58074666A
Authority: JP
Inventors: Sumio Mori; 森　澄夫
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1984-11-13
Also published as: US4656500A

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】（技術分野）本発明は画像信号の符号化において隣接した２画素のす
日成分および差成分の組合せによって適応的に可変長符
号化与える画像圧縮方式に関する。

（背景技術）画像の統計的性質から冗長信号全除去する或いは視覚特
性から不要な信号を除去することによって伝送容量の節
約即ち帯域圧縮が可能であることがよく知られている。

画像信号は隣接する画素間で空間的に強い相関をもって
いることを利用して何らかの画像変換を施し、画像に偏
り全もたせることができるならば高能率な符号化が可能
になる。

画像に偏りをもたせるこれらの変換方式として線形予測
変換方式や直交変換方式がよく知られている。線形予測
変換方式は隣接画素を予測し、その予測誤差成分が統計
的偏りｉもつことを利用したものであり、直交変換方式
は画像を空間周波数領域へ変換したときその出力である
各周波数成分のスペクトラムに偏りがあることを利用し
たものであり、高能率な符号化を行なうため、一般には
これら変換成分に対して視覚的に許容される範囲で歪を
与えるすなわち量子化歪を与えることによって情報量を
減らすことが行なわれる。更にこれら変換成分の確率分
布に偏りがある場合エントロピーは小さくなりこれに適
した可変長符号を与えるのが有効である。

一方この統計的な偏りは画像の種類によってかなり異な
るものであり、なめらかな画像では偏りが大きく、複雑
な画像では逆にバラツキが大きいという性質があり、し
たがって可変長符号化は画像によって圧縮率すなわち圧
縮された画像の情報量が大巾に異なるという結果になる
。このことは画像の入力および出力速度が一定のとき、
この系の中で可変長符号化を与えることは伝送情報量に
対して時間軸のちがいが生ずることであり、したがつ　
４　− てこの時間軸の変動全補正することが必要になってくる
。

（発明の目的）本発明は特にこの点に鑑みて、前記変換画像に対する能
率的な可変長符号の与え方、および出力ビツトレートに
応じて圧縮率の変動を抑制する適応的な符号化を行なう
画像圧縮方式全提供することを目的とするものである・
（発明の構成）本発明は画像を空間周波数領域へ変換する手段としてア
ダマール変換を用い、ここで得られた空間周波数成分に
対して更に線形予測変換を行なうことを基本系としてい
る。

アダマール変換は、変換マトリックスが［−ｚＪ、ｒ−
１１を要素としており、加減算器だけで構成でき、ここ
で周波数領域に変換されたシーケンスはフーリエ変換に
おける周波数軸に対応するものであり、０次のシーケン
スは直流成分の量を、高次のシーケンスは高周波成分の
量を表わすパラメーターとみなすことができる。このた
め原画素間の相関が強ければアダマール変換後の信号エ
ネルギーは低次シーケンスに集中し、高次シーケンスの
方は次第に少なくなるのでこれら各シーケンスに適した
量子化レベルのビット配分を行なって平均的情報量を減
らすことができる。

更に帯域圧縮を目的としたアダマール変換符号化方式は
特に低ビツトレートの符号化として有効であり、各シー
ケンスの量子化による画質劣化を視覚的に目立たないよ
うに分散することができる。すなわち、画像の滑らかな
部分の量子化ノイズは目につきやすいが、急峻な変化の
ある部分では目につきにくいといった視覚特性を利用し
て空間周波数に応じた量子化が行なえるという利点があ
る。

このようにアダマール変換によって得られり各シーケン
スのスペクトラムの量に応じて適当な量子化レベルを配
分し、つ丑り視覚的に許容される範囲で各スペクトラム
に歪を与えることによって全体の情報量を減らすことに
なり、各ノーケンスのスペクトラムの量が少なければそ
れだけ配分すべき量子化レベルのビット数は少なくて済
む。

ところで、一般の画像では隣接画素間の相関が強いため
、シーケンスの低次成分のエネルギーが高く、高次成分
のエネルギーが低く観測される。したがってこの低次特
に直流成分のエネギーを低くするような何らかの変換方
法があるならばそれだけ配分すべきビット数を減らすこ
とができる・このような変換方法としてアダマール変換
によって得られた各シーケンス全線形予測変換する方式
が知られている。

線形予測変換の説明を簡単にするためアダマール変換の
ブロックサイズを２×２とし、原画像が第１図の画素構
成になっているものとする。、に、に＋１．・・・は原
画像の走査ライン番号全示し、２走査ラインを１組１と
し■ブロックラインと名付けると＋　＋　１＋　１　＋
・・・はブロックライン番号を示す。水平方向には画　
７− 素ごとにｊ　　、ｊ＋１　、・・・の番号音つけると原
画像は１×２のブロックＢ１’Ｊ　＋　Ｂｉ、、１＋Ｉ
　ｉ・・・に、ブロック化される。ここでブロックＢ　
、、、の画素（ｕ　　　、ＩＩ　Ｊ　、２　）とブロッ
クＢｉ、ｊ＋＋の画素−１（ｕｊ＋１−＋　＋　ｕｊ＋＋、ｚ　）をデータとする
ブロックサイズ２×２の正規化されたアダマール変換は
２次捷たは４次のアダマール行列を用いて式（］）のよ
うに表わすことができる。

ここでシーケンスＨｏ　、Ｈ＋　、Ｈｌ　、Ｈ３はアダ
マール変換によって周波数領域へ変換された周波数成分
に対応し、ＨＯは直流成分、Ｈｌは垂直成分、Ｈｌは水
平成分、Ｈ３は傾斜成分を示して　８− いる。

いま前置２フロツク（Ｂ・　−２Ｂ　　）１・Ｊ　　　
　＋ｌ’Ｊ’ の４画素（”　−２・１　、”　２・２　、　’ｊ　−
１１、ｕｊ−１・２　）Ｊ　　　　　　　　Ｊ− をアダマール変換したときのシーケンスを（Ｊ（ｏ’　
、Ｊ−ｂ’　、Ｈ２’　、Ｈ３’　）とし、現２ブロツ
ク（ＢＩ’Ｊ＋Ｂｉ。ｊ＋＋　）の４画素（”−＋　ｐ
　”−２１’ｊ＋１．ｌ　、”ｊ−１−ｔ−ｚ）Ｊをアダマール変換したときのシーケンス２（Ｈｏ　。

市、Ｉ−Ｔ２．Ｈ３）とし、第１図にしたがって水平方
向にブロックサイズ２×２のアダマール変換を施し、こ
こで得られた各シーケンス全回じく水平方向に線形予測
変換することを考える。

このとき現２ブロツク（Ｂ、、、、　Ｂ、。１＋１）の
シーケンスＨｏ、Ｈ＋　ｆ式（２）で線形予測するとこ
の予測誤差成分はブロック間の各画素の距離を最も短か
くするものであり、画素間に相関が強いときこの予測誤
差成分のエネルギーを低くすることができる。これは画
素間に相関が強いとき予測誤差成分はその値がゼロの方
向に集中するようになるからである。

ΔＩ（ＯおよびΔＨ１は予測差分変換値であり直流予測
誤差成分、垂直予測誤差成分を示している０以上のように変換してシーケンスΔＩ（Ｏ，ΔＩ−ｈ。

Ｈ２，Ｈ３ｙｒ伝送するようにすればシーケンスＨａ　
、Ｈｌ、Ｈ２、Ｈ３２直接伝送する場合に比べて伝送エ
ネルギーを大巾に減らすことができ、きわめて高能率な
符号化方式であることが既に確認されている。

ところで式（］、）　、　（２）からシーケンスΔＩ−
（ｏ、ΔＨｔ。

Ｈ２，Ｈ３を画素に対応して示すと式（３）、（４）が
得られる。

ここで式（３）　、　（４）の右辺をみると、常に２画
素（ＬＩＪ、Ｉ　　＋　ＬＩＪ、２　　）の和および差
から前置２画素（ｕ’　）、１＋　ｕ’　　　）　　の
和および差を引Ｊ　　　　　　　」−１・２いた値になっていることが分る。したがって式（１）お
よび（２）から得られる各シーケンスと式（３）および
（４）から得られる各シーケンスを回路構成ケもとに比
較すると第２図のようになる。

第２図（ａ）は前記式（１）および（２）から得られる
／−ケンスを、（１））はその逆変換を、（Ｃ）は式（
３）オヨび（４）から得られる各シーケンス”、（ｄ）
ｌｄその逆変換を示す回路構成である。Ｑｌは量子化器
、Ｚ−’は１ブロツクの遅延を示している。

ここで（ａ）および（ｂ）では回路全簡単にするため垂
直成分用の予測誤差成分への変換は省略している。

第２図（Ｃ）において出力信号ΔＳｏとしてシーケンス
ΔＨＯ／２および−Ｈ２が交互に出力され、出力信号Δ
ＳＩとしてシーケンスΔＨ１／２および　１１− −Ｉ（３が交互に出力される。前述によっである程度の
量子化歪が視覚的に許容されるならば図から分かるよう
に（Ｃ）および（ｄ）の回路構成を用いる方が有利であ
ることが理解できる。

画素（ｕ’−１、ＬＩＪ−２）は輝度信号、色信」号或いは色差信号のいずれであってもよい・以上の説明
から分かるように本発明では回路構成の簡単な第２図（
Ｃ）および（ｄ）　’ｚ用いてカラー画像の変換を行な
うことを特徴としているＯ以上のように画像変換を施して各シーケンスを得るが、
従来はこれら各シーケンスΔＨｏ。

ΔＨ＋　、Ｈ２、Ｈ３或いはΔＳｏ、ΔＳ１に対して適
当な量子化レベルを与え、ビット数の配分を行なって符
号化するようにしていた。この量子化は画像の空間パワ
ースペクトラムの中で視覚的に劣化を生じない範囲で各
周波数成分に歪を許容させることに対応しておシ、これ
によって伝送に必要な情報量を減らしている。

ここでシーケンスΔＳＯハシーケンスΔＨｏ／　２１２
− および−■」２．シーケンスΔＳ１はシーケンスΔ山／
２および−Ｈ３に対応しており、たとえばシーケンスΔ
８０．ΔＳ１にそれぞれ５ビツト、３ビツトを配分すれ
ば１ブロックＢ、に対して合計８ビツト（平均４ビット
／画素）全伝送するようになり圧縮率の点から云えばあ
まり能率的な符号化になっていない。更に高圧縮するに
は量子化レベルく与えることになりそれだけ再生画像を
劣化させることになってしまう。

本発明は上記の方法において量子化歪を多く与えること
なく圧縮率を大巾に向上させようとするものであり、従
来はシーケンスΔＳｏ。

ΔＳ１の量子化値をそれぞれ伝送していたのに対し、本
発明は上記シルケンスΔ８０．Δ８１の量子化値の組合
せを構成し、この組合せに対して可変長符号を与えるよ
うにしており、たとえばシーケンスの量子化値が■ΔＳ
Ｏ−Δ５ｌ＝０のとき（６１％）この組合せコードのみ
を伝送し、■ΔＳＯ−士１．Δ５１−０のとき（２８％
）この組合せコードとΔＳＯの正負符号のみを伝送し、
■Δｓｏ　’−＜　ｏ、±１．Δ５１−０のとき（９％
）この組合せコードとΔＳＯの量子化値のみを伝送し、
■その他の条件のとき（２チ）この組合せコードとΔＳ
Ｏ２ΔＳＩの全量子化値を伝送するように符号化きれる
。

このようにすることはシーケンスΔＳＯに比ベシーケン
スΔＳ１の量子化値が非常に小さくゼロになる確率が高
く、したがって標準的な黒白画像において視覚的な劣化
を生じない程度にシーケンスΔＳｏ　、Δ８１　ｆ量子
化したとき０内で示すような各組合せの発生確率が得ら
れるからである。

さてこのように１ブロック馬、内のシーケンスΔＳＯ，
ΔＳ１の組合せによって可変長符号を与えることは非常
に能率的であり本発明の１つの特徴になっているが、反
面ブロック毎に圧縮率が可変になることであり前述した
ような不都合が生じる・したがってこの場合は符号化ビ
ットレートと伝送ビットレートのちがいを吸収するため
、すなわち時間軸の変動を補正するために十分なバッフ
ァメモリを設ける必要がある。一般の画像ではその種類
によって圧縮率の変動が２〜４倍にも異なるので大容量
のバッファメモリが必要になるが回路量を減らす意味で
少量のバッファメモリでも圧縮率の変動をうまく吸収で
きるようにするため、本発明は出力ビツトレートに応じ
てシーケンスΔ８０．ΔＳ１に与える量子化特性を遂次
選択するように構成し、小容量のバッファメモリでも入
力および出力ビツトレートのちがいを十分に吸収できる
ように工夫している。

すなわち、画像は一般に隣接ライン間で相関が強いので
ライン間での圧縮率の変動はゆるやかであろうことに着
目して、バッファメモリの空き状態に応じて次のブロッ
クラインに対するシーケンスΔ８０．ΔＳ１の量子化特
性を適応的に選択するものである。

（実施例）以下本発明の実施例を図によって説明する第３図は本発
明の詳細な説明するだめのブ１５− ロック構成図の一例である。

第３図において、（ａ）は画像圧縮装置、（ｂ）は画像
再生装置のブロック図を示している。■は第１図におけ
るブロックＢｉｊの画素（Ｕ、。

ｕ２）に対応する輝度画素群（ＬＩＪＩ　　＋　Ｕｊ２
　　）および色差画素群（Ｃ’　ｔ　＋　ＣＪ２　　）
であり、２は和差変換器であって式（５）にしたがって
和成分Ｓｏ＋Ｅｏおよび差成分８１　、Ｅｔ　ｆ算出す
る。

予測変換器３は式（６）にしたがって予測誤差成分ΔＳ
ｏおよびΔＳ１ｆ算出する。

但し、Ｓｏｌ、Ｓ、ｊおよびＢ。１．Ｅ、ｉは現ブロッ
クＢの和成分および差成分を、ＳＳ１」０・３−１．１・Ｊ　−１およびＥ。、ｊ−＋　ｌＥｔ、ｊ−］は前置ブロックＢ
、、　、の和成分および差成分を示している。

このようにして得られた輝度信号の予測誤　１６− 差成分ΔＳｏ、ΔＳ＋および色差信号の予測誤差成分Δ
Ｃｏ、ΔＣ１は更に予測変換器３において縫子化特性選
択器８で各ブロックライン毎に選択された量子化特性を
用いてそれぞれに量子化される。ここで適応的に量子化
された予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ
１は符号化器で可変長符号化されるが、この可変長符号
は第４図に示すように予測誤差成分の量子化値Δ３ｏ、
ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ１の組合せによって各量子化
特性毎に定寸る符号構成が用いられる。

符号化器４によって圧縮された可変長符号は遂次バッフ
ァメモリ５に入力され、実時間処理の場合は同時にバッ
ファメモリ５からはある定められたビットレートで入力
とは非同期に読出され、誤り訂正符号化器６によって伝
送路上で生ずる誤りを訂正できるような冗長符号全付加
して伝送路上に送られる。なお、画像の１ブロツモ生回路７から同期信号がバッファメモリ５に入力される
ようになっている。

ここで量子化特性選択器８はバッファメモリ５のアドレ
ス空間’（ＨＰ外分割たアドレスポインタ２（Ｐ−１）
個保持してお９、たとえばバッファメモリの容量ｆｆ１
５１２バイトとし、８分割したアドレスポインタＬ＋　
＝　ＰＩ　、Ｌ２＝１、２８　、　Ｔ、３　＝１９２．
・・・Ｌ７　＝　４４８をもっている。アドレスカウン
タ９は可変長符号がバッファメモリ５へたとえば８ビツ
ト（１バイト）単位で入力されるごとに＋１を計数し、
またバッファメモリ５から一定の出力ピットレートのも
とに８ビット単位で出力されるごとに−１を計数して、
入力画像の１ブロツクラインの終了時にその時点におけ
るバッファメモリ５のへき状態を量子化特性選択器８へ
送るようにしている。このとき量子化特性選択器８はバ
ッファメモリ５の空き状態がアドレスポインタＬｎのど
の範囲に入っているかを識別して次のブロックラインに
対する量子化特性を適宜選択Ｉ〜て予測変換器３内の量
子化器へ送る。

但し、バッファメモリ５がアンダーフローになる危険を
避けるだめの本実施例ではＰｌは（出力ピットレート）
×（１ブロツクライン内の総画素数）として力えている
が、この限りではない。

以上のようにすれば、バッファメモリ５への符号化ピッ
トレー　１・の変動がはげしくても小容量のバッファメ
モリでその変動全平滑化でき、安定して一定の速度で出
力することができる・すなわち、ここでの制御はバッフ
ァメモリ５の空きエリアが多くなりアンダーフローの起
りそうなときには次のブロックラインに対する各予測誤
差成分ΔＳｏ、Δ８１およびΔＣｏ、ΔＣ１の量子化を
細かくするように、また空きエリアが少なくなりオーバ
ーフローの起りそうなときは次のブロックラインに対す
る量子化を粗くするように量子化特性を選択するもので
ある。

ところで、量子化を粗くすることはＳＮ比を悪くする方
向に働くが、出力ピットレート　１９− に比べて符号化ピットレートが高いことはそのブロック
ラインの画像構成が複雑であったことを意味しており、
したがって量子化をある程度粗くしても視覚的には劣化
がそれ程目立たない。しかし出力ビツトレートは再生画
像の画質設計値の目安になるもので、ある画質目標とし
て設定された出力ビツトレートより符号化ビットレート
が高いとき、その符号化ビットレートを下げるようにす
る訳であるから設定した画質に比べて劣化することは当
然である。しかしその画質劣化が視覚的には目立たない
方向に作用するということである。

−力出力ビットレートに比べて符号化ビットレートが低
いことはそのブロックラインは滑らかな画像構成であっ
たことを意味しておシ、この場合は視覚的に劣化が目立
ちやすく、且つバッファメモリのアンダーフローになる
危険性もあるので量子化を細かくするものである。

以上の如く、再生画像の画質目標として設２０一定された出力ビツトレートすなわち入力画素当りの平均
出力ピッ］・長に合せて視覚特性全利用しながら量子化
特性を適応的に変化させることによって符号化ビットレ
ートの変動を平滑化し小容量のバッファメモリでも過不
足なく一定の出力ビツトレートで伝送できるものである
。

さてバッファメモリ５から読出された可変長符号は一定
の出力ビツトレートで伝送されるが、一般に情報を伝送
する際、信頼性の少ない伝送路において情報伝送の信頼
性を高めるにはその情報に冗長度すなわちゆとりを持た
せる必要がある。特に帯域圧縮された情報はそれだけゆ
とりが少なくなっており、伝送路での誤りの影響を受け
やすくなっている。

したがって画像情報としては高次の圧縮がなされても伝
送路における誤り特性に適した冗長信号を付加して伝送
路の信頼性を高める必要がある。これはすなわち誤り訂
正技術であり、符号理論として多くの方式が知られてい
る。伝送路として磁気記録の例において記録密度の増加
に伴ないランダム誤り、バースト誤り共に増大するので
これに適した誤り訂正符号化方式が必要になる。

一般にバースト誤りが長くなると訂正しにくくなるので
、バースト長を短かく或いはランダム誤りになるように
並べ直す方法としてインターリ−ピング方式が知られて
いる。このような誤り訂正技術としては多くの方式が確
立しており、たとえばランダム誤りや短かいバースト誤
りを内符号で訂正し、内符号で訂正できなかった長いバ
ースト誤り、その他は外符号で訂正するという鎖状符号
がよく用いられており、この内符号、外符号として巡回
符号、ファイア符号、リードソロモン符号、などが誤り
訂正、或いは検出に多く用いられる３いずれの方法を採
用するにせよ伝送路の誤り特性に応じてその誤りからく
る視覚的な劣化が許容される範囲で効率的な誤り訂正或
いは誤り修正が行ない得る方法であればよい。

以上によって圧縮された画像信号は伝送路たとえば磁気
記録素を介して第３図（ｂ）の画像再生装置で受信され
る。受信された信号は伝送路上で生じた誤りを誤り訂正
回路１０で多くの場合訂正される。同期信号検出器１１
は一定ビットレー１・で入力される受信信号群の中から
同期信号を検出する。この同期信号の検出によって、次
に検出される同期信号までの開音圧縮された画像信号と
みなして復号化器１２へ送る。復号化器】２では符号化
器４で圧縮符号化された可変長符号を第４図の量子化特
性に応じて伸張された固定長の予測誤差成分量子化値Δ
Ｓｏ、ΔＳｌ　ｋ得るように復号化される。予測逆変換
器１３は式（６）によってたとえばＳ。−ΔＳｏ　十Ｓ
。、ｊ−ｔ　、　Ｓ＋ｊ＝ΔＳＩ＋ＳＪ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１・Ｊ
　−１なる関係を用いて逆変換を行ない和成分ＳＯ゛。

ｐｏｌ差成分８１“、Ｅｌｏを復元するものである。

ここで得られた和成分ＳＯ’　、ＥＯ’差成分Ｓ、１．
Ｅ、１は量子化誤差および伝送誤りを含んだものであり
、和差変換器２で得た和成分Ｓ、ｏ、Ｅｏ差成　２３− 分Ｓ＋ＩＢ＋とは異なった値になる。

このようにして復元された和成分Ｓｏ　’　、Ｅｏ　’
差成分Ｓｌ　’　、Ｅｔ　’は和差逆変換器１４に入力
され、ここで式（７）にしたがってブロックＢ１．の再
生画素群（０７１１＋　ｕ　ｒ２１　）および（ｃ　、
　、ｌ。

Ｃｊ２“）を得る。以上によって得られたｌフレームの
再生画像にのっているノイズ量はエネルギーとして式（
８）で表わすことができ、量子化や伝送路上の誤りなど
によって生ずる画質劣化の目安を与えるものである。

１０ＩＯ１０ｌ０　ＺＺ（ＬＩｋｌｌＪｋＪｔ　）　２
／ｐｑ　）ｄＢ　　（８）第４図はバッファメモリの空
き状態によって選択される量子化特性とそのとき使われ
る可変長符号の構成を示すものである。　Ｚ、Ｆ、Ｎ。

はＺｏｎａｌ　Ｆ’ｉｌｔｅｒｉｎｇすなわち適応的に
選択される量子化特性番号全示し、Ｚ、Ｆ、はＺｏｎａ
ｌＦｉ　ｌ　ｔｅｒ特性すなわち予測誤差成分ΔＳｏ、
ΔＳ１゜　２５− ２４− およびΔＣｏ、ΔＣ１に与える歪量を示している。

たとえばＡ２の特性１，２，１．１は予測誤差成分ΔＳ
ｏ、ΔＳ＋、およびΔＣｏ、ΔＣ＋、それぞれの値の下
位ビット側１，２，１．１ビツトに歪量としてゼロを挿
入するように量子化される。この例では線形量子化が行
々われているが、このようにして得られた予測誤差成分
量子化値ΔＳｏ。

ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ１の組合せが前述のように（
０、０、０、Ｏ）　、（士ｌ　　、０．Ｏ，Ｏ）、（ｈ
、Ｏ，Ｏ。

ｏ）、（ｈ、ｈ、ｈ、ｈ）のいずれかによって可変符号
が割当てられる。ここでｈはΔＳｏの場合０、±１以外
の値、ΔＳ１．ΔＣｏ、ΔＣ１の場合Ｏ以外の値を示す
。コード長は量子化特性および量子化値の組合せによっ
て可変長符号化される符号長を示す。但し、バックアメ
モリ５がアンダーフローになりそうに々つだとき量子化
特性番号Ｚ、　Ｆ’　、／Ｉ６：＝　１が使われること
から、このアンダーフローを避けるため、ｎｌ　、ｎ２
は出力ビツトレートに一致するような符号長を設定して
いるが必らすしもその必要はない。

コードは量子化された予測誤差成分ΔＳＯ＋ΔＳ１およ
びΔＣｏ、ΔＣ１を伝送するためのフォーマットを示す
。ここでＸ、Ｙ、Ａ、Ｂはそれぞれ予測誤差成分ΔＳｏ
、ΔＳ　Ｉ　？ΔＣｏ、ΔＣ１を示しその添字はその値
のビット位置を、またＳＸ、ＳＹ、ＳＡ。

ＳＢはそれぞれの値の正向符号を示している。最後にＢ
Ｃはブロックコードであシ、各量子化値の組合せによっ
て与えられる組合せを示すコードである（復号化のとき
このコードによってどの可変長符号が使われたかを識別
するものである）。

第５図は画像圧縮装置を更に具体的に示すための一実施
例である。原画像の窓空間１×２から抽出された第１図
に示す画素（ｕｊｌ＋Ｕ　）および（Ｃ３，、（ｇ２）
が加減算器で構成２される和差変換器２を介して式（５）にしたがって演算
され和成分Ｓｏ、ＥＯ差成分Ｓ＋　、Ｅ＋を得る。

ここで加減算の結果は式（５）のように１／２されるが
これは回路的には全く不要のものであシ、上記加減算結
果を下位側に１ビツトシフトした値として次のステージ
である予測変換器３へ転送すればよい。

予測変換器３はＤＰＣＭ（１）ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
　ｐｕｌｓＣｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）方式の
基本系で構成されており、予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ１
＋ΔＣＯ９ΔＣ１を得るものである。たとえば現ブロッ
クＢ１．の相成分ＳＯとその予測値ＳＯとの差が予測誤
差分ΔＳｏとしてα、出される。ここで予測値ＳＯは前
置ブロックＢ　　　にお（・て再生された構成１”Ｊ−
１分Ｓｏ’・」−１を用（・ている。このようにして得ら
れた予測誤差成分ΔＳ　ｏ　＋ΔＳ１およびΔＣｏ、Δ
Ｃ１はそれぞれ量子化器２１　ａ　、　２　ｌ　ｂ　、
　２　］　ｃ。

２１ｄによって量子化される。

たとえば現ブロックラインで使用されている量子化特性
番号？、、Ｆ、７ｉ６が２であればそのフィルタ特性Ｚ
、Ｆは第４図から予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ　１＋ΔＣ
ｏ、ΔＣ】、それぞれに対して１　、２　、１．　。

１であシ、したがって予測誤差成分ΔＳｏ　＋ΔＳ　＋
　＋ΔＣｏ、ΔＣ１，それぞれの下位ビット側１　、２
　、　Ｉ。

１ビツトに歪量としてゼロが挿入されるよう　２７− にして量子化される。ｚ−１は１ブロツクの延遅素子で
あり、式（６）における前ブロックＢ、、、　。

の和成分Ｓ。、ｊ−１ｔ”’ｏ、ｊ−１差成分ｓ、、、
−１．Ｅ、、、−１に保持するものである。

また各ブロックラインごとに初期値としてＺＯ−１には
３２．Ｚｌ−１には０が挿入されている。

以上によって得られた予測誤差成分ΔＳｏ。

ΔＳｌおよびΔＣＯ２ΔＣ１は次のようにして可変長符
号化される。すなわち、第４図に示す量子化特性番号Ｚ
、Ｆ、／Ｉ６１のコードフォーマットにしたがって予測
誤差成分ΔＳＯが（ＳＸＸ４Ｘ３Ｘ２Ｘ。

Ｘｏ）　ｏ　Ｉ［ｊにシフト１／ジスタ２２へ、また予
測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ１．ΔＣｏ、ΔＣ１が（ＳＸＸ
４Ｓ、５ＹＳＡＳ３Ｘ２Ｙ３Ａ２Ｂ２Ｘ、Ｙ２Ａ１Ｂ、
ＸｏＹｌＡｏＢｏ）の順にシフト１／ジスタ２３へそれ
ぞれパラ１／ルに入力される。−万同時にこれらの予測
誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ＋、ΔＣｏ、ΔＣ１現ブロックラ
インで使用されているフィルタ信号Ｆ１〜Ｆ４および同
期信号５ＹＮＣがロジックア１／イ２５に入力され、こ
こでは第７図に示す論理構造によって第４２８− 図に示すブロックコードＢＣおよびコード長ＣＬを出力
する。

ブロックコードＢＣはシフト１／ジスタ２２゜２３およ
び信号選択回路２７へ入力され、コード長ＣＬはカウン
タ２６へ入力される。ここでフィルタ信号Ｆ＋−Ｆ＋は
量子化特性番号Ｚ、Ｆ、／Ｉ６に対するフラッグであり
、Ｆ＋＝１はＺ。

Ｆ　、／１６”　１を、Ｆ２二１はＺ　、　Ｆ　、１６
　＝　２を、Ｆ３二１はＺ、Ｆ、／ｌ６−３を、Ｆ４−
１はＺ　、　Ｆ　、　４−４を意味している。

これらフィルタ信号Ｆ＋　−Ｆ４は前述の如く、現ブロ
ックラインの符号化終了時点でのバッファメモリ５の空
き状況によって選択される次ブロツクラインに対する量
子化特性の状態を与えるものであり、この詳細は後述す
る。

さてコード長ＣＬがカウンタ２６に入力されると、カウ
ンタ２６からの出力信号Ｐは”　ｌ　”　Ｋセットされ
、クロックパルスＣＰによってダウンカウントを開始し
、カウンタ２６がゼロになると信号Ｐはリセットされる
。したがって信号Ｐが“１′″の状態のときだけクロッ
クパルスＣＰの駆動によってシフトレジスタ２２，２３
、およびシフト１／ジスタ２８が１ビツトづつシフト動
作を行なう。ここでシフト１ノジスタ２８には１ブロツ
クラインの符号化開始時に必らず同期信号パターン５Ｐ
ＴＮ（この例では２４ビツト）とそのブロックラインに
対するフィルタ信号Ｆｌ〜Ｆ４がパラレルに入力されて
おり、■ブロックラインに対する同期信号５ＹＮＣが”
１′のときクロックパルスＣＰによってカウンタ２６に
入っている同期パターン用コード長ＣＬがゼロになるま
でシフト動作を行なう。同期信号Ｓ　ＹＮＣはカウンタ
２６がゼロになったとき”０′″にリセットされる。こ
こでシフトレジスタ２２゜２３．２１１ｊ：ハラ１ツル
ーイン／シリアル−アウト型のシフト１ノジスタである
。

このようにしてシフト１／ジスタ２２，２３．２８から
シフトされた出力信号はシフト１／ジスタ３０に入力さ
れるが、まず信号選択回路２７および２９によってブロ
ックコードＢＣが（１１）のときのみンフ１．　ｌ／レ
ジスタ３の出力４号ＳＧがシフトレジスタ３０へ入力さ
れ、ブロックコードＢＣが（００）、（０１，）、（１
０）のときはシフトレジスタ２２の出力信号ＳＧがシフ
ト１／ジスタ３０へ入力され、同期信号５ＹＮＣが”１
″のときのみシフト１ノジスタ２８の出力信号がシフト
１／ジスタ３０へ入力される。ことでシフト１ノジスタ
３０はシリアル−イン／パラ１／ルーアウド型のシフト
１／ジスタである。

以上の如くに、クロックパルスＣＰ　ヲ駆ｍ源としてシ
フト１／ジスタ２２，２３．２８のいずれかからシフト
してくる出力信号がシフト１／ジスタ３０へ入力される
ことになる。シフトレジスタ３０へ遂次入力される信号
はたとえば８ビット単位にバッファメモリ５へ転送され
、その都度カウンタ３１はカウントアツプする。

シフトレジスタ３０かラハツファメモリ５へ符号群がた
とえば８ビット単位で入力され　３１− るのとは非同期にバッファメモリ５からは符号群がたと
えば８ビット単位で出力されることになるが、この出力
ごとにカウンタ３１はカウントダウンするように構成さ
れる。

バッファメモリ５から符号群が出力されるタイミングは
後述のフラッグ３４が１”の状態であって、且つ一定の
出力ビツトレートにしたがって発せられる読みとり信号
ＢＭＲ，ｅａｄ　　を受けたときである。

ロジックアレイ３２は前述の如く、バッファメモリ５の
空き状態がカウンタ３１で計数シタアドレスポインタＬ
ｎのどの範囲に入っているかを識別して次のブロックラ
インに対する量子化特性（フィルタ信号Ｆ＋−Ｆ４）を
選択するものであシ、第９図に示す論理構造によってフ
ィルタ信号Ｆ１〜Ｆ４を出力する。すなわち、ロジック
アレイ３２にはカウンタ３１からバッファメモリ５のア
ト１７スポインタＢ、Ａが遂次入力され、更にフラッグ
３４の出力信号ＦＳＷとバッファメモリ５からの出力ビ
ット　３２　− レートを示すコードｏｂｒが常時入力されている。フラ
ッグ３３はフリップフロップ回路であり初期値は０にな
っている。ここでロジックアレイ３２は第９図に示すよ
うに、前述したアト１ノスポインタＬ＋＝Ｐ＋なる条件
すなわち、この例ではアト１７スポインタＢＡが初めて
２５６に達したときのみフラッグ３４がＩＩ　１　ＩＩ
にセットされ、それ以降バッファメモリ５から一定ビッ
ト１ノートで出力が可能となる。

通常は予め定められた出力ピッ）　ｌ／　−トｏｂｒに
応じてアト１７スポインタＢＡが現在トの範囲を指して
いるかによって決められたフィルタ信号Ｆ１〜Ｆ４のい
ずれかを°°１″にセットするように出力する。

ここで出力されたフィルタ信号Ｆ＋−Ｆ４はバッファレ
ジスタ３３に貯えられるが、これは同期信号５ＹＮＣを
受けたときのみである。

す々わち、現ブロックラインの終了時におけるカウンタ
３１からのアドレスポインタＢＡに応じて次ブロツクラ
インに対するフィルタ信号Ｆｌ〜Ｆ４がバッファ１ノジ
スタ３３にセットされることになる。

勿論、ロジックア１ノイ３２は１ブロツクラインの終了
時のみ動作させてもよい。

以上説明してきたようにして和差変換および予測変換さ
れた予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ＋
の量子化値がその組合せによって可変長符号化されて小
容量のバッファメモリ５に貯えられ、この人カビッ）　
ｌ／　−）　（符号化ビットＩ／−））とは非同期にバ
ッファメモリ５から可変長符号が予め定められた出力ビ
ツト１ノートで読出されて伝送路或いは第３図に示す誤
シ訂正符号化器６へ送られる。

尚、バッファメモリ５からの出力ビツトレートは第１０
図に示すように伝送路に応じて任意に設定することがで
き、この設定された出力ビツト１ノートのコードｏｂｒ
　ｆロジックア１ノイ３２へ与えるだけで所望の出力ビ
ツト１ノートを得ることができる。すなわち、画像の圧
縮率を画質設計に応じて任意に選択できることであり、
本発明の１つの特徴になっている。

上記に説明した第５図の画像圧縮装置において、予測誤
差成分の量子化回路の具体例を第６図に示す。

第６図ｆａｌは予測誤差成分ΔＳｏに対する量子化器２
１ａ（第５図）の１例を示すものであり、２］ａ−１は
予測誤差成分ΔＳｏが負値のときその値を反転させる回
路（本来なら予測誤差成分ΔＳＯの給体値を算出すると
ころであるが簡単のために上記のようにした）である。

２１ａ−２は１ノベル制限回路であシ、たとえば予測誤
差成分ΔＳＯに配分されたピット数が６ビツトの場合そ
のレベル値は−３２〜＋３１に制限され、仮りにΔ５ｏ
−−３８であればΔ５ｏ−−３２に制限され、Δ５Ｏ＝
３６であればΔ５ｏ＝３１に制限される。

２１ａ−３は量子化のために量子化特性に応じて予測誤
差成分ΔＳｏの下位側ビットにゼロを　３５− 挿入する回路である。第５図のバッファ１ノジスタ３３
はそのゼロを挿入すべきビット位置をフィルタ信号Ｆ＋
　、Ｆ２　、Ｆｓによって適応的に制御する回路であシ
、たとえばフィルタ信号Ｆ２が“１′′のとき予測誤差
成分ΔＳＯは最下位ビットにだけゼロが挿入される。２
１　ａ　−４は回路２１ａ−１で負値を反転しているの
で、それを元に戻す回路である。

尚、ＤＰＣＭにおける量子化器は、予測誤差成分がラプ
ラス分布に近い形になることを利用して一般には視覚的
な画質劣化を最少にするよう彦非線形量子化を行なうが
、特に複雑な画像では予測誤差成分の分散が大きく、滑
らか々画像と同じように施こされる非線形量子化ではか
えって画質劣化が目につきやすくなる。このような非線
形量子化はルックアップテーブルを用いれば容易に実現
できるが、−万線形量子化は前述実施例のようにして予
測誤差成分の下位ビットを一様に捨てるだけであり更に
容易に実現でき、圧縮率が一定の　３６− とき両者によって視覚的には殆んど画質の差は認められ
ないものであり、したがって本発明の実施例では線形量
子化を用いて説明したがこの限りではない。

第５図の量子化器２　ｌ　ｂ　、　２１．　ｃ　、　２
１　ｄの回路例も同様にして実現できるので、ここでは
予測誤差成分ΔＣｏに対する量子化器２１ｃの一例を第
６図（ｂｌに示し以下は省略する。また第５図において
量子化された予測誤差成分ΔＳＯ。

ΔＳ１．ΔＣｏ、ΔＣＩおよびブロックコードＢＣをシ
フト１ノジスタ２２，２３へバラ１ノルに転送する際の
ビット配列は第８図に示すように構成される。この配列
は後に述べる画像再生装置で復号化をやりやすくするた
めである。

さて本実施例ではバッファメモリへの入出力が実時間で
行なわれる場合について説明してきたが、この場合バッ
ファメモリ５の容量は圧縮率の変動を吸収できるだけの
容量が必要であり、その出力ピッ）　１／−）が平均３
．０〜６．０ビット／画累のとき原画像の（２ブロツク
ラインの画素数）バイトあれば十分であることが確認さ
れているが、本実施例ではバッファメモリ５の容量を５
１２バイトにして説明している。一方、画像１フレ一ム
分の可変長符号をバッファメモリ５へ入力した後にバッ
ファメモリ５から所定のビットレートで出力して伝送路
へ転送する場合も同じ考えで実現できる。この場合はバ
ッファメモリ５からの出力ビツト１ノートに合せて１フ
１ノームに必要な容量のバッファメモリを設けておき、
たとえば出力ビツト１ノートが平均３．５ビット／画素
であれば３．５Ｘ（１７１）−ムの画素数）ビットだけ
の容量を設けておき、各ブロックラインごとに上記出力
ピット１ノートでバッファメモリから出力されていくと
仮定して次のブロックライン一対する量子化特性を選択
するように考えればよい。

以上説明してきた画像圧縮装置によって可変長符号化さ
れた予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳｌおよびΔＣｏ、ΔＣ１
は伝送路を通して画像再生装置へ入力される。以下にそ
の具体的回路例を示しながら説明する。

第１１図は第３図（ｂ＋で説明した画像再生装置を更に
具体的に示す実施例であり、画像圧縮され可変長符号化
された画像信号は伝送路たとえば磁気記録系を介してシ
フト１／ジスタ５１へ１ビツトづつ入力され、その出力
信号はシフト１／ジスタ５２へ入力される。同様にシフ
ト１／ジスタ５２の出力信号はシフトレジスタ５３へ入
力される。

ここでシフト１／ジスタ５１，５２．５３は共にシリア
ル−イン／パラレル−アウト型のシフト１／ジスタであ
る。フリップフロップ素子で構成されるフラッグ５５は
最初リセット状態にあり、シフト１／ジスタ５１へ入力
信号ＩＮが１ビツトづつ入力されるごとにシフト１ノジ
スタ５２からパラ１ノルにとシ出された信号群は同期信
号検出回路５４において同期信号を検出する。この同期
信号の検出はたとえばシフト１／ジスタ５２のデータ２
４ビツトがある　３９一定められた同期信号パターンと一致するとき同期信号と
みなす、などによって検出することができる。

しかし、シフト１ノジスタ５２には刻々と入力信号ＩＮ
が入ってくるので同期信号の検出パターンは画像信号群
とは必らず分離できるように、或いは伝送路上での誤り
などによって画像信号群の中で偶然に同期信号パターン
と一致する場合が存在してもその確率がきわめて小さく
なるように設計されていなければならない。同期信号の
検出によって信号５ＹＮＣはフラッグ５５をセットし、
捷た、同時にシフト１／ジスタ５１のデータ４ビツトが
バッファ１／ジスタロ０に保持される。これが前述のフ
ィルタ信号Ｆ＋ｘＦ’４であシ、次に入力される画像信
号群に対する量子化特性を決定するものである。フラッ
グ５５がセット状態にあるトキハシフトレジスタ５２の
データ２４ピツトが画像信号とみなされて復号化される
ことになるが、同期信号が検出された時点では　４０− シフトレジスタ５２にはまだ同期信号パターンが入った
′ｆｆ、まに寿っており、したがってこの時点では信号
５ＹＮＣが後に説明するロジックアレイ５８に入力され
、ロジックアレイ５８から信号ＣＬとしてこの例では値
２８がとり出されカウンタ６０に入力され、カウンタ６
０が入力信号ＩＮと同期してダウンカウントを開始し、
カウンタ６０の値がゼロに彦ったときシフト１／ジスタ
５３には第４図で示したブロックコードＢＣが入ってい
ることになる。

さてブロックコードＢ　Ｃがシフト１／シスタ５３に入
力されると、そのときカウンタ６０はゼロになっており
、したがってこのときのカウンタ６０からの出力化−号
Ｂ　Ｓによってシフト１ノジスタ５３内のブロックコー
ドＢＣ（２ビツト）とシフト１／ジスタ５２の最上位置
にあるデータ５ｘ（１ビツト）カバソファ１／ジスタ５
７に保持される。ここでシフトレジスタ５３内のブロッ
クコードＢＣが００”のときはシフ）＋ノジスタ５２の
最上位置にあるデータＳＸは次のブロックコードの先頭
ビットであり、ブロックコードＢＣが”００”以外のと
きはデータＳＸは第４図に示すように予測誤差成分ΔＳ
Ｏの正負符号を指していることになる。

バッファレジスタ６７の内容は直ちにロジックア１／イ
５８に入力され、ロジックア１／イ５８からはゲート信
号ＧＳと可変長符号のコード長信号ＣＬが出力される。

ロジックア１／イ５８はフィルタ信号Ｆ１〜Ｆ４、ブロ
ックコードＢＣおよびそれに続く信号ＳＸ、カウンタ６
０がゼロを計数したときのブロック信号ＢＳの状態によ
ってゲート信号ＧＳおよびコード長信号ＣＬを出力する
が、その論理構造は第１２図に示されている。

ゲート信号ＧＳが出力されたときシフトレジスタ５３に
は第４図に示すデータコードが入っておシ、したがって
シフト１／ジスタ５２の内容はゲート信号ＧＳに応じて
ゲートアレイ５９を通過しバッファレジスタ６１に入力
されブロック信号ＢＳの定められた遅延信号によって保
持される。

ゲートアレイ６１の詳細は第１３図に示すＡＮＴ）ゲー
トおよびＯＲゲートによって構成される。

ここでブロックコードＢ　Ｃが００″のときはゲート信
号ＱＳ　（２〜ｈ＋　ｒａ＝ｒ４）が全てＯ″であり、
したがってバッファレジスタ６１にはＩｉ′ｉｏが保持
され、ブロックコードＢＣが”　０１　”のときはゲー
ト信号ＧＳのうちｒ。〜ｒ４の状態によって予測誤差成
分ΔＳＯの“’＋１”又は−１”′が保持される。この
ようにゲート信号ＧＳ（ａ〜ｈ　、　ｒｏ〜’４）によ
って予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ１
が第１３図に示すバッファ１／ジスタロ１のフォーマッ
トでバッファ１ノジスタ６５に保持される。

バッファ１／ジスタロ１の内容は書込信号Ｗ′Ｐによっ
てバッファメモリ６２の所定アト１ノスに記憶されるが
、この書込信号ＷＴはフラッグ５５の出力信号ＤＥがセ
ット状態にあ　４３− リ、且つブロック信号ＢＳの定められた延遅後に出力さ
れる。

またバッファメモリ６２ヘデータを入力するためのアト
１ノス信号は水平アドレスカウンタ６３（ブロックカウ
ンタ）および垂直アト１／スカウンタ６４（ブロックラ
インカウンタ）によって生成される。

一万ロジックア１／イ５８から出力されたコード長信号
ＣＬが前記と同様にカウンタ６０に入力されるとカウン
タ６０は入力信号ＩＮと同期してダウンカウントを開始
し、カウンタ６０の値がゼロになったときブロック信号
ＢＳを出力する。このときシフト１ノジスタ５３には次
のブロックコードが入っている。

以上説明してきた動作をくり返し々からブロックごとの
予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳｌおよびΔＣｏ、ΔＣ１が復
号化されバッファメモリ６２に遂次入力されていく。た
とえば第３図（ａ）の画像圧縮装置から伝送されてくる
信号群が「・・・’５ＹＮＣ’０１００’０１１’ＯＯ
’１ｌＯ１０１１０１０１１１１４４− ０１’１０１１００１　’・・・・・・・」の順に１ビ
ツトづつ入力されたとする。

この入力信号群において、先ず同期信号を検出した時点
から説明する。同期信号を検出すると、このときシフト
１ノジスタ５１に入っているフィルタ信号”０１００”
が信号５ＹＮＣによってバッファレジスタ５６に保持さ
れる。

すなわちこのブロックラインに対してフィルタ信号Ｆ２
＝１（第４図における量子化特性番号Ｚ、］？、、４が
２）を使用することを意味する。

−万信号５ＹＮＣによってロジックア１／イ５８からコ
ード長信号として値２８が出力され、カウンタ６０がダ
ウンカウントによってゼロを計数するとこのときシフト
１ノジスタ５３にはブロックコード０１″′が入ってお
り、したがってＢＣ−”旧＋＋　、　ＳＸ−“１＋１　
、　ｐ２−Ｈ１＋＋の入力によってロジツクア１／イ５
８からゲート信号ＧＳ（ｒ、〜ｒ４が１゛）とコード長
信号ＣＬ　＝　３を出力する。このときシフト１ノジス
タ５２の内容は第１３図にもとすくゲートアｌノイ５９
を介してバッファ１ノジスタ６１には”１１１１１０゜
ｏｏｏｏ　、　ｏｏｏｏ　、　ｏｏｏｏ”が入力される
。

すなわち予測誤差成分Δ５ｏ−−２，ΔＳ１＝ΔＣ〇−
ΔＣ１−０が再生される。一方コード長信号ＣＬ−３が
カウンタ６０に入力されダウンカウントによってゼロを
計数してブロック信号ＢＳを出力したときシフト１ノジ
スタ５３には次のブロックコード００″が入っており、
したがってＢＣ＝”ＯＯ”、ＢＳ＝”１′′、Ｆ２＝”
“１′′の条件によってロジックア１ノイ５８からゲー
ト信号ＧＳ（全て”　ｏ　”　）とコード長信号ＣＬ　
＝　２が出力される。このときシフトレジスタ５２の内
容はゲートア１／イ５９を通過せず、したがってバッフ
ァメモリ６１の内容は全て゛０パでありΔＳｏ−ΔＳ＋
＝ΔＣｏ＝ΔＣ１＝Ｏが再生される。

次にシフト１／ジスタ５１，５２．５３の内容が２ビツ
トシフト（ＣＬ＝２）すると、このときシフト１／ジス
タ５３には次のブロックコード６１１”が入っており、
したがってＢＣ＝″１１”。

ＢＳ＝”　１　”　、　Ｆ２＝”　１　”によってゲー
ト信号ＧＳ（ａ、ｅ、ｆ、ｇが１”）とコード長信号Ｃ
Ｌ＝１０を得る。このときシフト１ノジスタ５２の内容
はゲート信号ａ　＝　ｅ　＝　ｆ　＝　ｇ−”１″によ
ってバッファ１／ジスタロ１へ”０１０１１０，１０１
０゜１１００　、０１１０”　　として入力され、ΔＳ
Ｏ：２２゜ΔＳ＋＝−６．ΔＣｏ＝−４．ΔＣ１−６が
再生される。

更にシフト１／ジスタ５１，５２．５３の内容が１０ビ
ツトシフト（ＣＬ＝１０）すると、シフトレジスタ５３
には次のブロックコード″１０”が入っておシ、したが
ってＢＣ＝”　１０”、ＢＳ＝−ＩＩＩ　、　ｐ　２−
１＋　ＩＩＩによってゲート信号ＧＳ（ａ、ｂ。

Ｃがパ１°′）とコード長信号ＣＬ　＝　８が得られ、
シフト１ノジスタ５２の内容はバッファレジスタ６１へ
１１００１０．００００，００００，００００”として
入力され、ΔＳｏ−１４＋ΔＳ１−ΔＣＯ−ΔＣ１−〇
が再生される。

以上のくり返しは入力信号に同期して動作し、再生され
た予測誤差成分ΔＳＯ１ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ１は
ブロックごとにバッファメモリ６２に記憶される。この
ときバッファメモリ６２４７− への入力アビ１／スは水平アドレスカウンタ６３（ブロ
ックカウンタ）および垂直アト１／スカウンタ６４（ブ
ロックラインカウンタ〕によって制御される。水平アド
レスカウンタ６３はバッファメモリ６２の書込信号ＷＴ
によって１ブロツクづつ加算され、１ブロツクライン相
当のブロック数を計数したとき信号Ｓ　Ｈを出力する。

同期信号５ＹＮＣを検出する前に１ブロツクラインの終
了を示すこの信号ＳＨが発生することは伝送路上で生じ
′た誤シによって画像信号である可変長符号構成が乱れ
たためであシ、そのブロックラインに対して本来存在す
べき残ジブロックの画像信号の入力を無視するためフラ
ッグ５５をリセットして次の同期信号が検出されるのを
待つ状態になる。

またここでは図示していないが、上記によって可変長符
号構成が乱れて１ブロツクライン相当のブロック数を計
数する前に次の同期信号を検出したときも同期信号Ｓ　
ＹＮＣによつ　４８− てフラッグ５５をリセットするようにしておくとよい。

このときはバッファメモリ６２にはそのブロックライン
に対する残りブロックの画像信号が欠如することになる
。いずれにおいても上記によって画像信号が乱れた場合
はバッファメモリ６２内の現ブロックラインに対する各
ブロックの予測誤差成分ａＳＯ，ΔＳ１およびΔＣＯ１
ΔＣ１は前ブロツクラインの該当する予測誤差成分によ
って置きかえるような処置が必要になってくる。垂直ア
ト１／スカウンタ６４（ブロックラインカウンタ）は信
号５ＹＮＣ、ＳＨのいずれかによってブロックラインの
加算を行なう。

さて、以上によって復号化された各ブロックの予測誤差
成分ΔＳｏ、ΔＳ１およびΔＣｏ、ΔＣ１がバッファメ
モリ６２へ順次入力される一方で、この入力とは非同期
にバッファメモリ６２からは読取信号ＲＩ）によって各
ブロックの予測誤差成分ΔＳｏ、ΔＳ１およびΔＣＯ９
ΔＣ１が順次読出される。ここでは省略したが書込み用
のアド１ノスカウンタ６３．６４と同様に読取り用のア
トｌメスカウンタが必要なことは当然のことである。

バッファメモリ６２から読出された予測誤差成分ΔＳｏ
、ΔＳｌおよびΔＣｏ、ΔＣ１は前述の如く予測逆変換
器１３において式（６）にしたがって逆変換を行ない和
成分Ｓ　ｏ　’　、Ｅ　ｏ　’　＊差成分Ｓ１１゜Ｅ１
′を復元し、更に和差変換器１４において式（７）にし
たがって再生画素群（ｕＪＩＩ　、Ｊ　２１）および（
ＣＪ　Ｉ　’　！　ＣＪ　２　’　）を得ることができ
る。

ここで、今迄述べたロジックア１／イ２５゜３２．５８
すなわち第７図、第９図、第１２図の論理構造は、その
フォーマットに対応して入力側がＡＮＤゲートア１ノイ
、出力側がＯｒ（ゲートア１ノイで構成されており、た
とえばＰＬＡ（ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　
Ａｒｒａｙ）を用いて容易に実現することができる。

以上本発明はカラー画像の圧縮および再生について説明
してきたが、その画素配列例として第１図の画素Ｂ”　
（ｕ＋　ｌ　ｕ２）　Ｂｉ　ＮＣ＋　ｌ　Ｃ２）にＩ」対応して、たとえば輝度信号（Ｙｌ　、Ｙ２　）、色差
信号（ＣＩ　、Ｃ２）の如くに配列すればよい。

（発明の効果）以上本発明にかかる画像圧縮装置およびその再生装置に
おいて１実施例をもとに詳細に説明してきたが、本発明
によれば、原画素群の和差変換およびその予測変換によ
って得られた各成分の組合せに対して可変長符号化して
いるため各成分に与える歪量を大きくすることなく高能
率な符号化が可能になっており、したがって圧縮率が高
い割には再生画像の劣化が少ないという特徴をもってい
る。捷た可変長符号化１〜たことによって生ずる圧縮率
の変動すなわち符号化ビット１ノートとその伝送ピッ）
　ｌ／　−）間の時間軸のちがいは小容量のバッファメ
モリで吸収できるように制御しており、これがまた視覚
特性に適応した高能率な圧縮方式としても寄与している
。

更にまた伝送路へ送出すべき伝送ビット１ノートや或い
は伝送すべき情報量など目的に応じて種々使い分けるこ
とがあるが、これに対しても前記バッファメモリからの
出力ビット１／−トを指定するだけで画像の圧縮率を任
意に選択できるという特徴をもっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は原画像を互に隣接した２画素ごとにブロック化
した例を示す図、第２図は画像変換手段を比較するための図であって、（
ａ）はブロックサイズ２×２のアダマール変換と予測変
換を用いたときの構成図、（Ｃ）は和差変換と予測変換
を用いたときの構成図、（ｂ）　、　（ｄｌは（ａｌ　
、　（ｂ）それぞれの逆変換の構成図、第３図は本発明の詳細な説明するための画像圧縮装置（
ａｌおよび画像再生装置（ｂ）を示すブロック構成図、第４図は複数個の量子化特性と量子化値の組合せによっ
て与えられる可変長符号を示す図、第５図は第３図（ａ）に示す画像圧縮装置の具体的回路
構成図、第６図は画像圧縮における量子化器の具体例を示す回路
図、第７図は第５図のロジツクア１ノイ（Ａ）の論理構造図
、第８図は第５図における伝送情報のビット配列図、第９図は第５図のロジツクア１フイ（１３）の論理構造
図、第１０図はバッファメモリからの出力ビット１／−トを
規定するコード例図、第１１図は第３図（ｂ）に示す画像再生装置の具体的回
路構成図、第１２図は第１１図のロジックア１ノイの論理構造図、第１３図は第１１図のゲートア１／イの具体例を示す回
路図である。２・・・和差変換器　　３・・・予測変換器４・・・符
　号　化　器　　５，６２・・・バッファメモリ６・・
・誤り訂正符号化器　　　　７・・・同期信号発生器８
・・量子化特性選択器　　　　９・・・アト１ノスカウ
ンタ】０・・誤り訂正回路　　　１１・・・同期信号検
出器１２・・・復号化　器　　　１３・・・予測逆変換
器１４・・・和差逆変換器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ　・・・量子化器２２
．２３．２８・・・パラ１／ルーイン／シリアル−アウ
ト型シフト１／ジスタ３０．５１，５２．５３・・　シリアル−イン／ハラ１
ツルーアウト型シフト１ノジスタ２５　、３２　、５８・・・ロジツクア１ノイＺ−’・
・・１ブロツク遅延素子　　　５９・・・ゲート７１７
４回路２６．３１．６０　　・・・カ　　ウ　　ン　　
タロ３・・・ブロックアト１／スカウンタ６４・・・ブ
ロックラインアト１／スカウンタ３３．５６，５７．６
１・・・バッファレジスタ３４．５５・・　フリップフ
ロップ素子３５・・・量子化制御回路　２７　、２９・
・・信号選択回路５５− 第１図第　３　図３　　　　　′３横￥　　ＩＩ　　　Ｆ￥１Ｂ＋＋ｗ（ｂ）第１２図（自発）手続？ｍｍ古書、事ヂ１の表示特願昭５８−７４６６６号２、発明の名称カラー画像の適応形圧縮方式３、補正をする者事件との関係　　　　　特許出願人柱　所　　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　
　　　富士写真フィルム株式会社４、代理人東京都港区六本木５丁目２番１号６、補正により増加する発明の数　　　な　　　し７、
補正の対象明細書の「発明の詳細な説明」の欄、および図面８、補
正の内容１）明細書第２５頁第１３行「７７」を「ΣΣ」と訂正する。２）同第２７頁第６行「正負」を「正負」と訂正する。３）同第２９頁第１４行ｒｓ３Ｘｐ・・・・・・」をｒｓｓ　Ｘ２・・・・・・
」と訂正する。４）同第４１頁第１４行「６０」を「５６」と訂正する。５）同第４３頁第６行ｒ　６７　ｊを「５７」と訂正する。６）同第４４頁第１６行「６５」を「６１ｊと訂正する。ア）図面の第５．１１図を添付のように訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　カラー画像信号を複数成分に色分解して得た
画素群全各色成分ごとに互に隣接した２画素を単位とし
てブロック化し、各ブロック内の２画素から和成分およ
び差成分を得、該和成分および差成分をそれぞれ予測誤
差成分に変換すると共に、予め設けられた複数個の量子
化特性のうちいずれかを選択して前記各予測誤差成分を
量子化し、各色成分ごとに得られた前記ｌブロック内の
各予測誤差成分の量子化値から複数組の量子化値の組合
せを得、これら量子化値の各組合せに対して予め定めら
れた可変長符号を与えることを特徴とするカラー画隊の
適応形圧縮方式。
（２）　　前記各色成分ごとに得られた前記１ブロツク
内の各予測誤差成分の量子化値の組合せに対して与えら
れた可変長符号を一定の容量ヲもつバッファメモリへ入
力すると共に、該バッファメモリへの入力ビットレート
とは非同期に該バッファメモリから予め定めた出力ビツ
トレートで前記可変長符号を読み出すように前記バッフ
ァメモリを構成し、予め定めた複数ブロック内の前記可
変長符号が前記バッファメモリへ入力された後に該バッ
ファメモリ内に残されている前記可変長符号の量に応じ
て予め定めた次の複数ブロックにおける前記予測誤差成
分の量子化に使用すべき量子化特性を選択することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画像の適応
形圧縮方式。
（３）　　前記バッファメモリへ前記可変長符号を入力
するごとにその符号長を加算し、前記バッファメモリか
ら前記可変長符号を出力するごとにその符号長全減算す
るアドンスカウンタ全設け、前記バッファメモリ全複数
個のアドンス空間に分割したアドレスポインクＬ］　、
Ｌ２　＋・・・、ＬＰｉ有し、予め定めた複数ブロック
内の前記可変長符号が前記バッファメモリへ入力された
後にその時点における該バッファメモリ内に残されてい
る前記可変長符号の量が前記アドレスポインタＬｌ　、
　Ｌ２　、・・・、ＬＰのどの範囲に入っているかを識
別することによって予め定めた次の複数ブロックにおけ
る前記各予測誤差成分の量子化に使用すべき量子化特性
を選択することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
のカラー画像の適応形圧縮方式。
（４）　　前記バッファメモリのアドレス空間ニおいて
アドレスポインタＬ８ヲ設け、前記バッファメモリに入
力された前記可変長符号の量が前記アドレスポインタＬ
８に到達したときはじめて前記バッファメモリから前記
可変長符号の出力を開始することを特徴とする特許請求
の範囲第２項捷たけ第３項記載のカラー画像の適応形圧
縮方式。