JPH0666948B2 - Interframe vector quantization coding / decoding device - Google Patents
Interframe vector quantization coding / decoding deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、フレーム間差分信号をベクトル量子化する
ことによって動画像信号をデータ圧縮するフレーム間ベ
クトル量子化符号化復号化装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interframe vector quantization coding / decoding apparatus for data compression of a moving image signal by vector quantizing an interframe difference signal. .
第６図は例えば昭和58年度電子通信学会全国大会予稿11
75、村上ほか「ベクトル量子化方式フレーム間符号化シ
ミュレーション」に示された従来のフレーム間ベクトル
量子化符号化復号化装置の構成を示すブロック図であ
り、図において、１は入力画像信号系列101とフレーム
間予測画像信号系列102との減算を行い、フレーム間差
分信号系列103を出力する減算器、２はベクトル量子化
符号化復号化部で、上記フレーム間予測画像信号系列10
3および符号化制御パラメータ109を入力して、符号化デ
ータ104および複合フレーム間差分信号系列105を出力す
るものである。Figure 6 shows, for example, the 1984 IEICE National Convention Proceedings 11
75, Murakami et al. Is a block diagram showing a configuration of a conventional inter-frame vector quantization coding / decoding apparatus shown in “Vector Quantization Method Inter-frame Coding Simulation”, in which 1 is an input image signal sequence 101. And an inter-frame predicted image signal sequence 102 are subtracted and an inter-frame difference signal sequence 103 is output, and 2 is a vector quantization coding / decoding unit, and the inter-frame predicted image signal sequence 10
3 and the encoding control parameter 109 are input, and the encoded data 104 and the inter-composite frame difference signal sequence 105 are output.
また、３は上記フレーム間予測画像信号系列102と上記
復号フレーム間差分信号系列105とを加算する加算器
で、復号画像信号系列106を出力する。Reference numeral 3 denotes an adder that adds the inter-frame predicted image signal sequence 102 and the decoded inter-frame difference signal sequence 105, and outputs a decoded image signal sequence 106.
４はこの復号画像信号系列106にフレーム遅延を与え
て、上記フレーム間予測画像信号系列を形成するフレー
ムメモリである。A frame memory 4 gives a frame delay to the decoded image signal sequence 106 to form the inter-frame predicted image signal sequence.
５は上記符号化データ104を入力する可変長符号化デー
タ107を出力する可変長符号化部、６はこの可変長符号
化データ107を入力して、符号化制御指示信号108および
送信データ110を出力する速度平滑化のための送信バッ
ファである。Reference numeral 5 is a variable-length coding unit for inputting the above-mentioned coded data 104 and outputting for the variable-length coded data 107. It is a transmission buffer for output speed smoothing.
７は上記符号化制御指示信号108を入力して、符号化制
御パラメータ109を上記ベクトル量子化符号化復号化部
２に出力する符号化制御部である。Reference numeral 7 denotes a coding control unit that receives the coding control instruction signal 108 and outputs a coding control parameter 109 to the vector quantization coding decoding unit 2.
上記ベクトル量子化符号化復号化部２は第７図に示すよ
うに構成されており、図において、24は上記フレーム間
差分信号系列103を入力して、分離された平均値201、振
幅利得202および正規ベクトル301を出力する平均値分離
正規化部である。The vector quantization coding / decoding section 2 is configured as shown in FIG. 7, and in the figure, 24 inputs the inter-frame difference signal sequence 103 and separates the average value 201 and the amplitude gain 202. And a mean value separation normalization unit that outputs a normal vector 301.
10は複数個の正規化出力ベクトル211を記憶している読
み出し専用のコードブック、25は正規化ベクトル301の
歪みが最小となるように正規化出力ベクトル211を選択
して正規化出力ベクトルとインデックス209を出力する
ベクトル量子化符号化器である。10 is a read-only codebook that stores a plurality of normalized output vectors 211, and 25 is a normalized output vector 211 that is selected so that the distortion of the normalized vector 301 is minimized, and the normalized output vector and index. It is a vector quantization encoder that outputs 209.
14は符号化制御パラメータ109、平均値201、振幅利得20
3を入力して、ブロック識別データ204を出力するブロッ
ク識別部である。14 is the coding control parameter 109, average 201, amplitude gain 20
This is a block identification unit that inputs 3 and outputs block identification data 204.
15は符号化制御パラメータ109、平均値201を入力して、
平均値符号化データ205を出力する平均値符号化器であ
る。15 inputs the coding control parameter 109 and the average value 201,
An average value encoder that outputs average value encoded data 205.
16は符号化制御パラメータ109、振幅利得203を入力して
振幅利得符号化データ206を出力する振幅利得符号化器
である。Reference numeral 16 is an amplitude gain encoder that inputs the encoding control parameter 109 and the amplitude gain 203 and outputs the amplitude gain encoded data 206.
17はブロック識別データ204、平均値符号化データ205を
入力して、復号された平均値207を出力する平均値符号
化器である。An average value encoder 17 receives the block identification data 204 and the average value encoded data 205 and outputs the decoded average value 207.
18はブロック識別データ204と振幅利得符号化データ206
を入力して、復号された振幅利得208を出力する振幅利
得復号化器である。18 is block identification data 204 and amplitude gain encoded data 206
Is an amplitude gain decoder that outputs the decoded amplitude gain 208.
上記ブロック識別データ204、平均値符号化データ205、
振幅利得符号化データ206、インデックス209は上記符号
化データ104となって、第６図の可変長符号化部５に送
出される。The block identification data 204, average value encoded data 205,
The amplitude gain coded data 206 and the index 209 become the coded data 104 and are sent to the variable length coding unit 5 in FIG.
26はインデックス209およびコードブック10から出力さ
れる正規化出力ベクトル211とを入力して、選択された
出力ベクトル302を出力するベクトル量子化復号化器、2
7はこの出力ベクトル302を入力して、復号フレーム間差
分信号系列105を出力する振幅再生平均値加算部であ
る。26 is a vector quantization decoder that inputs the index 209 and the normalized output vector 211 output from the codebook 10 and outputs the selected output vector 302, 2
Reference numeral 7 is an amplitude reproduction average value addition unit that inputs the output vector 302 and outputs the decoded inter-frame difference signal sequence 105.
次に動作について説明する。入力画像信号系列101は減
算器１によってフレーム間予測画像信号系列102を減算
し、フレーム間差分信号系列103に変換される。このフ
レーム間差分信号系列103は原信号に比べ、信号全体の
パワーが小さくなっているため、同一の符号化量にて符
号化誤差のより小さい符号化が可能である。Next, the operation will be described. The input image signal sequence 101 is converted by the subtracter 1 into the inter-frame difference signal sequence 103 by subtracting the inter-frame predicted image signal sequence 102. Since the power of the entire signal of the inter-frame difference signal sequence 103 is smaller than that of the original signal, it is possible to perform coding with a smaller coding error with the same coding amount.
このフレーム間差分信号系列103を後述するベクトル量
子化符号化復号化部２において、高能率符号化復号化
し、符号化データ104と復号フレーム間差分信号系列105
とを得る。This inter-frame difference signal sequence 103 is subjected to high-efficiency encoding / decoding in a vector quantization encoding / decoding unit 2 to be described later, and encoded data 104 and decoded inter-frame difference signal sequence 105 are obtained.
And get.
加算器３において、前記フレーム間予測画像信号系列10
2と復号フレーム間差分信号系列105とを加算して復号画
像信号系列106を得る。In the adder 3, the inter-frame predicted image signal sequence 10
2 and the decoded inter-frame difference signal sequence 105 are added to obtain a decoded image signal sequence 106.
この復号画像信号系列106をフレームメモリ４に記憶
し、所定のフレーム時間だけ遅延を与えて、次フレーム
符号化のためのフレーム間予測画像信号系列102を形成
する。The decoded image signal sequence 106 is stored in the frame memory 4 and delayed by a predetermined frame time to form an inter-frame predicted image signal sequence 102 for the next frame encoding.
一方、符号化データ104は可変長符号化部５において、
適当な可変長符号データ（符号語）に変換され、送信バ
ッフア６に記憶された後、速度平滑化され、一定の速度
で送信データ110として送出される。On the other hand, the encoded data 104 is
The data is converted into an appropriate variable length code data (code word), stored in the transmission buffer 6, then speed-smoothed, and sent out as transmission data 110 at a constant speed.
また、送信バッフア６では、１フレーム分の符号量の総
和を符号化制御指示信号108（以下、符号化情報発生量
という）として求め、符号化制御部７へ供給する。In addition, the transmission buffer 6 obtains the total sum of the code amounts for one frame as an encoding control instruction signal 108 (hereinafter, referred to as the encoded information generation amount) and supplies it to the encoding control unit 7.
符号化制御部７はこの符号化情報発生量108と、外部か
らの指示により固定的に選択される符号加速度、再生画
質などの符号化モード信号とに基づいて、ベクトル量子
化符号化復号化部２にて使用される符号化制御パラメー
タ109を適応的に制御する。The coding control unit 7 is based on the coding information generation amount 108 and a coding mode signal such as a code acceleration and a reproduction image quality which are fixedly selected by an external instruction, and a vector quantization coding / decoding unit. The coding control parameter 109 used in No. 2 is adaptively controlled.
ベクトル量子化符号化復号化部２における高能率符号化
復号化動作について、第７図により説明する。ベクトル
量子化すべき入力信号はフレーム間差分信号系列103で
ある。このフレーム間差分信号系列103は平均値分離正
規化部24において、ブロック（ベクトル）化され、平均
値分離正規化処理が施される。The high-efficiency coding / decoding operation in the vector quantization coding / decoding unit 2 will be described with reference to FIG. The input signal to be vector-quantized is the inter-frame difference signal sequence 103. This inter-frame difference signal sequence 103 is converted into blocks (vectors) in the average value separation / normalization unit 24 and subjected to average value separation / normalization processing.
ブロック化された入力信号系列をε＝〔ε1,ε2,……，
εＫ〕（ｋ＝m1×m2,m1,m2は自然数）で表すと、平均値
分離正規化処理は例えば次式にて記述される。If the blocked input signal sequence is ε = [ε 1 , ε 2 , ...,
ε K ] (k = m 1 × m 2 , m 1 , m 2 is a natural number), the average value separation normalization process is described by the following equation, for example.
平均値分離正規化:xj＝（εｊ−ｍ）／ｇ上記過程を通
して得られるすべての正規化ベクトルｘ＝〔x1,x2,…
…,xK〕301は、ｋ次元信号空間の単位超球面上に分布す
るので、平均値分離正規化前の入力ベクトルｓを直接ベ
クトル量子化する場合に比べて、ベクトル量子化効率を
向上させる効果が得られる。 Mean value separation normalization: xj = (εj-m) / g All the normalization vectors obtained by the above process x = [x 1 , x 2 , ...
, X K ] 301 is distributed on the unit hypersphere in the k-dimensional signal space, so that the vector quantization efficiency is improved as compared with the case where the input vector s before the average value separation normalization is directly vector-quantized. The effect is obtained.
この正規化ベクトルｘに対する量子化代表点として定義
される複数個の正規化出力ベクトル 211をあらかじめ、コードブック10に記憶しておく。A plurality of normalized output vectors defined as quantization representative points for this normalized vector x 211 is stored in the codebook 10 in advance.
この正規化出力ベクトル は、 なる条件にて正規化されたものである。ベクトル量子化
符号器25では、正規化ベクトルＸとの歪みが最小となる
正規化出力ベクトルｙｉを選択し、この正規化出力ベク
トルを識別するためのインデックスi209を出力する。す
なわち、次式の演算を実行する。This normalized output vector Is It has been normalized under the following condition. The vector quantization encoder 25 selects a normalized output vector y i that minimizes distortion with the normalized vector X, and outputs an index i209 for identifying this normalized output vector. That is, the operation of the following equation is executed.
は正規化出力ベクトル、 はコードブック ベクトル量子化Q:Q（ｘ）＝ｙｉ ただし、 一方、前記分離された平均値m201と振幅利得g203はそれ
ぞれ平均値符号化器15と振幅利得符号化器16により独立
に高能率化される。 Is the normalized output vector, Is the codebook vector quantization Q: Q ( x ) = y i where On the other hand, the average value m201 and the amplitude gain g203 which have been separated are independently increased in efficiency by the average value encoder 15 and the amplitude gain encoder 16.
この平均値符号化器15にて用いられるスカラ量子化器の
量子化ビット数、量子化幅などの符号化特性は符号化制
御パラメータ109に基づき適応制御される。The encoding characteristics such as the number of quantization bits and the quantization width of the scalar quantizer used in the average value encoder 15 are adaptively controlled based on the encoding control parameter 109.
また、前記平均値m201,振幅利得g203はブロック識別部1
4において、符号化制御パラメータ109とともにブロック
識別のために用いられる。Further, the average value m201 and the amplitude gain g203 are the block identification unit 1
At 4, it is used together with the coding control parameter 109 for block identification.
すなわち、符号化制御パラメータ109に対応づけられた
しきい値Thとの大小比較が次式にしたがって実行され、
プロック識別データν204が決定される。That is, the magnitude comparison with the threshold value Th associated with the encoding control parameter 109 is executed according to the following equation,
The block identification data ν204 is determined.
|m|ThかつｇTh……ν＝０（無効ブロック） |m|＞Thまたはｇ＞Th……ν＝１（有効ブロック） この有効ブロックについては、ブロックに対応する平均
値符号化データ205、振幅利得符号化データ206、インデ
ックス209、かつブロック識別データ204とともに符号化
データ104として出力される。| m | Th and gTh ... ν = 0 (invalid block) | m |> Th or g> Th ... ν = 1 (valid block) For this valid block, average value encoded data 205 corresponding to the block, It is output as encoded data 104 together with the amplitude gain encoded data 206, the index 209, and the block identification data 204.
さらに、平均値符号化器17、振幅利得復号化器18を通し
て復号化された平均値 振幅利得 およびベクトル量子化複号器26において、コードブック
10から読み出された前記インデックス209に対応する正
規化出力ベクトルyi302を用いて振幅再生平均値加算部2
7において、以下の局部復号動作が実行され、復号フレ
ーム間差分信号105からなる復号ベクトル が得られる。Further, the average value decoded by the average value encoder 17 and the amplitude gain decoder 18 Amplitude gain And the vector quantizer 26, the codebook
Amplitude reproduction average value adder 2 using the normalized output vector yi 302 corresponding to the index 209 read from 10
In 7, the following local decoding operation is executed, and the decoded vector composed of the decoded inter-frame difference signal 105 Is obtained.
無効ブロックに対しては、ブロックのフレーム間差分信
号値をすべて０として扱う。したがって、出力される符
号化データ104はブロック識別データ204のみでよく、平
均値符号化データ205、振幅利得符号化データ206、イン
デックス209は伝送する必要がない。 For the invalid block, all the inter-frame difference signal values of the block are treated as 0. Therefore, the encoded data 104 to be output is only the block identification data 204, and it is not necessary to transmit the average value encoded data 205, the amplitude gain encoded data 206, and the index 209.
また、平均値復号化器17と振幅利得復号化器18におい
て、復号された平均値 および振幅利得 をともに０として出力することにより、復号ベクトル は、 にて与えられる。Also, in the mean value decoder 17 and the amplitude gain decoder 18, the mean value decoded And amplitude gain By outputting both as 0, the decoded vector Is Given in.
従来のフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置は以
上のように構成されているので、入力画像の性質の変化
に対応した適応符号化処理を効果的に行うことが困難で
あり、また、再生画品質向上のためにブロック識別しき
い値を小さくした場合、情報発生量が極度に増加するな
どの問題点があった。Since the conventional inter-frame vector quantization coding / decoding apparatus is configured as described above, it is difficult to effectively perform adaptive coding processing corresponding to the change in the property of the input image, and the reproduction When the block identification threshold value is reduced to improve the image quality, there is a problem that the amount of information generated extremely increases.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、フレーム間ベクトル変化量における入出力ベ
クトル間の波形歪みを一定値以下に抑えることができ、
波形歪みに対するしきい値を変化させることにより符号
化情報発生量と再生画品質広範囲に適応制御でき、かつ
入力画像の局所的性質に依存したコードブックを符号化
しながら生成・更新することができるフレーム間ベクト
ル量子化符号化復号化装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and can suppress the waveform distortion between the input and output vectors in the inter-frame vector change amount to a certain value or less,
A frame that can be adaptively controlled over a wide range of coded information generation amount and reproduced image quality by changing the threshold for waveform distortion, and that can generate and update while encoding a codebook that depends on the local properties of the input image It is an object to obtain an inter-vector quantization coding / decoding device.
また、この発明の別の発明は、フレーム間ベクトル量子
化における有効ブロックの発生を抑えることができ、符
号化情報発生量を低減させることができるフレーム間ベ
クトル量子化符号化復号化装置を得ることを目的とす
る。Another aspect of the present invention is to provide an interframe vector quantization coding / decoding apparatus capable of suppressing the generation of effective blocks in interframe vector quantization and reducing the amount of coding information generated. With the goal.
この発明に係るフレーム間ベクトル量子化符号化復号化
装置は、フレーム間符号化ループのベクトル量子化符号
化復号化部において、複数のコードブックを有する内積
ベクトル量子化符号化器を設けるかフレーム間差分信号
系列をベクトル化して平均値分離正規化処理と量子化を
行う平均値分離正規化部とベクトル量子化符号化器とを
設けたものである。An interframe vector quantization coding / decoding apparatus according to the present invention is provided with an inner product vector quantization encoder having a plurality of codebooks in a vector quantization coding / decoding unit of an interframe coding loop. An average value separation / normalization unit for vectorizing the differential signal sequence to perform average value separation / normalization processing and quantization, and a vector quantization encoder are provided.
また、この発明の別の発明に係るフレーム間ベクトル量
子化符号化復号化装置は、フレームメモリの出力段にフ
レーム間差分信号系列をベクトル化して初段ベクトル量
子化復号信号系列と初段ベクトル量子化符号化データを
出力する初段ベクトル量子化符号化復号化部を設けたも
のである。Further, an interframe vector quantization coding / decoding device according to another invention of the present invention is characterized in that an interframe difference signal sequence is vectorized at an output stage of a frame memory and a first stage vector quantization decoded signal sequence and a first stage vector quantization code A first-stage vector quantization encoding / decoding unit for outputting the encoded data is provided.
この発明におけるベクトル量子化符号化復号化部の内積
ベクトル量子化符号化器はベクトル量子化符号化過程で
算出される波形歪みがしきい値より大きいときは平均値
分離された入力ベクトルをスカラ量化して伝送するとと
もに、正規化処を施してコードブック順次記憶し、出力
ベクトルとして以後の符号化処理に利用し、かつ時刻と
ともにベクトル量子化に用いられるコードブックの内容
を入力画像の性質に適応して逐次ダイナミックに更新す
るか、あるいはフレーム間差分信号系列を平均値分離正
規化部でベクトル化して平均値分離正規化処理を行い、
ベクトル量子化符号化器で正規化ベクトルの量子化処理
を行い、この量子化処理過程で最小歪みを取り出して振
幅利得を荷重した値に基づいてコードブックの内容を逐
次更新する。The inner product vector quantization encoder of the vector quantization encoding / decoding unit according to the present invention is a scalar quantification of the average value-separated input vector when the waveform distortion calculated in the vector quantization encoding process is larger than the threshold value. The codebook is stored in the codebook sequentially after being subjected to normalization and used as an output vector for subsequent encoding processing, and the contents of the codebook used for vector quantization with time are adapted to the characteristics of the input image. Then, the values are sequentially and dynamically updated, or the inter-frame difference signal series is vectorized by the average value separation normalization unit to perform average value separation normalization processing,
The vector quantization encoder quantizes the normalized vector, and in this quantization process, the minimum distortion is taken out and the contents of the codebook are sequentially updated based on the value obtained by weighting the amplitude gain.
また、この発明の別の発明においては、初段ベクトル量
子化符号化復号化部で、入力画像信号系列を入力ベクト
ル化し、フレームメモリからのフレーム間予測画像信号
系列で複数のコードブックから出力ベクトルを読み出し
て入力ベクトルをベクトル量子化し、この量子化処理過
程で得られる最小歪みが量子化しきい値を越えると入力
ベクトルの初段平均値を求めて補間してコードブックの
内容を更新するとともに補間初段平均値を初段ベクトル
量子化復号系列として出力し、かつ初段平均値を付加し
た出力ベクトル識別のための初段インデックスに付加し
て初段ベクトル量子化符号化データを出力する。Further, in another invention of the present invention, in the first-stage vector quantization encoding / decoding unit, the input image signal sequence is converted into an input vector, and the output vector from the plurality of codebooks is output by the inter-frame predicted image signal sequence from the frame memory. When the input vector is read and vector-quantized, and the minimum distortion obtained in this quantization process exceeds the quantization threshold, the first-stage average value of the input vector is calculated and interpolated to update the contents of the codebook and the interpolation first-stage average. The value is output as a first-stage vector quantized decoded sequence, and the first-stage vector quantized encoded data is output by adding it to the first-stage index for identifying the output vector to which the first-stage average value is added.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、８はフレーム間差分信号系列103を入力し
て、平均値分離入力ベクトル202および平均値201を出力
する平均値分離器、９はこの平均値分離入力ベクトル20
2、正規化出力ベクトル211、符号化制御パラメータ109
を入力して、平均値分離入力ベクトル202、インデック
ス209を出力する内積ベクトル量子化符号化部である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
In the figure, 8 is an average value separator that inputs the inter-frame difference signal sequence 103 and outputs an average value separated input vector 202 and an average value 201, and 9 is this average value separated input vector 20.
2, normalized output vector 211, coding control parameter 109
Is an inner product vector quantization encoding unit that inputs the average value separation input vector 202 and outputs the index 209.
10は従来のコードブック10と同一の第１のコードブッ
ク、11は随時書込み、読出し可能な第２のコードブック
で、それぞれ正規化出力ベクトル211を出力し、第２の
コードブック11には正規化入力ベクトル210が入力され
る。10 is a first codebook which is the same as the conventional codebook 10, 11 is a second codebook which can be written and read at any time, and outputs a normalized output vector 211 respectively, and the second codebook 11 is a normal codebook. The converted input vector 210 is input.
12は上記平均値分離入力ベクトル202を入力して、スカ
ラ量子化値212を出力するとともに、サンプルごとにス
カラ量子化された平均値分離入力ベクトル214を出力す
る。12 receives the average value separation input vector 202, outputs a scalar quantized value 212, and outputs a scalar value-quantized average value separation input vector 214 for each sample.
13は正規化回路で、上記スカラ量子化器12から出力され
る平均値分離入力ベクトル214を入力して、第２のコー
ドブック11に正規化入力ベクトル210を出力する。Reference numeral 13 is a normalization circuit, which inputs the average value separation input vector 214 output from the scalar quantizer 12 and outputs the normalization input vector 210 to the second codebook 11.
19は第１のセレクタで、内積ベクトル量子化符号化器９
から出力されるインデックス209と、スカラ量子化器12
から出力されるスカラ量子化値212を入力して、ベクト
ル符号化データ213を出力する。Reference numeral 19 denotes a first selector, which is an inner product vector quantization encoder 9
The index 209 output from the scalar quantizer 12
The scalar quantized value 212 output from is input, and vector encoded data 213 is output.
20は第２のセレクタで、このベクトル符号化データ213
を入力して、インデックス209とスカラ量子化値212を出
力する。20 is the second selector, which is the vector coded data 213
Is input, and the index 209 and the scalar quantized value 212 are output.
21は振幅利得復号化器18から出力される振幅利得208と
インデックス209および正規化出力ベクトル211を入力し
て、選択された正規化出力ベクトル216を出力する内積
ベクトル量子化復号化器である。Reference numeral 21 denotes an inner product vector quantization decoder which inputs the amplitude gain 208 output from the amplitude gain decoder 18, the index 209 and the normalized output vector 211 and outputs a selected normalized output vector 216.
22は第２のセレクタ20から出力されるスカラ量子化値21
2を入力して、サンプルごとにスカラ量子化された平均
値分離入力ベクトル214を出力するスカラ量子化復号化
器である。22 is a scalar quantized value 21 output from the second selector 20.
This is a scalar quantization decoder that inputs 2 and outputs a mean value separation input vector 214 that is scalar quantized for each sample.
23は正規化出力ベクトル216と平均値分離入力ベクトル2
14を入力して、復号フレーム間差分信号系列105を出力
する平均値加算器である。その他の構成は第７図と同様
に構成されており、この第１図はこの発明によるフレー
ム間ベクトル量子化符号化復号化装置のベクトル量子化
符号化復号化部の構成を示すものであり、第６図におけ
るベクトル量子化符号化復号化部２に対応し、したがっ
て、その他の部分は第６図と同様である。23 is the normalized output vector 216 and the average value separation input vector 2
It is an average value adder that inputs 14 and outputs a decoded inter-frame difference signal sequence 105. Other configurations are the same as those in FIG. 7, and FIG. 1 shows the configuration of the vector quantization coding / decoding unit of the interframe vector quantization coding / decoding apparatus according to the present invention. It corresponds to the vector quantization coding / decoding section 2 in FIG. 6, and therefore other parts are the same as in FIG.
次に動作について説明する。第６図で示した減算器１よ
り供給されるフレーム間差分信号系列103は平均値分離
器８に入力され、ブロック（ベクトル）化される。Next, the operation will be described. The inter-frame difference signal sequence 103 supplied from the subtractor 1 shown in FIG. 6 is input to the average value separator 8 and converted into a block (vector).
この平均値分離器８ではベクトル化された入力信号系列
εの平均値m201が分離され、平均値分離入力ベクトルＺ
202が出力される。この過程では、次式で表される。This mean value separator 8 has a vectorized input signal sequence.
The average value m201 of ε is separated, and the average value separation input vector Z
202 is output. In this process, it is expressed by the following equation.
入力信号系列：ε＝〔ε1,ε2,……，εＫ〕 平均値分離入力 ベクトル:Zj＝（εｊ−ｍ），Ｚ ＝〔Z1,Z2,……,ZK〕 内積ベクトル量子化符号化器９において、前記平均値分
離入力ベクトルZ202と第１のコードブック10および第２
のコードブック11に記載された正規化出力ベクトルｙｌ
との内積演算が行われ、この内積が最大となる正規化出
力ベクトルyiを検出し、そのときの最大内積値が振幅利
得ｇとして、近似的に与えられる。すなわち、次式の処
理を通して、振幅利得g203とインデックスi209が同時に
得られる。Input signal sequence: ε = [ε 1 , ε 2 , ..., ε K ] Average value separation input vector: Zj = (εj-m), Z = [Z 1 , Z 2 , ..., Z K ] In the inner product vector quantization encoder 9, the average value separation input vector Z202 and the first value Codebook 10 and Second
Normalized output vector y l described in Codebook 11 of
The inner product is calculated, and the normalized output vector yi that maximizes this inner product is detected, and the maximum inner product value at that time is approximately given as the amplitude gain g. That is, the amplitude gain g203 and the index i209 are simultaneously obtained through the processing of the following equation.
内積： 最大内積： 振幅利得:g＝（Ｚ，ｙｉ）＝｜Ｚ・|yi|cosθｉ ＝｜Ｚ|cosθｉ ただし、 前記振幅利得ｇはゼロ以上の数値に制限しておく。inner product: Maximum dot product: Amplitude gain: g = (Z, y i ) = | Z · | yi | cosθi = | Z | cosθi However, The amplitude gain g is limited to a value of zero or more.
ここで、前記平均値分離入力ベクトルＺの大きさ｜Ｚ｜
および前記最大内積により、近似される振幅利得ｇを用
いて、ベクトル量子化による形波歪みＤを次式にて定義
する。Here, the magnitude of the average value separated input vector Z | Z |
Using the amplitude gain g approximated by the maximum inner product, the waveform distortion D due to vector quantization is defined by the following equation.
Ｄ＝〔｜Ｚ|2−g2〕１ ／ ２ 第２図に平均値分離入力ベクトルＺ、正規化出力ベクト
ルｙｉ、振幅利得ｇ、波形歪みＤの関係を示す。波形歪
みＤと符号化制御パラメータ109により指定される許容
歪みしきい値TDとの大小比較の結果に基づき、符号化処
理は以下の２通りの場合に振り分けられる。D = shown [| 2 -g 2 | Z] 1/2 average separated input vectors Z in FIG. 2, the normalized output vector y i, amplitude gain g, the relationship between the waveform distortion D. Based on the result of the magnitude comparison between the waveform distortion D and the allowable distortion threshold T D specified by the encoding control parameter 109, the encoding processing is divided into the following two cases.
処理I:DTDのとき、 上記過程で得られた振幅利得g203とインデックスi209が
そのまま出力される。Process I: When the DT D, the amplitude gain g203 and index i209 obtained above process is outputted as it is.
処理II:D＞TDのとき、 上記振幅利得g203の値を負の一定値（例えば、−１）に
して出力するとともに、前記平均値分離入力ベクトルＺ
202をスカラ量子化器12に供給する。Process II: When D> T D , the value of the amplitude gain g203 is output as a negative constant value (for example, −1), and the average value separation input vector Z
202 is supplied to the scalar quantizer 12.
このスカラ量子化器12は前記平均値分離入力ベクトルＺ
202をサンプルごとに符号化制御パラメータ109により指
定された量子化特性にしたがって量子化し、スカラ量子
化された前記平均値分離入力ベクトル 、ｋ個のスカラ量子化値212が出力される。This scalar quantizer 12 uses the average value separation input vector Z
202 is quantized for each sample according to the quantization characteristic specified by the encoding control parameter 109, and the scalar-quantized average value separation input vector is obtained. , K scalar quantized values 212 are output.
前記スカラ量子化された平均値分離入力ベクトル は正規化回路13にて、以下の正規化処理を受け、正規化
入力ベクトル に変換される。The scalar quantized mean value separated input vector Undergoes the following normalization processing in the normalization circuit 13, and the normalized input vector Is converted to.
この正規化入力ベクトル は第２のコードブック11の所定のアドレス上に書き込ま
れ、以上の内積ベクトル量子化符号化処理における正規
化出力ベクトル として読み出される。 This normalized input vector Is written at a predetermined address in the second codebook 11, and the normalized output vector in the above inner product vector quantization coding process Is read as.
前記所定のアドレスはゼロ番地からスタートし、前記書
込み動作にしたがって順次カウントアップされ、最終番
地を越えた時点でゼロ番地にリセットされるように制御
される。The predetermined address starts from the zero address, is sequentially counted up according to the write operation, and is controlled to be reset to the zero address when the final address is exceeded.
ブロック識別部14、平均値符号化器15、振幅利得符号化
器16、平均値復号化器17、振幅利得復号化器18は第７図
で示した従来例と同一の動作を実行する。The block identification unit 14, the average value encoder 15, the amplitude gain encoder 16, the average value decoder 17, and the amplitude gain decoder 18 perform the same operations as in the conventional example shown in FIG.
また、第１のセレクタ19には、前記インデックス209ま
たは前記ｋ個のスカラ量子化値212および振幅利得復号
化器18から復号された振幅利得208が入力され、この復
号化された振幅利得208が０以上のときはインデックス2
09を、０未満のときはｋ個のスカラ量子化値212をそれ
ぞれ選択して、ベクトル符号化データ213を出力する。Further, the index 209 or the k scalar quantized values 212 and the amplitude gain 208 decoded from the amplitude gain decoder 18 are input to the first selector 19, and the decoded amplitude gain 208 is input. Index 2 when 0 or more
When 09 is less than 0, k scalar quantized values 212 are selected, and vector encoded data 213 is output.
したがって、符号化データ104としては、ブロック識別
部14から出力されるブロック識別データν204が１、す
なわち、有効ブロックを示すときは、このブロック識別
データ204、平均値符号化データ205、振幅利得符号化デ
ータ206、ベクトル符号化データ213が出力される。Therefore, as the encoded data 104, when the block identification data ν204 output from the block identification unit 14 is 1, that is, when it indicates a valid block, this block identification data 204, average value encoded data 205, and amplitude gain encoding Data 206 and vector encoded data 213 are output.
また、ブロック識別データν204が０、すなわち、無効
ブロックを示すときは、このブロック識別データν204
のみが出力される。Further, when the block identification data ν204 is 0, that is, when it indicates an invalid block, this block identification data ν204
Only output.
第２のセレクタ20には、復号された振幅利得 と前記ベクトル符号化データ213が入力される。この復
号化された振幅利得 が０以上のときは、ベクトル符号化データ213をインデ
ックス209として内積ベクトル量子化復号化器21に供給
し、０未満のときは前記ｋ個のスカラ量子化値212とし
て、スカラ量子化復号化器22に供給する。The second selector 20 provides the decoded amplitude gain And the vector encoded data 213 is input. This decoded amplitude gain Is greater than or equal to 0, the vector coded data 213 is supplied to the inner product vector quantization decoder 21 as an index 209, and when less than 0, the k scalar quantization values 212 are used as the scalar quantization decoder. Supply to 22.
内積ベクトル量子化復号化器21では、振幅利得復号化器
18からの復号された振幅利得 をインデックス209に対応して、第１のコードブック10
と第２のコードブック11から読み出されて選択された正
規化出力ベクトルｙｉに乗じて振幅再生された出力ベク
トルｇyi216を得る。In the inner product vector quantization decoder 21, the amplitude gain decoder
Decoded amplitude gain from 18 Corresponds to index 209, the first codebook 10
Then, the normalized output vector y i read out from the second codebook 11 is multiplied to obtain an amplitude-reproduced output vector g yi 216.
なお、スカラ量子化複合化器22では、ｋ個のスカラ量子
化値212と、符号化制御パラメータ109より指定される量
子化特性に基づき、スカラ量子化復号化動作を実行し、
スカラ量子化された平均値分離入力ベクトル を得る。It should be noted that the scalar quantization / combiner 22 executes a scalar quantization / decoding operation based on the k number of scalar quantization values 212 and the quantization characteristic specified by the encoding control parameter 109,
Scalar quantized mean separated input vector To get
平均値加算器23では、振幅再生された出力ベクトルｇ・
ｙi216またはスカラ量子化された平均値分離入力ベクト
ル に平均値復号化器17から供給される復号された平均値 が加算することにより、すなわち、次式の演算を実行す
ることにより、復号フレーム間差分信号105からなる復
号ベクトル が求められる。In the average value adder 23, the output vector g
y i216 or scalar quantized mean separation input vector Decoded average value supplied from the average value decoder 17 By adding, that is, by executing the calculation of the following equation, the decoded vector composed of the decoded inter-frame difference signal 105 Is required.
前記ブロック識別データν204が０のときは、従来を同
様にして、前記復号ベクトル は、 にて与えられる。 When the block identification data ν204 is 0, the decoding vector Is Given in.
この実施例では、フレーム間ベクトル量子化における入
出力ベクトル間の波形歪みを一定値以下に抑制でき、波
形歪みに対するしきい値を変化させることにより符号化
情報発生量と再生画品質を広範囲に適応できる。In this embodiment, the waveform distortion between the input and output vectors in the inter-frame vector quantization can be suppressed to a certain value or less, and the amount of encoded information generated and the reproduced image quality can be widely applied by changing the threshold value for the waveform distortion. it can.
また、入力画像の局所的性質に依存したコードブックを
符号化しながら生成更新することができる。Further, it is possible to generate and update while encoding a codebook depending on the local property of the input image.
上記実施例では、フレーム間ベクトル量子化符号化復号
化装置のベクトル量子化符号化復号化部において、波形
歪みに基づき逐次更新されるコードブックを用いて内積
ベクトル量子化を行う場合を示したが、従来と同様に、
平均値分離正規化ベクトル量子化を行い、量子化過程で
得られる最小歪みに振幅利得を荷重した値に基づきコー
ドブックを逐次更新する手段を用いてもよい。また、前
記スカラ量子化器のかわりにベクトル量子化器を用いて
も同様の効果を奏する。In the above embodiment, the vector quantization coding / decoding unit of the inter-frame vector quantization coding / decoding device shows a case where inner product vector quantization is performed using a codebook that is sequentially updated based on waveform distortion. , As before,
Means for performing average value separation and normalization vector quantization and sequentially updating the codebook based on the value obtained by weighting the amplitude gain on the minimum distortion obtained in the quantization process may be used. The same effect can be obtained by using a vector quantizer instead of the scalar quantizer.
また、フレームメモリ４の出力段にこのフレームメモリ
４の所定のアドレス上から切り出されるブロック画像か
らなる複数個の出力ベクトルと、所定のレベルの均一パ
ターンからなる複数個の出力ベクトルと、過去の入力画
像信号系列の複数サンプルごとの平均値パターンからな
る複数個の出力ベクトルを用いて、入力画像信号系列を
直接ベクトル量子化する量子化符号化復号化部を備えた
多段ベクトル量子化構成をとってもよい。The output stage of the frame memory 4 includes a plurality of output vectors composed of block images cut out from a predetermined address of the frame memory 4, a plurality of output vectors composed of a uniform pattern of a predetermined level, and past input signals. A multi-stage vector quantization configuration may be used that includes a quantization encoding / decoding unit that directly vector-quantizes the input image signal sequence by using a plurality of output vectors each including an average value pattern of a plurality of samples of the image signal sequence. .
第３図はこの多段ベクトル量子化構成に基づくフレーム
間ベクトル量子化符号化復号化装置のブロック図であ
り、図において、30は初段ベクトル量子化符号化復号化
部で入力画像信号系列101を符号制御パラメータ109とと
もにフレームメモリ４から読み出されるフレーム間予測
画像信号系列102で水平サンプル、垂直サンプルごとに
ブロック化して初段ベクトル量子化復号信号系列121を
減算器１と加算器３に出力し、かつ初段ベクトル量子化
符号化データ120として可変長符号化部５に出力するよ
うになっている。その他の構成は第６図と同様である。FIG. 3 is a block diagram of an interframe vector quantization coding / decoding apparatus based on this multistage vector quantization configuration. In the figure, 30 is a first-stage vector quantization coding / decoding unit that encodes an input image signal sequence 101. The inter-frame predicted image signal sequence 102 read from the frame memory 4 together with the control parameter 109 is divided into blocks for each horizontal sample and vertical sample, and the first-stage vector quantized decoded signal sequence 121 is output to the subtracter 1 and the adder 3 and The vector quantized coded data 120 is output to the variable length coding unit 5. Other configurations are the same as in FIG.
この初段ベクトル量子化符号化復号化部30の詳細なブロ
ック構成は第４図に示されており、図において、34は入
力画像信号系列101と第3,第４および第５のコードブッ
ク31〜33から読み出される複数の出力ベクトルが入力さ
れ、初段インデックス122、入力画像信号系列101、出力
ベクトル124を出力する初段ベクトル量子化器である。The detailed block configuration of the first-stage vector quantization coding / decoding unit 30 is shown in FIG. 4, in which 34 is the input image signal sequence 101 and the third, fourth and fifth codebooks 31 to 31. The first-stage vector quantizer receives a plurality of output vectors read from 33 and outputs a first-stage index 122, an input image signal sequence 101, and an output vector 124.
上記第４のコードブック31は初段ベクトル量子化器34に
おいて、第３図のフレームメモリ４の所定のアドレス上
から切り出される複数個のブロックから得られるダイナ
ミック出力ベクトルを記憶した随時書込み、読出し可能
なものである。The fourth codebook 31 can be written and read by the first-stage vector quantizer 34 at any time by storing dynamic output vectors obtained from a plurality of blocks cut out from a predetermined address of the frame memory 4 of FIG. It is a thing.
また、第３のコードブック32は均一レベルからなる複数
個の固定値出力ベクトルを記憶した読出し専用である。The third codebook 32 is a read-only memory that stores a plurality of fixed value output vectors of uniform level.
第５のコードブック33は複数個の平均値を補間した出力
ベクトル125を記憶した書込み読出し可能なものであ
る。The fifth codebook 33 is writable and readable in which an output vector 125 obtained by interpolating a plurality of average values is stored.
35は平均値演算部で、最小歪みDSが初段ベクトル量子化
しきい値よりも大きい場合は２次元画像サンプル配列上
の小ブロックごとに平均値を求めて、初段平均値123を
出力するもので、この初段平均値を補間した出力ベクト
ル125が上記第５のコードブック33、第３のセレクタ36
に出力するようにしている。Reference numeral 35 denotes an average value calculation unit, which calculates an average value for each small block on the two-dimensional image sample array and outputs the initial stage average value 123 when the minimum distortion D S is larger than the initial stage vector quantization threshold. , The output vector 125 obtained by interpolating the first-stage average value is the fifth codebook 33 and the third selector 36.
I am trying to output to.
第３のセレクタ36はインデックス122が特殊符号でない
ときは補間された出力ベクトル125を初段ベクトル量子
化復号信号系列121として出力し、初段インデックス122
が特殊符号の場合には、出力ベクトル を初段ベクトル量子化復号信号系列121として出力する
ものである。When the index 122 is not a special code, the third selector 36 outputs the interpolated output vector 125 as the first stage vector quantized decoded signal sequence 121, and the first stage index 122
Is a special sign, the output vector Is output as the first stage vector quantized decoded signal sequence 121.
第５図（ａ）は初段ベクトル量子化の処理単位となるブ
ロックの大きさの関係を示し、初段のブロックサイズは
n1×n2＝16×16であり、第５図（ｂ）は次段ベクトル量
子化の処理単位となるブロックの大きさの関係を示し、
次段のブロックサイズはm1×m2＝４×４である。FIG. 5A shows the relationship between the sizes of the blocks that are the processing units of the first-stage vector quantization.
n 1 × n 2 = 16 × 16, and FIG. 5 (b) shows the relationship between the sizes of blocks that are the processing units of the next-stage vector quantization.
The block size of the next stage is m 1 × m 2 = 4 × 4.
次に、初段ベクトル量子化符号化復号化部30の動作を第
４図について説明する。初段ベクトル量子化器34は入力
画像信号系列101をブロック化して得られる入力ベクト
ル Ｓ＝〔S1,S2,……,Sr〕 ｒ＝n1×n2（n1,n2はm1,m2の倍数）と第３〜第５のコー
ドブック31〜33から読み出される複数個の出力ベクトル との歪みを求め、最小歪みを与える出力ベクトル を探索する。この歪みDsは例えば、次式にて定義され
る。Next, the operation of the first-stage vector quantization coding / decoding unit 30 will be described with reference to FIG. The first-stage vector quantizer 34 is an input vector S = [S 1 , S 2 , ..., Sr] r = n 1 × n 2 (n 1 , n 2 is m 1 ) obtained by blocking the input image signal sequence 101. , m 2 ) and a plurality of output vectors read from the third to fifth codebooks 31 to 33. Output vector which gives the minimum distortion To explore. This distortion Ds is defined by the following equation, for example.
または この最小歪みDsが所定の初段ベクトル量子化しきい値よ
りも小さい場合には、前記選択された出力ベクトル を識別するための初段インデックス122を出力する。 Or If this minimum distortion Ds is less than a predetermined first-stage vector quantization threshold, then the selected output vector The first-stage index 122 for identifying is output.
また、前記最小歪みDsが初段ベクトル量子化しきい値よ
りも大きい場合は、入力ベクトル内の複数のサンプルご
と、すなわち、２次元画像サンプル配列上の小ブロック
ごとに、平均値演算部35に入力され、初段平均値123が
求められるとともに、初段インデックス122に特殊符号
が割り当てられる。If the minimum distortion Ds is larger than the first-stage vector quantization threshold, it is input to the average value calculator 35 for each of a plurality of samples in the input vector, that is, for each small block on the two-dimensional image sample array. , The first-stage average value 123 is obtained, and a special code is assigned to the first-stage index 122.
この初段平均値123からなるベクトルは前記入力ベクト
ルと同一次元数となるように補間され、補間されたベク
トル125となって、第５のコードブック33に記憶され
る。The vector consisting of the first-stage average value 123 is interpolated so as to have the same number of dimensions as the input vector, and the interpolated vector 125 is stored in the fifth codebook 33.
第５のコードブック33は補間されたベクトル125を複数
個記憶し、この補間されたベクトル125が第５のコード
ブック33に入力されるごとに、時間的に最も過去に記憶
されたものと置き換えることにより、逐次更新される。The fifth codebook 33 stores a plurality of interpolated vectors 125, and each time the interpolated vector 125 is input to the fifth codebook 33, it is replaced with the one stored in the past in terms of time. By doing so, it is updated sequentially.
また、第４のコードブック32には、フレームメモリに記
憶された過去の復号画像信号系列の所定の位置のブロッ
クを切り出すことにより得られる複数の出力ベクトルが
記憶される。この記憶内容はフレームメモリの内容とと
もに更新される。Further, the fourth codebook 32 stores a plurality of output vectors obtained by cutting out blocks at predetermined positions of the past decoded image signal sequence stored in the frame memory. The stored contents are updated together with the contents of the frame memory.
第３のコードブック31には、所定のレベルの均一のパタ
ーンからなる複数個の出力ベクトルが予め記憶されてい
る。The third codebook 31 stores in advance a plurality of output vectors each having a uniform pattern of a predetermined level.
上述のようにして、平均値演算部35で初段インデックス
122に特殊符号が割り当てられたときは、出力ベクトル 124を第３のセレクタ36の切り換えにより選択されて、
初段ベクトル量子化復号化信号系列121として出力され
る。As described above, the average value calculation unit 35 uses the first-stage index.
Output vector when a special code is assigned to 122 124 is selected by switching the third selector 36,
The signal is output as the first-stage vector quantized and decoded signal sequence 121.
まと、初段インデックス122に特殊符号が割り当てられ
ないときには、補間されたベクトル125が第３のセレク
タ36により選択されて、初段ベクトル量子化復号化信号
系列121として出力される。Moreover, when the special code is not assigned to the first-stage index 122, the interpolated vector 125 is selected by the third selector 36 and output as the first-stage vector quantized and decoded signal sequence 121.
この初段インデックス122が特殊符号のときは、前記複
数個の初段平均値123を付加して、初段インデックス122
を初段ベクトル量子化符号化データ120として出力す
る。When the first-stage index 122 is a special code, the first-stage index 122 is added with the plurality of first-stage average values 123.
Is output as the first-stage vector quantized coded data 120.
この第３図および第４図の実施例では、フレーム間ベク
トル量子化における有効ブロックの発生を抑えることが
でき、符号情報発生量を低減させる効果がある。In the embodiments of FIGS. 3 and 4, the generation of effective blocks in the inter-frame vector quantization can be suppressed, and the amount of code information generated can be reduced.
また、第１図の第２のコードブック11、第４図の第５の
コードブック33において、所定のベクトルが入力される
たびに書込みアドレスを順次１番地ずつカウントアップ
し、この書込みアドレスが上限の最終番地を越えた時点
でリセットする23に制御することにより、第２のコード
ブック11、第５のコードブック33を逐次更新する手段を
用いることもできる。In the second codebook 11 of FIG. 1 and the fifth codebook 33 of FIG. 4, the write address is sequentially incremented by one each time a predetermined vector is input, and this write address is the upper limit. It is also possible to use a means for sequentially updating the second codebook 11 and the fifth codebook 33 by controlling 23 to reset when the last address of the above is exceeded.
このようにすることにより、第２のコードブック11、第
５のコードブック33において符号化すべき入力ブロック
に対して時間的に最も新しい過去の入力ブロックに基づ
き生成された有限個の出力ベクトルを常時記憶すること
ができる。By doing so, the finite number of output vectors generated based on the past input block which is the latest in time with respect to the input block to be coded in the second codebook 11 and the fifth codebook 33 are always used. Can be memorized.
以上のように、この発明によれば、内積ベクトル量子化
符号化器によりベクトル量子化符号化過程で得られる歪
形歪みに基づき入力ベクトルをスカラ量化してコードブ
ックを更新してその内容を以後の符号化処理において出
力ベクトルに利用してベクトル量子化を行うか、あるい
は量子化過程で得られる最小ひずみに振幅利得を荷重し
た値に基づきコードブックを逐次更新して符号化データ
と復号フレーム間差分信号系列を得るように構成したの
で、フレーム間ベクトル量子化における入出力ベクトル
間の波形歪みを一定値以下に抑制でき、波形歪みに対す
るしきい値を変化させることにより、符号化情報発生量
と再生品質を広範囲に適応できる。As described above, according to the present invention, the scalar product of the input vector is updated based on the distortion type distortion obtained in the vector quantization encoding process by the inner product vector quantization encoder, the codebook is updated, and Between the encoded data and the decoded frame by updating the codebook based on the value obtained by weighting the amplitude gain to the minimum distortion obtained in the quantization process. Since it is configured to obtain the differential signal sequence, it is possible to suppress the waveform distortion between the input and output vectors in the inter-frame vector quantization to a certain value or less, and by changing the threshold value for the waveform distortion, Playback quality can be widely applied.
さらに入力画像の局所的性質に依存したコードブックを
符号化しながら生成更新することができる。Furthermore, it is possible to generate and update while encoding a codebook that depends on the local property of the input image.
またこの発明の別の発明によれば、フレームメモリの出
力段に初段ベクトル量子化符号化部を設けてフレームメ
モリの所定アドレスから切り出されるブロック画像から
なる出力ベクトルと均一パターンの出力ベクトルと過去
の入力画像信号系列のサンプルごとの平均パターンの出
力ベクトルとから入力画像信号系列をベクトル量子化し
て初段ベクトル量子化符号信号系列と初段ベクトル量子
化符号化データとを出力するように構成したので、フレ
ーム間ベクトル量子化における有効ブロックの発生を抑
えることができ、符号化情報発生量を低減させる効果が
ある。Further, according to another invention of the present invention, an output vector of the frame memory is provided with an initial stage vector quantization coding unit, and an output vector composed of a block image cut out from a predetermined address of the frame memory, an output vector of a uniform pattern and a past Since it is configured to output the first-stage vector quantized coded signal sequence and the first-stage vector quantized coded data by vector-quantizing the input image signal sequence from the output vector of the average pattern for each sample of the input image signal sequence, the frame It is possible to suppress the generation of effective blocks in inter-vector quantization, and it is possible to reduce the amount of encoded information generated.
第１図はこの発明の一実施例によるフレーム間ベクトル
量子化符号化復号化装置のベクトル量子化符号化復号化
部の構成を示すブロック図、第２図はこの発明の一実施
例によるフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置の
ベクトル量子化符号化復号部の動作説明に用いる説明
図、第３図はこの発明の他の実施例による多段ベクトル
量子化構成のフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装
置のブロック図、第４図は第３図のフレーム間ベクトル
量子化符号化復号化装置における初段ベクトル量子化符
号化復号化部の構成を示すブロック図、第５図（ａ）は
第４図の実施例における多段ベクトル量子化を実行する
ときの初段ブロックの大きを示す説明図、第５図（ｂ）
は第４図の実施例における多段ベクトル量子化を実行す
るときの次段のブロックの大きさを示す説明図、第６図
は従来のフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置の
ブロック図、第７図は第６図のフレーム間ベクトル量子
化符号化復号化装置におけるベクトル量子化符号化復号
化部のブロック図である。 １は減算器、２は第２段ベクトル量子化符号化復号化
部、３は加算器、４はフレームメモリ、５は可変長符号
化部、６は送信バッフア、７は符号化制御部、30は初段
ベクトル量子化符号化復号化部、34は初段ベクトル量子
化器、35は平均値演算部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vector quantization coding / decoding unit of an interframe vector quantization coding / decoding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an interframe according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram used for explaining the operation of the vector quantization encoding / decoding unit of the vector quantization encoding / decoding device, and FIG. 3 is an interframe vector quantization encoding / decoding having a multistage vector quantization configuration according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the first-stage vector quantization encoding / decoding unit in the interframe vector quantization encoding / decoding device shown in FIG. 3, and FIG. FIG. 5 (b) is an explanatory diagram showing the size of the first-stage block when performing multi-stage vector quantization in the embodiment shown in FIG.
4 is an explanatory diagram showing the size of a block in the next stage when executing multistage vector quantization in the embodiment of FIG. 4, and FIG. 6 is a block diagram of a conventional interframe vector quantization coding / decoding device, FIG. 7 is a block diagram of a vector quantization coding / decoding unit in the interframe vector quantization coding / decoding apparatus of FIG. 1 is a subtractor, 2 is a second stage vector quantization coding / decoding unit, 3 is an adder, 4 is a frame memory, 5 is a variable length coding unit, 6 is a transmission buffer, 7 is a coding control unit, 30 Is a first-stage vector quantization coding / decoding unit, 34 is a first-stage vector quantizer, and 35 is an average value calculation unit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
するフレームメモリと、入力画像信号系列に対して上記
フレームメモリから読み出されるフレーム間予測画像信
号系列を減算してフレーム間差分信号系列を得る減算器
と、上記フレーム間予測画像信号をブロック化して得た
平均値分離入力ベクトルを内積ベクトル量子化符号化器
でベクトル量子化を行う過程で算出した波形歪みがしき
い値より大きいときにはこの波形歪みに基づき上記入力
ベクトルをスカラ量子化して符号化データおよび復号フ
レーム間差分信号系列とするとともに上記スカラ量子化
されたベクトルによってコードブックを遂次更新して以
後の符号化復号化を行い、上記波形歪みがしきい値以下
であるときには上記ベクトル量子化によって求められた
出力ベクトルを復号フレーム間差分信号系列とするとと
もに同出力ベクトルのインデックス符号化データとする
ベクトル量子化符号化復号化部と、上記復号フレーム間
差分信号系列を上記フレーム間予測画像信号系列に加え
て復号画像信号系列を上記フレームメモリに対して出力
する加算器と、上記符号化データを可変長符号化して可
変長符号化データを出力する可変長符号化部と、上記可
変長符号化データを一時記憶して情報発生量を平滑して
送信データとして一定速度で出力するとともに１フレー
ム単位の情報発生量を求める送信バッファと、上記１フ
レーム単位の情報発生量に基づき上記ベクトル量子化符
号化復号化部の動作を適応制御する符号化制御パラメー
タを発生する符号化制御部とを備えたフレーム間ベクト
ル量子化符号化復号化装置。1. A frame memory for storing image signals for at least one frame, and a subtraction for subtracting an inter-frame predicted image signal sequence read from the frame memory from an input image signal sequence to obtain an inter-frame difference signal sequence. And the average value separation input vector obtained by blocking the inter-frame predicted image signal in the inner product vector quantization encoder Based on the above, the input vector is scalar-quantized into encoded data and a decoded inter-frame difference signal sequence, and the codebook is sequentially updated by the scalar-quantized vector to perform subsequent encoding / decoding, and When the waveform distortion is below the threshold value, the output vector obtained by the above vector quantization is restored. A vector quantization coding / decoding unit that forms an inter-frame difference signal sequence and index-encoded data of the same output vector, and a decoded image signal sequence by adding the decoded inter-frame difference signal sequence to the inter-frame predicted image signal sequence To the frame memory, a variable length coding unit that variable length codes the coded data and outputs variable length coded data, and temporarily stores the variable length coded data for information. A transmission buffer for smoothing the generated amount and outputting it as transmission data at a constant speed and for obtaining an information generated amount in 1-frame units, and an operation of the vector quantization coding / decoding section based on the information generated amount in 1-frame units An interframe vector quantization coding / decoding apparatus comprising a coding control unit that generates a coding control parameter for adaptive control.
ら切り出されてコードブックから出力される複数の出力
ベクトルにより初段ベクトル量子化器で上記入力画像信
号系列をブロック化して得られる入力ベクトルを量子化
しかつこの量子化過程で得られる最小歪みが量子化しき
い値を越えると平均値演算部で求めた初段平均値を補間
した初段平均値を初段ベクトル量子化復号系列として上
記減算器および加算器に出力するとともに上記出力ベク
トルの識別用の初段インデックスに上記初段平均値を付
加して初段ベクトル量子化符号化データを上記可変長符
号化部に出力する初段ベクトル量子化符号化復号化部を
上記フレームメモリの出力段に設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のフレーム間ベクトル量子化
符号化復号化装置。2. An input vector obtained by blocking the input image signal sequence by a first stage vector quantizer using a plurality of output vectors cut out from a predetermined address of the frame memory and output from a codebook. And when the minimum distortion obtained in this quantization process exceeds the quantization threshold, the first-stage average value obtained by interpolating the first-stage average value obtained by the average value calculator is output to the subtractor and adder as the first-stage vector quantized decoding sequence. The first-stage vector quantization coding / decoding unit that adds the first-stage average value to the first-stage index for identifying the output vector and outputs the first-stage vector quantized coded data to the variable-length coding unit is the frame memory. The inter-frame vector quantization coding / decoding apparatus according to claim 1, wherein the inter-frame vector quantization coding / decoding apparatus is provided in the output stage of
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1988
- 1988-02-29 JP JP63046391A patent/JPH0666948B2/en not_active Expired - Fee Related
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