JPH01284082A - フレーム間ベクトル量子化器 - Google Patents

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】 〔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
クトル量子化器に関するものである。

〔従来の技術〕

第８図は、例えば村上能「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」　（昭和５８年度電子通信
学会全国大会予稿１１７５）等に記載されているフレー
ム間ベクトル量子化器を示すブロック図である。

図において、１は入力画像信号系列、５５はフレーム間
予測信号、９は入力画像信号系列１とフレーム間予測信
号５５との減算を行う減算器、５６は減算器９から出力
されるフレーム間差分信号、５７はこのフレーム間差分
信号５６が入力されるベクトル量子化符号化部、５８は
このベクトル量子化符号化部５７から出力される符号化
データ。

５９は符号化データ５８が入力されるベクトル量子化復
号化部、６０はベクトル量子化復号化部５９から出力さ
れるフレーム間復号差分信号、１６はこのフレーム間復
号差分信号６０と前記フレーム間予測信号５５とを加算
する加算器、６１は加算器１６から出力される復号画像
信号系列、６２は復号画像信号系列６１にフレーム遅延
を与えて前記フレーム間予測信号５５を形成する第３の
フレームメモリ、１９は前記符号化データが入力される
可変長符号化部、２０はこの可変長符号化部１９に接続
されて速度平滑化を行うバッファ、１２はこのバッファ
２０より前記ベクトル量子化符号化部５７送られて、ブ
ロック識別に用いられる閾値、２３はバッファ２０に接
続された回線インタフェース（以下回線Ｉ／Ｆという）
、２４は回線■／Ｆ２３から出力される送信信号である
。

また、第９図は前記ベクトル量子化符号化部５７の構成
例を示すブロック図である。図において、６３は減算器
９からのフレーム間差分信号５６が入力される平均値分
離正規化部、３７はこの平均値分離正規化部６３より出
力される正規化ベクトル、５１は正規化出力ベクトルを
記憶している固定コードブック、３０は固定コードブッ
クより出力される前記正規化出力ベクトル、６４はこの
出力ベクトル３０が入力され、前記正規化ベクトル３７
との歪を求める歪演算部、６５は前記歪演算部６４で求
められた歪、６６は前記の歪６５から最小のものを検出
する最小歪検出部、３２はこの最小歪検出部６６より出
力される最小歪を与える出力ベクトルのインデックス、
６７は前記平均値分離正規化部６３で分離された平均値
及び振幅。

３９はこの平均値及び振幅と、前記バッファ２゜からの
閾値１２が入力されるブロック識別部、４０はブロック
識別部３９の出力するブロック識別情報であり、このベ
クトル量子化符号化部５７から出力される前記符号化デ
ータ５８は、このブロック識別情報４０．前記最小歪を
与える出力ベクトルのインデックス３２、及び、前記平
均値分離正規化部６３で分離された平均値及び振幅６７
とで構成されている。

次に動作について説明する。入力画像信号系列１は、減
算器９によって、フレーム間予測信号５５を減算され、
フレーム間差分信号５６に変換される。フレーム間差分
信号５６は、原信号に比べてパワーが小さくなっている
ため、符号化誤差の小さい符号化が可能な信号である。

このフレーム間差分信号５６をベクトル量子化符号化部
５７において符号化する。（符号化方式については後述
する）このとき、バッファ２０からの閾値１２をパラメ
ータとして用いる。前記ベクトル量子化符号化部５７に
おいて符号化された符号化データ５８をベクトル量子化
復号化部５９において復号し、フレーム間復号差分信号
６０を得る。加算器１６において、このフレーム間復号
差分信号６０を前記フレーム間予測信号５５と加算して
復号画像信号系列６１を得る。この復号画像信号系列６
１を第３のフレームメモリ６２に一旦蓄え、フレーム遅
延を与えてフレーム間予測信号５５を形成する。

一方、前記ベクトル量子化符号化部５７より出力される
符号化データ５８は、可変長符号化部１９にも入力され
て可変長符号化され、さらにバッファ２０に一時蓄積さ
れて速度平滑化処理を施された後、回線１／Ｆ２３を経
て、送信信号２４として送出される。また、バッファ２
０では、可変長符号化されたデータの蓄積量に比例した
閾値１２を出力して前記ベクトル量子化符号化部５７に
与え、情報発生量を制御する。

次に、前記ベクトル量子化符号化部５７における符号化
と情報量の制御について説明する。ベクトル量子化すべ
き入力信号は、前記フレーム間差分信号５６である。こ
のフレーム間差分信号５Ｇは平均値分離正規化部６３に
おいてブロック（ベクトル）化され、平均値分離正規化
処理を受けて正規化ベクトル３７として出力される。ブ
ロック化された入力信号をＳ　＝［Ｓｔｙ　Ｓｉｔ　”
’ｔ　ｓＫ］とすると、平均値分離正規化処理は例えば
次のように記述される。

平均値分離正規化：　ｘ１＝　（ｓ＋−ｍ）／ｇ上記の
ようにして得られた正規化ベクトル囚＝［Ｘｌ、　ｘ、
、・・・＋ＸＫｌは、平均値及び振幅というスカラ量を
分離することによって、平均値正規化前のベクトル−５
−に比べて確率分布が均一化され、次に述べるベクトル
量子化の効率を向上させる効果がある。正規化ベクトル
３７と固定フードブック５１から読出した正規化出力ベ
クトル３゜との歪を歪演算部６４において求める。最小
歪検出部６６では、前記固定コードブック５１に記憶さ
れている正規化出力ベクトル３０と入力される正規化ベ
クトル３７との歪６５の内、最も小さいものを検出し、
最小歪を与える出力ベクトルのインデックス３２を出力
する。この過程がベクトル量子化である。式で記述する
と、次のようになる。

歪：Ｄ＝ｄ（五、ｙ　＋）　＝ΣｌＸ＋　　ｙ　＋＋１
（ただし、Ｊ−１＝　［ｙｌ　１＋　ｙｌ　２１・・・
、ｙｌｋｌは正規化出力ベクトル Ｙ＝　ｃｚｔ＋　　！２９　”’ｌ　ｚ＋　１　”“ｙ
Ｎ］がコードブック内容） ベクトル量子化：Ｑ（入）＝Ｌ。

ただし、ｄ　（ｘｔ　ｚ＋）　＜ｄ　（ｘｔ　ｚｍ）　
ｆｏｒｕｍ〜ｉこのとき、符号化処理は入からｉへの写
像であり、ｉからＬｌへの写像（固定コードブック５１
読み出し）が復号処理となる。ｉはインデックス３２に
対応する。一方、平均値と振幅６７は、ブロック識別部
３９において、ｒｊＪ値１２と共に、ブロック識別のた
めに用いられる。ブロック識別は、閾値１２をＴｈとす
ると、例えば次のように表される。

１ｍｌ≦Ｔｈかつｇ≦Ｔｈ・・・・・・・・・無効ブロ
ック１ｍｌ＞Ｔｈまたはｇ　＞　Ｔ　ｈ・・・・・・有
効ブロック無効ブロックについては、該ブロックのフレ
ーム間差分信号をＯとして扱う。したがって、この時、
平均値と振幅６７、インデックス３２は符号化データ５
８として伝送する必要がない。ベクトル量子化符号化部
５７から出力される符号化データ５８は、平均値と振幅
６７、ブロック識別信号４０とインデックス３２から成
るが、無効ブロックの場合はブロック識別信号４０のみ
が意味を持つことになるため、閾値１２によって情報発
生量の制御が可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のフレーム間ベクトル量子化器は以上のように構成
されているので、空間周波数の低い視覚的に敏感な入力
画像信号系列と、空間周波数の高い視覚的に鈍感な入力
画像信号系列とを、区別することなく符号化しなければ
ならず、視覚特性を考慮に入れた効果的な符号化が回連
という問題点があった。

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、視覚特性を考慮した効果的な符号化ができる
と共に、符号化再生画像の主観品質の高いフレーム間ベ
クトル量子化器を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るフレーム間ベクトル量子化器は、入力画
像信号系列を帯域分割するための帯域分割部と、周波数
帯域別入力画像信号系列を記憶するフレームメモリと、
所定の周波数帯域入力画像信号系列の特性に応じて符号
化／復号化処理を行うダイナミックベクトル量子化符号
化部およびダイナミックベクトル量子化復号化部と、入
力画像信号系列の空間周波数の高低に基づいて符号化処
理の精度を切替えるための制御信号を生成する符号化制
御部を備えたものである。

〔作用〕

この発明におけるフレーム間ベクトル量子化器は、帯域
分割部によって生成した複数の周波数帯域別入力画像信
号系列をフレームメモリに記憶し、該フレームメモリか
ら前記周波数帯域別入力画像信号系列を時分割でダイナ
ミックベクトル量子化符号化部に送り、ダイナミックベ
クトル量子化符号化部は符号化制御部より与えられる制
御信号に基づいて、入力画像信号系列の空間周波数に応
じた精度の符号化処理を実行する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。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
子化器の送信部の構成を示すブロック図である。図にお
いて、１は入力画像信号系列、２は複数の帯域通過フィ
ルタで構成され、入力画像信号系列１の帯域を分割する
帯域分割部、３は前記帯域分割部２により空間周波数帯
域別に分割された周波数帯域別入力画像信号系列、４は
前記周波数帯域別入力画像信号系列３を記憶する第１の
フレームメモリ、５はデータ読出し信号、６は第１のフ
レームメモリ４から出力される周波数帯域識別信号、７
は前記データ読出し信号５の入力によって前記第１のフ
レームメモリより読出される所定の周波数帯域入力画像
信号系列、８は所定の周波数帯域フレーム間予測信号、
９は前記所定の周波数帯域入力画像信号系列７とこの所
定の周波数帯域フレーム間予測信号８との減算を行う減
算器、１０は減算器９から出力される所定の周波数帯域
フレーム間差分信号、１１はこの所定の周波数帯域フレ
ーム間差分信号が入力されるダイナミックベクトル量子
化符号化部、１２はダイナミックベクトル量子化符号化
部１１に入力される閾値、１３はダイナミックベクトル
量子化符号化部１１より出力される所定の周波数帯域符
号化データ、１４はこの所定の周波数帯域符号化データ
１３が入力されるダイナミックベクトル量子化復号化部
、１５はダイナミックベクトル量子化復号化部１４から
出力される所定の周波数帯域フレーム間復号差分信号、
１６はこの所定の周波数帯域フレーム間復号差分信号１
５と前記所定の周波数帯域フレーム間予測信号８とを加
算する加算器、１７は加算器１６が出力する所定の周波
数帯域復号画像信号系列、１８は前記データ読出し信号
５が入力され、前記所定の周波数帯域復号画像信号系列
１７にフレーム遅延を与えて前記所定の周波数帯域フレ
ーム間予測信号８を生成する第２のフレームメモリ、１
９は前記所定の周波数帯域符号化データ１３が入力され
る可変長符号化部、２０はこの可変長符号化部１９に接
続された速度平滑化のためのバッファ、２１はバッファ
２０より出力される情報発生量データ、２２はこの情報
発生量データ２１及び第１のフレームメモリ４からの周
波数帯域識別信号が入力され、ダイナミックベクトル量
子化符号化部１１へ閾値１２を出力し、第１及び第２の
フレームメモリ４，１８にデータ読出信号５を出力する
符号化制御部、２３はバッファ２０に接続された回線Ｉ
／Ｆ、２４は回線工／Ｆ２３より出力される送信信号で
ある。

第２図は、帯域分割部２の構成例を示すブロック図であ
り、同一の入力画像信号系列１が入力されるＭ個の帯域
通過フィルタによって構成されている。

第３図は、ダイナミックベクトル量子化符号化部１１の
構成例を示すブロック図である。図において、２５は前
記減算器９からの所定の周波数帯域フレーム間差分信号
１ｏに基づいて前記周波数帯域識別信号６を生成する第
１のブロックカウンタ、２６は前記所定の周波数帯域フ
レーム間差分信号１０とこの周波数帯域識別信号６が入
力される平均値分離部、２７は平均値分離部２６が出力
する平均値分離入力ベクトル、２８は同じく平均値分離
部２６が出力する平均値符号化データ、２９は正規化出
力ベクトルを記憶して、周波数帯域識別信号６が入力さ
れるコードブック、３０はコードブック２９が出力する
正規化出力ベクトル、３１はこの正規化出力ベクトル３
０、前記平均値分離入力ベクトル２７、前記周波数帯域
識別信号６、及び前記符号化制御部２２からの歪閾値７
２が入力される内積ベクトル量子化符号化部、３２は内
積ベクトル量子化符号化部３１の出力する正規化出力ベ
クトルのインデックス、３３は内積ベクトル量子化符号
化部３１より出力された振幅符号化データ、３４は周波
数帯域識別信号６が入力され、前記正規化出力ベクトル
３０が割当てられずに内積ベクトル量子化符号化部３１
を通過した平均値分離入力ベクトル２７に対するスカラ
量子化符号化部、３５はスカラ景子化符号化部３４より
出力される平均値分離ベクトル符号化データ、３６は前
記内積ベクトル量子化符号化部３１を通過した平均値分
離ベクトル２７が入力される正規化部、３７はこの正規
化部３６より前記コードブロック２９へ出力される正規
化ベクトル、３８は内積ベクトル量子化符号化部３１か
らのインデックス３２とスカラ量子化符号化部３４から
の平均値分離ベクトル符号化データ３５を内積ベクトル
量子化符号化部３１からの振幅符号化データ３３に基づ
いて選択するための第１のセレクタ、３９はその振幅符
号化データ３３、平均値分離部２６からの平均値符号化
データ２８、及び前記符号化制御部２２からの閾値１２
が入力されるブロック識別部、４０はブロック識別部３
９が出力するブロック識別信号であり、このダイナミッ
クベクトル量子化符号化部１１から出力される所定の周
波数帯域符号化データ１３は、このブロック識別信号４
０．平均値符号化データ２８、振幅符号化データ３３、
及び第１のセレクタ３８の出力によって構成されている
。

第４図は、前記ダイナミックベクトル量子化復号化部１
４の構成例を示すブロック図である。図において、４１
は所定の周波数帯域符号化データ１３中のブロック識別
信号４０が入力されて周波数帯域識別信号６を出力する
第２のブロックカウンタ、４２は周波数帯域識別信号６
と所定の周波数帯域符号化データ１３中の平均値符号化
データ２８が入力される平均値復号化器、４３は周波数
帯域識別信号６と所定の周波数帯域符号化データ１３中
の振幅符号化データ３３が入力される振幅復号化器、４
７はこの振幅復号化器４３から出力される振幅復号化デ
ータ、４６は振幅復号化データ４７の正負により、所定
の周波数帯域符号化データの一部として第１のセレクタ
３８より送られてくる信号を振り分ける第２のセレクタ
、３２は第２のセレクタ４６で振り分けられた前記正規
化出力ベクトルのインデックス、３５は同じく第２のセ
レクタ４６で振り分けられた前記平均値分離ベクトル符
号化データ、２９はダイナミックベクトル量子化符号化
部１１内のそれと同様のコードブック、３０はそのコー
ドブック２９が出力する正規化出力ベクトル、４４はこ
の正規化出力ベクトル３０と、前記第２のセレクタ４６
からのインデックス３２が入力されるインデックス復号
化器、７０はこのインデックス復号化器４４の出力と前
記振幅復号化データ４７とを乗算する乗算器、４５は前
記第２のセレクタ４６からの平均値分離ベクトル符号化
データ３５と前記周波数帯域識別信号６が入力されるス
カラ量子化復号化部、７１はこのスカラ量子化復号化部
４５の出力と乗算器７０の出力の一方と、前記平均値復
号化器４２の出力とを加算する加算器、４９はゼロ信号
発生部、５０はこのゼロ信号発生部４９より出力される
ゼロ信号、４８は所定の周波数帯域符号化データ１３中
のブロック識別信号４０に基づいて、前記加算器７１の
出力とこのゼロ信号５０の選択を行う第３のセレクタ、
１５はこの第３のセレクタ５１より出力される所定の周
波数帯域フレーム間復号差分信号である。

第５図は、前記コードブック２９の構成例を示すブロッ
ク図である。図において、５１は複数の固定コードブッ
ク、５２は複数のダイナミックコードブック、５３は前
記周波数帯域識別信号６によって前記ダイナミックコー
ドブック５２の選択を行う第４のセレクタ、５４は前記
固定コードブック５１とダイナミックコードブック５２
の選択を行う第５のセレクタである。

第６図は、前記符号化制御部２２の構成例を示すブロッ
ク図である１図において、６８は前記情報発生量データ
２１に基づきデータ読出し開始指示のための前記データ
読出し信号５を出力するデータ読出し制御部、６９は前
記第１のフレームメモリ４より与えられた周波数帯域識
別信号６と前記情報発生量データ２１に基づきブロック
識別閾値７１を決定するブロック識別閾値テーブル、７
０は前記周波数帯域識別信号６と前記情報発生量データ
２１に基づき歪閾値７２を決定する歪閾値テーブルであ
り、この符号化制御部２２から出力される閾値１２はこ
のブロック識別閾値７１及び歪閾値７２によって構成さ
れている６ 次に動作について説明する。入力画像信号系列１は、後
に詳しく説明する帯域分割部２により、空間周波数帯域
別に分割された複数の周波数帯域別入力画像信号系列３
に変換される。個々の周波数帯域別入力画像信号系列３
は第１のフレームメモリ４に記憶され、符号化制御部２
２より与えられるデータ読出し信号５に従って、該第１
のフレームメモリ４から、所定の周波数帯域入力画像信
号系列７が、所定の順序で時分割で読出される。

前記第１のフレームメモリ４は同時に、周波数帯域識別
信号６を出力する。第１のフレームメモリ４から読出さ
れた前記所定の周波数帯域入力画像信号系列７は、減算
器９に送られて、第２のフレームメモリ１８からの当該
所定の周波数帯域入力画像信号系列７に対応した所定の
周波数帯域フレーム間予測信号８が減算され、所定の周
波数帯域フレーム間差分信号１０に変換される。この所
定の周波数帯域フレーム間差分信号１０は、前記所定の
周波数帯域入力画像信号系列７に比べてパワーが小さく
なっているため、符号化誤差の小さい符号化が可能であ
る。ダイナミックベクトル量子化符号化部１１では、後
に詳しく説明するように所定の順序で入力されてきた前
記所定の周波数帯域フレーム間差分信号１ｏを、空間周
波数の高低に従って、適応的に量子化特性を切替えて符
号化を行う。すなわち、人間の視覚特性を考慮して、空
間周波数の高い所定の周波数帯域フレーム間差分信号１
０に対しては精度の低い符号化を行い、空間周波数の低
い所定の周波数帯域フレーム間差分信号１０に対しては
精度の高い符号化を行う。

また、前記ダイナミックベクトル量子化符号化部１１で
は、符号化制御部２２から与えられる閾値１２により、
有効ブロック無効ブロックの判定及びベクトル量子化と
スカラ量子化の選択を行っている。前記ダイナミックベ
クトル量子化符号化部１１で符号化された所定の周波数
帯域符号化データ１３は、ダイナミックベクトル量子化
復号化部１４において復号化され、所定の周波数帯域フ
レーム間復号差分信号１５に変換される。加算器１６は
、前記第２のフレームメモリ１８の出力する所定の周波
数帯域フレーム間予測信号８と前記所定の周波数帯域フ
レーム間復号差分信号１５とを加算して所定の周波数帯
域復号画像信号系列１７を得る。該所定の周波数帯域復
号画像信号系列１７は第２のフレームメモリ１８に一時
的に蓄えられてフレーム遅延が与えられ、前記符号化制
御部２２からのデータ読出し信号５従って読出され、所
定の周波数帯域フレーム間予測信号８として出力される
。一方、前記所定の周波数帯域符号化データ１３は、可
変長符号化部１９において可変長符号化され、バッファ
２０に一時蓄積され、速度平滑処理を施された後に、回
線Ｉ／Ｆ２３を経て、送信信号２４として送出される。

また、バッファ２０では、可変長符号化されたデータの
蓄積量から得られた情報発生量データ２１を符号化制御
部２２へ与える。符号化制御部２２では、この情報発生
量データ２１と前記周波数帯域識別信号６に従って、デ
ータ読出し信号、及びブロック識別閾値７１と歪閾値７
２から構成される閾値１２を生成し、データ読出し信号
５を前記第１のフレームメモリ４および第２のフレーム
メモリ１８へ閾値１２を前記ダイナミックベクトル量子
化符号化部１１に与え、情報発生量を制御する。

次に、第２図に沿って、前記帯域分割部２の動作につい
て説明する。図に示すように、帯域分割部２はそれぞれ
通過帯域を異にする＃１〜＃ＭのＭ個の帯域通過フィル
タで構成されていて、入力画像信号系列１はこれらの帯
域通過フィルタに並列に入力される。従って、各帯域通
過フィルタからは、それぞれ異る所定の空間周波数帯域
を有するＭ種類の画像信号系列が得られ、周波数帯域別
入力画像信号系列３として出力される。

第３図に沿って、前記ダイナミックベクトル量子化符号
化部１１の動作について説明する。所定の周波数帯域フ
レーム間差分信号１０は、平均値分離部２６においてベ
クトル化され、平均値が分離されて平均値分離入力ベク
トル２７として出力される一方１分離された平均値は周
波数帯域識別信号６に基づいて量子化特性を切替えて量
子化された後、平均値符号化データ２８として別途出力
される。また、第１のブロックカウンタ２５では、定ま
った順序で入力される前記所定の周波数帯域フ）−人間
差分信号１０をブロック単位でカウントすることにより
前記周波数帯域識別信号６を生成して出力する。内積ベ
クトル量子化符号化部３１では、前記平均値分離入力ベ
クトル２７とコードブック２９に記憶されている正規化
出力ベクトル３０との内積の内、最大内積を与える前記
正規化出力ベクトル３０を検出し、そのインデックスｉ
３２を第１のセレクタ３８に出力する。振幅ｇは最大内
積値と等しいので、前記インデックスｉ３２と同時に検
出されることになる。前記平均値分離入力ベクトル２７
をＺ”　［Ｚｔｔ　Ｚａ＋　”’＋ＺＫ］、最大内積を
与える前記正規化出力ベクトル３０を１１とすると、以
上の内積ベクトル量子化処理は例えば次のように記述さ
れる。

最大内積：Ｐｍａｘ＝ｌＺｌ　ｊＩｙｔ　Ｉｃｏｓθ＝
ＩＺｌｃｏｓＯ振　　幅：ｇ＝Ｐｍａｘ 平均値分離出力ベクトル：ｇ”、Ｌｌ 入出力ベクトル間の歪：Ｄ＝ｄ（ム＋ｇ’Ｌｉ）＝Ｊ１
２１２−１ｇ−ｙｔ　ｌ” ＝１１２１’″−１ｇ１２ 上式により求められる振幅ｇは、周波数帯域識別信号６
に基づき量子化特性を空間周波数帯域に対応して切替え
ることにより量子化され、前記内積ベクトル量子化符号
化部３１より振幅符号化データ３３として出力される。

ただし、入出力ベクトル間の歪りが前記゛符号化制御部
２２より入力された歪閾値７２より大きい場合には、前
記振幅符号化データ３３は符号が反転されて出力され、
また、前記第１のセレクタ３８へのインデックス３２は
出力されず、代わりにスカラ量子化符号化部３４゜およ
成正規化部３６へ平均値分離部２６からの平均値分離入
力ベクトル２７がそのまま出力される。

この平均値分離入力ベクトル２７はスカラ量子化符号化
部３４で、前記周波数帯域識別信号６に基づき量子化さ
れ、生成された平均値分離ベクトル符号化データ３５は
第１のセレクタ３８に出力される。また前記平均値分離
入力ベクトル２７は、正規化部３６で正規化され、正規
化ベクトル３７が生成される。

この正規化ベクトル３７は、後に詳しく説明するように
、コードブック２９に記憶されて前記正規化出力ベクト
ル３０として用いられる。第１のセレクタ３８では、前
記振幅符号化データ３３の符号により、前記内積ベクト
ル量子化符号化部３１からのインデックス３２と前記ス
カラ量子化符号化部３４からの平均値分離ベクトル符号
化データ３５との選択を行う。ブロック識別部３９では
、符号化制御部２２より入力されたブロック識別閾値７
１と前記平均値符号化データ２８および前記振幅符号化
データ３３より、有効ブロック／無効ブロックの判定を
行い、ブロック識別信号４０を生成する。ここで、無効
ブロックについては、平均値符号化データ２８および振
幅符号化データ３３、インデックス３２あるいは平均値
分離ベクトル符号化データ３５は伝送する必要がない。

第４図に沿って、前記ダイナミックベクトル量子化復号
化部１４の動作について説明する。第２のブロックカウ
ンタ４１は、ダイナミックベクトル量子化復号化部１１
からのブロック識別信号４０を用いてカウントを行い、
前記周波数帯域識別信号６を生成する。平均値復号化器
４２、振幅復号化器４３、インデックス復号化器４４、
スカラ量子化復号化部４５では前記周波数帯域識別信号
６を用いて復号化処理が行なわれる。第２のセレクタ４
６では、振幅復号化器４３の出力する振幅復号化データ
４７の正負に従い、ダイナミックベクトル量子化符号化
部１１から送られてくる前記インデックス３２と前記平
均値分離ベクトル符号化データ３５の識別を行う。第３
のセレクタ４８では、前記ブロック識別信号４ｏを基に
有効ブロンゝり／無効ブロックの識別を行い、無効ブロ
ックの場合は、ゼロ信号生成部４９より出力されるゼロ
信号５０を選択する。

第５図に沿って、前記コードブック２９について説明す
る。コードブックは１′１〜−Ｌ工のＬ１個のの固定コ
ードブック５１と′１１１〜ＩＩＬ２の５２個のダイナ
ミックコードブック５２とで構成されている。

前記正規化部からの正規化ベクトル３７が入力されると
第４のセレクタ５３では、前記周波数帯域識別信号６に
基づいて適当な前記ダイナミックコードブック５２を選
択する。選択されたダイナミックコードブック５２では
、そこに記憶されている使用頻度の低い正規化出力ベク
トル３０の代わりに、この正規化ベクトル３７を新たに
正規化出力ベクトル３０として記憶することにより、コ
ードブックの最適化を行う。これら複数の固定コードブ
ロック５１およびダイナミックコードブック５２は、前
記周波数帯域識別信号６に従って作動する第５のセレク
タ５４により選択され、ベクトル量子化のための出力ベ
クトル３０を出力する。

第６図に沿って、前記符号化制御部２２の動作について
説明する。データ読出し制御部６８では、前記情報発生
量データ２１をカウントすることにより、前記第１のフ
レームメモリ４および第２のフレームメモリ１８におけ
るデータ読出し開始指示のためのパルス信号を前記デー
タ読出し信号５として出力する。一方、ブロック識別閾
値テーブル６９および歪閾値テーブル７０では、空間周
波数帯域別に複数の閾値テーブルを持っており、前記周
波数帯域識別信号６によって所定の閾値テーブルを選択
し、該所定の閾値テーブルにより、第７図に示すように
、入力される前記情報発生量データ２１の値に応じた閾
値として、ブロック識別閾値７１、歪閾値７２がそれぞ
れ出力される。

なお、上記実施例では、符号化制御部２２から出力され
るデータ読出し信号５および閾値１２をバッファ２０の
蓄積量に基づいて決定するものを示したが、これらの出
力信号を、使用する回線のデータ速度あるいは入力画像
信号系列１のフォーマットに従って決定してもよい。

また、上記実施例では、ダイナミックベクトル量子化符
号化部１１において、前記符号化制御部２２より与えら
れた歪閾値グλを内積ベクトル量子化部３１に入力する
場合について説明したが、この歪閾値７２をスカラ量子
化符号化部３４に取込み、スカシ。量子化特性を制御す
るようにしてもよ）１゜また、スカラ量子化部３４にお
けるスカラ量子化器をベクトル量子化器で構成してもよ
い。

更に、ループ内のフレームメモリ内容を用いて出力する
動き補償の手法との併用においても同様の効果を奏する
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、入力画像信号系列を
空間周波数帯域別に分割された複数の周波数帯域別入力
画像信号系列に変換し、入力画像信号系列の空間周波数
に応じて符合化処理の精度を切替えるように構成したの
で、人間の視覚特性にマツチした効果的な符合化を行う
ことができ、さらに、符合化再生画像の主観品質の向上
がはかれるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

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
量子化器の構成を示すブロック図、第２図は第１図中の
帯域分割部の構成例を示すブロック図、第３図は第１図
中のダイナミックベクトル量子化符号化部の構成例を示
すブロック図、第４図は第１図中のダイナミックベクト
ル量子化復号化部の構成例を示すブロック図、第５図は
第１図中のコードブックの構成例を示すブロック図、第
６図は第１図中の符号化制御部の構成例を示すブロック
図、第７図は第６図中のブロック識別閾値テーブル及び
歪閾値テーブルにおいて入力される情報発生量と出力さ
れる閾値の関係を示す図、第８図は従来のフレーム間ベ
クトル量子化器の構成を示すブロック図、第９図は第８
図中のベクトル量子化符号化部の構成例を示すブロック
図である。 図中、１は入力画像信号系列、２は帯域分割部。 ３は周波数帯域別入力画像信号系列、４は第１のフレー
ムメモリ、５はデータ読出し信号、６は周波数帯域識別
信号、７は所定の周波数帯域入力画像信号系列、８は所
定の周波数帯域フレーム間予測信号、９は減算器、１０
は所定の周波数帯域フレーム間差分信号、１１はダイナ
ミックベクトル量子化符号化部、１２は閾値、１３は所
定の周波数帯域符号化データ、１４はダイナミックベク
トル量子化復号化部、１５は所定の周波数帯域フレーム
間復号差分信号、１６は加算器、１７は所定の周波数帯
域復号画像信号系列、１８は第２のフレームメモリ、１
９は可変長符号化部、２０はバッファ、２２は符号化制
御部、２３は回線Ｉ／Ｆ、２４は送信信号、２５はブロ
ックカウンタ（第１のブロックカウンタ）、２６は平均
値分離部、２７は平均値分離入力ベクトル、２８は平均
値符号化データ、２９はコードブック、３０は正規化出
力ベクトル、３１は内積ベクトル量子化符号化部、３２
はインデックス、３３は振幅符号化データ、３４はスカ
ラ量子化符号化部、３５は平均値分離ベクトル符号化デ
ータ、３６は正規化部、３７は正規化ベクトル、３８は
セレクタ（第１のセレクタ）、３９はブロック識別部、
４０はブロック識別信号、５１は固定コードブック、５
２はダイナミックコードブック、６８はデータ読出し制
御部、６９はブロック識別閾値テーブル、７０は歪閾値
テーブル、７１はブロック識別閾値、７２は歪閾値。 なお５図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第２図 第　６　区 ７／　フ゛ロック討闇ｙＪ！Ｊ閣冒在 ７２、歪闘イ直 昭和　　年　　月　　日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力画像信号系列を空間周波数帯域別に分割され
   た複数の周波数帯域別入力画像信号系列に変換する帯域
   分割部と、前記帯域分割部より出力された周波数帯域別
   入力画像信号系列を１フレーム分記憶し、時分割で所定
   の周波数帯域入力画像信号系列を１フレーム分出力する
   第１のフレームメモリと、後述する加算器の出力する所
   定の周波数帯域復号画像信号系列にフレーム遅延を与え
   て所定の周波数帯域フレーム間予測信号生成する第２の
   フレームメモリと、前記第１のフレームメモリから出力
   された所定の周波数帯域入力画像信号系列から前記第２
   のフレームメモリより出力された所定の周波数帯域フレ
   ーム間予測信号を減算し、所定の周波数帯域フレーム間
   差分信号を生成する減算器と、前記減算器の出力する所
   定の周波数帯域フレーム間差分信号をその空間周波数の
   高低に応じた精度によってダイナミックベクトル量子化
   符号化し、所定の周波数帯域符号化データを生成するダ
   イナミックベクトル量子化符号化部と、前記第１のフレ
   ームメモリと第２のフレームメモリの書込み／読出しの
   制御、および前記ダイナミックベクトル量子化符号化部
   のベクトル量子化特性を制御する符号化制御部と、前記
   ダイナミックベクトル量子化符号化部にて生成された所
   定の周波数帯域符号化データを所定の周波数帯域フレー
   ム間復号差分信号に変換するダイナミックベクトル量子
   化復号化部と、前記ダイナミックベクトル量子化復号化
   部からの所定の周波数帯域フレーム間復号差分信号と前
   記第２のフレームメモリからの所定の周波数帯域フレー
   ム間予測信号とを加算して所定の周波数帯域復号画像信
   号系列を生成し、前記第２のフレームメモリへ入力する
   加算器と、前記ダイナミックベクトル量子化符号化部の
   出力する所定の周波数帯域符号化データを可変長符号化
   する可変長符号化部と、前記可変長符号化部からの可変
   長符号化されたデータを一時蓄えるバッファと、前記バ
   ッファから出力された可変長符号化されたデータを送信
   信号として送出する回線インタフェースとを備えたフレ
   ーム間ベクトル量子化器。
2. （２）前記ダイナミックベクトル量子化符号化部が、前
   記所定の周波数帯域フレーム間差分信号をベクトル化し
   て平均値を分離するとともに、前記平均値に対してスカ
   ラ量子化符号化を行って、平均値分離入力ベクトルおよ
   び平均値符号化データ出力する平均値分離部と、複数個
   の平均“０”、大きさ“１”の正規化出力ベクトルを記
   憶した固定コードブック、および前記平均値分離入力ベ
   クトルを正規化した正規化ベクトルを正規化出力ベクト
   ルとして記憶し、かつ、その記憶内容が随時更新される
   ダイナミックコードブックを含むコードブックと、前記
   平均値分離部より与えられた平均値分離入力ベクトルに
   対して、前記コードブックの固定コードブックおよびダ
   イナミックコードブックに記憶されている各正規化出力
   ベクトルとの内積を計算して、“０”以上の最大内積を
   与える前記正規化出力ベクトルを検出し、前記平均値分
   離入力ベクトルの大きさと前記最大内積の大きさに基づ
   いて求められた歪が前記符号化制御部から送られてきた
   歪閾値よりも小さい場合、前記最大内積の値で定義され
   る振幅符号化データ、および前記最大内積を与える前記
   正規化出力ベクトルを識別するためのインデックスを出
   力し、前記歪が前記歪閾値よりも大きい場合、前記振幅
   符号化データの符号を反転して出力するとともに、前記
   インデックスに代えて前記平均値分離部からの平均値分
   離入力ベクトルをそのまま出力する内積ベクトル量子化
   符号化部と、前記内積ベクトル量子化符号化部より与え
   られた平均値分離入力ベクトルをサンプル毎にスカラ量
   子化して平均値分離ベクトル符号化データを生成するス
   カラ量子化符号化部と、前記振幅符号化データによって
   前記インデックスと前記平均値分離ベクトル符号化デー
   タとの選択を行うセレクタと、前記所定の周波数帯域フ
   レーム間差分信号をブロック単位でカウントして周波数
   帯域識別信号を生成するブロックカウンタと、前記符号
   化制御部から送られてきたブロック識別閾値を用いて有
   効ブロック／無効ブロックの判定を行ってブロック識別
   信号を出力するブロック識別部と、前記内積ベクトル量
   子化符号化部からの平均値分離入力ベクトルを正規化し
   て正規化出力ベクトルを生成し、前記コードブック中の
   ダイナミックコードブックへ出力する正規化部とで構成
   され、前記所定の周波数帯域符号化データとして、前記
   有効ブロックに対しては、前記ブロック識別信号、平均
   値符号化データ、振幅符号化データ、および前記セレク
   タで選択されたインデックスあるいは平均値分離ベクト
   ル符号化データの一方を出力し、前記無効ブロックに対
   しては、前記ブロック識別信号のみを出力することを特
   徴とする請求項１記載のフレーム間ベクトル量子化器。