JPH0229276B2 - - Google Patents

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JPH0229276B2
JPH0229276B2 JP59017281A JP1728184A JPH0229276B2 JP H0229276 B2 JPH0229276 B2 JP H0229276B2 JP 59017281 A JP59017281 A JP 59017281A JP 1728184 A JP1728184 A JP 1728184A JP H0229276 B2 JPH0229276 B2 JP H0229276B2
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Atsumichi Murakami
Kotaro Asai
Atsushi Ito
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Mitsubishi Electric Corp
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Priority to DE3486398T priority patent/DE3486398T2/en
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • GPHYSICS
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、画像信号に対し、連続する画面に
おける相関を利用して画像信号の高能率符号化を
行なうフレーム間ベクトル量子化器に関するもの
である。 〔従来技術〕 従来提案されていたこの種のフレーム間ベクト
ル量子化器は第1図、第2図、第3図、第4図の
如く構成されていた。以下、図に沿つて、従来の
フレーム間符号化装置の具体的構成例について説
明する。第1図は符号化器である。図中、1はデ
イジタル化された画像信号、2はラスタ走査方向
に配列されている前期画像信号系列1を複数個の
サンプル毎にブロツキングするラスタ/ブロツク
走査変換部、3はブロツク化された画像信号系
列、4は減算器、5はブロツク化された画像信号
の予測誤差信号系列、6は動き検出ベクトル量子
化符号化器、7はベクトル量子化符号化出力、8
はベクトル量子化復号化器、9はベクトル量子化
復号化出力、即ち再生予測誤差信号系列、10は
加算器、11は再生された画像信号系列のブロツ
ク、12はフレームメモリ、13は1フレーム周
期の遅延をうけた再生画像信号系列のブロツクで
あり、又、画像信号系列のブロツク3を予測する
ための子測信号系列のブロツク、14は送信バツ
フア、15はフイードバツク制御信号、16は符
号化器出力である。また第2図は前記ベクトル量
子化符号化器6の構成例を詳細に示したものであ
る。図中、17は平均値分離回路、18は振幅正
規化回路、19は平均値を分離後、振幅で正規化
された画像信号系列のブロツクのフレーム間差
分、20は前記平均値分離回路17にて算出され
た平均値、21は前記振幅正規化回路18にて算
出された振幅、22は前記平均値20及び前記振
幅21から、現在処理を行なつているブロツク化
された画像信号系列が、1フレーム周期前の同一
位置にあたる画像信号系列のブロツクに対して有
意な変化を生じたか否かを判定する動き検出回
路、23は前記動き検出回路22の判定結果、2
4はコードテーブルアドレスカウンタ、25はコ
ードテーブルインデツクス、26は出力ベクトル
コードテーブルメモリ、27はコードテーブル出
力ベクトル、28は歪計算回路、29は最小歪検
出回路、30は最小歪であることを示す信号、、
31は送信ラツチである。また、第3図は前記ベ
クトル量子化復号化器8の構成例を詳細に示した
ものである。図中、32は受信ラツチ、33は振
幅再現回路、34は平均値再現回路である。ま
た、第4図は復号化器の構成例である。図中35
は受信バツフア、36は前記ラスタ/ブロツク走
査変換部2の逆処理を行なうブロツク/ラスタ走
査変換部、37は再生画像信号系列である。 次に動作について説明する。まず、第1図に沿
沿つて符号化器の大まかな動作について説明す
る。基本的にはフレーム間DPCM方式の考え方
を用いている。デイジタル化された画像信号系列
1は、画面上では正方格子状のサンプル群として
考えられるが、入力はラスタ走査方向の順序で与
えられる。ラスタ/ブロツク走査変換部2では、
画像信号系列1を、第5図に示すようなブロツク
に区切り、これを単位として出力する。今、第f
フレームにおける、あるブロツク化された画像信
号系列3を信号源ベクトル f={S1,S2,…,
Skfと表わすこととする。第5図はK=4の例で
ある。さらに、減算器4にて計算される信号源ベ
クトル3と予測信号系列のブロツク13との差分
5をε f、ベクトル量子化符号化器6及びベクト
ル量子化復号化器8によつて形成される再生差分
信号系列のブロツク9をε^ f、再生画像信号系列
のブロツク11をS^ f、前記フレームメモリ12
の出力として得られる予測信号系列13を f
すると、第1図に示す符号化器の大まかな動作は
次の式で表わされる。 ε f f f ただし、はベクトル量子化誤差、Z-fはフレ
ームメモリ12によつてもたらされる1フレーム
周期の遅延を表わす。従つて fは信号源ベクト
ル3と1フレーム周期前、即ち、第f−1フレー
ムの同一位置にあたる画像信号系列のブロツク
f−1の再生信号系列 f-1に等しい。前記処理の過
程において得られるベクトル量子化符号化出力7
は、信号源ベクトル3と予測信号系列のブロツク
13との差分、即ち予測誤差信号のブロツクε f
5をベクトル量子化符号化器6によつてデータ圧
縮したものであり、同出力7が送信バツフア14
に送られ、符号化器出力16として伝送路に出力
される。次に、第2図、第3図に沿つてベクトル
量子化符号化器6及びベクトル量子化復号化器8
の動作について説明する。ベクトル量子化はK個
のサンプル(K:複数)で構成されたブロツクを
K次元信号空間における入力ベクトルとしてとら
え、予め入力ベクトルの確率分布密度に基づいて
入力ベクトルとの歪が総体的に最小となるように
用意された出力ベクトルのセツトから、順次与え
られる入力ベクトルに対して最小歪となる出力ベ
クトルを選出し、選ばれた出力ベクトルに附され
ているインデツクスを量子化出力とするものであ
る。復号側では、インデツクスに対応する出力ベ
クトルを、復号側にも備えられている前記セツト
から読み出せばよい。今、入力ベクトルとして与
えられるのは予測誤差信号のブロツクε f={ε1
ε2,…,εk}f(5)である。前記ブロツクε f5は、
平均値分離回路17において、次式 μ=K-11 kj=1 εj ……(2) によつて演算された平均値μ20を減算され、振
幅正規化回路18において、次式 σ=K-1 kj=1 |εj−μ| ……(3) によつて計算された振幅σ21で正規化され、平
均値分離正規化入力ベクトル={X1,X2,…,
Xk}19を形成する。すなわち、 Xj=(εj−μ/σ(j=1、2、…、K) ……(4) なお、振幅の計算手法としては、前記のもの以
外にも例えば 等が考えられる。平均値分離正規化処理を行なう
ことによつて、入力ベクトルをK次元信号空間の
ある制限された範囲内にランダムに分布させるこ
とができ、ベクトル量子化の効率が高められる。
同処理を行なう場合、出力ベクトルのセツトも平
均化値分離正規化処理された入力ベクトルの分布
に基づいて用意されねばならないし、復号側で出
力ベクトルを読み出した後、振幅再生、平均値再
生など平均値分離正規化の逆処理を行なう必要が
ある。勿論、同処理を行なわないベクトル量子化
でもよい。コードテーブルメモリ26には予め平
均値分離正規化入力ベクトルの確率分布密度に基
づいて平均値分離正規化入力ベクトルとの歪が総
体的に最小となるように用意された平均値分離正
規化出力ベクトルが書き込まれている。今、平均
値分離正規化入力ベクトル19が与えられたと
き、コードテーブルアドレスカウンタ24はコー
ドテーブルメモリ26に収められたベクトルのイ
ンデツクス即ちコードテーブルアドレス25を順
次出力してコードテーブルメモリ25から平均値
分離正規化出力ベクトルτ={yi1,yτ2,…,
yτx}(τはインデツクス)27を読み出す。歪
計算回路28では平均値分離正規化入力ベクトル
X19と平均値分離正規化出力ベクトルτ27
との歪を計算する。歪計算手法はいくつか考えら
れるが、例えば次のようなものがある。歪をd
τ)として、 最小歪検出回路29は順次計算されるd(
yτ)が過去の最小歪より小さい時にストローブ
信号30を出力する。同時に、ラツチ31がイン
デツクス25を取り込む。コードテーブルアドレ
スカウンタ24が全てのインデツクスを1通り出
力した段階で、ラツチ31には平均値分離正規化
入力ベクトルに対して最小歪となる平均値分離正
規化出力ベクトルのインデツクスiが記憶されて
いる。前記インデツクス及び平均値μ20、振幅
σ21がベクトル量子化符号化出力となるが、連
続する画面の相関を利用して、さらにデータ圧縮
を行なう。前記入力ベクトルは、ブロツク化され
た予測誤差信号なので、分布は零ベクトルを中心
とした形にある。そこで、或るしきい値を設定
し、零ベクトルに近い入力ベクトルは零ベクトル
とみなし、インデツクス、平均値、振幅を送出し
ないことによつてデータ量を大巾に減らすことが
できる。動き検出回路22では前記平均値μ20
及び前記振幅σ21を入力として、予測誤差信号
系列のブロツクが零ベクトルとみなせるか、即1
フレーム周期前に比べて有意な変化(動き)が当
該ブロツクにおいて生じたかどうかを判断する。
その手法として例えばしきい値をTθとして μTθかつσTθならば動きなし μ>Tθまたはσ>Tθならば動きあり と判定する。従つて、ラツチ31では、動き検出
の結果23が「動きなし」のコードであれば「動
きなし」を示す信号のみを、結果が「動きあり」
のコードであれば「動きあり」を示す信号に加え
て、インデツクス25、平均値20、振幅21
を、それぞれベクトル量子化符号化出力7として
出力する。送信バツフア14では伝送する情報量
を監視しており、フイードバツク制御信号15に
よつてしきい値Tθを制御する。これによつて伝
送する情報量が制御できる。ベクトル量子化復号
化器8では、ラツチ32がベクトル量子化符号化
出力7を受け、「動きあり」の信号を受信すると、
インデツクスi25に従つてコードテーブルメモ
リ26から平均値分離正規化出力ベクトルτ2
7を読み出し、振幅再現回路33が振幅21を乗
じ、平均値再現回路34で平均値20を加え、出
力ベクトル即ち再生予測誤差信号系列ε^ f9を出
力する。すなわち、ε^ j=σ・yτj+μ(j=1、2、…、K) ……(7) 「動きなし」の信号を受信すると、ラツチ31
から平均値20及び振幅21として0を出力し、
このとき出力ベクトルは零ベクトルになる。次に
第4図に沿つて復号化器の動作について説明す
る。受信バツフア34は符号化器出力16を受信
し、ベクトル量子化符号化出力信号7を復号す
る。ベクトル量子化復号化器8は前記のように出
力ベクトル即ち予測誤差信号系列ε f9を復号し、
加算器10、フレームメモリ12によつて次式の
ように再生画像信号系列のブロツクS^ f11を再
生する。 ただし、はベクトル量子化誤差、Z-fは1フ
レーム周期の遅延を表わす。ブロツク/ラスタ変
換部36ではブロツク化された再生画像信号系列
S^ f11をラスタ走査方向に走査変換して、再生
画像信号系列37が得られる。 従来提案されていたフレーム間ベクトル量子化
器は以上のような構成に基づいているので、画像
が激しく変化した場合、伝送する情報量を安定さ
せるために前記のしきい値Tθが大きくなり、そ
の結果として前画面に対して変化の生じた領域が
ブロツクによつては前画面のまま残り、ブロツク
の境界が目立つ、等の欠点があつた。 〔発明の概要〕 この発明は、以上のような従来提案されていた
ものの欠点を除去するためになされたもので、ベ
クトル量子化部に木探索ベクトル量子化を用い、
各段で遂次近以すること、すなわち段数を可変制
御することによつてフイードバツクによる伝送デ
ータ量の制御を行なつても画像の急激な変化時に
不自然な再生画像とならないような遂次近以ベク
トル量子化器を提供することを目的としている。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。まず、第6図に示すような2進木を考える。
木の根はK次元信号空間Rkに、各節点はRkを段
階的に分割した空間に、それぞれ対応する。各代
表点には代表的が定められており、前記代表がK
次元の出力ベクトルになる。各段の出力ベクトル
は、入力ベクトルの分布に基づいて、入出力ベク
トル間の歪の緩和が最小になるよう生成されてい
る。すなわち、前記の段階的分割は、Rkにおけ
る入力ベクトルの分布に基づいて行なわれてい
る。入力ベクトルが与えられた時、第1段から最
終段まで、分岐する2つの節点に対応る出力ベク
トルとの歪を比較し、歪の小さい方の枝を選択し
ていけば、終端節点に対応する出力ベクトルが選
択される。最終段が第n段だとすると終端節点は
2n個である。第6図ではn=3の例が示されてい
る。以上が木探索ベクトル量子化(TSVQ:
Tree Search Vector Quantization)の説明で
ある。第7図はこの発明における符号化器の構成
例を示したものである。図中、1はデイジタル化
された画像信号系列、2はラスタ/ブロツク走査
変換部、3はブロツク化された画像信号、4は減
算器、5は予測誤差信号のブロツク、38は前記
の原理を基にしたTSVQ符号化器、39は
TSVQ符号化出力、40はTSVQ復号化器、4
1はTSVQ復号化出力、10は加算器、42は
再生画像信号のブロツク、12はフレームメモ
リ、43は前記フレームメモリ12の出力として
得られる予測信号のブロツク、44は送信バツフ
ア、45はフイードバツク制御信号、46は符号
化器出力である。また、第8図は前記TSVQ符
号化器38の構成例を詳細に示したものである。
図中、47は入力ベクトルと原点との距離を測定
し、距離が所定のしきい値以下ならば零ベクトル
に量子化するリミツタ、48は前記リミツタ47
において入力ベクトルが零ベクトルに量子化され
た際に出力する零ベクトル検知信号、49は符号
化制御部、50はTSVQ符号化器第1段、51
は前記TSVQ符号化器第1段50まで探索した
段階での出力ベクトルインデツクス、52は
TSVQ符号化器第2段、53は前記TSVQ符号
化器第2段52まで探索した段階までの出力ベク
トルインデツクス、54はTSVQ符号化器第3
段、55は前記TSVQ符号化器第3段54まで
探索した段階での出力ベクトルインデツクスであ
る。また、第9図は前記TSVQ符号化器第2段
52の構成例をさらに詳細に示したものである。
図中、56は第2段出力ベクトルコードテーブル
メモリ、57は並列歪計算回路、58は歪比較回
路、59は前記歪比較回路58における比較結果
を表わす信号、60はインデツクスレジスタであ
る。また、第10図は前記TSVQ復号化器40
の構成例を示したものである。図中、61はイン
デツクスラツチ、62は出力ベクトルインデツク
ス、63は出力ベクトルコードテーブルメモリで
ある。また、第11図はこの発明における復号化
器の構成例を示したものである。図中、64は受
信バツフア、65は再生画像信号系列である。 次に動作について説明する。まず符号化器の動
作について説明する。 デイジタル化された画像信号系列1はラスタ走
査方向の順序で与えられるサンプルである。ラス
タ/ブロツク走査変換部2では画像信号系列をK
個(Kは複数)のブロツクに区切り、このブロツ
クを単位とする順序に走査変換する。今、第fフ
レームにおけるブロツク化された画像信号系列3
を信号源ベクトル f={S1,S2,…,Skfと表わ
すこととする。さらに、減算器4にて計算される
信号源ベクトル3と予測信号のブロツク43との
差分5をε f、TSVQ符号化器38及びTSVQ復
号化器39によつて形成されるTSVQ復号化出
力、即ち再生予測誤差信号のブロツク41をε^ f
再生画像信号のブロツク42をS^ f、前記フレー
ムメモリ12によつて1フレーム周期の遅延を受
けた再生画像信号のブロツクとして得られる予測
信号のブロツク43を fとすると第7図に示す
符号化器の基本的な動作は次の式で表わされる。 ただし、はベクトル量子化誤差、Z-tはフレ
ームメモリ12による1フレーム周期の遅延を表
わす。基本的にはフレーム間のDPCM方式であ
る。TSVQ符号化出力39は送信バツフア44
に送られ、符号化出力46として伝送路に出力さ
れる。前記送信バツフア44は、伝送情報量を監
視し、フイードバツク制御信号45によつて前記
TSVQ符号化器38における符号化データ量を
制御する。制御については、TSVQ符号化器及
びTSVQ復号化器と共に第8図、第9図、第1
0図に沿つて説明する。今、第6図に示すように
2進木構造を持つ出力ベクトルのセツトYが求め
てある。Yは、各段に属するベクトルが、入力ベ
クトルの分布に基づいて予め入力ベクトルに対す
る歪の緩和が最小になるよう生成されたものであ
る。木探索ベクトル量子化は各段においてペアと
なる2つの出力ベクトルと入力ベクトルとの歪比
較を行ない、次段で比較すべきペアを決定するこ
とのくり返しである。第6図に示す木の3段階の
歪比較は第8図におけるTSVQ符号化器第1段
50、TSVQ符号化器第2段52、TSVQ符号
化器第3段54に対応づけられる。今、入力ベク
トルとして与えられる予測誤差信号のブロツクε
5である。リミツタ47は、入力ベクトル5と
原点(零ベクトル)との歪を計算し、所定のしき
い値以下であつた場合は前記入力ベクトル5を零
ベクトルとみなし、零ベクトル検知信号48を出
力する。すなわち、しきい値Tθ、入力ベクトル
ε fと零ベクトルとの歪をd(ε f)で表わ
すものとすると d(ε f)Tθならばε f ……(10) 歪がしきい値より大きかつた場合には、入力ベ
クトル5がTSVQ符号化器第1段50に送られ
る。歪の定義は種々考えられるが、2〜3の例を
次に示す。一般的にベクトルとベクトルの歪
をd()とすると、 d()はmax|aj−bj|等。ただし
{a1,a2,…,ak}、={b1,b2,…,bk} ここで零ベクトルと見なされなかつた入力ベク
トル5はTSVQ符号化器第1段〜第3段におい
て木探索ベクトル量子化される。各段では前段ま
での歪比較結果によつて指定される出力ベクトル
のペアと入力ベクトルとの歪計算を行なつて歪の
小さい1方を決定し、その情報を前段までの比較
結果に付加した後、次段へ送る。第1段では出力
ベクトルのペアが1つしかないので前段までの比
較結果は必要なしい、存在しない。第1段におけ
る歪比較結果をi151とすると、第2段ではi1
よつて決定される出力ベクトルのペアと入力ベク
トルとの歪を計算し、その歪較結果をi1に付加し
てi2を形成する。第3段ではi2と入力ベクトルε
fを与えられてインデツクスi3を出力する。例え
ば第6図に示すように左側の技を選択すると0、
右側の技を選択すると1を割りあてるものとする
と、i1,i2,i3はそれぞれ1桁、2桁、3桁の2
進数列となり、出力ベクトルのインデツクスに対
応する。この発明による符号化器では、前記のフ
イードバツク制御信号45によつて木探索ベクト
ル量子化の段数を可変制御し、可変長符号化を行
なう。すなわち、符号化制御部49では、フイー
ドバツク制信号45、零ベクトル検知信号48、
インデツクスi151、インデツクスi253、イン
デツクスi355を入力として、入力ベクトルが零
ベクトルとみなされた場合は零ベクトルに対応す
るコードを符号化する。入力ベクトルが零ベクト
ルとみなされなかつた場合は、前記フイードバツ
ク制御信45に基づいてi1,i2,i3のいずれかを
出力ベクトルインデツクスとして符号化する。い
わば、各段における入力ベクトルの逐次近似であ
る伝送路に余裕のない時は第1段に近い段の出力
を符号化し、伝送路に余裕のある時は最終段の出
力を符号化する。第1段に近い程、出力の情報量
が少なくなるので、以上のようにして符号化する
情報量が制御できる。第9図は前記TSVQ符号
化器第2段52の構成例である。第2段出力ベク
トルコードテーブルメモリ56には出力ベクトル
セツトYの第2段に相当する出力ベクトルが記憶
されており、前段のインデツクス51によつて指
定される出力ベクトルのペアを出力する。並列歪
計算回路57では入力ベクトル5と前記出力ベク
トルのペアとの歪計算を行ない、歪比較回路58
において両者の比較を行ない、比較結果を信号5
9として出力する。歪計算手法は、前記リミツタ
47の説明で挙げたように幾つか考えられる。イ
ンデツクスレジスタ60では前段までのインデツ
クス51に第2段の歪比較結果を附加して第2段
のインデツクス53を出力する。第1段、第3段
の動作もほとんど同じである。各々出力ベクトル
コードテーブルメモリに、各段に対応する出力ベ
クトル群が書き込まれていることと、第1段には
前段までのインデツクスが存在しないということ
が異なる点である。TSVQ復号化器40に含ま
れる出力ベクトルコードテーブルメモリ63に
は、出力ベクトルセツトYに属する全ての出力ベ
クトル及び零ベクトルが記憶されている。インデ
ツクスラツチ61はTSVQ符号化出力39に基
づいて零ベクトルのコードあるいは出力ベクトル
インデツクスを復号し、前記出力ベクトルコード
テーブルメモリ63からTSVQ復号化出力41
を読み出す。次に第11図に沿つてこの発明によ
れば復号化器の動作について説明する。受信バツ
フア64は前記符号化器出力46を受信し、
TSVQ符号化出力39を復号する。TSVQ復号
化器40は前記のように出力ベクトルを復号し、
加算器10、フレームメモリ12によつて次式の
ように再生画像信号系列のブロツクS^ fを再生す
る。 ただし、はベクトル量子化誤差、Z-tはフレ
ームメモリ12によつてもたらされる1フレーム
周期の遅延、ε^ fは出力ベクトルとして得られた
再生予測誤差信号のブロツクである。ブロツク/
ラスタ変換部36ではブロツク化された再生画像
信号のブロツクS^ f42をラスタ走査方向に走査
変換して、再生画像信号系列65が得られる。な
お、この説明では、3段の木探索ベクトル量子化
を例に挙げたが、実際には他の段数(一般の場
合、もつと多段になる)でもかまわないのはもち
ろんである。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば木探索ベクト
ル量子化を行なう段数を可変制御することによつ
てデータ量を制御するため、画像が急激に変化し
た場合にも、従来のように前のフレームの信号を
残す部分を増して不自然な再生画像を与えること
なく、より自然な再生画像を与えることができ
る。この発明はテレビジヨン伝送に関する広範囲
な応用が可能であるが、特にフレーム間符号化に
限定せず、データ量を制御できる逐次近似ベクト
ル量子化器として応用することも可能である。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an interframe vector quantizer that performs high-efficiency encoding of an image signal by utilizing correlation in successive screens. . [Prior Art] This type of interframe vector quantizer that has been proposed in the past has been constructed as shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4. A specific configuration example of a conventional interframe encoding device will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an encoder. In the figure, 1 is a digitized image signal, 2 is a raster/block scan conversion unit that blocks the first image signal sequence 1 arranged in the raster scanning direction for each plurality of samples, and 3 is a blocked image. A signal sequence, 4 is a subtracter, 5 is a prediction error signal sequence of a blocked image signal, 6 is a motion estimation vector quantization encoder, 7 is a vector quantization encoding output, 8
is a vector quantization decoder, 9 is a vector quantization decoding output, that is, a reproduced prediction error signal sequence, 10 is an adder, 11 is a block of the reproduced image signal sequence, 12 is a frame memory, and 13 is one frame period. 14 is a transmission buffer, 15 is a feedback control signal, and 16 is an encoder. This is the output. Further, FIG. 2 shows in detail an example of the configuration of the vector quantization encoder 6. In the figure, 17 is an average value separation circuit, 18 is an amplitude normalization circuit, 19 is an inter-frame difference of a block of an image signal sequence normalized by amplitude after separating the average value, and 20 is an average value separation circuit 17. 21 is the amplitude calculated by the amplitude normalization circuit 18, 22 is the average value 20 and the amplitude 21, and the blocked image signal sequence currently being processed is: a motion detection circuit that determines whether a significant change has occurred in a block of the image signal sequence corresponding to the same position one frame period before; 23 is the determination result of the motion detection circuit 22;
4 is a code table address counter, 25 is a code table index, 26 is an output vector code table memory, 27 is a code table output vector, 28 is a distortion calculation circuit, 29 is a minimum distortion detection circuit, and 30 is the minimum distortion. Signal indicating,
31 is a transmission latch. Further, FIG. 3 shows in detail an example of the configuration of the vector quantization decoder 8. In the figure, 32 is a receiving latch, 33 is an amplitude reproduction circuit, and 34 is an average value reproduction circuit. Further, FIG. 4 shows an example of the configuration of the decoder. 35 in the diagram
36 is a receiving buffer, 36 is a block/raster scan converter which performs the inverse processing of the raster/block scan converter 2, and 37 is a reproduced image signal sequence. Next, the operation will be explained. First, the general operation of the encoder will be explained along FIG. 1. Basically, the concept of interframe DPCM method is used. The digitized image signal sequence 1 can be thought of as a square grid sample group on the screen, but the input is given in the order of the raster scanning direction. In the raster/block scan converter 2,
The image signal sequence 1 is divided into blocks as shown in FIG. 5, and each block is output as a unit. Now, the fth
A certain blocked image signal sequence 3 in a frame is expressed as a signal source vector S f ={S 1 , S 2 ,...,
S k } f . FIG. 5 shows an example where K=4. Furthermore, the difference 5 between the signal source vector 3 calculated by the subtracter 4 and the block 13 of the predicted signal sequence is ε f , and the difference 5 is formed by the vector quantization encoder 6 and the vector quantization decoder 8. Block 9 of the reproduced difference signal series is ε^ f , block 11 of the reproduced image signal series is S^ f , and the frame memory 12 is
Assuming that the predicted signal sequence 13 obtained as the output of is P f , the rough operation of the encoder shown in FIG. 1 is expressed by the following equation. ε f = S fP f where Q represents a vector quantization error and Z -f represents a delay of one frame period caused by the frame memory 12. Therefore, P f is the block S of the image signal sequence at the same position in the f-1th frame one frame period before the signal source vector 3.
It is equal to the reproduction signal sequence S f -1 of f-1 . Vector quantization encoded output 7 obtained in the process of the above processing
is the difference between the signal source vector 3 and the block 13 of the predicted signal sequence, that is, the block ε f of the prediction error signal.
5 is data compressed by a vector quantization encoder 6, and the output 7 is sent to the transmission buffer 14.
and is output to the transmission path as the encoder output 16. Next, the vector quantization encoder 6 and the vector quantization decoder 8 are shown in FIGS. 2 and 3.
The operation will be explained. Vector quantization considers a block composed of K samples (K: plurality) as an input vector in a K-dimensional signal space, and calculates in advance that the distortion with the input vector is the minimum overall based on the probability distribution density of the input vector. From a set of output vectors prepared so that . On the decoding side, the output vector corresponding to the index can be read out from the set, which is also provided on the decoding side. Now, what is given as an input vector is a block of prediction error signal ε f = {ε 1 ,
ε 2 ,..., ε k }f(5). The block ε f 5 is
In the average value separation circuit 17, the average value μ20 calculated by the following formula μ=K -11 kj=1 ε j ...(2) is subtracted, and in the amplitude normalization circuit 18, the following formula σ= K -1 kj=1j −μ| ...( 3 ) Normalized by the amplitude σ21 calculated by
X k }19 is formed. In other words , etc. are possible. By performing the mean value separation normalization process, the input vectors can be randomly distributed within a certain limited range of the K-dimensional signal space, and the efficiency of vector quantization is improved.
When performing the same processing, a set of output vectors must also be prepared based on the distribution of the input vectors that have been subjected to average value separation and normalization processing, and after reading the output vectors on the decoding side, amplitude reproduction, average value reproduction, etc. It is necessary to perform inverse processing of mean value separation normalization. Of course, vector quantization without performing the same processing may also be used. In the code table memory 26, a mean value separated normalized output vector is prepared in advance based on the probability distribution density of the mean value separated normalized input vector so that the distortion with the mean value separated normalized input vector is minimized overall. is written. Now, when the average value separated normalized input vector Value-separated normalized output vector y τ = {yi 1 , yτ 2 ,...,
yτx} (τ is an index) 27. In the distortion calculation circuit 28, the mean value separated normalized input vector X19 and the mean value separated normalized output vector y τ27
Calculate the distortion with. There are several possible distortion calculation methods, including the following: d strain
As ( X , y τ), The minimum distortion detection circuit 29 sequentially calculates d( X ,
The strobe signal 30 is output when yτ) is smaller than the past minimum distortion. At the same time, latch 31 captures index 25. At the stage when the code table address counter 24 has output all the indexes once, the latch 31 stores the index i of the mean-separated normalized output vector that produces the minimum distortion with respect to the mean-separated normalized input vector. . The index, average value μ20, and amplitude σ21 are vector quantized encoded outputs, and data compression is further performed using the correlation between consecutive screens. Since the input vector is a blocked prediction error signal, the distribution is centered around the zero vector. Therefore, by setting a certain threshold value, treating input vectors close to zero vectors as zero vectors, and not transmitting the index, average value, and amplitude, the amount of data can be greatly reduced. The motion detection circuit 22 uses the average value μ20
and the amplitude σ21 as input, determine whether the block of the prediction error signal sequence can be regarded as a zero vector, that is, 1
Determine whether a significant change (movement) has occurred in the block compared to the previous frame period.
As a method, for example, the threshold value is set to Tθ, and if μTθ and σTθ, there is no movement, and if μ>Tθ or σ>Tθ, it is determined that there is movement. Therefore, the latch 31 outputs only a signal indicating "no motion" if the motion detection result 23 is a "no motion" code, and outputs only a signal indicating "no motion".
If the code is, in addition to the signal indicating "movement", the index is 25, the average value is 20, and the amplitude is 21.
are output as vector quantization encoded outputs 7, respectively. The transmission buffer 14 monitors the amount of information to be transmitted, and controls the threshold value Tθ using the feedback control signal 15. This allows the amount of information to be transmitted to be controlled. In the vector quantization decoder 8, when the latch 32 receives the vector quantization encoded output 7 and receives a "motion" signal,
Mean value separated normalized output vector y τ2 from code table memory 26 according to index i25
7 is read out, the amplitude reproduction circuit 33 multiplies the amplitude by 21, the average value reproduction circuit 34 adds the average value 20, and outputs an output vector, that is, a reproduced prediction error signal sequence ε^ f 9. That is, ε^ j = σ・yτ j + μ (j=1, 2,..., K) ...(7) When the "no movement" signal is received, the latch 31
Outputs 0 as the average value 20 and amplitude 21 from
At this time, the output vector becomes a zero vector. Next, the operation of the decoder will be explained with reference to FIG. Receive buffer 34 receives encoder output 16 and decodes vector quantized encoded output signal 7. The vector quantization decoder 8 decodes the output vector, that is, the prediction error signal sequence ε f 9 as described above,
The block S^ f 11 of the reproduced image signal sequence is reproduced by the adder 10 and the frame memory 12 as shown in the following equation. However, Q represents a vector quantization error, and Z -f represents a delay of one frame period. The block/raster converter 36 converts the reproduced image signal sequence into blocks.
By scanning converting S^ f 11 in the raster scanning direction, a reproduced image signal sequence 37 is obtained. The inter-frame vector quantizer that has been proposed in the past is based on the above configuration, so when the image changes drastically, the threshold value Tθ increases to stabilize the amount of information to be transmitted. As a result, some blocks may remain in areas that have changed from the previous screen, resulting in disadvantages such as the boundaries of the blocks being conspicuous. [Summary of the Invention] This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventionally proposed methods as described above, and uses tree search vector quantization in the vector quantization section.
In other words, by variable control of the number of stages, the number of stages can be variably controlled to prevent unnatural reproduced images even when the image changes rapidly, even if the amount of data to be transmitted is controlled by feedback. The purpose is to provide a vector quantizer. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. First, consider a binary tree as shown in FIG.
The root of the tree corresponds to a K-dimensional signal space R k , and each node corresponds to a space obtained by dividing R k in stages. A representative point is determined for each representative point, and the representative point is K.
dimensional output vector. The output vectors of each stage are generated based on the distribution of the input vectors so that distortion relaxation between the input and output vectors is minimized. That is, the stepwise division described above is performed based on the distribution of input vectors in R k . When an input vector is given, from the first stage to the final stage, if the distortion with the output vector corresponding to the two branching nodes is compared and the branch with the smaller distortion is selected, it corresponds to the terminal node. The output vector is selected. If the final stage is the nth stage, the terminal node is
2 n pieces. FIG. 6 shows an example where n=3. The above is tree search vector quantization (TSVQ:
This is an explanation of Tree Search Vector Quantization). FIG. 7 shows an example of the configuration of an encoder according to the present invention. In the figure, 1 is a digitized image signal sequence, 2 is a raster/block scan converter, 3 is a block image signal, 4 is a subtracter, 5 is a prediction error signal block, and 38 is a block based on the above-mentioned principle. The TSVQ encoder based on 39 is
TSVQ encoded output, 40 is TSVQ decoder, 4
1 is a TSVQ decoding output, 10 is an adder, 42 is a block of reproduced image signals, 12 is a frame memory, 43 is a block of predicted signals obtained as the output of the frame memory 12, 44 is a transmission buffer, and 45 is a feedback control. The signal 46 is the encoder output. Further, FIG. 8 shows a detailed example of the configuration of the TSVQ encoder 38.
In the figure, 47 is a limiter that measures the distance between the input vector and the origin and quantizes it to a zero vector if the distance is less than a predetermined threshold, and 48 is the limiter 47.
a zero vector detection signal output when an input vector is quantized into a zero vector, 49 is an encoding control unit, 50 is a first stage TSVQ encoder, 51
is the output vector index at the stage of searching up to the first stage 50 of the TSVQ encoder, and 52 is the
The second stage of the TSVQ encoder, 53 is the output vector index up to the stage searched up to the second stage 52 of the TSVQ encoder, and 54 is the third stage of the TSVQ encoder.
Stage 55 is the output vector index at the stage of searching up to the third stage 54 of the TSVQ encoder. Further, FIG. 9 shows an example of the configuration of the second stage 52 of the TSVQ encoder in more detail.
In the figure, 56 is a second stage output vector code table memory, 57 is a parallel distortion calculation circuit, 58 is a distortion comparison circuit, 59 is a signal representing the comparison result in the distortion comparison circuit 58, and 60 is an index register. Further, FIG. 10 shows the TSVQ decoder 40
This shows an example of the configuration. In the figure, 61 is an index latch, 62 is an output vector index, and 63 is an output vector code table memory. Further, FIG. 11 shows an example of the configuration of a decoder according to the present invention. In the figure, 64 is a reception buffer, and 65 is a reproduced image signal sequence. Next, the operation will be explained. First, the operation of the encoder will be explained. The digitized image signal sequence 1 is samples given in order in the raster scanning direction. The raster/block scan converter 2 converts the image signal series into K
(K is a plurality of blocks), and scan conversion is performed in the order in which each block is a unit. Now, the blocked image signal sequence 3 in the f-th frame
is expressed as a signal source vector S f ={S 1 , S 2 , ..., S k } f . Furthermore, the difference 5 between the signal source vector 3 calculated by the subtracter 4 and the block 43 of the predicted signal is ε f , and the TSVQ decoding output formed by the TSVQ encoder 38 and the TSVQ decoder 39, That is, block 41 of the reproduced prediction error signal is expressed as ε^ f ,
If the block 42 of the reproduced image signal is S^ f , and the block 43 of the predicted signal obtained as the block of the reproduced image signal delayed by one frame period by the frame memory 12 is Pf , the code shown in FIG. 7 is obtained. The basic operation of the converter is expressed by the following equation. However, Q represents a vector quantization error, and Z -t represents a delay of one frame period due to the frame memory 12. Basically, it is a DPCM method between frames. TSVQ encoded output 39 is sent to transmission buffer 44
and is output to the transmission line as an encoded output 46. The transmission buffer 44 monitors the amount of transmitted information and uses the feedback control signal 45 to
The amount of encoded data in the TSVQ encoder 38 is controlled. Regarding control, the TSVQ encoder and TSVQ decoder as well as Figures 8, 9, and 1
This will be explained along with Figure 0. Now, a set Y of output vectors having a binary tree structure as shown in FIG. 6 has been obtained. In Y, the vectors belonging to each stage are generated in advance based on the distribution of the input vectors so that distortion relaxation for the input vectors is minimized. Tree search vector quantization is a process of comparing distortions between two paired output vectors and input vectors in each stage, and determining the pair to be compared in the next stage. The three-stage distortion comparison of the tree shown in FIG. 6 corresponds to the first stage 50 of the TSVQ encoder, the second stage 52 of the TSVQ encoder, and the third stage 54 of the TSVQ encoder in FIG. Now, block ε of the prediction error signal given as the input vector
It is f5 . The limiter 47 calculates the distortion between the input vector 5 and the origin (zero vector), and if the distortion is less than a predetermined threshold value, the input vector 5 is regarded as a zero vector and outputs a zero vector detection signal 48. That is , if the distortion between the threshold Tθ, the input vector ε f and the zero vector o is expressed by d ( ε f , o ), then if d ( ε f , o ) Tθ then ε fo ……(10) If the distortion is greater than the threshold, the input vector 5 is sent to the TSVQ encoder first stage 50. Although various definitions of distortion can be considered, a few examples are shown below. Generally, if the distortion of vector a and vector b is d( a , b ), then d( a , b ) is max|a j −b j | etc. However, a =
{a 1 , a 2 , ..., a k }, b = {b 1 , b 2 , ..., b k } Here, the input vector 5 that is not considered as a zero vector is input to the first to third stages of the TSVQ encoder. The tree search vector is quantized in the stage. In each stage, distortion is calculated between the pair of output vectors specified by the distortion comparison results up to the previous stage and the input vector, the one with the smaller distortion is determined, and that information is added to the comparison results up to the previous stage. After that, send it to the next stage. Since there is only one pair of output vectors in the first stage, the comparison results up to the previous stages are not necessary or do not exist. If the distortion comparison result in the first stage is i 1 51, then in the second stage the distortion between the pair of output vectors determined by i 1 and the input vector is calculated, and the distortion comparison result is added to i 1 . to form i 2 . In the third stage, i 2 and input vector ε
Given f, it outputs index i3 . For example, if you select the technique on the left as shown in Figure 6, 0,
Assuming that 1 is assigned when the technique on the right is selected, i 1 , i 2 , and i 3 are 1-digit, 2-digit, and 3-digit 2, respectively.
It becomes a base number sequence and corresponds to the index of the output vector. In the encoder according to the present invention, the number of stages of tree search vector quantization is variably controlled by the feedback control signal 45, and variable length encoding is performed. That is, the encoding control unit 49 outputs a feedback control signal 45, a zero vector detection signal 48,
The index i 1 51, index i 2 53, and index i 3 55 are input, and if the input vector is considered to be a zero vector, a code corresponding to the zero vector is encoded. If the input vector is not considered to be a zero vector, one of i 1 , i 2 , and i 3 is encoded as an output vector index based on the feedback control signal 45. In other words, when there is no margin in the transmission path, which is a successive approximation of the input vector at each stage, the output of the stage closest to the first stage is encoded, and when there is margin in the transmission path, the output of the final stage is encoded. The closer to the first stage, the smaller the amount of output information, so the amount of information to be encoded can be controlled as described above. FIG. 9 shows an example of the configuration of the second stage 52 of the TSVQ encoder. The second stage output vector code table memory 56 stores output vectors corresponding to the second stage of the output vector set Y, and outputs the pair of output vectors specified by the index 51 of the previous stage. The parallel distortion calculation circuit 57 calculates the distortion between the input vector 5 and the output vector pair, and the distortion comparison circuit 58
Compare the two and send the comparison result to signal 5.
Output as 9. As mentioned in the explanation of the limiter 47, there are several possible distortion calculation methods. The index register 60 adds the second stage distortion comparison result to the previous stage index 51 and outputs the second stage index 53. The operations of the first and third stages are almost the same. The difference is that an output vector group corresponding to each stage is written in each output vector code table memory, and that the first stage does not have an index up to the previous stage. The output vector code table memory 63 included in the TSVQ decoder 40 stores all output vectors and zero vectors belonging to the output vector set Y. The index latch 61 decodes the zero vector code or output vector index based on the TSVQ encoded output 39, and extracts the TSVQ decoded output 41 from the output vector code table memory 63.
Read out. Next, the operation of the decoder according to the present invention will be explained with reference to FIG. A receive buffer 64 receives the encoder output 46;
Decode the TSVQ encoded output 39. TSVQ decoder 40 decodes the output vector as described above,
The block S^ f of the reproduced image signal sequence is reproduced by the adder 10 and the frame memory 12 as shown in the following equation. where Q is the vector quantization error, Z -t is the delay of one frame period caused by the frame memory 12, and ε^ f is the block of the reproduced prediction error signal obtained as the output vector. Block/
The raster conversion section 36 scan-converts the block S^ f 42 of the reproduced image signal in the raster scanning direction to obtain a reproduced image signal series 65. In this explanation, three-stage tree search vector quantization is taken as an example, but it goes without saying that other stages (generally, there are multiple stages) may be used. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the amount of data is controlled by variable control of the number of stages for tree search vector quantization, even when an image changes rapidly, In this way, a more natural reproduced image can be provided without creating an unnatural reproduced image by increasing the portion in which the signal of the previous frame is retained. Although the present invention can be widely applied to television transmission, it is not particularly limited to interframe coding, but can also be applied as a successive approximation vector quantizer that can control the amount of data.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来提案されていたフレーム間ベクト
ル量子化器の符号化器の構成図、第2図は従来提
案されていたフレーム間ベクトル量子化器のベク
トル量子化符号化部の構成図、第3図は従来提案
されていたフレーム間ベクトル量子化器のベクト
ル量子化復号化部の構成図、第4図は従来提案さ
れていたフレーム間ベクトル量子化器の復号化器
の構成図、第5図は画像信号系列のブロツキング
を説明する説明図、第6図は木探索ベクトル量子
化を説明する説明図、第7図はこの発明による遂
次近以ベクトル量子化器における符号化器の一実
施例の構成図、第8図はこの発明による遂次近以
ベクトル量子化器におけるTSVQの符号化器の
一実施例の構成図、第9図はこの発明による遂次
近以ベクトル量子化器におけるTSVQ符号化器
第2段の一実施例の構成図、第10図はこの発明
による遂次近以ベクトル量子化器における
TSVQ復号化器の一実施例の構成図、第11図
はこの発明による遂次近以ベクトル量子化器にお
ける復号化器の一実施例の構成図である。 図中、1,3は画像信号系列、2はラスタ/ブ
ロツク走査変換部、4は減算器、5は予測誤差信
号系列のブロツク、6は動き検出ベクトル量子化
符号化器、7はベクトル量子化符号化出力、8は
ベクトル量子化復号化器、9はベクトル量子化符
号化出力、10は加算器、11は再生画像信号系
列のブロツク、12はフレームメモリ、13は予
測信号系列のブロツク、14は送信バツフア、1
5はフイードバツク制御信号、16は符号化器出
力信号、17は平均値分離回路、18は振幅正規
化回路、19は平均値分離正規化入力ベクトル、
20は平均値、21は振幅、22は動き検出部、
23は動き検出部出力信号、24はコードテーブ
ルアドレスカウンタ、25はインデツクス、26
は平均値分離正規化出力ベクトルコードテーブル
メモリ、27はコードテーブル出力ベクトル、2
8は歪計算回路、29は最小歪検出回路、30は
最小歪検出ストローブ信号、31は送信ラツチ、
32は受信ラツチ、33は振幅再現回路、34は
平均値再現回路、35は受信バツフア、36はブ
ロツク/ラスタ走査変換部、37は再生画像信号
系列、38はTSVQ符号化器、39はTSVQ符
号化出力、40はTSVQ復号化器、41は
TSVQ復号化出力、42は再生画像信号系列の
ブロツク、43は予測信号系列のブロツク、44
は送信バツフア、45はフイードバツク制御信
号、46は符号化器出力、47はリミツタ、48
は零ベクトル検知信号、49は符号化制御部、5
0はTSVQ符号化器第1段、51は第1段出力
ベクトルインデツクス、52はTSVQ符号化器
第2段、53は第2段出力ベクトルインデツク
ス、54はTSVQ符号化器第3段、55は第3
段出力ベクトルインデツクス、56は第2段出力
ベクトルコードテーブルメモリ、57は並列歪計
算回路、58は歪比較回路、59は歪比較結果信
号、60はインデツクスレジスタ、61はインデ
ツクスラツチ、62は出力ベクトルインデツク
ス、63は出力ベクトルコードテーブルメモリ、
64は受信バツフア、65は再生画像信号系列で
ある。なお、図中同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
Fig. 1 is a block diagram of an encoder of a conventionally proposed interframe vector quantizer; Fig. 2 is a block diagram of a vector quantization encoder of a conventionally proposed interframe vector quantizer; Figure 3 is a block diagram of a vector quantization decoding unit of a conventionally proposed interframe vector quantizer, Figure 4 is a block diagram of a decoder of a conventionally proposed interframe vector quantizer, and Figure 5 is a block diagram of a decoder of a conventionally proposed interframe vector quantizer. FIG. 6 is an explanatory diagram explaining blocking of an image signal sequence. FIG. 6 is an explanatory diagram explaining tree search vector quantization. FIG. FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of the TSVQ encoder in the sequential near-vector quantizer according to the present invention, and FIG. 9 is a block diagram of an embodiment of the TSVQ encoder in the sequential near-close vector quantizer according to the invention FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of the second stage of the TSVQ encoder.
FIG. 11 is a block diagram of an embodiment of a TSVQ decoder. FIG. 11 is a block diagram of an embodiment of a decoder in a sequential near-vector quantizer according to the present invention. In the figure, 1 and 3 are image signal sequences, 2 is a raster/block scan converter, 4 is a subtracter, 5 is a prediction error signal sequence block, 6 is a motion estimation vector quantization encoder, and 7 is a vector quantization encoder. encoded output, 8 is a vector quantization decoder, 9 is a vector quantization encoded output, 10 is an adder, 11 is a block of reproduced image signal sequence, 12 is a frame memory, 13 is a block of predicted signal sequence, 14 is the transmission buffer, 1
5 is a feedback control signal, 16 is an encoder output signal, 17 is an average value separation circuit, 18 is an amplitude normalization circuit, 19 is an average value separation normalization input vector,
20 is an average value, 21 is an amplitude, 22 is a motion detection unit,
23 is a motion detection section output signal, 24 is a code table address counter, 25 is an index, 26
is the mean value separation normalized output vector code table memory, 27 is the code table output vector, 2
8 is a distortion calculation circuit, 29 is a minimum distortion detection circuit, 30 is a minimum distortion detection strobe signal, 31 is a transmission latch,
32 is a reception latch, 33 is an amplitude reproduction circuit, 34 is an average value reproduction circuit, 35 is a reception buffer, 36 is a block/raster scan converter, 37 is a reproduced image signal sequence, 38 is a TSVQ encoder, 39 is a TSVQ code output, 40 is the TSVQ decoder, 41 is the
TSVQ decoding output, 42 is a block of reproduced image signal sequence, 43 is a block of predicted signal sequence, 44
is a transmission buffer, 45 is a feedback control signal, 46 is an encoder output, 47 is a limiter, 48
is a zero vector detection signal, 49 is an encoding control unit, 5
0 is the first stage TSVQ encoder, 51 is the first stage output vector index, 52 is the second stage TSVQ encoder, 53 is the second stage output vector index, 54 is the third stage TSVQ encoder, 55 is the third
56 is a second stage output vector code table memory, 57 is a parallel distortion calculation circuit, 58 is a distortion comparison circuit, 59 is a distortion comparison result signal, 60 is an index register, 61 is an index latch, 62 is the output vector index, 63 is the output vector code table memory,
64 is a reception buffer, and 65 is a reproduced image signal sequence. It should be noted that the same or corresponding parts in the figures are indicated by the same reference numerals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 過去の画像信号を少なくとも1フレーム分記
憶することのできるフレームメモリ、前記フレー
ムメモリから読み出される1フレーム周期前のブ
ロツク化された前画像信号系列を予測信号とし
て、現在の画像信号系列をK個(Kは複数毎にま
とめてブロツク化した画像信号系列のブロツクと
前記予測信号のブロツクとの差をとり、予測誤差
信号のブロツクを算出する減算器、上記減算器の
予測誤差信号のブロツクを入力ベクトルとして、
入力ベクトルと零ベクトルとの歪が所定のしきい
値以下ならば、前記入力ベクトルを零ベクトルに
て近似しうるものとみなして零ベクトル検知信号
を出力するリミツタ、上記入力ベクトルを含むK
次元信号空間Rkを木構成状に段階的に2分割を
くり返して第n段目(nは正の整数)において2n
個となる信号空間Rkの各分割の代表点を出力ベ
クトルのセツトとして記憶する出力ベクトルコー
ドテーブルメモリ、前記各段毎に2分割して用意
された2つの出力ベクトルと上記入力ベクトル間
の歪を算出する並列歪計算回路、前記2つの出力
ベクトルと、入力ベクトル間の歪を比較して、よ
り小さい歪を与える方を決定する歪比較回路、前
記歪比較回路の比較結果に従つて段階的に出力ベ
クトルを読み出すためのアドレスに対応するイン
デツクスを蓄わえ、各段の歪比較結果が与えられ
る度インデツクスを更新するインデツクスレジス
タ、各段毎に前記インデツクスを取り込み、最終
段の段数を制御することによつてデータ量を制御
し、上記零ベクトル検知信号および上記インデツ
クスを可変長符号化する符号化制御部、上記出力
ベクトルコードテーブルメモリと同一の内容を持
つ第2のコードテーブルメモリ、上記可変長符号
化された符号化器出力を受けて、上記零ベクトル
検知信号と上記インデツクスを復号して前記第2
のコードテーブルメモリから出力ベクトルを読み
出し、上記出力ベクトルあるいは零ベクトルを出
力する復号化器、前記復号器で復号された出力ベ
クトルとして得られる再生予測誤差信号のブロツ
クと上記予測信号のブロツクとを加えて、上記フ
レームメモリが1フレーム周期分遅延させて過去
の画像信号として用いるための再生画像信号を算
出する加算器、フイードバツク制御によつて上記
最終段の段数を制御する送信バツフアとを備えた
ことを特徴とする逐次近似ベクトル量子化器。
1 A frame memory capable of storing at least one frame of past image signals; a block-formed previous image signal sequence read out from the frame memory one frame period before is used as a prediction signal, and the current image signal sequence is divided into K pieces. (K is a subtractor that calculates the block of the prediction error signal by calculating the difference between the block of the image signal series that has been grouped into blocks and the block of the prediction signal, and the block of the prediction error signal of the above subtractor is input. As a vector,
If the distortion between the input vector and the zero vector is less than a predetermined threshold, the input vector is regarded as one that can be approximated by a zero vector, and a limiter outputs a zero vector detection signal;
The dimensional signal space R k is divided into two stepwise in a tree configuration, and at the nth stage (n is a positive integer), 2 n
an output vector code table memory that stores the representative points of each division of the signal space R k as a set of output vectors, and a distortion between the two output vectors prepared by dividing each stage into two and the input vector. a parallel distortion calculation circuit that calculates the distortion, a distortion comparison circuit that compares the distortion between the two output vectors and the input vector, and determines which one gives the smaller distortion; An index register that stores an index corresponding to the address for reading out the output vector at each stage and updates the index each time the distortion comparison result of each stage is given.The index register is loaded at each stage and controls the number of stages in the final stage. a second code table memory having the same contents as the output vector code table memory; Upon receiving the variable length coded encoder output, the zero vector detection signal and the index are decoded and the second
A decoder that reads an output vector from the code table memory of the encoder, and adds the block of the reproduced prediction error signal obtained as the output vector decoded by the decoder and the block of the predicted signal. The frame memory further comprises an adder for calculating a reproduced image signal delayed by one frame period and used as a past image signal, and a transmission buffer for controlling the number of stages in the final stage by feedback control. A successive approximation vector quantizer featuring:
JP59017281A 1983-09-06 1984-02-02 Sequence approximate vector quantizer Granted JPS60162391A (en)

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