JPH04438B2 - - Google Patents
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- JPH04438B2 JPH04438B2 JP59031501A JP3150184A JPH04438B2 JP H04438 B2 JPH04438 B2 JP H04438B2 JP 59031501 A JP59031501 A JP 59031501A JP 3150184 A JP3150184 A JP 3150184A JP H04438 B2 JPH04438 B2 JP H04438B2
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Description
（技術分野）
本発明はカラー画像信号の量子化方式に関し、
特には、輝度および２つの色差信号とに分離され
たカラー画像信号のベクトル量子化方式に関す
る。 （背景技術） 近年フレームメモリを有するカラー画像デイス
プレー端末装置の広範な普及に伴い、カラー画像
の高速度なデジタル伝送に対する期待が高まつて
いる。この期待に応えるには、例えば、512×512
画素からなるカラー画像を例にとると、これを10
秒程度で伝送する技術が要求される。これは伝送
速度として64Kbpsを考えると、一画素当り2.0〜
2.5ビツト程度となる。 従来から行われているように、カラー画像を輝
度信号Ｙと２つの色差信号Ｉ，Ｑに分離して伝送
する方式、または三原色原信号Ｒ，Ｇ，Ｂに分離
して伝送する方式においては、それぞれ１成分の
信号を８ビツト量子化を行つており、一画素当り
24ビツトを使用している。このような従来技術に
よつて上述要求を満そうとすれば、さらに発展さ
せて何らかの方法で情報量を1/10〜1/12に圧縮し
なくてはならない。 情報量を圧縮する方法としては、従来から予測
符号化（DPCM）方式が一般的であるが、この
方式を画像信号に適用した場合、情報量の圧縮比
は2.0〜2.5程度が限界とされており、このときの
画品質の低下は大きい。 （発明の目的） 本発明は上述した従来技術の欠点を解決したも
ので、画像品質の劣化を防ぎ極めて高い情報量の
圧縮比が得られるカラー画像のベクトル量子化方
式を提供することを目的とする。 （発明の構成及び作用） 本発明の特徴は、カラー画像信号の輝度および
色差信号のそれぞれに対して予測誤差符号化
（DPCM）を施し、得られた差分信号を人間の視
覚特性を考慮し、視覚評価に大きく影響する成分
から優先して量子化することにある。 ここでいう視覚特性とは、輝度成分の変化に対
しては敏感である反面、色相成分に対してはそれ
程視覚評価に影響を与えない、というものであ
る。 従つて、カラー画像信号としては輝度信号と２
つの色差信号とに分離された形のものが扱いやす
い。輝度信号と色差信号の表現方法としては、
NTSC標準方式においてはＹ、Ｉ、Ｑ、また他の
方式においてはＹ、φ、Λなどと幾つか存在する
が、いずれも本発明の適用範囲に制限を加えるも
のでではないことから、本発明の説明においては
NTSC方式に準じてＹ、Ｉ、Ｑと表現することと
する。 なお、カラー画像の発生源がＲ、Ｇ、Ｂ出力で
ある場合には、次式によつてＹ、Ｉ、Ｑ信号に変
換すればよい。 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。 図１は本発明の実施例の系統図である。１は予
測器、２は量子化器、３は符号化器である。 予測器１に入力されるＹ、Ｉ、Ｑ信号は、デジ
タル化された信号である。これは、例えば符号化
の対象となるＹ、Ｉ、Ｑアナログ信号をそれぞれ
12〜13MHz程度の標本化周波数でPCM化すれば、
最終的なデジタル画像信号としてそれぞれ512×
512画素程度が得られる。以後の説明では512×
512画素の画像信号を例に述べていく。これらの
Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を予測符号化手法を用いてＹ、
Ｉ、Ｑ信号それぞれ独立に差分信号eY，eI，eQへ
変換する。これらの差分信号は、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号
に対する予測値Y^、I^、Q^信号を作成することによ
り次式によつて求められる。 eY＝Ｙ−Y^ eI＝Ｉ−I^ eQＱ−Q^ (2) 予測値Y^、I^、Q^を求めるための予測器１の具体
例をＹ信号について図２に示す。図において４，
５，６は加算素子、７は除算素子、８，１０は１
画素遅延素子、９は511画素遅延素子、qYは量子
化器２によつて量子化されたeYの量子化値であ
る。ここで、予測値Y^を求めるための予測関数は
図３に示す画素のうちからＡ，Ｂ，Ｃを選択する
こととする。図３は、512×512画素のうちから、
任意の２ラインｌ，lo-1を抽出して示したもの
で、予測しようとする画素をＸ、Ｘの一画素前の
画素をＣ、Ｘの２画素前の画素をＦ、Ｘの１ライ
ン前でかつ直上に位置する画素をＢ、Ｂの１画素
前の画素をＤ、Ｂの１画素後の画素をＡ、Ｂの２
画素後の画素をＥとして示している。 図２において、１画素遅延素子８，１０および
511画素遅延素子が予測関数としての画素Ａ，Ｂ，
Ｃを抽出するものである。すなわち、今、図３の
Ｘの画素を予測しようとするとき、１画素遅延素
子８の出力には、画素Ｃの値が、511D遅延画素
９の出力には画素Ａの値が、１画素遅延素子１０
の出力には画素Ｂの値が現われている時間関係に
ある。これら３つの値は加算素子５で加算され、
除算素子７で３を除数として除算され、次式で現
わされる画素Ｘの予測値Y^Xが求められることと
なる。 Y^X＝１／３（YA＋YB＋YC） ……(3) 図２において、Y^Xは、加算素子４に入力され、
入力信号Ｙとの差信号eYが求められる。またY^X
は加算素子６によつてeYの量子化値qYと加算さ
れ、この加算値がＸの値であるとして扱われる。
このとき、加算素子６によつてY^XとeYとの加算
値を求めてもよいが、受信側に伝送される値はqY
であるので、送受信間の誤差を少なくする意味で
qYを用いた方が良いわけである。 以上、Y^の求め方について述べたが、I^X、Q^Xに
ついても全く同様であり、図１の予測器１は、
Y^、I^、Q^のそれぞれについて図２に示す予測回路
を有している。なお、I^、Q^は式(3)と同様次式で
表わされる。 I^X＝１／３（IA＋IB＋IC） Q^X＝１／３（QA＋YB＋QC） (4) 次に、図１の量子化器２について詳説する。 前述のように、本発明の特徴は特にこの量子化
器にあり、予測器１によつて求められた３つの差
分信号eY，eI，eQのそれぞれをベクトル要素と考
え、全体を１つの３次元ベクトル信号として扱
い、この量子化に当つては３次元ベクトル座標の
基本軸上のみに配置された複数の量子化代表値の
うちからベクトルＥ＝（eY，eI，eQ）に最も近い
ものを選ぶこととする。 ここで、量子化器２の量子化特性としては例え
ば、図４に示すものを用意する。図４において、
eY軸は５値、eIおよびeQ軸はそれぞれ３値の量子
化代表値qo（ｎ＝０〜８）を配す。図における０
〜８の数字は、量子化代表値qoの位置を示すもの
であつて、それぞれの座標は例えば表１によつて
示される。
特には、輝度および２つの色差信号とに分離され
たカラー画像信号のベクトル量子化方式に関す
る。 （背景技術） 近年フレームメモリを有するカラー画像デイス
プレー端末装置の広範な普及に伴い、カラー画像
の高速度なデジタル伝送に対する期待が高まつて
いる。この期待に応えるには、例えば、512×512
画素からなるカラー画像を例にとると、これを10
秒程度で伝送する技術が要求される。これは伝送
速度として64Kbpsを考えると、一画素当り2.0〜
2.5ビツト程度となる。 従来から行われているように、カラー画像を輝
度信号Ｙと２つの色差信号Ｉ，Ｑに分離して伝送
する方式、または三原色原信号Ｒ，Ｇ，Ｂに分離
して伝送する方式においては、それぞれ１成分の
信号を８ビツト量子化を行つており、一画素当り
24ビツトを使用している。このような従来技術に
よつて上述要求を満そうとすれば、さらに発展さ
せて何らかの方法で情報量を1/10〜1/12に圧縮し
なくてはならない。 情報量を圧縮する方法としては、従来から予測
符号化（DPCM）方式が一般的であるが、この
方式を画像信号に適用した場合、情報量の圧縮比
は2.0〜2.5程度が限界とされており、このときの
画品質の低下は大きい。 （発明の目的） 本発明は上述した従来技術の欠点を解決したも
ので、画像品質の劣化を防ぎ極めて高い情報量の
圧縮比が得られるカラー画像のベクトル量子化方
式を提供することを目的とする。 （発明の構成及び作用） 本発明の特徴は、カラー画像信号の輝度および
色差信号のそれぞれに対して予測誤差符号化
（DPCM）を施し、得られた差分信号を人間の視
覚特性を考慮し、視覚評価に大きく影響する成分
から優先して量子化することにある。 ここでいう視覚特性とは、輝度成分の変化に対
しては敏感である反面、色相成分に対してはそれ
程視覚評価に影響を与えない、というものであ
る。 従つて、カラー画像信号としては輝度信号と２
つの色差信号とに分離された形のものが扱いやす
い。輝度信号と色差信号の表現方法としては、
NTSC標準方式においてはＹ、Ｉ、Ｑ、また他の
方式においてはＹ、φ、Λなどと幾つか存在する
が、いずれも本発明の適用範囲に制限を加えるも
のでではないことから、本発明の説明においては
NTSC方式に準じてＹ、Ｉ、Ｑと表現することと
する。 なお、カラー画像の発生源がＲ、Ｇ、Ｂ出力で
ある場合には、次式によつてＹ、Ｉ、Ｑ信号に変
換すればよい。 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。 図１は本発明の実施例の系統図である。１は予
測器、２は量子化器、３は符号化器である。 予測器１に入力されるＹ、Ｉ、Ｑ信号は、デジ
タル化された信号である。これは、例えば符号化
の対象となるＹ、Ｉ、Ｑアナログ信号をそれぞれ
12〜13MHz程度の標本化周波数でPCM化すれば、
最終的なデジタル画像信号としてそれぞれ512×
512画素程度が得られる。以後の説明では512×
512画素の画像信号を例に述べていく。これらの
Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を予測符号化手法を用いてＹ、
Ｉ、Ｑ信号それぞれ独立に差分信号eY，eI，eQへ
変換する。これらの差分信号は、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号
に対する予測値Y^、I^、Q^信号を作成することによ
り次式によつて求められる。 eY＝Ｙ−Y^ eI＝Ｉ−I^ eQＱ−Q^ (2) 予測値Y^、I^、Q^を求めるための予測器１の具体
例をＹ信号について図２に示す。図において４，
５，６は加算素子、７は除算素子、８，１０は１
画素遅延素子、９は511画素遅延素子、qYは量子
化器２によつて量子化されたeYの量子化値であ
る。ここで、予測値Y^を求めるための予測関数は
図３に示す画素のうちからＡ，Ｂ，Ｃを選択する
こととする。図３は、512×512画素のうちから、
任意の２ラインｌ，lo-1を抽出して示したもの
で、予測しようとする画素をＸ、Ｘの一画素前の
画素をＣ、Ｘの２画素前の画素をＦ、Ｘの１ライ
ン前でかつ直上に位置する画素をＢ、Ｂの１画素
前の画素をＤ、Ｂの１画素後の画素をＡ、Ｂの２
画素後の画素をＥとして示している。 図２において、１画素遅延素子８，１０および
511画素遅延素子が予測関数としての画素Ａ，Ｂ，
Ｃを抽出するものである。すなわち、今、図３の
Ｘの画素を予測しようとするとき、１画素遅延素
子８の出力には、画素Ｃの値が、511D遅延画素
９の出力には画素Ａの値が、１画素遅延素子１０
の出力には画素Ｂの値が現われている時間関係に
ある。これら３つの値は加算素子５で加算され、
除算素子７で３を除数として除算され、次式で現
わされる画素Ｘの予測値Y^Xが求められることと
なる。 Y^X＝１／３（YA＋YB＋YC） ……(3) 図２において、Y^Xは、加算素子４に入力され、
入力信号Ｙとの差信号eYが求められる。またY^X
は加算素子６によつてeYの量子化値qYと加算さ
れ、この加算値がＸの値であるとして扱われる。
このとき、加算素子６によつてY^XとeYとの加算
値を求めてもよいが、受信側に伝送される値はqY
であるので、送受信間の誤差を少なくする意味で
qYを用いた方が良いわけである。 以上、Y^の求め方について述べたが、I^X、Q^Xに
ついても全く同様であり、図１の予測器１は、
Y^、I^、Q^のそれぞれについて図２に示す予測回路
を有している。なお、I^、Q^は式(3)と同様次式で
表わされる。 I^X＝１／３（IA＋IB＋IC） Q^X＝１／３（QA＋YB＋QC） (4) 次に、図１の量子化器２について詳説する。 前述のように、本発明の特徴は特にこの量子化
器にあり、予測器１によつて求められた３つの差
分信号eY，eI，eQのそれぞれをベクトル要素と考
え、全体を１つの３次元ベクトル信号として扱
い、この量子化に当つては３次元ベクトル座標の
基本軸上のみに配置された複数の量子化代表値の
うちからベクトルＥ＝（eY，eI，eQ）に最も近い
ものを選ぶこととする。 ここで、量子化器２の量子化特性としては例え
ば、図４に示すものを用意する。図４において、
eY軸は５値、eIおよびeQ軸はそれぞれ３値の量子
化代表値qo（ｎ＝０〜８）を配す。図における０
〜８の数字は、量子化代表値qoの位置を示すもの
であつて、それぞれの座標は例えば表１によつて
示される。
【表】
ここで、輝度の差分信号eYの量子化ステツプ数
が、色差の差分信号eI，eQの量子化ステツプ数よ
り多い理由は、人間の視覚特性が輝度変化に対し
て鋭敏であり、色差の変化には余り敏感でないこ
とを利用し、輝度変化は細く、色差変化は粗く量
子化しようとするものである。 さて、入力ベクトル信号Ｅ＝（eY，eI，eQ）を、
図４の量子化特性によつて一つの量子化値に代表
させるためには、量子化代表値qoによつて規定さ
れる全てのベクトルqo＝（qYo，qIo，qQo）のうち
から、次式によつて入力ベクトルＥとベクトル
q0 〜 8との二乗誤差が最小となるベクトルqoを選択
すればよい。 （eY−qYo）2＋（eI−qIo）2＋（eQ−qQo）2 ……(5) また、ベクトルＥとベクトルqoとの差、すなわ
ち量子化誤差の最大値を最小とするようなベクト
ルqoを次式により選択してもよい（MIN MAX
方式）。 min max｜eY−qYo｜、｜eI−qIo｜、｜eQ−qQo｜ このように、差分信号eY，eI，eQをベクトル量
子化することによつて、量子化値はスカラー量と
して取り出すことができる。さらに、図４で明ら
かなように選択された量子化代表値qoは予め定め
られているものであるから、値でなく位置で表現
できる。例えば図の０〜８の数字がこれにあた
り、この情報を伝送するためには等長符号化を用
いても４ビツトでよく、ここで1/6の情報圧縮率
が得られている。さらに、図１の符号化器３にお
いて、各量子化代表値の出現率を考慮し、可変長
符号化を施すとすれば、情報圧縮率を向上させる
ことができ、この場合、使用ビツト数を2.5〜3.0
ビツトまで減少できる。 以上述べた量子化方式の特性は次のようにまと
められる。 図４に示した量子化特性においては輝度あるい
は２色差信号の内、最大の変化を生じた信号に対
しては常に通常のスカラー量子化と同様の追従特
性を有するが、これ等のうち２信号あるいは全て
の３信号が同時に大きく変化する場合には追従が
遅くなることが考えられる。これは図４のベクト
ル量子化特性が最大変化信号を優先的に量子化す
る性質を有し、これによつて変化量が２番順次あ
るいは３番順次の信号に対しては1/2あるいは1/3
サブサンプリングと同等の結果となるからであ
る。実際の符号化画質においては、しかしながら
このような量子化操作による画質の劣化はほとん
ど検知されない。これは輝度変化に伴う色差誤差
マスキング（Iuminance masking of
chrominance）あるいは色差変化に伴う輝度誤差
マスキング（chro−minance masking of
Iuminance）と呼ばれる視覚特性に因る所が大き
い。又、このような性質から逆に、量子化特性と
しては図４に示したようにYIQ差分信号軸上以外
の量子化ベクトルを省略しても結果として得られ
る符号化画質には、これに基づく劣化がほとんど
検知されない。 以上のように本実施例は色差誤差マスキング、
輝度誤差マスキングといつた人間の視覚特性の許
容範囲を利用した量子化方式といえる。 なお、図１における予測器１と量子化器２のよ
り具体的構成を図５に示しておく。図１および図
２から、この構成は容易に理解されると思われる
ので、ここでは量子化器２の内容について述べて
おく。 量子化器２に図４に示した量子化特性を持たせ
る場合、例えば量子化代表値qoを予め定めておけ
ば、差分信号eY，eI，eQの値の全ての組合せに対
して最適な量子化代表値は予め求めておくことが
できる。従つて、差分信号eY，eI，eQと量子化代
表値との作表が可能となる。このことは、表を
ROMに収容し、差分信号eY，eI，eQの値の組合
せをアドレスとしてROMの内容を読み出せば、
量子化代表値が求められる。図５の量子化器２は
この考えに立つてROMにより構成されている。 次に本発明の他の実施例について述べる。 図１の実施例においては、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号はと
もに同じサンプリングレートであつたが、本実施
例においてはＩ、Ｑ信号についてさらにサブサン
プリングを行い、これに対してベクトル量子化を
行うことを特徴とする。 すなわち、前述のように、色差信号Ｉ，Ｑの変
化は、輝度信号Ｙの変化に比べて視感度が低くよ
り高い許容度を有するので、これを利用して送信
側からはＩ、Ｑ信号成分を相互に、すなわち1/2
サンプリング周期で送出し、受信側において送ら
れてこないＩまたはＱ信号成分については内挿し
て補間するものである。 図６には、サブサンプリングパターンを示し、
図７には予測器と量子化器の構成例、図８には量
子化器の量子化特性を示す。 本実施例においては、ＩとＱ信号成分を相互に
送出するとの前提から、量子化器としてはＹと
Ｉ、またはＹとＱによる二次元ベクトル量子化を
行えばよい。このため、図７に示すごとく、３I，
３Qの２つの量子化器を備え、これらの量子化出
力をスイツチSW1によつてサンプルタイミング毎
切替え出力する。SW2はSW1に連動するスイツチ
である。量子化器３Qの特性は図８ａに、量子化
器３Iの特性は第８図ｂに示すようにともに二次
元座標となり、量子化代表値もともに０〜６の７
点となつている。したがつて、選択された量子化
代表値を符号化するのに３ビツトで済む。これに
前実施例と同様可変長符号化を施すとすれば2.0
〜2.5ビツトに圧縮できる。 なお、図７の構成において、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号の
予測値Y^、I^、Q^および差信号eY，eI，eQの作成方
法は図２と基本的に同じである。 以上、サブサンプリング手法を用いてさらに情
報量の圧縮について述べた。しかし、ＩおよびＱ
信号についてさらに検討すると、Ｑ成分に対する
視感度は、Ｉ成分に対する視感度より低い。した
がつて、Ｑ信号のサンプリングレートをさらに落
すことが可能となる。図９には、Ｉ信号に対して
は2/3サンプリング、Ｑ信号に対しては1/3サンプ
リングであるサンプリングパターンを示してお
く。この場合、図７の実施例のSW1，SW2を図９
のサンプリングパターンに従つて切替えればよ
い。 以上、送信側の量子化手法について詳説した。
なお、各実施例における量子化特性は、輝度成分
に対しては５値、色差成分に対しては３値をとる
ものとして説明したが、この数に限ることなく所
望する画品質に応じてこれを増減すればよく、ま
た、図４に示した基本３軸上以外にも適宜量子化
代表値を配置すればよい。さらに量子化ステツプ
は固定の場合について述べたが、これを画像信号
の局所的変動に呼応させて変化させることも可能
である。図１０に図７の符号器に対応した復号器
の構成を示す。ベクトル量子化され代表ベクトル
の位置０〜６を示す情報は図８ａ及び同図ｂの量
子化特性に対応した逆量子化器３０及び２０へ同
時に入力される。逆量子化器においては表１の対
応関係に従つて、量子化代表ベクトルの番号より
その座標を求め、これ等を復号器入力２１，２
２，２３入力とする。このときＩ、Ｑ信号に適用
したサブサンプリングに対応した量子化特性の交
替に従つて２つの量子化特性を適宜切替える。こ
のためのスイツチをSI，SY，SQに示した。PI，
PY，PQは図２に示したものと全く同一のもので
ある。 復号出力２４，２５，２６はデジタルYIQ信号
であるがＤ／Ａ変換の後アナログYIQ信号となり
出力端末であるデイスプレイのための入力信号で
ある。図１０においてはこれ等の回路は省略し
た。 （発明の効果） 以上詳説したごとく、本発明によれば、輝度色
差信号に対して視感度特性を考慮しこれ等をまと
めて符号化することにより大きく画像品質を劣化
させることなく高い符号化効率が達成できる。本
発明は特に高い符号化効率が求められるカラー静
止画像の狭帯域伝送、TV会議等における動画像
信号の高能率符号化等に広く用いることができ
る。
が、色差の差分信号eI，eQの量子化ステツプ数よ
り多い理由は、人間の視覚特性が輝度変化に対し
て鋭敏であり、色差の変化には余り敏感でないこ
とを利用し、輝度変化は細く、色差変化は粗く量
子化しようとするものである。 さて、入力ベクトル信号Ｅ＝（eY，eI，eQ）を、
図４の量子化特性によつて一つの量子化値に代表
させるためには、量子化代表値qoによつて規定さ
れる全てのベクトルqo＝（qYo，qIo，qQo）のうち
から、次式によつて入力ベクトルＥとベクトル
q0 〜 8との二乗誤差が最小となるベクトルqoを選択
すればよい。 （eY−qYo）2＋（eI−qIo）2＋（eQ−qQo）2 ……(5) また、ベクトルＥとベクトルqoとの差、すなわ
ち量子化誤差の最大値を最小とするようなベクト
ルqoを次式により選択してもよい（MIN MAX
方式）。 min max｜eY−qYo｜、｜eI−qIo｜、｜eQ−qQo｜ このように、差分信号eY，eI，eQをベクトル量
子化することによつて、量子化値はスカラー量と
して取り出すことができる。さらに、図４で明ら
かなように選択された量子化代表値qoは予め定め
られているものであるから、値でなく位置で表現
できる。例えば図の０〜８の数字がこれにあた
り、この情報を伝送するためには等長符号化を用
いても４ビツトでよく、ここで1/6の情報圧縮率
が得られている。さらに、図１の符号化器３にお
いて、各量子化代表値の出現率を考慮し、可変長
符号化を施すとすれば、情報圧縮率を向上させる
ことができ、この場合、使用ビツト数を2.5〜3.0
ビツトまで減少できる。 以上述べた量子化方式の特性は次のようにまと
められる。 図４に示した量子化特性においては輝度あるい
は２色差信号の内、最大の変化を生じた信号に対
しては常に通常のスカラー量子化と同様の追従特
性を有するが、これ等のうち２信号あるいは全て
の３信号が同時に大きく変化する場合には追従が
遅くなることが考えられる。これは図４のベクト
ル量子化特性が最大変化信号を優先的に量子化す
る性質を有し、これによつて変化量が２番順次あ
るいは３番順次の信号に対しては1/2あるいは1/3
サブサンプリングと同等の結果となるからであ
る。実際の符号化画質においては、しかしながら
このような量子化操作による画質の劣化はほとん
ど検知されない。これは輝度変化に伴う色差誤差
マスキング（Iuminance masking of
chrominance）あるいは色差変化に伴う輝度誤差
マスキング（chro−minance masking of
Iuminance）と呼ばれる視覚特性に因る所が大き
い。又、このような性質から逆に、量子化特性と
しては図４に示したようにYIQ差分信号軸上以外
の量子化ベクトルを省略しても結果として得られ
る符号化画質には、これに基づく劣化がほとんど
検知されない。 以上のように本実施例は色差誤差マスキング、
輝度誤差マスキングといつた人間の視覚特性の許
容範囲を利用した量子化方式といえる。 なお、図１における予測器１と量子化器２のよ
り具体的構成を図５に示しておく。図１および図
２から、この構成は容易に理解されると思われる
ので、ここでは量子化器２の内容について述べて
おく。 量子化器２に図４に示した量子化特性を持たせ
る場合、例えば量子化代表値qoを予め定めておけ
ば、差分信号eY，eI，eQの値の全ての組合せに対
して最適な量子化代表値は予め求めておくことが
できる。従つて、差分信号eY，eI，eQと量子化代
表値との作表が可能となる。このことは、表を
ROMに収容し、差分信号eY，eI，eQの値の組合
せをアドレスとしてROMの内容を読み出せば、
量子化代表値が求められる。図５の量子化器２は
この考えに立つてROMにより構成されている。 次に本発明の他の実施例について述べる。 図１の実施例においては、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号はと
もに同じサンプリングレートであつたが、本実施
例においてはＩ、Ｑ信号についてさらにサブサン
プリングを行い、これに対してベクトル量子化を
行うことを特徴とする。 すなわち、前述のように、色差信号Ｉ，Ｑの変
化は、輝度信号Ｙの変化に比べて視感度が低くよ
り高い許容度を有するので、これを利用して送信
側からはＩ、Ｑ信号成分を相互に、すなわち1/2
サンプリング周期で送出し、受信側において送ら
れてこないＩまたはＱ信号成分については内挿し
て補間するものである。 図６には、サブサンプリングパターンを示し、
図７には予測器と量子化器の構成例、図８には量
子化器の量子化特性を示す。 本実施例においては、ＩとＱ信号成分を相互に
送出するとの前提から、量子化器としてはＹと
Ｉ、またはＹとＱによる二次元ベクトル量子化を
行えばよい。このため、図７に示すごとく、３I，
３Qの２つの量子化器を備え、これらの量子化出
力をスイツチSW1によつてサンプルタイミング毎
切替え出力する。SW2はSW1に連動するスイツチ
である。量子化器３Qの特性は図８ａに、量子化
器３Iの特性は第８図ｂに示すようにともに二次
元座標となり、量子化代表値もともに０〜６の７
点となつている。したがつて、選択された量子化
代表値を符号化するのに３ビツトで済む。これに
前実施例と同様可変長符号化を施すとすれば2.0
〜2.5ビツトに圧縮できる。 なお、図７の構成において、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号の
予測値Y^、I^、Q^および差信号eY，eI，eQの作成方
法は図２と基本的に同じである。 以上、サブサンプリング手法を用いてさらに情
報量の圧縮について述べた。しかし、ＩおよびＱ
信号についてさらに検討すると、Ｑ成分に対する
視感度は、Ｉ成分に対する視感度より低い。した
がつて、Ｑ信号のサンプリングレートをさらに落
すことが可能となる。図９には、Ｉ信号に対して
は2/3サンプリング、Ｑ信号に対しては1/3サンプ
リングであるサンプリングパターンを示してお
く。この場合、図７の実施例のSW1，SW2を図９
のサンプリングパターンに従つて切替えればよ
い。 以上、送信側の量子化手法について詳説した。
なお、各実施例における量子化特性は、輝度成分
に対しては５値、色差成分に対しては３値をとる
ものとして説明したが、この数に限ることなく所
望する画品質に応じてこれを増減すればよく、ま
た、図４に示した基本３軸上以外にも適宜量子化
代表値を配置すればよい。さらに量子化ステツプ
は固定の場合について述べたが、これを画像信号
の局所的変動に呼応させて変化させることも可能
である。図１０に図７の符号器に対応した復号器
の構成を示す。ベクトル量子化され代表ベクトル
の位置０〜６を示す情報は図８ａ及び同図ｂの量
子化特性に対応した逆量子化器３０及び２０へ同
時に入力される。逆量子化器においては表１の対
応関係に従つて、量子化代表ベクトルの番号より
その座標を求め、これ等を復号器入力２１，２
２，２３入力とする。このときＩ、Ｑ信号に適用
したサブサンプリングに対応した量子化特性の交
替に従つて２つの量子化特性を適宜切替える。こ
のためのスイツチをSI，SY，SQに示した。PI，
PY，PQは図２に示したものと全く同一のもので
ある。 復号出力２４，２５，２６はデジタルYIQ信号
であるがＤ／Ａ変換の後アナログYIQ信号となり
出力端末であるデイスプレイのための入力信号で
ある。図１０においてはこれ等の回路は省略し
た。 （発明の効果） 以上詳説したごとく、本発明によれば、輝度色
差信号に対して視感度特性を考慮しこれ等をまと
めて符号化することにより大きく画像品質を劣化
させることなく高い符号化効率が達成できる。本
発明は特に高い符号化効率が求められるカラー静
止画像の狭帯域伝送、TV会議等における動画像
信号の高能率符号化等に広く用いることができ
る。
図１は本発明の実施例の系統図、図２はＹ信号
についての予測器の具体例を示す図、図３は予測
関数の説明のための図、図４は本発明による量子
化特性を示す図、図５は予測器と量子化器の構成
例を示す図、図６はサブサンプリングパターンの
例を示す図、図７は予測器と量子化器の別の実施
例を示す図、図８ａ及びｂは量子化特性の別の実
施例を示す図、図９はサブサンプリングパターン
の別の実施例の図、図１０は復号器の構成例を示
す図である。 １；予測器、２；量子化器、３；符号化器。
についての予測器の具体例を示す図、図３は予測
関数の説明のための図、図４は本発明による量子
化特性を示す図、図５は予測器と量子化器の構成
例を示す図、図６はサブサンプリングパターンの
例を示す図、図７は予測器と量子化器の別の実施
例を示す図、図８ａ及びｂは量子化特性の別の実
施例を示す図、図９はサブサンプリングパターン
の別の実施例の図、図１０は復号器の構成例を示
す図である。 １；予測器、２；量子化器、３；符号化器。
Claims (1)
- １ 輝度信号と２つの色差信号とに分離されたカ
ラー画像信号を入力として該それぞれの信号につ
いて予測値との差分信号を求める予測手段と、該
３つの差分信号を３次元ベクトル信号とみなし、
該３つの差分信号で定義される３次元ベクトル座
標の基本軸上にのみ量子化代表値を配置した量子
化手段とを有し、前記３つの差分信号の変化の量
子化値の最大の変化を示す値を選択して量子化代
表値とすることを特徴とするカラー画像のベクト
ル量子化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031501A JPS60177787A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | カラ−画像信号のベクトル量子化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031501A JPS60177787A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | カラ−画像信号のベクトル量子化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177787A JPS60177787A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH04438B2 true JPH04438B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=12332975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59031501A Granted JPS60177787A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | カラ−画像信号のベクトル量子化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177787A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4650512B2 (ja) | 2008-03-28 | 2011-03-16 | セイコーエプソン株式会社 | 画像符号化装置及び集積回路装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50127515A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-07 | ||
| JPS5940353B2 (ja) * | 1978-05-10 | 1984-09-29 | 松下電器産業株式会社 | カラ−信号符号化方法 |
-
1984
- 1984-02-23 JP JP59031501A patent/JPS60177787A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177787A (ja) | 1985-09-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |