JPH05509209A - Hierarchical Entropy Coding Lattice Threshold Quantization Coding Method and Apparatus for Image and Video Compression - Google Patents

Hierarchical Entropy Coding Lattice Threshold Quantization Coding Method and Apparatus for Image and Video Compression

Info

Publication number
JPH05509209A
JPH05509209A JP3510610A JP51061091A JPH05509209A JP H05509209 A JPH05509209 A JP H05509209A JP 3510610 A JP3510610 A JP 3510610A JP 51061091 A JP51061091 A JP 51061091A JP H05509209 A JPH05509209 A JP H05509209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
image
encoding
frame
difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3510610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ベイカー,リチャード エル.
バーンスタイン,ジェフリ
ジロッド,バーンド
ユアン,シアンチェン
トムプソン,エドマンド
Original Assignee
ピクチャテル コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ピクチャテル コーポレイション filed Critical ピクチャテル コーポレイション
Publication of JPH05509209A publication Critical patent/JPH05509209A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/008Vector quantisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/186Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a colour or a chrominance component
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/577Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/63Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding using sub-band based transform, e.g. wavelets
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/94Vector quantisation

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 百 およびビデオ のための エントロピー、。[Detailed description of the invention] for hundreds and videos entropy,.

、−゛および 及Uと11 本発明はデータ通信および信号処理方法および装置に関するものであり詳述する とたとえば電話通信チャンネルを介して伝送される画像データの配列を儒頼性良 くかつ効率良く符号化および復号化するための方法および装置に関する。画像の 配列、詳述すると、たとえばテレビジョン信号によって代表されるような自然に 発生する画像配列の伝送が相当な量の研究主題であり続ける。標準的には、研究 者たちは、配列の連続画像の高冗長性に斬りそして単位光に近い相関係数で画像 データをマルコフ過程としてモデル化することが多い。3次元マルコフモデルは 、フレーム間冗長度を考慮するのに差分パルス符号変調(DPCM)および変換 符号化技術を利用するための動機付けを与える。, −゛ and and U and 11 The present invention relates to a data communication and signal processing method and apparatus, and will be described in detail. For example, if the array of image data transmitted over a telephone communication channel is The present invention relates to a method and apparatus for fast and efficient encoding and decoding. of the image arrangement, specifically, a natural system, such as is exemplified by a television signal, for example. The transmission of generated image sequences continues to be the subject of considerable research. Typically, research They cut to the high redundancy of successive images of an array and image with a correlation coefficient close to unit light. Data is often modeled as a Markov process. The 3D Markov model is , differential pulse code modulation (DPCM) and transform to account for interframe redundancy. Provide motivation for utilizing encoding techniques.

標準的な動画の性質を分析することにより、連続フレーム間で生ずる主要な変化 がフレーム内の対象物の非同質付の運動であることを理解するのは容易である。By analyzing the properties of standard videos, we can identify the major changes that occur between successive frames. It is easy to understand that is the non-homogeneous motion of the object within the frame.

この空間依存性の運動を推定しかつこれを補償する正確な装置および方法が、連 続フレーム間の差を単に表示する信号送信によって実現されるよりも相当に良好 な性能を有することができるフレーム間データ圧縮方法および装置の構成を可能 にすることもまた理解されよう。Accurate devices and methods for estimating and compensating for this spatially dependent motion are Significantly better than could be achieved by simply displaying the difference between consecutive frames It is possible to configure an interframe data compression method and device that can have high performance. It will also be understood that

結果として、種々の運動補償符号化方法および装置が開発されている。これらの システムは、標準的には受信機をベースにした運動補償システムまたは送信機を ベースにした運動補償システムのいずれかである。受信機ベース運動補償システ ムに右いては、受信機は運動について予測を行いそして予測された運動について 前フレームを補償する。同様の態様で動作する送信機は、受信機により予測され るフレームを修正するために受信機で何が行われねばならないかを記述する誤差 信号だけを送信する。誤差信号は環準的には符号化されその帯域幅を減する。As a result, various motion compensated encoding methods and apparatus have been developed. these The system typically uses a receiver-based motion compensation system or a transmitter-based motion compensation system. Any motion compensation system based on Receiver-based motion compensation system When in motion, the receiver makes a prediction about the motion and records the predicted motion. Compensate the previous frame. Transmitters operating in a similar manner are expected to error that describes what must be done at the receiver to correct the frame Send only a signal. The error signal is coded circularly to reduce its bandwidth.

送信機ベース運動補償システムについて運動推定プロセスが送信機でのみ生ずる 。変位ベクトルが通常、画像の種々の領域にわたり決定されそしてこのデータは 順次誤差情報データ信号と一緒に受信機へ送信される。受信機では、送信機によ って与えられる運動情報を最初使用して以前に符号化された画像に対して補償プ ロセスが遂行される。送信様によって与えられる誤差信号は順次斯く補償された 受信機画像へ加λられ画質を維持する。For transmitter-based motion compensation systems, the motion estimation process occurs only at the transmitter. . Displacement vectors are usually determined over different regions of the image and this data is It is then transmitted to the receiver along with the error information data signal. At the receiver, the transmitter A compensation program is first applied to the previously encoded image using the motion information given by process is carried out. The error signal given by the transmitter is compensated in this way. It is added to the receiver image to maintain image quality.

標準的には送信機ベース運動補償システムのために与λられる複数の変位ベクト ルがあり、そして、少(とも一つの好ましい例では各ベクトルが画像の所定領域 またはブロックと関連付けられる。ブロックは通常重複せずそしてたとえば8画 素(ビクセル)に8画素を掛けた大きさを有する。種々の方法が、それぞれのブ ロックと関連付けられる運動補償データを符号化するために使用されている。Multiple displacement vectors typically given λ for transmitter-based motion compensation systems vectors, and a few (in at least one preferred example each vector covers a given area of the image) or associated with a block. Blocks usually do not overlap and for example 8 strokes It has a size obtained by multiplying a pixel by 8 pixels. Different methods are available for each block. Used to encode motion compensation data associated with the lock.

また多くの方法が送信機ベース運動補償システムで誤差情報データ信号を符号化 するのに使用されている。たとえば、HLnvanによる米国特許第4.727 .422号では、損失性圧縮方法および装置が開示されている。これらの方法は 非常に有利でありかつ彊れた結果を提供するけれども、データ情報の圧縮を別途 改善しそしてそれにより依然率さなチャンネル帯域幅を使用する高品質画像再生 を可能ならしめることが依然として嘱望されている。たとえば、画像と関連付け られるビットレートの制御によりデータ伝送にわたる良好な制御を提供すること が別途所望されている。There are also many ways to encode error information data signals in transmitter-based motion compensation systems. It is used to. For example, U.S. Patent No. 4.727 by HLnvan .. No. 422, a lossy compression method and apparatus is disclosed. These methods are Compression of data information is not required separately, although it provides very advantageous and impressive results. High-quality image reproduction that improves and thereby still uses less channel bandwidth It is still hoped that this will become possible. For example, associate images with provide better control over data transmission by controlling the bit rate is separately desired.

たとえばシーンあるいは場面の変化中、伝送されるべき相当な情報が存在するの で、単一のフレーム時間中、情報の全てを送信するのに不十分な帯域幅しか使用 できない。したがって、種々の方法がチャンネルを通じ伝送される情報のビット 数を選択的に限定するのに実施されている。”A Method and Ap paratus for EfficientlyCoding and De coding Image 5equences+という表題の付された198 7年1月7日付は出願の米国特許第4,816,914号でEr1cssonに より開示されている、これら方法のうちの一つが、変換係数データセット部分の 伝送との関係で四分木ないしクオドトリー符号化を使用する。クオドトリー符号 化は、大きな運動または場面変化中、画像のより上品な劣化(グレースフルデグ ラデーション)を提供するのに有利である。For example, during a scene or scene change, there is considerable information to be transmitted. uses insufficient bandwidth to send all of the information during a single frame time. Can not. Therefore, various methods are used to determine the bits of information transmitted through a channel. Implemented to selectively limit the number. ”A Method and Ap Paratus for Efficiently Coding and De 198 titled coding Image 5equences+ No. 4,816,914, filed January 7, 2007, One of these methods, disclosed in Quadtree or quadtree coding is used in connection with transmission. quadtree code A more graceful deterioration of the image (graceful degregation) occurs during large movements or scene changes. gradation).

Er1cssonによる米国特許第4.1149.810に開示される階層的ベ クトル量子化などの他の方法が符号化プロセスで他の利益を与える。The hierarchical base disclosed in U.S. Pat. No. 4.1149.810 by Erlcsson Other methods such as vector quantization provide other benefits in the encoding process.

他の符号化方法がソースデータを符号化するのに使用されている。詳述すると、 格子がチャンネルおよびソース符号化応用に関する論文で研究されている。この ような仕事のほとんどが格子理論および応用に対する百科事典的な研究集大成と して要約される。データ圧縮における現行の仕事のほとんどのものが一般化ロイ ドベクトル量子化(VQ)を使用するが、数人の研究者たちが最近格子量子化( LQ)への関心を復活すべ(研究している。Other encoding methods have been used to encode the source data. In detail, Lattice has been studied in papers on channel and source coding applications. this Much of this work is an encyclopedic collection of research into lattice theory and applications. It is summarized as follows. Most of the current work in data compression is based on generalized vector quantization (VQ), but several researchers have recently used lattice quantization (VQ). I should revive my interest in (researching) LQ.

格子およびベクトル量子化は岡方とも多次元空間を有限あるいは計数可能な点の 集合に対応付ける++ Er1cssonによる米国特許第4,849,810 に開示されるベクトル量子化においては、有限な点集合を包含する符号表がある 学習方法または解析によって構成される。それぞれのソースベクトルは、ある歪 基準による測定に従って、「最も近傍の」点(または符号ベクトル)を符号表に 配置することにより量子化される。たとえば、2乗誤差基準(L−2ノルム)が 使用できるが、他の尺度も等しく有効である。符号器は符号ベクトルの指標を受 信機へ送信し、受信機は引き続き再構成中にソースベクトルを符号ベクトルで近 似する。Both lattice and vector quantization are used to solve multidimensional spaces with finite or countable points. Associate with a set ++ U.S. Patent No. 4,849,810 by Ercsson In the vector quantization disclosed in , there is a code table that includes a finite set of points. Consisting of learning methods or analysis. Each source vector has a certain distortion Put the "nearest" points (or code vectors) into the codebook as measured by the standard. It is quantized by placing it. For example, if the squared error criterion (L-2 norm) is can be used, but other measures are equally valid. The encoder receives an index of the code vector. The receiver continues to approximate the source vector with the code vector during reconstruction. resemble

格子が有限な点の集合およびその全ての可能な線形変換として定義され、(標準 的には)計数可能であるが無限の点集合を生ずる。ソースベクトルが、(たとえ ば2乗誤差基準などの)ある歪み基準による測定に応じ格子に包含されるそれに 最も近い点の配置により格子量子化に従って量子化できる。格子がある方法によ り割り出される(計数される)と仮定すると、格子点の指標は伝送されそして受 信機はソースベクトルを当該格子点で近似する。A lattice is defined as a finite set of points and all its possible linear transformations (standard (generally speaking), but yields an infinite set of points. If the source vector is (even if that is included in the grid as measured by some distortion criterion (such as a squared error criterion). The placement of the nearest points allows quantization according to lattice quantization. The way the grid is The indices of the grid points are transmitted and received. The transmitter approximates the source vector at the grid point.

それゆえ本発明の目的は、格子量子化を使用し、相当に小さな帯域幅を実現し、 そして高い信頼性および忠実性を提供する、通信チャンネルにわたる画像配列の 伝送を行うことである。本発明の別の目的は複数の画像からなる配列の各画像の 伝送に使用されるビット数を制御しシーンの変化中または大きな運動の期間中画 像の上品な劣化を提供することである。本発明の他の目的は、ある配列の被走査 画像における変位誤差の正確な推定を信頼性良く送信および受信する運動補償符 号化および復号化方法および装置、そして、画像伝送装置における局部変位のリ アルタイム形式の正確な決定を可能にする改善された運動推定誤差符号化および 復号化方法および装置である。It is therefore an object of the present invention to use lattice quantization to achieve significantly smaller bandwidths and and image arrays across communication channels, providing high reliability and fidelity. It is to perform transmission. Another object of the invention is to Controls the number of bits used for transmission and allows images to be displayed during scene changes or during periods of large motion. The purpose is to provide an elegant deterioration of the image. Another object of the invention is to scan an array of Motion compensation code that reliably transmits and receives accurate estimates of displacement errors in images Encoding and decoding methods and devices, and local displacement reconstruction in image transmission devices Improved motion estimation error encoding and A decoding method and apparatus.

本発明は、画像伝送系、詳述すると、運動補償画像伝送系におけるフレーム間誤 差データを符号化し、送信ステーションから受信ステーションへ画像フレームの 配列を伝送するための方法および装置に関する。本方法は、現行画像フレームの 予測を表わすフレーム間予測画像データを縮減し、現行画像予測を表わしそして 複数の縮減水準を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する段階と、現行の 符号化されない画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、現行 画像を表わしそして複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を 発生する段階と、エントロピ符号化格子閾値量子化符号化方法を、レベルバイレ ベルベースで予測ピラミッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造 体の差分に適用し、予測画像データと非符号化現行画像データとの間の差分を表 示する符号化データを発生する段階に特徴がある。The present invention provides an image transmission system, more specifically, an inter-frame error in a motion compensated image transmission system. Encodes the difference data and transmits the image frame from the transmitting station to the receiving station. The present invention relates to a method and apparatus for transmitting sequences. The method uses the current image frame reduce the interframe predicted image data representing the prediction, represent the current image prediction, and Generating a predictive pyramid data structure with multiple reduction levels and Reduce the unencoded current image data to display unencoded image frames and Create a current image pyramid data structure that represents an image and has multiple reduction levels. The stages that occur and the entropy-encoded lattice threshold quantization encoding method are Bell-based predictive pyramid data structure and current image pyramid data structure to express the difference between the predicted image data and the uncoded current image data. The characteristic lies in the step of generating encoded data shown in FIG.

他の様相において、本方法は、格子符号化方法を、E−8格子構造体を使用しブ ロックバイブロツクベースである水準のデータ構造体に適用する段階に特徴を存 する本発明の別の様相において、本方法は、現行画像フレームのための予測画像 データと符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データと の間の差分をビクセルをベースにして表示する差分画像を形成する段階に特徴が ある。本方法は、差分画像を縮減し、複数の縮減水準を有する差分画像ピラミッ ドデータ構造体を発生し、格子量子化符号化を、レベルバイレベルベースで差分 画像ピラミッドデータ構造体へ選択的に適用し、予測画像データと非符号化現行 画像データとの間の差分を表わす符号化データを発生することに特徴がある。In another aspect, the method includes implementing a lattice encoding method using an E-8 lattice structure. This feature exists when applied to a level data structure that is lock-by-block based. In another aspect of the invention, the method comprises determining a predicted image for a current image frame. data and unencoded current image data to display the unencoded current image frame. The distinctive feature is the step of forming a difference image that displays the difference between be. This method reduces difference images and creates a difference image pyramid with multiple reduction levels. Generate a data structure and perform lattice quantization encoding on a level-by-level basis. selectively applied to the image pyramid data structure, predicting image data and unencoded current The feature is that encoded data representing the difference between the image data and the image data is generated.

本発明の装置は、現行画像フレームのためにフレーム間予測画像データを縮減し 、複数の縮減水準を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する回路と、符号 化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、複数 の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する回路と、エント ロピ符号化格子閾値量子化符号化を、レベルバイレベルベースで予測ピラミッド データ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適用し、予測画像データ と符号化現行画像データとの間の差分を表示する符号化データを発生する回路に 特徴がある。本装置は、格子符号化方法を、E−8格子を使用しブロックバイブ ロツクベースである水準のデータ構造体へ適用する回路に特徴がある。The apparatus of the present invention reduces interframe predicted image data for a current image frame. , a circuit for generating a predictive pyramid data structure with multiple reduction levels, and a code Reduce the unencoded current image data to display the unencoded current image frame and A circuit for generating a current image pyramid data structure with a reduction level of Lopi coded lattice threshold quantization coding with predictive pyramids on a level-by-level basis data structure and the current image pyramid data structure to predict the image data. and the encoded current image data. It has characteristics. This device uses a block vibe encoding method using an E-8 lattice. The circuit is unique in its application to lock-based data structures.

本発明のさらに別の様相において、画像フレームの配列を伝送するために、画像 伝送系でフレーム間誤差データを符号化するための装置は、現行画像フレームの ための予測画像データと符号化されない画像フレームを表示する非符号化現行画 像データとの間の差分をピクセルをベースにして表示する差分画像を形成する回 路を特徴とする。差分画像を縮減し、複数の縮減水準を有する差分子 □ 画像ピラミッドデータ構造体を発生し、エントロピ符号化格子閾値量子化符号化 を、レベルバイレベルベースで差分画像ピラミッドデータ構造体へ適用し、予測 画像データと符号化現行画像データとの間の差分を表わす符号化データを発生す るために、縮減回路が設けられる。In yet another aspect of the invention, the image frame is configured to transmit an array of image frames. The device for encoding interframe error data in the transmission system is Displaying the predicted image data and uncoded image frames for the uncoded current image A process for forming a difference image that displays the difference between image data on a pixel-by-pixel basis. Features a road. Difference molecule that reduces the difference image and has multiple reduction levels □ Generate image pyramid data structure and entropy encoded lattice threshold quantization encoding is applied to the differential image pyramid data structure on a level-by-level basis to make predictions. Generate encoded data representing the difference between the image data and the encoded current image data. A reduction circuit is provided for this purpose.

゛ の 蛍な会 日 本発明の他の目的、特長および利益は図面を参照しつつ説明する所定の好ましい 実施例の以下の叙述から明らかとなろう。Firefly meeting day Other objects, features and advantages of the present invention will be explained in certain preferred embodiments with reference to the drawings. It will become clear from the following description of the embodiments.

第1図は請求の範囲に記載の本発明による櫟準的な画像伝送系の電気ブロック図 である。FIG. 1 is an electrical block diagram of a standard image transmission system according to the present invention as set forth in the claims. It is.

第2図は、本発明を使用する運動補償型画像符号化装置の送信機の電気ブロック 図である。FIG. 2 shows an electrical block of a transmitter of a motion compensated image encoding device using the present invention. It is a diagram.

第3図は第2図の送信機からチャンネル信号を受信するため運動補償型画像符号 化装置の受信機の電気ブロック図である。Figure 3 shows a motion compensated image code for receiving channel signals from the transmitter in Figure 2. FIG. 2 is an electrical block diagram of a receiver of the conversion device.

第3A図は本発明による損失性圧縮器28のブロック図である。FIG. 3A is a block diagram of lossy compressor 28 according to the present invention.

第4図は本発明による損失性圧縮器46のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a lossy compressor 46 according to the present invention.

第5図は1次元殺減(decimation)プロセスの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a one-dimensional decimation process.

第6図は本発明による損失性圧縮器46の詳細な電気ブロック図である。FIG. 6 is a detailed electrical block diagram of lossy compressor 46 in accordance with the present invention.

第7図は本発明の一様相による損失性圧縮器の代習え路I6の出力を符号化し、 受イ言機21への伝送に向けてこのように符号化されたデータをチャンネル20 へ送る実施例の総括ブロック図である。FIG. 7 encodes the output of the alternative path I6 of a lossy compressor according to an aspect of the present invention, The data encoded in this way is sent to the channel 20 for transmission to the receiver 21. FIG. 2 is a general block diagram of an embodiment in which data is sent to

第8図は、次ブロック値予測で使用される隣接ブロックの相対配置の模式表示で ある。Figure 8 is a schematic representation of the relative placement of adjacent blocks used in next block value prediction. be.

第8A図は、線形予測子で使用される隣接運動ベクトルの相対配置の模式表示で ある。Figure 8A is a schematic representation of the relative placement of adjacent motion vectors used in a linear predictor. be.

第9図は、ステップ帯域に分割された確率密度関数であり重心配置を図示する。FIG. 9 is a probability density function divided into step bands and illustrates the centroid placement.

第10図は、本発明によるコード化装置の電気ブロック図である。FIG. 10 is an electrical block diagram of a coding device according to the present invention.

第11図は、本発明によるエントロピーによりコード化される格子閾値量子化符 号化装置の電気ブロック図である。FIG. 11 shows the entropy-encoded lattice threshold quantization code according to the present invention. FIG. 2 is an electrical block diagram of the encoding device.

の ま い の・ 第1図を参照すると、本発明の好ましい実施例に従えば、ビデオ信号をアナログ −ディジタル変換器およびフレームバッファ装置12へ提供するためのカメラ1 0を有する送信機8を具備する。アナログ−ディジタル変換器およびフレームバ ッファ装置12のフレームバッファ部は、256 X240ビクセルのラスタを 横切ってたとえば8ビット程度に標本化された画像のフルフレームを記憶できる 。Of... Referring to FIG. 1, according to a preferred embodiment of the present invention, a video signal is converted into an analog - camera 1 for providing to digital converter and frame buffer device 12; 0. Analog-to-digital converters and framebars The frame buffer section of the buffer device 12 stores a raster of 256 x 240 pixels. Can store a full frame of an image sampled across, say, 8 bits .

全符号化および運動補償プロセスはディジタル定義域(domain)で起こる 。送信機は誤差信号回路14および運動推定および符号化回路16を具備する。The entire encoding and motion compensation process occurs in the digital domain. . The transmitter includes an error signal circuit 14 and a motion estimation and encoding circuit 16.

チャンネル符号器18が誤差回路14および運動補償および符号化回定基準を意 味する。櫟準的にそして図示の実施例において、運動推定装置は前入力および現 在入力画像の非重複第1図に図示の運動推定および符号化回路16は、本発明の 好ましい実施例に従えば、ライン22を介して得られる現在の原人力フレーム画 像と、図示の本実施例でブロック間の領域マツチング技術を使用する。もし現在 画像のある領域について運動が生ずれば、推定袋!は前画像のいずれのブロック が現在画像のブロックについて最も良好に整合(match)するかを決定し、 変位値は現在わす符号化された運動信号を提供する。上述したように、損失性圧 縮器のこの出力は、復号化の際に、ライン32を通る(運動変位の尺度を与える )信号を正確には再生せず、それゆえ、これらに関連付けられる成る誤差信号を 有する。それにも拘らず、損失性圧縮器のデータ要求の減少は、たとえばPCM の正確な符号化方法と比較した場合相当なものであり、損失性圧縮器の使用は当 技術分野における意味のある進歩である。一つの好ましい損失性圧縮回路が適応 予測パルス符号化変調(ADPCM)を使用する。Channel encoder 18 provides error circuit 14 and motion compensation and encoding rotation criteria. Taste. Hypothetically and in the illustrated embodiment, the motion estimator has a previous input and a current Non-overlapping of current input images The motion estimation and encoding circuit 16 shown in FIG. According to the preferred embodiment, the current human frame image obtained via line 22 The illustrated embodiment uses a region matching technique between blocks. If now If motion occurs in a certain area of the image, it is estimated! is any block in the previous image is the best match for the block of the current image; The displacement value provides the current encoded motion signal. As mentioned above, loss pressure This output of the compressor, upon decoding, passes through line 32 (giving a measure of the motion displacement). ) do not reproduce the signals exactly and therefore consist of an error signal associated with them. have Nevertheless, the reduction in data requirements of a lossy compressor is The use of a lossy compressor is reasonable when compared to the exact encoding method of It is a meaningful advance in the field of technology. One preferred lossy compression circuit applies Predictive pulse coded modulation (ADPCM) is used.

第3A図を参照すると、図示の本発明の好ましい実施例において、損失性圧縮回 路28は運動ベクトルフィールドの線形予測子28aを提供しそして運動ベクト ルフィールドの予測誤差および予測子を記述するのに必要とされるビット数(帯 域幅)を減するために追加の回路を具備する。第8A図に図示のラスク走査パタ ーンおよび第3A図を参照すると、線形予測子28aは以前に符号化された(0 とマークされている)4つの隣接要素(ライン3oを通じて以前に得られる)を 使用し、(Xとマークされている)現在運動ベクトルを予測する。そのとき、( スイッチ回路28bで具体化される)追加の回路が以下の3つの可能な選択につ いての決定を行う。Referring to FIG. 3A, in the illustrated preferred embodiment of the invention, the lossy compression circuit Path 28 provides a linear predictor 28a of the motion vector field and The prediction error of the field and the number of bits required to describe the predictor (bandwidth). Additional circuitry is included to reduce the bandwidth. Rask scan pattern shown in Figure 8A 3A, linear predictor 28a was previously encoded (0 ) the four neighboring elements (obtained earlier through line 3o) to predict the current motion vector (marked with an X). then,( Additional circuitry (embodied by switch circuit 28b) provides three possible choices: make decisions based on

a)推定運動ベクトルをゼロ(ライン188を通ずる信号)にリセットしそして これを受信機へ送信せよ。a) reset the estimated motion vector to zero (signal through line 188) and Send this to the receiver.

b)推定運動ベクトル(ライン28cを通ずる)を予測値ヘリセットしそしてこ れを受信機へ送信せよ。b) Set the estimated motion vector (through line 28c) to the predicted value and Send this to the receiver.

C)予測誤差(原推定運動ベクトルと予測運動ベクトルとの間の差)を量子化装 置28dで量子化しそして量子化インデックスを受信機へ送信せよ。C) The prediction error (difference between the original estimated motion vector and the predicted motion vector) is quantized. quantize at 28d and send the quantization index to the receiver.

各選択に関連付けられるものに、(その決定を送信するのに使用されるビットN )に課されるコストおよび(選択される運動ベクトルの使用により発生さハる差 分画像ブロックの平均2乗誤差の)誤差Eがある。追加回路28bはエントロピ ー拘束誤差尺度、すなわち、使用ビットと誤差との重み付けられた組み合わせ( たとえば、ある尺度は(aN+bE)に等しい(ここでaおよびbは装置につい て実験的に決定される定数である))を使用してこの決定を行う。最小エントロ ピー拘束誤差を発生する結果が選択されそして送られる。符号化プロセスは推定 運動ベクトルをゼロにリセットするかどうかについて情報の1ビツトの送出によ り開始する。もしそれがゼロにリセットされれば、この運動ベクトルについてそ れ以上は何も送出されない。それ以外であれば、情報の第2のビットが送出され 、受信機に、予測遅動ベクトルだけを使用するかまたは追加の修正情報(量子化 誤差)が送出されるかどうかを報知する。最後に、もし修正情報が必要とされれ ば、予測誤差の量子化インデックスが送出される。符号化のためのビット数を別 途減するために、損失性圧縮器は最初の2つのステップについて算術符号化をそ して最後のステップについてハフマン符号化を使用する。Associated with each selection are (bits N used to send that decision ) and the difference caused by the use of the chosen motion vector There is an error E of the mean squared error of each image block. The additional circuit 28b is an entropy – Constraint error measure, i.e. a weighted combination of used bits and error ( For example, a measure is equal to (aN+bE), where a and b are This determination is made using the experimentally determined constant )). minimum entro Results that produce a peak constraint error are selected and sent. The encoding process is estimated By sending one bit of information about whether to reset the motion vector to zero or not. start. If it is reset to zero, then Nothing is sent beyond this point. Otherwise, the second bit of information is sent out. , the receiver can either use only the predicted lagging vector or add additional correction information (quantized error) will be sent. Finally, if corrective information is needed For example, a quantization index of the prediction error is sent. Different number of bits for encoding To avoid loss of data, the lossy compressor uses arithmetic encoding for the first two steps. and use Huffman encoding for the last step.

上述したように、ライン30を通ずる損失性圧縮回路の出力は符号器工8へ送ら れる。加えて、これらの信号は、チャンネルにいずれの誤差もなければ、受信機 が認識するであろうものを決定するため誤差回路14によって使用され、それに より、予測誤差信号、すなわち受信機がライン30を通ずる符号化運動信号に基 づいて予測したであろうものと真の画像入力との間の差を表わす信号を決定する ための機構を提供する。As mentioned above, the output of the lossy compression circuit through line 30 is sent to encoder 8. It will be done. In addition, these signals can be detected by the receiver without any errors in the channel. is used by the error circuit 14 to determine what the , the prediction error signal, i.e., the receiver based on the encoded motion signal through line 30. Determine the signal that represents the difference between what you would have predicted based on the image input and the true image input. Provide a mechanism for

ライン30を通ずる損失性圧縮器の出力は再構成回路34により使用され、その 出力に、運動変位の尺度を表わす信号、運動ベクトルをライン32に発生する。The output of the lossy compressor through line 30 is used by a reconstruction circuit 34, which At the output, a signal representing a measure of the motion displacement, the motion vector, is generated on line 32.

ライン36を通ずる信号間の差、再構成回路の出力およびライン32を通ずる信 号は損失性圧縮回路28により導入される符号化誤差を表わす。ライン36を通 ずる再構成装置34の出力は、空間定義域で動作し各画素と運動変位ベクトルと を関連づける運動フィールド補間回路38に差し向けられる。こうして、ライン 36を通ずる入力信号が、たとえば4X4ブロツクの画素などの要素からなる帯 域または群のために運動変位を表示する間、以下で詳述するように、運動フィー ルド補間器は各画素に関連づけられる運動変位ベクトルがあるようそのデータを 分解する。ライン40を通ずる運動フィールド補間器の結果出力は運動再構成信 号と呼ばれる。The difference between the signal on line 36, the output of the reconstruction circuit and the signal on line 32. The symbol represents the encoding error introduced by the lossy compression circuit 28. Through line 36 The output of the shear reconstruction device 34 operates in a spatial domain and associates each pixel with a motion displacement vector. is directed to a motion field interpolation circuit 38 that associates the motion field. Thus, the line The input signal passing through 36 is a band consisting of elements such as 4x4 blocks of pixels. While displaying motion displacements for a region or group, the motion field is The field interpolator processes that data so that there is a motion displacement vector associated with each pixel. Disassemble. The resulting output of the motion field interpolator through line 40 is the motion reconstruction signal. It is called a number.

運動再構成信号は、誤差再構成ループ43の一部を形成する運動補償装置42に 印加される。誤差再構成ループは、フレームバッファ44、損失性圧縮回路46 および再構成回路48を具備する。それぞれライン22および51を通ずる損失 性圧縮回路への入力は現行フレームのための原入力画像および推定受信機信号、 すなわち、いずれの別途データもなければ受信機が再構成しそして表示を行うと ころの信号である。損失性圧縮器46は、原入力画像と評価受信器信号との間の 差を減縮するそして原則的には削除するため、別途の符号化データ、誤差再構成 信号を受信機に賦与する。その差は符号化され、その帯域幅および結果的に得ら れる信号を減じ、ライン52を通ずる誤差再構成信号はチャンネル符号器18へ 供給される。上述のEr1csson特許の損失性圧縮器46は、利得/形状ベ クトル量子化を使用する2次元ブロック符号器であり、ブロック変換の出力は、 損失性圧縮器28との関係で上述したプロセスに従って、帯域幅が別途有効に減 ぜられかつ符号化される。しかし、本発明の好ましい図示の実施例では、階層的 なエントロピー符号化格子閾値量子化符号化方法および装置が損失性圧縮器46 を実施する際に有効に使用される。The motion reconstruction signal is passed to a motion compensation device 42 which forms part of an error reconstruction loop 43. applied. The error reconstruction loop includes a frame buffer 44 and a lossy compression circuit 46. and a reconfiguration circuit 48. Losses through lines 22 and 51 respectively The inputs to the compression circuit are the original input image and estimated receiver signal for the current frame, That is, if there is no additional data, the receiver will reconstruct and display This is a signal from Koro. A lossy compressor 46 includes a Separately encoded data, error reconstruction to reduce and in principle eliminate differences Impart the signal to the receiver. The difference is encoded, its bandwidth and the resulting The error reconstructed signal on line 52 is sent to channel encoder 18. Supplied. The lossy compressor 46 of the Erlcsson patent mentioned above uses a gain/shape vector. is a two-dimensional block encoder that uses vector quantization, and the output of the block transform is According to the process described above in connection with lossy compressor 28, the bandwidth is separately effectively reduced. is read and encoded. However, in the preferred illustrated embodiment of the invention, the hierarchical An entropy-encoded lattice-threshold quantization encoding method and apparatus is used in a lossy compressor 46. It is effectively used when carrying out.

誤差再構成信号もまた再構成装置48へ送られ、しかしてこの再構成装置は損失 性圧縮器46により課されるのとは反対の動作を提供する。それゆえ、再構成装 置48の出力にはライン54の誤差再構成画像が生ずる。誤差再構成画像は運動 補償器の予想出力(ライン51の2推定受信機画像)に加えられ、そして結果的 に生ずる信号、(前フレームについて予測される受信機画像である)推定受信機 画像はフレームバッファ44に記憶される。The error reconstruction signal is also sent to reconstructor 48, which reconstructs the loss provides the opposite operation to that imposed by sexual compressor 46. Therefore, the reconstructor An error reconstructed image of line 54 results at the output of position 48. The error reconstructed image is motion is added to the expected output of the compensator (the two estimated receiver images in line 51), and the resulting the estimated receiver (which is the predicted receiver image for the previous frame) The image is stored in frame buffer 44.

上述したように、フレームバッファ44への入力は推定受信機画像である。受信 機により受信される全てのデータを考慮したこの受信機画像はあるフレームのた めの再構成受信機画像に対応する。ライン64のフレームバッファからの出力画 像は、運動補償回路42がライン40の運動フィールド補間器38の出力に従っ て修正を行うところの画像である。運動補償器42の出力は、損失性圧縮器28 からの出力データ再構成の結果としての予測受信機画像を表わす。As mentioned above, the input to frame buffer 44 is the estimated receiver image. reception This receiver image takes into account all the data received by the receiver for a given frame. corresponding to the reconstructed receiver image. Output image from frame buffer on line 64 The image is determined by motion compensation circuit 42 according to the output of motion field interpolator 38 on line 40. This is an image of the correction being made. The output of motion compensator 42 is transmitted to lossy compressor 28 represents the predicted receiver image as a result of output data reconstruction from .

受信機21では、第3図を参照すると、チャンネルからのデータがチャネル復号 化回路70により復号化されそしてライン72の結果的に生ずる受信機誤差再構 成信号およびライン74の受信機の符号化運動信号表示がそれぞれ再構成回路7 6、運動補償器99および再構成回路78へ供給される。再構成回路76および 78はそれぞれ送信機により使用される符号の復号化を行い、後に詳述するよう に、送信機の再構成回路48および34により遂行される動作を招く。誤差再構 成回路76の出力は、ライン82の運動補償信号がライン84の誤差画像表示へ 加えられライン86の再構成受信機信号を発生する回復ループ80へ賦与される 。この信号は、ディジタル−アナログ変換回路90へ賦与されそしてここから視 聴のためモニター92へ賦与される。At the receiver 21, referring to FIG. 3, data from the channel is channel decoded. The resulting receiver error reconstruction on line 72 is decoded by The encoded motion signal representation of the receiver in line 74 and the encoded motion signal representation in line 74 are respectively transmitted to reconstruction circuit 7. 6, is supplied to the motion compensator 99 and the reconstruction circuit 78. Reconfiguration circuit 76 and 78 respectively perform decoding of the code used by the transmitter, and as detailed below. , which leads to the operations performed by the transmitter's reconfiguration circuits 48 and 34. error reconstruction The output of the component circuit 76 is such that the motion compensation signal on line 82 is sent to the error image display on line 84. is applied to a recovery loop 80 which generates a reconstructed receiver signal on line 86. . This signal is applied to a digital-to-analog conversion circuit 90 and viewed from there. It is given to the monitor 92 for listening.

運動再構成信号は、第2図の運動フィールド補間器38に対応する運動フィール ド補間器96により発生される。上述したように、運動フィールド補間器は、画 像の各画素について運動ベクトルを提供し、それゆλフレーム補間器が、受信フ レーム間の任意の選択される時間に画像がどのようなものであったかを正確に予 測するのを許容する。ライン86の再構成受信機画像は逐次フレームバッファ9 8に記憶されそして運動補償器9つへ供給され、しかしてこの運動補償器99は 運動フィールド補間器96からも信号を受信する。誤差修正のない予想受信機画 像を表わす運動補償器の出力は、送信機のライン51の信号に対応しそしてライ ン84の誤差再構成回路の出力との組み合わせのため加算器100へ供給される 第2図および第3図の送信機回路および受信機回路はたとえば、上述の米国特許 第4.727.422号および第4,816.914号に述べられているような 複数の方法で修正できる。送信機および受信機構造のこれら代替実施例は種々の 通信構成において適用できるけれども、エントロピー符号化格子閾値量子化符号 化装置に関係する本命最初に開示の本発明は、これら所定の送信機構成のうちの いずれが使用されるかに依存せずそれゆえ上述の標準的な送信機および受信機構 成との関係だけで述べる。The motion reconstruction signal is a motion field corresponding to motion field interpolator 38 of FIG. generated by a code interpolator 96. As mentioned above, the motion field interpolator A λ frame interpolator provides a motion vector for each pixel of the image, and a λ frame interpolator accurately predict what the image looked like at any selected time between frames. allow measurement. The reconstructed receiver image on line 86 is sequentially stored in the frame buffer 9 8 and fed to a motion compensator 9, so that the motion compensator 99 A signal is also received from a motion field interpolator 96. Expected receiver image without error correction The output of the motion compensator representing the image corresponds to the signal on line 51 of the transmitter and is supplied to adder 100 for combination with the output of error reconstruction circuit 84. The transmitter and receiver circuits of FIGS. 2 and 3 may be used, for example, in the above-mentioned US patents. 4.727.422 and 4,816.914. Can be fixed in multiple ways. These alternative embodiments of transmitter and receiver structures can be Although applicable in communication configurations, entropy-encoded lattice-threshold quantization codes The present invention, which is first disclosed and relates to an apparatus for Therefore the standard transmitter and receiver mechanisms described above, regardless of which one is used. I will only discuss the relationship with the development.

送信機および受信機回路の運動フィールド補間器(38,96)および送信機回 路の損失性圧縮器28は1989年7月18日発行のEr1cssonによる米 国特許第4,849,810号に詳細に述べられている。しかし、Er1css on特許にも開示されている損失性圧縮器46はそのエントロピー符号化格子閾 値量子化符号化方法の使用により修正される。したがって、損失性圧縮器はここ に詳細に説明する。Motion field interpolators (38, 96) in transmitter and receiver circuits and transmitter circuits The lossy compressor 28 of the It is described in detail in National Patent No. 4,849,810. However, Er1css A lossy compressor 46, also disclosed in the on patent, uses its entropy-encoded lattice threshold Modified by the use of value quantization encoding methods. So the lossy compressor is here will be explained in detail.

なお、本発明により有利に使用される適応フィルタおよび運動推定器は上述のE r1cssonの米国特許第4,849,810号にもまた開示されている。It should be noted that the adaptive filter and motion estimator advantageously used by the present invention are the above-mentioned E Also disclosed in US Pat. No. 4,849,810 to Rlcsson.

上述したように、損失性圧縮器46は入力として、ライン22の原非符号化儒号 とライン51の推定受信機画像を表わす信号を受け取る。損失性圧縮器46はこ れらの信号を使用し、これらの差を符号化し、そしてライン52に符号化誤差再 構成信号を出力する。この信号は運動補償システムによって適宜には補償されな いたいていの誤差を修正する。As mentioned above, lossy compressor 46 receives as input the original uncoded code on line 22. and a signal representing an estimated receiver image on line 51. The lossy compressor 46 is These signals are used to encode these differences, and the encoding error re-signal is input on line 52. Output configuration signal. This signal is not compensated accordingly by the motion compensation system. Correct most errors.

ここに第4図および第5図を参照すると、ライン51の推定受信機画像(「歪曲 」画像と呼ばれることが多い)およびライン22の原罪符号化画像はデシメーシ ョン回路502.504により4回の回数、縮減(デシメーション化)される( すなわち、後述するようにフィルター操作が行われそして副標本化が行われる) 。各縮減段階で、画像は水平方向および垂直方向の両方に2因子だけ副標本化さ れる。こうして、輝度画像について5つの水準の画像が、図示の実施例で、輝度 について256X240.128X120.64X60.32X30および16 X 15画素の解像度で得られる。異なる画像解像度の一組の画像は通常「解像 度ピラミッド」と呼ばれる。ピラミッドの基部はフル解像度の画像であり、ピラ ミッドの頂部は、図示の実施例では、16X 15ピクセル画像である。Referring now to FIGS. 4 and 5, the estimated receiver image ("distorted") on line 51 ” image) and the original sin encoded image on line 22 is decimated. The decimation circuits 502 and 504 reduce (decimate) the number of times ( i.e., filtering and subsampling are performed as described below) . At each reduction step, the image is subsampled by two factors both horizontally and vertically. It will be done. Thus, for the luminance image, five levels of images are available for the luminance image in the illustrated embodiment. About 256X240.128X120.64X60.32X30 and 16 Obtained with a resolution of X 15 pixels. A set of images with different image resolutions is usually referred to as “resolution”. It is called the degree pyramid. The base of the pyramid is a full resolution image and the pyramid The top of the mid is a 16×15 pixel image in the illustrated example.

類似の解像度ピラミッドが色画像のrIJおよび「Q」のクロミナンス要素につ いて形成される。しかし、以下の説明では、画像の輝度成分だけを説明する。同 様の装置および処理ステップが画像のクロミナンス成分に等しく適用できる。Similar resolution pyramids are used for the rIJ and “Q” chrominance components of color images. It is formed by However, in the following explanation, only the luminance component of the image will be explained. same Similar equipment and processing steps are equally applicable to the chrominance components of the image.

格子閾値量子化装置に従えば、歪曲画像と原罪符号化画像との間の画像差の符号 化が、解像度ピラミッドの頂部水準から底部水準へとレベルバイレベルベースで 符号化回路506により遂行される。プロセスは、何らの追加のビットもビデオ 伝送のために得られないときにその解像度で終了する。こうして、中庸の(mo derate)運動中、装置は標準的には256 X240ビクセルの底部すな わち基部水準に到達し、大きな運動中、符号化は128X120水準で停止し得 る。標準的には、シーンの変化中、装置はピラミッドにおいて伝送ビットを早く 使い切るかまたは数個のピラミッド水準間で利用可能なリストを分割する。こう して一般に、画像またはシーンの大きな変化が、詳細は後のフレームに入れられ た状態で、標準的には高位水準で最初記述される。According to the lattice threshold quantizer, the sign of the image difference between the distorted image and the original sin encoded image from the top level of the resolution pyramid to the bottom level on a level-by-level basis. This is performed by encoding circuit 506. Process the video without any additional bits End at that resolution when not available for transmission. In this way, moderation (mo (derate) During exercise, the device typically has a 256 x 240 pixel That is, when the base level is reached and during large movements, the encoding can stop at the 128X120 level. Ru. Typically, during scene changes, the device transmits bits early in the pyramid. Use up or split the available list between several pyramid levels. like this Generally, there are large changes in the image or scene, but the details are put into later frames. is typically first described at a high level.

詳述すると、エントロピー符号化格子閾値量子化(EC−LTQ)を使用する好 ましい階層的符号化装置によれば、符号化は、頂部水準、すなわち16x15画 像から開始する。In particular, we prefer using entropy-encoded lattice-threshold quantization (EC-LTQ). According to the preferred hierarchical encoding device, the encoding is done at the top level, i.e. 16x15 pixels. Start with the statue.

16X 15バージヨンの歪曲画像またはバックグラウンド画像が予測に使用さ れる。これは、いずれの追加の情報もない場合に受信機で生成される(縮減され た)画像に対応することを思い起こされたい。第6図を参照すると、この頂部水 準予測は原画像の16X 15の縮減頂部水準画像から差し引かれる。頂部水準 での誤差を表わす差分画像が量子化されそして量子化情報は受信機への伝送のた め符号器18へ差し向けられる。その後、量子化された差分画像は16X 15 水準で予測画像に加えられ、受信機もまたそれを生成するところの16X 15 再構成画像を形成する低位の水準では予測バージョンの画像は異なる態様で形成 される。本発明によれば、予測は高位水準再構成画像および現行レベルの歪曲画 像から以下のように導出される。16X 15 versions of distorted or background images are used for prediction. It will be done. This is generated at the receiver in the absence of any additional information (reduced ) Recall that it corresponds to images. Referring to Figure 6, this top water The quasi-prediction is subtracted from the 16×15 reduced top level image of the original image. top level The difference image representing the error in is quantized and the quantized information is transmitted to the receiver. is directed to the encoder 18. After that, the quantized difference image is 16X 15 16X 15 is added to the predicted image at the level and the receiver also generates it. At lower levels that form the reconstructed image, the predicted version of the image is formed differently. be done. According to the present invention, prediction is performed using a high-level reconstructed image and a current level distorted image. It is derived from the image as follows.

最初に、高位水準歪曲画像を補間し、それを現行水準歪曲画像から差し引くこと により補間誤差画像が導出される。結果的に生ずる歪曲補間誤差画像は本質的に 歪曲画像の空間的に高い周波数、すなわち高位水準画像に存在しない情報、を抽 出する。高位水準再構成画像は順次補間され現行水準に補間再構成画像を形成す る。Ik後に、歪曲補間誤差画像またはバックグラウンド画像は選択的に補間再 構成画像に加えられ、予測画像を発生する。First, interpolate the higher level distorted image and subtract it from the current level distorted image. An interpolated error image is derived. The resulting distorted interpolation error image is essentially Extracts spatially high frequencies in the distorted image, i.e., information that is not present in the high-level image. put out The high-level reconstructed image is sequentially interpolated to form an interpolated reconstructed image at the current level. Ru. After Ik, the distorted interpolation error image or background image is selectively re-interpolated. added to the constituent images to generate a predicted image.

同時継続出願第071521.976号に詳細に述べられているように、歪曲補 間誤差画像またはバックグラウンド画像が使用され、この場合、それは予測を改 善するがそれ以外は改善しない。これはブロックバイブロツクをベースにして決 定されそして決定は「サイド」情報として受信機へ送信される。Distortion compensation, as detailed in co-pending application no. 071521.976. An error image or a background image is used, in which case it modifies the prediction. It improves, but it doesn't improve anything else. This is determined based on block by block. and the decision is sent as "side" information to the receiver.

その後、この低位水準で差分信号を発生するステップは頂部水準でのステップと 同様である。すなわち、現行水準予測画像は現行水準原画像から差し引かれそし てその差分が量子化され、受信機へ伝送される。その後、量子化された差分はそ の水準で予測画像へ加えられ、新規な再構成画像を形成する。この手続は、底部 水準に到達するまで解像度ピラミッドを通じ繰り返される。底部水準の再構成画 像はその水準での出力画像であり、そしてそれは復号器により表示されるまさに その画像である。The step of generating a difference signal at this lower level is then the same as the step at the top level. The same is true. That is, the current level predicted image is subtracted from the current level original image. The difference is quantized and transmitted to the receiver. Then the quantized difference is level is added to the predicted image to form a new reconstructed image. This procedure is done at the bottom Iterates through the resolution pyramid until a level is reached. Bottom level reconstruction image is the output image at that level, and it is the very image displayed by the decoder. This is the image.

その画像はまた上述のように使用され、次のフレームのための歪曲画像を形成す る。送信機での歪曲画像の再構成は上述したように再構成回路48により遂行さ れる。That image is also used as described above to form the distorted image for the next frame. Ru. Reconstruction of the distorted image at the transmitter is performed by the reconstruction circuit 48 as described above. It will be done.

利用可能なビットの全てが、底部水準に到達する前に使用されてしまったならば 、低位水準での予測は依然として同様の態様で発生されるが、何らの符号化、す なわち何らの量子化差分情報も受信機へ送られない。その代わりに、最低位水準 での予測がその水準での出力または上述のように予測へ加えられ、そして結果は 頂部水準での(ライン522の)出力または再構成画像である。If all available bits have been used before reaching the bottom level , the low-level predictions are still generated in a similar manner, but without any encoding, That is, no quantized difference information is sent to the receiver. Instead, the lowest level The prediction at is added to the output at that level or the prediction as described above, and the result is The output or reconstructed image (at line 522) at the top level.

頂部水準予測誤差との関係で使用されるスカラー量子化装置516はゼロの周囲 にデッドゾーンを有する均等量子化装!である。それは、図示の実施例で、符号 を1ビツトでそして大きさを7ビツトで符号化する。大きさあるいは絶対値につ いての閾値(T(i))は以下に配置される。The scalar quantizer 516 used in relation to the top level prediction error is around zero. Uniform quantization system with dead zone! It is. In the illustrated embodiment, it is indicated by the symbol is encoded with 1 bit and the magnitude with 7 bits. Regarding magnitude or absolute value The threshold values (T(i)) are arranged below.

T(i)=i*T i=1.2、・・・、N (式1) 再構成レベル(R(i))は以下により定められる。T(i)=i*T i=1.2,...,N (Formula 1) The reconstruction level (R(i)) is defined by:

R(0) =O R(i)= (i+Delta*R)i=1.2、・・・、N(式2) それゆえ、Xの値、ここでXはT (k)よりも大きいが、T (k+1)より も小さい、が量子化装置インデックスクス値に割り当てられそして値R(k)を 有するとして受信機にて再構成される。量子化装置はゼロの周囲に対称的でもあ りそして絶対値がゼロに等しいT(1)よりも小さなとき全ての値をセットする 。R(0)=O R(i)=(i+Delta*R)i=1.2,...,N (Formula 2) Therefore, the value of X, where X is greater than T(k) but less than T(k+1) is also small, is assigned to the quantizer index value and the value R(k) is It is reconfigured at the receiver as having The quantizer may also be symmetric around zero. and set all values when the absolute value is less than T(1) equal to zero .

解像度ピラミッドの低位水準のために、予測画像は、次の高位水準からの出力画 像を同様の水準の歪曲画像と組合せることにより発生される。こうして、予測誤 差は、現行水率の原画像の差分を取ることにより形成される、差分画像は格子閾 値量子化装置を使用して符号化されそして量子化された差分は予測に加えられ、 現行水準に新規な出力画像を得る。Y、IおよびQ成分は3つの個別の画像とし て取り扱われる。For the lower levels of the resolution pyramid, the predicted image is the output image from the next higher level. generated by combining the image with a similar level of distortion. In this way, prediction errors The difference is formed by taking the difference of the original image of the current water rate, the difference image is a grid threshold The encoded and quantized difference using a value quantizer is added to the prediction, Obtain an output image that is new to current standards. Y, I and Q components as three separate images be treated as such.

低位水準をより詳細に考察すると、予測画像は現行水準の歪曲画像を出力と次の 高位水準からの歪曲画像とを組合せることにより発生される。詳述すると、歪曲 画像の補間誤差は、現行水準の歪曲画像524と(回路526により補間された )次の高位水準からの補間バージョンの歪曲画像を使用して発生される。その補 間誤差は、現行水準の歪曲画像と縮減されそして補間される同様の画像との差分 である。上述したように、それは、次高位水準画像を形成する縮減において喪失 された歪曲画像の詳細を包含する。次高位水準からの出力画像は補間回路527 で補間され現行水準の画像を得る。その後、ライン528の歪曲補間誤差または バックグラウンド画像は加算器530により補間出力画像へ条件付きで付加され 予測を形成する。すなわち、8X8ビクセルの各ブロックごとに、平方あるいは 2乗誤差が532に記憶された原画像と3つの可能な予測との間、すなわち、歪 曲補間誤差を包摂するそして包摂しない次高位水準からの補間出力画像とさらに バックグラウンド画像を包摂するそれとの間で決定される。Considering the lower level in more detail, the predicted image is a distorted image of the current level and the output of the next level. generated by combining the distorted image from a higher level. To elaborate, distortion The interpolation error of the image is the current level distorted image 524 and (interpolated by the circuit 526) ) is generated using an interpolated version of the distorted image from the next higher level. The supplement The interpolation error is the difference between the current level distorted image and a similar image that is reduced and interpolated. It is. As mentioned above, it is the loss in the reduction that forms the next higher level image. Contains details of the distorted image. The output image from the next higher level is the interpolation circuit 527 is interpolated to obtain the current standard image. Then, the distortion interpolation error on line 528 or The background image is conditionally added to the interpolated output image by adder 530. Form a prediction. That is, for each block of 8x8 pixels, a square or The squared error is between the original image stored in 532 and the three possible predictions, i.e. the distortion The interpolated output image from the next higher level that subsumes and does not subsume the interpolation error and further It is determined between that which subsumes the background image.

歪曲補間誤差の除去は予測のための歪曲画像のローパスフィルタリングと等価で ある。この有効フィルタリングプロセスはそれが予測誤差における有意な減少を 提供するすべてのブロック、すなわち運動補償が成功しなかったこれらブロック で、遂行される0図示の実施例でたとえば165などの重み付は因子を掛は合わ せた「曖昧化誤差」が歪曲補間誤差を使用する誤差よりも小さければ、「曖昧化 」と呼ばれるフィルタリングプロセスの結果がもたらされる。バックグラウンド 画像の使用は、非運動対象物の表示がたとえこれら対象物が短時間遮断されると きでさえ復号器により保持できるような長期間記憶と等価である。このバックグ ラウンドフレームは、有意な利得が他の選択を越えて実現されるときにだけ使用 されるべきである。それゆえ、その重み付は因子は「曖昧化」重みよりも20〜 25%程度大きい。Removal of distorted interpolation errors is equivalent to low-pass filtering of distorted images for prediction. be. This effective filtering process shows that it results in a significant reduction in prediction error. All blocks that provide, i.e. those blocks where motion compensation was not successful In the example shown, the weighting, for example 165, is carried out by multiplying the factors. If the "disambiguation error" created by using the distortion interpolation error is smaller than the error using ” results in a filtering process called ``. Background The use of images allows the display of non-moving objects even if these objects are briefly occluded. This is equivalent to long-term storage that can be maintained by a decoder. this bag Round frames should only be used when significant gains are realized over other choices. It should be. Therefore, the weighting is such that the factor is 20~ About 25% larger.

曖昧およびバックグラウンド情報は各8X8ブロツクごとに1または2ビツト( 3状態)ワードを発生する。Ambiguity and background information is 1 or 2 bits per each 8x8 block ( 3 state) generates a word.

これは運動ベクトルフィールド符号化で使用される方法と類似しそしてこれら2 ビツトが以下の2つの質問に「答える」。This is similar to the method used in motion vector field encoding and these two Bittu will “answer” the following two questions.

a)装置は現行の(8X 8)ブロックを曖昧化するか?b)もし曖昧化が遂行 されなければ、歪曲予測またはバックグラウンド画像が使用されるべきか?たと えば、1が曖昧化を指示しそしてゼロが非曖昧化を指示する。情報は、上述した ように、算術符号器534を使用して符号化され、そして各ワードが1ビツトだ けを包含するので、ひとたび「曖昧場所地図」が符号化されれば、非ゼロ値を符 号化する必要はない。a) Does the device obfuscate the current (8×8) block? b) If obfuscation is carried out If not, should distortion prediction or background images be used? and For example, 1 indicates disambiguation and zero indicates disambiguation. The information is mentioned above is encoded using arithmetic encoder 534, and each word is one bit. Therefore, once the “ambiguous place map” is encoded, non-zero values cannot be encoded. There is no need to encode it.

曖昧情報のために所定の算術符号器534は6つのバイナリ変数を使用し、32 個の状態の内の一つを対応する確率で選択する。バイナリ変数は同様の水準にブ ロックを隣接するための以前に符号化された4つの曖昧化ワードと、高位水準隣 接要素、すなわち現行ブロックに対応する、次高位水準のブロックのための曖昧 化ワードである。こうして、符号器は、−水準での曖昧化が低位水準へ伝搬する という事実の明示の使用を行わず、その代わりにこの関係は非ゼロ高位水準隣接 要素を有する種々の状態のための確率に反映される。For ambiguity information, a given arithmetic encoder 534 uses six binary variables, 32 select one of the states with the corresponding probability. Binary variables are blocked to similar levels. The four previously encoded obfuscation words for adjacent locks and the high-level adjacent Ambiguity for the next higher level block that corresponds to the contact element, i.e. the current block. It is a popular word. Thus, the encoder ensures that the disambiguation at the − level propagates to lower levels. We do not make explicit use of the fact that reflected in the probabilities for various states with elements.

予測誤差それ自身は格子量子化装置536により符号化される。こうして、各水 準で、Y、1右よびQmm酸成分3つの個別の画像として取り扱われる。各水準 ごとに発生されるそれぞれの異なる画像はこうして4X2ビクセルのブロックに 分割される。各ブロックは「ベクトル」となりそして、最初、最近接点を決定し その後、以下に詳細に述べるように、この点を割り出すことにより格子量子化に より符号化される。The prediction error itself is encoded by a lattice quantizer 536. In this way, each water In the standard, the Y, 1 right and Qmm acid components are treated as three separate images. Each level Each different image generated at each time is thus divided into blocks of 4x2 pixels. be divided. Each block becomes a "vector" and first determines the nearest point This point is then determined for lattice quantization, as detailed below. more encoded.

残余の水準は、後述のように好ましい実施例において画像データが符号化される ことを除いて、(30X32)水準で適用される手続の使用と、要素524.5 26.527と加算器538および要素530.534および536の等個物の 使用により符号化できる。The residual level is such that the image data is encoded in the preferred embodiment as described below. except that the use of procedures applied at the (30X32) level and element 524.5 26.527 and adder 538 and elements 530.534 and 536 are equal pieces. Can be encoded by use.

開示のエントロピ符号化格子閾値量子化はEr1cssonの米国特許第4.8 49,810号に開示のベクトル量子化と置換する。ベクトル量子化(VQ)符 号化とエントロピ符号化格子閾値量子化符号化とを比較すると、我々は、シャノ ンの理論から、最適指定されたベクトル量子化符号表の寸法および次元が増大す るに応じて、その性能は、エントロピ符号化の必要性なしに、動作上の歪−レー ト境界に接近することを知る。しかしベクトル量子化プロセスの複雑さもまた境 界なしに発展しそして中程度の複雑さでさえ良好な性能を得るために賢い方法が 使用されねばならない、シャノンの考えで最適である格子量子化装置は、本発明 以前には、少数のソースおよび次元についてのみ知られていた。たとえば、6角 形格子が2次元で独立の同等に分配された均等なソースにとって最適である。そ れは、矩形の格子が、独立の同等分配ラブラシアンンースについて良好に働くこ ともまた分かっている。The disclosed entropy-encoded lattice-threshold quantization is described in U.S. Patent No. 4.8 to Erlcsson. 49,810. Vector quantization (VQ) code Comparing the entropy-encoded lattice-threshold quantization encoding and the entropy-encoded lattice threshold quantization encoding, we From the theory of Depending on the performance of know that the target boundary is approaching. However, the complexity of the vector quantization process also limits A clever way to evolve without boundaries and obtain good performance even at moderate complexity. The lattice quantizer that must be used, which is optimal according to Shannon's idea, is the one according to the present invention. Previously, only a small number of sources and dimensions were known. For example, hexagonal The shaped grid is optimal for independent, equally distributed, uniform sources in two dimensions. So This shows that a rectangular grid works well for independent, equidistributed Labrasian unification. I also understand.

一般に、高い球形充填密度を有する格子が、符号化レートが高くかつ効率よいエ ントロピ符号化がインデックス伝送に使用されれば、独立同等分配ソースについ て良好に働くことを見8すことができる。低レートでそして本出願で開示される ようなメモリを具備したソースについて良好な性能を実現することは捕捉し難い 目標である。In general, a lattice with a high spherical packing density provides a high encoding rate and efficient performance. If entropy coding is used for index transmission, it is possible to It can be seen that it works well. at a low rate and disclosed in this application Achieving good performance for sources with such memory is elusive. That's the goal.

エントロピ一 本発明によれば、種々のデータソースのために広範なデータレートにわたる最適 な性能が多次元格子の使用によりはじめて得られる。好ましい符号化構造体は第 10図に図示のエントロピ符号化格子閾値量子化装置(EC−LTQ)と呼ばれ る9本発明の好ましい実施例は、最も高い既知の球充填密度を有する8次元格子 、E−8格子を使用する。entropy one According to the present invention, the optimal This performance can only be obtained by using a multidimensional grid. The preferred encoding structure is It is called an entropy-encoded lattice threshold quantizer (EC-LTQ) and is shown in Figure 10. 9 A preferred embodiment of the present invention is an 8-dimensional lattice with the highest known sphere packing density. , using an E-8 grid.

Er1cssonによる米国特許第4,849,810号に開示のベクトル量子 化装置は、学習期間中その符号器をその復号器のためにそしてその復号器をその 符号器のために逐次最適化し、標準的にはエントロピ符号化など別途の符号化を 必要としない(大域的でないが)局部的最適設計を結果することにより、(おそ ら(測定されないけれども)ある所定の確率密度関数(pdf)について設計さ れる。他方、たいていの格子量しか装置はメモリなし確率密度関数についてのみ 最も良好に働く、ところが、最も簡単な1次元格子(Z−1または均等量子化装 置)は、スカラー量子化装置のG15h−Pierce性能境界に接近するだけ でなくこれを達成することさえ可能であることが分かった、非常に良好な性能が 、量子化装置の再構成値についての各Voronoi領域の重心の使用(第9図 )そして均一閾値量子化装置と効率のよいエントロピコードとの結合(第10図 )により得られる。所定の歪−レート動作点は量子化装置のステップ寸法により 固定される。Vector quantum as disclosed in U.S. Pat. No. 4,849,810 by Erlcsson The encoder converts the encoder to the decoder and the decoder to the decoder during the training period. Optimize sequentially for the encoder, typically using separate encoding such as entropy encoding. (possibly) by resulting in a locally optimal (though not globally) are designed for some given probability density function (pdf) (although not measured). It will be done. On the other hand, most lattice quantities only have memoryless probability density functions. The simplest one-dimensional lattice (Z-1 or uniform quantizer) works best, but ) approaches the G15h-Pierce performance boundary of the scalar quantizer. It turns out that it is even possible to achieve this, with very good performance. , the use of the centroid of each Voronoi region for the reconstructed values of the quantizer (Fig. ) and the combination of a uniform threshold quantizer and an efficient entropy code (Fig. ) is obtained. The predetermined strain-rate operating point depends on the step size of the quantizer. Fixed.

本発明のエントロピ符号化格子閾値量子化装置は、均一閾値量子化装置をベクト ルケースヘ一般適用する。上述したように、本発明によれば、E−8格子がソー スを符号化するのに使用されそして個別の最適復号器がそのために指定される。The entropy-encoded lattice threshold quantizer of the present invention is a vector-based uniform threshold quantizer. Generally applicable to cases. As mentioned above, according to the present invention, the E-8 grid and a separate optimal decoder is designated for that purpose.

符号器出力は近傍最適エントロピコードの使用により符号化される。復号器は、 ソース確立密度関数および歪の尺度が与えられると、各格子点のvOronoi 領域ごとに一つの重心の計数可能な重心の組からなる。The encoder output is encoded by using a neighborhood optimal entropy code. The decoder is Given the source probability density function and strain measure, vOronoi of each grid point is It consists of a countable set of centroids, one centroid per region.

格子閾値量子化装置の性能はスカラ量子化装置のG15h−Pierce境界と シャノンの動作歪−レート境界との間にある。エントロピ符号化格子閾値量子化 装置はいずれの格子についても組み込まれるけれども、エントロピ符号化格子閾 値量子化の性能は、使用される所定格子に比較的依存せず、それゆえ、最も簡単 なn次元格子、n次元立方(またはZ−n)格子でさえも、より複雑であり密度 の高いE−8または24次元Leech格子と同程度に作用できる。The performance of the lattice threshold quantizer is similar to the G15h-Pierce boundary of the scalar quantizer. between Shannon's operating strain-rate boundary. Entropy-encoded lattice threshold quantization Although the device is incorporated for either lattice, the entropy-encoded lattice threshold The performance of value quantization is relatively independent of the given rating used and is therefore the simplest n-dimensional lattices, even n-dimensional cubic (or Z-n) lattices, are more complex and denser. It can function as well as a high E-8 or 24-dimensional Leech grating.

たとえエントロピ符号化格子閾値量子化がベクトル量子化の歪−レート性能を達 成できな(とも、ベクトル量子化よりもエントロピ符号化格子閾値量子化を好む い(つ化の理由が存する。第1に、従来のベクトル量子化符号表は有限であるの で、すべての符号ベクトルをそのなかに包摂する超球が存在する。超球の外側に 存在するソースベクトルが標準的には低確率を有しそしてベクトル量子化の平均 歪にほとんど何も付加しないが、それにも拘らず、それらは、滅多に起こらない が容易に知覚されかつ目障りな人為的所産物として復号器の出力に出現する相当 な瞬間的歪を招く、たとえば、画像符号化において、ベクトル量子化のオーバロ ードは容易に知覚される局所化された曖昧化あるいは粗粒化を招き、音声符号化 においては、それは瞬間的であるが聴取し得る歪を招く。格子量子化装置は、任 意に大きなエネルギーを有するソースベクトルでさえも格子の点近傍に依然とし て配置されているので、何らのオーバロード領域も有しない。Even if entropy-encoded lattice-threshold quantization achieves the distortion-rate performance of vector quantization, (and prefer entropy-encoded lattice-threshold quantization to vector quantization) There are reasons for this. First, the conventional vector quantization code table is finite. So, there exists a hypersphere that encompasses all code vectors. outside the hypersphere The source vectors present typically have low probabilities and the average vector quantization They add little to distortion, yet they rarely occur. appears in the output of the decoder as an easily perceptible and obtrusive artifact. For example, in image coding, vector quantization overflow can cause instantaneous distortion. code leads to easily perceptible localized obfuscation or coarse graining, which affects speech coding. , it causes momentary but audible distortion. The lattice quantizer is Even a source vector with a particularly large energy still remains near a point on the lattice. Since it is arranged as follows, it does not have any overload area.

格子量子化装置が、特に、時折の瞬間的な高レートを必要とするソース符号化装 置の感知性能を改善する。Lattice quantizers are particularly useful for source coding systems that require occasional high rates. improve the sensing performance of the

第2に、格子のための高速符号化方法がありそして他の方法が特に高い球充填密 度を有する格子(たとえばE−8および24次元Leech格子)のために絶え ずめられている。これらの方法は所与のソースベクトルに最も近い格子中に単一 点を配置することにより最適符号化を遂行する。対照的に、ベクトル量子化のた めのたいていの高速符号化方法が、ベクトル量子化の有限符号表の次善サーチを 遂行するか、または最適符号化を達成するために、標準的には符号表それ自体を 記憶するのに必要とされるよりも相当に大きなメモリを要求するかのいずれかで ある。Second, there are fast encoding methods for lattices and other methods especially for high sphere packing densities. For gratings with degrees (e.g. E-8 and 24-dimensional Leech gratings) It is packed. These methods find a single vector in the grid closest to a given source vector. Perform optimal encoding by arranging points. In contrast, vector quantization Most fast encoding methods rely on suboptimal search of a finite codebook for vector quantization. The codebook itself is typically either require significantly more memory than is needed to store be.

第3に、ソースからメモリの相当量を削除する良好な予測子を有すると仮定し、 量子化装置のソースモデルな(必然的にi、i、d、ではないけれども)ピーク 確率密度関数へ変換することは、最も蓋然性のあるソースベクトルを最適に符号 化するためにのみ複雑性とメモリとを消賀しそして頻度の小さな孤立値のために 簡単な次善符号化技術を残すことにより、非常に良好な歪−レート性能がエント ロピ符号化格子閾値量子化装置により得られる。これは、開示のリアルタイムビ デオ圧縮などエントロピ符号化格子閾値量子化の実用性のある実施のために重要 である。本発明の好ましい実施例はE−8格子についてこれを達成する一つの新 規な方法を示す。Third, assuming we have a good predictor that removes a significant amount of memory from the source, The source model (though not necessarily i, i, d) peaks of the quantizer Converting to a probability density function optimally encodes the most probable source vector. only to eliminate complexity and memory and for small isolated values of frequency Very good distortion-rate performance can be achieved by leaving a simple suboptimal encoding technique obtained by a Lopi coded lattice threshold quantizer. This is a real-time view of disclosures. Important for practical implementation of entropy-encoded lattice-threshold quantization such as video compression. It is. The preferred embodiment of the present invention is a novel system that accomplishes this for the E-8 grid. show the standard method.

本発明の好ましい実施例においてエントロピ符号化格子閾値量子化が閉ループピ ラミッド画像圧縮方法に適用されるけれども、開示のエントロピ符号化格子閾値 量子化技術は開ループピラミッド画像圧縮、従来のサブバンドおよび変換面@お よび音声符号化ならびにベクトル量子化を使用する他のいずれの仮想的な圧縮技 術にも等しく適用できる。In a preferred embodiment of the invention, entropy-encoded lattice-threshold quantization is performed using closed-loop The entropy-encoded lattice threshold of the disclosure, although applied to the RAMID image compression method. Quantization techniques include open-loop pyramid image compression, conventional subband and transform surfaces @ and any other hypothetical compression technique using speech coding and vector quantization. It can equally be applied to techniques.

E−8のためのエントロピ、1 値 本発明による階層的な圧縮のためのエントロピ符号化格子閾値量子化の好ましい 実施例はE−8格子を使用しそして本発明の装置および方法はこの格子について エントロピ符号化格子閾値量子化を効率よ〈実施する方法を提供する。Entropy for E-8, 1 value Preferred entropy-encoded lattice-threshold quantization for hierarchical compression according to the present invention The examples use an E-8 grid and the apparatus and method of the invention is applied to this grid. A method for efficiently implementing entropy-encoded lattice threshold quantization is provided.

E−8格子は、一つのD−8格子とベクトル0.5★(11111111)によ り並進(translate)される別のDし、インデックスをエントロピ符号 化し、インデックス−8格子との結合からなる。D−8格子は合計が偶数になる 整数要素を具備する全部で8次元のベクトルからなる。たとえば、(1−300 0000)はD−8格子の一点であり、(11100000)はそうではない、 変換ベクトルもまた合計が偶数であるから、E−8格子中のすべての点の成分は 合計が偶数である。E−8格子はすべてゼロのベクトルを含むことにも注意され たい。The E-8 lattice is composed of one D-8 lattice and the vector 0.5★ (11111111). another D that is translated and the index is an entropy code and consists of a combination with an index-8 lattice. D-8 lattice has an even total It consists of a total of eight dimensional vectors with integer elements. For example, (1-300 0000) is a point on the D-8 lattice, (11100000) is not, Since the transformation vector also has an even sum, the components of all points in the E-8 grid are The sum is an even number. Note also that the E-8 lattice contains all zero vectors. sea bream.

E−8格子中のすべての点は、それらのL−2ノルムの値(2乗の和)により殻 あるいはシェルにグループ化でき、ここで殻の数はL−2ノルムと一緒に増大す る。All points in the E-8 lattice are defined by the value of their L-2 norm (sum of squares). Alternatively, they can be grouped into shells, where the number of shells increases with the L-2 norm. Ru.

すべてゼロのベクトルはゼロのノルムを有する唯一の格子点であり、そして、そ れは殻0を構成する。2.0のL−2ノルムを有する240個の点があり、これ らの点は殻1を構成する。それぞれが4.0のL−2ノルムを有する2160個 の点が殻2にある(以下同様)。たとえばここに述べた標準的なピラミッドビデ オ符号化応用について、確率密度関数は非常に「尖頭」的であり、ソースベクト ルの90%以上が殻0にある。残余の10%、大雑把に80%〜90%またはそ れ以上、が殻1および殻2にあり、殻1および殻2を効率よく符号化するのは価 値あるが、殻3およびそれ以上についてより簡単な方法が使用されるのを可能な らしめる。An all-zero vector is the only grid point with a norm of zero, and This constitutes shell 0. There are 240 points with L-2 norm of 2.0, which These points constitute shell 1. 2160 pieces each with L-2 norm of 4.0 The point is in shell 2 (and so on). For example, the standard pyramid bidet mentioned here For coding applications, the probability density function is very “spiky” and the source vector More than 90% of the cells are in shell 0. 10% of the remaining amount, roughly 80% to 90% or so are in shell 1 and shell 2, and the efficient encoding of shell 1 and shell 2 is the value value, but allows simpler methods to be used for shells 3 and above. make it look like

エントロピ符号化格子間(if子化プロセスは5つのステップで遂行される。ソ ースベクトルを最も近い格子点へ量子化し、格子点を単一格子インデックスへ符 号化スペクトルに最も近いものを識別するために、我々は、る、さらに、もし丸 め誤差Rnが負でなければ(≧○)、座標が丸められるようが截頭されようが同 様の値が得られる。もしRnが負であれば、截頭値は丸められた値よりも小さい lである。これらの事実を組合せると、丸め座標および截頭座標の合計の奇偶性 は、もしR1−R2″・・・−R8≧0(ここで(′)は排他的論理和操作を意 味する)であればそしてこのときだけ、同じである。The entropy-encoded interlattice (if childization process is performed in five steps. quantize the base vector to the nearest grid point and sign the grid point to a single grid index. To identify the closest one to the encoded spectrum, we furthermore, if round If the error Rn is not negative (≧○), it is the same whether the coordinates are rounded or truncated. You can get similar values. If Rn is negative, the truncated value is less than the rounded value It is l. Combining these facts, the odd-evenness of the sum of rounded and truncated coordinates is, if R1-R2''...-R8≧0 (here (') means exclusive OR operation). taste), then only then is it the same.

もし排他的論理和操作は負の値を生ずれば、丸め座標の奇偶性は截頭座標のそれ と反対となる。丸めの場合と截頭に1/2を加えた場合の両方の奇偶性は截頭値 とR1″R2−・・・−R8の和だけを計算することにより検査できる。If the exclusive OR operation yields a negative value, the parity of the rounded coordinates is that of the truncated coordinates. The opposite is true. Oddity in both cases of rounding and adding 1/2 to the truncated value is the truncated value This can be checked by calculating only the sum of and R1''R2-...-R8.

最後に、截頭と1/2の加算とにより得られる最も大きな絶対値誤差は丸め動作 により得られる最も小さな絶対値誤差を有する座標について生ずる。誤差の符号 は、最近接格子点の座標へ移動するためには、rIjが加算または減算されねば ならないかどうかを示す。もし座標が変化されれば、その対応する誤差項(Rn またはTn)もまた以下のようにして更新されねばならない。もし丸め座標が変 化したならば、 Rn(新)=2★[Rn (古)]−1一方、もし截頭および1/2加算座標が 変化したならば、その対応するRnに対する影響は Rn(新)=2★[Rn(古)〕 である。Finally, the largest absolute value error obtained by truncating and adding 1/2 is due to the rounding action. occurs for the coordinate with the smallest absolute value error obtained by . sign of error To move to the coordinates of the nearest grid point, rIj must be added or subtracted. Indicates whether or not the If the coordinates are changed, its corresponding error term (Rn or Tn) must also be updated as follows. If the rounding coordinates change If it becomes Rn (new) = 2★ [Rn (old)] - 1 On the other hand, if the truncated and 1/2 addition coordinates are If it changes, its corresponding effect on Rn is Rn (new) = 2★ [Rn (old)] It is.

インデックスの、およ 、1饗 の ハソースベクトルに最も近いE−8格子点 を見出したので、その点は受信機に明瞭に識別されねばならない、我々は、8次 元ブロックのベア(ここで、それぞれのベアはビクセルからなる4X4ブロツク を形成する)において行う、我々は、最初、各4×4ブロツクごとに1ビツトの ビットの配列を発生し、この場合、ブロックに対応する格子点の両方が殻Oに属 すれば、ビットはゼロであり、一つまたはそれ以上の格子点が殻O以外の殻に属 するのであればビットは1である。この配列中、最も高い解像度水準、すなわち 256X240水準、にて孤立されたものがゼロにセットされ、「ポツピング」 効果を限定する。算術符号化がこの情報を符号化するのに使用される。The E-8 lattice point closest to the index and the 1st order of hash vectors Since we have found that the point must be clearly identified to the receiver, we have the 8th order Bears in the original block (where each bear is a 4X4 block consisting of pixels) ), we first create one bit for each 4x4 block. generate an array of bits, in which both grid points corresponding to the block belong to shell O. then the bit is zero and one or more lattice points belong to a shell other than shell O. If so, the bit is 1. In this array, the highest resolution level, i.e. At the 256X240 level, isolated items are set to zero and "popping" Limit the effect. Arithmetic encoding is used to encode this information.

配列の残余の「1」それぞれについて、我々は対応ブロックで両方の格子点のた めに股の数を共同でハフマン符号化する。たいていのソースベクトルは殻1また は殻2へ符号化するので、我々は、4つの場合、殻0、殻1、殻2および殻3ま たはそれ以上、だけを考える。我々はすでに、少くとも一つの格子点は股Oの外 側にあり、15個の可能性があることを知っているので、我々は15個のハフマ ン符号の表を使用する。For each remaining ``1'' in the array, we The number of legs is jointly Huffman encoded. Most source vectors are shell 1 or encodes into shell 2, so we have four cases: shell 0, shell 1, shell 2 and shell 3. or more. We have already determined that at least one grid point is outside the crotch O. side and we know there is a possibility of 15, so we have 15 hafmas. Use a table of sign codes.

我々は、次に、どのようにして、受信機が識別された殻で所定の点を見出すかを 述べる。殻Oにはただ一つの点だけがあるので、何らの格子インデックスも送ら れる必要はない。もし点が殻lまたは殻2にあれば、以下に述べる手続は受信機 に対して所定の点を識別させ、対称性を利用して、関連の重心および確率分布に 必要とされる記憶を減するのに使用される。920個の重心だけが殻lおよび殻 2の2400個の点に対して必要とされる。残余は配列である。同様の重心の配 列を有する格子点が都合がよいことに同様のソース確率を有し、「親」の重心ご とに一つの重心と一つのハフマンコードという、920個のハフマンコード(好 ましいエントロピ符号化方法)だけが記憶される。受信機は殻格子点の膜数を知 るので、好ましい実施は事実上2組のハフマン符号表、一方の表は殻1について 120個のコードを包摂し、他方は殻2について800個のコードを包含する、 を使用する(各組から一つの表が、ソースベクトルのエネルギーの使用ステップ 寸法に対する比を計算することにより選択される。これは我々をして格子点を適 応符号化するのを可能にする)。最後に、もし点が殻3またはそれ以上にあれば 、我々は、通常は、データのベアを共同してハフマン符号化することにより、点 の座標をはっきりと伝送する。We then explain how the receiver finds a given point in the identified shell. state Since there is only one point in shell O, we cannot send any lattice index. There is no need to be If the point is in shell I or shell 2, the procedure described below Identify a given point for , and use symmetry to find the associated centroid and probability distribution. Used to reduce memory required. Only 920 centroids are shell l and shell 2 for 2400 points. The remainder is an array. similar center of gravity Conveniently, grid points with columns have similar source probabilities and 920 Huffman codes (preferably only the best entropy encoding method) is stored. The receiver knows the number of shell lattice points. Therefore, the preferred implementation is effectively two sets of Huffman code tables, one table for shell 1. 120 codes and the other for shell 2 contains 800 codes, (one table from each set shows the energy usage step of the source vector) Selected by calculating ratios to dimensions. This allows us to apply the grid points ). Finally, if the point is in shell 3 or higher , we usually calculate the points by jointly Huffman encoding the bare data. clearly transmits the coordinates of

図示の実施例によれば、格子点のエネルギーは計算できそしてその殻は識別され る。それぞれの8次元格子点はビクセルの2列×4行ブロックに対応する。殻3 またはそれ以上の点ついて、共同符号化座標ベアを調整するのに十分な列間相関 がある。格子点の空間関係を以下のにょうに指示すると、 ×0×4 ×1×5 ×2×6 ×3×7 点のベア(xQ、×4)、(×1、×5)、(×2、×6)および(×3、×7 )が共同符号化される。(もしベアがある所定のダイナミックレンジを越えれば 、それらは個別に符号化される。さらに、座標の範囲を厳しく制限し、必要とさ れるハフマン表の寸法を制限することも必要である)。受信機では、後述するよ うに、格子点は格子座標、ステップ寸法および減衰因子の積を取ることにより再 構成される。According to the illustrated embodiment, the energy of a lattice point can be calculated and its shell identified. Ru. Each 8-dimensional grid point corresponds to a 2 column by 4 row block of pixels. shell 3 or more, with sufficient inter-column correlation to adjust the jointly encoded coordinate bear. There is. If we specify the spatial relationship of the grid points as shown below, ×0×4 ×1×5 ×2×6 ×3×7 Bear points (xQ, x4), (x1, x5), (x2, x6) and (x3, x7 ) are jointly encoded. (If the bear exceeds a certain dynamic range , they are encoded separately. In addition, the range of coordinates is strictly limited and (It is also necessary to limit the dimensions of the Huffman table that can be used.) The receiver will be explained later. Similarly, the grid points are reconstructed by taking the product of the grid coordinates, step size and damping factor. configured.

殻1および殻2は、計算確率に基いてハフマンコードを使用し符号化される。直 接的な実施方法が240q個の8次元重心と2400個のハフマンコードを、2 つの殻の2400点について記憶することであろう、しかし、点間の対称性への 注目により、相当な記憶要素が節約できるつ詳述すると、我々は点の半分が他の 半分の反対であることに注意する。我々は反対極性を有するベア(すなわち、そ れは極対称性を呈示する)に注目する。残りのものの多くは、以下の、列、行の 交換または列および行両方の交換により形成される互いの交換である。Shell 1 and Shell 2 are encoded using Huffman codes based on calculated probabilities. straight The direct implementation method uses 240q 8-dimensional centroids and 2400 Huffman codes as 2 2400 points in one shell, but the symmetry between the points Attention saves a considerable memory element. To elaborate, we know that half of the points are Note that it is the opposite of half. We have a bear with opposite polarity (i.e. Note that this exhibits polar symmetry). Much of the rest is below, columns, rows. A mutual exchange formed by an exchange or an exchange of both columns and rows.

XO×4 ×4 XO×3 ×7 ×7 X3×1×5または×5×1または× 2×6または×6×2x2 x6 x6 x2 xl x5 x5 xIX3  X7 X7 X3 XOX4 X4 XO(原) (列交換) (行変換) ( 両方交換)これは、BakerおよびBudgeにより提案される平均反射型残 留ベクトル量子化装置の符号表寸法を減するのに使用される。XO×4 ×4 XO×3 ×7 ×7 X3×1×5 or ×5×1 or × 2×6 or ×6×2x2 x6 x6 x2 xl x5 x5 xIX3 X7 X7 X3 XOX4 X4 XO (original) (column exchange) (row conversion) ( (both exchanged) This is the average reflective residual proposed by Baker and Budge. It is used to reduce the codebook size of the residual vector quantizer.

我々は、格子点にE−8の逆発生行列を掛は合わせそして各成分のモジュロ2を 取ることにより見出される数である格子点の8ビツトグループ数(GN)を最初 計算することによりこれら対称性を識別する。行列は以下の通りである。We multiply the lattice points by the inverse generation matrix of E-8 and then calculate the modulo 2 of each component. The 8-bit group number (GN) of the grid point, which is the number found by taking Identify these symmetries by calculating. The matrix is as follows.

を有するので、それらのいずれの一つに行列を掛は合わせても、値が2乗ノルム に等しい非ゼロ成分を一つだけ256個の可能なグループ数(GN)の中で、( ゼロの値を有する)−グループ数は全部Oの殻0の格子点に対応し、120個は それぞれ殻1の240個の格子点の2つに対応しそして残りの135個は殻2の 2160個の点に対応する。−格子点およびその反対は同様のグループ数を生ず ることは明かである。こうして、殻1についての120個のグループ数のそれぞ れは一つの格子点およびその反対に対応する。綿密な検査が、殻2についての1 35個のグループ数のそれぞれは正確に16個の格子点に対応し、そのうちの8 つが他の8つの反対であることを明かにする。8つからなる各グループもまた相 互に直交しそれゆえ以下の方法がそれらを割出すのに使用できる0行列の一列と して各点a (i) T (i =O11、・・・、7を使用し8×8行列を形 成する(ここで、Tは転!行列を示し、そしてベクトルa(i)はi番目の8次 元格子点である)。点は直交しそして同様のノルムるとして)が存在するかを知 る。最後に、反対極性を有する格子ペアと一種類の対称性により関連付けられる べ有するベクトルを生ずる。以下の二次形式は0と7との間のインデックスを生 ずる。, so even if you multiply any one of them by a matrix, the value will be square norm Among the 256 possible group numbers (GN), with only one nonzero component equal to ( (having a value of zero) - the number of groups all correspond to the lattice points of shell 0 of O, and 120 are Each corresponds to two of the 240 grid points in shell 1 and the remaining 135 in shell 2. Corresponds to 2160 points. − Grid points and their opposites give rise to similar numbers of groups. It is clear that Thus, each of the 120 group numbers for shell 1 This corresponds to one grid point and vice versa. Closer inspection reveals that shell 2 Each of the 35 group numbers corresponds to exactly 16 grid points, of which 8 reveals that is the opposite of the other eight. Each group of eight also The columns of the 0 matrix are mutually orthogonal and therefore the following method can be used to determine them. Then form an 8x8 matrix using each point a (i) T (i = O11, ..., 7) (here, T denotes the transformation matrix, and the vector a(i) is the i-th 8th order is the original grid point). (assuming that the points are orthogonal and have similar norm) Ru. Finally, it is related by a type of symmetry to lattice pairs with opposite polarities. yields a vector with The following quadratic form yields an index between 0 and 7. Cheating.

C★[12345678] 1 a(4)T l a(i)ここで、Cは、任意 の点a(i)についての2乗ノルムの逆数である。この計算は、予めCと[23 4s 6781行ベクトルと8×8行列とを掛は合わせることにより簡単化でき 、単一の8次元行ベクトルを生ずる。内積の結果は0を除(−8と8との間の単 一インデックスである。こうして、135個の行ベクトルだけが殻2の格子点に ついて格納されればよい。殻2の135個のグループ数のうち、65個のものの 格子点が単に極対称性を共用し、他の70個のグループ数のもののうち、他の4 つとの極対称性に加えて正確に一つの型の交換対称性を共用する4つの点だけか ら事実上構成される(行または列のいずれかまたは行/列交換)。グループ数を 知ることで受信機はこれらの対称性のうちのいずれ(もしあれアとは同様の確率 を有するので、我々は、それぞれの極性および対称性ごとに一つの重心および一 つの確率だけを必要とする。我々は、920個の重心および確率の総計について 、殻1について120をそして殻2について(65*8+70*4)=800を 必要とする。C★ [12345678] 1 a (4) T l a (i) where C is any is the reciprocal of the square norm for point a(i). This calculation is performed in advance with C and [23 4s The multiplication of the 6781 row vector and the 8x8 matrix can be simplified by combining them. , yielding a single 8-dimensional row vector. The result of the dot product is divided by 0 (a unit between -8 and 8). One index. Thus, only 135 row vectors are located at the grid points of shell 2. It suffices if it is stored accordingly. Of the 135 groups in shell 2, 65 of them The lattice points simply share polar symmetry, and among the other 70 group numbers, the other 4 Are there only four points that share exactly one type of exchange symmetry in addition to polar symmetry with one? (either rows or columns or row/column exchange). number of groups Knowing which of these symmetries (if any, the receiver has a similar probability) , we have one centroid and one centroid for each polarity and symmetry. Only two probabilities are needed. We have for the 920 centroids and the total probability , 120 for shell 1 and (65*8+70*4)=800 for shell 2. I need.

インデックスのエントロピ および′。The entropy of the index and ′.

我々は、殻1および殻2それぞれの格子点を、(当技術分野でよ(知られている ハフマン符号化を使用し)そのグループ数をエントロピ符号化しそして点の極性 について(エントロピ1を有する)1ビツトを送ることにより、送る。もし点が (グループ数から受信機に直ちに知られる)殻2に属すれば、3またはそれ以上 のビットが(その極性の)8つの点のうちのいずれがそうであるかを識別する。We define the lattice points of shell 1 and shell 2, respectively (as known in the art) Entropy encode that group number (using Huffman encoding) and polarity of the points by sending 1 bit (with entropy 1) for If the point 3 or more if it belongs to shell 2 (known immediately to the receiver from the group number) identifies which of the eight points (of that polarity) the bit is.

これら3つのビットは上述の内積操作から送信機で計算できる。もし点が交換対 称性を有すれば、これら3つのビットのうちの一つがフルエントロピを有する。These three bits can be calculated at the transmitter from the dot product operation described above. If the points are exchanged vs. With symmetry, one of these three bits has full entropy.

復号器はグループ数からどのくらいの数の追加のビットが必要とされるかを知り 、それゆえ、コードはコンマ免除である、すなわち、復号器は別途の情報な(ビ ット列を解析できそれゆえコードは効率よい。The decoder knows from the group number how many additional bits are needed. , hence the code is comma-exempt, i.e. the decoder uses separate information (bit The code is therefore efficient.

ベクトルの 受信機では、ベクトルは格子座標または関連の重心と、ステップ寸法と減衰因子 の積を取ることにより再構成される。Vector At the receiver, the vectors are the grid coordinates or associated centroids and the step dimensions and attenuation factors. It is reconstructed by taking the product of

痕J已i玉 エントロピ符号化格子閾値量子化は、種々のソース分布およびビットレートにわ たり動作するのに使用される、この応用では、エントロピ符号化格子閾値量子化 は階1的ピラミッドビデオ符号化のために使用され、そして殻1または2の重心 はピラミッドの3つの最高位解像度水準でのみ使用される。さらに各水準でのソ ースの統計は異なる。また、いずれの一つの水準でも、ソース確率密度関数はス テップ寸法が変化するに応じて、偏差が変化する傾向がある。たとえば、もし入 力エネルギーはステップ寸法に比較して大きければ、格子点にわたる確率分布は 、比が小さいときよりも、非常に広い。これらの変化と取り組むために、いくつ かの種別が定められ、そして水準のステップ寸法の2乗に対する水準の入力エネ ルギーの比の閾処理を行うことにより決定される。好ましい実施では、装置は各 種別について一組のエントロピ符号表を記憶する。さらに、ベクトルの再構成値 へ適用される減衰率は、種別、符号化が起こるピラミッドの水準および量子化装 置の殻とともに変化する。再構成はこうして以下により与えられる。mark J 已 i ball Entropy-encoded lattice-threshold quantization works across different source distributions and bit rates. In this application, entropy-encoded lattice-threshold quantization is used to operate is used for hierarchical pyramid video encoding, and the centroid of shell 1 or 2 is only used at the three highest resolution levels of the pyramid. Furthermore, the statistics are different. Also, at any one level, the source probability density function is As the step size changes, the deviation tends to change. For example, if If the force energy is large compared to the step size, the probability distribution over the grid points is , much wider than when the ratio is small. To grapple with these changes, some The input energy of the level for the square of the step size of the level is determined. is determined by thresholding the ratio of In a preferred implementation, the device A set of entropy code tables is stored for each type. Furthermore, the reconstructed value of the vector The attenuation rate applied to the It changes with the shell of the place. The reconstruction is thus given by:

(再構成)=(重心)★(ステップ寸法)★減衰−因子(ステップ寸法) ★減衰−表(殻、水準、種別) ここで、減衰因子は第11図に図示されるように、ステップ寸法とともに変化す る。減衰−表により指示される別の減衰は、格子点が属する所定の殻、符号化さ れつつあるピラミッド中の水準、および現在効力のある種別に従っである値を取 る。殻3およびそれ以上のものの格子点について、この式で使用される重心は格 子点自身である。これら減衰値は調整され、再構成信号における「ポツピング」 の人工的構造を限定する。一般に、累積的な減衰は、再構成値を格子点のVor onoi領域の外側に移動させるのに十分な程度大きくない、ここに定められる 関係により確立される所定の関数値は、回帰分析といくつかの発見的手法の制約 および知覚実験との共同作業により決定されねばならない、それらはここではテ ーブルとそれぞれの部分の線形関数として実施されるが、連続関数関係へ一般化 できよう。(Reconstruction) = (center of gravity) ★ (step dimension) ★ Attenuation - factor (step dimension) ★Attenuation - table (shell, level, type) Here, the damping factor changes with the step size, as shown in Figure 11. Ru. Attenuation - Another attenuation indicated by the table is the given shell to which the grid point belongs, the encoded take a certain value according to the level in the pyramid that is being developed and the species currently in force. Ru. For grid points of shell 3 and above, the centroid used in this formula is It is the child point itself. These attenuation values are adjusted to create "popping" in the reconstructed signal. Limit the artificial structure of. In general, the cumulative attenuation reduces the reconstruction value to the grid point Vor is not large enough to be moved outside the onoi area, as defined herein. The given function value established by the relationship is a constraint on regression analysis and some heuristics. and have to be determined in collaboration with perceptual experiments; is implemented as a linear function of the curve and each part, but generalizes to a continuous functional relationship. I can do it.

L1止旦l 唯−組の重心がエントロピ符号化格子閾値量子化と一緒に使用されるので、ソー スデータはステップ寸法により正規化され、その確率密度関数をより不動の一組 の値へ分解しなければならない0図示の実施例によれば、適当なステップ寸法を 推定するのに使用される方法、「白色化規則」、はビット割当て方法である。こ の方法は、先の特許Er1csson米国特許第4.849.810号に開示の 閉ループ5水準型階層ピラミッドベクトル量子化のためにも使用できる。この方 法は、ピラミッドの3つの高位解像度水準のそれぞれで使うビット数を、その水 準についてbits★★3 +d) 2.閉ループ推定: 開放ループ推定S、(0)が順次、回帰方式により決定さ れる乗算パラメータC′により修正される。L1 stop l Since only one set of centroids is used together with entropy-encoded lattice threshold quantization, the sort The data is normalized by the step size, making its probability density function a more fixed set. According to the illustrated embodiment, the appropriate step size is The method used to estimate, the "whitening rule", is a bit allocation method. child The method is described in earlier patent Erlcsson U.S. Pat. No. 4.849.810. It can also be used for closed-loop five-level hierarchical pyramid vector quantization. This person The method calculates the number of bits used at each of the three high-resolution levels of the pyramid by Bits★★3 +d) 2. Closed-loop estimation: Open-loop estimation S, (0) is determined sequentially by regression method. is modified by the multiplication parameter C'.

5c(0) (n)=c ’ (n)★S、 (0) (n)c ’ (n)  =c ′(n−1)★exp (h *diff−bits(n−1))ここで 、nはフレームインデックスであり、diffjits(n−1)はフレーム( n−1)で使用されるビット数よりも少ない利用可能なビット数であり、hは定 数である。5c(0)(n)=c’(n)★S,(0)(n)c’(n) =c′(n-1)★exp(h*diff-bits(n-1))where , n is the frame index and diffjits(n-1) is the frame ( n-1), and h is a constant It is a number.

好ましい実施において、difjbitsプロセスはローパスフィルタ操作が行 われる。In the preferred implementation, the difjbits process performs a low-pass filter operation. be exposed.

5つの定数、a、b、c、dおよびh、が実験により決定されねばならない。式 の2つが一つに組合せることができ、ベキ指数の数を減する。Five constants, a, b, c, d and h, must be determined experimentally. formula can be combined into one, reducing the number of power exponents.

5c(0) (n)” c ′(n−1)★5qrt (エネルギ(n))★e xp (a★bits★★3÷ b *bits(n)★★2+c *bits[n)+d+h *difjbi ts(n−1)) 要約すると、本発明の好ましい実施例によれば、頂部水準で、装置はスカラー量 子化を使用する。次の水準で、Y成分のために32X30*準を、クロミナンス 成分について15X16水準を、歪曲補間誤差は選択的に頂部水準からの補間出 力画像へ付加され、それゆ^、この水準では、曖昧化情報が伝送される。ところ で、本発明の好ましい実施例では、画像情報、すなわち出力画像誤差、の何らの 符号化も図示の実施例で遂行されない、予測画像磁芯はこの水準からの出力であ る。3つの底部水準において、その全てが同等に取り扱われ、適応性曖昧化動作 が予測画像発生時に使用される、予測誤差は格子閾値量子化を使用して符号化さ れる。これは第6図に模式的に図示されている。5c(0)(n)”c′(n-1)★5qrt(Energy(n))★e xp (a★bits★★3÷ b *bits(n)★★2+c *bits[n)+d+h *difjbi ts(n-1)) In summary, according to a preferred embodiment of the invention, at the top level, the device Use childization. Next level, 32X30* quasi for Y component, chrominance 15x16 levels for the components, and the distortion interpolation error is selectively interpolated from the top level. At this level, obfuscating information is transmitted. place In a preferred embodiment of the present invention, any image information, i.e., output image error, The predicted image core, which is also not encoded in the illustrated embodiment, is the output from this level. Ru. At the three bottom levels, all of which are treated equally, adaptive disambiguation behavior is used when generating the predicted image, and the prediction error is encoded using lattice threshold quantization. It will be done. This is illustrated schematically in FIG.

図示の実施例で、たとえば、シーンの変化などのある状況が、最低位水準の次で さえ符号化することができないときに、生じ得る。この場合において、符号化は 次の上の水準(輝度について60X64そしてクロミナンスについて30X32 )で停止する。もしこの水準での符号化が、フレーム当りの所望されるビット数 よりも多いビットを発生すれば、符号化は依然として遂行されそしてフレームレ ートは、発生される多数のビットにより一次的に緩慢となる。2つの底部水準の ために、予測が通常通り発生されそして曖昧化情報が伝送されるが、格子閾値量 子化は遂行されない。In the illustrated example, a situation, such as a scene change, is This can occur when even the code cannot be encoded. In this case, the encoding is Next higher level (60X64 for luminance and 30X32 for chrominance) ) to stop. If encoding at this level is the desired number of bits per frame If you generate more bits than The output is temporarily slow due to the large number of bits generated. two bottom levels For this purpose, predictions are generated normally and disambiguation information is transmitted, but with a grid threshold amount Childhood is not carried out.

第3図を参照すると、受信機では、送信されそして符号化されるデータは復号化 されそして新規なフレームが発生した。詳述すると、解像度ピラミッドを表わす データがピラミッドの頂部から底部へと水準ごとに再構成回路76により復号化 される。頂部水準では、量子化差分画像は復号化され、(W減回路を含む選択性 加算器100において)その水準で歪曲画像に足し合わされる。それにより、頂 部水準で出力画像は再構成される。低位水準は順次、最初、再構成回路76から のライン84で得られる伝送曖昧化情報を使用して予測を形成し、順次差分画像 を復号化しそしてそれを選択的に予測画像へ足し合わせてその水準について新規 な再構成画像を形成することにより(加算器100により)再構成される。プロ セスは、底部水準に到達しそして底部水11!亘像がディスプレイフレームバッ ファ98へ転送されるまで継続する複数のプロセス、すなわち、損失性圧縮器4 6からの運動変換係数、曖昧化情報および画像情報の復号化、で使用される算術 復号器はこの分野でよく知られているところに従って動作する。非ゼロ場所が、 符号器がいずれの状態であったかに依存して種々の確率を使用することにより符 号化されたので、算術復号器は、復号化が進行するに応じて、配置地図(map )におけるそれぞれの位置ごとに状態を再発生する。符号化データとの組み合わ せにおいて、状態は、順次、それぞれの地図の場所ごとにゼロが使用されるか否 かを決定する。ひとたび、非ゼロ値の場所を指示する地図が復号化されれば、8 ビツト値が復号化されモして1だけ増分されそして地図の適当な位置に配置され る。Referring to FIG. 3, at the receiver, the transmitted and encoded data is decoded. and a new frame has occurred. In detail, it represents a resolution pyramid. The data is decoded by the reconstruction circuit 76 level by level from the top of the pyramid to the bottom. be done. At the top level, the quantized difference image is decoded (selectivity (in adder 100) is added to the distorted image at that level. As a result, the top The output image is reconstructed at the unit level. The lower levels are sequentially processed, starting with the reconfiguration circuit 76. The transmission obfuscation information obtained at line 84 is used to form a prediction and sequentially calculate the difference image and selectively add it to the predicted image to create a new value for that level. is reconstructed (by adder 100) by forming a reconstructed image. Professional Seth reaches bottom level and bottom water 11! The image of Wataru is the display frame bag. The lossy compressor 4 continues until it is transferred to the Arithmetic used in motion transformation coefficients, decoding of disambiguation information and image information, from 6 The decoder operates according to what is well known in the art. A non-zero location is code by using different probabilities depending on which state the encoder was in. Now that the arithmetic decoder has decoded, the arithmetic decoder uses the map ) for each position. Combination with encoded data In each map location, the state sequentially determines whether or not zero is used for each map location. Decide whether Once the map pointing to the location of non-zero values is decoded, 8 The bit value is decoded, incremented by 1, and placed at the appropriate location on the map. Ru.

解像度ピラミッドの発生およびその復号化をより詳細に検証すると、プロセスは 損失性圧縮器46で使用される方法の逆転の後に続く。こうして、受信機復号化 プロセスは送信機の復号化プロセスの後に続くので、頂部水準での予測は歪曲頂 部水準画像から発生される。量子化装置のインデックスは算術復号器の使用によ り復号化されそして量子化差分画像は量子化インデックスから再構成されそして 順次予測画像へ足し合わされ、(加算器522aおよび送信機のライン522の 出力に対応する)頂部水準出力画像を与える。低位水準では、予測は、次の高位 水準からの補間出力画像へ歪曲補間誤差へ選択的に足し合わせることにより形成 される(送信機の加算器530に対応する)。その出力画像、次の出力水準での 歪曲画像が補間され、現行水準での画像を与える。曖昧化情報は、算術復号器の 使用により復号化され、順次、曖昧化コードがそれについてゼロであるところの 補間高位水準出力の各8X8ブロツクにおいて、現行水準の歪曲画像と補間高位 水準歪曲画像間の差が足し合わされる(送信機の加算器538に対応する)。Examining in more detail the occurrence of the resolution pyramid and its decoding, the process is A reversal of the method used in lossy compressor 46 follows. Thus, receiver decoding Since the process follows the transmitter decoding process, the prediction at the top level is distorted generated from a partial level image. The quantizer index is determined by using an arithmetic decoder. is decoded and the quantized difference image is reconstructed from the quantization index and (adder 522a and transmitter line 522) (corresponding to the output) gives the top level output image. At the lower level, the prediction is Formed by selectively adding distortion interpolation errors to the interpolated output image from the level (corresponding to transmitter adder 530). That output image, at the next output level The distorted image is interpolated to give an image at the current level. The obfuscation information is stored in the arithmetic decoder. is decoded by using and sequentially where the obfuscation code is zero for it. In each 8x8 block of interpolated high level output, the current level distorted image and the interpolated high level The differences between the level-distorted images are added together (corresponding to transmitter adder 538).

本発明の好ましい実施例によれば、低位水準では、格子閾値量子化情報は復号化 される。非ゼロ型マツプビットを有するそれぞれの4×4ブロツクが2つの4× 2格子格子化ベクトル内の殻の数を最初決定することにより復号化される0重心 は順次、殻Oにな(そして減衰値によりスケール化されるそれぞれの格子につい て見出される。出力画像は、この再構成差分を予測に足し合わせることにより、 その後形成される。(これは送信機の加算器540の動作に対応する)、最後の 再構成画毫における底部水準からの出力画像は順次量終出力画偉としてデイスプ レイフレームバッファに転送される。According to a preferred embodiment of the invention, at a low level, the lattice threshold quantization information is be done. Each 4x4 block with non-zero map bits has two 4x 0 centroid decoded by first determining the number of shells in the 2-lattice lattice vector are sequentially applied to the shell O (and for each lattice scaled by the damping value) is found. The output image is created by adding this reconstruction difference to the prediction. It is then formed. (this corresponds to the operation of adder 540 in the transmitter), the last The output image from the bottom level in the reconstructed image is sequentially displayed as the final output image. transferred to the ray frame buffer.

図示の損失性圧縮器46はハードウェアにおいて、ソフトウェアにおいて、また はそれらの組合せで実施できる。The illustrated lossy compressor 46 may be implemented in hardware, software, or can be implemented by a combination of them.

開示の階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化方法および装置は、運動補 償が行われない画像の配列の伝送との関係で有利に使用することもできる。この 場合、たとλば、第2図のライン51の推定受信機画像はライン64のフレーム バッファ44のフレーム出力として指定される。なお、ライン22の入力画像お よびライン51の推定受信機画像は損失性圧縮器46により個別に縮減される必 要はなく、第7図に図示するように、差分回路720への入力とすることができ 、受信機での誤差信号を表わすその出力は、順次、上述の本発明による縮減化お よび階層的格子閾値量子化符号化動作のため損失性圧縮器への入力とすることが できる。受信機では、運動補償器99およびその関連の回路は、もし運動保証が 使用されなければ、同様に除去されよう。同様に、再構成回路76が送信機の動 作に応じて修正され、第7図の回路が使用されるときライン84の誤差画像表示 を再構成する。これらの変更は当業者であれば自明であろう。The disclosed hierarchical entropy encoded lattice threshold quantization encoding method and apparatus utilizes motion compensation. It can also be used advantageously in connection with the transmission of an array of images without compensation. this For example, if λ, the estimated receiver image of line 51 in FIG. 2 is the frame of line 64. It is designated as the frame output of buffer 44. In addition, the input image of line 22 The estimated receiver images on lines 51 and 51 must be individually reduced by lossy compressor 46. It is not necessary and can be used as an input to the differential circuit 720 as shown in FIG. , its output representing the error signal at the receiver is in turn subjected to the reduction and reduction according to the invention described above. and a hierarchical lattice-threshold quantization encoding operation can be input to a lossy compressor. can. In the receiver, the motion compensator 99 and its associated circuitry are If not used, it will be removed as well. Similarly, the reconfiguration circuit 76 Error image display of line 84 when the circuit of FIG. 7 is used. Reconfigure. These modifications will be obvious to those skilled in the art.

エントロピ符号化格子閾値量子化は、均等ベクトル量子化を有する多次元データ ベクトルの他の配列の符号化においても使用できる。詳述すると、上述の簡単化 はかかるデータで採用でき、ベクトルデータについて確率密度関数を考慮するよ う修正されるであろう。Entropy-encoded lattice-threshold quantization is used for multidimensional data with uniform vector quantization. It can also be used in encoding other arrays of vectors. Elaborating, the above simplification can be adopted for such data, and consider the probability density function for vector data. It will be corrected.

本発明の好ましい所定の実施例における追加、削除1、置換およびその他の修正 は当業者であれば自明であろう。そしてこれらは以下の請求の範囲に記載の本発 明の技術思想内に包摂されるべきものである。Additions, deletions, substitutions and other modifications in certain preferred embodiments of the invention will be obvious to those skilled in the art. and these are the inventions set forth in the claims below. It should be included within Ming's technical thought.

FIG、7 要 約 書 画像フレームの配列を送信機(8)から受信機(21)へ伝送するために、画像 伝送系、詳述すると、運動補償画像伝送系で、フレーム間誤差データを符号化す る装置および方法が階1的エントロピ符号化格子閾値量子化(46)を使用し、 送信される画像のデータ圧縮を高める。本方法および装置は、フレーム間予測画 像データおよび符号化されない現行画像データ(504)を縮減(502)L、 階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化(506)を結果的に生ずるピラ ミッドデータ構造体へ適用する。損失性符号化がレベルバイレベルベースで適用 され、予測画像データおよび非符号化原画像との間の画像差を表わす符号化デー タを発生する。本方法および装置は、運動補償と一緒にまたは一緒でなくとも、 画像フレーム(または音声などの他のパターンデータ)の配列伝送系に適用でき る。FIG.7 Summary book In order to transmit the array of image frames from the transmitter (8) to the receiver (21), the image The transmission system, to be more specific, is a motion compensated image transmission system that encodes interframe error data. The apparatus and method uses rank-order entropy-encoded lattice-threshold quantization (46); Increase data compression of transmitted images. The method and apparatus provide interframe prediction images. reducing (502) L the image data and unencoded current image data (504); Hierarchical entropy encoded lattice threshold quantization encoding (506) resulting in a pillar Applies to mid-data structures. Lossy coding applied on a level-by-level basis encoded data representing the image difference between the predicted image data and the uncoded original image. generate data. The method and apparatus may be used with or without motion compensation. It can be applied to array transmission systems for image frames (or other pattern data such as audio). Ru.

国際調査報告international search report

Claims (58)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差データ を符号化する方法において、現行画像フレームのためにフレーム間予測画像デー タを縮減し、複数の縮減水準を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する段 階と、 符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、 前記複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する段階と 、階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベース に前記予測ピラミッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適 用し、予測画像データと非符号化現行画像データとの間の差分を表示する符号化 データを発生する段階とを具備するフレーム間誤差データ符号化方法。1. In order to transmit an array of image frames, the image transmission system uses inter-frame error data. A method of encoding interframe predicted image data for the current image frame. A stage that reduces data and generates a predictive pyramid data structure with multiple levels of reduction. floor and reducing unencoded current image data representing an unencoded current image frame; generating a current image pyramid data structure having the plurality of reduction levels; , hierarchical entropy coding lattice threshold quantization coding, based on selected levels to the predicted pyramid data structure and the current image pyramid data structure. encoding to display the difference between the predicted image data and the unencoded current image data. and generating interframe error data. 2.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差データ を符号化する方法において、現行画像フレームのためにフレーム間予測画像デー タを縮減し、複数の縮減水準を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する段 階と、 符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、 前記複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する段階と 、階層的格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベースに前記予測ピラミ ッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適用し、予測画像デ ータと非符号化現在画像データとの間の差分を表示する符号化データを発生する 段階とを具備するフレーム間誤差データ符号化方法。2. In order to transmit an array of image frames, the image transmission system uses inter-frame error data. A method of encoding interframe predicted image data for the current image frame. A stage that reduces data and generates a predictive pyramid data structure with multiple levels of reduction. floor and reducing unencoded current image data representing an unencoded current image frame; generating a current image pyramid data structure having the plurality of reduction levels; , a hierarchical lattice threshold quantization encoding is applied to the prediction pyramid based on the selected level. applied to the predicted image data structure and the current image pyramid data structure. generates encoded data that displays the difference between the image data and the unencoded current image data. A method for encoding inter-frame error data, comprising the steps of: 3.前記適用段階は、 前記階層的符号化をブロックをペースにして前記データ構造体に適用する段階と 、 予測画像データがピラミッド構造体の水準で前記現行画像のブロック部分を適宜 に表示し損なうとき、差分表示のブロックを曖昧化する段階を具備する請求の範 囲第1項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。3. The application step includes: applying the hierarchical encoding to the data structure on a block-by-block basis; , Predicted image data appropriately maps block portions of the current image at the level of the pyramid structure. Claims comprising the step of obscuring the block of difference display when the block fails to display the difference. 1. The interframe error data encoding method as set forth in item 1 below. 4.前記適用段階は、 算術符号化を使用し、部分的に前記符号化表示を発生する段階を具備する請求の 範囲第1項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。4. The application step includes: using an arithmetic encoding and partially generating said encoded representation. The inter-frame error data encoding method according to scope 1. 5. 前記符号化を、ブロックをベースにしてある水準の前記データ構造体に適用する 段階と、 画像フレームの前記配列のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し 、符号化効率を改善する段階とを具備した請求の範囲第1項記載のフレーム間誤 差データ符号化方法。5. applying said encoding to a level of said data structure on a block basis; stages and Move the block location boundaries from frame to frame in said array of image frames. , improving the coding efficiency. Difference data encoding method. 6.E−8格子を前記格子閾値量子化のために適用する段階を具備した請求の範 囲第1項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。6. Claims comprising the step of applying an E-8 lattice for said lattice threshold quantization. 1. The interframe error data encoding method as set forth in item 1 below. 7.前記適用段階は、 頂部水準で予測画像データ構造体を現行画像データ構造体から差し引き、頂部水 準出力画像を発生する段階と、低位水準での予測画像データと次の高位水準での 補間予測画像データとの間の差分を取ることにより、低位水準に歪曲補間誤差デ ータ構造体を形成する段階と、前記次高位水準の補間出力画像と低位水準での歪 曲補間誤差データ構造体とを組み合わせることにより、それぞれの低位水準に予 測画像を形成する段階とを具備する請求の範囲第1項記載のフレーム間誤差デー タ符号化方法。7. The application step includes: Subtract the predicted image data structure from the current image data structure at the top level and The step of generating a quasi-output image and combining the predicted image data at a lower level and the next higher level. By taking the difference between the interpolated predicted image data, the distortion interpolation error data is calculated at a low level. the step of forming a data structure and the interpolated output image of the next higher level and the distortion at the lower level; By combining with the song interpolation error data structure, each lower level can be predicted. and forming a measured image. data encoding method. 8.前記予測形成段階は、次高位水準からの出力画像を補間し、前記補間出力画 像を発生する段階を具備する請求の範囲第7項記載のフレーム間誤差データ符号 化方法。8. The prediction forming step interpolates the output image from the next higher level and generates the interpolated output image. 8. An interframe error data code as claimed in claim 7, comprising the step of generating an image. method. 9.前記格子量子化および符号化を、ピラミッドデータ構造体の底部の複数水準 で予測画像誤差にのみ適用する段階と、 次最高位水準で曖昧化情報のみ伝送する段階と、処理の頂部水準でスカラー量子 化データのみ伝送する段階とを具備する請求の範囲第7項記載のフレーム間誤差 データ符号化方法。9. The lattice quantization and encoding are performed at multiple levels at the bottom of the pyramid data structure. a step of applying only to the predicted image error in At the next highest level, only the disambiguation information is transmitted, and at the top level of processing, the scalar quantum The inter-frame error according to claim 7, further comprising the step of transmitting only digitized data. Data encoding method. 10.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差デー タを符号化する装置において、現行画像フレームのためにフレーム間予測画像デ ータを縮減し、複数の縮減水準を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する 手段と、 符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、 前記複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する手段と 、階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベース に前記予測ピラミッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適 用し、予測画像データと非符号化現行画像データとの間の差分を表示する符号化 データを発生する手段とを具備するフレーム間誤差データ符号化装置。10. To transmit an array of image frames, the image transmission system uses interframe error data. In a device for encoding data, an interframe predicted image data is used for the current image frame. generate a predictive pyramid data structure with multiple reduction levels. means and reducing unencoded current image data representing an unencoded current image frame; means for generating a current image pyramid data structure having the plurality of reduction levels; , hierarchical entropy coding lattice threshold quantization coding, based on selected levels to the predicted pyramid data structure and the current image pyramid data structure. encoding to display the difference between the predicted image data and the unencoded current image data. and means for generating data. 11.前記適用手段は、 前記階層的符号化をブロックをベースにして前記データ構造体に適用する手段と 、 予測画像データがピラミッド構造体の水準で前記現行画像のブロック部分を適宜 に表示し損なうとき、差分表示のブロックを曖昧化する手段を具備する請求の範 囲第10項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。11. The application means include: means for applying the hierarchical encoding to the data structure on a block-by-block basis; , Predicted image data appropriately maps block portions of the current image at the level of the pyramid structure. Claims comprising a means for obscuring the block of difference display when the block fails to display the difference 11. The interframe error data encoding device according to item 10. 12.前記適用手段は、 部分的に前記符号化表示を発生する算術符号化手段をを具備する請求の範囲第1 0項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。12. The application means include: Claim 1 further comprising arithmetic encoding means for partially generating said coded representation. The interframe error data encoding device according to item 0. 13. 前記符号化を、ブロックをベースにしてある水準の前記データ構造体に適用する 手段と、 画像フレームの前記配列のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し 、符号化効率を改善する手段とを具備した請求の範囲第10項記載のフレーム間 誤差データ符号化装置。13. applying said encoding to a level of said data structure on a block basis; means and Move the block location boundaries from frame to frame in said array of image frames. , and means for improving encoding efficiency. Error data encoding device. 14.前記閾値量子化符号化のためにE−8格子を使用する手段を具備した請求 の範囲第10項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。14. Claim comprising means for using an E-8 lattice for the threshold quantization encoding. The inter-frame error data encoding device according to item 10. 15.前記適用手段は、 頂部水準で予測画像データ構造体を現行画像データ構造体から差し引き、頂部水 準出力画像を発生する手段と、低位水準での予測画像データと次の高位水準での 補間予測画像データとの間の差分を取ることにより、低位水準に歪曲補間誤差デ ータ構造体を形成する手段と、前記次高位水準の補間出力画像と低位水準での歪 曲補間誤差データ構造体とを組み合わせることにより、それぞれの低位水準に予 測画像を形成する手段とを具備する請求の範囲第10項記載のフレーム間誤差デ ータ符号化装置。15. The application means include: Subtract the predicted image data structure from the current image data structure at the top level and A means for generating a quasi-output image and a method for combining predicted image data at a lower level with the predicted image data at the next higher level. By taking the difference between the interpolated predicted image data, the distortion interpolation error data is calculated at a low level. means for forming a data structure, interpolated output image of the next higher level and distortion at the lower level; By combining with the song interpolation error data structure, each lower level can be predicted. The inter-frame error data set according to claim 10, further comprising means for forming a measured image. data encoding device. 16.画像フレームの配列を伝送するために、運動補償画像伝送系でフレーム間 誤差データを符号化する方法において、 現行画像フレームのためにフレーム間予測画像データを縮減し、複数の縮減水準 を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する段階と、 符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、 前記複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する段階と 、階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベース に前記予測ピラミッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適 用し、予測画像データと非符号化現行画像データとの間の差分を表示する符号化 データを発生する段階とを具備するフレーム間誤差データ符号化方法。16. To transmit an array of image frames, a motion-compensated image transmission system In a method of encoding error data, Reduce inter-frame predicted image data for the current image frame, with multiple reduction levels generating a predictive pyramid data structure having: reducing unencoded current image data representing an unencoded current image frame; generating a current image pyramid data structure having the plurality of reduction levels; , hierarchical entropy coding lattice threshold quantization coding, based on selected levels to the predicted pyramid data structure and the current image pyramid data structure. encoding to display the difference between the predicted image data and the unencoded current image data. and generating interframe error data. 17.前記適用段階は、 前記階層的符号化をブロックをベースにして前記データ構造体に適用する段階と 、 予測画像データがピラミッド構造体の水準で前記現行画像のブロック部分を適宜 に表示し損なうとき、差分表示のブロックを曖昧化する段階を具備する請求の範 囲第16項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。17. The application step includes: applying the hierarchical encoding to the data structure on a block-by-block basis; , Predicted image data appropriately maps block portions of the current image at the level of the pyramid structure. Claims comprising the step of obscuring the block of difference display when the block fails to display the difference. 17. The interframe error data encoding method according to item 16. 18.前記適用段階は、 算術符号化を使用し、部分的に前記符号化表示を発生する段階を具備する請求の 範囲第16項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。18. The application step includes: using an arithmetic encoding and partially generating said encoded representation. The inter-frame error data encoding method according to scope 16. 19. 前記符号化を、ブロックをベースにしてある水準の前記データ構造体に適用する 段階と、 画像フレームの前記配列のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し 、符号化効率を改善する段階とを具備した請求の範囲第16項記載のフレーム間 誤差データ符号化方法。19. applying said encoding to a level of said data structure on a block basis; stages and Move the block location boundaries from frame to frame in said array of image frames. , and improving the encoding efficiency. Error data encoding method. 20.前記適用段階は、 頂部水準で予測画像データ構造体を現行画像データ構造体から差し引き、頂部水 準出力画像を発生する段階と、低位水準での予測画像データと次の高位水準での 補間予測画像データとの間の差分を取ることにより、低位水準に歪曲補間誤差デ ータ構造体を形成する段階と、前記次高位水準の補間出力画像と低位水準での歪 曲補間誤差データ構造体とを組み合わせることにより、それぞれの低位水準に予 測画像を形成する段階とを具備する請求の範囲第16項記載のフレーム間誤差デ ータ符号化方法。20. The application step includes: Subtract the predicted image data structure from the current image data structure at the top level and The step of generating a quasi-output image and combining the predicted image data at a lower level and the next higher level. By taking the difference between the interpolated predicted image data, the distortion interpolation error data is calculated at a low level. the step of forming a data structure and the interpolated output image of the next higher level and the distortion at the lower level; By combining with the song interpolation error data structure, each lower level can be predicted. and forming a measured image. data encoding method. 21.前記予測形成段階は、次高位水準からの出力画像を補間し、前記補間出力 画像を発生する段階を具備する請求の範囲第20項記載のフレーム間誤差データ 符号化方法。21. The prediction forming step interpolates the output image from the next higher level and the interpolated output 21. Interframe error data according to claim 20, comprising the step of generating an image. Encoding method. 22.前記エントロピ符号化格子閾値量子化および符号化を、ピラミッドデータ 構造体の底部の複数水準での予測画像誤差にのみ適用する段階と、 次最高位水準で曖昧化情報のみ伝送する段階と、処理の頂部水準でスカラー量子 化データのみ伝送する段階とを具備する請求の範囲第20項記載のフレーム間誤 差データ符号化方法。22. The entropy-encoded lattice threshold quantization and encoding is performed on the pyramid data applying only to predicted image errors at multiple levels at the bottom of the structure; At the next highest level, only the disambiguation information is transmitted, and at the top level of processing, the scalar quantum 21. The interframe error according to claim 20, further comprising the step of transmitting only encoded data. Difference data encoding method. 23.画像フレームの配列を伝送するために、運動補償画像伝送系でフレーム間 誤差データを符号化する装置において、 現行画像フレームのためにフレーム間予測画像データを縮減し、複数の縮減水準 を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する手段と、 符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、 前記複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する手段と 、階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベース に前記予測ピラミッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適 用し、予測画像データと符号化現行画像データとの間の差分を表示する符号化デ ータを発生する手段とを具備するフレーム間誤差データ符号化装置。23. To transmit an array of image frames, a motion-compensated image transmission system In a device for encoding error data, Reduce inter-frame predicted image data for the current image frame, with multiple reduction levels means for generating a predictive pyramid data structure having; reducing unencoded current image data representing an unencoded current image frame; means for generating a current image pyramid data structure having the plurality of reduction levels; , hierarchical entropy coding lattice threshold quantization coding, based on selected levels to the predicted pyramid data structure and the current image pyramid data structure. encoded data that displays the difference between the predicted image data and the encoded current image data. and means for generating interframe error data. 24.前記適用手段は、 前記階層的符号化をブロックをベースにして前記データ構造体に適用する手段と 、 予測画像データがピラミッド構造体の水準で前記現行画像のブロック部分を適宜 に表示し損なうとき、差分表示のブロックを曖昧化する手段を具備する請求の範 囲第23項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。24. The application means include: means for applying the hierarchical encoding to the data structure on a block-by-block basis; , Predicted image data appropriately maps block portions of the current image at the level of the pyramid structure. Claims comprising a means for obscuring the block of difference display when the block fails to display the difference 24. The interframe error data encoding device according to item 23. 25.前記適用手段は、 部分的に前記符号化表示を発生する算術符号化手段をを具備する請求の範囲第2 3項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。25. The application means include: Claim 2 further comprising arithmetic encoding means for partially generating said coded representation. 3. The interframe error data encoding device according to item 3. 26. 前記符号化を、ブロックをベースにしてある水準の前記データ構造体に適用する 手段と、 画像フレームの前記配列のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し 、符号化効率を改善する手段とを具備した請求の範囲第23項記載のフレーム間 誤差データ符号化装置。26. applying said encoding to a level of said data structure on a block basis; means and Move the block location boundaries from frame to frame in said array of image frames. , and means for improving encoding efficiency. Error data encoding device. 27.前記適用手段は、 頂部水準で予測画像データ構造体を現行画像データ構造体から差し引き、頂部水 準出力画像を発生する手段と、低位水準での予測画像データと次の高位水準での 補間予測画像データとの間の差分を取ることにより、低位水準に歪曲補間誤差デ ータ構造体を形成する手段と、前記次高位水準の補間出力画像と低位水準での歪 曲補間誤差データ構造体とを組み合わせることにより、それぞれの低位水準に予 測画像を形成する手段とを具備する請求の範囲第23項記載のフレーム間誤差デ ータ符号化装置。27. The application means include: Subtract the predicted image data structure from the current image data structure at the top level and A means for generating a quasi-output image and a method for combining predicted image data at a lower level with the predicted image data at the next higher level. By taking the difference between the interpolated predicted image data, the distortion interpolation error data is calculated at a low level. means for forming a data structure, interpolated output image of the next higher level and distortion at the lower level; By combining with the song interpolation error data structure, each lower level can be predicted. and a means for forming a measured image. data encoding device. 28.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差デー タを符号化するための方法において、 現行画像フレームのための予測画像データと符号化されない現行画像フレームを 表示する非符号化現行画像データとの間の差分をピクセルをベースにして表示す る差分画像を形成する段階と、 前記差分画像を縮減し、複数の縮減水準を有する差分画像ピラミッドデータ構造 体を発生する段階と、階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、選択さ れるレベルをベースに前記差分画像ピラミッドデータ構造体へ適用し、予測画像 データと非符号化現行画像データとの間の差分を表わす符号化データを発生する 段階とを具備するフレーム間誤差データ符号化方法。28. To transmit an array of image frames, the image transmission system uses interframe error data. In a method for encoding data, The predicted image data for the current image frame and the uncoded current image frame Displays the difference between the unencoded current image data to be displayed on a pixel-by-pixel basis. forming a difference image; a difference image pyramid data structure that reduces the difference image and has multiple reduction levels; The step of generating the field and the hierarchical entropy coding lattice threshold quantization coding are selected. The predicted image is applied to the difference image pyramid data structure based on the level generate encoded data representing the difference between the data and unencoded current image data A method for encoding inter-frame error data, comprising the steps of: 29.フレーム間運動補償を使用し前記予測画像データを形成する段階を具備す る請求の範囲第28項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。29. forming the predicted image data using interframe motion compensation; 29. The interframe error data encoding method according to claim 28. 30.前記適用段階は、 前記階層的符号化をブロックをベースにして前記データ構造体に適用する段階と 、 予測画像データがピラミッド構造体の水準で前記現行画像のブロック部分を適宜 に表示し損なうとき、予測画像表示のブロックを曖昧化する段階を具備する請求 の範囲第28項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。30. The application step includes: applying the hierarchical encoding to the data structure on a block-by-block basis; , Predicted image data appropriately maps block portions of the current image at the level of the pyramid structure. Claim comprising the step of obscuring a block of predicted image display when the predicted image display fails to display. 29. The interframe error data encoding method according to item 28. 31.前記適用段階は、 算術符号化を使用し、部分的に前記符号化表示を発生する段階を具備する請求の 範囲第28項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。31. The application step includes: using an arithmetic encoding and partially generating said encoded representation. The inter-frame error data encoding method according to scope 28. 32. 前記符号化を、ブロックをベースにしてある水準の前記データ構造体に適用する 段階と、 画像フレームの前記配列のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し 、符号化効率を改善する段階とを具備した請求の範囲第28項記載のフレーム間 誤差データ符号化方法。32. applying said encoding to a level of said data structure on a block basis; stages and Move the block location boundaries from frame to frame in said array of image frames. , and improving the encoding efficiency. Error data encoding method. 33.前記適用段階は、 低位水準での差分画像データと次高位水準での補間再構成差分画像データとの間 の差分を取ることにより、低位水準に補間誤差データ構造体を形成する段階を具 備する請求の範囲第28項記載のフレーム間誤差データ符号化方法。33. The application step includes: Between the difference image data at a lower level and the interpolated reconstructed difference image data at the next higher level forming an interpolation error data structure at a lower level by taking the difference between 29. The interframe error data encoding method according to claim 28. 34.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差デー タを符号化するための方法において、 現行画像フレームのための予測画像データと符号化されない現行画像フレームを 表示する非符号化現行画像データとの間の差分をピクセルをベースにして表示す る差分画像を形成する段階と、 前記差分画像を縮減し、複数の縮減水準を有する差分画像ピラミッドデータ構造 体を発生する段階と、階層的格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベー スに前記差分画像ピラミッドデータ構造体へ適用し予測画像データと非符号化現 行画像データとの間の差分を表わす符号化データを発生する段階とを具備するフ レーム間誤差データ符号化方法。34. To transmit an array of image frames, the image transmission system uses interframe error data. In a method for encoding data, The predicted image data for the current image frame and the uncoded current image frame Displays the difference between the unencoded current image data to be displayed on a pixel-by-pixel basis. forming a difference image; a difference image pyramid data structure that reduces the difference image and has multiple reduction levels; The step of generating the field and the hierarchical lattice threshold quantization encoding are based on the selected level. The predicted image data and the uncoded image data are applied to the differential image pyramid data structure. generating encoded data representing a difference between row image data. Inter-frame error data encoding method. 35.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差デー タを符号化するための装置において、 現行画像フレームのための予測画像データと符号化されない現行画像フレームを 表示する非符号化現行画像データとの間の差分をピクセルをベースにして表示す る差分画像を形成する手段と、 前記差分画像を縮減し、複数の縮減水準を有する差分画像ピラミッドデータ構造 体を発生する手段と、階層的エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、選択さ れるレベルをベースに前記差分画像ピラミッドデータ構造体へ適用し、予測画像 データと符号化現行画像データとの間の差分を表わす符号化データを発生する手 段とを具備するフレーム間誤差データ符号化装置。35. To transmit an array of image frames, the image transmission system uses interframe error data. In an apparatus for encoding data, The predicted image data for the current image frame and the uncoded current image frame Displays the difference between the unencoded current image data to be displayed on a pixel-by-pixel basis. means for forming a difference image; a difference image pyramid data structure that reduces the difference image and has multiple reduction levels; A hierarchical entropy-encoded lattice-threshold quantization encoding is selected. The predicted image is applied to the difference image pyramid data structure based on the level A method of generating encoded data representing the difference between data and encoded current image data. An inter-frame error data encoding device comprising: 36.フレーム間運動補償を使用し前記予測画像データを形成する手段を具備す る請求の範囲第35項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。36. means for forming the predicted image data using interframe motion compensation; The interframe error data encoding device according to claim 35. 37.前記適用手段は、 前記階層的符号化をブロックをベースにして前記データ構造体に適用する手段と 、 予測画像データがピラミッド構造体の水準で前記現行画像のブロック部分を適宜 に表示し損なうとき、予測画像表示のブロックを曖昧化する手段を具備する請求 の範囲第35項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。37. The application means include: means for applying the hierarchical encoding to the data structure on a block-by-block basis; , Predicted image data appropriately maps block portions of the current image at the level of the pyramid structure. A claim comprising means for obscuring a block of predicted image display when the predicted image display fails to be displayed. 36. The interframe error data encoding device according to item 35. 38.前記適用手段は、 部分的に前記符号化表示を発生する算術符号化手段を具備する請求の範囲第35 項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。38. The application means include: Claim 35 further comprising arithmetic encoding means for partially generating said encoded representation. The inter-frame error data encoding device as described in . 39. 前記符号化を、ブロックをベースにしてある水準の前記データ構造体に適用する 手段と、 画像フレームの前記配列のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し 、符号化効率を改善する手段とを具備した請求の範囲第35項記載のフレーム間 誤差データ符号化装置。39. applying said encoding to a level of said data structure on a block basis; means and Move the block location boundaries from frame to frame in said array of image frames. , and means for improving encoding efficiency. Error data encoding device. 40.前記適用手段は、 低位水準での差分画像データと次高位水準での補間再構成差分画像データとの間 の差分を取ることにより、低位水準に補間誤差データ構造体を形成する手段を具 備する請求の範囲第35項記載のフレーム間誤差データ符号化装置。40. The application means include: Between the difference image data at a lower level and the interpolated reconstructed difference image data at the next higher level Provides a means for forming an interpolation error data structure at a lower level by taking the difference between 36. The interframe error data encoding device according to claim 35. 41.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差デー タを符号化するための装置において、 現行画像フレームのための予測画像データと符号化されない現行画像フレームを 表示する非符号化現行画像データとの間の差分をピクセルをベースにして表示す る差分画像を形成する手段と、 前記差分画像を縮減し、複数の縮減水準を有する差分画像ピラミッドデータ構造 体を発生する手段と、階層的格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベー スに前記差分画像ピラミッドデータ構造体へ適用し予測画像データと符号化現行 画像データとの間の差分を表わす符号化データを発生する手段とを具備するフレ ーム間誤差データ符号化装置。41. To transmit an array of image frames, the image transmission system uses interframe error data. In an apparatus for encoding data, The predicted image data for the current image frame and the uncoded current image frame Displays the difference between the unencoded current image data to be displayed on a pixel-by-pixel basis. means for forming a difference image; a difference image pyramid data structure that reduces the difference image and has multiple reduction levels; A means for generating a field and a hierarchical lattice threshold quantization encoding based on the selected level. Apply the difference image pyramid data structure to the predicted image data and encode the current and means for generating encoded data representing a difference between the image data and the image data. Inter-frame error data encoding device. 42.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間画像デー タを符号化する方法において、エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、ブロ ックをベースにして前記画像データに適用する段階と、画像フレームの前記配列 のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し、符号化効率を改善する 段階とを具備したフレーム間画像データ符号化方法。42. To transmit an array of image frames, the image transmission system transfers image data between frames. In the method of encoding data, entropy-encoded lattice threshold quantization encoding is applying the image data to the image data based on the image frame; and the array of image frames. Move block location boundaries from frame to frame to improve coding efficiency A method for encoding interframe image data, comprising steps. 43.前記移動段階は、 画像面を画定するそれぞれの複数の軸線方向の前記ブロック境界複数画素を移動 する段階を具備した請求の範囲第42項記載のフレーム間画像データ符号化方法 。43. The moving step includes: Move the block boundary pixels in each of the axes that define the image plane The interframe image data encoding method according to claim 42, comprising the step of: . 44.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間画像デー タを符号化する装置において、エントロピ符号化格子閾値量子化符号化を、ブロ ックをベースにして前記画像データに適用する手段と、画像フレームの前記配列 のフレームからフレームヘとブロック場所境界を移動し、符号化効率を改善する 手段とを具備したフレーム間画像データ符号化装置。44. To transmit an array of image frames, the image transmission system transfers image data between frames. In a device that encodes data, entropy-encoded lattice threshold quantization encoding is means for applying the image data to the image data based on the image frame; and the arrangement of image frames. Move block location boundaries from frame to frame to improve coding efficiency An interframe image data encoding device comprising means. 45.前記移動手段は、 画像面を画定するそれぞれの複数の軸線方向の前記ブロック境界を複数の画素と 交換する手段を具備した請求の範囲第44項記載のフレーム間画像データ符号化 装置。45. The transportation means is The block boundaries in the direction of each of the plurality of axes defining the image plane are defined as a plurality of pixels. Inter-frame image data encoding according to claim 44, comprising exchanging means. Device. 46.画像フレームの配列を伝送するために、画像伝送系でフレーム間誤差を符 号化する装置において、現行画像フレームのためにフレーム間予測画像データを 縮減し、複数の縮減水準を有する予測ピラミッドデータ構造体を発生する手段と 、 符号化されない現行画像フレームを表示する非符号化現行画像データを縮減し、 前記複数の縮減水準を有する現行画像ピラミッドデータ構造体を発生する手段と 、階層的格子閾値量子化符号化を、選択されるレベルをベースに前記予測ピラミ ッドデータ構造体および現行画像ピラミッドデータ構造体に適用し、予測画像デ ータと非符号化現行画像データとの間の差分を表示する符号化データを発生する 手段とを具備するフレーム間誤差符号化装置。46. To transmit an array of image frames, the image transmission system encodes the interframe error. In the encoding device, inter-frame predicted image data is generated for the current image frame. means for reducing and generating a predictive pyramid data structure having multiple levels of reduction; , reducing unencoded current image data representing an unencoded current image frame; means for generating a current image pyramid data structure having the plurality of reduction levels; , a hierarchical lattice threshold quantization encoding is applied to the prediction pyramid based on the selected level. applied to the predicted image data structure and the current image pyramid data structure. generates encoded data that represents the difference between the image data and the unencoded current image data. An interframe error encoding device comprising means. 47.多次元データベクトルの配列を符号化する方法において、 格子閾値量子化符号化を多次元データベクトルの前記配列へ適用し、前記データ ベクトルに最も近い格子点の配列を発生する段階と、 最近接格子点の前記配列を表わすデータを識別する格子点をエントロピ符号化す る段階と、 前記エントロピ符号化データを通信チャンネルに供給する段階とを具備する多次 元データベクトル配列符号化方法。47. In a method of encoding an array of multidimensional data vectors, Applying lattice threshold quantization encoding to the array of multidimensional data vectors, generating an array of grid points closest to the vector; Entropy encode grid points that identify data representing said array of nearest grid points. the stage of and providing the entropy encoded data to a communication channel. Original data vector array encoding method. 48.前記適用段階は各データベクトルごとに、前記閾値量子化符号化のために E−8格子を使用する段階と、 ベクトル座標について丸め誤差の絶対値をすべての前記次元にわたり足し合わせ る段階と、 ベクトルについて候補の格子点の和の奇偶性を決定する段階と、 データベクトルへ最も近い格子点を決定する段階とを具備する請求の範囲第47 項記載の多次元データベクトル配列符号化方法。48. The applying step applies, for each data vector, the threshold quantization encoding. using an E-8 grid; Add the absolute value of the rounding error for vector coordinates over all said dimensions the stage of determining the odd-evenness of the sum of candidate grid points for the vector; and determining the nearest grid point to the data vector. Multidimensional data vector array encoding method described in Section 1. 49.選択される殻の範囲内で各格子点の同一性を割り出す段階と、 前記通信チャンネルにわたる伝送のため前記インデックスをエントロピ符号化す る段階とを具備する請求の範囲第47項記載の多次元データベクトル配列符号化 方法。49. determining the identity of each grid point within the selected shell; entropy encoding the index for transmission over the communication channel; Multidimensional data vector array encoding according to claim 47, comprising the step of: Method. 50.前記割出し段階は、 格子点を組合せて4×4ブロックを形成する段階と、両方の格子点が格子の殻0 にあるかどうかを識別する段階と、 殻0にないすべての点について殻数を符号化する段階と、 格子インデックス識別子の対称性を使用し殻0内にない各格子点のインデックス を識別する段階とを具備する請求の範囲第49項記載の多次元データベクトル配 列符号化方法。50. The indexing step includes: combining the lattice points to form a 4x4 block, and both lattice points are in the lattice shell 0 identifying whether the encoding shell numbers for all points not in shell 0; The index of each lattice point that is not in shell 0 using the symmetry of the lattice index identifier 49. A multidimensional data vector arrangement according to claim 49, comprising the step of identifying Column encoding method. 51.前記インデックス識別段階は、 格子点のクループについて、親の重心インデックスを識別する段階と、 空間対称性を使用し、親の重心インデックスの変化を識別する段階とを具備する 請求の範囲第50項記載の多次元データベクトル配列符号化方法。51. The index identification step includes: for a croup of grid points, identifying a parent centroid index; using spatial symmetry and identifying changes in the centroid index of the parent. A multidimensional data vector array encoding method according to claim 50. 52.殻3またはそれ以上の高位水準殻にある点について格子点座標をはっきり と伝送する段階を具備する請求の範囲第51項記載の多次元データベクトル配列 符号化方法。52. Clear grid point coordinates for points in shell 3 or higher level shells 52. The multidimensional data vector array according to claim 51, comprising the step of transmitting Encoding method. 53.多次元データベクトルの配列を符号化する装置において、 格子閾値量子化符号化を多次元データベクトルの前記配列へ適用し、前記データ ベクトルに最も近い格子点の配列を発生する手段と、 最近接格子点の前記配列を表わすデータを識別する格子点をエントロピ符号化す る手段と、 前記エントロピ符号化データを通信チャンネルに供給する手段とを具備する多次 元データベクトル配列符号化装置。53. In an apparatus for encoding an array of multidimensional data vectors, Applying lattice threshold quantization encoding to the array of multidimensional data vectors, means for generating an array of grid points closest to the vector; Entropy encode grid points that identify data representing said array of nearest grid points. means to and means for providing said entropy encoded data to a communication channel. Original data vector array encoding device. 54.前記適用手段は各データベクトルごとに、前記閾値量子化符号化のために E−8格子を使用する手段と、 ベクトル座標について丸め誤差の絶対値をすべての次元にわたり足し合わせる手 段と、 ベクトルについて候補の格子点の和の奇偶性を決定する段階と、 データベクトルへ最も近い格子点を決定する手段とを具備する請求の範囲第53 項記載の多次元データベクトル配列符号化装置。54. The applying means is configured for each data vector for the threshold quantization encoding. means for using an E-8 grid; Adding the absolute value of the rounding error for vector coordinates over all dimensions step by step, determining the odd-evenness of the sum of candidate grid points for the vector; and means for determining the nearest grid point to the data vector. A multidimensional data vector array encoding device as described in 2. 55.選択される殻の範囲内で各格子点の同一性を割り出す手段と、 前記通信チャンネルにわたる伝送のため前記インデックスをエントロピ符号化す る手段とを具備する請求の範囲第53項記載の多次元データベクトル配列符号化 装置。55. means for determining the identity of each grid point within the selected shell; entropy encoding the index for transmission over the communication channel; Multidimensional data vector array encoding according to claim 53, comprising means for Device. 56.前記割出し手段は、 格子点を組合せて4×4ブロックを形成する手段と、両方の格子点が格子の殻0 にあるかとうかを識別する手段と、 殻0にないすべての点について殻数を符号化する手段と、 格子インデックス識別子の対称性を使用し殻0内にない各格子点のインデックス を識別する手段とを具備する請求の範囲第55項記載の多次元データベクトル配 列符号化装置。56. The indexing means is A means of combining grid points to form a 4x4 block, and both grid points are in the shell 0 of the grid. a means for identifying whether the means for encoding shell numbers for all points not in shell 0; The index of each lattice point that is not in shell 0 using the symmetry of the lattice index identifier The multidimensional data vector array according to claim 55, further comprising means for identifying the Column encoder. 57.前記インデックス識別手段は、 格子点のクループについて、親の重心インデックスを識別する手段と、 空間対称性を使用し、親の重心インデックスの変化を識別する手段とを具備する 請求の範囲第56項記載の多次元データベクトル配列符号化装置。57. The index identification means includes: means for identifying a parent centroid index for a croup of grid points; and a means for identifying changes in the parent centroid index using spatial symmetry. A multidimensional data vector array encoding device according to claim 56. 58.殻3またはそれ以上の高位水準殻にある点について格子点座標を明示的に 伝送する手段を具備する請求の範囲第57項記載の多次元データベクトル配列符 号化装置。58. Explicitly specify grid point coordinates for points in shell 3 or higher level shells The multidimensional data vector array code according to claim 57, comprising means for transmitting. encoding device.
JP3510610A 1990-05-11 1991-05-10 Hierarchical Entropy Coding Lattice Threshold Quantization Coding Method and Apparatus for Image and Video Compression Pending JPH05509209A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52260290A 1990-05-11 1990-05-11
US522,602 1990-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05509209A true JPH05509209A (en) 1993-12-16

Family

ID=24081532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3510610A Pending JPH05509209A (en) 1990-05-11 1991-05-10 Hierarchical Entropy Coding Lattice Threshold Quantization Coding Method and Apparatus for Image and Video Compression

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0527947A4 (en)
JP (1) JPH05509209A (en)
CA (1) CA2082641A1 (en)
WO (1) WO1991018477A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5134478A (en) * 1991-02-19 1992-07-28 Intel Corporation Method and apparatus for compressing and decompressing a digital video signal using predicted and error images
WO2009041843A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Vsevolod Yurievich Mokrushin Method of encoding digital signals (variants), method of decoding digital signals (variants), device for implementation thereof (variants), and system for image transmission via limited throughput communication channels (variants)
IL262845B (en) * 2016-05-16 2022-08-01 Numeri Ltd A new pyramid algorithm for video compression and video analysis

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8429879D0 (en) * 1984-11-27 1985-01-03 Rca Corp Signal processing apparatus
US4727422A (en) * 1985-06-03 1988-02-23 Picturetel Corporation Method and apparatus for efficiently communicating image sequence having improved motion compensation
US4703350A (en) * 1985-06-03 1987-10-27 Picturetel Corporation Method and apparatus for efficiently communicating image sequences
US4816914A (en) * 1987-01-07 1989-03-28 Pictel Corporation Method and apparatus for efficiently encoding and decoding image sequences
US4794455A (en) * 1987-01-07 1988-12-27 Pictel Corporation Method and apparatus employing adaptive filtering for efficiently communicating image sequences
EP0285902A3 (en) * 1987-04-07 1990-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Method for the data reduction of digital picture sequences
NL8701261A (en) * 1987-05-27 1988-12-16 Philips Nv TELEVISION TRANSMISSION SYSTEM WITH PYRAMIDAL CODING / DECODING CIRCUIT.
US4849810A (en) * 1987-06-02 1989-07-18 Picturetel Corporation Hierarchial encoding method and apparatus for efficiently communicating image sequences
CA2082640A1 (en) * 1990-05-11 1991-11-12 Jeffrey Bernstein Hierarchical encoding method and apparatus employing background references for efficiently communicating image sequences

Also Published As

Publication number Publication date
EP0527947A1 (en) 1993-02-24
EP0527947A4 (en) 1993-12-15
CA2082641A1 (en) 1991-11-12
WO1991018477A1 (en) 1991-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5150209A (en) Hierarchical entropy coded lattice threshold quantization encoding method and apparatus for image and video compression
US5576767A (en) Interframe video encoding and decoding system
Fränti et al. Compression of digital images by block truncation coding: a survey
US4851906A (en) Data compression using orthogonal transform and vector quantization
US5541594A (en) Fixed quality source coder with fixed threshold
JP3868014B2 (en) Video signal encoding method and apparatus
JPH01503509A (en) Hierarchical encoding method and device for effectively communicating a series of images
US8331454B2 (en) Integer transform function for video compression systems
EP0754329B1 (en) Vector transform coder with multi-layered codebooks and dynamic bit allocation
KR20040083422A (en) Wavelet domain half-pixel motion compensation
Kabir et al. Edge-based transformation and entropy coding for lossless image compression
Fowler et al. Image coding using differential vector quantization image coding using differential vector quantization
US6330283B1 (en) Method and apparatus for video compression using multi-state dynamical predictive systems
Sampson et al. Fast lattice-based gain-shape vector quantisation for image-sequence coding
JPH05509209A (en) Hierarchical Entropy Coding Lattice Threshold Quantization Coding Method and Apparatus for Image and Video Compression
KR100242635B1 (en) A system for variable-length-coding and variable-length-decoding digital data
Jiang et al. Lossless compression for medical imaging systems using linear/nonlinear prediction and arithmetic coding
Hung et al. New irregular sampling coding method for transmitting images progressively
EP0749245A2 (en) Method and equipment for coding and decoding a digital image
Sezan et al. Progressive transmission of images using a prediction/residual encoding approach
Darragh et al. Fixed distortion, variable rate subband coding of images
Antonini et al. Adaptive entropy-constrained lattice vector quantization for multiresolution image coding
KR100216600B1 (en) Method of transmitting multi-code for vector quantizer of image signal
Carbonara et al. Compression of digital video data using artifical neural network differential vector quantization
KR100204468B1 (en) An image encoder and decoder