JPS59148478A - ベクトル量子化方式フレ−ム間符号化装置 - Google Patents
ベクトル量子化方式フレ−ム間符号化装置Info
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- JPS59148478A JPS59148478A JP58023014A JP2301483A JPS59148478A JP S59148478 A JPS59148478 A JP S59148478A JP 58023014 A JP58023014 A JP 58023014A JP 2301483 A JP2301483 A JP 2301483A JP S59148478 A JPS59148478 A JP S59148478A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は画像信号に対し、連続する画面間の相関を利
用して2画像信号を高能率符号化(ビットレート 従来のこの種のフレーム間符号化装置は第1図の如く構
成されていた。図中(、)は符号化器,(b)は復号化
器である。
用して2画像信号を高能率符号化(ビットレート 従来のこの種のフレーム間符号化装置は第1図の如く構
成されていた。図中(、)は符号化器,(b)は復号化
器である。
第1図において,(1)はA/I)変換器,(2)は減
算器。
算器。
(3)はスカラー量子化器,(4)は加にa, +51
はフレームメモIJ,(121はD/A変換器である。
はフレームメモIJ,(121はD/A変換器である。
今,画面の上方から下方に向けて左から右に順次ラスタ
ースキヤーンされる第fフレーム(fは整数)のアナロ
グ画像信号(6)を〜Φ変換器(1)にてディジタル化
する。このディジタル画像信号(7)のサンプル系列を
S((ここではtはラスター走査におけるサンプル系列
番号)、前記S,にス1する1フレーム前の同一画素位
置のサンプル値から構成される予測信号(8)を?)、
前記画像信号(7)と予測信号(8)のフレーム間差分
信号(9)をε(、前記フレーム間差分信号(9)の1
サンプル毎のスカラー量子化信号aO)を?(、前記ス
カラー量子化信号(10)と予測信号(8)す加算した
再生画像信号f11)をS(とする。
ースキヤーンされる第fフレーム(fは整数)のアナロ
グ画像信号(6)を〜Φ変換器(1)にてディジタル化
する。このディジタル画像信号(7)のサンプル系列を
S((ここではtはラスター走査におけるサンプル系列
番号)、前記S,にス1する1フレーム前の同一画素位
置のサンプル値から構成される予測信号(8)を?)、
前記画像信号(7)と予測信号(8)のフレーム間差分
信号(9)をε(、前記フレーム間差分信号(9)の1
サンプル毎のスカラー量子化信号aO)を?(、前記ス
カラー量子化信号(10)と予測信号(8)す加算した
再生画像信号f11)をS(とする。
このとき、第1図(、)の符号化器に粘いては以下の処
理を行う。
理を行う。
εf−B( p(
?(=ε(、+qA
鶏=♀C+’;r =s: + qシ
ここで pS == S:・Z−f(Z−fはIフレー
ムの遅延を表わす)、q(はスカラー量子化雑音である
。
ムの遅延を表わす)、q(はスカラー量子化雑音である
。
すなわちr Skに対して相間により信号電力が減少す
るフレーム間差分信号ε(を、その撮幅確率分布P(ε
k)に基づいて量子化雑音が最小となる様に。
るフレーム間差分信号ε(を、その撮幅確率分布P(ε
k)に基づいて量子化雑音が最小となる様に。
量子化レベル数を減じてε,にスカラー量子化する。
このηの各量子化レベルに各コードを割り当て高能率符
号化して伝送すれば良い。
号化して伝送すれば良い。
第1図(b)に示す復号化器においては,送信されてく
るスカラー量子化信号00)から Sj==p’;−1+6’+−S’+ +q?の演算を
実行して量子化雑音q(を含んだ再生画像信号111)
を得る。
るスカラー量子化信号00)から Sj==p’;−1+6’+−S’+ +q?の演算を
実行して量子化雑音q(を含んだ再生画像信号111)
を得る。
以上の如〈従来のフレーム間符号化装置は,現在のフレ
ームの画像信号と同一位置に対応する先のフし一J、の
画像信号との差分信号を1サンプル毎にレベル数を減じ
てスカラー量子化していた。
ームの画像信号と同一位置に対応する先のフし一J、の
画像信号との差分信号を1サンプル毎にレベル数を減じ
てスカラー量子化していた。
この方式によると,画像信号がカラス雑音を含むため,
被写体の動きによって発生した有意なフレーム間差分信
号のみを符号化することは困難である。更に,フレーム
間差分信号を1サンプル毎にスカラー量子化するため,
所定のビットレート以下に低減することは不可能である
。
被写体の動きによって発生した有意なフレーム間差分信
号のみを符号化することは困難である。更に,フレーム
間差分信号を1サンプル毎にスカラー量子化するため,
所定のビットレート以下に低減することは不可能である
。
この発明は2以上の如き欠点を除去するためになされた
もので,ガウス靴音等のじょう乱にも強く,有意な動き
と判定したフレーム間差分信号のみをフロゾク単位でベ
クトル帛子化するフしーム間符号化装置を提供するもの
である。
もので,ガウス靴音等のじょう乱にも強く,有意な動き
と判定したフレーム間差分信号のみをフロゾク単位でベ
クトル帛子化するフしーム間符号化装置を提供するもの
である。
図面によりこの発明の詳細な説明する。
今,第2図の如く,第f−1番目のフレーム(テレビジ
ョンの場合,エフシー1、は飛び超し走査する2つのフ
ィールドから構成される)の時間的に連続する4本の走
査線上のサンプルを格子状に4×4個毎にまとめてブロ
ック化し,これを1つのベクトルとして呂−’−( S
t r 8 2 、 ・・、 8161)シー1と
表わす。これに対し,1フレーJ・後(デルビジ甘ン走
査では2フイールド後)の第1番目のフし−J・で弓−
1と画面トで同一位置に相当するサンプルのブロックD
’t= (Sl、 82. ・・・、 5ts)Sと
する。ここで、lは整数でブOツクが両面−ト左から右
へ更に−L方から下方ヘシフトシてゆく時のブロックシ
ーケンス番号を表わす。
ョンの場合,エフシー1、は飛び超し走査する2つのフ
ィールドから構成される)の時間的に連続する4本の走
査線上のサンプルを格子状に4×4個毎にまとめてブロ
ック化し,これを1つのベクトルとして呂−’−( S
t r 8 2 、 ・・、 8161)シー1と
表わす。これに対し,1フレーJ・後(デルビジ甘ン走
査では2フイールド後)の第1番目のフし−J・で弓−
1と画面トで同一位置に相当するサンプルのブロックD
’t= (Sl、 82. ・・・、 5ts)Sと
する。ここで、lは整数でブOツクが両面−ト左から右
へ更に−L方から下方ヘシフトシてゆく時のブロックシ
ーケンス番号を表わす。
本発明は、上記ブロック単位のフレーム間差分信号を基
に動き検出バク1−ル量子化を実行し高能率符号化を実
現するフレーム間符号化装置を提供するものである。
に動き検出バク1−ル量子化を実行し高能率符号化を実
現するフレーム間符号化装置を提供するものである。
第3図に本発明に係るベクトルMチル方式フシーム間符
号化装置の符号化部、第4図に前記装置の復号化部の構
成の一実施例を示す。
号化装置の符号化部、第4図に前記装置の復号化部の構
成の一実施例を示す。
第3図において、 (141はラスター/ブロック走査
変換器、 (151はミツドトレッド形すミIり、06
1はブロック走査フレームメモリ、(1りはベクトル量
子化符号化器、(1町まベクトル量子化符号化器、 (
191は送信データバッファ、@)はしきい値制御回路
である。
変換器、 (151はミツドトレッド形すミIり、06
1はブロック走査フレームメモリ、(1りはベクトル量
子化符号化器、(1町まベクトル量子化符号化器、 (
191は送信データバッファ、@)はしきい値制御回路
である。
更に第4図において、 f3+1は受信データバッファ
。
。
03)はフロック/ラスター走査変換器である。
なお9図中、第1図、第3図、第4図において同一符号
は、同−又は相当部分を示す。
は、同−又は相当部分を示す。
次に、第3図に示すフレーム間符号化装置の符号化部の
動作について説明する。
動作について説明する。
先ず、第fフレームのディジタル化された画像信号(7
)はラスター/ブロック走査変換器++4)を通して1
画面上でラスター走査から第2図に示すブロック走査に
変換される。ブロック走査では9画像信号の各サンプル
は1サンプル毎に(Sl、 82.83. −84、8
11. Ss、・・・、 89.810.・・・、 S
l3. S14.815.816)□の順に走査し、こ
のブロック走査が両面ト左から右へ、更に2上方から下
方へ移行するように走査してブロック走査画像信号(2
1)を出力する。(ここでブロック内の主走査方向と副
走査方向は入れかえても良い。) 前記、ブロック走査画像信号(21)すなわち多シは。
)はラスター/ブロック走査変換器++4)を通して1
画面上でラスター走査から第2図に示すブロック走査に
変換される。ブロック走査では9画像信号の各サンプル
は1サンプル毎に(Sl、 82.83. −84、8
11. Ss、・・・、 89.810.・・・、 S
l3. S14.815.816)□の順に走査し、こ
のブロック走査が両面ト左から右へ、更に2上方から下
方へ移行するように走査してブロック走査画像信号(2
1)を出力する。(ここでブロック内の主走査方向と副
走査方向は入れかえても良い。) 前記、ブロック走査画像信号(21)すなわち多シは。
ブロック走査フレームメモ1月10から読み出されるブ
ロック走査予測信号(22)、fip=c♀!、↑2.
・・・ 、−、,6〕。
ロック走査予測信号(22)、fip=c♀!、↑2.
・・・ 、−、,6〕。
を各要素毎(対応するサンプル毎)に減算器(2)を通
して減じられる。次に、前記減η、器f21の出力であ
る予測誤差信号(231g、=(εl、ε2.・・・、
ε、6〕□は。
して減じられる。次に、前記減η、器f21の出力であ
る予測誤差信号(231g、=(εl、ε2.・・・、
ε、6〕□は。
第5図に示す様な入出力変換特性(図中aはりミンクし
ベル定数)を有するミツドトレッド形リミッタ05)を
通して9時間軸方向の微小レベル変動と過負荷を抑圧し
た抑圧予測誤差信号(至)3′□=〔ε′、。
ベル定数)を有するミツドトレッド形リミッタ05)を
通して9時間軸方向の微小レベル変動と過負荷を抑圧し
た抑圧予測誤差信号(至)3′□=〔ε′、。
ξり、・・・、ε’+6 ) /に変換される。この抑
圧予測誤差信号(財)は、ブロック単位でまとめてベク
トル母子化符号化器(lηとベクトル景チル復号化器0
粉によってべ〃トル量子化されてベク)・ル量子化予測
誤差信号(2)、;、 =〔”、 、 ;2.・・r
’t6) /に変換される。前記ベクI・ル量子化予測
誤差信号ψ))は上記ブロック走査予測信号(221と
各要素毎に加算器(5)で加算され再生ブロック走査画
像信号@β’、= [: St、 82. ・・・、
S+6〕シを再生する。この再生ブロック走査画像信号
((資)はブロック走査フレームメモ1月16)にて1
フレ一ム分の遅延をうけ2次のフレーJ・のブロック走
査予測信号(ハ)として用いられる。
圧予測誤差信号(財)は、ブロック単位でまとめてベク
トル母子化符号化器(lηとベクトル景チル復号化器0
粉によってべ〃トル量子化されてベク)・ル量子化予測
誤差信号(2)、;、 =〔”、 、 ;2.・・r
’t6) /に変換される。前記ベクI・ル量子化予測
誤差信号ψ))は上記ブロック走査予測信号(221と
各要素毎に加算器(5)で加算され再生ブロック走査画
像信号@β’、= [: St、 82. ・・・、
S+6〕シを再生する。この再生ブロック走査画像信号
((資)はブロック走査フレームメモ1月16)にて1
フレ一ム分の遅延をうけ2次のフレーJ・のブロック走
査予測信号(ハ)として用いられる。
以」二のフレーム間差分演算は次式に示すベクトル量子
化として表わされる。
化として表わされる。
ε−8f ’If
1 、/ −1
ヱl = ’ /十儀
弓−馬+9=βシ+91
♀f−揖f、z−(
//
ここで、Z−1ばlフレームの遅延、Q、はミツドトレ
ッド形リミッタ05)および!7のベク)−ル量子化に
よって生じる演算誤差である。
ッド形リミッタ05)および!7のベク)−ル量子化に
よって生じる演算誤差である。
以上の過程において、ベク)・ル量子化符号化器(17
+は抑圧予測誤差信号(財)をブロック単位に以下の処
理を実行して高能率符号化する。すなわち、ル=〔ε1
+ ’2+ ・・・、ε16〕シのブロック内の平均値
と平均値からの標準偏差に相当する成分がしきし・値T
θを超えた場合を動きのある有意ブロックとしてベクト
ル量子化し、しきい値Tθを超えない場合は9無意ブロ
ツクとしてベクトル量子化予測誤差信号(26)η−〇
となるよう処理する。ベクトクレ量子化の詳細について
は後述する。前記ベクトル量子化符号化器0′7)の出
力であるベクトル量子化符号化データ(25)は、送信
データバッファ朋に送られる。送信データバッファ09
)はデータバッファが所定の容量を超えない様にベクト
ル量子化符号化データ(25)の情報発生量を制御する
ため、情報発生量制御信号(支)をしきい値制御部■へ
送出して、送信ベクトル骨子化符号化データ艶を一定の
伝送レートに保つ。
+は抑圧予測誤差信号(財)をブロック単位に以下の処
理を実行して高能率符号化する。すなわち、ル=〔ε1
+ ’2+ ・・・、ε16〕シのブロック内の平均値
と平均値からの標準偏差に相当する成分がしきし・値T
θを超えた場合を動きのある有意ブロックとしてベクト
ル量子化し、しきい値Tθを超えない場合は9無意ブロ
ツクとしてベクトル量子化予測誤差信号(26)η−〇
となるよう処理する。ベクトクレ量子化の詳細について
は後述する。前記ベクトル量子化符号化器0′7)の出
力であるベクトル量子化符号化データ(25)は、送信
データバッファ朋に送られる。送信データバッファ09
)はデータバッファが所定の容量を超えない様にベクト
ル量子化符号化データ(25)の情報発生量を制御する
ため、情報発生量制御信号(支)をしきい値制御部■へ
送出して、送信ベクトル骨子化符号化データ艶を一定の
伝送レートに保つ。
前記しきい値制御部(4)は情報発生量制御信号翰に基
づき、しきい値信号(支)としてベクトル量子化符号化
?、% (17)へフィードバックさせる。しきい値T
oはフレーム単位で上下させると良い。この場合1フレ
一ト周期間Tθ〉2・aとすればフレーム駒落しとなる
。
づき、しきい値信号(支)としてベクトル量子化符号化
?、% (17)へフィードバックさせる。しきい値T
oはフレーム単位で上下させると良い。この場合1フレ
一ト周期間Tθ〉2・aとすればフレーム駒落しとなる
。
次にフレーム間符号化装置の復号化部の動作を第4図に
従って説明する。
従って説明する。
受信データバッフy clllを通して速度変換された
ベクトル量子化符号化データ(5)は、ベクトル量子化
復号化器(旧によってベクトル量子化予測誤差信号(2
G)E/に変換される。?声加算器(5)とブロック走
査フレームメモリ(161によってフレーム間符号化の
逆の手順を経て再生ブ07り走査画像信号@シを復元す
る。
ベクトル量子化符号化データ(5)は、ベクトル量子化
復号化器(旧によってベクトル量子化予測誤差信号(2
G)E/に変換される。?声加算器(5)とブロック走
査フレームメモリ(161によってフレーム間符号化の
逆の手順を経て再生ブ07り走査画像信号@シを復元す
る。
すなわち、ベクトル演算として
勇−可+27−再籾。
となる。前記ブロック走査再生信号曽は、ラスター/ブ
ロック走査変換器■にてラスター走査再生画像信号t3
41となりD/A変換されアナログ再生画像信号を得る
。
ロック走査変換器■にてラスター走査再生画像信号t3
41となりD/A変換されアナログ再生画像信号を得る
。
次に、ブロック走査予測誤差信号すなわちフレーム間差
分信号をデータ圧縮して高能率符号化するベクトル量子
化器について詳細に説明する。
分信号をデータ圧縮して高能率符号化するベクトル量子
化器について詳細に説明する。
第6図(a)は本発明に係るベクトル量子化符号化器、
第6図(b)はベタ1−ル量子化復号化器の一実施例を
示す構成図である。
第6図(b)はベタ1−ル量子化復号化器の一実施例を
示す構成図である。
図中、(支))は直流分離回路、(9)は正規化回路、
(支))はアドレスカウンタ、 (391は出力ベク)
・ルコードテーブル、 (40)は入出力ベクトル歪計
算回路、 (4]1は最小歪検出回路、(4zはインデ
ックスラッチ、ωは動き検出回路、 (54)は利得再
生量m、 (55)は直流合成回路である。なお7図中
同−符号は同−又は相当部分を示す。
(支))はアドレスカウンタ、 (391は出力ベク)
・ルコードテーブル、 (40)は入出力ベクトル歪計
算回路、 (4]1は最小歪検出回路、(4zはインデ
ックスラッチ、ωは動き検出回路、 (54)は利得再
生量m、 (55)は直流合成回路である。なお7図中
同−符号は同−又は相当部分を示す。
以下、ベクトル量子化器の動作について説、明する。
第6図(、)のベクトル量子化符号化器圧おいて。
抑圧予測誤差信号m+ gl、に対し、直流分離回路(
36)とIF規化回路(371にて以下の処理を実行し
て入カベクトル(政汐に変換する。すなわち !+□=
〔ε′1.ε′2゜・・・、ε’+6’l/のブロック
内平均値m、とブロック内標準偏差(、!;)るいはそ
れに相当する成分)σ、とするとσ、=〔116(ε’
4 mハ2〕l/、又は6t −mデX (’、−m
j n t’。
36)とIF規化回路(371にて以下の処理を実行し
て入カベクトル(政汐に変換する。すなわち !+□=
〔ε′1.ε′2゜・・・、ε’+6’l/のブロック
内平均値m、とブロック内標準偏差(、!;)るいはそ
れに相当する成分)σ、とするとσ、=〔116(ε’
4 mハ2〕l/、又は6t −mデX (’、−m
j n t’。
164=+
又は°r″暦、ぞ11′′・−・/I
X、−(ε’i−m、)/σ。
ルーCXI、X2. ・・・、 X16)/として、
平均値m(、偏差σ、および入カベクトル&を得る。
平均値m(、偏差σ、および入カベクトル&を得る。
上記、平均値信号+501.町と偏差信号(50σ□は
動き検出回路(52+に送出して、しきい値信号(イ)
と比較して一εlが有意な動きに対するフし−J・間差
分信号でホ)ろか否かを判定するために用いられる。動
き検出回路Gのはm74 < ’I’l+且つσ、ぐJ
゛θならばm7B =’ 1 =0とする処理を行なっ
た後、処理後の平均値m、と偏差σ。
動き検出回路(52+に送出して、しきい値信号(イ)
と比較して一εlが有意な動きに対するフし−J・間差
分信号でホ)ろか否かを判定するために用いられる。動
き検出回路Gのはm74 < ’I’l+且つσ、ぐJ
゛θならばm7B =’ 1 =0とする処理を行なっ
た後、処理後の平均値m、と偏差σ。
を動きブロック平均・偏差信号(−3)と[7てインデ
ックスラッチ(4りに送出する。インデックスラッチ(
aはm、=σ、−0の場合、五′、が動きのない無意ブ
ロックと判定し、L′、のバク1−ル量子化符号化テー
タ勃)として無意ブロックコード(1ビット)のみを送
出する。また、 ml〜0または9へ00ときは有意ブ
ロックコード(1ピッ1−)とm/ 、σ、 to−h
び後述する出力ベクトルのインデックス信号(4g)を
ベクトル量子化符号化データ(25)として送出する。
ックスラッチ(4りに送出する。インデックスラッチ(
aはm、=σ、−0の場合、五′、が動きのない無意ブ
ロックと判定し、L′、のバク1−ル量子化符号化テー
タ勃)として無意ブロックコード(1ビット)のみを送
出する。また、 ml〜0または9へ00ときは有意ブ
ロックコード(1ピッ1−)とm/ 、σ、 to−h
び後述する出力ベクトルのインデックス信号(4g)を
ベクトル量子化符号化データ(25)として送出する。
すなわチ、有意・無意ブロック識別コードはベクトル量
子化符号化データ(49)を可変長符号化(例えばハフ
マンコーディング)する場合のブリフィックスとして用
いることもできる。この時、動きのない16個のサンプ
ルから構成されるブロックは、無意ブロックコート゛に
対し1ビット(j ブ:cわち各ザンプ・ル当り1/1
6ビノト)に高能率符号化されろ8次に、有意ブロック
に対しても高61;率符号化を実現スルヘクトル量子化
の加珪につい゛C説明する。
子化符号化データ(49)を可変長符号化(例えばハフ
マンコーディング)する場合のブリフィックスとして用
いることもできる。この時、動きのない16個のサンプ
ルから構成されるブロックは、無意ブロックコート゛に
対し1ビット(j ブ:cわち各ザンプ・ル当り1/1
6ビノト)に高能率符号化されろ8次に、有意ブロック
に対しても高61;率符号化を実現スルヘクトル量子化
の加珪につい゛C説明する。
今、入力信号サンプル系列をに個(KはiE数)まとや
て入カベクトル各−(X+、 X2.・+ X’ 〕と
する。このときに次元ユークリッド信号空間Rk (各
c Rk)の所定の分割をRt、 R2,・・・、 R
Nとし、各分割の代表点(例えば重心) Ml−(yi
t、 3’i2. 、=。
て入カベクトル各−(X+、 X2.・+ X’ 〕と
する。このときに次元ユークリッド信号空間Rk (各
c Rk)の所定の分割をRt、 R2,・・・、 R
Nとし、各分割の代表点(例えば重心) Ml−(yi
t、 3’i2. 、=。
y+k)のN個のセットをY−〔ヱ++ 、CI ・
・・、χN〕とする。代表点y、を分割R,に含まれる
入力ベクトル冬の出力ベクトルとして写像するものをベ
クトル量子化とい)。
・・、χN〕とする。代表点y、を分割R,に含まれる
入力ベクトル冬の出力ベクトルとして写像するものをベ
クトル量子化とい)。
このとき、ベクトル量子化勉は次式に定義される。
Qv : Rk→Y
ここでl Ri =QV’ (、li )−(X e−
R’ : Q(g)=J +f−、記ベクトル量子化Q
チル符号化Cvと復号化D■の縦続接続として表わされ
る。省号化C■はRkO中の出力ベクトルのセラ1−Y
−(カ、y2.・・・、iN〕のインデックスセラI−
I=(1,2,・・N〕への写像テあり、復号化Dvは
■がらYへの写像である。すなわち Cv:R’−+■、 I)v: 1−* YQv
= Dy−Cy である。上記ベクトル量子化において前記符号化出力I
が伝送あるいは記録されることになるため極めて効率の
良い符号化が実現で伴る。
R’ : Q(g)=J +f−、記ベクトル量子化Q
チル符号化Cvと復号化D■の縦続接続として表わされ
る。省号化C■はRkO中の出力ベクトルのセラ1−Y
−(カ、y2.・・・、iN〕のインデックスセラI−
I=(1,2,・・N〕への写像テあり、復号化Dvは
■がらYへの写像である。すなわち Cv:R’−+■、 I)v: 1−* YQv
= Dy−Cy である。上記ベクトル量子化において前記符号化出力I
が伝送あるいは記録されることになるため極めて効率の
良い符号化が実現で伴る。
ベクトル量子化におけろ出力ベクトルのセットYは、入
力ベクトルの振幅確率分布P (X)に基づく入力信号
源のモデルから発生する多数の入出ベクトル間冬、をに
次元信号空間茫で入力ベクトルと出力ベクトル(最初は
イニシャライズで仮に設定)の歪の総和Σmin d
(X、、χ1)が最小となるよt うに収速させるクラスタリングI・シーニングにて求め
ることができる。
力ベクトルの振幅確率分布P (X)に基づく入力信号
源のモデルから発生する多数の入出ベクトル間冬、をに
次元信号空間茫で入力ベクトルと出力ベクトル(最初は
イニシャライズで仮に設定)の歪の総和Σmin d
(X、、χ1)が最小となるよt うに収速させるクラスタリングI・シーニングにて求め
ることができる。
第7図にに=16のときの信号空間R16における出力
ベクトルの配列の一例を示す。
ベクトルの配列の一例を示す。
ベクトル量子化は入力ベクトル×に最も近い甲離(最小
歪)にある出力ベクトルのインデックスへの写像となる
符号化とインデックスから出力ベクトルへの写像となる
復号化の縦続接続である。
歪)にある出力ベクトルのインデックスへの写像となる
符号化とインデックスから出力ベクトルへの写像となる
復号化の縦続接続である。
このとき
c■: x→i=(i lm1nd(X、 7+)
)Dy : i −Ci l min d (!+ l
i ))−、’A= (y+ lm1nd(J、zH)
となる。ここで、歪d(冬、x; ) ’xニューリッ
ド距離で定義すると 更に、歪計嘗の高速化な計るためハウスドルフのF(j
離を用いると d (〆+ vH)=max IXI y
i4 I絶対値和を用いると d(X、ヱ1)−Σl X、 −yt41」;1 となる。
)Dy : i −Ci l min d (!+ l
i ))−、’A= (y+ lm1nd(J、zH)
となる。ここで、歪d(冬、x; ) ’xニューリッ
ド距離で定義すると 更に、歪計嘗の高速化な計るためハウスドルフのF(j
離を用いると d (〆+ vH)=max IXI y
i4 I絶対値和を用いると d(X、ヱ1)−Σl X、 −yt41」;1 となる。
上記バク1−ル量子化を実行するため第6図(a)のベ
クトル量子化復号化器では、あらかじめクラスタリング
によって生成した出力ベクトルの七ノドを出力ベタ−・
ルコードテーブルt39)に膚き込んでおく。今、入力
ベクトル(441各、が入力された時点で。
クトル量子化復号化器では、あらかじめクラスタリング
によって生成した出力ベクトルの七ノドを出力ベタ−・
ルコードテーブルt39)に膚き込んでおく。今、入力
ベクトル(441各、が入力された時点で。
アドレスカウンタC(Fllはi = 1.2.・・・
、Nまで順次カランI・アップして出力ベクI・ルコー
ドテーブルf:1(llかもインデックスiに対応する
出力ベクトルー、をJl(+−y2.・・・、亦の順に
読み出す。次に、前8C人力ベクトルX、と順次読み出
される各出力バク1−ル110間の歪d(冬/II J
i )を歪計算回路(40)にて計算する。この入出力
ベクトル間の歪(、if号(44)は最小歪検出回路(
41)に送られ、 mjn d □fy、、 −y、
) (+=== 1゜2、・・・、 N)となる1が
求められる。これは、1=1.2.・・・Nと順次アド
レスカウンタ!311)がカウントアツプするうち、過
去の最小歪と逐次比較して歪が小さい場合これを現時点
の最小歪として検出する。最小歪検出毎にストローブ信
号(48)を送出し。
、Nまで順次カランI・アップして出力ベクI・ルコー
ドテーブルf:1(llかもインデックスiに対応する
出力ベクトルー、をJl(+−y2.・・・、亦の順に
読み出す。次に、前8C人力ベクトルX、と順次読み出
される各出力バク1−ル110間の歪d(冬/II J
i )を歪計算回路(40)にて計算する。この入出力
ベクトル間の歪(、if号(44)は最小歪検出回路(
41)に送られ、 mjn d □fy、、 −y、
) (+=== 1゜2、・・・、 N)となる1が
求められる。これは、1=1.2.・・・Nと順次アド
レスカウンタ!311)がカウントアツプするうち、過
去の最小歪と逐次比較して歪が小さい場合これを現時点
の最小歪として検出する。最小歪検出毎にストローブ信
号(48)を送出し。
このときのアドレス信号(49)をインテックスラッチ
(43にとり込んでゆけば、i−Nとなったとき最小歪
出力ベクトルのインデックスがインデックスラッチ(4
2)に得られる。インデックスラッチ(42)はこの最
小歪出力ベクトルのインデックスと前記動きブロック平
均・偏差信号四および有意・無意フロック識別コードを
ベクトル量子化符号化データ(支))として出力する。
(43にとり込んでゆけば、i−Nとなったとき最小歪
出力ベクトルのインデックスがインデックスラッチ(4
2)に得られる。インデックスラッチ(42)はこの最
小歪出力ベクトルのインデックスと前記動きブロック平
均・偏差信号四および有意・無意フロック識別コードを
ベクトル量子化符号化データ(支))として出力する。
次忙第6図(b)のベクトル量子化復号化器の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
ベクトル量子化符号化データ(25)として送出さ才]
てくる有意・無意ブロック識別コー1−”、 インデ
ノクス、平均値、および偏差信号はインデックスラッチ
+471にとり込まれる。インデックスは、ベクトル量
子化符号化器と同一の出力ベクトルコードテーブル09
)ヘアドレス信号として送られ対応する出力ベタ−・ル
(56)zt = Cy+ l min d (j;、
1. y+ ) )を読み出す。
てくる有意・無意ブロック識別コー1−”、 インデ
ノクス、平均値、および偏差信号はインデックスラッチ
+471にとり込まれる。インデックスは、ベクトル量
子化符号化器と同一の出力ベクトルコードテーブル09
)ヘアドレス信号として送られ対応する出力ベタ−・ル
(56)zt = Cy+ l min d (j;、
1. y+ ) )を読み出す。
この出力ベクトルー、に対し、利得再生回路(9)では
偏差σ、を受けとり利得再生、直流合成回路(55)で
は平均値m、を受けとり直流再生を行って再生予測誤差
信号図)!/を得る。すなわち ?、−σl ’ Yii ”’l−”/ (J ””
j+ ’L −、16)シー(’71.’ 72.・・
’+ fts 〕lただし m、=σ、−=0ならば ’/”” (L O+・・・、0〕。
偏差σ、を受けとり利得再生、直流合成回路(55)で
は平均値m、を受けとり直流再生を行って再生予測誤差
信号図)!/を得る。すなわち ?、−σl ’ Yii ”’l−”/ (J ””
j+ ’L −、16)シー(’71.’ 72.・・
’+ fts 〕lただし m、=σ、−=0ならば ’/”” (L O+・・・、0〕。
である。
以上の処理を通して本発明にJ]るベクI・ル量チル方
式フシーム間符号化装置では、フレーム間差分信号をミ
ツドトレッド形リミッタによって時間軸方式の粒子状雑
音および過負荷を抑圧し量子化レベルを減らし、更に、
ブロック単位Kまとめてブロックの識別をすることによ
って雑音に対する動き検出精度を向上すると共に高能率
符号化を実現している。また、動きのある有意フl’l
ツクに対しては、ブロック単位に平均値分離後、利得に
よる正規化をして多次元信号空間でベクトル量子化する
ことによって高能率符号化を実現している。
式フシーム間符号化装置では、フレーム間差分信号をミ
ツドトレッド形リミッタによって時間軸方式の粒子状雑
音および過負荷を抑圧し量子化レベルを減らし、更に、
ブロック単位Kまとめてブロックの識別をすることによ
って雑音に対する動き検出精度を向上すると共に高能率
符号化を実現している。また、動きのある有意フl’l
ツクに対しては、ブロック単位に平均値分離後、利得に
よる正規化をして多次元信号空間でベクトル量子化する
ことによって高能率符号化を実現している。
画像信号は平均値分離・正規化処理によって入力ベクト
ルの振幅確率分布が異なるシーンに対し類似したものと
なるためベク)・ル量子化の効率が向上する。フレーム
間符号化によるフレーム間の伝送誤り対策はベクトル量
子化がブロック単位の符号化であるから1時折、ブロン
ク走査画像信号(21)を直接バク1−ル量子化して送
出することによって実現できる。
ルの振幅確率分布が異なるシーンに対し類似したものと
なるためベク)・ル量子化の効率が向上する。フレーム
間符号化によるフレーム間の伝送誤り対策はベクトル量
子化がブロック単位の符号化であるから1時折、ブロン
ク走査画像信号(21)を直接バク1−ル量子化して送
出することによって実現できる。
なお以上は2ベクトル量子化の10ツクサイズを4X4
とし°て説明したが、このブロックサイズは自由に選択
できることは勿論である。更罠2本発明ではベクトル量
子化を全出力ベクトルとの歪計算を要するフルサーチに
て説明したが、ベクトル量子化は木構造に出力ベク)・
ルを生成して木探索する高速ベクトル量子化を用いても
よい。
とし°て説明したが、このブロックサイズは自由に選択
できることは勿論である。更罠2本発明ではベクトル量
子化を全出力ベクトルとの歪計算を要するフルサーチに
て説明したが、ベクトル量子化は木構造に出力ベク)・
ルを生成して木探索する高速ベクトル量子化を用いても
よい。
また動き検出のしき(・値は平均値と偏差に対して別の
値を用℃・てもよい。
値を用℃・てもよい。
以上のよう釦、この発明に係るベクトル量チル方式フシ
ーム間符号化装置ではフレーム間差分信号の雑音抑圧・
動き検出を含めた直流分離正規化ベクトル量子化による
高能率符号化を行うように構成しているので、超低ビク
l−L−−一トで高品質の動画像伝送が実現できる効果
がある。
ーム間符号化装置ではフレーム間差分信号の雑音抑圧・
動き検出を含めた直流分離正規化ベクトル量子化による
高能率符号化を行うように構成しているので、超低ビク
l−L−−一トで高品質の動画像伝送が実現できる効果
がある。
第1図(a)(h)は従来のフレーム間符号化装置の構
成図。 第2図はフレーム間ブロック走査画像信号の画面」二に
おける画素配列の説明図。 第3図は本発明に係るベクトル量チル方式フシーム間符
号化装置の符号化部の一実施例を示す構成図。 第4図は本発明に係るベクトル量子化方式フレーム間差
号化装置の復号化部の一実施例を示す構成図。 第5図は本発明に係るフレーJ・間差分信号のミツドI
・レッド形リミッタの入出力変換特性の説明図っ 第6図(a)(b)は本発明に係るベクトル量子化器の
一実施例を示す構成図で(a)は符号化器を、(b)は
復号化器を示す図である。 第7図はベクトル量子化におけろ16次元信号空間での
入出力ベクトルの関係の説明図である。 図中、(1)はA/D変換器、(2)は減算器、(3)
はフレームメモIJ、(41はスカラー量子化器、(5
)は加W器。 (121はD/A変換器、(1供家ラスター/ブロツク
走査変換器、 (151はミヴドトレッド形リミッタ
、 +16+はブロック走査フレーJ、メモリ、(1
りはベクトル量子化符号化器、q湿まベクトル量子化復
号化器、 [+91は送信データバッファ、C■はしな
い値開fi11回路、 C3+1は受信データバッファ
、(側はプロIり/ラスクー走査変換器、 (36+は
直流分離回路、 (371は正規化回路、 (3Fll
はアドレスカウンタ、 (、’I!Itは出力ベク)・
ルコードテーブル、 (4(1)は歪計算回路、 +4
1)は最小歪検出回路。 (42はインデックスランチ、 (54)は利得再生回
路、(I)は直流合成回路である。なお1図中、同一符
号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 身白図 (b) 第5図 εj 第7図 2 第6図 (6L) (b)
成図。 第2図はフレーム間ブロック走査画像信号の画面」二に
おける画素配列の説明図。 第3図は本発明に係るベクトル量チル方式フシーム間符
号化装置の符号化部の一実施例を示す構成図。 第4図は本発明に係るベクトル量子化方式フレーム間差
号化装置の復号化部の一実施例を示す構成図。 第5図は本発明に係るフレーJ・間差分信号のミツドI
・レッド形リミッタの入出力変換特性の説明図っ 第6図(a)(b)は本発明に係るベクトル量子化器の
一実施例を示す構成図で(a)は符号化器を、(b)は
復号化器を示す図である。 第7図はベクトル量子化におけろ16次元信号空間での
入出力ベクトルの関係の説明図である。 図中、(1)はA/D変換器、(2)は減算器、(3)
はフレームメモIJ、(41はスカラー量子化器、(5
)は加W器。 (121はD/A変換器、(1供家ラスター/ブロツク
走査変換器、 (151はミヴドトレッド形リミッタ
、 +16+はブロック走査フレーJ、メモリ、(1
りはベクトル量子化符号化器、q湿まベクトル量子化復
号化器、 [+91は送信データバッファ、C■はしな
い値開fi11回路、 C3+1は受信データバッファ
、(側はプロIり/ラスクー走査変換器、 (36+は
直流分離回路、 (371は正規化回路、 (3Fll
はアドレスカウンタ、 (、’I!Itは出力ベク)・
ルコードテーブル、 (4(1)は歪計算回路、 +4
1)は最小歪検出回路。 (42はインデックスランチ、 (54)は利得再生回
路、(I)は直流合成回路である。なお1図中、同一符
号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 身白図 (b) 第5図 εj 第7図 2 第6図 (6L) (b)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fil 画像信号を常時少なくとも1フレ一ム分記憶
するフレームメモリと、入力信号系列をに個(Kは複数
)毎にまとめてプロ、ツク化した最新の画像信号が入力
されたとき前記記憶部から少なくとも1フレ一ム以上前
の画面上で同一位置に対応する位置のブロック化された
予測信号系列を読み出しフレーム間差分信号系列を算出
する減算器と。 前記フレーム間差分信号の微小変動および過負荷を抑圧
するミツドトレッド形リミッタと、前記抑圧フレーム間
差分信号系列のブロック内の平均値を分離し平均値から
の偏差成分で正規化して入カベクI・ルに変換する直流
分離正規化回路と、前記ブロック内平均値と偏差成分が
所定のしきい値以下のブロックを無意ブロックとしてフ
レーム間差分信号系列のブロックを全て零とする処理を
実行する動き検出回路と、前記平均値と偏差がしきい値
を超える有意ブロックの入カベクI・ルをに次元信号空
間Rk内の所定数の代表点すなわち、あらかじめ最適な
配列となるように選ばれた出力ベクトルのセットの中か
ら入出力バク1−ル間の歪(K次元信号空間内の距離)
が最小となる出力ベクトルの識別コードに入カベクトル
を符号化するベクトル量子化符号化部と、前記出力ベク
トルの識別コードから対応する出力ベクトルを選び前記
偏差成分を乗じて前記平均値を加算しフレーム間差分信
号系列を再生するとともに前記無意ブロックに対しフレ
ーム間差分信号系列を零と1ろベクトル量子化符号化部
と、前記ベクトル量チル後再生されたフレーム間差分信
号系列と前記予測信号系列を加えて画像信号を再生し前
記フレームメモリに書き込む加算器と、前記有意・無意
ブロック識別コードと出力ベクトル識別コードと前記有
意ブロック平均値および偏差を可変長符号化するととも
に情報発生量を一定におさえるためしきい値を制御する
送信データバッファを備えたことを特徴とするベクトル
量チル方式フレーム間符号化装置。 (2) フレーム間差分信号系列の正規化あるいは動
き検出するブ0.7り内平均値からの偏差成分として、
ブロック内信号系列の最大値と最小値の差またはブU
ツク内信号系列の平均値からの差の絶対値の総和を用い
る′ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
ベクトル量チル方式フレーム間符号化装置。 (3)ベクトル量子化符号化器におし・て1人出力ベク
トル間の歪測度(K次元信号空間おける距離)として入
カベクI−ルと出力ベクトルの各要素(各元)間の差の
絶対値の内の最大1直を歪として算出する歪計算部ある
いは、入カベクトルと出力ベクトルの各要素間の差の絶
対値の総和を歪として算出する歪計算部を有することを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のベクトル量
子化方式フレーム間差号化装置。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58023014A JPS59148478A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | ベクトル量子化方式フレ−ム間符号化装置 |
EP91107886A EP0444717B1 (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vector quantizer |
EP83105713A EP0097858B1 (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vector quantizer |
DE3382796T DE3382796T2 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vorrichtung zur Zwischenbildkodierung. |
DE8383105713T DE3382478D1 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vektor-groessenwandler. |
DE3382806T DE3382806T2 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vektorquantisierer |
EP90117175A EP0411675B1 (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Interframe coding apparatus |
CA000430150A CA1212452A (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vector quantizer |
US06/503,473 US4558350A (en) | 1982-06-11 | 1983-06-13 | Vector quantizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58023014A JPS59148478A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | ベクトル量子化方式フレ−ム間符号化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59148478A true JPS59148478A (ja) | 1984-08-25 |
JPH026471B2 JPH026471B2 (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=12098632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58023014A Granted JPS59148478A (ja) | 1982-06-11 | 1983-02-15 | ベクトル量子化方式フレ−ム間符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59148478A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61113375A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-31 | Nec Corp | 実時間動画プロセッサ |
JPS61147691A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Sony Corp | テレビジヨン信号の高能率符号化装置 |
JPS61147689A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Sony Corp | テレビジョン信号の高能率符号化装置及び符号化方法 |
JPS622721A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Nec Corp | 画像信号の符号化・復号化装置 |
JPS62112488A (ja) * | 1985-11-12 | 1987-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | フレ−ム間ベクトル量子化符号化器 |
JPH0547032B2 (ja) * | 1985-08-05 | 1993-07-15 | Fujitsu Ltd |
-
1983
- 1983-02-15 JP JP58023014A patent/JPS59148478A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61113375A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-31 | Nec Corp | 実時間動画プロセッサ |
JPH0431232B2 (ja) * | 1984-11-07 | 1992-05-25 | ||
JPS61147691A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Sony Corp | テレビジヨン信号の高能率符号化装置 |
JPS61147689A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Sony Corp | テレビジョン信号の高能率符号化装置及び符号化方法 |
JPS622721A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Nec Corp | 画像信号の符号化・復号化装置 |
JPH0547032B2 (ja) * | 1985-08-05 | 1993-07-15 | Fujitsu Ltd | |
JPS62112488A (ja) * | 1985-11-12 | 1987-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | フレ−ム間ベクトル量子化符号化器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH026471B2 (ja) | 1990-02-09 |
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