JPS60177782A

JPS60177782A - ダイナミツク多段ベクトル量子化器

Info

Publication number: JPS60177782A
Application number: JP59032918A
Authority: JP
Inventors: Atsumichi Murakami; 篤道村上; Atsushi Ito; 敦伊藤; Kotaro Asai; 光太郎浅井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-02-23
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1985-09-11
Also published as: JPH0210634B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、動画像信号のフレーム内およびフレーム間
相関に基く冗長性を除去することにより高能率符号化を
実現するフレーム間符号化装置のダイナミック多段ベク
トル量子化器に関するものである。

〔従来技術〕

ます、従来のフレーム間符号化装置に適用される動き補
償フレーム間符号化の原理について説明する。第１図に
おいて１画面上で対象物が第Ｎ−１フレームから第Ｎフ
レームの期間に位置人から位ＭＢに移動したとする。こ
のとき、第Ｎ−１フレーム内の画面上の対象物の一部分
を囲むＫＸＫ（Ｋは複数）格子状ブロックＬの画素ノ（
ターンが。

第Ｎフレーム内の画面上で対象物の同一部分を囲むＫＸ
Ｋ格子格子状シロ２２Ｍ素パターンとほぼ等しくなる。

すなわち、同一画面上でみたときのブロックＬとブロッ
クＭの位置関係は１図の如くブロックＭは中心がブロッ
クＬの中心からベクトルｒだけ離れた場所に位置するこ
とになる。このベクトルｒが動きベクトルである。動き
ベクトルｒは以下の方法で検出される。第Ｎフレーム上
で。

着目するブロックＭの中心と同じ位置の第Ｎ−１フレー
ム上の点（図のＸ印の点）を原点として。

第Ｎ−１フレーム上の画面から、各ブロックの中心が例
えば第２図のような配置になるＫ　Ｘ　Ｋ　４％子状状
ブロック切り出す。この例では、２５個のブロックが生
成式れる。これらのブロックの名前をそれぞれＳｌ、Ｓ
２．・・・、Ｓ２５とし、第Ｎフレーム上の着目するブ
ロックＭとの類似度を次式で定＃１−ｆ−る。

そして、類似度Ｄｍが最小となるブロックＳｍが。

第１図におけるブロックＬとなり、ブロックＬの中心の
点から原点（０，０）に至るベクトルが動きベクトルｒ
＝（ｕｔＶ）として検出される。第１図の例ではｒ＝（
２，１）である。

したがって、フレーム間予測符号化において動き補償を
用いるためには、第Ｎフレーム上の画像信号のブロック
Ｍがフレーム間予ｆｉｌｌｌ符号化器入力として与えら
れる時点に、前のフレーム（第Ｎ　−１フレーム）にお
ける画像信号のブロックＬを動きベクトルｒぞけ画面内
でシフトした画像信号を予測信号として用いれば、フレ
ーム間予測誤差信号電力が最小となり勾号化効率が向上
する。

第３図にこの種の装置の一考１〜成例を示す。図におい
て、（１）はＡ／Ｄ変換器、（２）はラスター／ブロッ
ク走査変換器、（３）はフレームメモ’）１４）は動き
ベクトル検出器、（５）は可変遅延回路、（６）は減算
器。

（７）はスカラー量子化器、（８）は加算器、（９）は
可俊長符号化器である。

次に動作について説明する。まず、アナログ画像入力信
号（１０１）はＡ／Ｄ変換器（１）にてディジタル化さ
れ画像信号系列（１０２）がラスター走査のシーケンス
に従って出力される。ラスター走査ディジタル信号系列
（１０２）はラスター／ブロック走査変換器（２）を通
して画像信号の時系列上の出力手順をブロック走査に変
換され０画面上、上方から下方へ左から右へ順次格子状
ブロック単位（ブロック内部はラスター走査）で配列さ
れたブロック走査画像入力信号（１０３）となる。フレ
ームメそ１月３）からはフレーム間ＤＰＯＭループにて
再生された１フレーム前の再生画像信号（１０りが読み
川遊れる。

１１ｊｌ：　＠ベクトル検出器（４）では現在のブロッ
ク走査画像入力信号（１０３）と１フレ一ム前再生画像
信号（１０４）との画像信号のブロックマツチングを行
い前記類似度が最小となる１フレーム前画像信号（１０
４）の動きベクトル（１０５）をｒ　＝　（ｕ　、　ｖ
　）として出力する。

動きベクトルの要素Ｕ、Ｖはそれぞれ１フレ一ム前再生
画像信号（１０りのブロックの水平および垂直方向への
ブロックの画素シフト量に相当する。

ｉｔベクトル（１０５）を基準として可変遅延回路（５
）は現在のブロック走査画像入力信号（１０３）に最も
近い画像信号、すなわち１フ１／−ム前再生画豫信号（
１０りを動きベクトル量だけブロックシフトした画像信
号を予測画像信号（１０６）として出力する。

減算器（６）はブロック走査画像入力信号（１０３）と
予測画像信号（１０６）との画素単位の差分をとり、予
測誤差画像信号（１０７）をスカラー量子化器（７）に
出力する。前記動き補償によって電力を削減された予測
誤差画像信号（１０７）は例えば第４図に示すスカラー
子化器性を有するスカラー量子化器（７）を通して画素
単位で量子化レベルが削減された予測誤差量子化画像信
号（１０Ｂ）となる。予測誤差量子化画像信号（１０８
）と予測画像信号（１０６）は加算器（８）にて加算さ
れ、スカラー量子化誤差を含んだ再生画像信号（１０９
）をフレームメモリ（３）に送出する。

フレームメモ１月３）は現在の再生画像信号（１０９）
の１フレームの遅延操作を行う。

第５図に動き補償を実行するための動きベクトル検出器
（４）の−構成例を示す。図において、　＋１１は類似
度計算回路、　＋１１１は動き領域ラインメモリ、　’
＋１３はラインメモリ制御回路、α騰は類似度比較回路
。

Ｉは動きベクトルランチである。

動きベクトル検出器（４）では、現在の画像入力信号系
列（１０３）を複数個まとめてブロック化した系列Ｍを
類似度計算回路（ＩＱに取り込む。この時点でフレーム
メモ１月３）の１フレ一ム前再生画像信号（１０りがブ
ロックＭの動き領域の探査範囲に相当するラインだけ動
き領域ラインメモリＱｌｌに記憶されている。ラインメ
モリ制御回路０ｚは、前記動き領域ラインメモリαＤか
ら順次１フレーム前の再生画像信号（１０りのブロック
Ｌおよびそのブロックを中心として近辺の複数個のブロ
ックを順次類似度計算回路α■に送出する。類似度計算
回路ａ〔はブロックＭと、ブロックＬを含む動き領域ラ
インメモＩＪＧＩＩ内の複数個のブロックとの類似度堀
を計算し、類似度比較回路α叱で＋１′４ｎＤ□をめる
。このとき、ブロックＬの中心を原点として””Ｈｌｎ
ＤｆＴｌ　を与えるブロックの中心の座標（ｕ、ｖ）は
それぞれブロックの水平および垂直の動き領域ラインメ
モリαＢのアドレスシフトに相当するので、類似度が最
小となる時点で類似度比較回路（ｌ■から動き検出スト
ローブ（１１１）を動きベクトルラッチＩに送出して動
きベクトルアドレス（ｊ１２）を取り込む。動きベクト
ルラッチａ４は動き領域ラインメモリ住υ内でブロック
Ｌの中心から類似度扁が最小となるブロックの中心の座
標（ｕ、ｖ）へ至るベクトルｒを動きベクトル（１０５
）として第３図に示す可変遅延回路（５）と可変長符号
化器（９）に送出する。

第３図の可変長符号化器（９）は、前記動きベクトル（
１０５）と予測誤差量子化画像信号（１０Ｂ）を可変長
符号化して画像信号の情報量を削減する８動き補償フレ
ーム間符号化出力（１１０）は上記処理により低ビツト
レートにてデータ伝送が可能となる。

従来の動き補償フレーム間符号化器は以上の如く構成さ
れているので、動き補償がブロック単位の演算でフレー
ム間ＤＰＯＭが画素単位の演算となる。このため画面の
微小変動と雑音との識別効果が得られず、動きベクトル
と予側誤差量子化画像信号の可変長符号化も困難である
。また、動き検出器において類似度計算にブロック内の
画素毎の差分絶対値の総和を評価関数として選んでいる
のでエッヂ部分等の急しゅんな変化をする部分では。

ブロックマツチングの精度が良くない。さらに。

動き量の変動による発生情報量の変動を制御しにくいた
め一定の伝送容量をもつ伝送路にて伝送すると損失が犬
キ＜、予測誤差量子化画像信号が画素単位で符号化され
るため効率が悪い。動き補償方式では、伝送路誤りに弱
いため伝送路誤りが発生した場合、フレームメモリをリ
セットして再送する必要があるが、その場合の復帰時間
も長くかかる１等の欠点があった。

〔発明の概要〕この発明はこれらの欠点を解決するために前段にダイナ
ミック形前段ベクトル量子化器を設け。

コードテーブルをブロック単位に更新しながらベクトル
量子化を行うことでフレーム間の冗長成分を取り除き、
残差信号を固定形後段ベクトル量子化器でブロック毎に
平均値分離、振幅正規化ベクトル量子化することによっ
てさらに低ビツトレートで高能率符号化できるダイナミ
ック多段ベクトル量子化器を提供することを目的として
いる。

〔発明の実施例〕

第６図はこの発明におけるダイナミック多段ベクトル量
子化器の符号化器の一実施例を示す構成図である。図中
、ａ９はダイナミック形前段ベクトル量子化器、αｅは
固定形後段ベクトル量子化器である。図において第３図
と同一符号を記した部分は同一または相当部分を示す。

第７図はこの発明におけるダイナミック形前段ベクトル
量子化器の一実施例を示す構成図、第１１図はこの発明
における固定形後段ベクトル量子化器の一実施例を示す
構成図である。図中、ａηは入力ベクトルレジスタ、α
υは出力ベクトルレジスタ、　Ｑ！Ｉはダイナミック出
力ベクトルコードテーブル、■は並列減算器。

Ｑυは並列絶対値演算器、（２２は・コードテーブルア
ドレスカウンタ、（ハ）は絶対値歪演算器、　ｃ２４１
は非線形最小歪ベクトル検出器、（ハ）はインデックス
ランチ。

（イ）はベクトルラッチ、Ｑηは最小歪検出器、ｃ！８
）は差分出力ベクトルコードテーブル、＠は平均値分離
振幅正規化回路、Ｃ３Ｉは有意ブロック判定回路である
。次にこの発明におけるダイナミック多段ベクトル量子
化器の動作について第６図に従って説明する。Ａ／ＤＫ
換、　ラスター／ブロック走査変換を施されたブロック
走査画像入力信号（１０３）が複数個毎にブロック化し
てまとめられダイナミック形前段ベクトル量子化器霞、
および減算器（６）に送出される。ダイナミック形前段
ベクトル量子化器０■は１画像入力信号（１０３）と１
フレーム前の再生画像信号（１１８）に基いてダイナミ
ック出力ベクトルを生成し０画像入力信号（１０３）の
画面上のブロックの位置に相当する予測画像信号（１１
３）をベクトル量子化を通して形成し、減算器（６）に
送出すると同時に後記前段出力ベクトルインデノクス（
１１２）を可変長符号化器（９）に送出する。減算器（
６）の出力であるフレーム間差分画像信号（１１りは複
数個毎にブロック化してまとめられ、固定形後段ベクト
ル量子化器０ｅにおいて、平均値分離振幅正規化きれ、
ベクトル量子化される。固定形後段ベクトル量子化器α
０は固定の差分出力ベクトルをフレーム間差分ベクトル
量子化画像信号（１１６）として平均値情報、振幅情報
とともに加算器（８）に出力し、平均値情報と振幅情報
を後記差分出力ベクトルインデックス（１１５）ととも
に可変、長符号器（９）に送出する。加算器（８）は、
ダイナミック形前段ベクトル量子化器（Ｉ９の出力信号
の１つである予測画像信号（１１３）と固定形後段ベク
トル量子化器αｅの出力信号の１つであるフレーム間差
分ベクトル量子化画像信号（１１６）を加えて再生画像
信号（１１７）を形成し・。

フレームメモ１月３）に送出する。

上記ダイナミック多段ベクトル量子化の処理は。

全てブロック単位で実行されるので、各ブロック内のサ
ンプル系列を画素ベクトルとして定義する。

ここで、この発明に用いられるベクトル量子化の原理に
ついて説明する。

Ｋ次元信号空間ＲＫにおける入力ベクトル王＝（Ｘｌ、
Ｘ２．・・・、　ＸＫＩ）に対しＢＫのＮ個の分割ＦＬ
１．　ｒｔ２゜・・・、几Ｎとする。部分空間Ｒ０の代
表点である出力ベクトルｙｉ＝　（ｙｉ、、　ｙｉ２．
・・・、ｙｉＫ）のセットをｙ−（Ｖｉ　、　７２．、
　ｙ３．・・・、ｙＮ〕またＶｉのインデックスセント
をエニ〔１，２，・・・−Ｎ）とする。このとき、ベク
トル量子化■９は符号化Ｃと復号化りの縦続接続として
表される。

■Ｑ（す＝ｙ１ｉｆ　王εＲ［ｃ：　ｘ→ｉ　ｉｆ　ｄ（ｘ、ｙｉ）＜ｄ（ｘ、ｙｊ）
　ｆｏｒａｌｌｊＤ：　ｉ−＋ｙｉ　・・・・・・・・
・・・・−・・・・・・・・（２）歪温度ｄ（ｘ、ｙｉ
　）はに次元信号空間での入出力ベクトル間の距離を表
し１例えば絶対値歪温度ではとなる。このときのベクト
ル量子化符号化出力であるインデックスｌのデータレー
トはＫ　’ｌ０ｇ２Ｎ　ビット／画素である。すなわち
、ベクトル量子化は入力ベクトル王と最小歪ｍ、ｊ　ｎ
　ｄ（χ、ｙｉ）となる出力ベクトルχ五のインデック
スで符号化することによって高能率符号化を実現する。

復号化はインデックスｒＫ対応する出力ベクトルｙ１に
変換するだけでよい。出力ベクトルχ１のセノ）Ｙは、
　実際の入力ベクトル３からクラスタリングトレーニン
グによりで得るか、所定の確率モデルからめることがで
きる。第９図に入出力ベクトルの関係を示す。

次にダイナミック形前段ベクトル量子化器α１の動作に
ついて、第７図、第８図、第９図および第１０図を用い
て説明する。ダイナミック形前段ベクトル量子化器αつ
は、前フレームの再生画像信号を記憶したフレームメモ
リの出力信号（０８）を用いて順次ダイナミック出力ベ
クトルコードテーブルα１を生成し、入出力ベクトル間
の歪が最小となる出力ベクトルを検出し、予測画像信号
（１１５）を形成する。ダイナミック出力ベクトルコー
ドテーブルａ１は、いくつかの均一レベルのゼロベクト
ルから成る固定の出力ベクトルコードテーブルと。

ブロックの処理毎にその内容が更新される書き換え可能
な出力ベクトルコードテーブルとで構成きれる。固定形
の出力ベクトルコードテーブルの内容は０例えば第８図
に示すような配置の７個の平均値ベクトル（ベクトルの
各要素レベルが全て等しいベクトル）群ｙ？とする。ま
た、書き換え可能す出力ベクトルコードテーブルは以下
の方法で生成、更新される。拉９図に示すように、第Ｎ
フレームのブロックＭをベクトル量子化するとき。

このブロックと同じ位置に存在する前フレーム（第Ｎ−
１フレーム）再生画像信号の画面上のブロックの中心（
図のＸ点）を原点（０，０）として各ブロックの中心が
例えば第１０図の配置をとるような１から２５までの複
数個のシフトブロックを構成する。そしてこれらの各ブ
ロック群と前記ゼロベクトル群をダイナミック出力ベク
トルセットとしてインデックスをつけてダイナミック出
力ベクトルコードテーブルに登録する。このとき＠第１
０図の配置は任意に選ぶことができる。

画像入力信号系列（１１Ｂ）はに個まとめてブロック化
でれ、入力ベクトルと：”　（Ｘｌ　、Ｘ２．・・’＋
　ＸＫ　１としてレジスタａηにランチされる。コード
テーブルアドレスカウンタＱ功はまず、ダイナミック出
力ベクトルコードテーブル（ｌｃＪから書き換え可能な
出力ベクトルコードテーブル内の出力ベクトル片を順次
読み出し２　レジスタｔｔａにランチする。絶対値歪演
算器（ハ）は、並列減算器（イ）、並列絶対値演算器Ｃ
ａ１１から、入出力ベクトル間の歪ｄｉを次のようにめ
る。

そして、非線形最小歪検出器０４１では例えば以下の処
理が施される。まず、ｄｉ（この例ではｉ＝１．２−・
・・、２５）の内から最小となるｄｉを検出する。すな
わち、最小歪は。

ｄ−ｍげｄｉ　・・・・・・・・・−・・・・・・・・
−・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）である。

次にこのｄの値としきい値Ｔ１．Ｔ２を用いて３つの場
合に処理を振り分ける。

ｃｌ）Ｔ１のとき・・・・−・・・・・・・・・・処理
■Ｔ２　＜ｄ　＜　Ｔ１のとき・・・・・・・処理■ｄ
＜Ｔ２のとき・・・−・・・・・・・・・・・処理■処
理■は、入力ベクトルに対して、書＠換え可能な出力ベ
クトルコードテーブル内に適切な出力ベクトルが存在し
ないと判断し、固定形の出力ベクトルコードテーブルに
切換えて、この固定形の出力ベクトルコードテーブル内
から出力ベクトルＸ１な順次読み出して、前述と同様の
歪計算を行い最小歪ｄを新たにめる。処理■はさきにめ
たｄの値をそのまま最小歪とする。処理■は、ノイズに
、よる最小歪検出誤りを回避するために、最小歪ｄをとして、第９図の第Ｎ−１フレームの画面上の（ｏ、ｏ
）点、すなわち第１０図の（ｏ、ｏ）点を中心とするブ
ロック１の画素からなるベクトルとの歪を最小歪とする
。

最小歪を検出すると、ストローブ信号がラッチ（ハ）、
シ０に送られ、ランチ（ハ）では出力ベクトルのアドレ
スを示す出力ベクトルインデンクス（１１２）　カ送用
遊れる。一方、ランチ（イ）では出力ベクトル？１またはｙｎ−、ｍがベクトル乙のベクトル量子化出力と
なり予測画像信号（１１３）として出力される。

このダイナミック形前段ベクトル量子化器から伝送路に
送出される情報は出力ベクトルインデノクスであり、固
定形の出力ベクトル数１．書き換え可能な出力ベクトル
数Ｊ、ベクトルの次元ｅＫとすれば、１画素当たりの最
大情報量は（Ｉｏｇ２Ｉ＋ｌｏｇ２Ｊ）／Ｋ　（ｂｉｔ
／ｐｅｌ）・＝−１７１となるので１例えば前述のよう
にＩ＝２５．Ｊ＝７とし、ベクトルの次元数に＝６４（
ブロックサイズ８×８）とした場合には。

（ｌｏｇ２（２５）＋Ｉｏｇ２（７））／６４：０．１
２　（ｂｉｔ／ｐｅｌｌ以下の情報がダイナミック形前
段べ夛トル量子化器から送出される。

次に固定形後段ベクトル量子化器Ｏｅの動作を第１１図
を用いて説明する。減算器（６）の出力であるフレーム
間差分信号（１１りはに個まとめてブロック化され、差
分入力ベクトル！＝〔ε１．ε２．・・・、εえ〕とし
て与えられるが、平均値分離正規化回路器において６次
式で定義される平均値μおよび振幅σの値を用いて平均
値分離正規化処理が施され、入力ベクトルｅ：”（ｅｌ
、　ｅ２．・・・、ｅＫ〕が得られる。

がお、振幅の計算方法としては次の方法を用いることも
できる。平均値分離圧規格処理を行うことによって、入力ベクトルをに次元信
号空間の、ある制限された範囲内にランダムに分布させ
ることができ、ベクトル量子化の効率が高められる。こ
の処理を行う場合、出力ベクトルのセントも平均値分離
正規化処理された入力ベクトルの分布に基いて用意しな
くてはならない。

また、復号側で出力ベクトルを読み出した後、振幅再生
、平均値再生等の平均値分離正規化の逆処理を行う必要
がある。もちろん、同処理を行わないベクトル量子化で
もよい。差分出力ベクトルコードテーブル（ハ）には、
あらかじめ平均値分離正規化入力ベクトルを用いたクラ
スタリングトレーニング等によって用意された差分出力
ベクトルが書き込まれている。いま、平均値分離正規化
入力ベクトル９が与えられたとき、コードテーブルアド
レスカウンタ＠は差分出力ベクトルコードテーブル内の
ベクトルのインデックスを順次出力して差分出力ベクト
ルコードテーブル（９）から差分出力ベクトルｙｅ＝（
ｙｅ　ｙｅ　・・・−ｙｅｌ（ｉ：イン−１１１”　１
２’　ＩＫデックス）をレジスタ０＆に読み出す。そして前記ダイ
ナミック動きベクトル量子化器における歪計算と同様の
演算を行って平均値分離正規化入力ベクトルとの歪が最
小となる差分出力ベクトルを検出する。この場合、前記
差分入力ベクトル５は。

ブロック化されたフレーム間差分信号であるので。

その分布はゼロベクトルを中心とした形となる。

したがっであるしきい値を設定し、ゼロベクトルに近い
入力ベクトルはインデックス、平均値、振幅の情報を送
出しないことによって伝送するデータ量を大幅に削減す
ることができる。有意ブロク′り判定回路−では、前記
平均値μおよび前記振幅σの値をもとに差分信号系列の
ブロックが有意ブロックであるかどうか、すなわち、情
報として送出する必要があるかどうかを判定する。その
手法としては例えばしきい値をＴｏとして μ〉Ｔｏまたはσ〉Ｔｏならば　有意ブロックμくＴｏ
かつ　σ≦Ｔθならば　無意ブロックと判定する。その
結果、有意ブロックと判定ちれた場合は、有意ブロック
判定回路６Ｃからは最小歪となる差分出力ベクトルｙ、
と、平均値μ、振幅１ σがフレーム間差分ベクトル量子化画像信号（１１６）
として加算器（８）に送出され、ランチ（ハ）からは、
有意ブロックを示す信号、最小歪となる差分出力ベクト
ルインデノクス、平均値μ、振幅σが可変長符号化器（
９）に送出される。また、無意ブロックと判定された場
合は、有意ブロック判定回路（至）からはゼロベクトル
が、−ラッテ（ハ）からは無意ブロックを示す信号のみ
が送出される。

以上の過程を経て送信される符号化器出力は。

出力ベクトルインデックス、差分出力ベクトルインデッ
クス、および平均値、振幅情報とを可変長符号化した可
変長符号例（［９）である。

第Ｎフレームにおけるあるブロック化された入力画像信
号系列（１０５）を信号源ベクトル３．＝（３，。

Ｓ２．・・・、５ＫＩＮ、グイナミノク形前段ベクトル
量子化器出力の予測画像信号（１１３）のブロックを途
。

フレーム間差分画像信号のブロックを工Ｎ、固定形後段
ベクトル量子化器出力のフレーム間差分ベクトル量子化
画像信号のブロック（１１６）をＥＮ、再生画像信号系
列のブロックをＳＮ　として符号化器の動作概要を表す
と次式のようになる。

５Ｎ−見Ｎ−見Ｎ！Ｎ：！Ｎ＋９ −（旦Ｎ−５Ｎ　）＋（４Ｎ＋ｑ　）＝ＳＮ＋ｑ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・Ｕωただし、９は固定形後段ベ
クトル量子化誤差を表す。したがって、固定形後段ベク
トル量子化誤差９が小さければ小さいほど、再生画像信
号は入力画像信号に近くなる。

次にこの発明におけるダイナミ・ツク多段ベクトル量子
化器の復号化器の構成および動作について説明する。こ
の発明におけるダイナミック多段ベクトル量子化器の復
号化器の一実施例を第１０図に示す。図において、０υ
はランチ、０２は可変長復号化器、（２）は振幅、平均
値再生回路を表す。また。

第６図、第７図、および第８図と同一符号を記した部分
は同一または相当部分を表す。復号化器では、符号化器
出力信号（１１９）をラッチ６Ｄに取り込み、可変長復
号化器Ｇつで符号列を２つに分離し。

ダイナミック出力ベクトルインデックス（１１２）およ
び有意信号、無意信号、差分出力ベクトルインデノクス
、平均値μ、振幅σ（１１５）をそれぞれ復号再生する
。そしてダイナミック出力ベクトルコードテーブル（イ
）から出力ベクトルインチｚノクスに対応する出力ベク
トルを読み出して予測画像信号（１１５）を再正する。

一方、有意信号を受信した場合、差分出力ベクトルコー
ドテーブルから差分出力ベクトルインデックスに対応す
る差分出力ベクトルを読み出し、振幅平均値再生回路（
ハ）で振幅値を乗じ、平均値を加えてフレーム間差分ベ
クトル量子化画像信号（１１６）を再生する。もし無意
信号を受信した場合には、レベルゼロのゼロベクトルを
フレーム間差分ベクトル量子化画像信号（１１６）とし
て再生する。このとき、ダイナミック出力ベクトルコー
ドテーブルおよび差分出力ベクトルコードテーブルは、
符号化器側で用いたものと同じ方法で生成したものを用
いる。加算器ｔｔｅでは、再生された予測画像信号（１
１，！ｌ）とフレーム間差分ベクトル量子化画像信号（
１１６）との相をとって再生画像信号（１１７）を出力
画像信号として得る。さらに、この再生画像信号（１１
７）はフレームメモ１月３１に書き込まれ１次のフレー
ムの復号処理のための情報として使用される。

〔発明の効果〕

この発明におけるダイナミック多段ベクトル量子化器は
以上のように構成されているので、前段のダイナミック
形前段ベクトル量子化器によってフレーム間の相関に基
く冗長性を除き、有意／無意判定をしながら固定形後段
ベクトル量子化器によってフレーム間差分信号をベクト
ル量子化するので、情報量の削減、制御が容易にでき、
すべての処理がブロック単位で行われるために雑音に対
して強力で符号化効率の良い高能率符号化が実現できる
。

又この発明は、テレビジョン伝送に関する広範囲な応用
が可能であるが、動きの少ない場合に一層の効果を発揮
するので、テレビ会議システム等への応用が有効である
。

また、音声の伝送においても、有声音の概周期性に基く
波形の相関を利用してこの発明を応用すれば高能率符号
化が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像信号のフレーム間の動きによる変化を■す
１きベクトルとして定義する説明図、第２図は動きベク
トル探査範囲の例を示す説明図、第３図は従来の動き補
償フレーム間符号化器の一実施例である構成図、第４図
はスカラー量子化器の入出力特性の説明図、第５図はｌ
＋きベクトル検出器の一実施例を示す構成図、第６図は
この発明におけるダイナミック多段ベクトル量子化器の
符号化器の一実施例を示す構成図、第７図はこの発明に
おけるダイナミック形前段ベクトル量子化器の一実施例
を示す構成図、第８図は固定形出力ベクトルの多次元空
間における配植を示す説明図、第９図および第１０図は
書き換え可能な出力ベクトルコードテーブルの生成法の
例を示す説明図、第１１図はこの発明における固定形後
段ベクトル量子化器の一実施例を示す第１６成図、第１
２図はこの発明におけるダイナミック多段ベクトル量子
化器の復号化器の一実施例を示す構成図である。図中、（１）はＡ／Ｄ変換器、（２）はラスター／ブロ
ック走査変換器、（３）はフレームメモ’Ｊ、＋４１は
動きベクトル検出器、（５）は可変遅延回路、（６１は
減算器。（７）はスカラー量子化器、（８）は加算器、（９）は
可変長符号化器、　ｔＩｎは類似度計算回路、　ａｎは
Ｊψ＠領域ラインメモリ、ａｚはラインーメモリ制御回
路、　（１３１は類似度比較回路、　（Ｌ４１は動きベ
クトルランチ、（１９はダイナミック形前段ベクトル量
子化器、ａ［９は固定形後段ベクトル量子化器、　（１
？）は入力ベクトルレジスタ、α秒は出力ベクトルレジ
スタ、αｌはダイナミック出力ベクトルコードテーブル
、■は並列減算器。ＣＤは並列絶対値演算器、（２）はコードテーブルアド
レスカウンタ、器は絶対値歪演算器、（財）は非線形最
小歪検出器、（ハ）はインデックスラッチ、（イ）は出
力ベクトルラノチ、＠は最小歪検出器、（至）は差分出
力ベクトルコードテーブル、＠は平均値分離正規化回路
、□□□は有意ブロック判定回路、　ＳＯは出力インテ
ックスランチ、０２は可変長符号化器、（至）は振幅、
平均値再生回路である。なお１図中同一符号は同一あるいは相当部分を示す。代理人大岩増雄第１図タ〇− π ミ０６３０ベ　ミｏく一〇に図＋ＯＩへ　％ＯＱ−〜０〈　さ。、 −−−区ミＯ石 ′：３０　Ｃ＞ ↓ 第４図第５、図第８図更０ば２０６＋　り ″：３０尺

Claims

【特許請求の範囲】少くとも１フレ一ム以上前のフレームの画像信号系列を
記憶する可変遅延可能なフレームメモリと、符号化すべ
き画像入力信号系列を記憶し、に個毎（Ｋは複数）にブ
ロック化して入力ベクトルとして取り込む入力ベクトル
レジスタ、前記フレームメモリの画面上で前記画像入力
信号系列と同じ位置に存在するブロックを中心としセ近
隣の複数個のブロック群を適宜前記フレームメモリから
抽出して順次出力ベクトルとして読み出すことのできる
書き換え可能な第１の出力ベクトルコードテーブルと複
数個のレベルの異なる平均値ベクトル群の中から順次出
力ベクトルを読み出すことのできる固定形の第２の出力
ベクトルコードテーブルとで構成式れるダイナミック出
力ベクトルコードテーブルとを有し、前記書き換え可能
な第１の出力ベクトルコードテーブルに記１意された出
力ベクトルのセットの中から前記入力ベクトルに対して
最小歪となる第１の出力ベクトルを選択し、そのときの
歪の値が所定の上限しきい値よりも太きいときは固定形
の出力ベクトルコードテーブルに記憶された出力ベクト
ルのセントの中から前記入力ベクトルに対して最小歪と
なる第２の出力ベクトルを、また、前記歪の値が所定の
下限しきい値よりも小さいときは、前記フレームメモリ
から抽出した複数個のブロック群のうち、中心の位置に
存在するブロックの画素からなる出力ベクトルを。更に、前記歪の値が前記上限しきい値以下、かつ前記下
限のしきい値以上のときは前記書き換え可能な第１の出
力ベクトルコードテーブルより選択された第１の出力ベ
クトルを適応的に選択して出力するとともにその出力ベ
クトルに対応するアドレスを出力ベクトルインデックス
として送出するダイナミック前段ベクトル量子化器と、
前記入力ベクトルと前記しきい値の条件のもとで選択さ
れた前記ダイナミック前段ベクトル量子化器からの出力
ベクトルとの差をめ、フレーム間差分信号を出力する減
算器と、前記減算器出力信号系列をＬ個毎（Ｌは複数）
にブロック化してプロンク内の平均値を分離したのち、
振幅利得で正規化し。差分入力ベクトルとして取り込む差分入力ベクトルレジ
スタ、あらかじめ前記フレーム間差分信号系列を用いた
クラスタリング等により生成した差分出力ベクトル群を
記憶した差分出力ベクトルコードテーブルを含み、前記
差分出力ベクトルコードテーブルの中から最小歪となる
差分出力ベクトルを選択し、そのアドレスを差分出力ベ
クトルインデノクスとしてめるとともに、前記平均値と
振幅利得を有意・無意判定しきい値と比較することによ
りフレーム間差分信号の符号化するブロックを有意、無
意の判定をして有意識別ラベルと、有意ブロックのとき
のみ前記平均値と振幅利得、および差分出力ベクトルを
送出し、かつ前記選択された差分出力ベクトルを出力す
る固定形後段ベクトル量子化器と、前記グイナミノク形
前段ベクトル量子化器出力ベクトルと前記固定形後段ベ
クトル量子化器出力ベクトルとを加算して前記フレーム
メモリに再生画像信号を送出する加算器と、前記ダイナ
ミック形前段ベクトル量子化器出力である出力ベクトル
インデックスと、前記固定形後段ベクトル量子化器出力
である有意識別ラベル、平均値、振幅利得および差分出
力ベクトルインデックスとをまとめて可変長符号化する
可変長符号化器とを備えたことを特徴とするダイナミッ
ク多段ベクトル量子化器。