JPS6029090A - ベクトル信号の繰込み量子化方式 - Google Patents

ベクトル信号の繰込み量子化方式

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JPS6029090A
JPS6029090A JP58136697A JP13669783A JPS6029090A JP S6029090 A JPS6029090 A JP S6029090A JP 58136697 A JP58136697 A JP 58136697A JP 13669783 A JP13669783 A JP 13669783A JP S6029090 A JPS6029090 A JP S6029090A
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Hirohisa Yamaguchi
博久 山口
Kazuo Yamada
和夫 山田
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は例えば画像信号の高能率符号化方式の１方式で
ある予測誤差符号化（Ｔ）ＰＣＭ　）方式に用いる量子
化方式に関するものであり、特に予測誤差信号を複数個
まとめてベクトルとして考え、これを量子化する場合の
量子化誤差の片寄りを除去することを目的とした量子化
方式に関するものである。
（背景技術） 近年テレコンファレンスサービス等において、静止画の
高速伝送がめられている。例えば、５１２　Ｘ　５１２
画素のＲＧＢ画像を２０秒以内に伝送するという即時性
がめられており、伝送速度として４８Ｋｂｐｓ−を考え
ると一画素当り３ビツト以下となり、通常Ｒ，、ａ　、
　Ｂそれぞれが８ビツトで標本化されることを考慮１−
ると、かなりの圧縮がめられる。
従来から符号化圧縮の一方式として、すでに符号化され
た信号から、符号化すべき信号の予測値を作成し、この
予測値と真の値との差分を量子化して伝送するＤＰＣＭ
方式がある。
（発明の課題） 本発明はＤＰ　ＣＭ方式にベクトル量子化技術を採入れ
た高能率でかつ予測誤差の少ない符号化方式を提供する
ことを目的とし、その特徴は入力信号をｎ標本まとめて
これをベクトルＴ＝　（１，、Ｉ□、・・・、１ｎ）Ｔ
（ＯＴに転置を示ｊ）として考え、このベクトルの差分
を量子化（ｉ）ＰＣＭ　）する際に、量子化操作を複数
回繰返えすことにより、量子化誤差の片寄りを防止する
ことにある。
以下同語を用いて本発明の詳細な説明τろ。
（発明の構成および作用） 先ず予測誤差ベクトル符号化方式を説明し、この方式の
欠点と、その欠点を解決するための本発明の原理を第１
図により説明する。
第１図において１０は本発明に係る符号器であって、１
の入力信号変換器と、２０減算器と、３の量子化器と、
４の予測器と、５の加算器とからなる。さらに図中、２
０は通信路符号器、３０は通信路復号器、４０は復号器
であって４１の加算器と、、４２の予測器と、４３の出
力信号変換器とからなる。
標本化された時系列・信号である入力信号１１は入力信
号変換器］によりｎ標本まとめられて入力ベクトル信号
量に変換（直並例変換）される。入力ベクトル信号量か
ら予測器４によって作成された予測値↑を減算器２によ
って減算することにより予測誤差ベクトル信号量をめ、
さらにこの予測誤差ベクトル信号７を量子化器３により
量子化し、ベクトル量子化出力すをめ、これを通信路符
号器２０により符号化して伝送路に送出する。一方受信
側においては、通信路復号器３０でベクトル量子化信号
すを復号し、これと復号器４０内の予測器４２で作成さ
れる予測値７層を加算することにより出力ベクトル信号
量を得、この後出力信号変換器４３によりベクトル信号
を１標本づつの時系列信号として出力信号■。を得る。
ここで、各信号を次のように表現することとする。
なお、これらに対応する受信側の信号には゛パ′を付し
て表現することとする。第１図において、量子化操作を
Ｒと記すと、符号器１０の出力であるベクトル量子化出
力信号すは次式（５）で示される。
す−Ｒ・（ｆ）−１％（了−↑）　・・・・・（５）ま
た、復号器４０の出力ベクトル信号量は次式（６）で示
される。
従来の量子化誤差二乗最小の立場では、ベクトル量子化
出力信号Ｑは符号器１０の量子化器１３の入力ベクトル
信号量と復号器４０内で得られる出方ベクトル信号■′
との二乗誤差Ｄ、 Ｄ−（了−〒）Ｔ（了−Ｖ）　・・・・・・（７）を最
小とするベクトルとして与えられる。ところが予測器１
４における予測値ｉ、４　（１りんｎｎ　）の生成にあ
たって、これがすでに量子化誤差を含んだ信ロバ 万’ｌ（１＜ｚくＡ−ｔ）を用いるためｌ１ｋ−１自身
ある（゛はこれ以前の信号に含まれる量子化誤差ｅ、−
ｑ。
（１ぐｅＥ４に−１）の蓄積により量子化誤差がベクト
ルの一部に大きく片寄る現象が生じ、これによって受信
側の復号信号の品質が大きく下ってしまう。
本発明はこの欠点を解決するものであり、以下原理を説
明する。量子化は予測誤差ベクトル信号Ｅ−（ｅｌ、・
・・　ｅｎ）／についてなされるが、量子化誤差の伝播
影響を考慮すると、歩、下のように表わされる。
式（４）、（５）は と表わされる。ところが一般に式（７）の二乗誤差の総
和を最小とするベクトル量子化出力Ｑは式（１０）を満
たさず、あるＱｌに対して次式（１１）に示すように別
の量子化出力Ｑ２を与えてしまう。
−ア Ｑ２＝　Ｒ（Ｉ　−Ｉ　（Ｑ＋）　）　・・・・・（１
１）力晒を更に代入・・・という繰込み操作を行うと以
下の状態が発生する。
状態（２）二量子化出力が発振する。：　Ｑ＋　＋　Ｑ
２　ｒ・・・かの繰り返しに帰Ｎする。
通常大半の入力ベクトル信号に対しては状態は（１）に
収束し、状態（２）は全入力ベクトル信号の１０％以下
になることが実験により確かめられている。
また、状態（１）に収束するまでの繰込み回数は高々ベ
クトル中の要素数ｎ回程度で充分である。なお、の５ち
式（７）で与えられる二乗誤差を小さくするものを選べ
ば良いが、簡易的にはどちらを選んでもよい。
本発明は上述のように繰込み操作を行って、量子化誤差
が平均化したベクトル量子化出力信号を得ようとするも
のである。
以下本発明の実施例について説明する。
第２図は本発明の一実施例であって、１６は量子化制御
部、１７．１８は量子化制御部１６により制御されるス
イッチであり、他の符号は第１図の原理説明図と同じで
ある。
スイッチ１７．１８を設けた理由は次による。
繰込み量子化を行うについては繰込み初期値ｑが必要と
なる。この初期値Ｑ、とじて式（力を最小とする最小二
乗誤差量子化出力ＱＭＳＥを用いればよいが、この最小
二乗誤差量子化出力ＱＭ８８をまずめる必要があり、繰
込み量子化と併せて２重の量子化器が必要である。とこ
ろが、ＱＭｓＦ、の代りに式（９）において量子化誤差
の影響が伴わないとしだとを用いれば最小二乗誤差量子
化出力Ｑ　ＭＳＥを用いたときと同一の繰込み量子化出
力が得られる。
本実施例のスイッチＡは量子化誤差のない繰込み量子化
初期値Ｑを入力ベクトル信号Ｉを用いて作゛成するため
のものである。スイッチＡは最初接点ａ１側に接続され
、初期値Ｑかめられ、以降、接点ａ２側に接続されて、
繰込み量子化が行なわれる。この様子を図式化すれば次
式Ｑ３１のように表わすことができる。
１←繰込み回数−ｎ→１　゛ 了→？＝貰、→Ｑ、−＋ｃｈ→・・・→Ｑｔｌ＋１−量
子化出力・・・０３）なお、スイッチＢは式（１３）に
おいて、０回の繰込み回数が終ったのち、最終量子化出
力Ｑｎ＋１を通信路符号器２０へ送出するためのもので
ある。これらスイッチＡ、Ｈの制御は量子化制御部１６
によって行なわれる。
本実施例の量子化器１３は、量子化特性をＲＯＭに記憶
させて実現でき、このとき予測誤差信号をアドレス信号
とみなして読み出せば、−回の読み出し操作で１つの量
子化出力が得られる。
また予測器１４は従来からのスカラー符号化技術で用い
られる予測アルゴリズムを用いることができろ。
なお、ベクトル量子化の際のベクトル座標の例を、ベク
トル要素３について第３図に示しておく。
（発明の効果） 以上述べた本発明によってはベクトル量子化によってス
カラ量子化に比べて約８係の符号化圧縮を可能とするほ
か、繰込み量子化を行なうことにより、各ベクトル要素
の量子化誤差を平均化することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明する図、第２図は本発明の
実施例を示すブロック図、第３図はベクトル座標の例を
示す図である。 特許出願人 国際電信電話株式会社 特許出願代理人 弁理士　山　本　恵−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）入力信号の複数の標本値をまとめて量子化して出
    力する量子化器と、入力信号の標本値の予測値を提供す
    る予測器とを有し、量子化器の出力と予測器の出力の相
    が予測器に入力され、入力信号と予測器の出力の差が量
    子化器の入力に印加され、予測と量子化を複数回繰り返
    した後複数の標本値の量子化出力をまとめて出力するこ
    とを特徴とするベクトル信号の繰込み量子化方式。
  2. （２）予測と量子化の繰り返し回数が、まとめて量子化
    される標本値の数に等しいことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載のベクトル信号の繰込み量子化方式。
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