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Info
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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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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】
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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−
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)
- (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)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。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58136697A JPS6029090A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | ベクトル信号の繰込み量子化方式 |
DE3426939A DE3426939C2 (de) | 1983-07-28 | 1984-07-21 | Vorrichtung für eine geschlossene prädiktive Quantisierung eines digitalen Vektorsignals |
GB08418786A GB2144299B (en) | 1983-07-28 | 1984-07-24 | System for embedding quantization of a vector signal |
US06/635,679 US4639778A (en) | 1983-07-28 | 1984-07-30 | Embedding quantization system for vector signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58136697A JPS6029090A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | ベクトル信号の繰込み量子化方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6029090A true JPS6029090A (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=15181356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58136697A Pending JPS6029090A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | ベクトル信号の繰込み量子化方式 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4639778A (ja) |
JP (1) | JPS6029090A (ja) |
DE (1) | DE3426939C2 (ja) |
GB (1) | GB2144299B (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0433268A3 (en) * | 1985-02-28 | 1991-07-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus and video encoding transmission apparatus |
DE3670746D1 (de) * | 1985-12-04 | 1990-05-31 | Siemens Ag | Verfahren zur datenreduktion digitaler bildsignale durch vektorquantisierung. |
DE3750221T2 (de) * | 1986-10-16 | 1994-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | Amplituden-adaptiver vektor-quantisierer. |
US4965580A (en) * | 1988-09-26 | 1990-10-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Quantizer and inverse-quantizer |
US5067152A (en) * | 1989-01-30 | 1991-11-19 | Information Technologies Research, Inc. | Method and apparatus for vector quantization |
US4979039A (en) * | 1989-01-30 | 1990-12-18 | Information Technologies Research Inc. | Method and apparatus for vector quantization by hashing |
GB2229600B (en) * | 1989-03-23 | 1993-03-17 | Stc Plc | Differential pcm coder |
JP2586666B2 (ja) * | 1990-01-16 | 1997-03-05 | 日本電気株式会社 | 予測復号化回路 |
GB9103777D0 (en) | 1991-02-22 | 1991-04-10 | B & W Loudspeakers | Analogue and digital convertors |
US5157488A (en) * | 1991-05-17 | 1992-10-20 | International Business Machines Corporation | Adaptive quantization within the jpeg sequential mode |
US5204899A (en) * | 1991-11-19 | 1993-04-20 | Scientific-Atlanta, Inc. | Vector quantization method employing mirrored input vectors to search codebook |
US5541594A (en) * | 1994-03-28 | 1996-07-30 | Utah State University Foundation | Fixed quality source coder with fixed threshold |
US5844612A (en) * | 1995-11-09 | 1998-12-01 | Utah State University Foundation | Motion vector quantizing selection system |
US5909513A (en) * | 1995-11-09 | 1999-06-01 | Utah State University | Bit allocation for sequence image compression |
JP2000155798A (ja) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Toshiba Corp | 機器制御方法および機器制御システム |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3984626A (en) * | 1975-08-01 | 1976-10-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Picture signal coder |
US4125861A (en) * | 1977-08-18 | 1978-11-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Video signal encoding |
JPS5588480A (en) * | 1978-12-25 | 1980-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Predictive coding device for video signal |
JPS57150275A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | Adaptive quantizer |
CA1197005A (en) * | 1981-09-29 | 1985-11-19 | Norio Suzuki | System comprising a preliminary processing device controlled in accordance with an amount of information stored in a buffer |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58136697A patent/JPS6029090A/ja active Pending
-
1984
- 1984-07-21 DE DE3426939A patent/DE3426939C2/de not_active Expired
- 1984-07-24 GB GB08418786A patent/GB2144299B/en not_active Expired
- 1984-07-30 US US06/635,679 patent/US4639778A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2144299B (en) | 1987-02-18 |
GB8418786D0 (en) | 1984-08-30 |
DE3426939C2 (de) | 1986-07-10 |
DE3426939A1 (de) | 1985-02-14 |
US4639778A (en) | 1987-01-27 |
GB2144299A (en) | 1985-02-27 |
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