JPS61230586A - カラ−画像信号適応ベクトル量子化器 - Google Patents

カラ−画像信号適応ベクトル量子化器

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JPS61230586A
JPS61230586A JP60072094A JP7209485A JPS61230586A JP S61230586 A JPS61230586 A JP S61230586A JP 60072094 A JP60072094 A JP 60072094A JP 7209485 A JP7209485 A JP 7209485A JP S61230586 A JPS61230586 A JP S61230586A
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JP
Japan
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circuit
average value
vector
output
signal
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Application number
JP60072094A
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English (en)
Inventor
Atsumichi Murakami
篤道 村上
Kotaro Asai
光太郎 浅井
Masami Nishida
西田 正実
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Priority to EP19910102308 priority patent/EP0433268A3/en
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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】 〔産業上の利用分野〕 ζノ発明は3つのコンポーネント信号赤、緑。
青(以下、R,G、Bと呼ぶ)から成るカラー画像信号
の冗長度を削減して伝送・記録するためのカラー画像信
号適応ベクトル量子化器に関するものである・ 〔従来の技術〕 最初にベクトル量子化の原理について、ごく簡単に説明
する。今、入力信号系列をxmtとめて入力ベクトル量
” (”l m ”2 m ””” # u[)  と
する。
このとき、X次元ニークリッド信号空間RK(ue♂)
のN個の代表点(すなわち出力ベクトル)マ1=(’i
l # ’iij * ””” # ’i[)のセット
tV=c”l1mV2m・・、マ、〕とする、ベクトル
量子化器は、出力ベクトルのセットから、入力ベクトル
に対して最短距離にある(最小歪となる)出力ベクトル
量lを以下のように定め、これを探索する。
If ’l(u 、71 )<d(u、 7j)  f
or all Ju0マj ただし、d(11,マl)は入出力ベクトル間の距離価
)である。
このとき、入力ベクトルUは出力ベクトルのインデック
スiKよって伝送あるいは記録され、再生時には、出力
ベクトル量1で置換される。出力ベクトル量lのセット
Vは、トレーニングモデルとなる信号系列を用いたクラ
スタリング(代表点の選出と、トレーニングモデルの各
代表点への量子化とを歪oI1g和が最小となるまでく
り返す)によって求めろことができる。
R,G、Bカラー画像のベクトル量子化の場合、空間的
にも色成分的にも相関の強い画素を、ブロック毎に一括
して符号化する手法を用いる。
以下、従来のカラー画像信号適応ベクトル量子化器を構
成例に沿って説明する。第4図は符号化部、第5図は復
号化部である。まず第4図において、15は入力ベクト
ルレジスタ、1Tは出力ベクトルアドレスカウンタ、1
9は出力ベクトルコードテーブル、21は歪計算回路、
23は最小歪検出回路、26はインデックスレジスタで
らる・また、tJG 5図において、56は出力ベクト
ルレジスタである。
次に動作について説明する。第4図に示し九R9G、B
の各画像人力信号系列44,45.48は、並列に相関
のあるM画素のサンプルずつにブロック化され、入力ベ
クトル4Tとして出力するため$1 = (ale R
2s ”’ w RM a Gl m ’2 m ””
 m GM e 81 e ”2 m””IBM)=(
”ls”2m””su[)として入力ベクトルレジスタ
15に格納される。ま九、出力ベクトルアドレスカウン
タ17は出力ベクトルコードテーブル19から順次、出
力ベクトル49マlを読み出す、そして、入力ベクトル
47uと出力ベクトル49マ1は歪計算回路21におい
てベクトル間歪5Gが計算される。次に最小歪検出回路
23では順次読み出される前記入力ベクトルUと出力ベ
クトル量iとの歪の最小値を検出する。次に最小歪検出
回路23が最小歪を検出すると、インデックスストロー
ブ信号51がインデックスレジスタ26に転送される。
この時、出力ベクトルアドレスカウンタ17からは最小
歪出力ベクトルのインデックス信号52がインデックス
レジスタ26にと9込まれ、これが符号化出力信号53
となって出力される。この符号化出力信号53が、伝送
あるいは記録され、第5図の復号化器で出力ベクトルに
変換される。前記符号化出力信号53は、まず、インデ
ックスレジスタ2Bに取り込まれ出力ベクトルテーブル
アドレス54が出力されると出力ベクトルコードテーブ
ル19より、対応する出力ベクトル55が読み出される
。そしてこの出力ベクトル55は出力ベクトルレジスタ
56でR,G、IIの各出力信号系列57,58.59
に分解される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のカラー画像信号ベクトル量子化器は、以上のよう
に構成され色情報も含めてベクトル量子化を行なってい
るので、特定の画像をモデル化すル出力ベクトルのセッ
トを得ることは容易であるが、あらゆる画像に対してモ
デル化が可能な汎用性のある出力ベクトルのセットを得
ることは、出力ベクトルの数が膨大となって実用化困難
であるなどの問題点があった・ この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、少ない数の出力ベクトルのセットを用い、か
つ最小限のハードウェアの増加で、あらゆる力2−画像
信号の冗長度の削減が可能なカラーm’raベクトル量
子化器を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るカラー画像信号適応ベクトル量子化器は
、R,G、Bコンポーネントを輝度成分。
色差成分にマ) IJラックス換した後、色差成分をサ
ブサンプルするとともに、輝度成分の平均値分離、また
は、輝度成分の平均値と色差成分の平均値とを分離し、
正規化を行なったベクトルを、ベクトル量子化するもの
である。
〔作用〕
この発明における、平均値分離及び正規化6斑は1入力
画像信号ベクトルの分布を制限し、少ない出力ベクトル
のセットにも拘らずミスマツチの少ないカラー画像信号
ベクトル量子化を可能にする。tた、色差成分のサブサ
ンプルによってベクトルの次元を減らすことで、視覚の
感度の鈍い所における情報量削減を行う。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する・ 図中、第1図と同一の部分は同一の符号をもって図示し
た第1図において、1.2.3はそれぞれR,G、B各
成分の入力信号系列、4はマトリックス変換回路、5は
輝度Y信号、6.Tは色差I、Q信号、8は平均値分離
回路、3は平均値、10は平均値分離されたY信号、1
1は正規化回路、12.13.14はベクトル正規化後
のY成分、X成分、q成分、16は輝度平均値分離、お
よび正規化された入力ベクトル、18は出力ベクトルア
ドレス、2Gは正規化出力ベクトル、22はベクトル間
歪、24はインデックスストローブ信号、25はインデ
ックス信号、26はインデックスレジスタ、27は振幅
値、28は最小歪出力ベクトルのインデックス、29は
符号化回路、30は符号化出力信号でらる。
また、第2図において、31は復号化回路、32は出力
ベクトルアドレス、33は正規化出力ベクトル、34は
振幅再生回路、$5は平均値分離Y1信号、38.37
は、11.Ql成分信号、38は輝゛度平均値付加回路
、39はY成分信号、40はマトリックス逆変換回路、
41,42.43はB。
G、B出力信号系列である。
次に動作について説明する。最初に第3図のマトリック
ス変換を行なった場合の例を参照して説明する。
まず、R,G、8入力信号系列1,2.3はマトリック
ス変換回路4でY成分(輝度)とI、Q成分(色差)に
変換される。
変換式は次のように表わせる。
Y=0.3OR+0.59G+0.11BI=0.6O
R−0,28G−0,32BQ=0.21 R−0,5
2G+0.31 Bさらに、1.Q成分はサブサンプル
される。この変換の例を第3図に示す。第3図では、4
X4画素OR,G、!l信号を、4×4画素のY信号、
2×2画素の平均値でサブサンプルしたI、Q信号に変
換している。マトリックス変換で得られた輝度Y信号5
は平均値分離回路8で輝度の直流分である平均値9を除
き、平均値分離のY信号10として正規化回路11に転
送される。
ここで、マトリックス変換後のY信号t’ Y j%平
平均値分離倍信号Fjとし、分離される平均値9f:μ
とすると次式で表わされる。
Fj”Yj・μ        ・・・・(2)そして
、正規化回路11では、平均値分離Y信号10、色素I
、Q信号6.1をまとめて(第3図の例ではY 、I 
e Q sまとめて24次元ベクトルとして)正規化を
行ない、入力ベクトルの振幅値2Tが分離される。正規
化前のベクトル−1正規化入カベクトル16f:u、振
幅値27をσとすると ’ =(yt I・・・eY16m11m・°・e”4
sQl*’・・、Q嶋)=(−1−・・・、虐2.)・
・・・(3) u J = I t / 6            
  ・・・・(5)tl=(ul、・・、u2%)  
      ・・・・(6)と表わせる。ここでは振幅
として絶対値振幅を示したが、標準偏差、ピーク・ピー
ク値等も使用できる。
そして、正規化後のY、I、Q成分12 、13゜14
は入力ベクトルレジスタ15にラッチされ、輝度平均値
分離及び正規化された入力ベクトル16が歪計算回路に
与えられる。出力ベクトルアドレスカウンタ1Tは、出
力ベクトルコードテーブル19から順次、出力ベクトル
20t−読み出すように出力ベクトルアドレス18を発
生する。歪計算回路21は、正規化入力ベクトルu16
と、出力ベクトルコードテーブル19からの出力ベクト
ル20マlとのベクトル間歪を計算する。歪計算には、
(7)式の絶対値歪 d(u、vl)=ΣI ujvl 31    ・…・
・(7)j−1 を用いているが、次に掲げる、2乗歪、最大要素歪等を
用いてもよい。
d(u、vl )=maxlujYlj l: (最大
要素歪)−j 最小歪検出回路23は、歪計算回路21から出力される
ベクトル間歪22を監視し、最小歪が検出されるとイン
デックスストローブ信号24をインデックスレジスタ2
6に送る。この時出力ベクトルアドレスカウンタ1Tか
らインデックス信号25がインデックスレジスタ26に
とり込まれ、格納される。そして出力ベクトルアドレス
カウンタ17が一巡し九時点で、インデックスレジスタ
26に入っているインデックスが最小歪出力ベクトルイ
ンデックス28となシ、符号化回路29に送られる。
次に符号化回路29は、最小歪出力ベクトルインデック
ス28を平均値9および振幅値27とともに符号化し、
伝送あるいは記録されるべ゛き符号化出力信号30t−
出力する。
続いて、第2図の復号化器においては、まず、符号化出
力信号30は復号化回路31に入り、出力ベクトルイン
デックス28、平均値9、振幅値27が復号される。そ
して、前記最小歪出力ベクトルインデックス28はイン
デックスレジスタ26によって出力ベクトルアドレス3
2に変換され、出力ベクトルコードテーブル19より正
規化出力ベクトル33マlが読み出される。
マi=(マll t ”+H”+磨マtzII)   
   …………(8)正規化出力ベクトル33は振幅再
生回路34で振幅値2Tが乗算された後、平均値分離Y
成分信号35だけ平均値付加回路38で平均値9が加え
られる。
l′j=マj×σ           ……+・・(
9)” =(s/、e””e ”211 ) = (F
’ls”’* y’t6e I’l m””m I’l
l a Q’l e””e Q’ll )・・・・α・ YI、=ア1+μ            ・・・・I
振幅再生平均値加算されたyl成分信号39、振幅再生
後の工1.Ql成分信号36.37はマ) IJソック
ス変換回路40によってR,G、B缶出力信号系列41
.42.43に逆変換される。
なお、上記実施例では、入力ベクトルのY信号成分のみ
を平均値分離した場合について示したが、平均値分離の
方法はそれにかぎるものではなくI成分とQ成分を合わ
せた成分の平均値をY成分の平均値と別に分離して振幅
正規化する方法も可能である。
また、上記実施例ではマトリックス変換回路によって、
R,G、B信号からY * I @ Q信号を得ている
が、Y −z e Q信号のかわりに、Y 、 R−Y
B−Y信号を用いても良いことは、いうまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればR,G、Bコンポーネ
ント信号を輝度成分と色差成分とに変換した後、前記夫
々のベクトル成分から一つあるいは複数の平均値を分離
し、振幅正規化をした後ベクトル量子化を行なうように
したので、少ない出力ベクトルのセットであらゆるカラ
ー画像信号に対して良好なベクトル量子化器を得ること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のカラー画像信号適応ベクトル量子化
器の符号化部のブロック構成図、第2図はこの発明の力
2−画像信号適応ベクトル量子化器の復号化部のブロッ
ク構成図、第3図はその量子化器の1トリツクス変換の
説明図、第4図は従来のカラー画像信号ベクトル量子化
器の符号化部のブロック構成図、第5図は従来のカラー
画像信号ベクトル量子化器の復号化部のブロック構成図
である。 図において、1.2.3はR,G、8人力信号系列、4
はマトリックス変換回路、8は平均値分離回路、11は
正規化回路、17は出力ベクトルアドレスカウンタ、1
9は出力ベクトルコードテーブル、21は歪計算回路、
23は最小歪検出回路、26はインデックスレジスタ、
29は符号化回路、31は復号化回路、34は振幅再生
回路、38は平均値付加回路、40はマ) IJソック
ス変換回路である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)赤、緑、青のコンポーネントから成るカラー画像
    信号を輝度成分及び色差成分とに変換するマトリックス
    変換回路と、前記輝度成分及び色差成分とを複数の画素
    にわたってブロック化して得た入力ベクトルから一つ、
    あるいは複数の平均値を分離する平均値分離回路と、前
    記平均値分離回路の出力信号の振幅を正規化し平均値分
    離正規化ベクトルを得る正規化回路と、前記ベクトル正
    規化後の各信号成分を格納する入力ベクトルレジスタと
    、前記入力ベクトルレジスタの出力に対して予め最小歪
    となる様に求めた平均値分離正規化出力ベクトル群を記
    憶し出力する出力ベクトルコードテーブルの出力信号と
    をとり込み歪を算出する歪計算回路と、前記歪の内で最
    小歪を検出する最小歪検出回路と、前記平均値分離回路
    から出力された平均値、前記正規化回路から出力された
    振幅値及び前記最小歪検出回路からのインデックススト
    ローブ信号を入力としインデックスレジスタを介して出
    力された最小歪ベクトルのインデックスを入力して符号
    化する符号化回路と、前記出力ベクトルコードテーブル
    へのアドレス信号及びインデックスレジスタへのインデ
    ックス信号を与える出力ベクトルアドレスカウンタと、
    前記符号化回路の符号化出力信号を復号化し、最小歪を
    与える平均値分離正規化出力ベクトルのインデックス及
    び前記平均値と前記振幅値とを得る復号化回路と、前記
    出力ベクトルコードテーブルによって復号化された平均
    値分離の正規化出力ベクトルに対し、前記復号化された
    振幅値を用いて振幅再生を行なう振幅再生回路と、前記
    振幅再生回路の出力に対して復号化された平均値を用い
    て平均値加算を行なう平均値付加回路と、前記輝度成分
    と色差成分とから成る前記平均値付加回路の出力を赤、
    緑、青のコンポーネントにマトリックス逆変換を行なう
    マトリックス逆変換回路とを備えたカラー画像信号適応
    ベクトル量子化器。
  2. (2)前記平均値分離回路において、輝度成分のみの平
    均値分離を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のカラー画像信号適応ベクトル量子化器。
JP60072094A 1985-02-28 1985-04-05 カラ−画像信号適応ベクトル量子化器 Pending JPS61230586A (ja)

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EP19910102308 EP0433268A3 (en) 1985-02-28 1986-02-26 Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus and video encoding transmission apparatus
EP86102495A EP0193185B1 (en) 1985-02-28 1986-02-26 Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus
CA000502755A CA1289656C (en) 1985-02-28 1986-02-26 Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus
DE8686102495T DE3685238D1 (de) 1985-02-28 1986-02-26 Adaptive zwischenbild-vektorquantisier-kodiereinrichtung.
EP94115105A EP0632656A3 (en) 1985-02-28 1986-02-26 Inter-image coding apparatus with adaptive vector quantization.
AU54153/86A AU579452B2 (en) 1985-02-28 1986-02-27 Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus
US06/833,269 US4710812A (en) 1985-02-28 1986-02-28 Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus and video encoding transmission apparatus
CA000615990A CA1327074C (en) 1985-02-28 1991-01-31 Interframe adaptive vector quantization encoding apparatus and video encoding transmission apparatus
CA000616763A CA1339548C (en) 1985-02-28 1993-11-05 Video encoding transmision appartus
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0229093A (ja) * 1988-04-12 1990-01-31 Sanyo Electric Co Ltd カラー画像伝送方法

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JPS592453A (ja) * 1982-06-28 1984-01-09 Mitsubishi Electric Corp 適応型ベクトル量子化器

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