JPS62239693A - デイジタル画像信号のデ−タ整理および再構成方法 - Google Patents

デイジタル画像信号のデ−タ整理および再構成方法

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JPS62239693A
JPS62239693A JP62082151A JP8215187A JPS62239693A JP S62239693 A JPS62239693 A JP S62239693A JP 62082151 A JP62082151 A JP 62082151A JP 8215187 A JP8215187 A JP 8215187A JP S62239693 A JPS62239693 A JP S62239693A
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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〕 本発明は、ディジタル画像信号をコーダでデータ整理し
、デコーダで再構成するための方法に関する。
〔従来の技術〕
対称なほぼサイクリックなアダマール行列を用いて直交
変換により得られた係数のベクトル量子化によりコーダ
のなかでディジタル画像信号のデータ整理を行い・また
デコーダのなかで再構成をｊテうぇ？ｂ、）方法であっ
て、到来画像信号が変換前にｎ個のブロックに分割され
、二次元ブワツタノに個の要素が第１の段のながでペア
ノ曲線に従って入力ベクトルのなかに配置され、また入
力ベクトルの変換により平均値係数と、近似的に入力ベ
クトルの交番成分の１つの級数展開を擬似ランダム関数
に従って表すＫ−１個の構造係数とが形成される方法は
既に本出願人により提案されている（ドイツ連邦共和国
出願公開第３５４２９３１号明細書）。
近年、たとえば新しいディジタル通信網、たとえばｌ５
ＤＮ（ディジタル総合サービス網）においてテレビ動画
像の伝送に使用するため画像のデータ整理に強い関心が
生じている。その応用分野はたとえば２Ｍｂｉｔｓ／ｓ
がら６４ｋｂｉｔｓ／Ｓまでの伝送速度で伝送が行われ
るいわゆるビデオ会議またはテレビ電話の分野である。
その際に、ベクトル量子化によるディジタル画像信号の
データ整理のための冒頭に記載した種類の方法は上記の
課題を解決するために有望な方法であることが判明して
いる。ベクトル量子化は、ベクトルの長さｍが十分に大
きく設計されているという仮定のちとに理論的な限界に
近いデータ整理を許すので、他の公知のソース・コード
化法よりも優れていると考えられる。
ベクトル量子化は相続く情報部分の１つのブロック、た
とえば１つの画像の走査値を、まとめられて量子化され
る１つのベクトルとして考察する。
それによって、スカラー量子化と対照的に、ベクトル量
子化は情報部分の相互間の統計的関係を考慮に入れる。
ベクトル量子化器は出力ベクトルの有限の集合、いわゆ
るコードブックから、入力ベクトルと最大の類似性を有
するに次元ベクトルを探索する。このベクトルのコード
ブックインデックスは長さし一１ｏｇ２Ｎの２進コード
語によりコード化される（ここでＮは出力ベクトルの数
またはコードブツクの大きさである）。こうして、スカ
ラー量子化の場合と異なり、ベクトル成分をコード化す
るために必要とされるビットの数Ｒ−Ｌ／には１の一部
分であってよい。
ベクトル量子化を使用する際の主な欠点は、その複雑さ
がＲおよびｋと共に指数関数的に増大すること、すなわ
ち長さｋおよびＲビット／成分の速度で動作するベクト
ル量子化器はコードブック探索に対するに２Ｆｌゝ　の
作動および同一のオーダーの大きさのコードブック・メ
モリ場所を必要とする。従って、ブロックの大きさｋが
ベクトル量子化のたいていの用途で１６に制限されてい
る。
このような小さいブロックの大きさによる画像のベクト
ル量子化の結果として、ブロック境界に強く可視的な再
構成誤差が生ずる。これらの誤差は主として２つの種類
から成っている。すなわち、−画像の縁が階段状に再構
成される。これは画像ブロックの独立的な処理により生
ずる 一原画像のグレイレベルは徐々にしか変化しないのに、
ブロックからブロックへグレイレベルが跳躍する（ブロ
ック・コンチュアリング）。
この問題を克服するため、いわゆるＭアダマール変換（
ＭＨＴ）によるベクトル量子化が使用される。この形式
の変換は、いわゆる偽輪郭雑音を防止するのによく通し
ている。
ディジタル画像信号のＭアダマール係数のベクトル量子
化の別の利点は、ｋ個の画像走査値のブロックの信号を
、画像ブロックの直流成分に比例している１つの平均値
係数と、交流成分またはブロックの構造を表すＫ−１個
の構造係数とに分割することである０画像ブロックのデ
ータ整理のために、そのに−１個の構造係数がベクトル
量子化され、またその平均値係数がスカラー量子化され
る。データ整理を高めるためには、この方法が、ｋ　Ｉ
ＩＩの隣接ブロックの平均値係数が再び１つのベクトル
にまとめられ、また前記の仕方と同一の仕方で処理され
ることによって、カスケード的に行われる。
Ｍ７ダマール係数のもう１つの特性は、それらの構造係
数ｙ１のスパン幅Ｗ が統計的平均として構造係数の標準偏差σ−（（１／　
（ｋ−２））　Σ（ｙ　１−７）’）”−二２　　。
と直線的に関係していることである。このことからベク
トル量子化に対して１つの重要な特徴、すなわちコード
ブック内の１つの代表ベクトルの探索のために探索規範
として、通常使用されるベクトル要素の最小平均二乗誤
差の代わりに、等価な尺度としてベクトル要素の差の最
小スパン幅が使用され得るという特徴が生ずる。スパン
幅の計算のためには乗算を必要としないので、計算およ
び回路費用が小さく保たれ得る。
シーメンス研究開発報告（Ｓｉｅｍｅｎｓ　Ｆｏｒｓｃ
ｈｕｎｇｓ−ｕｎｄ　［！ｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇｓｂｅ
ｒｉｃｈｔｅ）　、第１３巻（１９８４）、第３号、第
１０５〜１０８頁およびｔフレケンツ（Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｚ）　Ｊ　、第３９巻（１９８５）、第７／８号、第２
２６〜２３４頁にそれぞれＭアダマールの原理が示され
ている。ベルナート・ノλンマー（Ｂｅｒｎａｒｄ　Ｈ
ａｍｍｅｒ）の学位論文“Ｍシーケンスによるディジタ
ル化グレイトーン画像の変換コーディングには変換コー
ディングの問題点が詳細に説明されている。
画像信号のデータ整理のための公知のベクトル量子化方
法は、Ｋ個の画像走査値の１つのブロックの量子化のた
めにに個の要素を有するベクトルが処理されなけばなら
ないという欠点を有する。
コードブック内の１つの代表ベクトルの探索のためＫ−
般に入力ベクトルおよび代表ベクトルのベクトル要素の
平均二乗誤差または（代替的に、明らかにより悪い結果
を伴うが）平均誤差が使用される。
それによってベクトル量子化方法の実現のために、コー
ドブックの記憶のためのより高い費用およびコードブッ
ク探索の実行のためのより高い計算および回路費用が必
要である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、菅頭に記載した方法を、より高い度合
でディジタル信号のデータ整理が達成されるように改良
することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項に
記載の方法により達成される。
本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２項以下に
あげられている。
〔実施例〕
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
第１図および第２図にはそれぞれ、本発明による方法に
よりデータ整理されるべきディジタル画像信号に対する
伝送チャネルの始端または終端に配置されている１つの
コーダまたは１つのデコーダが示されている。第３図に
は第１図によるコーダのなかに二重に配置されているイ
ントラ／インター−フレーム−ベクトル量子化器のブロ
ック回路図が示されている。第４図には、第２図による
デコーダのなかに二重に、また第３図によるイントラ／
インター−フレーム−ベクトル量子化器のなかＫ−重に
配置されている再構成ユニットが示されている。
コーダ（第１図）には入力端子■１、ＵｌおよびＹｌを
介して、比較的低いデータ速度を有するディジタル伝送
チャネルを経ての伝送前にデータ整理されるべきディジ
タル画像信号が供給される。
その際に入力端子Ｙ１には画像信号のルミナンス成分が
供給され、また入力端子ｖ１およびＵ、にはこの信号の
クロミナンス成分が供給される。入力端子ｖＩにはサブ
走査機能ｌを有するディジタル低域通過フィルタが接続
されており、また入力端子Ｕ１にはサブ走査機能２を有
するディジタル低域通過フィルタが接続されている。サ
ブ走査機能１を有する低域通過フィルタは１つの走査値
再配置器５の１つの入力端と接続されており、その出力
端はマルチプレクサ８の第２の入力端と接続されている
。ルミナンス成分に対する入力端子Ｙ１は１つの別の走
査値再配置器３の入力端と接続されており、その出力端
はＭＨＴ変換ユニット７に接続されており、その平均値
係数ＭＷＫを出力する出力端は別の走査値再配置器６の
入力端と接続されており、その出力端はマルチプレクサ
８の第３の入力端と接続されている。マルチプレクサ８
の出力端は別のＭＨＴ変換ユニット９の入力端と接続さ
れており、その出力端はスカラー量子化器１０の入力端
と接続されており、その出力端はマルチプレクサ１２の
第１の入力端と接続されている。ＭＨＴ変換ユニット９
の第２の出力端はイントラ／インター−フレーム−ベク
トル量子化器１１０／２とその入力端子ａを介して接続
されており、その第１の出力端子すはマルチプレクサ１
２の第２の入力端と接続されている。ベクトル量子化器
１１０／２の第２の出力端Ｃはマルチプレクサ１２の第
３の入力端と接続されており、またベクトル量子化器１
　！　０／２の第３の出力端ｄはマルチプレクサ１２の
第４の入力端と接続されている。サイド入力端ｅを介し
てベクトル量子化器１１０／２に１つの一定のしきい値
に対する１つの信号が供給される。ＭＨＴ変換ユニット
７の１つの別の出力端は、変換ユニット７から構造係数
ＳＴＫを供給される入力端ａと接続されている。
第２のベクトル量子化器１１０／１の第１の出力端すは
モード−コードＭＣをマルチプレクサ１２の第５の入力
端に供給する。ベクトル量子化器１１０／１の第２の出
力端Ｃはマルチプレクサ１２の第６の入力端と接続され
ており、またこれに正規化率ＮＦに対する信号を供給す
る。ベクトル量子化器１１０／ｌの第３の出力端ｄはマ
ルチプレクサ１２の第７の入力端と接続されており、ま
たこれにコードブックインデックスＣＩに対する信号を
供給する。ベクトル量子化器１１０／ｌのサイド入力端
ｅには、入力端でマルチプレクサ１２の出力端に、また
出力端で伝送チャネルの入力端ＣＨ，に接続されている
バッファメモリ１４から信号を供給されるバッファメモ
リ制御部１５からしきい値に対する可変の信号が供給さ
れる。
伝送チャネルは、デコーダ（第２図）が配置されている
終端で入力端子ＣＨＯと接続されている。
この入力端子ＣＨｏはデマルチプレクサ１６の入力端と
接続されている。このデマルチプレクサの第１の出力端
は再構成ユニット２３／ｌの入力端と接続されている。
デマルチプレクサ１６の第２の出力端は再構成ユニット
２３／１の第１のサイド入力端と接続されており、また
デマルチプレクサ１６の第３の出力端は再構成ユニット
２３／ｌの第２のサイド入力端と接続されている。再構
成ユニット２３／ｌの出力端はＭＨＴ変換ユニット１８
の第１の入力端と接続されており、またデマルチプレク
サ１６の第４の出力端はこのＭＨＴ変換ユニット１８の
第２の入力端と接続されている。
このＭＨＴ変換ユニット１８の出力端は別のデマルチプ
レクサ１９の入力端と接続されている。このデマルチプ
レクサ１９の第１の出力端は走査値再配置器２００Å力
端に接続されている。この走査値再配置器２０の出力端
は内挿ユニット２４の入力端と接続されている。この内
挿ユニット２４の出力端は、再構成されたディジタル画
像信号のクロミナンス成分の１つに対する端子Ｖｏと接
続されている。第２のデマルチプレクサ１９の第２の出
力端は第２の走査値再配置器２１の入力端に接続されて
おり、その出力端は第２の内挿ユニット２５と接続され
ている。この第２０内挿ユニツト２５の出力端は、再構
成されたディジタル画像信号の第２のクロミナンス成分
に対する端子ＵＯと接続されている。第２のデマルチプ
レクサ１９の第３の出力端は第２のＭＨＴ変換ユニット
２２の第１の入力端に接続されている。第１のデマルチ
プレクサ１６の第５の出力端は第２の再構成ユニット２
３／２の入力端と接続されており、その出力端は第２の
ＭＨＴ変換ユニット２２の第２の入力端と接続されてい
る。第１のデマルチプレクサ１６の第６または第７の出
力端はそれぞれ第２の再構成ユニット２３／２の第１ま
たは第２のサイド入力端と接続されており、この第２め
再構成ユニット２３／２の第２のサイド入力端はさらに
いわゆる条件付き内挿に対する内挿ユニット２７のサイ
ド入力端と接続されている。第２のＭＨＴ変換ユニット
２２の出力端は第３の走査値再配置器２６の入力端と接
続されており、その出力端はいわゆる条件付き内挿に対
する第３の内挿ユニット２７の入力端と接続されている
。最後に第３の内挿ユニット２７の出力端は、再構成さ
れたディジタル画像信号のルミナンス成分に対する端子
ｙ。
と接続されている。
前記のように第３図は、全装置内に多重に設けられてい
るイントラ／インター−フレーム−ベクトル量子化器１
１０のブロック回路図である。このベクトル量子化器の
入力端子１１１は正規化率計算ユニット１１２の入力端
、マルチプレクサ１１６の第１の入力端および差し引き
要素１１５の第１の入力端と接続されている。この差し
引き要素１１５の出力端は一方ではマルチプレクサ１１
６の第２の入力端と、また他方では正規化率計算ユニッ
ト１１４の入力端と接続されている。前者の正規化率計
算ユニット１１２の出力端および後者の正規化率計算ユ
ニット１１４の出力端はそれぞれ解析ユニット１１３の
入力端に接続されている。この解析ユニ７ト１１３のサ
イド出力端は一方ではマルチプレクサ１１６のサイド入
力端と、また他方ではモードーコーダ１２０の２つの入
力端のうちの一方と接続されている。解析ユニット１１
３の出力端は一方ではスカラー量子化器１１７の入力端
と、また他方では除算要素１２１のサイド入力端と接続
されている。スカラー量子化器１１７の出力端はしきい
値判定器１１９の入力端と接続されており、そのサイド
入力端１１８はしきい値に対する信号を供給される。し
きい値判定器１１９の出力端は一方ではモードーコーダ
１２０の２つの入力端のうちの他方ならびにベクトル量
子化器１２３のサイド入力端と接続されており、また他
方では正規化率に対する出力端子１２４と接続されてい
る。モードーコーダ１２０の出力端はモードーコーダに
対する別の出力端子１２５と接続されている。マルチプ
レクサ１１６の出力端は除算要素１２１の入力端と接続
されており、その出力端は別のスカラー量子化器１２２
の入力端と接続されている。このスカラー量子化器１２
２の出力端はベクトル量子化器１２３の入力端と接続さ
れており、その出力端は一方ではコードブック−インデ
ックスに対する第３の出力端子１２６に、また他方では
再構成ユニット２３／３の入力端に接続されている。こ
の再構成ユニット２３／３の出力端は差し引き要素１１
５の第２の入力端と接続されている。２つのサイド入力
端を介して再構成ユニット２３／３に１つの正規化率ま
たは１つのモード−コードに対する信号が供給される。
最後に第４図は、同じく前記のように、前記の装置内に
多重に使用される再構成ユニット２３／３のブロック回
路図である。コードブック−インデックスを供給される
入力端子２３１はメモリユニット、いわゆるコードブッ
ク２３２の入力端と、また正規化率を供給される入力端
子２３３はコードブック２３２のサイド入力端と接続さ
れている。
このコードブックの出力端は、サイド入力端２３３を介
して正規化率を供給される乗算器２３４の入力端と接続
されている。この乗算器２３４の出力端は加算要素２３
５の入力端と接続されており、その出力端は一方では参
照メモリ２３７の入力端と、また他方では再構成された
構造係数２３８に対する出力端子と接続されている。サ
イド入力端子２３６を介して参照メモリ２３７にモード
−コード語が供給される。参照メモリの出力端は加算要
素２３５の第２の入力端と接続されている。
以下には、これまでに実施例として説明した回路装置を
使用する本発明による方法を説明する。
対称でほぼサイクリックなアダマール行列を用いて直交
変換により得られた係数のベクトル量子化によりコーダ
のなかでディジタル画像信号のデータ整理を行い、また
デコーダのなかで再構成を行うための本発明による方法
では、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４２９３１
号明細書に記載されているように、到来画像信号が変換
前にｎ個のブロックに分割され、その際に二次元ブロッ
クのＫ個の要素が第１の段のなかでペアノ曲線に従って
入力ベクトルのなかに配置され、またその際に入力ベク
トルの変換により平均値係数と、近イ以的に入力ベクト
ルの交番成分の級数展開を擬似ランダム関数に従って表
すＫ−１個の構造係数とが形成される方法において、最
初に構想された方法にくらべてデータ整理の度合が一層
高められ得るように改良が行われる。
本発明によれば、ｋ個の隣接するブロックの平均値係数
が第２の段４．５．６．８．９．１０゜１１０／２のな
かで再びｎ　／　ｋ　（ＩＩのブロックに分割され、そ
の際に二次元ブロックのに個のブロック要素が再びペア
ノ曲線に従って入力ベクトルのなかに配置され、その際
に人力ベクトルの変換９により再び平均値係数およびＫ
−１個の構造係数が形成される。第２の段４．５．６．
８．９．１０．１１０／２の平均値係数がスカラー量子
化され（１０）、またデコーダに伝送される。第１およ
び第２の段３．７．１１０／１　；　４．５．６．８．
９．１０．１１０／２の構造係数またはこれらの構造係
数と好ましくは時間的に直接に先行する画像の対応する
再構成された構造係数との間の差がそれぞれ１つのベク
トル量子化１１０／１　；１１０／２によりデータ整理
され、その際に、構造係数差のスパン幅が構造係数自体
のスパン幅よりも小さいときには、差がベクトル量子化
される。
正規化率ＮＦと呼ばれるこのスパン幅がスカラー量子化
され、またしきい値ＳＷと比較される。正規化率ＮＦが
しきい値ＳＷを下回るときには、正規化率ＮＦが零にセ
ットされる。量子化された正規化率ＮＦがしきい値ＳＷ
の上側に位置しているときには、量子化された正規化率
ＮＦがデコーダに伝送される（第２図）。構造係数また
は構造係数差がベクトル量子化されたか否かのしきい値
判定が由来するモード−コード語ＭＣが形成され、また
デコーダ（第２図）に伝送される。正規化率ＮＦがしき
い値ＳＷの上側に位置している構造係数または構造係数
差がその正規化率ＮＦによる除算１２１によりベクトル
量子化の前に正規化される。正規化された構造係数また
は構造係数差がベクトル量子化１２３の前Ｋ−様にスカ
ラー量子化（１２２）される、正規化かつスカラー量子
化された構造係数または構造係数差がベクトル量子化に
対する入力ベクトルを形成する。ベクトル量子化に対す
る過程中に、コードブック２３２から、そのベクトル要
素と入力端のベクトル要素との間の差のスパン幅が１つ
の最小値を有するベクトルのインデックスが求められる
。インデックス探索が、量子化された正規化率ＮＦによ
り定められているコードブック２３２の部分範囲内での
み行われる。コードブックインデックスＣＩがデコーダ
（第２図）に伝送される。コードブック２３２からコー
ドブックインデックスＣｔおよび量子化された正規化率
ＮＦに対応付けられている量子化され正規化された構造
係数または構造係数差が続出され、これらが量子化され
正規化率ＮＦにより乗算され、またモード−コード語Ｍ
Ｃに関係して構造係数差に加算され、または構造係数差
零に加算され、また結果が参照メモリ２３７のなかに格
納されることによって、再構成ユニットが構造係数を再
構成し、かつ記憶する。コーダ（第１図）内のそれと同
一の再構成ユニッ）２３／１を有するデコーダ（第２図
）がコードブックインデックスＣＩ、量子化された正規
化率ＮＦおよびモード−コード語ＭＣからコーダ（第１
図）の第２の段４．５．６．８．９．１０．１１０／２
の構造係数を再構成する。これらの構造係数および平均
値係数から変換によりコーダ（第１図）の第１の段３．
７．１１０／１の平均値係数が再構成される。コーダ（
第１図）内のそれと同一の再構成ユニット２３／２を有
するデコーダ（第２図）がコードブックインデックスＣ
Ｉ、量子化さ九た正規化率ＮＦおよびモード−コード語
ＭＣがらコーダ（第１図）の第１の段３．７、ｔ　ｉ　
Ｏ／１の構造係数を再構成する。これらのｋ　−Ｉ　Ｉ
Ｎの構造係数および再構成された平均値係数から変換に
ょリコーダ（第１図）の入力ベクトルが再構成される。
入力ベクトルの要素がペアノ曲線に従って二次元ブロッ
クのなかに配置される。ｎ個のこうして形成されたブロ
ックの配置により、コーダにより使用されたラスターに
相応して、再構成された画像信号が生ずる。
本発明の１つの実施態様により、第２の段４．５．６．
８．９．１０．１１０／２のなかで一定のしきい値ＳＷ
ｃが使用されることは有利である。
本発明の他の実施態様によれば、ディジタル画像信号の
サブ走査されたクロミナンス成分が第２の段４．５．６
．８．９、ｌ０１１１０／２（７）平均値係数のように
扱われる。
本発明の特定の用途に対して本発明による方法を実施す
るための回路装置において、第１および第２の段とカス
ケード状に接続されている少なくとも１つの第３の段が
設けられていることは有利である。
本発明による方法を実施するための１つの別の有利な回
路装置では、バッファメモリ１４がコーダ（第１図）の
出力端に設けられており、その充満度が比例調節器を介
してコーダの第１の段３．７．１１０／１のしきい値Ｓ
Ｗｖを変更し、またバッファメモリ１４が、その入力端
における可変のデータ速度を有する信号の受け入れの際
Ｋ−定のデータ速度を有する信号をその出力端に出力し
、また伝送チャネルを介してデコーダ（第２図）に伝送
する。
本発明の１つの別の実施態様によれば、再構成された画
像信号のなかにコーダの第１の段３．７．１１０／１の
過大なしきい値により惹起され得る可視的ブロック境界
が、二次元の低域通過内挿を用いての当該のブロックの
画像要素の再構成により回避される。内陣のサポート値
として、ブロック自体の平均値係数および空間的に直接
的および間接的に隣接するブロックの平均値係数が使用
される。直接的に隣接するブロックの画像要素がコーダ
の　第１の段３．７．１１０／１の構造係数から再構成
されたならば、平均値係数の代わりに、再構成すべきブ
ロックの縁に位置している再構成された画像要素の算術
平均値をサポート値として使用すべきである。
コーダ、デコーダ、イントラ／インター−フレーム−ベ
クトル量子化器および再構成ユニットに対する前記の回
路装置は本発明に対する単に好ましい実施例である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法を実施するためのコーダのブ
ロック回路図、第２図は本発明による方法を実施するた
めのデコーダのブロック回路図、第３図は本発明による
方法を実施するためのイントラ／インター−フレーム−
ベクトル量子化器のブロック回路図、第４図は本発明に
よる方法を実施するための再構成ユニットのブロック回
路図である。 １．２・・・サブ走査機能、３〜６・・・走査値再配置
器、７・・・ＭＨＴ変換ユニット、８．９・・・マルチ
プレクサ、１０・・・スカラー量子化器、１２・・・マ
ルチプレクサ、１４・・・バッファメモリ、１５・・・
バッファメモリ制御部、１６・・・デマルチプレクサ、
１８・・・ＭＨＴ変換ユニット、１９・・・デマルチプ
レクサ、２０．２１・・・走査値再配置器、２２・・・
ＭＨＴ変換ユニット、２３／ｌ〜２３／３・・・再構成
ユニット、２４．２５・・・内挿ユニット、２６・・・
走査値再配置器、２７・・・内挿ユニット、１１０・・
・イントラ／インター−フレーム−ベクトル量子化器、
１１０／１．１１０／２・・・ベクトル量子化器、１１
１・・・入力端子、１１２．１１４・・・正規化率計算
ユニット、１１３・・・解析ユニッｌ−２１１５，１１
６・・・マルチプレクサ、１１７・・・スカラー量子化
器、１１９・・・しきい値判定器、１２０・・・モード
ーコーダ、１２２・・・スカラー量子化器、１２３・・
・ベクトル量子化器、２３１・・・入力端子、２３２・
・・コードブック、２３４・・・乗算器、２３５・・・
加算要素、２３７・・・参照メモリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）対称なほぼサイクリックなアダマール行列を用いて
    直交変換により得られた係数のベクトル量子化によりコ
    ーダのなかでディジタル画像信号のデータ整理を行い、
    またデコーダのなかで再構成を行うための方法であって
    、到来画像信号が変換前にラスターに従って各Ｋ個の画
    像走査値のｎ個のブロックに分割され、二次元ブロック
    が第１の段のなかでペアノ曲線に従って入力ベクトルの
    なかに配置され、また入力ベクトルの変換により平均値
    係数と、近似的に入力ベクトルの交番成分の級数展開を
    擬似ランダム関数に従って表すＫ−１個の構造係数ＳＴ
    Ｋとが形成される方法において、 Ｋ個の隣接するブロックの平均値係数が第２の段（４、
    ５、６、８、９、１０、１１０／２）のなかで再びｎ／
    Ｋ個のブロックに分割され、その際に二次元ブロックの
    Ｋ個のブロック要素が再びペアノ曲線に従って入力ベク
    トルのなかに配置され、その際に入力ベクトルの変換（
    ９）により再び１つの平均値係数およびＫ−１個の構造
    係数が形成され、 第２の段（４、５、６、８、９、１０、１１０／２）の
    平均値係数がスカラー量子化され（１０）、またデコー
    ダに伝送され、 第１および第２の段（３、７、１１０／１；４、５、６
    、８、９、１０、１１０／２）の構造係数またはこれら
    の構造係数と好ましくは時間的に直接に先行する画像の
    対応する再構成された構造係数との間の差がそれぞれベ
    クトル量子化（１１０／１；１１０／２）によりデータ
    整理され、その際に、構造係数差のスパン幅が構造係数
    自体のスパン幅よりも小さいときには、差がベクトル量
    子化され、 正規化率（ＮＦ）と呼ばれるこのスパン幅がスカラー量
    子化され、またしきい値（ＳＷ）と比較され、 正規化率（ＮＦ）がしきい値（ＳＷ）を下回るときには
    、正規化率（ＮＦ）が零にセットされ、 量子化された正規化率（ＮＦ）がしきい値（ＳＷ）の上
    側に位置しているときには、量子化された正規化率（Ｎ
    Ｆ）がデコーダに伝送され、構造係数または構造係数差
    がベクトル量子化されたか否かのしきい値判定が由来す
    るモード−コード語（ＭＣ）が形成され、またデコーダ
    に伝送され、 正規化率（ＮＦ）がしきい値（ＳＷ）の上側に位置して
    いる構造係数または構造係数差がその正規化率（ＮＦ）
    による除算（１２１）によりベクトル量子化の前に正規
    化され、 正規化された構造係数または構造係数差がベクトル量子
    化（１２３）の前に一様にスカラー量子化（１２２）さ
    れ、 正規化かつスカラー量子化された構造係数または構造係
    数差がベクトル量子化に対する入力ベクトルを形成し、 ベクトル量子化に対する過程中に、コードブック（２３
    ２）から、そのベクトル要素と入力端のベクトル要素と
    の間の差のスパン幅が１つの最小値を有するベクトルの
    インデックスが求められ、 インデックス探索が、量子化された正規化率（ＮＦ）に
    より定められているコードブック（２３２）の１つの部
    分範囲内でのみ行われ、コードブックインデックス（Ｃ
    Ｉ）がデコーダに伝送され、 コードブック（２３２）からコードブックインデックス
    （ＣＩ）および量子化された正規化率（ＮＦ）に対応付
    けられている量子化され正規化された構造係数または構
    造係数差が読出され、これらが量子化され正規化率（Ｎ
    Ｆ）により乗算され、またモード−コード語（ＭＣ）に
    関係して構造係数差に加算され、または構造係数差零に
    加算され、また結果が参照メモリ（２３７）のなかに格
    納されることによって、再構成ユニットが構造係数を再
    構成し、かつ記憶し、コーダ内のそれと同一の再構成ユ
    ニット（２３／１）を有するデコーダがコードブックイ
    ンデックス（ＣＩ）、量子化された正規化率（ＮＦ）お
    よびモード−コード語（ＭＣ）からコーダの第２の段（
    ４、５、６、８、９、１０、１１０／２）の構造係数を
    再構成し、 これらの構造係数および平均値係数から変換（１８）に
    よりコーダの第１の段（３、７、１１０／１）の平均値
    係数が再構成され、 コーダ内のそれと同一の再構成ユニット（２３／２）を
    有するデコーダがコードブックインデックス（ＣＩ）、
    量子化された正規化率（ＮＦ）およびモード−コード語
    （ＭＣ）からコーダの第１の段（３、７、１１０／１）
    の構造係数を再構成し、 これらのＫ−１個の構造係数および再構成された平均値
    係数から変換によりコーダの入力ベクトルが再構成され
    、 入力ベクトルの要素がペアノ曲線に従って二次元ブロッ
    クのなかに配置され、 ｎ個のこうして形成されたブロックの配置により、コー
    ダにより使用されたラスターに相応して、再構成された
    画像信号が生ずる ことを特徴とするディジタル画像信号のデータ整理およ
    び再構成方法。 ２）第２の段（４、５、６、８、９、１０、１１０／２
    ）のなかで１つの一定のしきい値（ＳＷｃ）が使用され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）ディジタル画像信号のサブ走査されたクロミナンス
    成分が第２の段（４、５、６、８、９、１１０／２）の
    平均値係数のように扱われることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の方法。 ４）第１および第２の段とカスケード状に接続されてい
    る少なくとも１つの第３の段が設けられることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
    に記載の方法。 ５）バッファメモリ（１４）がコーダの出力端に設けら
    れており、その充満度が１つの比例調節器を介してコー
    ダの第１の段（３、７、１１０／１）のしきい値（ＳＷ
    ＿ｖ）を変更し、またバッファメモリ（１４）が、その
    入力端における可変のデータ速度を有する信号の受け入
    れの際に一定のデータ速度を有する信号をその出力端に
    出力し、また伝送チャネルを介してデコーダに伝送する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６）コーダの第１の段（３、７、１１０／１）の再構成
    された構造係数が零に等しい場合には、デコーダが当該
    のブロックの画像要素を低域通過フィルタを有する二次
    元内挿（２７）により再構成し、 内挿のサポート値がブロックの平均値係数および空間的
    に直接的および間接的に隣接するブロックの平均値係数
    により形成され、 第１の段（３、７、１１０／１）の再構成された構造係
    数が零に等しくない直接的に隣接するブロックでは、平
    均値係数の代わりに、再構成すべきブロックの縁に位置
    している再構成された画像要素の算術平均値が内挿のた
    めのサポート値として使用されることを特徴とする特許
    請求の範囲第５項記載の方法。
JP62082151A 1986-04-04 1987-04-01 デイジタル画像信号のデ−タ整理および再構成方法 Expired - Lifetime JPH0795851B2 (ja)

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