JPS63116585A - Code table producing system - Google Patents

Code table producing system

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Publication number
JPS63116585A
JPS63116585A JP61263308A JP26330886A JPS63116585A JP S63116585 A JPS63116585 A JP S63116585A JP 61263308 A JP61263308 A JP 61263308A JP 26330886 A JP26330886 A JP 26330886A JP S63116585 A JPS63116585 A JP S63116585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vector
code table
band
inverse
signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61263308A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Koga
古閑 敏夫
Junichi Oki
淳一 大木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP61263308A priority Critical patent/JPS63116585A/en
Priority to US07/116,061 priority patent/US4851906A/en
Priority to CA000550883A priority patent/CA1278381C/en
Publication of JPS63116585A publication Critical patent/JPS63116585A/en
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reproduce a decoding picture signal by reversely transforming each vector in a transformation area included in a code table for quantizing vectors and mapping the vector in the spatial area included in the code table. CONSTITUTION:Each vector included in the code table in a transformation area for quantizing vectors with respect to the transformation coefficient at every divided band group is subjected to inverse orthogonal transformation, and transformed into the code table consisting of vectors in the spatial area. Since an index signal transmitted from a transmission side is generated in the spatial area for the unit of bands, a reception side can decode a picture signal in the spatial area, which corresponds to each band group, only if inverse vector quantizers 71-73 inversely transform the vector. An adder 74 adds and synthesizes the decoded picture signals in each band group. Thus the decoded picture signal including signals in all band groups can be reproduced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、動画像信号の符号化に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to encoding of moving image signals.

(従来の技術) 従来のベク)・ル量子化は、入力の複数個の画素からな
るブロック内の振幅パターンと振幅パターンの統計的性
質を利用してあらかじめ用意されているコードテーブル
内に含まれるパターンとのパターンマツチングを利用し
実行していた。すなわち空間領域でのパターン処理であ
った。このようなベクトル量子化においては、山田芳部
らの論文「画像信号を対象としたベクトル量子化器設計
」電子通信学会論文誌83/8 Vol、j66−B 
No、8 P2O3−972に記載の方法などを用いる
ことができる。
(Prior Art) Conventional vector quantization uses the amplitude pattern within a block of input pixels and the statistical properties of the amplitude pattern to generate a signal contained in a code table prepared in advance. It was executed using pattern matching with patterns. In other words, it was pattern processing in the spatial domain. In such vector quantization, Yoshibe Yamada et al.'s paper "Vector quantizer design for image signals" Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers 83/8 Vol. j66-B
The method described in No. 8 P2O3-972, etc. can be used.

また別に、画像信号に対し一旦直交変換を行い変換領域
での画像信号を得てこれに対してベクトル量子化を行い
量子化インデックスを伝送し、受信側ではこのインデッ
クスより変換領域でのベクトルを再生しさらにこれに直
交逆変換を実行してもとの画像信号を得る直交変換とベ
クトル量子化を組合せた方式もあります。この例として
は相澤清晴らの論文「離散的コサイン変換を用いた画像
のベクトル量子化」電子通信学会、画像工学研究会研究
報告IE84−8f;、P65−71に記載のものがあ
ります。
Separately, the image signal is first subjected to orthogonal transformation to obtain an image signal in the transform domain, vector quantization is performed on this, a quantization index is transmitted, and the receiving side reproduces the vector in the transform domain from this index. Furthermore, there is also a method that combines orthogonal transformation and vector quantization to obtain the original image signal by performing orthogonal inverse transformation. An example of this is the paper "Vector Quantization of Images Using Discrete Cosine Transformation" by Kiyoharu Aizawa et al., Institute of Electronics and Communication Engineers, Image Engineering Research Group Research Report IE84-8f;, pages 65-71.

(発明が解決しようとする問題点) 従来のべりI・ル量子化においては、入力の複数個の画
素からなるブロック内の振幅パターンとあらかじめ用意
されたコードテーブルに納められている各種振幅パター
ンとのパターンマツチングによりベクトル量子化を実行
していた。ベクトル量子化を行うにあたり、1サンプル
あたり0.5ビツト以下に圧縮符号化すると画質劣化が
激しいため通常は少なくとも0.5ビット以上の情報を
割当てている。この場合に、例えば8サンプル×8サン
プルのブロックに対してベクトル量子化を実行し・よう
とすると32ビツトもの非常に大ぎなコードテーブルが
必要になる。実際には、仮に4Mビット(1M語、4ビ
ット/語)のRead QnlyMemory (RO
M)が利用可能とし、出力ビツト数が4ビツトで足りる
としても2の22乗個すなわちおよそ400万個のRO
Mが必要となり、理屈の上ではコードテーブルが実現さ
れたとしてもハードウェアーの面から見ると膨大な大き
さになり非硯(3つ 実的であった。とくに空間領域でのベクトル量子化では
非現実的であった。
(Problems to be Solved by the Invention) In conventional B/L quantization, amplitude patterns within a block consisting of a plurality of input pixels and various amplitude patterns stored in a code table prepared in advance are used. Vector quantization was performed by pattern matching. When performing vector quantization, if compression encoding is performed to less than 0.5 bits per sample, image quality will deteriorate significantly, so information of at least 0.5 bits or more is usually allocated. In this case, if vector quantization is to be performed on a block of 8 samples x 8 samples, for example, a very large code table of 32 bits will be required. In reality, if the Read QnlyMemory (RO
M) can be used, and even if the number of output bits is sufficient, there will be 2 to the 22nd power, or approximately 4 million ROs.
M is required, and even if a code table could be realized theoretically, it would be enormous in size from a hardware perspective, making it unrealistic (there were three practical reasons, especially for vector quantization in the spatial domain). It was unrealistic.

前記の変換領域でのベクトル量子化では、周波数成分を
少しづつまとめてバンドを構成しこれに対してベクI・
ル量子化を適用することで実現可能なコードテーブルに
おさめることも行われているが、この場合には直交変換
とベクトル量子化のハードウェアが必要である。いずれ
も同程度のハードウェア規模で実現されるが両方ともに
必要なため結構大きなものとなる。この従来例について
次に説明する。
In the vector quantization in the transform domain described above, frequency components are grouped little by little to form a band, and the vector I and
It is also possible to fit the code into a code table that can be realized by applying vector quantization, but in this case, hardware for orthogonal transformation and vector quantization is required. Both are realized with the same hardware scale, but since both are required, they are quite large. This conventional example will be explained next.

第3図に示すように入力画像信号あるいはこれに対して
画面間の相関を利用する予測符号化)し−ム間により得
られた差分信号などの画像信号を定められた大きさのフ
ロック毎に直交変換する。直交変換された信号は、第2
図Aに示すようにブロックの左上が直流成分、つづいて
低域成分、右下の方に行くに従って中、高域成分になっ
ている。
As shown in Fig. 3, the input image signal or the image signal such as the differential signal obtained by using the correlation between screens (predictive coding that uses the correlation between screens) is divided into each block of a predetermined size. Perform orthogonal transformation. The orthogonally transformed signal is
As shown in Figure A, the upper left of the block is the DC component, followed by the low frequency component, and as you move toward the lower right, the middle and high frequency components.

この直流成分から高域成分までの信号により構成されて
いるプロ92名の信号を、例えは第2図Bに(り 示すように定められたバンドグループ(帯域)に分割す
る。例えば、8サンプル×8サンプルのブロックの信号
を3つのバンドグループに分割すると1つのバンドグル
ープあたり20サンプル程度にてき1サンプルあたり平
均0.5ビツトの情報を与えるとすれば10ビツトのコ
ードテーブルを用意することにより、ベクトル量子化を
実行することができる。低ビツトレート伝送の場合には
、実際には右下部分の高域の成分は最初から符号化の対
象としない場合も多い。
The signals of 92 professionals, which are composed of signals from DC components to high-frequency components, are divided into band groups (bands) determined as shown in Figure 2B.For example, 8 samples If the signal of a block of ×8 samples is divided into three band groups, each band group will have about 20 samples, and if each sample is given an average of 0.5 bits of information, then by preparing a 10-bit code table, , vector quantization can be performed.In the case of low bit rate transmission, the high-frequency components in the lower right portion are often not encoded from the beginning.

第3図に戻る。直交変換された信号は、例えば3つのバ
ンドクループ0.1.2の帯域に分割される。バンドグ
ループに分割された直交変換係数は、それぞれのバンド
のベクトル量子化器でベクトル量子化され、バンド毎の
インデックス信号を出力し受信側に送る。受信側におい
ては、送信側から送られてきた各バンドのインデックス
信号に対し・で、逆ベクトル量子化を行いバンドグルー
プ毎の帯域分割された直交変換係数を再生する。各バン
ド毎の逆ベクトル量→化器で再生された直交変換係数は
、加算器により加算合成されてもとの帯域分割する前の
直交変換係数にベクトル量子化の歪みが加わったものと
なる。加算器で合成された直交変換係数は、逆直交変換
器に送られ逆変換されて、空間領域の復号画像信号が再
生される。
Return to Figure 3. The orthogonally transformed signal is divided into, for example, three band groups of 0.1.2. The orthogonal transform coefficients divided into band groups are vector quantized by a vector quantizer for each band, and an index signal for each band is output and sent to the receiving side. On the receiving side, the index signals of each band sent from the transmitting side are subjected to inverse vector quantization to reproduce the band-divided orthogonal transform coefficients for each band group. The orthogonal transform coefficients reproduced by the inverse vector amount → converter for each band are added and combined by an adder, and become the orthogonal transform coefficients before band division, with vector quantization distortion added. The orthogonal transform coefficients synthesized by the adder are sent to an inverse orthogonal transformer and are inversely transformed to reproduce a decoded image signal in the spatial domain.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、画像信号あるいは冗長性が低減された
画像信号の符号化に当たり、直交変換に代表される任意
の変換を用いて変換領域に写像し、変換領域内の複数個
の成分をまとめて複数個のグループに分割し、おのおの
のグループに対しクラスタリングを行ってベクトル量子
化のコードテーブルを得、このコードテーブル内に含ま
れる変換領域での各ベクトルに対して前記変換の逆操作
を行って前記コードテーブルに対する空間領域でのコー
ドテーブルに写像することを特徴とするコードテーブル
作成方式が得られる。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, when encoding an image signal or an image signal with reduced redundancy, mapping to a transform domain using any transform represented by orthogonal transform, Divide multiple components in the transform domain into multiple groups, perform clustering on each group to obtain a vector quantization code table, and calculate each vector in the transform domain included in this code table. A code table creation method is obtained in which the inverse operation of the conversion is performed on the code table to map the code table to a code table in a spatial domain.

(作用) 本発明はこの従来の直交変換とベクトル量子化を絽合せ
る考え方をざらろこ進めたものである。すなわち第1図
に示すプロセスによって直交変換とバンドグループへの
分割を考慮したベクトル量子化のコードテーブルをあら
かじめ作成しておいて、第4図に示すような各バンド毎
のベクトル量子化器のみて帯域分割したベクトル量子化
を実行しようとするものである。この原理について第1
図を用いて説明する。まずコードテーブルの作成方法に
ついて説明する。最初に画像信号を直交変換し変換係数
を定められたN個のハンドに分割し、各バンドグループ
毎の変換係数に対してベクトル量子化を行うための変換
領域におけるコードテーブルを作成する。コードテーブ
ルの作成に当たってはいわゆるLBGアルゴリズムなど
が使用される。
(Function) The present invention further advances the conventional idea of combining orthogonal transformation and vector quantization. In other words, a vector quantization code table that takes orthogonal transformation and division into band groups into consideration is created in advance by the process shown in Figure 1, and then a vector quantizer for each band as shown in Figure 4 is used. This is an attempt to perform band-divided vector quantization. Regarding this principle, the first
This will be explained using figures. First, we will explain how to create a code table. First, the image signal is orthogonally transformed, the transform coefficients are divided into N predetermined hands, and a code table in the transform domain is created for vector quantization of the transform coefficients for each band group. A so-called LBG algorithm is used to create the code table.

そして得られたこのコードテーブルに対してその中に含
まれる各ベクトル毎に逆直交変換を行い、空間領域のベ
クトルからなるコードテーブルに変換する。変換領域の
コードテーブルが例えば10ビツトであるとすれば、1
024種類のベクトルをもつ空間領域のコードテーブル
が得られる。
The obtained code table is then subjected to inverse orthogonal transformation for each vector contained therein to convert it into a code table consisting of vectors in the spatial domain. For example, if the code table in the conversion area is 10 bits, then 1
A spatial domain code table with 0.024 types of vectors is obtained.

このようにして作成上た各バンドグループに対応(’?
) するコードテーブルを用いるベクトル量子化器によれば
、空間領域の画像信号に対して、第4図に示すように、
−見通常のベクトル量子化器を並列に使用するのみで第
3図に示した直交変換とベク)・ル量子化の絹合せを容
易に実行することができる。また受信側においても送信
側から送られてきた各バンド毎のインデックス信号が空
間領域で生成されたものなので、逆ベクトル量子化器に
より逆変換するだけで各バンドグループに対応する空間
領域の画像信号を復号することができる。そして復号さ
れた各バンドグループの画像信号を加算器で加算合成す
ることにより、全てのバンドグループの信号を含んだ復
号画像信号すなわちベクトル量子化による若干の歪みを
除けばもとの画像信号を得ることができる。この原理に
ついて第4図を用いてざらに説明する。画像信号人力f
はバンドグループO11,2の3グループの成分のみか
らなり、各バンドグループからは量子化インデックスK
n、に+、F2か各々出力されるものとする。
Corresponding to each band group created in this way ('?
) According to a vector quantizer that uses a code table, as shown in FIG. 4, for an image signal in the spatial domain,
- It is possible to easily perform the combination of orthogonal transformation and vector quantization shown in FIG. 3 by simply using ordinary vector quantizers in parallel. Also, on the receiving side, since the index signal for each band sent from the transmitting side is generated in the spatial domain, the image signal in the spatial domain corresponding to each band group can be obtained by simply inversely transforming it with an inverse vector quantizer. can be decrypted. Then, by adding and combining the decoded image signals of each band group using an adder, a decoded image signal containing the signals of all band groups, that is, the original image signal is obtained except for some distortion due to vector quantization. be able to. This principle will be briefly explained using FIG. 4. Image signal human power f
consists of components of only three groups, band groups O11 and O2, and from each band group, the quantization index K
It is assumed that either + or F2 is output to n, respectively.

また各インデックスrK’o、K1、F2に空間領域で
C?) のベクトル乙、芦1、ア2が各々対応しているものとす
る。Yo+¥?++L=Fでかつνは画像信号fをブロ
ック化したときのブロック内画素により構成されるベク
トルである。
Also, C? in the spatial domain for each index rK'o, K1, F2? ) vectors B, Ashi1, and A2 correspond to each other. Yo + ¥? ++L=F, and ν is a vector formed by pixels within a block when the image signal f is divided into blocks.

Q(・)をベクトル量子化のオペレータ、Q−1(・)
を逆オペレータとすると、が成立する。
Q(・) is a vector quantization operator, Q-1(・)
Letting be the inverse operator, then holds true.

また直交変換のオペレータをTその転置形を’I’t。Also, the orthogonal transformation operator is T and its transposed form is 'I't.

逆オペレータをT−1とすると下に対する2次元直交変
換は J=T−F−Tt    (2) で定義される。ただしJは変換領域のベクトルで通常そ
の成分は周波数を例にとると第2図Aに示すようになっ
ている。したがってJa、、B、J2がそれぞれのバン
ドグループの任意のべりトルである。勿論これらの和 コ0+了、1+了2は了となる。
When the inverse operator is T-1, the two-dimensional orthogonal transformation below is defined as J=T-F-Tt (2). However, J is a vector in the transform domain, and its components are usually as shown in FIG. 2A, taking frequency as an example. Therefore, Ja, , B, and J2 are arbitrary bits of each band group. Of course, these sums are 0+Ryo and 1+Ryo2.

また J口=T−FO・ 7’t J1=T−Fl・Tt  (3) J2=T−F2・Tt が成立する。Also J mouth=T-FO・7’t J1=T-Fl・Tt (3) J2=T-F2・Tt holds true.

入力信号ベクトルFからバンドグループ0におけるベク
トル量子化においてたとえば誤差電力最小の意味で最適
なインデックスを見つける方法について以下に説明する
。一般的にバンドグループO内のベクトルをKoで表す
と、この時の最適インデックスの探索はつぎのようにな
る。
A method of finding an optimal index in the sense of minimizing error power in vector quantization in band group 0 from input signal vector F will be described below. Generally, if a vector in band group O is expressed as Ko, the search for the optimal index at this time is as follows.

誤差電力をPとするとき I  → P= (Q−1(KO) −F)” = l Q−’ (K’o) −FO−Fl−F212
=  cQ−1(Kg:+  −”i’口〕 2−2 
(Q−1(Kff)−下(1)・CFl+F2’1+ 
(F1+F2)”        (4)となり、最終
の式の第2項において q−1(Kn)もFoもいずれ
もバンドグループOの成分である。
When the error power is P, I → P= (Q-1(KO) -F)" = l Q-'(K'o) -FO-Fl-F212
= cQ-1 (Kg: + -"i' mouth) 2-2
(Q-1(Kff)-lower (1)・CFl+F2'1+
(F1+F2)" (4), and in the second term of the final equation, both q-1(Kn) and Fo are components of band group O.

直交変換により得られ一存成分は互いに独立であるのて
、異なる成分間との相関はない。したがって異なるバン
ドグループ間の相関もない。
Since the unique components obtained by orthogonal transformation are mutually independent, there is no correlation between different components. Therefore, there is no correlation between different band groups.

この結果 (Q−1(Kn) 〕 ・ (F、+F2)  =0〔
F口〕 ・ CFI+F2)  =0となり、(4)式
は P = (Ql (Kn) −?o:] 2+ (’F
+十72) 2となる。何故ならば変換領域と空間領域
でのコードテーブルの対応関係より、 Q−’ (KN) =T’S であり、かつ変換領域にて考えるとエルミート行列では
Tt=T−1であることより、 〔F1〕 ・CF+:l = (T−1・J’o・T〕
・〔T−1・Jl・T〕 −T−1・J′o−Jl・T =0 となるからである。
This result (Q-1(Kn)] ・ (F, +F2) = 0 [
F port] ・ CFI + F2) = 0, and equation (4) becomes P = (Ql (Kn) -?o:] 2+ ('F
+172) becomes 2. This is because from the correspondence between the code tables in the transform domain and the spatial domain, Q-' (KN) = T'S, and considering in the transform domain, Tt = T-1 in the Hermitian matrix, [F1] ・CF+:l = (T-1・J'o・T)
・[T-1・Jl・T] −T−1・J′o−Jl・T =0.

この結果、入力画像信号Fを帯域毎にFo、Fl、F2
と予め分割して各バンドグループ毎にベクトル量子化す
る必要は−なくいきなりfに対して各バL11) ンドグループ独自にいわば並列にベクトル量子化をすれ
ば誤差電力を最小にするインデックスKo、K1、F2
が同時にかつ独立に得られることになる。
As a result, the input image signal F is divided into Fo, Fl, F2 for each band.
There is no need to divide the band groups in advance and perform vector quantization for each band group.If you perform vector quantization in parallel for each band group, indexes Ko and K1 that minimize the error power can be obtained. , F2
are obtained simultaneously and independently.

したがってこの方法を用いると、空間領域でのベクトル
量子化、その逆量子化を行うだけで直交変換とベクトル
量子化を朝会ぜた方式を実現でき、その結果ハードウェ
アーを小型化することができ、非常に有効である。
Therefore, using this method, it is possible to realize a system that combines orthogonal transformation and vector quantization by simply performing vector quantization in the spatial domain and its inverse quantization, and as a result, the hardware can be made smaller. Very effective.

さらに、従来のベクトル量子化を用いた符号化において
は、動画像の動きが激しくなり、発生する情報が非常に
多くなると伝送路の速度との整合が取れなくなるため、
やむをえず符号化の停止をする場合かあり、符号化され
た画像に不連続が生じ動きが不自然になり非常に目障り
であった。
Furthermore, in encoding using conventional vector quantization, when the motion of the moving image becomes rapid and the amount of information generated becomes large, it becomes impossible to match the speed of the transmission path.
In some cases, encoding is unavoidably stopped, resulting in discontinuity in the encoded image and unnatural motion, which is very annoying to the eyes.

本発明では、たとえば各画面毎の動画像の動き面積を算
出し、動画像の動き面積が大きくなり過大な情報が発生
しそうな場合には、動いている部分の解像度は少々低下
しても気にならないという人間の視覚特性を利用し、高
域成分あるいは、高、中域成分のバンドグループに対す
るベクトル量子Cl2) 化のみを停止することができる。これによって発生する
情報を滑らかに制御することができ、急激な情報の発生
を抑え動きの滑らかな符号化を行うことができるように
なる。
In the present invention, for example, the moving area of a moving image is calculated for each screen, and if the moving area of the moving image becomes large and excessive information is likely to be generated, the resolution of the moving part may be slightly reduced. Utilizing the human visual characteristic of not becoming a vector quantum Cl2), it is possible to stop converting only the vector quantum Cl2) to a band group of high frequency components or high and middle frequency components. As a result, the generated information can be smoothly controlled, and sudden generation of information can be suppressed, making it possible to perform smooth encoding of motion.

動き面積を求めるための動き領域の検出方法としては、
既にいくつか知られているが、例えば、特願昭59−1
94110号明細書「動画像信号の動静分離装置」にあ
るように、画面を定められた大きさのブロックに分割し
、ブロック内の各画素のフレーム差分値の絶対値をブロ
ック内で加算し・、この加算結果と定められた閾値との
大小比較により、該ブロックの判定を行う方法がある。
The motion area detection method for determining the motion area is as follows:
Some are already known, for example, patent application 1984-1.
As described in the specification of No. 94110, "Moving image signal motion/static separation device," the screen is divided into blocks of a predetermined size, and the absolute values of the frame difference values of each pixel in the block are added within the block. There is a method of determining the block by comparing the result of this addition with a predetermined threshold value.

あるいは、グラジェント法と呼ばれる方法を用いて、フ
レーム内の輝度勾配とフレーム差分値から、画素単位の
動ベクトルを求め、この動ベクトルがゼロでない画素の
集合をもって、動き領域とすることができる。本発明に
おける動き検出の方法は、いずれの方法でも構わない。
Alternatively, a method called a gradient method can be used to obtain a pixel-by-pixel motion vector from the luminance gradient within a frame and a frame difference value, and a set of pixels for which this motion vector is not zero can be used as a motion region. Any method may be used for motion detection in the present invention.

(実施例) 第5図、第6図、第7図、第8図を参照しかがら本発明
の一実施例を詳細に説明する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5, 6, 7, and 8.

第5図の線100を介して入力の動画像信号は、走査変
換器1に供給される。走査変換器1は入力の動画像信号
を定められた大きさのブロックに走査変換し動き検出器
2と遅延4に供給する。動き検出器2は、走査変換器1
から供給されたブロック化された動画像信号のブロック
内の各画素のフレーム差分値の絶対値をブロック内で加
算し、この結果と定められた閾値との大小比較により動
きブロックの検出を行う。動きブロック検出の方法につ
いては、この方式に限定されるものではない。
An input moving image signal is supplied to the scan converter 1 via line 100 in FIG. A scan converter 1 scan-converts an input moving image signal into blocks of a predetermined size and supplies them to a motion detector 2 and a delay 4. The motion detector 2 is connected to the scan converter 1
The absolute value of the frame difference value of each pixel in the block of the block-formed moving image signal supplied from the block is added within the block, and a motion block is detected by comparing the magnitude of this result with a predetermined threshold value. The method of motion block detection is not limited to this method.

動き検出器2の出力の動きブロックを示す信号は、制御
回路3に供給される。制御回路3は、今から符号化を行
う画面の動きブロックの数を積算し、この画面の動き面
積を算出する。算出された値とあらかじめ定められた閾
値との大小比較により帯域制限の幅を示す信号を線36
を介してベクトル量子化器6に供給するが、たとえば第
8図に示すように動き面積が10%以下のときには、帯
域制限を不実行、動き面積が1(1−20%のときには
、高域の帯域制限を実行、動き面積が20%以上のとき
は、高、中域の帯域制限を実行、のように帯域制限の幅
を示す信号を定めることができる。遅延4は、走査変換
器1から供給されたブロック化された動画像信号を、動
き検出と帯域制限の幅を決定するのに要する時間に相当
するだけ遅延し減算器5に供給する。
A signal indicating a motion block output from the motion detector 2 is supplied to a control circuit 3. The control circuit 3 adds up the number of motion blocks of the screen to be encoded, and calculates the motion area of this screen. A signal indicating the width of the band limit by comparing the calculated value with a predetermined threshold value is connected to the line 36.
For example, as shown in FIG. When the movement area is 20% or more, a signal indicating the width of the band limit can be determined. The blocked moving image signal supplied from the subtracter 5 is delayed by an amount corresponding to the time required for motion detection and determining the width of the band limit, and is then supplied to the subtracter 5.

減算器5は、遅延4から供給された人力の動画像信号と
フレームメモリー9から供給される予測信号との減算を
行い予測誤差信号を得る。減算器5の出力の予測誤差信
号は、線56を介してベクトル量子化器6に供給される
。ベクトル量子化器6は、第6図に示すように例えは低
域、中域、高域の3つのバンドグループに分割して、そ
れぞれのバンド毎にベクトル量子化を行うとする。この
バンドクループの分割の仕方は第2図Bに限定されない
。ベクトル量子化器6は、第6図に示すように例えば3
つのベクトル量子化器により構成することができる。べ
たとえばクトル量子化器61を低域用、ベクトル量子化
器62を中域用、ペクトC1与〕 ル孟子化器63を高域用とする。各ベクI・ル量子化器
のコードテーブルは、直交変換を行った信号からそれぞ
れのバンドの信号を取り出し、各バンド毎に変換領域で
ベクトル量子化のコードテーブルを作成し、このコード
テーブル内の各ベクトルを逆直交変換して空間領域に変
換したベクトルからなるコードテーブルをあらかじめ作
成しておいたものである。このようにすると空間領域の
動画像信号を空間領域でのベクトル量子化器のみで直接
帯域分割したベクトル量子化を行うことができる。減算
器5から線56を介して供給された予測誤差信号は、ベ
クトル量子化器61.62.63に供給される。ベクト
ル量子化器61は、減算器5から供給された空間的な予
測誤差信号に含まれている低域成分の信号に対するベク
トル量子化を行う。ベクトル量子化器62は、予測誤差
信号に含まれている中域成分に対するベクトル量子化を
行う。ベクトル量子化器63は、予測誤差信号に含まれ
ている高域成分に対するベクトル量子化を行う。互いに
異なるバンドグループにある成分ど(1り うしは他のバンドでの検出を妨害しないことは前述のと
うりである。それぞれのベクトル量子化器の出力となる
各帯域のインデックス信号は、線671.672.67
3を介して逆ベクトル量子化器7と可変長符号器10に
供給される。また、ベクトル量子化器7は、制御回路3
から線36を介して供給された帯域制限の幅を示す信号
に従って帯域制限を実行する。例えば線36により供給
された帯域制限の幅を示す信号が高域の信号に対して帯
域の制限を実行するように示している場合には、ベクト
ル量子化器63の出力をゼロにするあるいはセロを表す
インデックスを出力することにより高域の信号を削除す
ることができる。また、帯域制限の幅を示す信号が高域
、中域の信号の帯域制限を実行するように示し・ている
場合には、ベクトル量子化器62.63の出力をゼロに
するあるいはゼロを表すインデックスを出力することに
より高域、中域の信号を削除し情報量を削減することが
できる。このようにして帯域制限を実行することができ
る。
The subtracter 5 subtracts the human-powered moving image signal supplied from the delay 4 and the prediction signal supplied from the frame memory 9 to obtain a prediction error signal. The prediction error signal at the output of the subtractor 5 is supplied to the vector quantizer 6 via line 56. As shown in FIG. 6, the vector quantizer 6 is assumed to be divided into three band groups, eg, low band, middle band, and high band, and perform vector quantization for each band. The method of dividing this band loop is not limited to that shown in FIG. 2B. The vector quantizer 6 includes, for example, 3 as shown in FIG.
It can be configured with two vector quantizers. For example, the vector quantizer 61 is used for low frequencies, the vector quantizer 62 is used for middle frequencies, and the vector quantizer 63 is used for high frequencies. The code table for each vector I/L quantizer is created by extracting each band's signal from the orthogonally transformed signal, creating a vector quantization code table in the transform domain for each band, and then A code table is created in advance, consisting of vectors obtained by inverse orthogonal transformation of each vector and converted into a spatial domain. In this way, vector quantization can be performed by directly dividing the spatial domain moving image signal into bands using only the vector quantizer in the spatial domain. The prediction error signal supplied from the subtractor 5 via line 56 is supplied to a vector quantizer 61, 62, 63. The vector quantizer 61 performs vector quantization on the low frequency component signal included in the spatial prediction error signal supplied from the subtracter 5. The vector quantizer 62 performs vector quantization on mid-range components included in the prediction error signal. The vector quantizer 63 performs vector quantization on high frequency components included in the prediction error signal. As mentioned above, components in different band groups do not interfere with detection in other bands.The index signal of each band, which is the output of each vector quantizer, is .672.67
3 to an inverse vector quantizer 7 and a variable length encoder 10. Further, the vector quantizer 7 is connected to the control circuit 3.
Bandwidth limiting is performed in accordance with a signal indicating the bandlimiting width supplied via line 36 from . For example, if the signal indicating the width of the band limit supplied by the line 36 indicates that the band limit is to be performed on a high frequency signal, the output of the vector quantizer 63 is set to zero or zero. By outputting an index representing , high-frequency signals can be deleted. In addition, if the signal indicating the width of the band limit indicates that the band limit of the high-frequency and mid-range signals is to be performed, the output of the vector quantizer 62 and 63 is set to zero or represents zero. By outputting the index, high-frequency and middle-frequency signals can be deleted and the amount of information can be reduced. Bandwidth limiting can be performed in this way.

逆ベクトル量子化器7は、第7図に示すように逆ベクト
ル量子化器71.72.73の3つの逆ベクトル量子化
器と加算器74により構成される。
The inverse vector quantizer 7 includes three inverse vector quantizers 71, 72, and 73, and an adder 74, as shown in FIG.

それぞれの逆ベクトル量子化器は、ベクトル量子化器6
から供給された各帯域毎のインデックス信号に対してベ
クトル量子化の逆変換を行い空間領域において帯域分割
された信号をそれぞれ加算器74に供給する。加算器7
4は、逆ベクトル量子化器71.72.73から供給さ
れた空間領域の帯域毎の信号を加算しもとの予測誤差信
号を再生する。加算器74の出力は、逆ベクトル量子化
器7の出力として線78を介して加算器8に供給される
Each inverse vector quantizer is a vector quantizer 6
The vector quantization inverse transform is performed on the index signals for each band supplied from the adder 74, and the signals divided into bands in the spatial domain are supplied to the adder 74, respectively. Adder 7
4 adds the signals for each spatial domain band supplied from the inverse vector quantizers 71, 72, and 73 to reproduce the original prediction error signal. The output of adder 74 is supplied to adder 8 via line 78 as the output of inverse vector quantizer 7 .

第5図に戻る。加算器8は、逆ベクトル量子化器7から
供給された信号とフレームメモリー9から供給される予
測信号とを加算し局部復号信号を発生する。加算器8の
出力の局部復号信号は、フレームメモリー8に供給され
る。フレームメモリー8は、加算器8から供給された信
号をおよそ1フレ一ム時間遅延し・減算器5と加算器8
に供給する。
Return to Figure 5. Adder 8 adds the signal supplied from inverse vector quantizer 7 and the predicted signal supplied from frame memory 9 to generate a locally decoded signal. The locally decoded signal at the output of adder 8 is supplied to frame memory 8 . The frame memory 8 delays the signal supplied from the adder 8 by about one frame time.The subtracter 5 and the adder 8
supply to.

つぎに、可変長符号器10は、ベクトル量子化器6から
供給された各帯域のインデックス信号をハフマン符号な
どの能率のよい符号を用いて可変長符号化しバッファー
メモリー11に供給する。バッファーメモリー11は、
可変長符号器10から供給された可変長符号を伝送路の
速度との整合を取りながら線110を介して伝送路に出
力する。
Next, the variable length encoder 10 encodes the index signals of each band supplied from the vector quantizer 6 using efficient codes such as Huffman codes, and supplies the encoded signals to the buffer memory 11 . The buffer memory 11 is
The variable length code supplied from the variable length encoder 10 is output to the transmission line via the line 110 while matching the speed of the transmission line.

バンドグループ毎のベクトル量子化器の数としては、2
個以上であればいくつ用いても構わない。
The number of vector quantizers for each band group is 2.
It does not matter how many you use as long as it is more than 1.

すなわち、バンドグループの分割数はその数にとくに制
限はない。
That is, there is no particular limit to the number of divisions into band groups.

(発明の効果) 以上詳しく説明し・たように、例えば8サンプル×8サ
ンプルのブロックに対してベクトル量子化をそのまま行
うと少なくとも30ビット以上のコードテーブルが必要
になりハードウェアーが膨大な規模になり非現実的であ
った。しかしながら、本発明を用いて空間領域の信号を
複数の帯域に分割し、帯域毎にベクトル量子化を実行す
ると、コードテーブルを少なくとも10ビット程度ある
いは、それ以下で実現することができ非常に現実的であ
る。また、ハードウェアーサイズの面から見てもベクト
ル量子化器、逆ベクトル量子化器のみで帯域分割したベ
クトル量子化を実現でき小型化を考えると非常に有効で
ある。また空間領域でのベクトル量子化であるにもかか
わらず、変換領域におけるバンドグループ毎に実行/不
実行の制御ができるので発生情報量や画質の制御が容易
である。このように本発明を実用に供するとその効果は
、極めて大きい。
(Effects of the invention) As explained in detail above, if vector quantization is performed directly on a block of 8 samples x 8 samples, for example, a code table of at least 30 bits or more will be required, resulting in an enormous amount of hardware. It was so unrealistic. However, if the present invention is used to divide a spatial domain signal into multiple bands and perform vector quantization for each band, the code table can be realized with at least 10 bits or less, which is very practical. It is. Also, in terms of hardware size, vector quantization with band division can be achieved using only a vector quantizer and an inverse vector quantizer, which is very effective when considering miniaturization. Furthermore, although vector quantization is performed in the spatial domain, execution/non-execution can be controlled for each band group in the transformation domain, making it easy to control the amount of generated information and image quality. When the present invention is put to practical use in this way, the effects are extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図A、B、第3図、第4図は、本発明の詳
細な説明する図、第5図、第6図、第7図、第8図は、
本発明の詳細な説明する図である。 図において 1・・・走査変換器  2・・・動き検出器3・・・制
御回路  4・・・遅延 5・・・減算器  6・・・ベクトル量子化器7・・・
逆ベクトル量子化器8・・・加算器9・・・フレームメ
モリー  10・・・可変長符号器11・・・バッファ
ーメモリー 61・・・ベクトル量子化器 62・・・ベクトル量子化器 63・・・ベクトル量子化器 71・・・逆ベクトル量子化器 72・・・逆ベクトル量子化器 73・・・逆ベクトル量子化器  74・・・加算器、
である。 ζ21) 第6図 第7図
1, 2A and 2B, 3 and 4 are detailed illustrations of the present invention, and FIGS. 5, 6, 7, and 8 are
FIG. 2 is a diagram illustrating the present invention in detail. In the figure, 1...Scan converter 2...Motion detector 3...Control circuit 4...Delay 5...Subtractor 6...Vector quantizer 7...
Inverse vector quantizer 8...Adder 9...Frame memory 10...Variable length encoder 11...Buffer memory 61...Vector quantizer 62...Vector quantizer 63... - Vector quantizer 71... Inverse vector quantizer 72... Inverse vector quantizer 73... Inverse vector quantizer 74... Adder,
It is. ζ21) Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 画像信号あるいは冗長性が低減された画像信号の符号化
に当たり、直交変換に代表される任意の変換を用いて変
換領域に写像し、変換領域内の複数個の成分をまとめて
複数個のグループに分割し、おのおののグループに対し
クラスタリングを行ってベクトル量子化のコードテーブ
ルを得、このコードテーブル内に含まれる変換領域での
各ベクトルに対して前記変換の逆操作を行って前記コー
ドテーブルに対する空間領域でのコードテーブルに写像
することを特徴とするコードテーブル作成方式。
When encoding an image signal or an image signal with reduced redundancy, it is mapped to a transform domain using an arbitrary transform such as orthogonal transform, and multiple components in the transform domain are combined into multiple groups. The code table for vector quantization is obtained by performing clustering on each group, and the inverse operation of the above transformation is performed on each vector in the transform domain included in this code table to create a space for the code table. A code table creation method characterized by mapping to a code table in a region.
JP61263308A 1986-11-04 1986-11-04 Code table producing system Expired - Lifetime JPS63116585A (en)

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