JPS63146516A

JPS63146516A - ベクトル量子化器

Info

Publication number: JPS63146516A
Application number: JP61293144A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Aida; 合田　尚史
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1986-12-09
Publication date: 1988-06-18

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〕この発明は画像信号の高能率符号化を図るベクトル量子
化器に関し、特に量子化器回路の小型化を図るものであ
る。

〔従来の技術〕

第４図は従来のベクトル量子化器の第ｎ段目を示すブロ
ック図であり、このベクトル量子化器は第５図に示す如
く複数段に多段接続されている。

第４図において、（１）はベクトル出力回路、（２）は
人力インデックス、（３ａ）　、　（３ｂ）は歪演算回
路、（４）は入力ベクトル、（５）は比較器、（６ａ）
、（６ｂ）は歪、（７）はインデックス出力回路、（８
）は遅延回路、（９）は出力ベクトル、（ｌＯ）は出力
インデックス、（１１）は量子化器出力インデックスで
あり、上記各回路等より符号化部（２０）が構成される
。峙、第５図中（２１）は最終段の符号化器を示す。

次に上記構成に基づき従来技術の動作について説明する
。ベクトル出力回路（ｌａ）　、　（ｌｂ）は入力イン
デックス（２）の人力により、予め用意した出力ベクト
ル群（コードブック）から入力インデックス対応の出力
ベクトルを出力する。該出力された各出力ベクトルは歪
演算回路（３ａ）　、　（３ｂ）に夫々入力され、そこ
で大力バッファ（１２）により送出された入力ベクトル
との歪（距＃）を演算する。各歪演算回路（３ａ）　、
　（３ｂ）より演算出力された歪（６ａ）。

（６ｂ）は比較器（５）に入力され歪の大小を比較し、
歪（６ａ）＜歪（６ｂ）の時は“０”を出力し、歪（６
ａ）≧歪（６ｂ）の時は“１”を出力する。次に歪の比
較値はインデックス出力回路（７）　において上記イン
デックス（２）と共に、後段の符号化部（２０）へ出力
され新たな入力インデックス生成に供される。後段で更
に歪演算を受る入力ベクトル（４）は遅延回路（８）を
介して後段の符号化部（２０）へ送出され、新たな入力
インデックスにより選択出力された出力ベクトルとの歪
を演算する。該歪演算を最終段の符号化部（２１）に至
るまで繰り返し継続し、歪の総和が最小になるよう収束
させ、最終的な量子化器出力インデックス（１１）を生
成する。

第５図においては、格段の符号化部（２０）の入力ベク
トルと入力インデックスは、前段の符号化部（２０）の
出力ベクトル（９）　と出力インデックス（ｌＯ）であ
る。最終段の符号化部（２１）（この場合は第１０段目
）は１〜９段目の符号化部（２０）と比べ、次段の符号
化部（２０）がないため遅延回路（８）は必要ない。そ
して、最終段の出力インデックスは、量子化器出力イン
デックス（１１）として出力される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のベクトル量子化器は以上のように、入力ベクトル
（入力データ）と共に、出力ベクトル選択用の人力イン
デックスを各符号化部（２０）で更新しながら順次各符
号化部へ伝送し、最終符号化部（２１）で量子化器出力
インデックスを生成するように構成されているので、回
路規模が大きくなると共に、符号化部によって空き時間
、又は待ち時間が発生し回路全体を有効利用し得ないと
いう問題点かあフた。

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、回路規模の小型化を図ると共に、回路全体の
有効利用を図る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）この発明に係るベクトル量子化器は、入力画像信号を量
子化前処理回路でサブサンプルし画素数を間引くと共に
、各画素信号をｎ次元の入力ベクトルに形成し、各入力
ベクトルを上記各画素信号対応の入力バッファへそれぞ
れ格納すると共に、各画素信号の処理周期毎に入力ベク
トルを入力バッファ対応の各符号化部へ出力し、符号化
部では、入力ベクトルと処理周期毎に更新される出力ベ
クトルとの歪を演算し、該歪に基づき人力インデックス
生成手段で上記出力ベクトル選択用の入力インデックス
を新たに生成すると共に、該人力インデックスに基づき
量子化器出力インデックスを生成する量子化インデック
ス出力回路を備えたものである。

〔作用〕

この発明によるベクトル量子化器によれば、量子化１前
処理回路で間引かれた各画素信号のｎ次元人力ベクトル
を各バッファにそれぞれ格納し、各入力ベクトルを各バ
ッファ対応の符号化部へ入力し各符号化部でベクトル歪
演算を並列的に同時に行ない、各歪演算値を量子化器出
力インデックス生成の為、各画素信号量子化処理周期毎
に順次出力するようにしたので、複数の画素信号の人力
ベクトルの量子化処理を同時に行なえると共に、同一の
人力ベクトルに関しては単一の回路で複数段回路相応の
機能を果せ回路の小型化が成し得る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は実施例の全体構成を示すブロック図であり、（１６
）は入力画像、（１７）は符号化前処理回路、（ｌａ）
　、　（ｌｂ）は入力インデックス（２）に対応するベ
クトルを出力するベクトル出力回路、（３ａ）（３ｂ）
は・入力ベクトル（４）とベクトル出力回路（Ｉａ）、
（Ｉｂ）から出力されるベクトルの歪を計算する歪演算
回路、（５）は比較器、（６ａ）は符号化部（１３ａ）
の中の歪演算回路（３ａ）と各符号化部（１３ｂ）　、
　（１３ｃ）　。

（＋３ｄ）の中の歪演算回路（３ａ）に相当する回路か
ら出力される歪、（６ｂ）は符号化部（１３ａ）の中の
歪演算回路（３ｂ）と（１３ｂ）　、　（１３ｃ）　、
　（１３ｄ）の中の歪演算回路（３ｂ）に相当する回路
から出力される歪、（７）はインデックス出力回路、（
１１）はベクトル量子化器の量子化器出力インデックス
、（１２ａ）　、　（１２ｂ）　。

（＋２ｃ）　、　（１２ｄ）は入力ベクトル（４）を第
２図の如く各ブロックＡ、Ｂ、・・・、Ｈに分けたとき
に格納する入力バッファ、（１３ａ）　、　（１３ｂ）
　、　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）は符号化部、（１４
ａ）　、　（１４ｂ）　、　（１４ｃ）　、　（＋４ｄ
）はＡ、Ｂ、−、Ｈの各ブロックのインデックスを出力
する履歴回路、（１５）は入力ベクトルに対するベクト
ル量子化回路のインデックスを出力する量子化インデッ
クス出力回路である。第２図は実施例において画像をブ
ロックに分割したときのブロックを示し、Ａ、Ｂ、Ｃ，
Ｄ、Ｅ。

Ｆ、Ｇ、Ｈは小ブロックを示す。入力バッファ（１２ａ
）は小ブロックＡとＢ、大力バッファ（１２ｂ）は小ブ
ロックＣとＤ、人力バッファ（１２ｃ）は小ブロックＥ
とＦ、大力バッファ（１２ｄ）は小ブロック　Ｇと１１
のベクトルを格納する。また、第３図（ａ）〜（ｇ）は
実施例においては１０段相当のベクトル量子化器につい
て説明したものであるが、各段におけるインデックス出
力回路（７）から出力されるインデックスと量子化器出
力インデックス（ＩＩ）を示したものである。

次に動作について説明する。人力される画像（１６）は
量子化前処理回路（１７）で間引かれる（第６図参照）
。入力ベクトル（４）はベクトル量子化器に入力される
前に第２図のブロック　ＡとＢ、　ＣとＤ、ＥとＦ％Ｇ
と］１がそれぞれバッファ　（１２ａ）　、　（１２ｂ
）　。

（１２ｃ）　、　（１２ｄ）に書き込まれる。そして、
画像データは八とＢＣとＤＥとＦＧとＨのブロックとし
て並列にそれぞれ格納されていたバッファ（＋２ａ）　
。

（＋２ｂ）　、　（１２ｃ）　、　（１２ｄ）から１０
回づつ読み出すことによフてベクトル量子化を行なう（
第７図参照）。

だが−その前にまずバッフｙ　（１２ａ）　、　（＋２
ｂ）　、　（１２ｃ）　。

（１２ｄ）から読み出されたベクトルは、それぞれ歪演
算回路（３ａ）　、　（３ｂ）に入力される。また、人
力インデックス（２）　に従ってベクトル出力回路（ｌ
ａ）。

（Ｉｂ）から出力されるベクトルも歪演算回路（３ａ）
。

（３ｂ）に入力される。歪演算回路（３ａ）　、　（３
ｂ）では入力バッフ７　（１２ａ）　、　（１２ｂ）　
、　（１２ｃ）　、　（１２ｄ）から入力されるベクト
ルとベクトル出力回路（ｌａ）　、　（ｌｂ）から出力
されるベクトルの歪を求め出力するが、各符号化部（＋
３ａ）　、　（１３ｂ）　、　（１３ｃ）　、　（１３
ｄ）から出力される歪が同時に比較器（５）へ出力され
ないように、符号化部（＋３ａ）　、　（１３ｂ）　、
　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）の順に歪が出力される。

次に、この歪は比較器（５）　に入力されて歪（６ａ）
＜歪（６ｂ）のとき比較器（５）から“０”が出力され
、歪（６ａ）≧歪（６ｂ）のとき“１”が出力される。

インデックス回路（７）は比較器の出力と前に出力され
たインデックスから新しいインデックスを出力する。履
歴回路（１４ａ）　、　（１４ｂ）　、　（１４ｃ）　
、　（１４ｄ）はそれぞれのブロックＡとＢ、　Ｃとり
、　ＥとＦ、　ＧとＨｌに相当するベクトルのインデッ
クスを次回の歪計算のためにベクトル出力回路に出力し
、また、次の新しいインデックスを求めるためインデッ
クス出力回路（７）にもインデックスを出力する。この
動作が１回目から１０回目まで繰り返され、最後の１０
回目で出力されるインデックスを量子化インデックス出
力回路（１５）ではベクトル量子化器のインデックスと
して出力される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば入力画像をサブサンプ
ルし、画素数を間引いた後形成するｎ次元人力ベクトル
を減少した後、同一画像の入力へベクトルに対しては同
一の歪演算回路で、歪の総和が最少に収束するよう繰り
返し歪演算を行ない、異なる各人力ヘヘクトルに関して
は各歪演算回路で並列的に歪演算を行ない、該歪に基づ
き各画素信号の量子化器インデックスを生成する構成と
した為、回路規模を小型化し得ると共に回路全体を無駄
なく稼動し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるベクトル量子化器の
全体構成を示すブロック図、第２図は画像をブロックに
分割した図、第３図（ａ）〜（ｇ）は上記実施例におけ
るインデックスを示す図、第４図は従来のベクトル量子
化器における格段の符号化部を示すブロック図、第５図
は上記従来のベクトル量子化器の全体構成を示すブロッ
ク図、第６図（ａ）〜（ｄ）は画像信号のサブサンプリ
ングより画素数を見引いた様子を示す図、第７図（ａ）
〜（ｅ）は各バッファより人力ベクトルを読み出す方法
を説明する図である。図において、（Ｉａ）　、　（Ｉｂ）はベクトル出力回路、（２）は
入力インデックス、（：Ｉａ）　、　（３ｂ）は歪演算回路、（６ａ）　、
　（６ｂ）はインデックス出力回路、（１１）は量子化
器出力インデックス、（１２ａ）　〜（＋２ｄ）は人力
バッファ、（１３ａ）　”−（１３ｄ）は符号化部、（
１５）は量子化インデックス出力回路、（１７）は量子
化前出力回路。なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

画像信号をサブサンプリングし画素比率に応じて画像信
号より画素数を間引くと共に、各画素信号をｎ次元の入
力ベクトルに形成する量子化前処理回路と、上記各入力
ベクトルを量子化処理順位に夫々格納すると共に、各処
理周期毎に繰り返し読み出す入力バッファ群と、予め入
力ベクトルの確率分布に対応した出力ベクトルを用意し
インデックス入力に基づいて該当出力ベクトルを選択出
力するベクトル出力回路及び上記入力ベクトルと選択出
力された出力ベクトルとの距離を演算する歪演算回路か
ら構成され各バッファ対応に備えた複数の符号化部と、
該各符号化部より出力される距離演算値と入力ベクトル
に基づき次期処理周期におけるインデックスを生成し各
ベクトル出力回路へ送出するインデックス出力生成手段
と、上記生成されたインデックスより量子化器のインデ
ックスを生成し出力する量子化インデックス出力回路と
を備えたことを特徴とするベクトル量子化器。