KR930004311B1 - 동화상 부호화 복호화장치 - Google Patents

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KR930004311B1
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유리 하세가와
도꾸미찌 무라까미
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미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

동화상 부호화 복호화장치
제1도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 동화상 부호화 복호화 장치의 부호화의 순서를 설명하기 위한 블럭도.
제2도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 동화상 부호화 복호화 장치의 부호화의 순서를 설명하기 위한 블럭도.
제3도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 블럭화를 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 프레임의 관계를 설명하기 위한 설명도.
제5도는 본 발명의 제2의 실시예에 의한 벡터 양자화 장치의 블럭도.
제6도는 제5도의 구성의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
제7도는 입력벡터에 인접하는 이미 양자화된 영역의 범위의 설명도.
제8도는 입력벡터를 포함하는 특이한 블럭의 범위의 설명도.
제9도는 본 발명의 제3의 실시예에 의한 벡터 양자화 장치의 부호화부의 구성을 도시한 블럭도.
제10도는 본 발명의 제3의 실시예에 의한 벡터 양자화 장치의 부호화부의 구성을 도시한 블럭도.
제11도는 순차 리스트의 갱신을 도시한 설명도.
제12도는 본 발명의 제4의 실시예에 의한 부호화 복호화 장치의 구성을 도시한 블럭도.
제13도는 종래의 동화상 부호화 장치의 구성을 도시한 블럭도.
제14도는 종래의 동화상 부호화 장치의 구성을 도시한 블럭도.
제15도는 종래의 장치에 의한 블럭화를 설명하기 위한 설명도.
제16도는 종래의 방식에 의한 프레임의 관계를 설명하기 위한 설명도.
제17도는 입력벡터를 포함하는 특이한 블럭의 범위의 설명도.
제18도는 종래의 벡터 양자화 장치의 부호화부의 구성을 도시한 블럭도.
제19도는 종래의 벡터 양자화 장치의 부호화부의 구성을 도시한 블럭도.
제20도는 순차 리스트의 갱신을 설명하기 위한 설명도.
제21도는 종래의 부호화 복호화장치의 구성을 도시한 블럭도.
본 발명은 동화상 신호를 벡터 양자화 방식에 의해서 부호화하여 전송 또는 기록하고, 수신 또는 매체에서의 리드를 실행한 후에 동화상 신호를 복호화하는 동화상 부호화 복호화 장치에 관한 것이며, 디지탈 화상 신호를 고능률로 부호화 하는데 가장 적합한 벡터 양자화 장치에 관한 것이다.
제13도는, 예를 들면 일본국 특허공보 소화 63-26951호의 "벡터 양자화방식 프레임간 부호화 장치"에 기술된 종래의 화상부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도면에서 (5)는 래스터주사를 블럭주사로 변환하는 주사변환버퍼, (6)은 프레임간의 감산을 실행하는 감산기, (2)는 벡터 양자화 부호화기, (3)은 벡터 양자화 복호화기, (7)은 프레임간의 가산을 실행하는 가산기, (8)은 국부 복호된 신호계열을 일시적으로 축적하는 프레임 메모리이다. 또, (101)은 디지탈화된 화상신호계열 (106)은 상기 신호 계열(101)을 블럭주사의 순서로 나란히 바꾼 신호계열, (107)은 과거에 부호화 복호화된 신호 계열, (108)은 상기 블럭주사의 신호게열(106)을 상기 과거의 신호계열(107)에 의해서 예측한 예측오차의 계열, (103)은 벡터 양자화인덱스, (109)는 벡터 양자화 복호출력, (110)은 복호된 신호계열이다.
제14도는 상기 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 도시한 블럭도로서, (9)는 블럭주사의 복호신호계열(110)을 래스터 주사의 순서로 나란히 바꾸는 주사변환버터, (105)는 복호된 화상신호계열이다.
또, 제15도와 제16도는 종래의 부호화방식의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다. 입력된 디지탈 화상신호계열(101)은 주사변환버퍼(5)에서 래스터주사에서 블럭주사로 나란히 바꾸어진다. 즉, 화면을 수평으로 주사하는 순서에서 제15도에서 Ain에 포함되는 신호계열이 연속하는 순서로의 변환이다. 여기서 Ain이라함은 제n프레임의 화면상에서 i번째에 해당하는 블럭을 나타내는 것으로 한다. 감산기(6)에 있어서, 블럭화된 신호계열(106)에서 신호계열(107)을 예측신호로서 감산한다. 이렇게 해서 얻어진 예측 오차신호의 계열(108)은 벡터 양자화 부호화기(2)에서 벡터 양자화되어 벡터 양자화 인덱스(103)이 출력된다. 상기 인덱스(103)이 부호화 데이타로서 전송되거나 기록되거나 하는 데이타의 기본형이다. 상기 벡터양자화 인덱스(103)은 벡터 양자화 복호화기(3)에서 복호되어 상기 예측신호(107)과의 가산에 의해서 복호화상 신호계열(110)으로 되고, 프레임 메모리(8)에 일시 축적되어 다음 프레임의 예측에 사용된다. 이상의 동작을 제15도에 도시한 것으로, 블럭 Ain의 입력에 대하여 앞의 프레임과 동일한 공간적 위치에 있는 블럭 Ain01을 예측신호로서 사용하여 차분블럭 Ain-Ain-1을 벡터 양자화 한후 예측 블럭 Ain-1과 가산해서 복호한다는 것에 해당한다. 단, Ain-1은 이미 부호화 복호화된 블럭이다. 제16도에는 연속하는 프레임의 관계를 도시한다. 이 도면에서도 알 수 있는 바와 같이 어떤 프레임의 복호화가 다음의 프레임의 예측에 사용된다.
재생측에서는 벡터 양자화 인덱스(103)을 벡터 양자화 복호화기(3)에서 복호하고, 프레임 메모리(8)에서 리드한 예측신호계열(107)과 가산해서 복호화상 신호계열(110)을 얻어 주사변환버퍼(9)에서 블럭주사에서 래스터주사로 나란히 바꾼다.
이상과 같은 종래의 방식에 의하면 연속하는 프레임의 상관을 프레임간 예측으로 이용하고, 공간적인 상관을 벡터 양자화로 이용해서 데이타 압축을 실행하고 있다. 또, 앞 프레임과 동일위치가 아니라 최대의 예측효율이 얻어지는 변위(움직임)를 고려해서 예측하는 움직임보상, 반듯이 모든 연속하는 프레임을 부호화하지 않는 표준속도저하의 제어등도 실행되는 일이 있다.
제17도는, 예를들면 전자통신학회 기술보고 IT 85-61 "벡터 양자화에 의한 화상 고능률 부호화"(무라까미 도꾸미찌의 저서)에 도시된 종래의 벡터 양자화 장치의 블럭도이다. 동일도면에서(113)은 여러개의 양자화 대표 벡터(112)를 저장하여 벡터 양자화 부호화기(111) 및 벡터 양자화 복호화기(114)에 부여하는 코드북, (111)은 입력벡터(14)를 벡터 양자화해서 코드북(113)에서 부여되는 양자화 대표 벡터(112)의 인덱스를 부호화 데이타(29)로서 출력하여 전송하는 벡터 양자화 부호화기, (114)는 벡터 양자화 부호화기(111)에서 부호화 데이타(29)로서 보내진 인덱스에 대응하는 양자화 대표 벡터를 코드북(113)에서의 양자화 대표벡터(112)에 따라서 복호화하여 복호벡터(32)로서 재생하는 벡터 양자화 복호화기이다.
이상과 같은 구성에 있어서 그 동작을 설명한다.
지금 K차원의 입력벡터(14)의 벡터 X를
X=[X1,X2,…,Xk]……………(1)
로 하고, 코드북(113)에 기억되어 있는 양자화 대표 벡터(112)의 벡터 Y1를
Y1=[Y11,Y12,…,Y1K)…………(2)
로 하며, 또 이 벡터 Y1의 세트를
[Y]=[Y1,Y2,…,YN]…………(3)
으로 한다. 이 경우 벡터 양자화 부호화기(111)에서는
di=∥X-Y1∥2=
Figure kpo00001
(Xj-Yij)2…………(4)
에 의해서 정의되는 입력벡터(14)의 왜곡 di가 최소로 되는 양자화 대표 벡터(112)의 인덱스 i가 결정된다. 단, di〈dl, 전부
Figure kpo00002
이다. 그리고 벡터 양자화 부호화기(111)에서는 부호화 데이타(29)로서 양자화 대표벡터(112)의 해당 벡터 Y1를 식별하기 위한 인덱스 i가 출력되어 전송된다.
이와같이 해서 전송된 부호화 데이타(29)는 벡터 양자화 복호화기(114)로 입력되지만 여기서는 부호화 데이타(29)에 의해 부여되는 인덱스 i에 대응하는 양자화 대표 벡터(112)의 벡터 Y1가 코드북(113)에서 리드되어서 복호벡터(32)가
^X=Y1……………………(5)
인 벡터로서 재생된다.
제18도 및 제19도는, 예를 들면 PCS 86(T. Murakami등 "DESIGN OF COMPONENT VECTOR QUANTIZER FOR VIDEO SIGNALS")등에 기재된 종래의 벡터 양자화기의 부호화부 및 복호화부의 구성을 도시한 블럭도로서, 도면에서 (202)는 입력벡터(201)에서 평균값(203)을 분리하는 평균값분리회로, (211)은 정규화 출력벡터(212)를 기억하고 있는 코드북, (210)은 상기 코드북(211)의 리드 어드레스를 부여하는 어드레스 카운터, (205)는 상기 평균값을 분리한 입력벡터(204)와 정규화 출력벡터(212)의 내적을 구하는 내적연산회로, (206)은 내적연산회로에 의해서 구해진 내적, (207)은 상기 내적(206)중에서 가장 큰것을 검출하여 검출신호(209)를 출력함과 동시에 그 내적값을 이득(208)로서 출력하는 최대 내적 검출회로, (215)는 상기 어드레스 카운터의 출력을 상기 최대 내적 검출회로의 검출신호에 따라서 상기 입력벡터에 대한 벡터양자화 결과인 벡터 양자화 인덱스로서 래치하는 인덱스 래치, (213)은 DPCM 부호화 회로, (251)은 DPCM 부호화된 평균값, DPCM 부호화된 이득, 인덱스를 가변길이 부호화하여 부호화 데이타(252)를 출력하는 가변길이 부호화회로, (253)은 부호화 데이타(252)를 가변길이 복호화하는 가변길이 복호화회로, (232)는 DPCM 복호화하는 DPCM 복호화 회로, (234)는 가변길이 복호화된 인덱스에 대응하는 정규화 출력벡터로서 복호된 정규화 출력벡터, (237)은 상기 복호된 정규화 출력벡터에 복호된 이득을 승산하는 이득계수 승산기, (238)은 상기 이득계수 승산기의 출력에 평균값을 가산하는 평균값 가산기, (239)는 복호재생 벡터이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다.
K차원 입력벡터 S=[S1,S2,…,Sk](201)로서 입력되는 신호계열은 평균값 분리회로(202)에 의해서 다음의 식과 같이 평균값 μ(203)이 분리되어 벡터 X*(204)로 변환된다.
μ=1/K
Figure kpo00003
S1
X1 *=S1-μ
X*=[X1 *,X2 *,…, XK *]
평균값 μ(203)은 DPCM 부호화회로(213)에 의해서 용장 성분이 삭감되어 DPCM 신호 εμ(216)이 출력된다. 평균값 분리된 벡터 X*(204)는 내적 연산회로(205)에서 다음의 벡터 양자화 부호화 처리를 실시한다. 먼저 모델로 되는 신호계열 S에서 평균값 μ를 분리하고, 평균값 분리된 벡터 X*를 X*의 진폭성분, 즉 표준편차 δ에 의해서 정규화된 정규화 벡터 X의 통계적 성질에 따른 클러스터링 방법등을 사용해서 생성한 여러개의 정규화 출력벡터 yi(i=1,2,…,N)(212)의 세트를 코드북(211)에 라이트해 둔다.
σ=[
Figure kpo00004
(Xi *)2]1/2
X1=X1 */σ=(S1-μ)/σ
X=[X1,X2,…,XK]
평균값 분리된 벡터 X*(204)가 내적연산회로(205)에 입력된 시점에서 어드레스 카운터(210)은 i=1,2,…, N의 순으로 어드레스 정보 i를 출력하고, 코드북(211)에서 어드레스 정보 i에 대응하는 정규화 출력벡터 y1(212)를 순차로 리드한다. 다음에 평균값 분리된 벡터 X*(204)와 순차로 리드되는 N개의 정규화 출력벡터 y1(212)와의 내적 P(X*,y1)(6)을 내적연산회로(205)에서 다음의 식에 따라 산출하여 순차로 비교한다.
P(X*,y1)=
Figure kpo00005
(X1 *,y11)
최대 내적검출회로(207)에서는 상기 연산에 의해서 얻어진 N개의 내적중 최대내적 Pmax(208)을 검출하고, 그때의 어드레스 정보 i를 검출신호(209)로서 인덱스래치(215)에서 입력하여 정규화 출력 인덱스 i(218)로서 출력한다. 상기 검출된 최대내적 Pmax(208)은 이득 g로서 직접 DPCM 부호화회로(213)으로 입력되고 용장성분이 삭감된 후 DPCM신호 εg(217)이 출력된다.
평균값이 DPCM 신호 εg(216), 이득의 DPCM신호 εg(217), 정규화 출력벡터 인덱스 i(218)은 가변길이 부호화회로(251)에서 가변길이 부호화되어 부호화 데이타(252)로서 전송된다.
다음에 벡터 양자화 복호동작에 대해서 설명한다. 먼저 부호화측에서 전송된 부호화 데이타(252)에서 평균값 μ의 DPCM신호 μ(216), 이득 g의 DPCM신호 εg의 DPCM 신호 εg(217), 정규화 출력벡터 인덱스 i(218)이 순차로 가변길이 복호화회로(253)에서 복호된다.
다음에 DPCM복호화회로(232)에서 평균값
Figure kpo00006
(235)가 복호, 재생된다. 또, DPCM복호화회로(232)에서 이득
Figure kpo00007
(236)이 복호, 재생된다.
정규화 출력벡터 인덱스 i(218)은 인덱스래치(215)로 입력되어 벡터 양자화 부호화부와 동일한 내용이 라이트되어 있던 코드북내에서 상기 정규화 출력벡터 인덱스 i(218)에 대응하는 정규화 출력벡터 yl(234)를 리드하여 복호한다. 상기 정규화 출력벡터 y1(234)에 대하여 이득계수 승산기(237)에서 상기 복호된 이득
Figure kpo00008
(236)을 곱하고, 평균값 가산기(238)에서 상기 복호된 평균값
Figure kpo00009
(235)를 가하는 것에 의해 복호재생벡터
Figure kpo00010
(239)를 얻는다. 즉, 다음의 연산을 한다.
Figure kpo00011
제21도는, 예를 들면 1988년 발행의 전자정보통신학회편 "전자정보통신 핸드북"등에 기재된 종래의 부호화 복호화기의 구성을 도시한 블럭도로서, 도면에서 (301)은 입력신호, (302)는 부호화부, (306)은 가변길이 부호화부, (308)은 가변길이 복호화부, (309)는 복호화부, (310)은 출력신호이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다.
입력신호(301)은 부호화부(302)에서 고능률부호화되어 부호화 데이타(303)으로 된다. 부호화 데이타(303)은 가변길이 부호화부(306)에서 가변길이 부호화되어 부호단어(322)로서 전송된다.
한편, 복호화측에서는 부호화측에서 전송되어온 부호단이 (322)가 가변길이 복호화부(308)에서 가변길이 복호화된 후 또 복호화부(309)에서 복호화되어 출력신호(310)으로 된다.
가변길이 부호화부(306)에서의 가변길이 부호할당은 부호화 데이타(303)의 발생확률에 따라 확률이 높은 것에는 짧은 부호단어를, 또 확률이 낮은 것에는 긴 부호단어를 할당하고 있다.
종래의 화상부호화 장치는 이상과 같은 방식으로 부호화 및 복호화를 실행하고 있었으므로 동화상 신호에서의 시간 방향의 상관을 충분히 이용할 수 없어 복호를 실행하기 위해서 최초의 프레임부터 연속해서 복호하는 것이 필요하고, 잡음등의 에러가 발생한 경우에는 그 영향이 전파하는 등의 문제점이 있었다. 또, 종래의 벡터양자화 장치는 벡터의 차원수가 높은 경우 미리 코드북(113)내에 기억되어 있는 유한개수의 양자화 대표벡터(112)를 모든 정보원 입력벡터에 대해서 완전하게 최적화 하는 것이 곤란하고, 인접하는 벡터간의 상관등에서 계속해서 같은 값이 선택되는 등의 국소적 치우침이 발생해도 그 성질을 이용하지 않고 가변길이 부호할당을 실행하고 있으므로 부호화 효율면에서 보면 분리하다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 동화상 신호에서의 시간방향의 상관을 벡터양자화에 이용하고, 도중의 프레임에서의 복호를 가능하게 하여 에러에 대해서도 강한 부호화를 실행할 수 있는 동화상 부호화 복호화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 입력벡터의 국소적 성질을 고려해서 처리블럭 크기를 가변으로 하여 여러개의 코드북에 의해 벡터 양자화 처리를 실행하도록 해서 부호화 효율을 향상한 벡터 양자화 장치를 얻는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로 명확하게 될 것이다.
본 출원에서 개시되는 발명중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 동화상 부호화 복호화장치는 입력되는 동화상신호를 L프레임(L은 복수)에 걸쳐서 일시 축적하는 제1의 프레임 메모리, 이 프레임 메모리에서 공간적으로 연속하는 K개(K는 복수)의 화소로 형성되는 블럭을 연속하는 L프레임의 공간적으로 동일한 위치에서 잘라내어서 총계 K×L개의 화소를 갖는 블럭으로서 블럭화하고, 이 블럭을 입력벡터로서 벡터 양자화 부호화해서 양자화 인덱스를 출력하는 부호화부, 상기 양자화 인덱스를 벡터 양자화 복호화해서 출력하는 복호화부 및 이 복호화부에서 복호화된 블럭이 축적되고, L개의 복호화상 프레임이 축적된 시점에서 각 복호화상 프레임이 리드되는 제2의 프레임 메모리를 마련한 것이다.
또, 본 발명에 의한 벡터 양자화 장치는 1프레임분의 화상 입력신호를 기억하는 제1의 프레임 메모리수단, 제1의 프레임 메모리수단에 기억된 화상신호를 여러개씩 종합해서 블럭화하여 입력벡터를 생성함과 동시에 입력벡터의 요소의 편차에 의해 처리블럭크기를 가변으로 하면서 결정하여 입력벡터 및 입력벡터의 프레임상에서의 어드레스 및 블럭크기정보를 출력하는 블럭제어수단, 미리 설정되는 여러개의 양자화 대표 벡터를 갖는 제1의 코드북이던가 기양자화영역을 입력벡터와 같은 차원으로 잘라내어 생성하는 제2의 코드북이던가 최소 왜곡에 따라서 추출된 특이한 블럭을 입력벡터와 같은 차원으로 잘라내어 생성하는 제3의 코드북중 어느 하나의 정보와 블럭제어수단에서의 정보에 따라 입력벡터를 벡터 양자화 부호화해서 벡터 양자화시의 최소 왜곡이 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 입력벡터를 새로운 양자화 대표 벡터로서 코드북번호, 어드레스, 인덱스등과 함께 출력하는 벡터 양자화 부호화수단, 벡터 양자화 부호화수단에서 출력되는 양자화 대표벡터를 복호벡터로서 소정의 어드레스에 기억하는 제2의 프레임 메모리수단, 벡터 양자화 부호화수단에서 벡터 양자화시의 최소왜곡이 어떤 값보다 큰 경우에 입력벡터를 포함하는 영역을 특이한 블럭으로서 소정의 어드레스에 기억하는 메모리수단, 제2의 프레임 메모리수단과 메모리수단의 내용에 따라서 제2의 코드북에 입력벡터의 프레임상에서의 어드레스를 사용해서 제2의 프레임 메모리에서 입력벡터 근방의 기양자화영역을 시프트하면서 입력벡터와 같은 차원으로 잘라내어 생성시킴과 동시에 특이한 블럭을 기억하는 메모리수단에서 제3의 코드북에 시프트하면서 입력벡터와 같은 차원으로 잘라내어 생성시키는 코드북 제어수단, 벡터양자화 부호화수단에서 출력된 블럭크기 정보, 코드북 번호, 어드레스, 인덱스와 함께 벡터양자화시의 최소왜곡이 어떤값보다 큰 경우에 특이한 블럭을 부호화해서 부호화 데이타로서 전송하는 부호화 제어수단을 마련한 것이다.
또, 본 발명에 의한 벡터 양자화 장치는 평균값의 DPCM 신호값 εμ, 이득의 DPCM 신호값 εg, 정규하 출력벡터 인덱스 i의 순차 리스트를 마련하고, 직전에 선택된 것을 각 순차 리스트의 선두에 오도록(또는, 순차 리스트상의 alogrN+b개 앞으로 이동하도록)순차 리스트를 나란히 바꾸어 순차 리스트의 리스트 어드레스의 사용빈도에 따라 가변길이 부호할당을 하도록 하였다.
본 발명에서는 제1의 프레임 메모리에 축적된 L개의 화상 프레임에서 잘려나간 K×L개의 화상을 갖는 공간적, 동시에 시간적으로 연속적인 블럭에 의해 벡터 양자화를 시행하도록 하였으므로 시간방향의 상관이 이용되는 것에 의해 데이타 압축률을 향상할 수 있으며, 또 시간방향으로 블럭화한 길이의 범위내에서 부호화를 완결할 수 있으므로 에러에 대해서 강한 부호화가 되과 동시에 도중 프레임에서도 복호할 수 있다.
또, 본 발명의 벡터 양자화 장치는 제1의 프레임 메모리수단에 1프레임분의 화상입력신호를 기억시키고, 이 제1의 프레임 메모리수단에 기억된 화상신호를 블럭제어수단에 의해 여러개씩 종합하여 가변크기로 블럭화해서 입력벡터를, 생성하여 입력벡터 및 입력벡터의 프레임상에서의 어드레스 및 블럭크기 정보를 출력하고, 벡터 양자화 부호화수단에 의해 제1,제2,제3의 코드북중 어느 하나의 정보와 블럭제어수단에서의 정보에 따라서 입력벡터를 벡터 양자화 부호화하고, 벡터 양자화시의 최소왜곡이 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 그때의 입력벡터를 포함하는 영역을 특이한 블럭으로 하여 이것을 새로운 양자화 대표 벡터로서 코드 북번호, 어드레스, 인덱스등과 함께 출력함과 동시에 이들 정보를 제2의 프레임 메모리수단, 메모리수단, 코드북 제어수단에 부여하여 제2,제3의 코드북을 생성시키고, 부호화 제어수단에 의해 벡터 양자화 부호화 수단에서 출력된 각 정보와 함께 특이한 블럭을 부호화해서 부호화 데이타로서 전송하고 있다.
또, 본 발명에서의 벡터 양자화 장치는 순차 리스트의 갱신을 실행하여 리스트 어드레스의 사용빈도에 따라 가변길이 부호할당을 하도록 한 것에 의해 평균 부호길이를 단축하여 부호화 효율이 개선된다.
이하 본 발명의 구성에 대해서 실시예와 함께 설명한다. 또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고 그 반복적인 설명은 생략한다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 동화상 복호화 장치의 부호화의 순서를 설명하기 위한 블럭도로서, (1)은 입력화상 프레임을 여러 프레임 기억할 수 있는 제1의 프레임 메모리이다. (102)는 공간적 또는 시간적으로 연속하는 화소를 블럭화해서 얻어지는 신호 계열이다.
또, 제2도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 동화상 부호화 복호화 장치의 복호화의 순서를 설명하기 위한 블럭도로서, (4)는 복호화 화상 프레임을 여러 프레임 기억할 수 있는 제2의 프레임 메모리이다. 그리고 (104)는 공간적으로 동시에 시간적으로 연속하는 복호화소자 블럭화되어 있는 신호계열이다. 그밖에 제1도, 제2도에서 제13도, 제14도와 동일한 부호는 동일 또는 해당부분이다. 제3도와 제4도는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다. 입력된 디지탈 화상신호 계열(101)을 연속하는 L프레임분(L은 정수), 제1의 프레임 메모리(1)에 일시 축적한다. 여기서는 L-4로 한다. 상기 제1의 프레임 메모리(1)에서는 축적된 4프레임의 화상신호 계열에서 각 화면상에 공간적으로 연속하는 K개(K개는 정수)의 화소로 되는 블럭을 각각이 공간적으로는 같은 위치로 되도록 잘라낸다. 여기서는 K=2×2=4로 한다. 이것에 의해서 K×L=4×4=16개의 화소를 블럭화 한다. 이상의 블럭화를 제3도에 도시한다. 제3도에서 S1 n이라 함은 제n프레임에서의 i번째의 화소를 나타내는 것으로 하다. 이상과 같이해서 16개의 화소를 블럭화한 신호계열(102)가 얻어진다. 상기 계열(102)를 벡터 양자화 부호화기(2)에서 벡터 양자화하며 벡터 양자화 인덱스(103)을 출력한다. 상기 인덱스(103)은 부호화 데이타로서 전송되거나 기록되거나 하는 데이타의 기본형이다.
제4도는 연속하는 프레임의 관계를 도시한다. 도면에 도시한 바와 같이 부호화하는 연속하는 4프레임으로 완결하고 있고, 각 프레임의 내부에서는 공간방향으로 시간방향으로도 상관을 이용한 벡터 양자화가 실행되고 있다. 재생측에서는 벡터 양자화 인덱스(103)을 벡터 양자화 복호화기(3)에서 복호화여 복호 화상신호계열(104)를 얻는다. 상기 계열(104)를 제2의 프레임 메모리(4)에 라이트하고, 4프레임에 해당하는 복호화상 신호계열(104)의 라이트가 종료된 시점에서 각 프레임을 본래의 순서로 래스터 주사에 따라서 리드하여 복호 디지탈 화상 신호계열(105)를 얻는다. 여기서 부호화부의 앞에 놓여진 제1의 프레임 메모리(1), 복호화의 뒤에 놓여진 제2의 프레임 메모리(4)는 모두 시간방향으로 블럭화하는 프레임수의 배의 용량을 갖고, 1/2의 용량을 각각 리드와 라이트에 할당하는 더블 버퍼 제어를 실행할 필요가 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 여러개의 화상 프레임을 기억할 수 있는 제1,제2의 프레임 메모리를 각각 부호화부의 앞 및 복호화부의 뒤에 마련하고, 제1의 프레임 메모리에 입력동화상 신호 계열을 4프레임에 걸쳐서 축적하고, 이 축적된 각 프레임에서 공간적으로 연속하는 4개의 화소가 4개의 프레임에서 공간적으로 같은 위치인 4×4개의 화소로 되도록 블럭화해서 상기 제1의 프레임 메모리에서 리드하고, 이 블럭을 입력벡터로 벡터 양자화 부호화해서 양자화 인덱스를 출력하고, 이 양자화 인덱스를 벡터 양자화 복호화해서 복호화된 블럭을 상기 제2의 프레임 메모리에 축적하여 4개의 복호화상 프레임이 축적된 시점에서 각 복호화상 프레임을 출력하는 구성으로 하였으므로, 시간방향의 상관이 이용되는 것에 의해 데이타 압축률을 향상할 수 있으며, 또 시간방향으로 블럭화한 길이의 범위내에서 부호화를 완결할 수 있으므로 에러에 대해서 강한 부호화를 할 수 있음과 동시에 도중 프레임에서도 복호화를 할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 시간방향으로 블럭화하는 프레임수를 4, 공간방향으로 블럭화되는 화소수를 2×2=4로 하였지만 본 발명의 효과가 이들 조건하에 제한된 것이 아니라는 것은 물론이다.
[실시예 2]
제5도는 본 발명의 제2의 실시예에 관한 벡터 양자화 장치의 블럭도이다. 도면에서 (11)은 1프레임분의 화상입력신호를 기억한 입력 프레임 메모리, (12)는 입력프레임 메모리(11)에서 화상 데이타를 여러개씩 종합하여 블럭화해서 리드하여 입력벡터(14)를 생성함과 동시에 이 입력벡터(14)의 요소의 편차에 의해 처리블럭크기를 결정하고, 입력벡터(14)의 프레임상의 어드레스(15) 및 블럭크기 정보(13)등과 함께 입력벡터(14)를 송출하는 블럭제어부, (16)는 블럭제어부(12)에서의 입력벡터(14)를 제1의 코드북(24), 제2의 코드북(25), 제3의 코드북(26)과 여러개의 코드북을 사용해서 벡터 양자화 부호화하고, 벡터 양자화시의 왜곡이 어떤 값보다 큰 경우에는 입력벡터(14)를 양자 대표벡터로 하여 블럭크기 정보(13), 코드북번호(17), 어드레스(18), 인덱스(19), 양자화 대표 벡터(20)을 출력하는 양자화 부호화부, (27)은 벡터 양자화 부호화부(16)에서의 블럭 크기정보(13), 코드북 번호(17), 어드레스(18), 인덱스(19)와 함께 최소왜곡이 어떤값보다 큰 경우에는 특이한 블럭을 부호화해서 부호화 데이타(29)로서 송출하는 부호화 제어부, (30)은 부호화제어부(27)에서 송신된부호화 데이타(29)에서 블럭크기 정보(13), 코드북번호(17), 인덱스(19)를 수신해서 이것을 복호화는 복호화 제어부, (31)은 블럭크기 정보(13), 코드북번호(17), 어드레스(18), 인덱스(19)를 사용해서 벡터 양자화 복호화하여 복호벡터(32)를 재생하는 벡터 벡터 양자화 복호화하여 복호벡터(32)를 재생하는 벡터 양자화 복호화부, (24)는 여러개의 양자화 대표 벡터를 기억해서 구성되는 제1의 코드북, (21)은 벡터 양자화 부호화부(16) 또는 벡터 양자화 복호화부(31)에서 출력되는 양자화 대표 벡터(20) 또는 복호벡터(32)를 복호벡터로서 소정의 어드레스에 저장하는 프레임 메모리, (22)는 입력벡터(14)의 프레임상에서의 어드레스(15)에 의해 복호벡터를 기억한 프레임 메모리(21)에서 입력벡터(14) 근방의 기양자화 영역을 사용해서 제2의 코드북(25)를 생성하며, 또 특이한 블럭을 기억한 메모리(23)에서 제3의 코드북(26)을 생성하는 한편, 코드북 제어신호(28)에 의해 특이한 블럭을 메모리(23)에 기억하는 코드북 제어이다.
이상과 같은 구성에 있어서, 다음에 그 동작을 제6도의 흐름도에 따라 설명한다.
블럭제어부(12)에서 1프레임분의 화상 입력신호를 기억한 입력 프레임 메모리(11)에서 여러개씩 종합해서 블럭화하여 생성된 벡터 X의 입력벡터(14) 및 입력벡터의 입력 프레임 메모리(11)상에서의 어드레스(15)는 벡터의 요소의 편차에 의해 결정된 벡터 양자화 처리시의 블럭크기 정보(13)과 함께 벡터 양자화 부호화부(16)으로 입력된다. 벡터 양자화 부호화(16)에서는 블럭크기 정보(13)에 따른 처리크기로 흐름도의 처리(60)에서 왜곡계산한다.
그런데 각 코드북(24),(25),(26)의 사용순서 및 벡터 양자화 부호화부(16)에서의 출력은 다음과 같다.
먼저 제2의 코드북(25)를 사용해서 처리(60)에서 왜곡 계산을 하여 최소왜곡 di를 부여하는 양자화 대표벡터(20)인 벡터 Yi를 구하고, 처리(61)에서의 최소왜곡 di와 임의로 설정된 왜곡임계값 T의 대소비교에 의해 다음의 2가지의 처리(51)과 (52)로 분할된다.
그런데 처리(51)에서는 제2의 코드북(25)사용시에
Figure kpo00012
일때 코드북번호(17)을 "2", 인덱스(19)로 되는 인덱스 i를 "0", 어드레스(18)를 최소왜곡 di를 부여하는 양자화 대표벡터의 프레임상에서의 어드레스로 하여 양자화 대표 벡터(20)과 함께 출력한다.
이것에 대해서 처리(52)에서는 제2의 코드북(25)사용시에 di〉T일때 제3의 코드북(26)을 사용해서 왜곡계산을 하여 최소왜곡 di를 부여하는 양자화 대표 벡터(20)으로 되는 벡터 Yi를 구하고, 처리(62)에서의 최소왜곡 di와 임의로 설정된 왜곡 임계값 T의 대소비교에 의해 다시 다음의 2개의 처리(53)과 (54)로 분할된다.
먼저, 처리(53)에서는 제3의 코드북(26) 사용시에
Figure kpo00013
일때 코드북번호(17)을 "3", 인덱스(19)를 특이한 블럭의 인덱스 i, 어드레스(18)을 최소왜곡 di를 부여하는 양자화 대표 벡터(20)과 함께 출력한다.
이것에 대해서 처리(54)에서는 제3의 코드북(26) 사용시에 di〉T일때 제1의 코드북(24)를 사용해서 왜곡계산을 하여 최소왜곡 di를 부여하는 양자화 대표 벡터(20)으로 되는 벡터 Yi를 구하고, 처리(63)에서의 최소왜곡 di와 임의로 설정된 왜곡 임계값 T의 대소비교에 의해 다시 다음의 2가지의 처리(55)와 (56)으로 분할된다.
그리고 처리(55)에서는 제1의 코드북(24)사용시에
Figure kpo00014
일때 코드번호(17)을 "1", 인덱스(19)를 최소 왜곡을 부여하는 양자화 대표 벡터(20)의 인덱스 i, 어드레스(18)을 "0"으로 하여 양자화 대표 벡터(20)과 함께 출력한다.
한편, 처리(56)에서는 제1의 코드북(24) 사용시에 di〉T 일때 코드북번호(17)을 "0", 인덱스(19)로 되는 인덱스 i를 "0", 어드레스(18)을 입력벡터의 프레임상에서의 어드레스로 하여 양자화 대표 벡터(20)과 함께 출력한다. 그리고 이들 정보는 처리(64)에서 메모리(23)에 기억시킨다.
이와 관련하여 부호화개시 시점에서는 제2의 코드북(25), 제3의 코드북(26) 모두 클리어되어 있으므로 제1의 코드북(24)를 사용해서 왜곡계산이 실시된다.
여기서 사용되는 제2의 코드북(25), 제3의 코드북(26)의 생성은 코드북 제어부(22)에서 실행된다. 그리고 제2의 코드북(25)는 제7도의 설명도에 도시한 바와 같이 입력벡터에 인접하는 기양자화영역(종선부분)에서 입력벡터의 처리블럭크기와 동일차원에 일부가 겹치는 것을 허용해서 잘라내어 집중시킨 여러개의 벡터이다. 또, 제3의 코드북(26)은 모든 코드북을 사용해서 최소왜곡 di가 임의로 설정된 왜곡 임계값 T보다 클때, 순차로 특이한 블럭으로서 기억한 특이한 블럭, 즉 제8도의 설명도에 횡선으로 표시된 입력벡터를 포함하는 영역에서 입력벡터의 처리블럭 크기와 동일차원에 일부가 겹치는 것을 허용해서 잘라내어 집중시킨 여러개의 벡터이다.
부호화 제어부(27)에서는 코드북번호(17), 어드레스(18), 인덱스(19)의 값에 따라 다음의 처리를 실행한다.
먼저 코드북번호(17)이 "1"일때, 코드북번호(17)의 "1"과 인덱스(19) 및 블럭크기 정보(13)을 부호화 데이타(29)로서 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "0"을 출력한다.
다음에 코드북번호(17)이 "2"일때, 코드북번호(17)의 "2"와 어드레스(18) 및 블럭크기 정보(13)을 부호화 데이타(29)로서 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "0"을 출력한다.
또, 코드북번호(17)이 "3"일때, 코드북번호(17)의 "3"과 어드레스(18) 및 블럭크기 정보(13)을 부호화 데이타(29)로서 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "0"을 출력한다.
그리고 코드북번호(17)이 "0"일때, 코드북번호(17)의 "0"과 특이한 블럭 및 블럭크기(13)을 부호화 데이타(29)로서 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "1"을 출력한다.
코드북 제어부(22)에서는 부호화 제어부(27)에서 출력된 코드북 제어신호(28)에 의해 다음의 처리를 실행한다.
먼저 코드북 제어신호(28)이 "0"일때 양자화 대표 벡터(20)을 프레임 메모리(21)의 소정의 어드레스에 라이트한다.
한편, 코드북 제어신호(28)이 "1"일때 양자화 대표 벡터(20)을 프레임 메모리(21)의 소정의 어드레스에 라이트함과 동시에 예를 들면 제8도에 횡선으로 표시되는 입력벡터를 포함하는 영역을 메모리(28)의 소정의 어드레스에 라이트한다. 이와 관련하여 특이한 블럭을 기억하는 경우 라이트된 어드레스는 오버플로우하는 것을 방지하기 위해서 "0"번지에서 최대번지까지를 반복순회하도록 제어된다.
부호화 제어부(27)에서의 부호화 데이타(29)를 수신하고 있는 복호화 제어부(30)에서는 부호화 데이타(29)의 코드북번호(17)의 값에 의해 다음의 처리를 실행한다.
먼저 코드북번호(17)이 "1"일때 코드북번호(17)의 "1"과 인덱스(19)를 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "0"을 출력한다.
다음에 코드북번호(17)이 "2"일때 코드북번호(17)의 "2"과 인덱스(18)을 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "0"을 출력한다.
한편 코드북번호(17)이 "3"일때 코드북번호(17)의 "3"과 인덱스(18)를 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "0"을 출력한다.
이것에 대해서, 코드북번호(17)이 "0"일때 코드북번호(17)의 "0"과 특이한 블럭을 송출함과 동시에 코드북 제어신호(28)로서 "1"을 출력한다.
코드북 제어부(22)에서는 복호화 제어부(30)에서 출력된 코드북 제어신호(28)이 "1"일때에는 제8도에 횡선으로 표시된 입력벡터를 포함하는 영역인 특이한 블럭을 메모리(23)의 소정의 어드레스에 라이트한다. 특이한 블럭을 기억할때 라이트되는 어드레스는 오버플로우하는 것을 방지하기 위해서 "0"번지에서 최대번지까지를 반복순회하도록 제어된다.
벡터 양자화 복호화부(31)에서는 코드북번호(17), 어드레스(18), 인덱스(19)의 값에 의해 다음의 처리를 실행한다.
먼저 코드북번호(17)이 "1"일때 인덱스(19)에서 인덱스 i로서 부여되는 제1의 코드북(24)의 양자화 대표 벡터를 복호벡터(32)로서 재생한다.
한편, 코드북번호(17)이 "2"일때 어드레스(18)에서 부여되는 제2의 코드북(25)의 양자화 대표 벡터를 복호벡터(32)로서 재생한다.
또, 코드북번호(17)이 "3"일때 어드레스(18)에서 부여되는 제3의 코드북(26)의 양자화 대표 벡터를 복호벡터(32)로서 재생한다.
그리고 코드북번호(17)이 "0"일때 특이한 블럭에서 부여되는 양자화 대표 벡터를 복호벡터(32)로서 재생한다.
또한, 이상의 처리를 실행하는 동안 코드북 제어부(22)는 복호벡터(32)를 프레임 메모리(21)의 소정의 어드레스에 라이트한다.
[실시예 3]
제9도는 본 발명의 제3의 실시예에 의한 벡터 양자화 부호화부의 구성을 도시한 블럭도, 제10도는 본 발명의 제3의 실시예에 의한 벡터 양자화 복호화부의 구성을 도시한 블럭도이다. 도면에서 (219)은 평균값용 순차 리스트, (220)은 이득용 순차 리스트, (221)은 정규화 출력벡터의 인덱스용 순차 리스트이다. 다른 부분은 종래와 마찬가지이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다.
K차원 입력벡터 S=[S1,S2,…,Sk](201)로서 입력되는 신호 계열은 평균값 분리회로(202)에 의해서 종래의 방법과 마찬가지로 해서 평균값 μ(203)이 분리되어 벡터 X*(204)로 변환된다.
μ=1/K
Figure kpo00015
S1
X1 *=S1-μ
X*=[X1 *,X2 *,…, XK *]
평균값 μ(203)은 DPCM 부호화회로(213)에 의해서 용장성분이 삭감되어 DPCM 신호 εμ(216)이 출력되고, 평균값용 순차 리스트(219)에서 DPCM εμ(216)이 저장되어 있는 리스트 어드레스 jεμ(222)가 출력된다. 평균값 분리된 벡터 X*(204)는 내적연산회로(205)에서 다음의 벡터 양자화 부호화 처리를 실시한다. 먼저 종래의 방법과 마찬가지로 해서 여러개의 정규화 출력벡터 yi(i=1,2,…,N)(212)의 세트를 코드북(211)에 라이트해 둔다.
σ=[
Figure kpo00016
(Xi *)2]1/2
X1=X1 */σ=(S1-μ)/σ
X=[X1,X2,…,XK]
평균값 분리된 벡터 X*(204)가 내적연산회로(205)에 입력된 시점에서 어드레스 카운터(210)은 정규화 출력벡터용 순차 리스트(221)의 리스트 어드레스(221)의 리스트 어드레스 ji=1,2,…, N의 순으로 순차 리스트에 저장되어 있는 어드레스 정보 i를 출력하여 코드북(211)에서 어드레스 정보 i에 대응하는 정규화 출력벡터 y1(212)를 순차로 리드한다. 다음에 평균값 분리된 벡터 X*(204)와 순차로 리드되는 N개의 정규화 출력벡터 y1(212)와의 내적 P(X*,y1)(206)을 내적연산회로(205)에서 다음의 식에 따라 산출하여 순차로 비교한다.
P(X*,y1)=
Figure kpo00017
(X1 *,y11)
최대 내적연산회로(207)에서는 상기 연산에 의해서 얻어진 N개의 내적중 최대내적 Pmax(208)을 검출하고, 그때의 어드레스 정보 i를 검출신호(209)로서 인덱스래치(215)에서 입력하여 정규화 출력 인덱스 i(218)로서 출력된다. 정규화 출력벡터 인덱스용 순차 리스트(221)에서 정규화 출력벡터 인덱스 i가 저장되어 있는 리스트 어드레스 ji(224)가 출력된다. 상기 검출된 최대 내적 Pmax(208)은 이득으로서 직접 DPCM 부호화 회로(213)으로 입력되어 용장성분이 삭감된 후 DPCM신호 εg(217)이 출력되고, 이득용 순차 리스트(220)에서 DPCM 신호 εg(217)이 저장되어 있는 리스트 어드레스 jεg(223)이 출력된다. 평균값이 DPCM 신호 εg의 리스트 어드레스 jεμ(222), 이득의 DPCM 신호 εg의 리스트 어드레스 jεg(223), 정규화 출력벡터 인덱스의 리스트 어드레스 ji(224)는 가변길이 부호화 회로(225)에서 가변길이 부호화되어 부호화 데이타(226)으로서 전송된다.
다음에 벡터 양자화 복호동작에 대해서 설명한다. 먼저 부호화측에서 전송된 부호화 데이타(226)에서 평균값의 DPCM신호의 리스트 어드레스 jεμ(222), 이득의 DPCM신호의 리스트 어드레스 jεg(223), 정규화 출력벡터 인덱스의 리스트 어드레스 ji(224)가 순차로 가변길이 복호화 회로(231)에서 복호된다.
다음에 평균값용 순차 리스트(219)에서 평균값의 DPCM회로 εμ(216)이 리드되어 PCM 복호화 회로(232)에서 평균값
Figure kpo00018
(235)가 복호, 재생된다.
또, 이득용 순차 리스트(220)에서 이득의 DPCM 신호 εg(217)이 리드되어 DPCM 복호화 회로(232)에서 이득
Figure kpo00019
(236)이 복호, 재생된다.
정규화 출력벡터 인덱스용 순차 리스트(221)에서 정규화 출력벡터 인덱스 i(218)이 리드되어 인덱스 래치(215)로 입력하고, 종래와 마찬가지로 벡터 양자화 부호화부와 동일한 내용이 라이트되어 있던 코드북내에서 상기 정규화 출력벡터 인덱스 i(218)에 대응하는 정규화 출력벡터 yi(234)를 리드하여 복호한다. 상기 정규화 출력벡터 yi(234)에 대하여 이득 계수 승산기(237)에서 상기 복호된 이득 gi(236)을 곱하여 평균값 가산기(238)에서 상기 복호된 평균값 μ(235)를 가하는 것에 의해 복호 재생 벡터
Figure kpo00020
(239) 를 얻는다. 즉, 다음의 연산을 한다.
Figure kpo00021
부호화측과 복호화측의 양쪽에 준비하는 평균값용 순차 리스트(219), 이득용 순차 리스트(220), 정규화 출력 벡터 인덱스용 순차 리스트(221)의 각 순차 리스트에는 동일한 순서로 데이타를 저장한다. 또, 전송이 실행될 때마다 부호화측과 복호화측에서 동시에 제11도에 도시한 바와 같이 전송된 내용을 리스트의 선두로 이동하는 처리를 실행하여 순차 리스트를 갱신한다.
초기상태에서 평균값용 순차 리스트(219)에는 평균값의 DPCM 신호값을 선두에서 0,1,-1,2,-2,3,-3,…순으로 저장해 둔다. 이득용 순차 리스트(220)에는 이득의 DPCM 신호값을 선두에서 0,1,-1,2,-2,3,-3,…순으로 저장해 둔다. 정규화 출력벡터 인덱스용 순차 리스트(221)에는 정규화 출력벡터 인덱스값을 선두에서 1,2,…, N의 순으로 저장해둔다.
[실시예 4]
제12도는 본 발명의 제4의 실시예에 의한 부호화 복호화기의 구성을 도시한 블럭도이다. 도면에서 (304)는 부호화 데이타(303)을 저장하고 있는 순차 리스트이다. 다른 부분은 종래와 마찬가지이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다.
입력신호(301)은 부호화부(302)에서 종래와 마찬가지로 해서 고능률 부호화되어 부호하 데이타(303)으로 된다. 다음에 순차 리스트(304)에서 부호화 데이타(303)이 저장되어 있는 리스트 어드레스(305)가 출력된다. 리스트 어드레스(305)는 가변길이 부호화부(306)에서 가변길이 부호화되어 부호단어(307)로서 전송된다.
한편, 복호화측에서는 부호화측에서 전송되어온 부호단어(307)에서 부호화 데이타가 저장되어 있는 리스트 어드레스(305)가 가변길이 복호화부(308)에서 가변길이 복호화된다. 다음에 순차 리스트(304)에서 리스트 어드레스(305)로 부터 부호화 데이타(303)이 얻어진 후 또, 복호화부(309)에서 복호화되어 출력신호(310)으로 된다.
가변길이 부호화부(306)에서 가변길이 부호할당은 부호화 데이타(303)을 저장하고 있는 순차 리스트(304)의 리스트 어드레스(305)의 사용빈도에 따라 빈도가 높은 것에는 짧은 부호단어를, 또 빈도가 낮은 것에는 긴 부호단어를 할당하고 있다.
부호화측과 복호화측의 양쪽에 준비하는 순차 리스트(304)는 동일한 순서로 부호화 데이타(303)을 저장하고 있다.
또, 전송이 실행될때마다 부호화측과 복호화측에서 동시에 제20도에 도시한 바와 같이 전송된 내용을 리스트상에서 L=alogrN+b(a,b : 임의의 정수, N : 리스트에 저장되어 있는 부호화 데이타의 수, r : 2이상의 정수)개 앞으로 이동하는 처리를 실행하여 리스트를 갱신한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 공간방향의 상관 뿐만 아니라 시간방향의 상관도 벡터 양자화되는 벡터로서 이용하는 구성으로 하였으므로 벡터 양자화의 효율이 향상하며, 또 블럭화된 프레임에서 부호화가 완결하고 있으므로 잡음에 의한 에러가 전파되는 범위가 매우 좁아 부호화 데이타가 축적형 매체에 기록되어 있는 경우에는 어떤 블럭에서라도 복호를 개시할 수 있다는 효과가 있다.
또, 본 발명에 의하면 표준적인 양자화 대표 벡터로 되는 코드북 이외에 입력벡터에 인접한 기양자화 영역을 사용해서 형성한 다른 코드북과 최소왜곡에 따라서 추출된 특이한 입력벡터를 포함하는 영역을 순차로 기억하고, 그것을 사용해서 형성한 또 다른 코드북을 병용해서 양자화 대표 벡터를 결정하도록 하였으므로 입력벡터의 국소적 성질에 적합한 효율적인 부호화가 가능한 벡터 양자화 장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명에 의하면 인접한 벡터간의 상관등에서 계속해서 같은 값이 선택되는 등의 국소적 치우침을 고려하여 평균값, 이득, 정규화 출력벡터 인덱스의 값의 순차 리스트를 갱신하고, 순차 리스트의 선두의 리스트 어드레스에는 직전에 사용된 값이 들어오도록 하였으므로 순차 리스트의 리스트 어드레스의 사용빈도가 리스트 어드레스의 선두일수록 집중해서 높게되고, 가변길이 부호할당을 했을 때의 평균 부호길이를 단축할 수 있어 부호화 효율이 개선된다.

Claims (4)

  1. 동화상을 벡터 양자화 방법에 의해서 부호화 및 복호화하는 동화상 부호화 복호화 장치에 있어서, 부호화부의 전단에 마련된 여러개의 화상 프레임을 기억하는 제1의 프 레임 메모리(1)과 복호화부의 후단에 마련된 여러개의 화상 프레임을 기억하는 제2의 프레임 메모리(4)를 마련하고, 상기 제1의 프레임 메모리(1)에 L개(L은 정수)의 프레임에 걸쳐서 축적된 입력동화상 신호 계열의 L개의 프레임에 걸쳐서 공간적으로 같은 위치에 있는 각 프레임에 대하여 공간적으로 연속하는 K개(K는 정수)의 화소로 되는 K×L개의 화소를 블럭화 해서 상기 제1의 프 레임 메모리(1)에서 리드하고, 상기 블럭을 입력벡터로서 부호화부에서 벡터 양자화 부호화해서 양자화 인덱스를 출력하고, 상기 양자화 인덱스를 복호화부에서 벡터 양자화 복호화하며, 상기 복호화부에서 복호화된 블럭을 상기 제2의 프레임 메모리(4)에 축적하여 L개의 복호화상 프레임이 축적된 시점에서 각 복호화상 프레임을 리드하여 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 동화상 부호화 복호화 장치.
  2. 1프레임분의 화상 입력신호를 기억하는 제1의 프레임 메모리수단(11), 제1의 프레임 메모리수단에 기억된 화상신호를 여러개씩 종합하여 블럭화해서 입력벡터를 생성함과 동시에 입력벡터의 요소의 편차에 의해 처리블럭 크기를 결정하여 입력벡터 및 입력벡터의 프레임상에서의 어드레스 및 블럭크기 정보를 출력하는 블럭제어수단(12), 미리 설정되는 여러개의 양자화 대표 벡터를 갖는 제1의 코드북(24)이던가 기양자화 영역을 입력벡터와 동일한 차원으로 잘라내어 생성하는 제2의 코드북(25)이던가 특이한 블럭을 입력벡터와 동일한 차원으로 잘라내어 생성하는 제3의 코드북(26)중 어느 하나의 정보와 블럭제어수단에서의 정보에 따라 입력벡터를 벡터 양자화부호화해서 벡터 양자화시의 최소왜곡이 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 입력벡터를 새로운 양자화 대표 벡터로서 코드북번호, 어드레스, 인덱스등과 함께 출력하는 벡터 양자화 부호화수단(16), 상기 벡터 양자화 부호화수단에서 출력되는 양자화 대표 벡터를 복호 벡터로서 소정의 어드레스에 기억하는 제2의 프레임 메모리수단(21), 상기 벡터 양자화 부호화수단에서 벡터 양자화시의 최소왜곡이 어떤 값보다 큰 경우에 입력벡터를 포함하는 영역을 특이한 블럭으로서 소정의 어드레스에 기억하는 메모리수단(23), 상기 제2의 프레임 메모리수단과 메모리수단의 내용에 따라서 제2의 코드북에 입력벡터의 프레임상에서의 어드레스를 사용해서 제2의 프레임 메모리에서 입력벡터 근방의 기양자화영역을 시프트하면서 입력벡터와 동일차원으로 잘라내어 생성시킴과 동시에 특이한 블럭을 기억하는 메모리수단에서 제3의 코드북에 시프트하면서 입력벡터와 동일차원으로 잘라내어 생성시키는 코드북 제어수단(22), 상기 벡터 양자화 부호화수단에서 출력된 블럭크기 정보, 코드북 번호, 어드레스, 인덱스와 함께 벡터 양자화시의 최소왜곡이 어떤값보다 큰 경우에 특이한 블럭을 부호화해서 부호화 데이타로서 전송하는 부호화 제어수단(27), 상기 부호화 제어수단에서 출력된 부호화 데이타에서 블럭크기 정보, 코드북번호, 어드레스, 인덱스, 코드북 제어신호, 특이한 블럭을 복호하는 복호화 제어수단(30) 및 블럭크기 정보, 코드북번호, 어드레스, 인덱스, 코드북 제어신호를 사용해서 벡터 양자화 복호화하여 복호벡터를 재생하는 벡터 양자화 복호화수단(31)을 마련한 것을 특징으로 하는 벡터 양자화 장치.
  3. 입력신호를 K개(K는 정수)의 샘플마다 블럭화한 입력벡터를 평균값 및 곱과 합의 연산을 통해서 산출되는 이득 및 정규화 출력벡터 인덱스의 3성분으로 분해해서 부호화 전송하는 벡터 양자화 장치에 있어서, 상기 평균값을 DPCM 부호화 방법을 사용해서 부호화하는 DPCM 부호화기(213), 상기 이득계수를 DPCM 부호화 방법을 사용해서 부호화하는 DPCM 부호화기(213), 평균값의 DPCM 값을 저장하여 부호화가 실행될 때마다 부호화낸 내용을 리스트의 선두로 이동해서 리스트를 갱신하는 평균값용 순차 리스트(219), 이득계수의 DPCM값을 저장하여 부호화가 실행될 때마다 부호화된 내용을 리스트의 선두로 이용해서 리스트를 갱신하는 이득계수용 순차 리스트(220), 정규화 출력벡터의 인덱스값을 저장하여 부호화가 실행될때마다 부호화된 내용을 리스트의 선두로 이동해서 리스트를 갱신하는 정규화 출력벡터의 인덱스용 순차 리스트(221), 평균값의 DPCM값이 저장되어있는 리스트 어드레스 및 이득계수의 DPCM값이 저장되어 있던 리스트 어드레스 및 정규화 출력벡터의 인덱스값이 저장되어 있던 리스트 어드레스를 가변길이 부호화하여 부호화 데이타로서 출력하는 가변길이 부호화길이(225), 상기 부호하 데이타를 가변길이 복호화하여 평균값의 DPCM값이 저장되어 있던 리스트 어드레스 및 이득계수의 DPCM값이 저장되어 있던 리스트 어드레스 및 정규화 출력벡터의 인덱스값이 저장되어 있던 리스트 어드레스를 재생하는 가변길이 복호화회로(231), 상기 평균값을 DPCM 복호화 방법을 사용해서 평균값의 DPCM값을 복호, 재생하는 DPCM복호화기(232) 및 상기 이득계수를 DPCM 복호화 방법을 사용해서 이득계수의 DPCM값을 복호, 재생하는 DPCM 복호화기(232)를 마련한 것을 특징으로 하는 벡터 양자화 장치.
  4. 입력신호(301)을 부호호하여 부호화 데이타(303)을 출력하는 부호화부(302), 상기 부호화 데이타를 저장하여 부호화가 실행될 때마다 부호화된 내용을 리스트의 alogrN+b(a,b : 임의의 정수, r : 2이상의 정수, N;리ㅡ트에 저장되어 있는 부호화 데이타의 수)개 앞으로 이동해서 리스트를 갱신하는 순차 리스트(304), 상기 부호화 데이타가 저장되어 있는 리스트 어드레스의 사용빈도에 의해서 결정된 가변길이 부호할당에 따라 가변길이 부호화하여 부호단어를 출력하는 가변길이 부호화부(306), 상기 부호단어를 가변길이 복호화하여 부호화 데이타가 저장되어 있는 리스트를 어드레스를 재생하는 가변길이 복호화부(308) 및 부호화 데이타를 복호, 재생하여 출력신호를 출력하는 복호화부(309)를 마련한 것을 특징으로 하는 부호화 복호화 장치.
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