JPH0728407B2 - Interframe vector quantizer - Google Patents
Interframe vector quantizerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、フレーム間差分信号をベクトル量子化する
ことによって動画像信号をデータ圧縮するフレーム間ベ
クトル量子化器に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interframe vector quantizer for data-compressing a moving image signal by vector quantizing an interframe difference signal.
第８図は、例えば村上他「ベクトル量子化方式フレーム
間符号化シミュレーション」（昭和58年度電子通信学会
全国大会予稿1175）等に記載されているフレーム間ベク
トル量子化器を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an interframe vector quantizer described in, for example, Murakami et al., "Vector Quantization Method Interframe Coding Simulation" (1983, IEICE National Convention Proceedings 1175) and the like.
図において、１は入力画像信号系列、55はフレーム間予
測信号、９は入力画像信号系列１とフレーム間予測信号
55との減算を行う減算器、56は減算器９から出力される
フレーム間差分信号、57はこのフレーム間差分信号56が
入力されるベクトル量子化符号化部、58はこのベクトル
量子化符号化部57から出力される符号化データ、59は符
号化データ58が入力されるベクトル量子化復号化部、60
はベクトル量子化復号化部59から出力されるフレーム間
復号差分信号、16はこのフレーム間復号差分信号60と前
記フレーム間予測信号55とを加算する加算器、61は加算
器16から出力される復号画像信号系列、62は復号画像信
号系列61にフレーム遅延を与えて前記フレーム間予測信
号55を形成する第３のフレームメモリ、19は前記符号化
データが入力される可変長符号化部、20はこの可変長符
号化部19に接続されて速度平滑化を行うバッファ、12は
このバッファ20より前記ベクトル量子化符号化部57に送
られて、ブロック識別に用いられる閾値、23はバッファ
20に接続された回線インタフェース（以下回線I/Fとい
う）、24は回線I/F23から出力される送信信号である。In the figure, 1 is an input image signal sequence, 55 is an inter-frame prediction signal, 9 is an input image signal sequence 1 and an inter-frame prediction signal
A subtracter for performing subtraction with 55, 56 is an interframe difference signal output from the subtractor 9, 57 is a vector quantization encoding unit to which this interframe difference signal 56 is input, and 58 is this vector quantization encoding Coded data output from the unit 57, 59 is a vector quantization decoding unit to which the coded data 58 is input, 60
Is an interframe decoded differential signal output from the vector quantization decoding unit 59, 16 is an adder for adding the interframe decoded differential signal 60 and the interframe predicted signal 55, and 61 is output from the adder 16. Decoded image signal sequence, 62 is a third frame memory that gives a frame delay to the decoded image signal sequence 61 to form the inter-frame prediction signal 55, 19 is a variable length encoding unit to which the encoded data is input, 20 Is a buffer which is connected to the variable length coding unit 19 and performs speed smoothing, 12 is sent from the buffer 20 to the vector quantization coding unit 57 and is a threshold value used for block identification, and 23 is a buffer.
A line interface (hereinafter referred to as line I / F) connected to 20 and 24 are transmission signals output from the line I / F 23.
また、第９図は前記ベクトル量子化符号化部57の構成例
を示すブロック図である。図において、63は減算器９か
らのフレーム間差分信号56が入力される平均値分離正規
化部、37はこの平均値分離正規化部63より出力される正
規化ベクトル、51は正規化出力ベクトルを記憶している
固定コードブック、30は固定コードブックより出力され
る前記正規化出力ベクトル、64はこの出力ベクトル30が
入力され、前記正規化ベクトル37との歪を求める歪演算
部、65は前記歪演算部64で求められた歪、66は前記の歪
65から最小のものを検出する最小歪検出部、32はこの最
小歪検出部66より出力される最小歪を与える出力ベクト
ルのインデックス、67は前記平均値分離正規化部63で分
離された平均値及び振幅、39はこの平均値及び振幅と、
前記バッファ20からの閾値12が入力されるブロック識別
部、40はブロック識別部39の出力するブロック識別情報
であり、このベクトル量子化符号化部57から出力される
前記符号化データ58は、このブロック識別情報40、前記
最小歪を与える出力ベクトルのインデックス32、及び、
前記平均値分離正規化部63で分離された平均値及び振幅
67とで構成されている。Further, FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the vector quantization coding unit 57. In the figure, 63 is an average value separation / normalization unit to which the inter-frame difference signal 56 from the subtractor 9 is input, 37 is a normalization vector output from this average value separation / normalization unit 63, and 51 is a normalized output vector. A fixed codebook storing 30, 30 is the normalized output vector output from the fixed codebook, 64 is the output vector 30 is input, the distortion calculation unit for obtaining the distortion with the normalized vector 37, 65 is The distortion calculated by the distortion calculator 64, 66 is the distortion
The minimum distortion detection unit that detects the minimum from 65, 32 is the index of the output vector that gives the minimum distortion output from this minimum distortion detection unit 66, 67 is the average value separated by the average value separation normalization unit 63 And amplitude, 39 is this average value and amplitude,
The block identification unit to which the threshold value 12 from the buffer 20 is input, 40 is block identification information output from the block identification unit 39, and the encoded data 58 output from the vector quantization encoding unit 57 is Block identification information 40, the output vector index 32 giving the minimum distortion, and,
Average value and amplitude separated by the average value separation normalization unit 63
It consists of 67 and.
次に動作について説明する。入力画像信号系列１は、減
算器９によって、フレーム間予測信号55を減算され、フ
レーム間差分信号56に変換される。フレーム間差分信号
56は、原信号に比べてパワーが小さくなっているため、
符号化誤差の小さい符号化が可能な信号である。このフ
レーム間差分信号56をベクトル量子化符号化部57におい
て符号化する。（符号化方式については後述する）この
とき、バッファ20からの閾値12をパラメータとして用い
る。前記ベクトル量子化符号化部57において符号化され
た符号化データ58をベクトル量子化復号化部59において
復号し、フレーム間復号差分信号60を得る。加算器16に
おいて、このフレーム間復号差分信号60を前記フレーム
間予測信号55と加算して復号画像信号系列61を得る。こ
の復号画像信号系列61を第３のフレームメモリ62に一旦
蓄え、フレーム遅延を与えてフレーム間予測信号55を形
成する。一方、前記ベクトル量子化符号化部57より出力
される符号化データ58は、可変長符号化部19にも入力さ
れて可変長符号化され、さらにバッファ20に一時蓄積さ
れて速度平滑化処理を施された後、回線I/F23を経て、
送信信号24として送出される。また、バッファ20では、
可変長符号化されたデータの蓄積量に比例した閾値12を
出力して前記ベクトル量子化符号化部57に与え、情報発
生量を制御する。Next, the operation will be described. The input image signal sequence 1 is subtracted from the inter-frame prediction signal 55 by the subtracter 9 and converted into the inter-frame difference signal 56. Interframe difference signal
Since 56 has less power than the original signal,
This is a signal that can be encoded with a small encoding error. The inter-frame difference signal 56 is encoded by the vector quantization encoding unit 57. At this time, the threshold 12 from the buffer 20 is used as a parameter (encoding method will be described later). The coded data 58 coded by the vector quantization coding unit 57 is decoded by the vector quantization decoding unit 59 to obtain an interframe decoded differential signal 60. The adder 16 adds the inter-frame decoded differential signal 60 to the inter-frame predicted signal 55 to obtain a decoded image signal sequence 61. The decoded image signal sequence 61 is temporarily stored in the third frame memory 62, and a frame delay is given to form an inter-frame prediction signal 55. On the other hand, the coded data 58 output from the vector quantization coding unit 57 is also input to the variable length coding unit 19 to be variable length coded and further temporarily stored in the buffer 20 to perform the speed smoothing process. After being applied, via line I / F 23,
It is transmitted as a transmission signal 24. Also, in buffer 20,
A threshold value 12 proportional to the storage amount of variable-length coded data is output and given to the vector quantization coding unit 57 to control the information generation amount.
次に、前記ベクトル量子化符号化部57における符号化と
情報量の制御について説明する。ベクトル量子化すべき
入力信号は、前記フレーム間差分信号56である。このフ
レーム間差分信号56は平均値分離正規化部63においてブ
ロック（ベクトル）化され、平均値分離正規化処理を受
けて正規化ベクトル37として出力される。ブロック化さ
れた入力信号をＳ＝［s1,s2,…,sK］とすると、平均値
分離正規化処理は例えば次のように記述される。Next, the coding and control of the amount of information in the vector quantization coding unit 57 will be described. The input signal to be vector-quantized is the inter-frame difference signal 56. The inter-frame difference signal 56 is converted into a block (vector) in the average value separation / normalization unit 63, subjected to average value separation / normalization processing, and output as a normalized vector 37. Assuming that the blocked input signal is S 2 = [s 1 , s 2 , ..., S K ], the average value separation normalization process is described as follows, for example.
平均値分離正規化:xj＝（Sj−ｍ）/g 上記のようにして得られた正規化ベクトルＸ＝［x1,x2,
…,xK］は、平均値及び振幅というスカラ量を分離する
ことによって、平均値分離正規化前のベクトルＳに比べ
て確率分布が均一化され、次に述べるベクトル量子化の
効率を向上させる効果がある。正規化ベクトル37と固定
コードブック51から読出した正規化出力ベクトル30との
歪を歪演算部64において求める。最小歪検出部66では、
前記固定コードブック51に記憶されている正規化出力ベ
クトル30と入力される正規化ベクトル37との歪65の内、
最も小さいものを検出し、最小歪を与える出力ベクトル
のインデックス32を出力する。この過程がベクトル量子
化である。式で記述すると、次のようになる。 Average value separation normalization: xj = (Sj−m) / g Normalization vector X 2 = [x 1 , x 2 ,
, X K ] makes the probability distribution more uniform than the vector S before the mean value separation normalization by separating the scalar quantities of the mean value and the amplitude, and improves the efficiency of vector quantization described below. effective. The distortion between the normalized vector 37 and the normalized output vector 30 read out from the fixed codebook 51 is calculated by the distortion calculator 64. In the minimum distortion detection unit 66,
Of the distortion 65 between the normalized output vector 30 and the input normalized vector 37 stored in the fixed codebook 51,
The smallest one is detected and the index 32 of the output vector that gives the minimum distortion is output. This process is vector quantization. It is expressed as follows.
（ただし、ｙｉ＝［yi1,yiZ,…,yi2］ は正規化出力ベクトル Ｙ＝［ｙ 1,ｙ 2,…，ｙi,…ｙ Ｎ］ がコードブック内容） ベクトル量子化:Q（Ｘ）＝ｙｉ ただし、ｄ（Ｘ，ｙｉ）＜ｄ（Ｘ，ｙｍ）for∀ｍ≠ｉ このとき、符号化処理はＸからｉへの写像であり、ｉか
らｙｉへの写像（固定コードブック51読み出し）が復号
処理となる。ｉはインデックス32に対応する。一方、平
均値と振幅67は、ブロック識別部39において、閾値12と
共に、ブロック識別のために用いられる。ブロック識別
は、閾値12をThとすると、例えば次のように表される。 (However, y i = [yi 1 , yi Z , ..., yi 2 ] is a normalized output vector Y = [ y 1 , y 2 , ..., y i, ... y N ] is the codebook content) Vector quantization: Q (X) = y i, however, d (X, y i) <d (X, y m) for∀m ≠ i this time, the encoding process is mapped to i from X, i or <br / The mapping to> y y i (reading fixed codebook 51) is the decoding process. i corresponds to the index 32. On the other hand, the average value and the amplitude 67 are used together with the threshold 12 in the block identifying section 39 for block identification. The block identification is represented as follows, for example, when the threshold 12 is Th.
|m|≦Thかつｇ≦Th………無効ブロック |m|＞Thまたはｇ＞Th……有効ブロック 無効ブロックについては、該ブロックのフレーム間差分
信号を０として扱う。したがって、この時、平均値と振
幅67、インデックス32は符号化データ58として伝送する
必要がない。ベクトル量子化符号化部57から出力される
符号化データ58は、平均値と振幅67、ブロック識別信号
40とインデックス32から成るが、無効ブロックの場合は
ブロック識別信号40のみが意味を持つことになるため、
閾値12によって情報発生量の制御が可能である。| m | ≦ Th and g ≦ Th ..... invalid block | m |> Th or g> Th ... Valid block For an invalid block, the inter-frame difference signal of the block is treated as 0. Therefore, at this time, it is not necessary to transmit the average value, the amplitude 67, and the index 32 as the encoded data 58. The coded data 58 output from the vector quantization coding unit 57 includes an average value, an amplitude 67, and a block identification signal.
It consists of 40 and index 32, but in the case of an invalid block, only the block identification signal 40 has meaning, so
The amount of information generated can be controlled by the threshold value 12.
従来のフレーム間ベクトル量子化器は以上のように構成
されているので、空間周波数の低い視覚的に敏感な入力
画像信号系列と、空間周波数の高い視覚的に鈍感な入力
画像信号系列とを、区別することなく符号化しなければ
ならず、視覚特性を考慮に入れた効果的な符号化が困難
という問題点があった。Since the conventional inter-frame vector quantizer is configured as described above, a visually sensitive input image signal sequence with a low spatial frequency and a visually insensitive input image signal sequence with a high spatial frequency, There is a problem that it is difficult to perform effective encoding that takes visual characteristics into consideration, because encoding must be performed without distinction.
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、視覚特性を考慮した効果的な符号化ができる
と共に、符号化再生画像の主観品質の高いフレーム間ベ
クトル量子化器を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an inter-frame vector quantizer that can perform effective encoding in consideration of visual characteristics and that has high subjective quality of an encoded reproduced image is obtained. The purpose is to
この発明に係るフレーム間ベクトル量子化器は、入力画
像信号系列を帯域分割するための帯域分割部と、周波数
帯域別入力画像信号系列を記憶するフレームメモリと、
所定の周波数帯域入力画像信号系列の特性に応じて符号
化／復号化処理を行うダイナミックベクトル量子化符号
化部およびダイナミックベクトル量子化復号化部と、入
力画像信号系列の空間周波数の高低に基づいて符号化処
理の精度を切替えるための制御信号を生成する符号化制
御部を備えたものである。An inter-frame vector quantizer according to the present invention is a band division unit for band-dividing an input image signal sequence, a frame memory for storing an input image signal sequence for each frequency band,
A dynamic vector quantization coding unit and a dynamic vector quantization decoding unit that perform coding / decoding processing according to the characteristics of a predetermined frequency band input image signal sequence, and based on the level of the spatial frequency of the input image signal sequence. An encoding control unit for generating a control signal for switching the accuracy of encoding processing is provided.
この発明におけるフレーム間ベクトル量子化器は、帯域
分割部によって生成した複数の周波数帯域別入力画像信
号系列をフレームメモリに記憶し、該フレームメモリか
ら前記周波数帯域別入力画像信号系列を時分割でダイナ
ミックベクトル量子化符号化部に送り、ダイナミックベ
クトル量子化符号化部は符号化制御部より与えられる制
御信号に基づいて、入力画像信号系列の空間周波数に応
じた精度の符号化処理を実行する。The inter-frame vector quantizer according to the present invention stores a plurality of frequency band-specific input image signal sequences generated by the band division unit in a frame memory, and dynamically outputs the frequency band-specific input image signal sequences from the frame memory in a time division manner. The dynamic vector quantization coding unit sends it to the vector quantization coding unit, and based on the control signal given from the coding control unit, executes the coding process with accuracy according to the spatial frequency of the input image signal sequence.
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、この発明の一実施例によるフレーム間ベクトル量
子化器の送信部の構成を示すブロック図である。図にお
いて、１は入力画像信号系列、２は複数の帯域通過フィ
ルタで構成され、入力画像信号系列１の帯域を分割する
帯域分割部、３は前記帯域分割部２により空間周波数帯
域別に分割された周波数帯域別入力画像信号系列、４は
前記周波数帯域別入力画像信号系列３を記憶する第１の
フレームメモリ、５はデータ読出し信号、６は第１のフ
レームメモリ４から出力される周波数帯域識別信号、７
は前記データ読出し信号５の入力によって前記第１のフ
レームメモリより読出される所定の周波数帯域入力画像
信号系列、８は所定の周波数帯域フレーム間予測信号、
９は前記所定の周波数帯域入力画像信号系列７とこの所
定の周波数帯域フレーム間予測信号８との減算を行う減
算器、10は減算器９から出力される所定の周波数帯域フ
レーム間差分信号、11はこの所定の周波数帯域フレーム
間差分信号が入力されるダイナミックベクトル量子化符
号化部、12はダイナミックベクトル量子化符号化部11に
入力される閾値、13はダイナミックベクトル量子化符号
化部11より出力される所定の周波数帯域符号化データ、
14はこの所定の周波数帯域符号化データ13が入力される
ダイナミックベクトル量子化復号化部、15はダイナミッ
クベクトル量子化復号化部14から出力される所定の周波
数帯域フレーム間復号差分信号、16はこの所定の周波数
帯域フレーム間復号差分信号15と前記所定の周波数帯域
フレーム間予測信号８とを加算する加算器、17は加算器
16が出力する所定の周波数帯域復号画像信号系列、18は
前記データ読出し信号５が入力され、前記所定の周波数
帯域復号画像信号系列17にフレーム遅延を与えて前記所
定の周波数帯域フレーム間予測信号８を生成する第２の
フレームメモリ、19は前記所定の周波数帯域符号化デー
タ13が入力される可変長符号化部、20はこの可変長符号
化部19に接続された速度平滑化のためのバッファ、21は
バッファ20より出力される情報発生量データ、22はこの
情報発生量データ21及び第１のフレームメモリ４からの
周波数帯域識別信号が入力され、ダイナミックベクトル
量子化符号化部11へ閾値12を出力し、第１及び第２のフ
レームメモリ4,18にデータ読出し信号５を出力する符号
化制御部、23はバッフア20に接続された回線I/F、24は
回線I/F23より出力される送信信号である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the transmission unit of the inter-frame vector quantizer according to the embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an input image signal sequence, 2 is a plurality of band pass filters, and a band division unit for dividing the band of the input image signal sequence 1 is divided by the band division unit 2 into spatial frequency bands. Input image signal sequence for each frequency band, 4 is a first frame memory for storing the input image signal sequence for each frequency band 3, 5 is a data read signal, and 6 is a frequency band identification signal output from the first frame memory 4. , 7
Is a predetermined frequency band input image signal sequence read from the first frame memory by inputting the data read signal 5, 8 is a predetermined frequency band inter-frame prediction signal,
Reference numeral 9 is a subtractor for subtracting the predetermined frequency band input image signal sequence 7 and the predetermined frequency band inter-frame prediction signal 8, 10 is a predetermined frequency band inter-frame difference signal output from the subtractor 9, 11 Is a dynamic vector quantization coding unit to which this predetermined frequency band inter-frame difference signal is input, 12 is a threshold value input to the dynamic vector quantization coding unit 11, and 13 is output from the dynamic vector quantization coding unit 11. Predetermined frequency band encoded data,
14 is a dynamic vector quantization decoding unit to which this predetermined frequency band encoded data 13 is input, 15 is a predetermined frequency band inter-frame decoding difference signal output from the dynamic vector quantization decoding unit 14, 16 is this An adder for adding the predetermined frequency band inter-frame decoded difference signal 15 and the predetermined frequency band inter-frame prediction signal 8, and 17 is an adder
A predetermined frequency band decoded image signal sequence output by 16 and the data read signal 5 input by 18 are given a frame delay to the predetermined frequency band decoded image signal sequence 17 and the predetermined frequency band interframe prediction signal 8 Is a second frame memory, 19 is a variable length coding unit to which the predetermined frequency band coded data 13 is input, and 20 is a buffer for speed smoothing connected to the variable length coding unit 19. , 21 is the information generation amount data output from the buffer 20, 22 is the information generation amount data 21 and the frequency band identification signal from the first frame memory 4, and the threshold value 12 is input to the dynamic vector quantization coding unit 11. To output a data read signal 5 to the first and second frame memories 4 and 18, 23 is a line I / F connected to the buffer 20, and 24 is a line I / F 23. Transmission signal A.
第２図は、帯域分割部２の構成例を示すブロック図であ
り、同一の入力画像信号系列１が入力されるＭ個の帯域
通過フィルタによって構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the band division unit 2, which is configured by M band pass filters to which the same input image signal sequence 1 is input.
第３図は、ダイナミックベクトル量子化符号化部11の構
成例を示すブロック図である。図において、25は前記減
算器９からの所定の周波数帯域フレーム間差分信号10に
基づいて前記周波数帯域識別信号６を生成する第１のブ
ロックカウンタ、26は前記所定の周波数帯域フレーム間
差分信号10とこの周波数帯域識別信号６が入力される平
均値分離部、27は平均値分離部26が出力する平均値分離
入力ベクトル、28は同じく平均値分離部26が出力する平
均値符号化データ、29は正規化出力ベクトルを記憶し
て、周波数帯域識別信号６が入力されるコードブック、
30はコードブック29が出力する正規化出力ベクトル、31
はこの正規化出力ベクトル30、前記平均値分離入力ベク
トル27、前記周波数帯域識別信号６、及び前記符号化制
御部22からの歪閾値72が入力される内積ベクトル量子化
符号化部、32は内積ベクトル量子化符号化部31の出力す
る正規化出力ベクトルのインデックス、33は内積ベクト
ル量子化符号化部31より出力された振幅符号化データ、
34は周波数帯域識別信号６が入力され、前記正規化出力
ベクトル30が割当てられずに内積ベクトル量子化符号化
部31を通過した平均値分離入力ベクトル27に対するスカ
ラ量子化符号化部、35はスカラ量子化符号化部34より出
力される平均値分離ベクトル符号化データ、36は前記内
積ベクトル量子化符号化部31を通過した平均値分離ベク
トル27が入力される正規化部、37はこの正規化部36より
前記コードブック29へ出力される正規化ベクトル、38は
内積ベクトル量子化符号化部31からのインデックス32と
スカラ量子化符号化部34からの平均値分離ベクトル符号
化データ35を内積ベクトル量子化符号化部31からの振幅
符号化データ33に基づいて選択するための第１のセレク
タ、39はその振幅符号化データ33、平均値分離部26から
の平均値符号化データ28、及び前記符号化制御部22から
の閾値12が入力されるブロック識別部、40はブロック識
別部39が出力するブロック識別信号であり、このダイナ
ミックベクトル量子化符号化部11から出力される所定の
周波数帯域符号化データ13は、このブロック識別信号4
0、平均値符号化データ28、振幅符号化データ33、及び
第１のセレクタ38の出力によって構成されている。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the dynamic vector quantization coding unit 11. In the figure, 25 is a first block counter for generating the frequency band identification signal 6 based on the predetermined frequency band interframe difference signal 10 from the subtractor 9, and 26 is the predetermined frequency band interframe difference signal 10. And an average value separation unit to which the frequency band identification signal 6 is input, 27 is an average value separation input vector output from the average value separation unit 26, 28 is average value encoded data similarly output from the average value separation unit 26, 29 Is a codebook in which the normalized output vector is stored and the frequency band identification signal 6 is input,
30 is the normalized output vector output from the codebook 29, 31
Is the inner product vector quantization encoding unit to which the normalized output vector 30, the average value separation input vector 27, the frequency band identification signal 6, and the distortion threshold 72 from the encoding control unit 22 are input, and 32 is the inner product The index of the normalized output vector output from the vector quantization coding unit 31, 33 is the amplitude coded data output from the inner product vector quantization coding unit 31,
Reference numeral 34 is a scalar quantization encoding unit for the average value separation input vector 27 to which the frequency band identification signal 6 is input and the normalization output vector 30 is not assigned and which has passed through the inner product vector quantization encoding unit 31, and 35 is a scalar. Mean value separation vector encoded data output from the quantization encoding unit 34, 36 is a normalization unit to which the average value separation vector 27 passed through the inner product vector quantization encoding unit 31 is input, 37 is this normalization The normalized vector output from the unit 36 to the codebook 29, 38 is the inner product vector of the index 32 from the inner product vector quantization encoding unit 31 and the average value separation vector encoded data 35 from the scalar quantization encoding unit 34. A first selector for selecting based on the amplitude encoded data 33 from the quantization encoding unit 31, 39 is the amplitude encoded data 33, the average value encoded data 28 from the average value separation unit 26, and A block identification unit to which the threshold value 12 from the encoding control unit 22 is input, 40 is a block identification signal output from the block identification unit 39, and a predetermined frequency band code output from the dynamic vector quantization encoding unit 11 The data 13 is the block identification signal 4
0, mean value encoded data 28, amplitude encoded data 33, and output of the first selector 38.
第４図は、前記ダイナミックベクトル量子化復号化部14
の構成例を示すブロック図である。図において、41は所
定の周波数帯域符号化データ13中のブロック識別信号40
が入力されて周波数帯域識別信号６を出力する第２のブ
ロックカウンタ、42は周波数帯域識別信号６と所定の周
波数帯域符号化データ13中の平均値符号化データ28が入
力される平均値復号化部、43は周波数帯域識別信号６と
所定の周波数帯域符号化データ13中の振幅符号化データ
33が入力される振幅復号化部、47はこの振幅復号化部43
から出力される振幅復号化データ、46は振幅復号化デー
タ47の正負により、所定の周波数帯域符号化データの一
部として第１のセレクタ38より送られてくる信号を振り
分ける第２のセレクタ、32は第２のセレクタ46で振り分
けられた前記正規化出力ベクトルのインデックス、35は
同じく第２のセレクタ46で振り分けられた前記平均値分
離ベクトル符号化データ、29はダイナミックベクトル量
子化符号化部11内のそれと同様のコードブック、30はそ
のコードブック29が出力する正規化出力ベクトル、44は
この正規化出力ベクトル30と、前記第２のセレクタ46か
らのインデックス32が入力されるインデックス復号化
部、70はこのインデックス復号化部44の出力と前記振幅
復号化データ47とを乗算する乗算器、45は前記第２のセ
レクタ46からの平均値分離ベクトル符号化データ35と前
記周波数帯域識別信号６が入力されるスカラ量子化復号
化部、71はこのスカラ量子化復号化部45の出力と乗算器
70の出力の一方と、前記平均値復号化部42の出力とを加
算する加算器、49はゼロ信号発生部、50はこのゼロ信号
発生部49より出力されるゼロ信号、48は所定の周波数帯
域符号化データ13中のブロック識別信号40に基づいて、
前記加算器71の出力とこのゼロ信号50の選択を行う第３
のセレクタ、15はこの第３のセレクタ51より出力される
所定の周波数帯域フレーム間復号差分信号である。FIG. 4 shows the dynamic vector quantization decoding unit 14
3 is a block diagram showing a configuration example of FIG. In the figure, 41 is a block identification signal 40 in the predetermined frequency band encoded data 13.
Is a second block counter which receives the frequency band identification signal 6 and outputs the frequency band identification signal 6, and 42 is an average value decoding in which the frequency band identification signal 6 and the average value encoded data 28 in the predetermined frequency band encoded data 13 are input. Part 43 is the frequency band identification signal 6 and the amplitude coded data in the predetermined frequency band coded data 13.
Amplitude decoding unit 33 is input, 47 is this amplitude decoding unit 43
Amplitude-decoded data output from the first selector 38; 46, a second selector that distributes the signal sent from the first selector 38 as a part of the predetermined frequency band encoded data depending on whether the amplitude-decoded data 47 is positive or negative. Is the index of the normalized output vector distributed by the second selector 46, 35 is the average value separation vector coded data which is also distributed by the second selector 46, and 29 is in the dynamic vector quantization coding unit 11. A codebook similar to that of the above, 30 is a normalized output vector output from the codebook 29, 44 is an index decoding unit to which the normalized output vector 30 and the index 32 from the second selector 46 are input, 70 is a multiplier for multiplying the output of the index decoding unit 44 and the amplitude decoded data 47, and 45 is an average value separation vector from the second selector 46. A scalar quantization decoding unit to which the encoded data 35 and the frequency band identification signal 6 are input, 71 is an output of the scalar quantization decoding unit 45 and a multiplier
One of the outputs of 70 and an adder for adding the output of the average value decoding unit 42, 49 is a zero signal generation unit, 50 is a zero signal output from the zero signal generation unit 49, 48 is a predetermined frequency Based on the block identification signal 40 in the band coded data 13,
Third output for selecting the output of the adder 71 and the zero signal 50
, 15 is a predetermined frequency band inter-frame decoded differential signal output from the third selector 51.
第５図は、前記コードブック29の構成例を示すブロック
図である。図において、51は複数の固定コードブック、
52は複数のダイナミックコードブック、53は前記周波数
帯域識別信号６によって前記ダイナミックコードブック
52の選択を行う第４のセレクタ、54は前記固定コードブ
ック51とダイナミックコードブック52の選択を行う第５
のセレクタである。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the code book 29. In the figure, 51 is a plurality of fixed codebooks,
52 is a plurality of dynamic codebooks, 53 is the dynamic codebook according to the frequency band identification signal 6.
A fourth selector for selecting 52, and a fifth selector for selecting fixed codebook 51 or dynamic codebook 52.
Is a selector of.
第６図は、前記符号化制御部22の構成例を示すブロック
図である。図において、68は前記情報発生量データ21に
基づきデータ読出し開始指示のための前記データ読出し
信号５を出力するデータ読出し制御部、69は前記第１の
フレームメモリ４より与えられた周波数帯域識別信号６
と前記情報発生量データ21に基づきブロック識別閾値71
を決定するブロック識別閾値テーブル、70は前記周波数
帯域識別信号６と前記情報発生量データ21に基づき歪閾
値72を決定する歪閾値テーブルであり、この符号化制御
部22から出力される閾値12はこのブロック識別閾値71及
び歪閾値72によって構成されている。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the encoding control unit 22. In the figure, 68 is a data read control unit for outputting the data read signal 5 for instructing the data read based on the information generation amount data 21, and 69 is a frequency band identification signal given from the first frame memory 4. 6
And the block identification threshold value 71 based on the information generation amount data 21
Is a block identification threshold table that determines the distortion threshold value table 70 that determines the distortion threshold value 72 based on the frequency band identification signal 6 and the information generation amount data 21, and the threshold value 12 output from the encoding control unit 22 is The block identification threshold 71 and the distortion threshold 72 are used.
次に動作について説明する。入力画像信号系列１は、後
に詳しく説明する帯域分割部２により、空間周波数帯域
別に分割された複数の周波数帯域別入力画像信号系列３
に変換される。個々の周波数帯域別入力画像信号系列３
は第１のフレームメモリ４に記憶され、符号化制御部22
より与えられるデータ読出し信号５に従って、該第１の
フレームメモリ４から、所定の周波数帯域入力画像信号
系列７が、所定の順序で時分割で読出される。前記第１
のフレームメモリ４は同時に、周波数帯域識別信号６を
出力する。第１のフレームメモリ４から読出された前記
所定の周波数帯域入力画像信号系列７は、減算器９に送
られて、第２のフレームメモリ18からの当該所定の周波
数帯域入力画像信号系列７に対応した所定の周波数帯域
フレーム間予測信号８が減算され、所定の周波数帯域フ
レーム間差分信号10に変換される。この所定の周波数帯
域フレーム間差分信号10は、前記所定の周波数帯域入力
画像信号系列７に比べてパワーが小さくなっているた
め、符号化誤差の小さい符号化が可能である。ダイナミ
ックベクトル量子化符号化部11では、後に詳しく説明す
るように所定の順序で入力されてきた前記所定の周波数
帯域フレーム間差分信号10を、空間周波数の高低に従っ
て、適応的に量子化特性を切替えて符号化を行う。すな
わち、人間の視覚特性を考慮して、空間周波数の高い所
定の周波数帯域フレーム間差分信号10に対しては精度の
低い符号化を行い、空間周波数の低い所定の周波数帯域
フレーム間差分信号10に対しては精度の高い符号化を行
う。また、前記ダイナミックベクトル量子化符号化部11
では、符号化制御部22から与えられる閾値12により、有
効ブロック無効ブロックの判定及びベクトル量子化とス
カラ量子化の選択を行っている。前記ダイナミックベク
トル量子化符号化部11で符号化された所定の周波数帯域
符号化データ13は、ダイナミックベクトル量子化復号化
部14において復号化され、所定の周波数帯域フレーム間
復号差分信号15に変換される。加算器16は、前記第２の
フレームメモリ18の出力する所定の周波数帯域フレーム
間予測信号８と前記所定の周波数帯域フレーム間復号差
分信号15とを加算して所定の周波数帯域復号画像信号系
列17を得る。該所定の周波数帯域復号画像信号系列17は
第２のフレームメモリ18に一時的に蓄えられてフレーム
遅延が与えられ、前記符号化制御部22からのデータ読出
し信号５に従って読出され、所定の周波数帯域フレーム
間予測信号８として出力される。一方、前記所定の周波
数帯域符号化データ13は、可変長符号化部19において可
変長符号化され、バッファ20に一時蓄積され、速度平滑
処理が施された後に、回線I/F23を経て、送信信号24と
して送出される。また、バッファ20では、可変長符号化
されたデータの蓄積量から得られた情報発生量データ21
を符号化制御部22へ与える。符号化制御部22では、この
情報発生量データ21と前記周波数帯域識別信号６に従っ
て、データ読出し信号、及びブロック識別閾値71と歪閾
値72から構成される閾値12を生成し、データ読出し信号
５を前記第１のフレームメモリ４および第２のフレーム
メモリ18へ閾値12を前記ダイナミックベクトル量子化符
号化部11に与え、情報発生量を制御する。Next, the operation will be described. The input image signal sequence 1 is divided into a plurality of frequency band-based input image signal sequences 3 by the spatial frequency band by the band division unit 2 described in detail later.
Is converted to. Input image signal sequence 3 for each frequency band
Is stored in the first frame memory 4, and the encoding control unit 22
A predetermined frequency band input image signal sequence 7 is read from the first frame memory 4 in a predetermined order in a time-division manner in accordance with a data read signal 5 provided from the first frame memory 4. The first
The frame memory 4 outputs the frequency band identification signal 6 at the same time. The predetermined frequency band input image signal sequence 7 read from the first frame memory 4 is sent to the subtractor 9 and corresponds to the predetermined frequency band input image signal sequence 7 from the second frame memory 18. The predetermined frequency band inter-frame prediction signal 8 is subtracted and converted into a predetermined frequency band inter-frame difference signal 10. Since the power of the predetermined frequency band inter-frame difference signal 10 is smaller than that of the predetermined frequency band input image signal sequence 7, it is possible to perform coding with a small coding error. The dynamic vector quantization encoding unit 11 adaptively switches the quantization characteristics of the predetermined frequency band interframe difference signal 10 input in a predetermined order as described later in detail according to the level of the spatial frequency. Encoding. That is, in consideration of human visual characteristics, low-precision encoding is performed on a predetermined frequency band interframe difference signal 10 having a high spatial frequency, and a predetermined frequency band interframe difference signal 10 having a low spatial frequency is obtained. On the other hand, highly accurate encoding is performed. Further, the dynamic vector quantization coding unit 11
In the above, the threshold 12 given from the coding control unit 22 determines the valid block and invalid block, and selects vector quantization and scalar quantization. The predetermined frequency band coded data 13 coded by the dynamic vector quantization coding unit 11 is decoded by the dynamic vector quantization decoding unit 14 and converted into a predetermined frequency band interframe decoded differential signal 15. It The adder 16 adds the predetermined frequency band inter-frame prediction signal 8 output from the second frame memory 18 and the predetermined frequency band inter-frame decoded differential signal 15 to obtain a predetermined frequency band decoded image signal sequence 17 To get The predetermined frequency band decoded image signal sequence 17 is temporarily stored in the second frame memory 18 to be provided with a frame delay, and is read in accordance with the data read signal 5 from the encoding control unit 22 to obtain a predetermined frequency band. It is output as the inter-frame prediction signal 8. On the other hand, the predetermined frequency band coded data 13 is variable-length coded in the variable-length coding unit 19, temporarily stored in the buffer 20, subjected to speed smoothing processing, and then transmitted via the line I / F 23. Emitted as signal 24. Further, in the buffer 20, the information generation amount data 21 obtained from the accumulated amount of the variable-length encoded data is stored.
To the encoding control unit 22. The encoding control unit 22 generates a data read signal and a threshold 12 composed of a block identification threshold 71 and a distortion threshold 72 according to the information generation amount data 21 and the frequency band identification signal 6, and outputs the data read signal 5 as a data read signal 5. A threshold value 12 is given to the first frame memory 4 and the second frame memory 18 to the dynamic vector quantization coding unit 11 to control the information generation amount.
次に、第２図に沿って、前記帯域分割部２の動作につい
て説明する。図に示すように、帯域分割部２はそれぞれ
通過帯域を異にする＃１〜＃ＭのＭ個の帯域通過フィル
タで構成されていて、入力画像信号系列１はこれらの帯
域通過フィルタに並列に入力される。従って、各帯域通
過フィルタからは、それぞれ異る所定の空間周波数帯域
を有するＭ種類の画像信号系列が得られ、周波数帯域別
入力画像信号系列３として出力される。Next, the operation of the band division unit 2 will be described with reference to FIG. As shown, the band division section 2 be composed of M bandpass filters having different #. 1 to # M passband respectively, the input image signal sequence 1 in parallel to these bandpass filters Is entered. Accordingly, M kinds of image signal series having different predetermined spatial frequency bands are obtained from the respective bandpass filters, and are output as the input image signal series 3 for each frequency band.
第３図に沿って、前記ダイナミックベクトル量子化符号
化部11の動作について説明する。所定の周波数帯域フレ
ーム間差分信号10は、平均値分離部26においてベクトル
化され、平均値が分離されて平均値分離入力ベクトル27
として出力される一方、分離された平均値は周波数帯域
識別信号６に基づいて量子化特性を切替えて量子化され
た後、平均値符号化データ28として別途出力される。ま
た、第１のブロックカウンタ25では、定まった順序で入
力される前記所定の周波数帯域フレーム間差分信号10を
ブロック単位でカウントすることにより前記周波数帯域
識別信号６を生成して出力する。内積ベクトル量子化符
号化部31では、前記平均値分離入力ベクトル27とコード
ブック29に記憶されている正規化出力ベクトル30との内
積の内、最大内積を与える前記正規化出力ベクトル30を
検出し、そのインデックスi32を第１のセレクタ38に出
力する。振幅ｇは最大内積値と等しいので、前記インデ
ックスi32と同時に検出されることになる。前記平均値
分離入力ベクトル27をＺ＝［z1,z2,…,zK］、最大内積
を与える前記正規化出力ベクトル30をｙｉとすると、以
上の内積ベクトル量子化処理は例えば次のように記述さ
れる。The operation of the dynamic vector quantization coding unit 11 will be described with reference to FIG. The predetermined frequency band inter-frame difference signal 10 is vectorized in the average value separation unit 26, the average values are separated, and the average value separation input vector 27
On the other hand, the separated average value is quantized by switching the quantization characteristic based on the frequency band identification signal 6, and then separately output as average value encoded data 28. The first block counter 25 generates and outputs the frequency band identification signal 6 by counting the predetermined frequency band interframe difference signal 10 input in a fixed order in block units. The inner product vector quantization encoding unit 31 detects the normalized output vector 30 that gives the maximum inner product among the inner products of the average value separation input vector 27 and the normalized output vector 30 stored in the codebook 29. , And outputs the index i32 to the first selector 38. Since the amplitude g is equal to the maximum inner product value, it is detected at the same time as the index i32. Assuming that the average value separation input vector 27 is Z 2 = [z 1 , z 2 , ..., Z K ] and the normalized output vector 30 that gives the maximum inner product is y i, the above inner product vector quantization process is performed as follows. Is described as follows.
最大内積:Pmax＝｜Ｚ｜・｜ｙi|cosθ＝｜Ｚ|cosθ 振 幅:g＝Pmax 平均値分離出力ベクトル:g・ｙｉ 上式により求められる振幅ｇは、周波数帯域識別信号６
に基づき量子化特性を空間周波数帯域に対応して切替え
ることにより量子化され、前記内積ベクトル量子化符号
化部31より振幅符号化データ33として出力される。ただ
し、入出力ベクトル間の歪Ｄが前記符号化制御部22より
入力された歪閾値72より大きい場合には、前記振幅符号
化データ33は符号が反転されて出力され、また、前記第
１のセレクタ38へのインデックス32は出力されず、代わ
りにスカラ量子化符号化部34および正規化部36へ平均値
分離部26からの平均値分離入力ベクトル27がそのまま出
力される。この平均値分離入力ベクトル27はスカラ量子
化符号化部34で、前記周波数帯域識別信号６に基づき量
子化され、生成された平均値分離ベクトル符号化データ
35は第１のセレクタ38に出力される。また前記平均値分
離入力ベクトル27は、正規化部36で正規化され、正規化
ベクトル37が生成される。Maximum inner product: Pmax ＝ ｜ Z ｜ ・ ｜ y i | cos θ ＝ ｜ Z | cos θ Amplitude: g ＝ Pmax Mean value separation output vector: g ・y i The amplitude g obtained by the above equation is the frequency band identification signal 6
Quantization is performed by switching the quantization characteristic in accordance with the spatial frequency band on the basis of the above, and is output as amplitude encoded data 33 from the inner product vector quantization encoding unit 31. However, when the distortion D between the input and output vectors is larger than the distortion threshold value 72 input from the encoding control unit 22, the amplitude encoded data 33 is output with its sign inverted, and the first encoded The index 32 is not output to the selector 38, and instead, the average value separation input vector 27 from the average value separation unit 26 is directly output to the scalar quantization encoding unit 34 and the normalization unit 36. The average value separation input vector 27 is quantized by the scalar quantization encoding unit 34 based on the frequency band identification signal 6, and the generated average value separation vector encoded data is generated.
35 is output to the first selector 38. Further, the average value separation input vector 27 is normalized by a normalization unit 36, and a normalized vector 37 is generated.
この正規化ベクトル37は、後に詳しく説明するように、
コードブック29に記憶されて前記正規化出力ベクトル30
として用いられる。第１のセレクタ38では、前記振幅符
号化データ33の符号により、前記内積ベクトル量子化符
号化部31からのインデックス32と前記スカラ量子化符号
化部34からの平均値分離ベクトル符号化データ35との選
択を行う。ブロック識別部39では、符号化制御部22より
入力されたブロック識別閾値71と前記平均値符号化デー
タ28および前記振幅符号化データ33より、有効ブロック
／無効ブロックの判定を行い、ブロック識別信号40を生
成する。ここで、無効ブロックについては、平均値符号
化データ28および振幅符号化データ33、インデックス32
あるいは平均値分離ベクトル符号化データ35は伝送する
必要がない。This normalization vector 37 is, as will be described in detail later,
The normalized output vector 30 stored in the codebook 29
Used as. In the first selector 38, the index 32 from the inner product vector quantization encoding unit 31 and the average value separation vector encoded data 35 from the scalar quantization encoding unit 34 are obtained by the code of the amplitude encoded data 33. Make a selection. The block identification section 39 determines a valid block / invalid block from the block identification threshold value 71, the average value encoded data 28, and the amplitude encoded data 33 input from the encoding control section 22, and a block identification signal 40 To generate. Here, for the invalid block, average value encoded data 28, amplitude encoded data 33, and index 32
Alternatively, the average value separated vector coded data 35 need not be transmitted.
第４図に沿って、前記ダイナミックベクトル量子化復号
化部14の動作について説明する。第２のブロックカウン
タ41は、ダイナミックベクトル量子化符号化部11からの
ブロック識別信号40を用いてカウントを行い、前記周波
数帯域識別信号６を生成する。平均値復号化部42、振幅
復号化部43、インデックス復号化部44、スカラ量子化復
号化部45では前記周波数帯域識別信号６を用いて復号化
処理が行なわれる。第２のセレクタ46では、振幅復号化
部43の出力する振幅復号化データ47の正負に従い、ダイ
ナミックベクトル量子化符号化部11から送られてくる前
記インデックス32と前記平均値分離ベクトル符号化デー
タ35の識別を行う。第３のセレクタ48では、前記ブロッ
ク識別信号40を基に有効ブロック／無効ブロックの識別
を行い、無効ブロックの場合は、ゼロ信号生成部49より
出力されるゼロ信号50を選択する。The operation of the dynamic vector quantization / decoding unit 14 will be described with reference to FIG. The second block counter 41 counts using the block identification signal 40 from the dynamic vector quantization coding unit 11 to generate the frequency band identification signal 6. The average value decoding unit 42, the amplitude decoding unit 43, the index decoding unit 44, and the scalar quantization decoding unit 45 perform the decoding process using the frequency band identification signal 6. In the second selector 46, the index 32 and the average value separated vector coded data 35 sent from the dynamic vector quantization coding section 11 according to the sign of the amplitude decoded data 47 output from the amplitude decoding section 43. Identify. The third selector 48 identifies a valid block / invalid block based on the block identification signal 40, and in the case of an invalid block, selects the zero signal 50 output from the zero signal generator 49.
第５図に沿って、前記コードブック29について説明す
る。コードブックは＃１〜＃L1のL1個のの固定コードブ
ック51と＃１〜＃L2のL2個のダイナミックコードブック
52とで構成されている。前記正規化部からの正規化ベク
トル37が入力されると第４のセレクタ53では、前記周波
数帯域識別信号６に基づいて適当な前記ダイナミックコ
ードブック52を選択する。選択されたダイナミックコー
ドブック52では、そこに記憶されている使用頻度の低い
正規化出力ベクトル30の代わりに、この正規化ベクトル
37を新たに正規化出力ベクトル30として記憶することに
より、コードブックの最適化を行う。これら複数の固定
コードブロック51およびダイナミックコードブック52
は、前記周波数帯域識別信号６に従って作動する第５の
セレクタ54により選択され、ベクトル量子化のための出
力ベクトル30を出力する。The codebook 29 will be described with reference to FIG. The codebook is # 1 to # L 1 L 1 fixed codebooks 51 and # 1 to # L 2 L 2 dynamic codebooks
It consists of 52 and. When the normalization vector 37 from the normalization unit is input, the fourth selector 53 selects an appropriate dynamic codebook 52 based on the frequency band identification signal 6. In the selected dynamic codebook 52, this normalization vector instead of the less frequently used normalization output vector 30 stored there.
The codebook is optimized by newly storing 37 as the normalized output vector 30. These multiple fixed code blocks 51 and dynamic codebook 52
Is selected by the fifth selector 54 operating according to the frequency band identification signal 6 and outputs the output vector 30 for vector quantization.
第６図に沿って、前記符号化制御部22の動作について説
明する。データ読出し制御部68では、前記情報発生量デ
ータ21をカウントすることにより、前記第１のフレーム
メモリ４および第２のフレームメモリ18におけるデータ
読出し開始指示のためのパルス信号を前記データ読出し
信号５として出力する。一方、ブロック識別閾値テーブ
ル69および歪閾値テーブル70では、空間周波数帯域別に
複数の閾値テーブルを持っており、前記周波数帯域識別
信号６によって所定の閾値テーブルを選択し、該所定の
閾値テーブルにより、第７図に示すように、入力される
前記情報発生量データ21の値に応じた閾値として、ブロ
ック識別閾値71、歪閾値72がそれぞれ出力される。The operation of the encoding control unit 22 will be described with reference to FIG. The data read control unit 68 counts the information generation amount data 21 so that a pulse signal for instructing data read in the first frame memory 4 and the second frame memory 18 is used as the data read signal 5. Output. On the other hand, the block identification threshold table 69 and the distortion threshold table 70 have a plurality of threshold tables for each spatial frequency band, a predetermined threshold table is selected by the frequency band identification signal 6, and the first threshold table is selected by the predetermined threshold table. As shown in FIG. 7, a block identification threshold value 71 and a distortion threshold value 72 are output as threshold values according to the value of the information generation amount data 21 that is input.
なお、上記実施例では、符号化制御部22から出力される
データ読出し信号５および閾値12をバッファ20の蓄積量
に基づいて決定するものを示したが、これらの出力信号
を、使用する回線のデータ速度あるいは入力画像信号系
列１のフォーマットに従って決定してもよい。In the above embodiment, the data read signal 5 and the threshold value 12 output from the encoding control unit 22 are determined based on the storage amount of the buffer 20, but these output signals are determined by the line used. It may be determined according to the data rate or the format of the input image signal sequence 1.
また、上記実施例では、ダイナミックベクトル量子化符
号化部11において、前記符号化制御部22より与えられた
歪閾値72を内積ベクトル量子化部31に入力する場合につ
いて説明したが、この歪閾値72をスカラ量子化符号化部
34に取込み、スカラ量子化特性を制御するようにしても
よい。また、スカラ量子化部34におけるスカラ量子化器
をベクトル量子化器で構成してもよい。Further, in the above embodiment, in the dynamic vector quantization coding unit 11, the case where the distortion threshold value 72 given from the coding control unit 22 is input to the inner product vector quantization unit 31 has been described. The scalar quantization coding unit
It may be incorporated in 34 to control the scalar quantization characteristic. Further, the scalar quantizer in the scalar quantizer 34 may be a vector quantizer.
更に、ループ内のフレームメモリ内容を用いて出力する
動き補償の手法との併用においても同様の効果を奏す
る。Further, the same effect can be obtained even when used in combination with a motion compensation method of outputting using the contents of the frame memory in the loop.
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、入力画像信号系列を
複数の空間周波数帯域に分割し、複数の周波数帯域別入
力画像信号系列に変換するように構成したので、各空間
周波数帯域毎に特徴的なパターンをコードブックに反映
できるようになり、符号化効率が向上する効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the input image signal sequence is divided into a plurality of spatial frequency bands, and the input image signal sequence is converted into a plurality of frequency band-specific input image signal sequences. Characteristic patterns for each frequency band can be reflected in the codebook, which has the effect of improving the coding efficiency.
また、複数の周波数帯域別入力画像信号系列から周波数
帯域フレーム間予測信号が減算されて生成された周波数
帯域フレーム間差分信号の空間周波数を識別し、その空
間周波数が低い程その周波数帯域フレーム間差分信号を
高精度に符号化処理を行うように構成したので、人間の
視覚特性にマッチした効果的な符号化を行うことができ
るとともに、符号化再生画像の主観品質を向上すること
ができる効果がある。また、高域側のコードブックを装
備せずに低域側のみを符号化又は復号化を行うようにす
ることもできるため、グレードの異なる符号器と復号器
の通信も可能となり、例えば、映像配送サービスなどに
適するなどの効果もある。In addition, the spatial frequency of the frequency band inter-frame difference signal generated by subtracting the frequency band inter-frame prediction signal from the input image signal sequence for each frequency band is identified, and the lower the spatial frequency is, the more the frequency band inter-frame difference is detected. Since the signal is configured to be encoded with high accuracy, it is possible to perform effective encoding that matches the human visual characteristics and to improve the subjective quality of the encoded reproduction image. is there. Also, since it is possible to perform encoding or decoding only on the low frequency side without equipping the high frequency side codebook, it is possible to communicate between encoders and decoders of different grades. It also has the effect of being suitable for delivery services.
第１図はこの発明の一実施例によるフレーム間ベクトル
量子化器の構成を示すブロック図、第２図は第１図中の
帯域分割部の構成例を示すブロック図、第３図は第１図
中のダイナミックベクトル量子化符号化部の構成例を示
すブロック図、第４図は第１図中のダイナミックベクト
ル量子化復号化部の構成例を示すブロック図、第５図は
第３図及び第４図中のコードブックの構成例を示すブロ
ック図、第６図は第１図中の符号化制御部の構成例を示
すブロック図、第７図は第６図中のブロック識別閾値テ
ーブル及び歪域値テーブルにおいて入力される情報発生
量と出力される閾値の関係を示す図、第８図は従来のフ
レーム間ベクトル量子化器の構成を示すブロック図、第
９図は第８図中のベクトル量子化符号化部の構成例を示
すブロック図である。 図中、１は入力画像信号系列、２は帯域分割部、３は周
波数帯域別入力画像信号系列、４は第１のフレームメモ
リ、５はデータ読出し信号、６は周波数帯域識別信号、
７は所定の周波数帯域入力画像信号系列、８は所定の周
波数帯域フレーム間予測信号、９は減算器、10は所定の
周波数帯域フレーム間差分信号、11はダイナミックベク
トル量子化符号化部、12は閾値、13は所定の周波数帯域
符号化データ、14はダイナミックベクトル量子化復号化
部、15は所定の周波数帯域フレーム間復号差分信号、16
は加算器、17は所定の周波数帯域復号画像信号系列、18
は第２のフレームメモリ、19は可変長符号化部、20はバ
ッファ、22は符号化制御部、23は回線I/F、24は送信信
号、25はブロックカウンタ（第１のブロックカウン
タ）、26は平均値分離部、27は平均値分離入力ベクト
ル、28は平均値符号化データ、29はコードブック、30は
正規化出力ベクトル、31は内積ベクトル量子化符号化
部、32はインデックス、33は振幅符号化データ、34はス
カラ量子化符号化部、35は平均値分離ベクトル符号化デ
ータ、36は正規化部、37は正規化ベクトル、38はセレク
タ（第１のセレクタ）、39はブロック識別部、40はブロ
ック識別信号、51は固定コードブック、52はダイナミッ
クコードブック、68はデータ読出し制御部、69はブロッ
ク識別閾値テーブル、70は歪閾値テーブル、71はブロッ
ク識別閾値、72は歪閾値。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an interframe vector quantizer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a band division unit in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the dynamic vector quantization coding unit in the figure, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the dynamic vector quantization decoding unit in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the codebook in FIG. 4, FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the coding control unit in FIG. 1, and FIG. 7 is a block identification threshold table in FIG. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the input information generation amount and the output threshold value in the distortion threshold table, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional inter-frame vector quantizer, and FIG. 9 is shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a vector quantization coding unit. . In the figure, 1 is an input image signal sequence, 2 is a band division unit, 3 is an input image signal sequence for each frequency band, 4 is a first frame memory, 5 is a data read signal, 6 is a frequency band identification signal,
7 is a predetermined frequency band input image signal sequence, 8 is a predetermined frequency band inter-frame prediction signal, 9 is a subtractor, 10 is a predetermined frequency band inter-frame difference signal, 11 is a dynamic vector quantization coding unit, and 12 is Threshold value, 13 is a predetermined frequency band encoded data, 14 is a dynamic vector quantization decoding unit, 15 is a predetermined frequency band inter-frame decoding difference signal, 16
Is an adder, 17 is a predetermined frequency band decoded image signal sequence, 18
Is a second frame memory, 19 is a variable length coding unit, 20 is a buffer, 22 is a coding control unit, 23 is a line I / F, 24 is a transmission signal, 25 is a block counter (first block counter), 26 is an average value separation unit, 27 is an average value separation input vector, 28 is average value encoded data, 29 is a codebook, 30 is a normalized output vector, 31 is an inner product vector quantization encoding unit, 32 is an index, 33 Is amplitude encoded data, 34 is a scalar quantization encoding unit, 35 is average value separation vector encoded data, 36 is a normalization unit, 37 is a normalization vector, 38 is a selector (first selector), 39 is a block Identification unit, 40 is a block identification signal, 51 is a fixed codebook, 52 is a dynamic codebook, 68 is a data read control unit, 69 is a block identification threshold table, 70 is a distortion threshold table, 71 is a block identification threshold, and 72 is distortion. Threshold. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 敦 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三菱 電機株式会社通信システム技術開発センタ ー内 (56)参考文献 特開 昭60−194686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−32785（ＪＰ，Ａ) ＴＨＥ ＢＥＬＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥ ＣＨＮＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 60 〔７〕（1981．９）Ｐ．1633−1653Front page continuation (72) Inventor Atsushi Ito 5-1, 1-1 Ofuna, Kamakura-shi, Kanagawa Mitsubishi Electric Corporation Communication System Technology Development Center (56) Reference JP-A-60-194686 (JP, A) Kai 62-32785 (JP, A) THE BELL SYSTEM TE CHNICAL JOURNAL 60 [7] (1981.9) P. 1633-1653
Claims (2)
に分割し、複数の周波数帯域別入力画像信号系列に変換
する帯域分割部と、前期帯域分割部により変換された周
波数帯域別入力画像信号系列を記憶し、所定の周波数帯
域別入力画像信号系列を時分割で出力する第１のフレー
ムメモリと、前記第１のフレームメモリから出力された
周波数帯域別入力画像信号系列から周波数帯域フレーム
間予測信号を減算して周波数帯域フレーム間差分信号を
生成する減算器と、前記減算器により生成された周波数
帯域フレーム間差分信号の空間周波数を識別し、その空
間周波数が低い程その周波数帯域フレーム間差分信号を
高精度にダイナミックベクトル量子化符号化し、周波数
帯域符号化データを生成するダイナミックベクトル量子
化符号化部と、前記ダイナミックベクトル量子化符号化
部により生成された周波数帯域符号化データを周波数帯
域フレーム間復号差分信号に変換するダイナミックベク
トル量子化復号化部と、前記周波数帯域フレーム間復号
差分信号に前記周波数帯域フレーム間予測信号が加算さ
れた信号系列を遅延して前記周波数帯域フレーム間予測
信号を生成する第２のフレームメモリと、前記ダイナミ
ックベクトル量子化符号化部により生成された周波数帯
域符号化データを可変長符号化して出力する可変長符号
化部とを備えたフレーム間ベクトル量子化器。1. A band division unit that divides an input image signal sequence into a plurality of spatial frequency bands and converts the input image signal sequence into a plurality of frequency band-based input image signal sequences, and a frequency band-based input image signal converted by the previous period band division unit. A first frame memory that stores a sequence and outputs a predetermined frequency band-based input image signal sequence in a time division manner; and a frequency band interframe prediction from the frequency band-based input image signal sequence output from the first frame memory A subtracter that subtracts a signal to generate a frequency band interframe difference signal and a spatial frequency of the frequency band interframe difference signal generated by the subtractor are identified, and the lower the spatial frequency is, the more the frequency band interframe difference becomes. A dynamic vector quantization coding unit for high-precision dynamic vector quantization coding to generate frequency band coded data; A dynamic vector quantization decoding unit for converting the frequency band encoded data generated by the dynamic vector quantization encoding unit into a frequency band interframe decoding difference signal, and the frequency band interframe decoding difference signal to the frequency band frame A second frame memory that delays the signal sequence to which the prediction signal is added to generate the frequency band inter-frame prediction signal, and a variable length code for the frequency band coded data generated by the dynamic vector quantization coding unit. An interframe vector quantizer having a variable-length coding unit for converting and outputting.
が、信号系列をベクトル化し、ベクトル毎にベクトル成
分の平均値を分離し、その平均値と平均値分離入力ベク
トルを生成し、その平均値を量子化する平均値分離部
と、前記ベクトル毎に有意／無意判定を行うブロック識
別部と、前記平均値分離入力ベクトルを内積ベクトル量
子化してコードブック中より適当なベクトルを選択し、
前記平均値分離入力ベクトルと前記コードブック中より
選択したベクトルとの歪が所定の閾値よりも小さい場合
は前記コードブック中より選択したベクトルのインデッ
クスを出力する一方、前記歪が前記閾値よりも大きい場
合、前記インデックスに代えて前記平均値分離入力ベク
トルをそのまま出力する内積ベクトル量子化符号化部
と、前記内積ベクトル量子化符号化部からの平均値分離
入力ベクトルを量子化するスカラ量子化符号化部と、前
記内積ベクトル量子化符号化部からの平均値分離入力ベ
クトルを正規化して正規化ベクトルを生成し、前記コー
ドブック中に書込む正規化部と、前記内積ベクトル量子
化符号化部の出力と前記スカラ量子化符号化部の出力と
を選択するセレクタと、前記周波数帯域フレーム間差分
信号をブロック単位でカウントして周波数帯域識別信号
を生成するブロックカウンタとを備えた請求項１記載の
フレーム間ベクトル量子化器。2. The dynamic vector quantization encoding unit vectorizes the signal sequence, separates the average value of vector components for each vector, generates the average value and the average value separation input vector, and calculates the average value. An average value separation unit for quantization, a block identification unit for performing significance / insignificance determination for each vector, an inner product vector quantization of the average value separation input vector, and selecting an appropriate vector from a codebook,
When the distortion between the average value separated input vector and the vector selected from the codebook is smaller than a predetermined threshold, the index of the vector selected from the codebook is output, while the distortion is larger than the threshold. In this case, instead of the index, an inner product vector quantization encoding unit that directly outputs the average value separated input vector, and a scalar quantization encoding that quantizes the average value separated input vector from the inner product vector quantization encoding unit Section, the average value separation input vector from the inner product vector quantization coding unit is generated to generate a normalized vector, and a normalization unit for writing in the codebook, and the inner product vector quantization coding unit A selector for selecting an output and an output of the scalar quantization encoding unit, and the frequency band interframe difference signal in block units Counting the inter-frame vector quantizer according to claim 1, further comprising a block counter to generate a frequency band identification signal.
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|---|---|---|---|
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| US07/316,020 US5194950A (en) | 1988-02-29 | 1989-02-27 | Vector quantizer |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60194686A (en) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | Dynamic multistage vector quantizer |
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1988
- 1988-05-11 JP JP63112602A patent/JPH0728407B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| ＴＨＥＢＥＬＬＳＹＳＴＥＭＴＥＣＨＮＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬ６０〔７〕（１９８１．９）Ｐ．１６３３−１６５３ |
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