JPS63177672A - 画像符号化伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像符号化伝送方法、特にテレビ会議又はテレ
ビ電話等における画像符号化伝送方法の改良に関するも
のである。

［従来の技術］ 一般に、テレビ会議又はテレビ電話等に用いられる画像
伝送は、画像情報量が膨大であるのに対して、送信時の
回線コスト及び送信速度等の点から、送信用画像情報量
の削減（圧縮）をする圧縮符号化方法が実用化されてい
る。

なかでも、情報量の圧縮方法として、動き補償を含むベ
クトル量子化方法は圧縮度の高いものとして知られてい
る。

以下、従来の画像符号化伝送方法を図面に基づいて説明
する。

第１図には動き補償を含むベクトル量子化方式を用いた
フレーム間符号化方法を適用した画像符号化伝送装置の
基本的構成が示されている。

同図に示されるように、該画像符号化伝送装置は、大別
すると、前処理部（１）と、動き補償部（２）と、量子
化・符号化部（３）と、からなっている。

前処理部（１）は、画像入力信号（１００）を画像上近
接した画素をに個ずつブロック化し、ブロック毎にに次
元のベクトル信号（１０１）を作成する回路であり、フ
レームメモリ（４）は現画像信号の１フレーム前のブロ
ック化された画像信号が記憶されている。

動き補償部（２）は、現ベクトル信号（１０１）と、該
現ベクトル信号（１０１）に対応するブロックと画像上
同一位置に当る前記フレームメモリに記憶されたブロッ
クを含む複数個のブロックを参照ブロックとして作成し
、該参照ブロックのブロック位置情報（１０２ａｌ）及
びベクトル信号（１０２ａ２）を算出する参照ブロック
生成部（２ａ）と、現ベクトル信号（１０１）と前記参
照ベクトル信号（１０２ａ２）との歪み（例えば、ユー
クリッド歪み又は絶対値歪み等）演算を行い、参照ブロ
ックの中から最少歪みであるブロックを選択する歪み演
算部（２ｂ）と、からなっている。

減算器（５）は、現ベクトル信号（１０１）と前記動き
補償部（２）にて選択された選択ブロックのベクトル信
号（１０２ｂ２）との差演算を行い、差分ベクトル信号
（１０５）をベクトル量子化・符号化部（３）に送出す
る。

前記ベクトル量子化・符号化部（３）は、前記差分ベク
トル信号（１０５）の平均値（ｍ）及び分散（σ）を算
出する演算部（３ａ）と、前記平均値（ｍ）、分散（σ
）及び情報量の圧縮量を制御するしきい値（Ｔｈｌ）、
（Ｔｈ２）から前記選択ブロックの有効／無効を判別す
る有効／無効判別回路（３ｂ）と、差分ベクトル信号（
１０５）を正規化する正規化部（３Ｃ）と、複数個の正
規化画像ベクトル信号のパターンが記憶されているコー
ドブック（３ｄ）と、コードブック（３ｄ）のパターン
中、前記正規化部（３Ｃ）にて正規化された正規化差分
ベクトル信号（１０３ｃ）と同−又は近似したパターン
を選択するベクトル量子化部（３ｅ）と、前記平均値（
ｍ）及び分散（σ）を符号化する量子化部（３ｆ）と、
選択されたパターンナンバーと量子化された平均値及び
分散を符号化する可変長符号化部（３ｇ）とからなって
いる。

次に、信号の流れについて説明する。

まず、画像入力信号（１００）は、前処理部（１）にて
ブロック化され、ベクトル信号（１０１）に変換される
。

そして、動き補償部（２）にて、参照ブロックが生成さ
れ、該参照ブロック中、前記ベクトル信号（１０１）と
の歪みの最も小さいブロックが選択され、選択ブロック
位置情報（１０２ｂｌ）及び選択ベクトル信号（１０２
ｂ２）が減算器（５）に出力される。

そして、減算器（５）にて、前記ベクトル信号（１０１
）と選択ベクトル信号（１０２ｂ２）と差演算され、差
分ベクトル信号（１０５）が量子化・符号化部（３）に
出力される。

そして、量子化・符号化部（３）において、差分ベクト
ル信号（１０５）は、演算部（３ａ）にて該差分ベクト
ル信号（１０５）の平均値（ｍ）及び偏差値（σ）を算
出され、前記有効／無効判別回路（３ｂ）において、平
均値用しきい値（Ｔｈｌ）及び偏差値用しきい値（Ｔｈ
２）により、次式のような有効／無効の判別を行う。

前記判別が無効の場合は、現ブロックと前記選択された
ブロックと同一であるとみなし、前記選択ブロック位置
情報（１０２ｂｌ）と無効情報のみを符号化し、伝送用
バッファ（６）１こ゛一時記憶する。

一方、有効の場合は、要送信データとして、前記差分ベ
クトル信号（１０５）は正規化部（３Ｃ）にて次式を元
に正規化される。

ｙ、−（ｘｌ−ｍ）／σ （但し、１−１．２．・・・ｋ） そして、正規化された正規化差分ベクトル信号（１０３
ｃ）は、ベクトル量子化部（３ｅ）にて前記コードブッ
ク（３ｄ）から正規化差分ベクトル信号（１０３ｃ）に
最も近似したパターンを選択する。

また、量子化部（３ｆ）は第３図に示すように、平均値
（ｍ）及び分散（σ）をそれぞれ量子化する。そして、
伝送用情報としてパターンナンバー、選択位置情報（１
０２ｂｌ）、有効であるという情報、前記量子化された
平均値（ｍ）及び偏差値（σ）を可変長符号化部（３ｇ
）にて符号化し、伝送用バッファ（６）一時記憶する。

そして、伝送用バッファ（６）に一時記憶された画像符
号化信号は、１フレーム毎に送信される。

一方、前記しきい値（Ｔｈｌ）、（Ｔｈ２）は、前フレ
ームの伝送バッファ（６）に記憶された画像符号化信号
量にて制御され、信号量の多いときは大きな値、符号化
信号量の少ないときは小さい値となるように制御され、
フレーム毎に圧縮度が制御される。

［発明が解決しようとする問題点１ 以上のように従来の画像符号化伝送方法によれば、変化
の激しい画像ではしきい値によるデータの足切り及び可
変長符号化による符号化情報の圧縮等だけでは符号化情
報量の削減は十分に行えず、その結果、ある画面全体を
伝送せずに削除してしまうという駒落し手法を用いるこ
とになり、画面の連続性が悪くなり視感的にも違和感が
大きくなるという問題が生じていた。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
ものであり、ベクトル量子化方式のフレーム間符号化方
法において情報量の圧縮度を高めた符号化伝送方法を得
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明に係る画像符号化伝
送方法は前述したごとく、ベクトル量子化方式を用いた
場合はを効ブロックの符号化方法は差分ベクトル信号を
正規化し予め正規化パターンが記憶されているコードブ
ックから前記正規化差分ベクトル信号に一番近いパター
ンを選択し平均値（ｍ）及び分散（σ）をそれぞれ量子
化符号化して前記選択されたパターン番号とともに伝送
バッファに伝送する。そして、復号化時においては次式
のような形で復号化されることに着目し、△ ε■σｙ＋ｍ Δ （但しεは復号化差分信号ベクトル ｙは正規化パターンベクトル） 平均値（ｍ）の絶対値（１ｍｌ）が大きいときには分散
の量子化歪みが通常より大きくても画像としては目立ち
にくいことを利用し、分散（σ）の量子化を粗くして量
子化レベル数を減らすことにより情報発生量を削減する
ようにしたものである。

［作用］ 以上説明したように、本発明による画像符号化伝送方法
によれば、差分ベクトル信号の平均値（ｍ）の絶対値（
１ｍｌ）が大きいときには分散（σ）の量子化特性を粗
くすることにより情報発生量の効果的な削減ができると
いう画像符号化伝送方法を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明に係る画像符号化伝送方法の好適な実施例
を図面に基づいて説明する。

本発明の方法を適用した画像符号化伝送装置の基本的ブ
ロック構成は従来と同様第１図に示されている。

本実施例における特徴事項は、量子化・符号化部（３）
の中に設けられた平均値（ｍ）及び（σ）の量子化符号
化を行う量子化部（３ｆ）であり、第２図に示すように
該量子化部（３ｆ）には分散用（ａ）の量子化特性が複
数個用意されており、その分散用量子化特性の切替えは
平均値（ｍ）の絶対値（１ｍｌ）に基づき選択され、絶
対値（１ｍｌ）が大きいときには分散用量子化特性は粗
くなるように選択される。次に信号の流れについて説明
する。

まず、画像人力信号（１００）は、前処理部（１）にて
ブロック化され、ベクトル信号（１０１）に変換される
。

そして、動き補償部（１０２）にて参照ブロックが生成
され、該参照ブロック中の前記ベクトル信号（１０１）
との歪みの最も小さいブロックが選択され選択ブロック
位置情報（１０２ｂｌ）及び選択ベクトル信号（１０２
ｂ２）と無効であるという情報が減算器（５）に出方さ
れる。

そして、前記しきい値（Ｔｈｌ）、（Ｔｈ２）は前フレ
ームの伝送バッファ（６）に記憶された画像符号化信号
量にて制御され信号量の多いときは大きな値、符号化信
号量の少ない時は小さな値となるように制御される。

そして、減算器（５）にて前記ベクトル信号（１０１）
と選択ベクトル信号（１０２）と差演算され差分ベクト
ル信号（１０５）がベクトル量子化・符号化部（３）に
出力される。

そして、ベクトル量子化・符号化部（３）において、差
分ベクトル信号（１０５）は、演算部（３ａ）にて該差
分ベクトル信号（１０５）の平均値（ｍ）及び分散（σ
）を算出され前記有効／無効判別回路（３ｂ）において
平均値要しきい値（Ｔｈｌ）及び分散用しきい値（Ｔｈ
２）により次式のような有効無効判別を行う。

そして、前記判別が無効の場合は、現ブロックと前記選
択されたブロックと同一であるとみなし、前記選択ブロ
ック位置情報（１０２ｂ）及び無効であるという情報の
みを符号化し伝送用バッファ（６）に一時記憶する。

一方、有効の場合は要送信データとして前記差分ベクト
ル信号（１０５）は正規化部（３ｃ）にて次式を元に正
規化される。

Ｙ　１−　　（ｘ　ｔ　　ｍ）／σ （但し、１−１．２．・・・ｋ） そして正規化された正規化差分ベクトル信号（１０３ｃ
）は、ベクトル童子化部（３ｅ）にて予め正規化パター
ンが記憶されているコードブック（３ｄ）から前記正規
化差分ベクトル信号（１０３Ｃ）に最も近似したパター
ンを選択する。

また、前記平均値（ｍ）及び分散（σ）は量子化部（３
ｆ）にて量子化される。このとき、量子化部（３ｆ）に
おける分散用量子化特性選択は前記平均ｔｉ　（ｍ）の
絶対値（１ｍｌ）にて決定され、前記絶対値（１ｍｌ）
が大きいときには量子化特性が粗く量子化レベルが少な
くなるように選択される。

そして、伝送用情報としてパターン番号、選択位置情報
（１０２ｂｌ）、前記量子化された平均値（ｍ）及び分
散（σ）をそれぞれ可変長符号化し伝送用バッファ（６
）に一時記憶する。

そして、伝送用バッファ（６）に一時記憶された画像符
号化信号は１フレーム毎に送信される。

本実施例によれば、平均値（ｍ）絶対値（１ｍｌ）が大
きいときに分散用量子化特性を粗くすることにより可変
長符号化された結果の符号化信号量が削減される。

また、本発明方法は、差分ベクトル信号の平均値（ｍ）
の絶対値（１ｍｌ）に基づいて量子化特性を粗くすると
いう方法なので、画質に大きな影響を与えないで、符号
化信号量を削除できる。

なお、上記実施例においては、動き補償を含むベクトル
量子化方法を適用した画像の例を示したが、ベクトル量
子化方法によるフレーム間差分方式によるものなら同様
の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る画像符号化伝送方法
によれば、差分ベクトル信号の平均値（ｍ）の絶対値（
１ｍｌ）の大きさにより分散用量子化特性を粗くするこ
とにより量子化特性が粗いために生ずる画質の劣化を最
少限に抑えて情報量の発生が抑えらる画像符号化伝送方
法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像符号化伝送方法を適用した画
像符号化伝送装置の好適な一実施例の基本的ブロック構
成図、第２図は第１図本発明方法を適用した画像符号化
伝送装置における量子化部の詳細なブロック構成図、第
３図は従来の画像符号化伝送方法を適用した画像符号化
伝送装置における量子化部の詳細なブロック構成図であ
る。 図において、（３）はベクトル量子化・符号化部、（３
ａ）は演算部、（３ｂ）は有効／無効判別回路、（３ｃ
）は正規化部、（３ｅ）はベクトル量子化部、（３ｆ）
は息子化部である。 図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像入力信号の画像上近接した位置にある画素を
   複数個ずつまとめて、ブロック化し、該ブロック毎にベ
   クトル信号を作成して出力する前処理行程と、 現ベクトル信号の位置フレーム前の１画像分のベクトル
   信号が記憶されているフレームメモリから現入力ブロッ
   クと同一位置にある前フレームブロックのベクトル信号
   を読み込み、前記入力ブロックと前記前フレームブロッ
   クとを差演算して差分ベクトル信号を算出する差分ベク
   トル信号算出行程と、 前記差分ベクトル信号の平均値及び分散を算出し、該平
   均値及び分散がしきい値の範囲内の場合には前記入力ブ
   ロックと前フレームブロックが同じであると判断され、
   無効信号及び入力ブロックの位置情報を符号化し符号化
   信号を伝送バッファに送出し、該差分ベクトル信号の平
   均値及び分散がしきい値の範囲外である場合は差分ベク
   トル信号を正規化し正規化差分信号を求め、予め複数種
   の正規化パターンを記憶しているコードブックから前記
   正規化差分信号に近い正規化パターンを選択し、有効信
   号、正規化パターンナンバー、平均値及び分散を量子化
   符号化し、伝送バッファに送出する符号化処理行程と、 前記しきい値を前記転送バッファに一時記憶された符号
   化信号量により制御し、該符号化信号量の多いときには
   しきい値を大きくし、符号化信号量の少ない時はしきい
   値を小さくするというしきい値制御行程と、 から成るベクトル量子化方法を用いた画像符号化伝送方
   法において、 前記符号化処理行程にて、前記差分ベクトル信号の平均
   値の絶対値が大きいときは、前記分散の量子化特性を粗
   くして量子化レベル数を減らすことにより符号化信号量
   の削減を行うことを特徴とする画像符号化伝送方法。
2. （２）前記差分ベクトル信号算出行程は動き補償するブ
   ロック選択を行う動き補償処理行程と、前記入力ブロッ
   クと前記選択ブロックとを差演算して差分ベクトル信号
   を算出する行程と、を含むことを特徴とする（１）項記
   載の画像符号化伝送方法。