JPH0116074B2 - - Google Patents
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- JPH0116074B2 JPH0116074B2 JP57101704A JP10170482A JPH0116074B2 JP H0116074 B2 JPH0116074 B2 JP H0116074B2 JP 57101704 A JP57101704 A JP 57101704A JP 10170482 A JP10170482 A JP 10170482A JP H0116074 B2 JPH0116074 B2 JP H0116074B2
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/008—Vector quantisation
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はカラー画像信号を３チヤンネルまと
めてブロツク化して量子化するベクトル量子化器
に関するものである。
めてブロツク化して量子化するベクトル量子化器
に関するものである。
従来、カラー画像信号を量子化する場合、赤、
緑および青色の３チヤンネル画像信号（以下Ｒ，
Ｇ，Ｂと略す）を各チヤンネル毎に１サンプルず
つ並列に量子化していた。第１図に従来のカラー
画像信号のスカラー量子化器の構成を示す。
緑および青色の３チヤンネル画像信号（以下Ｒ，
Ｇ，Ｂと略す）を各チヤンネル毎に１サンプルず
つ並列に量子化していた。第１図に従来のカラー
画像信号のスカラー量子化器の構成を示す。
図中、１は赤画像入力信号系列、２は緑画像入
力信号系列、３は青画像入力信号系列、４はスカ
ラー量子化器、５は赤画像出力信号系列、６は緑
画像出力信号系列、７は青画像出力信号系列であ
る。
力信号系列、３は青画像入力信号系列、４はスカ
ラー量子化器、５は赤画像出力信号系列、６は緑
画像出力信号系列、７は青画像出力信号系列であ
る。
上記スカラー量子化器４はＲ，Ｇ，Ｂの各入力
信号を、各チヤンネル毎に並列に、１サンプル単
位でスカラー量子化する。この場合、３チヤンネ
ルの色バランスをふまえて第２図の如く均一量子
化特性が用いられる。
信号を、各チヤンネル毎に並列に、１サンプル単
位でスカラー量子化する。この場合、３チヤンネ
ルの色バランスをふまえて第２図の如く均一量子
化特性が用いられる。
しかし、前記Ｒ，Ｇ，B3チヤンネルの信号は
同一チヤンネルの画面上隣接するサンプル間ある
いは相互チヤンネルの同一画素にあたるサンプル
間の相関が強く第１図に示すスカラー量子化器で
は極めて量子化損失が大きい。
同一チヤンネルの画面上隣接するサンプル間ある
いは相互チヤンネルの同一画素にあたるサンプル
間の相関が強く第１図に示すスカラー量子化器で
は極めて量子化損失が大きい。
この発明は、これらの欠点を除去するためにな
されたもので、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チヤンネルの信号
系列を複数個ずつまとめて１ブロツクとしてベク
トル量子化することにより、高能率な符号化を実
現するカラー画像信号のベクトル量子化器を提供
することを目的としている。
されたもので、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チヤンネルの信号
系列を複数個ずつまとめて１ブロツクとしてベク
トル量子化することにより、高能率な符号化を実
現するカラー画像信号のベクトル量子化器を提供
することを目的としている。
先ず、ベクトル量子化の原理について説明す
る。入力信号系列の複数個のサンプルをまとめて
ブロツク化しこれを入力ベクトルＸ＝｛x1，x2，
…xK｝とする。全ての入力ベクトルを含む次元
信号空間SKのＮ個の分割をそれぞれS1，S2，…，
SNとする。各分割の代表点（例えば重心）であ
る出力ベクトルyiのセツトＹ＝｛y1，y2，…，yN｝
とするとベクトル量子化ＱはSKのＹへのマツピ
ングとして次式にて定義される。
る。入力信号系列の複数個のサンプルをまとめて
ブロツク化しこれを入力ベクトルＸ＝｛x1，x2，
…xK｝とする。全ての入力ベクトルを含む次元
信号空間SKのＮ個の分割をそれぞれS1，S2，…，
SNとする。各分割の代表点（例えば重心）であ
る出力ベクトルyiのセツトＹ＝｛y1，y2，…，yN｝
とするとベクトル量子化ＱはSKのＹへのマツピ
ングとして次式にて定義される。
Ｑ：SK→Ｙ
ここで、
Si＝Q-1（yi）
＝｛XERK：Ｑ（ｘ）＝yi｝
N
∪i=1
Si＝SK，Si∩Sj＝０（ｉ≠ｊ）
ベクトル量子化Ｑは符号化Ｃと復号化Ｄの継続
接続として定義できる。符号化ＣをSKのＹのイ
ンデツクスセツトＪ＝｛１，２，…Ｎ｝へのマツ
ピングとすると、復号化ＤはＪのＹへのマツピン
グである。すなわち Ｃ：SK→Ｊ Ｄ：Ｊ→Ｙ Ｑ＝Ｄ・Ｃ である。
接続として定義できる。符号化ＣをSKのＹのイ
ンデツクスセツトＪ＝｛１，２，…Ｎ｝へのマツ
ピングとすると、復号化ＤはＪのＹへのマツピン
グである。すなわち Ｃ：SK→Ｊ Ｄ：Ｊ→Ｙ Ｑ＝Ｄ・Ｃ である。
今、カラー画像信号における並列に画面上の同
一画素を走査して得られるＲ，Ｇ，Ｂの各入力信
号系列をＭ個まとめてそれぞれＲ＝｛R1，R2，
…，RM｝，Ｇ＝｛G1，G2，…GM｝，Ｂ＝｛B1，B2，
…BM｝とする。更にこれを１ブロツクとして入
力ベクトルＸ＝｛R1，R2，…，RM，G1，G2，…，
GM，B1，B2，…BM｝＝｛x1，x2，…，xK｝とす
る。ここでＫ＝３・Ｍである。この入力ベクトル
Ｘの振幅分布に基づき最小歪となるように出力ベ
クトルyiのセツトＹを求める。これはカラー画像
信号の振幅確率密度のモデルを用いて最小歪とな
る分割と代表点（例えば重心）のセツトをクラス
タリングによつて決定すればよい。このとき、ベ
クトル量子化は入力ベクトルＸと最も近い距離に
ある（最小歪となる）出力ベクトルへの変換であ
る。
一画素を走査して得られるＲ，Ｇ，Ｂの各入力信
号系列をＭ個まとめてそれぞれＲ＝｛R1，R2，
…，RM｝，Ｇ＝｛G1，G2，…GM｝，Ｂ＝｛B1，B2，
…BM｝とする。更にこれを１ブロツクとして入
力ベクトルＸ＝｛R1，R2，…，RM，G1，G2，…，
GM，B1，B2，…BM｝＝｛x1，x2，…，xK｝とす
る。ここでＫ＝３・Ｍである。この入力ベクトル
Ｘの振幅分布に基づき最小歪となるように出力ベ
クトルyiのセツトＹを求める。これはカラー画像
信号の振幅確率密度のモデルを用いて最小歪とな
る分割と代表点（例えば重心）のセツトをクラス
タリングによつて決定すればよい。このとき、ベ
クトル量子化は入力ベクトルＸと最も近い距離に
ある（最小歪となる）出力ベクトルへの変換であ
る。
第３図にR1，G1，B1の３次元信号空間の場合
の入力ベクトルと出力ベクトルの関係を示す。３
つの信号の相関がある場合R1＝G1＝B1の主軸の
まわりに信号が分布するため、出力ベクトルが主
軸の近傍に集中して配列するベクトル量子化の効
果は大きい。
の入力ベクトルと出力ベクトルの関係を示す。３
つの信号の相関がある場合R1＝G1＝B1の主軸の
まわりに信号が分布するため、出力ベクトルが主
軸の近傍に集中して配列するベクトル量子化の効
果は大きい。
本発明に係るカラー画像信号のベクトル量子化
器の一実施例である符号化器の構成図を第４図
に、復号化器の構成図を第５図に示す。
器の一実施例である符号化器の構成図を第４図
に、復号化器の構成図を第５図に示す。
図中、１，２および３はそれぞれ赤、緑および
青の画像入力信号系列、８は入力ベクトルレジス
タ、９はコードテーブルアドレスカウンタ、１０
は出力ベクトルコードテーブルメモリ、１１は出
力ベクトルレジスタ、１２は並列減算器、１３は
並列絶対値演算器、１４は最大要素歪検出器、１
５は最小歪出力ベクトル検出器、１６はインデツ
クスストローブ信号、１７はインデツクス信号、
１８はインデツクスラツチ、１９は符号化出力信
号、２０は出力ベクトル分解レジスタ、２１，２
２および２３はそれぞれ赤、緑および青の画像出
力ベクトルである。
青の画像入力信号系列、８は入力ベクトルレジス
タ、９はコードテーブルアドレスカウンタ、１０
は出力ベクトルコードテーブルメモリ、１１は出
力ベクトルレジスタ、１２は並列減算器、１３は
並列絶対値演算器、１４は最大要素歪検出器、１
５は最小歪出力ベクトル検出器、１６はインデツ
クスストローブ信号、１７はインデツクス信号、
１８はインデツクスラツチ、１９は符号化出力信
号、２０は出力ベクトル分解レジスタ、２１，２
２および２３はそれぞれ赤、緑および青の画像出
力ベクトルである。
次に、第４図に示す符号化器の動作について説
明する。Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像入力信号系列は並列
に相関のあるＭ個のサンプルずつプロツク化さ
れ、入力ベクトルＸ＝｛R1，R2，…RM，G1，G2，
…GM，B1，B2，…BM｝＝｛x1，x2，…xK｝として
入力ベクトルレジスタ８へとり込まれる。この時
点において、コードテーブルアドレスカウンタ９
はｉ＝１，２，…Ｎまで順次カウントして、出力
ベクトルコードテーブルメモリ１０から出力ベク
トルのセツトＹを読み出す。入力ベクトルレジス
タ８にラツチされた入力ベクトルＸと出力ベクト
ルレジスタ１１に順次読み出される出力ベクトル
yiは各元毎に比較され並列減算器１２と並列絶対
値演算器１３で要素歪Dil＝｜yil−xl｜（ここでｌ
＝１，２，…，Ｋ）が算出される。最大要素歪検
出器１４では各元間の最大要素歪Di＝ Max ｌDilを
検出する。次に最小歪出力ベクトル検出器１５で
は出力ベクトルのセツトＹのうちで入力ベクトル
Ｘに最大要素歪Diが最小となる出力ベクトルを
検出する。すなわちミニマツクス近似において最
小歪Ｄの出力ベクトルを検出する。ここで Ｄ＝ Min ｉ〔 Max ｌ｜yil−xl｜〕 である。最小歪出力ベクトル検出器１５は最小歪
となる出力ベクトルを検出するとインデツクスス
トローブ信号１６をインデツクスラツチ１８に送
る。この時、コードテーブルアドレスカウンタ９
から最小歪出力ベクトルのインデツクス信号１７
がインデツクスラツチ１８にとり込まれ、これが
符号化出力信号１９となつて出力される。この符
号化出力信号１９が伝送あるいは記録され第５図
の復号化器で出力ベクトルとに変換される。
明する。Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像入力信号系列は並列
に相関のあるＭ個のサンプルずつプロツク化さ
れ、入力ベクトルＸ＝｛R1，R2，…RM，G1，G2，
…GM，B1，B2，…BM｝＝｛x1，x2，…xK｝として
入力ベクトルレジスタ８へとり込まれる。この時
点において、コードテーブルアドレスカウンタ９
はｉ＝１，２，…Ｎまで順次カウントして、出力
ベクトルコードテーブルメモリ１０から出力ベク
トルのセツトＹを読み出す。入力ベクトルレジス
タ８にラツチされた入力ベクトルＸと出力ベクト
ルレジスタ１１に順次読み出される出力ベクトル
yiは各元毎に比較され並列減算器１２と並列絶対
値演算器１３で要素歪Dil＝｜yil−xl｜（ここでｌ
＝１，２，…，Ｋ）が算出される。最大要素歪検
出器１４では各元間の最大要素歪Di＝ Max ｌDilを
検出する。次に最小歪出力ベクトル検出器１５で
は出力ベクトルのセツトＹのうちで入力ベクトル
Ｘに最大要素歪Diが最小となる出力ベクトルを
検出する。すなわちミニマツクス近似において最
小歪Ｄの出力ベクトルを検出する。ここで Ｄ＝ Min ｉ〔 Max ｌ｜yil−xl｜〕 である。最小歪出力ベクトル検出器１５は最小歪
となる出力ベクトルを検出するとインデツクスス
トローブ信号１６をインデツクスラツチ１８に送
る。この時、コードテーブルアドレスカウンタ９
から最小歪出力ベクトルのインデツクス信号１７
がインデツクスラツチ１８にとり込まれ、これが
符号化出力信号１９となつて出力される。この符
号化出力信号１９が伝送あるいは記録され第５図
の復号化器で出力ベクトルとに変換される。
次に第５図に示す復号化器の動作について説明
する。符号化出力信号１９は先ず、インデツクス
ラツチ１８にとり込まれる。インデツクスラツチ
１８ではこれを出力ベクトルコードテーブルアド
レスとして出力ベクトルコードテーブルメモリ１
０から対応する出力ベクトルを読み出す。以上の
手順にて読み出された最小歪出力ベクトルは出力
ベクトルレジスタ１１を経由して、出力ベクトル
分解レジスタ２０にて赤画像出力ベクトル２１、
緑画像出力ベクトル２２および青画像出力ベクト
ル２３に分解される。各チヤンネルの出力ベクト
ルはブロツキングを分解すればベクトル量子化さ
れた出力信号系列となる。
する。符号化出力信号１９は先ず、インデツクス
ラツチ１８にとり込まれる。インデツクスラツチ
１８ではこれを出力ベクトルコードテーブルアド
レスとして出力ベクトルコードテーブルメモリ１
０から対応する出力ベクトルを読み出す。以上の
手順にて読み出された最小歪出力ベクトルは出力
ベクトルレジスタ１１を経由して、出力ベクトル
分解レジスタ２０にて赤画像出力ベクトル２１、
緑画像出力ベクトル２２および青画像出力ベクト
ル２３に分解される。各チヤンネルの出力ベクト
ルはブロツキングを分解すればベクトル量子化さ
れた出力信号系列となる。
上記ベクトル量子化の符号化効率ηは、ブロツ
ク化するサンプル数Ｋ＝3M、出力ベクトル数Ｎ
＝2tとすれば η＝ｔ／Ｋ＝ｔ／3Mである。
ク化するサンプル数Ｋ＝3M、出力ベクトル数Ｎ
＝2tとすれば η＝ｔ／Ｋ＝ｔ／3Mである。
以上の如く本発明によるカラー画像信号のベク
トル量子化器では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チヤンネルの
画像信号を複数個のサンプルずつまとめてブロツ
ク化しベクトル量子化するので極めて高能率な符
号化が実現できる。
トル量子化器では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チヤンネルの
画像信号を複数個のサンプルずつまとめてブロツ
ク化しベクトル量子化するので極めて高能率な符
号化が実現できる。
なお以上はカラー画像信号の３チヤンネルの信
号成分としてＲ，Ｇ，Ｂを対象としたが、NTSC
方式等で扱われるＹ，Ｉ，Ｑ信号あるいはＹ，Ｙ
―Ｒ，Ｙ―Ｂ信号について異なる比率のサンプル
（例えば12：４：４）をまとめてブロツク化しベ
クトル量子化してもよい。
号成分としてＲ，Ｇ，Ｂを対象としたが、NTSC
方式等で扱われるＹ，Ｉ，Ｑ信号あるいはＹ，Ｙ
―Ｒ，Ｙ―Ｂ信号について異なる比率のサンプル
（例えば12：４：４）をまとめてブロツク化しベ
クトル量子化してもよい。
また最小歪の計算にミニマツクス近似をもちい
たが、ユークリツドノルムあるいは絶対値和を用
いてもよいことは勿論である。
たが、ユークリツドノルムあるいは絶対値和を用
いてもよいことは勿論である。
以上の如く、この発明によるカラー画像信号の
ベクトル量子化器では、３チヤンネルの信号成分
を複数サンプルずつまとめてブロツク化してベク
トル量子化するため極めて高能率の符号化が実現
できる効果がある。
ベクトル量子化器では、３チヤンネルの信号成分
を複数サンプルずつまとめてブロツク化してベク
トル量子化するため極めて高能率の符号化が実現
できる効果がある。
第１図は従来のカラー画像信号のスカラー量子
化器の構成図、第２図は従来のスカラー量子化器
の量子化特性の説明図、第３図はこの発明による
カラー画像ベクトル量子化の入出力ベクトルの関
係を示す説明図、第４図は本発明によるカラー画
像信号のベクトル量子化器の符号化器の一実施例
である構成図、第５図は同じく本発明によるカラ
ー画像信号のベクトル量子化器の復号化器の一実
施例である構成図である。 図中、１は赤画像入力信号系列、２は緑画像入
力信号系列、３は青画像入力信号系列、４はスカ
ラー量子化器、５は赤画像出力信号系列、６は緑
画像出力信号系列、７は青画像出力信号系列、８
は入力ベクトルレジスタ、９はコードテーブルア
ドレスカウンタ、１０は出力ベクトルコードテー
ブル、１１は出力ベクトルレジスタ、１２は並列
減算器、１３は並列絶対値演算器、１４は最大要
素歪検出器、１５は最小歪出力ベクトル検出器、
１６はインデツクスストローブ信号、１７はイン
デツクス信号、１８はインデツクスラツチ、１９
は符号化出力信号、２０は出力ベクトル分解レジ
スタ、２１は赤画像出力ベクトル、２２は緑画像
出力ベクトル、２３は青画像出力ベクトルであ
る。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
化器の構成図、第２図は従来のスカラー量子化器
の量子化特性の説明図、第３図はこの発明による
カラー画像ベクトル量子化の入出力ベクトルの関
係を示す説明図、第４図は本発明によるカラー画
像信号のベクトル量子化器の符号化器の一実施例
である構成図、第５図は同じく本発明によるカラ
ー画像信号のベクトル量子化器の復号化器の一実
施例である構成図である。 図中、１は赤画像入力信号系列、２は緑画像入
力信号系列、３は青画像入力信号系列、４はスカ
ラー量子化器、５は赤画像出力信号系列、６は緑
画像出力信号系列、７は青画像出力信号系列、８
は入力ベクトルレジスタ、９はコードテーブルア
ドレスカウンタ、１０は出力ベクトルコードテー
ブル、１１は出力ベクトルレジスタ、１２は並列
減算器、１３は並列絶対値演算器、１４は最大要
素歪検出器、１５は最小歪出力ベクトル検出器、
１６はインデツクスストローブ信号、１７はイン
デツクス信号、１８はインデツクスラツチ、１９
は符号化出力信号、２０は出力ベクトル分解レジ
スタ、２１は赤画像出力ベクトル、２２は緑画像
出力ベクトル、２３は青画像出力ベクトルであ
る。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
Claims (1)
- １ ３チヤンネルの信号系列からなるカラー画像
信号を各チヤンネル毎に複数個づつ合計Ｋ個（Ｋ
は複数）のサンプルをまとめブロツク化して入力
ベクトルＸとする入力ベクトルレジスタと、前記
入力ベクトルの信号空間SKを最小歪となる分割
と代表点すなわち出力ベクトルとして得られた出
力ベクトルのセツトを記憶した出力ベクトルコー
ドテーブルメモリと、前記出力ベクトルコードテ
ーブルメモリから順次読み出される出力ベクトル
のセツトの中で前記入力ベクトルとミニマツクス
近似において最小歪となる出力ベクトルを検出す
るミニマツクス演算器と、前記最小歪となる出力
ベクトルの前記出力ベクトルコードテーブルアド
レスを符号化出力信号とする符号化器と、前記符
号化出力信号をアドレス信号として復号用出力ベ
クトルコードメモリから対応する出力ベクトルを
読み出す復号化器と、前記復号化器からえられる
出力ベクトルを３チヤンネルの出力信号系列に分
解する出力ベクトル分解レジスタとを備えたこと
を特徴とするカラー画像信号のベクトル量子化
器。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57101704A JPS58219886A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | カラ−画像信号のベクトル量子化器 |
| DE3382796T DE3382796T2 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vorrichtung zur Zwischenbildkodierung. |
| DE8383105713T DE3382478D1 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vektor-groessenwandler. |
| EP83105713A EP0097858B1 (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vector quantizer |
| DE3382806T DE3382806T2 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vektorquantisierer |
| CA000430150A CA1212452A (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vector quantizer |
| EP91107886A EP0444717B1 (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Vector quantizer |
| EP90117175A EP0411675B1 (en) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Interframe coding apparatus |
| US06/503,473 US4558350A (en) | 1982-06-11 | 1983-06-13 | Vector quantizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57101704A JPS58219886A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | カラ−画像信号のベクトル量子化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58219886A JPS58219886A (ja) | 1983-12-21 |
| JPH0116074B2 true JPH0116074B2 (ja) | 1989-03-22 |
Family
ID=14307697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57101704A Granted JPS58219886A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-14 | カラ−画像信号のベクトル量子化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58219886A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205093A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | カラ−静止画像高能率符号化装置 |
| JPS61230586A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | カラ−画像信号適応ベクトル量子化器 |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP57101704A patent/JPS58219886A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58219886A (ja) | 1983-12-21 |
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