JPH0222982A

JPH0222982A - 静止画像伝送装置

Info

Publication number: JPH0222982A
Application number: JP63174001A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kikuchi; 菊地　浩昭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-25

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］本発明は静止画像伝送装置、特にテレビ会議又はテレビ
電話等の画像通信におけるベクトル量子化方法を適用し
た静止画像伝送装置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の画像通信に用い
られる画像伝送は、画像情報量が膨大であるのに対して
、送信時の回線速度及び送信コスト等の点から、送信用
画像情報量の削減（圧縮）をする圧縮符号化装置が実用
化されている。

なかでも、情報量の圧縮方法として、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、従来の静止画像伝送装置を図面に基づいて説明す
る。

第４図には木探索ベクトル量子化方法を適用した静止画
像伝送装置の基本的なブロック構成を示し、第５図には
従来の本探索ベクトル量子化部の詳細なブロック構成を
示す。

第４図および第５図において、ブロッキング部（１）は
、画像入力信号（１００）をＡ／Ｄ変換した後、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る。

一方、第６図に示すような本構造にベクトル信号のパタ
ーンを配列した場合、本探索ベクトル量子化部（２）は
、第５図に示されるように、４段（分節段数）木探索回
路（２１）、（２２）、（２３）、（２４）から成って
いる。　　　゛そして、−段目の本探索回路（２１）は
分節段の一段目のベクトルを記憶するコードブック（２
１０）、（２１１）と前記ベクトル信号（１０１）とコ
ードブック（２１０）、（２１１）からそれぞれ一つず
つ出力されるパターンベクトルとの歪み演算を次式のよ
うに行う歪み演算部（２１２）、（２１３）と、前記歪
み値が小さいパターンベクトルを選択する比較器（２１
４）と、前記比較器＜２１４）の出力信号に基づいて次
段（二段）のコードブックのアドレス信号（２１００）
を生成するコードブックアドレスレジスタ（２１５）と
、前記ベクトル信号（１０１）を次段（二段）の木探索
回路（２２０）への出力をコードブックアドレス信号（
２２００）の生成間にラッチするラッチ回路（２１６）
とから成っている。

そして、前記フードブック（２１０）、（２１１）は第
７図（ａ）に示されるようにベクトルがそれぞれ記憶さ
れる。各段の木探索回路（２２）、（２３）、（２４）
は前記−段目の本探索回路（２１）と同様の構成となっ
ている。

従って、第６図に示される最終段のパターンベクトル群
（ｙｏｏｏＧ””　ｙｆｉｌｌ）の中から前記ベクトル
信号（１０１）に最も近似するベクトルの選択を４段の
・比較演算でベクトルを選択することができ、その最終
コードブックアドレスをインデックスデータ（１０２）
として出力する。

例えば輝度情報にのみについて考えると、通常の画像情
報の符号化を画素単位で行う場合は１画素あたり８ビツ
ト必要であった。しかしながら、１ブロツクを４Ｘ４画
素で構成した場合、前述したようなベクトル童子化を行
った場合に、パターン番号のアドレスの４ビツト情報が
１ブロツクの情報となる。従って、１ブロツク（４Ｘ４
−１６画素）当り、８Ｘ１６−４−１２４ビツトの情報
の削減が可能となり非常に有為な効果を奏する。

そして、前記インデックスデータ（１０２）は、伝送バ
ッファ（３）に送出され、該伝送バッファ（３）に１フ
レームずつ記憶され、１フレーム毎に通信回線に送出さ
れる。

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、ブロッキング部（１
）にてＡ／Ｄ変換された後、ブロック化され、ベクトル
信号（１０１）に変換される。

そして、前記ベクトル信号（１０１）は本探索ベクトル
量子化部（２）にて以下のように量子化される。

まず、−股木探索回路（２１）にて前記ベクトル信号（
１０１）とコードブック（２１０）、（２１１）に記憶
されているベクトルｙｏ及びｙ　との歪み値ｄ。、ｄｌ
を歪み演算部（２１２）で次式のようにもとめる。

但し、　Ｘｉ：人力ベクトル信号Ｘの第ｉ成分Ｙｌ：パ
ターンベクトルＹの第１成分そして、比較器（２１４）にて歪み値ｄ。、ｄ、の比較
を行い小さい歪み値を与えるベクトルを選択し選択信号
（１０３）をコードブックアドレスレジスタ（２１５）
へ出力する。例えばｄ。

が小さいときにはコードブックアドレスレジスタ（２１
５）には“Ｏｏを送出する。

そして、コードブックアドレスレジスタ（２１６）にて
次段用のコードブックアドレスとして“００００”を出
力する。

次に、二段木探索回路（２２）にて、コードブック（２
２０）、（２２１）からそれぞれアドレス“ｏ　ｏ　ｏ
　ｏ”のベクトル、ｙｏｏ及びｙｏｌが歪み演算部（２
２２）、（２２３）へ出力される。

そして、前記歪み演算部（２２２）、（２２３）にて前
記ベクトル信号（１０１）との歪み値を計算し、三段目
用のベクトルレジスタが生成される。

以下同様に、三段本探索回路（２３）及び四段木探索回
路（２４）にて歪み演算比較を行い第４分節段のベクト
ル群の中から前記ベクトル信号（１０１）に一番近似す
るベクトルのアドレスが選択されインデックスデータ（
１０２）として、伝送バッファ（５）に送出され、１フ
レーム毎に一時記憶される。

次に、受信に付いて説明する。

通信回線より、前記インデックスデータ（１０２）を受
信し、復号化部（６）は、前記受信したインデックスデ
ータ（１０２）をアドレス情報とするコードブック（６
ａ）より、パターンベクトル信号を復号化信号（１０６
）として出力する。

このとき、受信部のコードブック（６ａ）には、最終段
（本例では４段目）のパターンベクトル群を有している
。

そして、復号化信号（１０６）をＤ／Ａ変換して再生信
号（１０７）を生成し、画像表示部に表示される。

［発明が解決しようとする課題］以上説明したように、従来の静止画像伝送装置は、送信
部はインデックスデータを伝送バッファにて１フレーム
分記憶し、通信回線に１フレーム毎にインデックスデー
タを送出し、受信部は、そのコードブックには最終段の
パターンベクトルを有しており、通信回線を介して受信
したインデックスデータを１フレ一ム分の全てのデータ
を受信した後に復号化表示を行うので、画像送信開始後
から表示までの時間がかかるという課通があった。

本発明に係る静止画像伝送装置は上記問題点を解決する
ために為されたものであり、画像データ送信開始から表
示までの時間を短縮することを目的とする。

［課題を解決するための手段］パターンベクトル信号を本構造に配したコードブックを
有するベクトル量子化回路を含む静止画像伝送装置にお
いて、送信部に、前記量子化回路より出力される前記各
インデックスデータＩ、を最上位ビットから所定のビッ
ト数でｍ個に分割し、分割インデックス（１，１，・・
・、■、　、Ｊ、ｄｌゝ　　　コ、ｄ２ゝ　　　　　　
Ｊ、ｄｌ・・・、Ｉｊ、ｄｌｌ）を生成するインデック
スデータ分割回路と、前記各分割インデックス（１，Ｉ
。

コ・ｄｌ’　　　ｊ・、２、・・・、Ｉｊ、ｄｉ、・・・、Ｉｊ、ｄｉ）を分
割段ごとに１フレ一ム分（ｎ個）ずつ記憶するｍ個の分
割インデックスメモリと、を設け、前記伝送制御回路は
、前記分割インデックスメモリから順に、すなわち、Ｉ
Ｉ　　　　・・・　■、　　・・・、■　　　！１、ｄ
ｌゝ　２．ｄｉ’　　　　Ｊ、ｄｌゝ　　　ｎ、ｄｌ’
　　１゜！　　　・・・　■　　　・・・、■　　　・
・・、Ｉｄ２ゝ　２．ｄ２ゝ　　　ｊ、ｄ２’　　　　
ｎ、ｄ２ゝ　　　ｊ。

ｄｌ、・・・　！。、ｄｍという順に分割インデックス
の読出し及び通信回線への送出を行い、受信部は、前記
分割インデックスを通信回線より受信し、受信した分割
インデックス毎に復号化画像の表示を行い、ｍ段階の復
号化で１静止画像の復号化および表示を行うことを特徴
とする。

［作用］以上説明したように、本発明に係る静止画像伝送装置は
、インデックスデータを任意のビットサイズで分割し、
上位ビットから数回に分けて送信し、受信側では各分割
した分割インデックス毎に符号化を行うように構成され
るので、画像送信開始後から最初の１段階目の絵が表示
されるまでの時間は従来の１／（分割段数）時間で表示
することができ、以後１／（分割段数）時間単位で更新
復号化表示される。

従って、最終的な静止画像の表示が行われるまでの所要
時間を変えることなしに段階的に表示を行うことができ
る。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の静止画像伝送装置の好適
な一実施例を説明する。

第１図（Ａ）には本発明に係る静止画像伝送装置の好適
な一実施例による送信側のブロック構成が示されており
、同図（Ｂ）には受信側のブロック構成が示されている
。

なお、図において、従来装置と同一部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。

本実施例の特徴事項は、送信側のインデックス分割送信
回路（１０）と、受信側におけるインデックス合成受信
回路（２０）である。

そして、前記インデックス分割送信回路（１０）は、イ
ンデックス！、を３個に分割し、分割インコデックス（Ｉ　　　　１．　　　１．）を生成するｊ・
ｄｌ’　　　　コ・ｄ２’　　　　コ、ｄ３インデック
ス分割回路（１１）と、前記分割インデックスを分割段
毎に記憶する３つのインデックスメモリ（１２ａ）、（
１２ｂ）、（１２ｃ）と、送信バッファ（３）及び前記
インデックスメモリ（１２ａ）、（１２ｂ）、（１２ｃ
）をそれぞれ制御する伝送制御回路（１３）と、からな
っている。

従って、送信側では、インデックスデータを分割し、分
割段ごとに分割インデックス（”　ｊ、ｄｌ、１．１．
）の送信することが可能となる。

Ｊ・ｄ２ゝ　Ｊ、ｄ３また、前記インデックス合成受信回路（２０）は、受信
した分割インデックスをそれぞれ分割段ごとに記憶する
インデックスメモリ（２１ａ）、（２ｌ　ｂ）、（２１
ｃ）と、前記分割インデックスの分割段（４段、８段、
１２段）に応じたパターンベクトルをそれぞれ記憶する
コードブックを有する復号化回路（２２ａ）、（２２ｂ
）、（２２Ｃ）と、受信バッファ（５）及び前記インデ
ックスメモリ　（２１ａ）、（２ｌ　ｂ）、（２１ｃ）
及び復号化回路（２２ａ）、（２２ｂ）、（２２Ｃ）を
それぞれ制御する制御回路（２３）と、からなっている
。

従って、前記インデックス合成受信回路（２０）によれ
ば、分割段数に応じて、画像データの復号化表示を容易
に行うことができる。

次に、動作について説明する。

パターンベクトルが第２図に示される１２段の２進本構
造に配列された本探索ベクトル量子化の例を説明する。

インデックスデータＩｊ　（１０２）が生成されるまで
の過程は、従来と同様であるので説明を省略する。

ここで、各インデックスデータＩｊ　（１０２）は、第
３図（Ａ）に示されるような１２ビツトの情報となり、
各ビット情報は分割段の第２図のパターンベクトルの履
歴になっている。

次に、前記インデックスデータ１．（１０２）は、イン
デックス分割送信回路（１０）に入力され、上位ビット
より４ビツトずつ分割され、３この分割インデックス（
１，１，Ｉ　　　）コ、ｄ１ゝ　　　コ、ｄ２ゝ　　　
ｊ、ｄ３（ｌｌｌａ）、（ｌｌｌｂ）、（１１１ｃ）が
生成される。

ここで、第３図（Ｂ）に示されるように、前記分割イン
デックス（Ｉｊ、ｄ、）　　（１１１ａ）は、前記イン
デックスデータ（１０２）の上位ビットより４ビツトま
でのビット情報であり、第４段のパターンベクトルのア
ドレスとなっている。

また、分割インデックス（Ｉ、、２）　　（１１ｌ　ｂ
）は、同様にインデックスデータＩｊ　（１０２）の５
ビツトから８ビツト情報であり、前記分割インデックス
（Ｉｊ、ｄｌ）　　（１１１ａ）と併用すれば、第８段
のパターンベクトルのアドレスとなる。

そして、分割インデックス（Ｉｊ、ｄａ）　　（１１１
Ｃ）は、同様にインデックスデータ１．（１０２）コの第９ビツトから第１２ビツトの情報であり、前記分割
インデックス（Ｉ　　　　Ｉ　　　）（１１１ｊ、ｄｉ
’　　ｊ、ｄ２ａ）、（１１ｌ　ｂ）と併用され、最終段（第１２段）
のパターンベクトルのアドレスとなる。

そして、前記分割インデックスは、それぞれ分割段ごと
に、対応するインデックスメモリ（１２ａ）、（１２ｂ
）、（１２ｃ）に記憶される。

すなわち、前記インデックスメモリ（１２ａ）に記憶さ
れる分割インデックス（１１２ａ）は、１フレーム当た
りの総ブロック数をｎとすると、Ｉ　　　！ｔ、ｄｔ、　２２，１、・・・　■ｊ、ｄｌ、・・・　
Ｉｎ、ｄｌとなる。

同様に、前記インデックスメモリ（１２ｂ）に記憶され
る分割インデックス（１１２ｂ）は、１、ｄ２’　　２
．ｄ２’　””　ｊ、ｄ２ゝ””　　Ｉｎ、ｄ２となり
ゝ前記インデックスメモリ（１２ｃ）に記憶される分割
インデックス（１１２ｃ）は、Ｉ　　　ＳＩ　　　　　ｌ’　　Ｉｊ、ｄｓ、…　！。

、ｄａとなる。

１、ｄａ　　　２．ｄ３ゝそして、制御回路（１３）は、送信バッファ（３）へ、
前記インデックスメモリ（１２ａ）から分割インデック
スを■１．ｄｌ”　２．ｄｌ、・・・■、　　　・・・
　　ＩＩＩ　　　　　・・・、Ｉ。

Ｊ、ｄｉゝ　　　　ｎ、ｄｌ’　　　１．ｄ２ゝ　　２
．ｄ２ゝ　　　　Ｊ。

・・・　　ＩＩＩ　　　　　　・・・　　Ｉｄ２ゝ　　
　　ｎ、ｄ２ゝ　　１．ｄ３ゝ　　２．ｄ３ゝ　　　　
ｊ、ｄ３ゝ・・・、Ｉｎ、ｄａという順に読出すととも
に、各分割インデックスの分割段の先頭を示すヘッダを
付加する。

従って、送信バッファ（３）から通信回線（４ａ）へ第
３図（Ｅ）に示されるように、　　１１１Ｉ　　　　・
・・　夏、　　・・・　■　　　２．１、ｄｌゝ　２．
ｄｌ’　　　　Ｊ、ｄｉゝ　　　ｎ、ｄｉゝ■■Ｊ、ｄ
２’　　　　ｎ、ｄ２’ １、ｄ２、２．ｄ２、…　１．　　・・・、！　　　３
、１、ｄ３’　　２．ｄ３’　””　　Ｉｊ、ｄ３’　
””　　Ｉｎ、ｄａというデータが送出される。

次に、受信時の動作について説明する。

通信回線（４ｂ）を介して、まず、分割インデックスＩ
Ｉｚ、ｄｌ゛２．ｄｌ゛””　ｊ、ｄｌ゛”°ゝＩｎ、ｄ
ｌを受信し、受信バッファに一時記憶する。

そして、前記インデックス合成受信回路（２ｏ）の制御
回路（２３）は、ヘッダ情報に基づいて、インデックス
メモリ（２１ａ）に受信した分割インデックスＩ　　　
、Ｉ　　　　・・・　１．　　・・・１、ｄｌ　　　　
　２．ｄｌゝ　　　　　　コ、ｄｌゝＩｎ、ｄｌを３己
憶する。

そして、前記４段目のパターンベクトルを有するコード
ブックを含む復号化回路（２２ａ）にて、パターンベク
トルの第４段の復号化が行われ、後処理部（７）にてＤ
／Ａ変換した後、再生表示される。

次に、分割インデックス’　１．ｄ２．１２．ｄ２、・
・・Ｉｊ、ｄ２、・・・　■。、ｄ２が、受信バッファ
（５）に受信され、上述のごとく、分割インデックス■
１．ｄ２、■２．ｄ２’　””　ｊ、ｄ２’　””　ｎ
、ｄ２は１インデツクスメそり（２ｌ　ｂ）に−時記憶
される。

そして、該分割インデックス１１　　．１、ｄ２ゝ　２
．ｄ２・・・、！、　　　・・・、Ｉｎ、ｄ２は、先に受信さ
れ、インＪ、ｄ２ゝデックスメモリ（２１ａ）に記憶された分割インデック
スＩＩ　　　　・・・、１．　　・・・１、ｄｌゝ　　
２．ｄ１ゝ　　　　　Ｊ、ｄｌゝ■□、、１と結合され
、復号化回路（２２ｂ）にて第８段のパターンベクトル
の復号化が行われ、Ｄ／Ａ変換された後、表示される。

同様に、分割インデックスＩｌ、ｄａ”　２．ｄ３’・
・・■、　、・・・、■。１，３は、先に受信された分
割インコ、ｄ３デックスと、結合され、最終段（第１２段）の復号化が
行われ、表示部（図示せず）には、精密な静止画像の表
示が行われる。

以上のように、本実施例によれば、３段階に分けてイン
デックスデータ（１０２）の送信を行い、受信側で段階
的に画像表示が行うので、画像送信開始後から最初の１
段階目の絵が表示されるまでの時間は従来の１／３時間
で表示することができ、以後１／３時間単位で精細な画
像を更新を復号化表示できる。

上記実施例では、インデックスデータを４ビツトずつ３
段に分割した例を示したが、インデックス合成受信回路
が１段から最終段までのコードブックを有していれば、
分割ビット数、分割段数を任意にできる。

また、上記実施例では、分割インデックスの先頭を示す
ヘッダを付加して送信する例を示したが、ブロック分割
数を予め送受信側で取り決めていれば、ヘッダなしでも
、同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、２進水の本探索ベクトル量子化
を用いた例を示したが、コードブック上のアドレスが多
進木構造で配列されたパターンベクトルのインデックス
データであっても、上記実施例と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よれば、静止画像送信開始
から第１段階画像データの再生時間を大巾に削減するこ
とが可能となり、使用者に画像の概要を短時間で伝える
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静止画像伝送装置の好適な１実施
例の送信部及び受信部のブロック図、第２図はフードブ
ックの２進本構造の説明図、第３図は分割インデックス
の説明図、第４図は従来の静止画像伝送装置のブロック
図、第５図は従来の探索ベクトル量子化部の説明図、第
６図及び第７図はコードブックの説明図である。図において、（２）は本探索ベクトル量子化部、（３）
は送信バッファ、（４ｇ）、　　（４ｂ）は通信回線、
（５）は受信バッファ、（６）は復号化部、（１０）は
インデックス分割送信回路、（１１）はインデックス分
割回路、（１２ａ）、　　（１２ｂ）、　　（１２ｃ）
はインデックスメモリ、（１３）は制御回路、（２０）
はインデックスデータ合成受信回路、（２１ａ）　、　
　（２ｌ　ｂ）、（２１Ｃ）はインデックスメモリ、（
２２ａ）、　　（２２ｂ）、　　（２２ｃ）は復号化回
路である。尚、図において同−符号同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】静止画像信号を読み込み、Ａ／Ｄ変換して画素信号を生
成し、該画素信号を所定の規則で複数個ずつまとめｎ個
のブロックを生成し、各ブロックｊに対応するベクトル
信号Ｖ＿ｊを生成するブロッキング回路と、予め木構造に配列されたパターンベクトル信号を複数個
記憶するコードブックと、各ブロックｊに対して、前記コードブックから前記ベク
トル信号Ｖ＿ｊに最も近似するパターンベクトル信号を
選択し、該選択されたパターンベクトルのコードブック
上のインデックスデータＩ＿ｊを出力するベクトル量子
化回路と、前記各インデックスデータＩ＿ｊを１フレーム分（ｎ個
）ずつ記憶し、１フレーム毎に前記各インデックスデー
タＩ＿ｊを通信回線に送出する伝送制御回路と、を有する送信部と、前記各インデックスデータＩ＿ｊを通信回線より受信し
、該受信したインデックスデータＩ＿ｊに対応するパタ
ーンベクトル信号をコードブックから読出し、ブロック
ｊの復号化ベクトル信号■＿ｊとして出力する復号化回
路、を有する受信部と、からなる静止画像伝送装置において、送信部に、前記量子化回路より出力される前記各インデックスデー
タＩ＿ｊを最上位ビットから所定のビット数でｍ個に分
割し、分割インデックス（Ｉ＿ｊ＿、＿ｄ＿１、Ｉ＿ｊ
＿、＿ｄ＿２、…、Ｉ＿ｊ＿、＿ｄ＿ｉ、…、Ｉ＿ｊ＿
、＿ｄ＿ｍ）を生成するインデックスデータ分割回路と
、前記各分割インデックス（Ｉ＿ｊ＿、＿ｄ＿１、Ｉ＿ｊ
＿、＿ｄ＿２、…、Ｉ＿ｊ＿、＿ｄ＿ｉ、…、Ｉ＿ｊ＿
、＿ｄ＿ｍ）を分割段ごとに１フレーム分（ｎ個）ずつ
記憶するｍ個の分割インデックスメモリと、を設け、前記伝送制御回路は、前記分割インデックスメモリから
順に、すなわち、Ｉ＿１＿、＿ｄ＿１、Ｉ＿２＿、＿ｄ
＿１、…、Ｉ＿ｊ＿、＿ｄ＿１、…、Ｉ＿ｎ＿、＿ｄ＿
１、Ｉ＿１＿、＿ｄ＿２…、Ｉ＿ｊ、＿ｄ＿２、…、Ｉ
＿ｎ＿、＿ｄ＿２、…、Ｉ＿ｊ＿、＿ｄ＿ｉ、…、Ｉ＿
ｎ＿、＿ｄ＿ｍという順に分割インデックスの読出し及
び通信回線への送出を行い、受信部は、前記分割インデックスを通信回線より受信し、受信した
分割インデックス毎に復号化を行いながら復号画像を表
示し、ｍ段階の復号化で１静止画像の復号化及び表示を
行うことを特徴とする静止画像伝送装置。