JPH0728407B2

JPH0728407B2 - フレーム間ベクトル量子化器

Info

Publication number: JPH0728407B2
Application number: JP63112602A
Authority: JP
Inventors: 篤道村上; 一博松崎; 敦伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH01284082A

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。

〔従来の技術〕

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。

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。

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。

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。

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,…,s_K］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。

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,
…,x_K］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。

（ただし、ｙｉ＝［yi₁,yi_Z,…,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。

|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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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,…,z_K］、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

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) ＴＨＥＢＥＬＬＳＹＳＴＥＭＴＥＣＨＮＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬ 60 〔７〕（1981．９）Ｐ．1633−1653

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。
【請求項２】前記ダイナミックベクトル量子化符号化部
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。