JPH077460B2 - ベクトル量子化装置 - Google Patents
ベクトル量子化装置Info
- Publication number
- JPH077460B2 JPH077460B2 JP61034590A JP3459086A JPH077460B2 JP H077460 B2 JPH077460 B2 JP H077460B2 JP 61034590 A JP61034590 A JP 61034590A JP 3459086 A JP3459086 A JP 3459086A JP H077460 B2 JPH077460 B2 JP H077460B2
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- quantizing
- quantized
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタル画像の高能率符号化におけるベクト
ル量子化装置に関するものである。
ル量子化装置に関するものである。
従来の技術 従来、画像の高能率符号化としてアダマール変換などの
直交変換がよく用いられる。一般の画像では隣接する画
素間に強い相関があるため、直交変換することによって
伝送量を減少させることが可能となる。第４図は画素の
標本値の確率密度分布と、ｎ個の標本値をｎ次直交変換
した結果得られる直交成分の１つ（Hi（ｉ＝1,2,……,
n））の確率密度分布を表している。この図のように直
交成分の分布は原点に集中しているため、第５図のよう
に原点を中心に細かく量子化代表値を持つ量子化を行う
ことにより、歪の少ない高能率符号化が行なわれる。
直交変換がよく用いられる。一般の画像では隣接する画
素間に強い相関があるため、直交変換することによって
伝送量を減少させることが可能となる。第４図は画素の
標本値の確率密度分布と、ｎ個の標本値をｎ次直交変換
した結果得られる直交成分の１つ（Hi（ｉ＝1,2,……,
n））の確率密度分布を表している。この図のように直
交成分の分布は原点に集中しているため、第５図のよう
に原点を中心に細かく量子化代表値を持つ量子化を行う
ことにより、歪の少ない高能率符号化が行なわれる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のように各直交成分毎に単独で量子化
する方法は、直交成分間の相関を利用していないため、
必ずしも能率的な量子化とはいえない。第６図は２つの
直交成分Hi,Hjの分布範囲を２次元的に表した図であ
る。このように直交成分間では一方の値が大きい場合に
はもう一方の値が小さいという負の相関を持つことが多
い。また第６図の〇印は第５図に示したようなHi,Hjの
量子化代表値を２次元的に表したものである。Hi,Hjは
独立に８個（３ビット）の量子化代表値を持つため、両
者で８×８＝64個（６ビット）の量子化代表値を持つ。
しかし第６図では64個の量子化代表値のうちHi,Hjの存
在範囲に含まれるのは35個しかなく、非常に無だな量子
化である。また従来の方法では量子化代表値の数は常に
２のべき乗（ビット）に限定されるため、第５図のよう
に原点について対称な量子化代表値を与えることができ
ない。従って１次元量子化においても最適な量子化は困
難となる。
する方法は、直交成分間の相関を利用していないため、
必ずしも能率的な量子化とはいえない。第６図は２つの
直交成分Hi,Hjの分布範囲を２次元的に表した図であ
る。このように直交成分間では一方の値が大きい場合に
はもう一方の値が小さいという負の相関を持つことが多
い。また第６図の〇印は第５図に示したようなHi,Hjの
量子化代表値を２次元的に表したものである。Hi,Hjは
独立に８個（３ビット）の量子化代表値を持つため、両
者で８×８＝64個（６ビット）の量子化代表値を持つ。
しかし第６図では64個の量子化代表値のうちHi,Hjの存
在範囲に含まれるのは35個しかなく、非常に無だな量子
化である。また従来の方法では量子化代表値の数は常に
２のべき乗（ビット）に限定されるため、第５図のよう
に原点について対称な量子化代表値を与えることができ
ない。従って１次元量子化においても最適な量子化は困
難となる。
本発明はかかる点に鑑み、能率的な量子化を可能とする
ベクトル量子化装置を提供することを目的とする。
ベクトル量子化装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は画像情報をｎ個ずつの画素のブロックに分割し
て各ブロック毎にｎ次直交変換を行う直交変換手段と、
前記直交変換手段によって得られるｎ個の直交成分を成
分毎に特定の量子化特性を有する量子化器で量子化する
第１量子化手段と、前記第１量子化手段によって得られ
るｎ個の量子化値をmi 個ずつのｌ組の集合に分割し、このｌ組の集合毎にmi次
元ベクトル量子化を行う第２量子化手段とを有し、前記
第２量子化手段によって得られる１ブロック当りｌ個の
量子化値を出力することを特徴とするベクトル量子化装
置である。
て各ブロック毎にｎ次直交変換を行う直交変換手段と、
前記直交変換手段によって得られるｎ個の直交成分を成
分毎に特定の量子化特性を有する量子化器で量子化する
第１量子化手段と、前記第１量子化手段によって得られ
るｎ個の量子化値をmi 個ずつのｌ組の集合に分割し、このｌ組の集合毎にmi次
元ベクトル量子化を行う第２量子化手段とを有し、前記
第２量子化手段によって得られる１ブロック当りｌ個の
量子化値を出力することを特徴とするベクトル量子化装
置である。
作 用 本発明は前記した構成により、第１量子化によって各直
交成分のビット数を小さくし、第２量子化によって直交
成分間でベクトル量子化するため、比較的容易にベクト
ル量子化が可能となる。またベクトル量子化を用いるこ
とにより、従来の量子化に比較して能率的な量子化が可
能となり、画質の向上や圧縮率の改善が可能となる。
交成分のビット数を小さくし、第２量子化によって直交
成分間でベクトル量子化するため、比較的容易にベクト
ル量子化が可能となる。またベクトル量子化を用いるこ
とにより、従来の量子化に比較して能率的な量子化が可
能となり、画質の向上や圧縮率の改善が可能となる。
実施例 第１図は本発明の実施例のブロック図を表している。第
１図の１は本装置の入力部分、２はｎ次直交変換器、３
〜８は第１量子化器、９〜11はベクトル量子化器、12は
本装置の出力部分である。
１図の１は本装置の入力部分、２はｎ次直交変換器、３
〜８は第１量子化器、９〜11はベクトル量子化器、12は
本装置の出力部分である。
第１図の装置ではまず入力部分１から入力されるｎ個の
標本値がｎ次直交変換器２で直交変換される。ｎ次直交
変換器２で得られるｎ個の直交成分は、それぞれ量子化
器３〜８へ入力されて第１量子化される。次に第１量子
化された直交成分はmi（１＝1,2,……,l）個ずつまとめ
てmi次元ベクトル量子化器９〜11へ入力されて第２量子
化される。そして第２量子化器９〜11から得られるｌ個
の量子化値が出力部分12へ出力される。
標本値がｎ次直交変換器２で直交変換される。ｎ次直交
変換器２で得られるｎ個の直交成分は、それぞれ量子化
器３〜８へ入力されて第１量子化される。次に第１量子
化された直交成分はmi（１＝1,2,……,l）個ずつまとめ
てmi次元ベクトル量子化器９〜11へ入力されて第２量子
化される。そして第２量子化器９〜11から得られるｌ個
の量子化値が出力部分12へ出力される。
以上のようにしてｎ個の標本値からｌ個のベクトル量子
化値が得られる。また各量子化器はメモリーを用いるこ
とによって簡単に装置化できる。
化値が得られる。また各量子化器はメモリーを用いるこ
とによって簡単に装置化できる。
ここで、本発明のより具体的なブロック図を第２図に示
す。第２図は８次アダマール変換を用いた高能率符号化
に適用した例である。
す。第２図は８次アダマール変換を用いた高能率符号化
に適用した例である。
第２図の13は本装置の入力部分、14は８次アダマール変
換器、15〜22は第１量子化を実行するためのROM、23〜2
5は第２量子化（ベクトル量子化）を実行するためのRO
M、26は本装置の出力部分である。
換器、15〜22は第１量子化を実行するためのROM、23〜2
5は第２量子化（ベクトル量子化）を実行するためのRO
M、26は本装置の出力部分である。
入力部分13から入力される８個の8bitsの標本値は、８
次アダマール変換器14に入力される。次に８次アダマー
ル変換器14によって得られる８個の11bitsの直交成分
は、それぞれROM15〜22に入力されて第１量子化され
る。第１量子化によって7bits〜3bitsに圧縮された各直
交成分のうちROM15の出力以外は、それぞれROM23〜25に
入力されて第２量子化（ベクトル量子化）される。以上
の２段の量子化によって合計32bitsの４個の量子化値が
得られ、出力部分26に出力される。
次アダマール変換器14に入力される。次に８次アダマー
ル変換器14によって得られる８個の11bitsの直交成分
は、それぞれROM15〜22に入力されて第１量子化され
る。第１量子化によって7bits〜3bitsに圧縮された各直
交成分のうちROM15の出力以外は、それぞれROM23〜25に
入力されて第２量子化（ベクトル量子化）される。以上
の２段の量子化によって合計32bitsの４個の量子化値が
得られ、出力部分26に出力される。
第２図の装置は以上のようにしてブロック当り64bitsの
情報を32bitsに圧縮できる。また第２量子化では、比較
的相関の高い直交成分をまとめてベクトル量子化するも
ので、ROM15の出力のように他の直交成分と相関の小さ
い直交成分はそのまま出力する。
情報を32bitsに圧縮できる。また第２量子化では、比較
的相関の高い直交成分をまとめてベクトル量子化するも
ので、ROM15の出力のように他の直交成分と相関の小さ
い直交成分はそのまま出力する。
次に第２量子化の具体例を第３図に示す。第３図は、従
来例の第６図と同じ２次元分布を持つ２つの直交成分の
分布範囲を表している。第３図の破線は本発明による第
１量子化の量子化代表値の位置を示している。この図で
はHi,Hj共に13個（4bits）ずつの量子化代表値を持って
おり、全部で13×13＝169個（8bits）の量子化代表値を
持つ。そしてこれらの代表値のうち〇印で表される64個
（6bits）の量子化代表値が第２量子化（ベクトル量子
化）の代表値として選ばれる。これによって第３図の量
子化では、第４図の量子化と同じ6bits（64個）の出力
であるにもかかわらず、非常に細く、歪の小さい量子化
が可能となることが明らかである。以上のように本発明
の量子化によって画質の大きな改善や、圧縮率の改善が
可能となる。また第３図の第２量子化は、入力（アドレ
ス）が４＋４＝8bitsで出力が6bitsの28×６＝1536bits
の容量のROMで装置化可能であり、非常に簡単に実現で
きる。同様に第２図に示した装置の第２量子化（ベクト
ル量子化）に必要なROMの総容量は、２（４＋４）×６
＋２（５＋５）×９＋２（４＋４＋３）×10＝31232bit
sであり、容易に実現可能である。
来例の第６図と同じ２次元分布を持つ２つの直交成分の
分布範囲を表している。第３図の破線は本発明による第
１量子化の量子化代表値の位置を示している。この図で
はHi,Hj共に13個（4bits）ずつの量子化代表値を持って
おり、全部で13×13＝169個（8bits）の量子化代表値を
持つ。そしてこれらの代表値のうち〇印で表される64個
（6bits）の量子化代表値が第２量子化（ベクトル量子
化）の代表値として選ばれる。これによって第３図の量
子化では、第４図の量子化と同じ6bits（64個）の出力
であるにもかかわらず、非常に細く、歪の小さい量子化
が可能となることが明らかである。以上のように本発明
の量子化によって画質の大きな改善や、圧縮率の改善が
可能となる。また第３図の第２量子化は、入力（アドレ
ス）が４＋４＝8bitsで出力が6bitsの28×６＝1536bits
の容量のROMで装置化可能であり、非常に簡単に実現で
きる。同様に第２図に示した装置の第２量子化（ベクト
ル量子化）に必要なROMの総容量は、２（４＋４）×６
＋２（５＋５）×９＋２（４＋４＋３）×10＝31232bit
sであり、容易に実現可能である。
なお、本実施例ではアダマール変換を用いて説明した
が、本発明はコサイン変換などその他全ての直交変換に
適応可能である。また本発明のベクトル量子化はメモリ
ーを用いて構成しているが、ロジック回路による実現も
可能である。更により画質を改善するために、第１量子
化を省略して直接ベクトル量子化することも可能であ
る。
が、本発明はコサイン変換などその他全ての直交変換に
適応可能である。また本発明のベクトル量子化はメモリ
ーを用いて構成しているが、ロジック回路による実現も
可能である。更により画質を改善するために、第１量子
化を省略して直接ベクトル量子化することも可能であ
る。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば第２量子化において
ベクトル量子化を行うので、従来例では利用されていな
かった量子化代表値まで利用できるため、画質と圧縮率
の大幅な改善が可能となる。また従来の量子化では各直
交成分に対する量子化代表値の数が２のべき数に限定さ
れていたが、本発明では任意の数を割りあてられるた
め、これによっても画質の改善がなされる。
ベクトル量子化を行うので、従来例では利用されていな
かった量子化代表値まで利用できるため、画質と圧縮率
の大幅な改善が可能となる。また従来の量子化では各直
交成分に対する量子化代表値の数が２のべき数に限定さ
れていたが、本発明では任意の数を割りあてられるた
め、これによっても画質の改善がなされる。
更に本発明のベクトル量子化器は第１量子化によって入
力ビット数が小さくなっているため、メモリーを用いて
簡単に実現でき、その実用的効果は大きい。
力ビット数が小さくなっているため、メモリーを用いて
簡単に実現でき、その実用的効果は大きい。
第１図は本発明における実施例のブロック図、第２図は
本発明のより具体的な実施例のブロック図、第３図は本
発明に用いるベクトル量子化の説明図、第４図は直交変
換の説明図、第５図は従来例の量子化の説明図、第６図
は従来例の量子化代表値の２次元分布図である。 ２……直交変換器、３……第１量子化器、９……ベクト
ル量子化器、14……アダマール変換器、23……ROM。
本発明のより具体的な実施例のブロック図、第３図は本
発明に用いるベクトル量子化の説明図、第４図は直交変
換の説明図、第５図は従来例の量子化の説明図、第６図
は従来例の量子化代表値の２次元分布図である。 ２……直交変換器、３……第１量子化器、９……ベクト
ル量子化器、14……アダマール変換器、23……ROM。
Claims (3)
- 【請求項１】画像情報をｎ（ｎは整数）個ずつの画素の
ブロックに分割して各ブロック毎にｎ次直交変換を行う
直交変換手段と、前記直交変換手段によって得られるｎ
個の直交成分を成分毎に特定の量子化特性を有する量子
化器で量子化する第１量子化手段と、前記第１量子化手
段によって得られるｎ個の量子化値をmi 個ずつのｌ組の集合に分割し、このｌ組の集合毎にmi次
元ベクトル量子化を行う第２量子化手段とを有し、前記
第２量子化手段によって得られる１ブロック当りｌ個の
量子化値を出力することを特徴とするベクトル量子化装
置。 - 【請求項２】直交変換手段としてアダマール変換手段を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベ
クトル量子化装置。 - 【請求項３】第１量子化手段によって得られるmi個の量
子化値を連結して得られる値をアドレスとし、このアド
レスで示される場所に前記mi個の量子化値をmi次元ベク
トル量子化した結果の量子化値を記憶しているメモリー
を用いてmi次元ベクトル量子化することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のベクトル量子化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034590A JPH077460B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | ベクトル量子化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034590A JPH077460B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | ベクトル量子化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191979A JPS62191979A (ja) | 1987-08-22 |
| JPH077460B2 true JPH077460B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=12418542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034590A Expired - Lifetime JPH077460B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | ベクトル量子化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077460B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0810932B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1996-01-31 | 日本電気株式会社 | 静止画像の符号化方法並びにその符号化装置及び復号化装置 |
| JP2521780B2 (ja) * | 1987-12-03 | 1996-08-07 | キヤノン株式会社 | 画像情報処理装置 |
| JP2817843B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1998-10-30 | キヤノン株式会社 | 画像符号化方法 |
| US5157743A (en) * | 1987-10-28 | 1992-10-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image information coding apparatus |
-
1986
- 1986-02-18 JP JP61034590A patent/JPH077460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子通信学会技術研究報告ＩＥ８５−７５（昭６０−１０−２５） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62191979A (ja) | 1987-08-22 |
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