JPH0810932B2 - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH0810932B2 JPH0810932B2 JP62241316A JP24131687A JPH0810932B2 JP H0810932 B2 JPH0810932 B2 JP H0810932B2 JP 62241316 A JP62241316 A JP 62241316A JP 24131687 A JP24131687 A JP 24131687A JP H0810932 B2 JPH0810932 B2 JP H0810932B2
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願発明は、静止画像信号の符号化方法並びにその方
法を実施する装置及びその方法で符号化された信号を復
号化する装置に関する。
法を実施する装置及びその方法で符号化された信号を復
号化する装置に関する。
（従来の技術） 従来のベクトル量子化は、入力の複数個の画素からな
るブロック内の振幅パターンと振幅パターンの統計的性
質を利用してあらかじめ用意されているコードテーブル
内に含まれるパターンとのパターンマッチングを利用し
実行していた。すなわち空間領域でのパターン処理であ
った。このようなベクトル量子化においては、山田芳郎
らの論文「画像信号を対象としたベクトル量子化器設
計」電子通信学会論文誌83/8 Vol.J66-B No.8 P965-972
に記載の方法などを用いることができる。また別に、画
像信号に対し一旦直交変換を行い変換領域での画像信号
を得てこれに対してベクトル量子化を行い量子化インデ
ックスを伝送し、受信側ではこのインデックスより変換
領域でのベクトルを再生しさらにこれに逆直交変換を実
行してもとの画像信号を得る、直交変換とベクトル量子
化を組合せた方式もある。この例としては相澤清晴らの
論文「離散的コサイン変換を用いた画像のベクトル量子
化」電子通信学会、画像工学研究会研究報告IE84-86 P6
5-71に記載のものがある。
るブロック内の振幅パターンと振幅パターンの統計的性
質を利用してあらかじめ用意されているコードテーブル
内に含まれるパターンとのパターンマッチングを利用し
実行していた。すなわち空間領域でのパターン処理であ
った。このようなベクトル量子化においては、山田芳郎
らの論文「画像信号を対象としたベクトル量子化器設
計」電子通信学会論文誌83/8 Vol.J66-B No.8 P965-972
に記載の方法などを用いることができる。また別に、画
像信号に対し一旦直交変換を行い変換領域での画像信号
を得てこれに対してベクトル量子化を行い量子化インデ
ックスを伝送し、受信側ではこのインデックスより変換
領域でのベクトルを再生しさらにこれに逆直交変換を実
行してもとの画像信号を得る、直交変換とベクトル量子
化を組合せた方式もある。この例としては相澤清晴らの
論文「離散的コサイン変換を用いた画像のベクトル量子
化」電子通信学会、画像工学研究会研究報告IE84-86 P6
5-71に記載のものがある。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のベクトル量子化においては、入力の複数個の画
素からなるブロック内の振幅パターンとあらかじめ用意
されたコードテーブルに納められている各種振幅パター
ンとのパターンマッチングによりベクトル量子化を実行
していた。ベクトル量子化を行うにあたり、１サンプル
あたり0.5ビット以下に圧縮符号化すると画質劣化が激
しいから、通常は少なくとも0.5ビット以上の情報を割
当てている。この場合に、例えば８サンプル×８サンプ
ルのブロックに対してベクトル量子化を実行しようとす
ると32ビットもの非常に大きなコードテーブルが必要に
なる。実際には、仮に4Mビット（1M語、４ビット／語）
の読み出し専用メモリ（ROM）が利用可能とし、出力ビ
ット数が４ビットで足りるとしても２の22乗個すなわち
およそ400万個のROMが必要となり、理屈の上ではコード
テーブルが実現されたとしてもハードウエアーの面から
見ると膨大な大きさになり非現実的であった。とくに空
間領域でのベクトル量子化では非現実的であった。
素からなるブロック内の振幅パターンとあらかじめ用意
されたコードテーブルに納められている各種振幅パター
ンとのパターンマッチングによりベクトル量子化を実行
していた。ベクトル量子化を行うにあたり、１サンプル
あたり0.5ビット以下に圧縮符号化すると画質劣化が激
しいから、通常は少なくとも0.5ビット以上の情報を割
当てている。この場合に、例えば８サンプル×８サンプ
ルのブロックに対してベクトル量子化を実行しようとす
ると32ビットもの非常に大きなコードテーブルが必要に
なる。実際には、仮に4Mビット（1M語、４ビット／語）
の読み出し専用メモリ（ROM）が利用可能とし、出力ビ
ット数が４ビットで足りるとしても２の22乗個すなわち
およそ400万個のROMが必要となり、理屈の上ではコード
テーブルが実現されたとしてもハードウエアーの面から
見ると膨大な大きさになり非現実的であった。とくに空
間領域でのベクトル量子化では非現実的であった。
前記の変換領域でのベクトル量子化では、周波数成分
を少しづつまとめてバンドを構成しこれに対してベクト
ル量子化を適用することで実現可能なコードテーブルに
おさめることも行われているが、この場合には直交変換
とベクトル量子化のハードウエアが必要である。いずれ
も同程度のハードウエア規模で実現されるが両方ともに
必要なため結構大きなものとなる。この従来例について
次に説明する。
を少しづつまとめてバンドを構成しこれに対してベクト
ル量子化を適用することで実現可能なコードテーブルに
おさめることも行われているが、この場合には直交変換
とベクトル量子化のハードウエアが必要である。いずれ
も同程度のハードウエア規模で実現されるが両方ともに
必要なため結構大きなものとなる。この従来例について
次に説明する。
第３図に示すように入力画像信号を定められた大きさ
のブロック毎に直交変換する。直交変換された信号は、
第２図Ａに示すようにブロックの左上が直流成分、つづ
いて低域成分、右下の方に行くに従って中、高域成分に
なっている。この直流成分から高域成分までの信号によ
り構成されているブロックの信号を、例えば第２図Ｂに
示すように定められたバンドグループ（帯域群）に分割
する。例えば、８サンプル×８サンプルのブロックの信
号を３つのバンドグループに分割すると１つのバンドグ
ループあたり20サンプル程度にでき１サンプルあたり平
均0.5ビットの情報を与えるとすれば10ビットのコード
テーブルを用意することにより、ベクトル量子化を実行
することができる。低ビットレート伝送の場合には、実
際には右下部分の高域の成分は最初から符号化の対象と
しない場合も多い。このバンドグループ数はとくに３個
に限るものではなく、伝送レートと要求される解像度に
よりほぼ定まる。
のブロック毎に直交変換する。直交変換された信号は、
第２図Ａに示すようにブロックの左上が直流成分、つづ
いて低域成分、右下の方に行くに従って中、高域成分に
なっている。この直流成分から高域成分までの信号によ
り構成されているブロックの信号を、例えば第２図Ｂに
示すように定められたバンドグループ（帯域群）に分割
する。例えば、８サンプル×８サンプルのブロックの信
号を３つのバンドグループに分割すると１つのバンドグ
ループあたり20サンプル程度にでき１サンプルあたり平
均0.5ビットの情報を与えるとすれば10ビットのコード
テーブルを用意することにより、ベクトル量子化を実行
することができる。低ビットレート伝送の場合には、実
際には右下部分の高域の成分は最初から符号化の対象と
しない場合も多い。このバンドグループ数はとくに３個
に限るものではなく、伝送レートと要求される解像度に
よりほぼ定まる。
第３図に戻る。直交変換された信号は、例えば３つの
バンドグループ0,1,2の帯域に分割される。バンドグル
ープに分割された直交変換係数は、それぞれのバンドの
ベクトル量子化器でベクトル量子化され、バンド毎のイ
ンデックス信号を出力し受信側に送る。受信側において
は、送信側から送られてきた各バンドのインデックス信
号に対して、逆ベクトル量子化を行いバンドグループ毎
の帯域分割された直交変換係数を再生する。各バンド毎
の逆ベクトル量子化器で再生された直交変換係数は、加
算器により加算合成されてもとの帯域分割する前の直交
変換係数にベクトル量子化の歪みが加わったものとな
る。加算器で合成された直交変換係数は、逆直交変換器
に送られ逆変換されて、空間領域の復号画像信号が再生
される。
バンドグループ0,1,2の帯域に分割される。バンドグル
ープに分割された直交変換係数は、それぞれのバンドの
ベクトル量子化器でベクトル量子化され、バンド毎のイ
ンデックス信号を出力し受信側に送る。受信側において
は、送信側から送られてきた各バンドのインデックス信
号に対して、逆ベクトル量子化を行いバンドグループ毎
の帯域分割された直交変換係数を再生する。各バンド毎
の逆ベクトル量子化器で再生された直交変換係数は、加
算器により加算合成されてもとの帯域分割する前の直交
変換係数にベクトル量子化の歪みが加わったものとな
る。加算器で合成された直交変換係数は、逆直交変換器
に送られ逆変換されて、空間領域の復号画像信号が再生
される。
（問題点を解決するための手段） 本願の第１の発明によれば、入力の画像信号に対し直
交変換を含む任意の変換方式の１つを用いて変換領域に
写像したあと該変換領域内の複数の成分をベクトル化し
てＮ個（Ｎは２以上の整数）のグループに帯域分割し、
各々のグループに対しクラスタリングを行って成分グル
ープ別に合計Ｎ個のコードテーブルを得、該コードテー
ブルの各々の中に含まれる変換領域での各ベクトルに対
して前記の変換の逆操作を行い前記コードテーブルに対
する空間領域へ逆写像することにより得られたＮ個のコ
ードテーブルを用いる帯域分割型ベクトル量子化によ
り、空間領域において複数個の画素からなるブロック単
位で画像信号を符号化する方法であって、入力の画像信
号に適用すべき、空間領域におけるＮ個のコードテーブ
ルの中の最大でＮ個のベクトル量子化インデックスをブ
ロック単位に出力することを特徴とする静止画像の符号
化方法が得られる。
交変換を含む任意の変換方式の１つを用いて変換領域に
写像したあと該変換領域内の複数の成分をベクトル化し
てＮ個（Ｎは２以上の整数）のグループに帯域分割し、
各々のグループに対しクラスタリングを行って成分グル
ープ別に合計Ｎ個のコードテーブルを得、該コードテー
ブルの各々の中に含まれる変換領域での各ベクトルに対
して前記の変換の逆操作を行い前記コードテーブルに対
する空間領域へ逆写像することにより得られたＮ個のコ
ードテーブルを用いる帯域分割型ベクトル量子化によ
り、空間領域において複数個の画素からなるブロック単
位で画像信号を符号化する方法であって、入力の画像信
号に適用すべき、空間領域におけるＮ個のコードテーブ
ルの中の最大でＮ個のベクトル量子化インデックスをブ
ロック単位に出力することを特徴とする静止画像の符号
化方法が得られる。
また本願の第２の発明によれば、入力の画像信号に対
し直交変換を含む任意の変換方式の１つを用いて変換領
域に写像したあと該変換領域内の複数の成分をベクトル
化してＮ個（Ｎは２以上の整数）のグループに帯域分割
し、各々のグループに対しクラスタリングを行って成分
グループ別に合計Ｎ個のコードテーブルを得、該コード
テーブルの各々の中に含まれる変換領域での各ベクトル
に対して前記の変換の逆操作を行い前記コードテーブル
に対する空間領域へ逆写像することにより得られたＮ個
のコードテーブルを用いる帯域分割型ベクトル量子化に
より、空間領域において複数個の画素からなるブロック
単位で画像信号を符号化する装置であって、入力の画像
信号を走査変換し、定められた大きさのブロックに分割
する手段と、該分割された画像信号に対して定められた
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の帯域に分割した帯域分割型
ベクトル量子化を実行し、Ｎ個のベクトル量子化インデ
ックスからなる第一の動画像信号を得る手段と、該第一
の画像信号であるＮ個のインデックスに対して可変長符
号化する手段と、該可変長符号化手段の出力を伝送路の
速度と整合を取るバッファーメモリーとを備えることを
特徴とする静止画像の符号化装置が得られる。
し直交変換を含む任意の変換方式の１つを用いて変換領
域に写像したあと該変換領域内の複数の成分をベクトル
化してＮ個（Ｎは２以上の整数）のグループに帯域分割
し、各々のグループに対しクラスタリングを行って成分
グループ別に合計Ｎ個のコードテーブルを得、該コード
テーブルの各々の中に含まれる変換領域での各ベクトル
に対して前記の変換の逆操作を行い前記コードテーブル
に対する空間領域へ逆写像することにより得られたＮ個
のコードテーブルを用いる帯域分割型ベクトル量子化に
より、空間領域において複数個の画素からなるブロック
単位で画像信号を符号化する装置であって、入力の画像
信号を走査変換し、定められた大きさのブロックに分割
する手段と、該分割された画像信号に対して定められた
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の帯域に分割した帯域分割型
ベクトル量子化を実行し、Ｎ個のベクトル量子化インデ
ックスからなる第一の動画像信号を得る手段と、該第一
の画像信号であるＮ個のインデックスに対して可変長符
号化する手段と、該可変長符号化手段の出力を伝送路の
速度と整合を取るバッファーメモリーとを備えることを
特徴とする静止画像の符号化装置が得られる。
さらに本願の第３の発明によれば、入力の画像に対し
直交変換を含む任意の変換方式の１つを用いて変換領域
に写像したあと該変換領域内の複数の成分をベクトル化
してＮ個（Ｎは２以上の整数）のグループに帯域分割
し、各々のグループに対しクラスタリングを行って成分
グループ別に合計Ｎ個のコードテーブルを得、該コード
テーブルの各々の中に含まれる変換領域での各ベクトル
に対して前記の変換の逆操作を行い前記コードテーブル
に対する空間領域へ逆写像することにより得られたＮ個
のコードテーブルを用いる帯域分割型ベクトル量子化に
より、空間領域であって複数個の画素からなるブロック
単位で符号化した画像信号を復号化する装置において、
伝送路を介して送信側から送られてきた信号の速度と復
号化の速度の整合を取るバッファーメモリーと、該バッ
ファーメモリーの出力を可変長復号化し帯域分割型ベク
トル量子化による各グループに対するＮ個のインデック
スを表わす第一の画像信号を再生する手段と、該第一の
画像信号であるＮ個のインデックスに対して逆ベクトル
量子化を行い出力をベクトル加算し、第二の画像信号を
形成する手段と、該第二の画像信号を逆走査変換する手
段とを備えることを特徴とする静止画像の復号化装置が
得られる。
直交変換を含む任意の変換方式の１つを用いて変換領域
に写像したあと該変換領域内の複数の成分をベクトル化
してＮ個（Ｎは２以上の整数）のグループに帯域分割
し、各々のグループに対しクラスタリングを行って成分
グループ別に合計Ｎ個のコードテーブルを得、該コード
テーブルの各々の中に含まれる変換領域での各ベクトル
に対して前記の変換の逆操作を行い前記コードテーブル
に対する空間領域へ逆写像することにより得られたＮ個
のコードテーブルを用いる帯域分割型ベクトル量子化に
より、空間領域であって複数個の画素からなるブロック
単位で符号化した画像信号を復号化する装置において、
伝送路を介して送信側から送られてきた信号の速度と復
号化の速度の整合を取るバッファーメモリーと、該バッ
ファーメモリーの出力を可変長復号化し帯域分割型ベク
トル量子化による各グループに対するＮ個のインデック
スを表わす第一の画像信号を再生する手段と、該第一の
画像信号であるＮ個のインデックスに対して逆ベクトル
量子化を行い出力をベクトル加算し、第二の画像信号を
形成する手段と、該第二の画像信号を逆走査変換する手
段とを備えることを特徴とする静止画像の復号化装置が
得られる。
（作用） 本願の発明は従来の直交変換とベクトル量子化を組合
せる考え方をさらに進めたものである。すなわち第１図
に示すプロセスによって直交変換とバンドグループへの
分割を考慮したベクトル量子化のコードテーブルをあら
かじめ作成しておいて、第４図に示すような各バンド毎
のベクトル量子化器のみで帯域分割したベクトル量子化
を実行しようとするものである。この原理について第１
図を用いて説明する。まずコードテーブルの作成方法に
ついて説明する。最初に画像信号を直交変換し変換係数
を定められたＮ個のバンドに分割し、各バンドグループ
毎の変換係数に対してベクトル量子化を行うための変換
領域におけるコードテーブルを作成する。コードテーブ
ルの作成に当たってはいわゆるLBGアルゴリズムなどが
使用される。そして得られたこのコードテーブルに対し
てその中に含まれる各ベクトル毎に逆直交変換を行い、
空間領域のベクトルからなるコードテーブルに変換す
る。変換領域のコードテーブルが例えば10ビットである
とすれば、1024種類のベクトルをもつ空間領域のコード
テーブルが得られる。このようにして作成した各バンド
グループに対応するコードテーブルを用いるベクトル量
子化器によれば、空間領域の画像信号に対して、第４図
に示すように、通常のベクトル量子化器を並列に使用す
るだけで第３図に示した直交変換とベクトル量子化の組
合せを容易に実行することができる。また受信側におい
ても送信側から送られてきた各バンド毎のインデックス
信号が空間領域で生成されたものなので、逆ベクトル量
子化器により逆変換するだけで各ハンドグループに対応
する空間領域の画像信号を復号することができる。そし
て復号された各バンドグループの画像信号を加算器で加
算合成することにより、全てのバンドグループの信号を
含んだ復号画像信号すなわちベクトル量子化による若干
の歪みを除けばもとの画像信号を得ることができる。こ
の原理について第４図を用いてさらに説明する。画像信
号入力ｆはバンドグループ0,1,2の３グループの成分の
みからなり、各バンドグループからは量子化インデック
スＫ0,K1,K2が各々出力されるものとする。
せる考え方をさらに進めたものである。すなわち第１図
に示すプロセスによって直交変換とバンドグループへの
分割を考慮したベクトル量子化のコードテーブルをあら
かじめ作成しておいて、第４図に示すような各バンド毎
のベクトル量子化器のみで帯域分割したベクトル量子化
を実行しようとするものである。この原理について第１
図を用いて説明する。まずコードテーブルの作成方法に
ついて説明する。最初に画像信号を直交変換し変換係数
を定められたＮ個のバンドに分割し、各バンドグループ
毎の変換係数に対してベクトル量子化を行うための変換
領域におけるコードテーブルを作成する。コードテーブ
ルの作成に当たってはいわゆるLBGアルゴリズムなどが
使用される。そして得られたこのコードテーブルに対し
てその中に含まれる各ベクトル毎に逆直交変換を行い、
空間領域のベクトルからなるコードテーブルに変換す
る。変換領域のコードテーブルが例えば10ビットである
とすれば、1024種類のベクトルをもつ空間領域のコード
テーブルが得られる。このようにして作成した各バンド
グループに対応するコードテーブルを用いるベクトル量
子化器によれば、空間領域の画像信号に対して、第４図
に示すように、通常のベクトル量子化器を並列に使用す
るだけで第３図に示した直交変換とベクトル量子化の組
合せを容易に実行することができる。また受信側におい
ても送信側から送られてきた各バンド毎のインデックス
信号が空間領域で生成されたものなので、逆ベクトル量
子化器により逆変換するだけで各ハンドグループに対応
する空間領域の画像信号を復号することができる。そし
て復号された各バンドグループの画像信号を加算器で加
算合成することにより、全てのバンドグループの信号を
含んだ復号画像信号すなわちベクトル量子化による若干
の歪みを除けばもとの画像信号を得ることができる。こ
の原理について第４図を用いてさらに説明する。画像信
号入力ｆはバンドグループ0,1,2の３グループの成分の
みからなり、各バンドグループからは量子化インデック
スＫ0,K1,K2が各々出力されるものとする。
また各インデックスＫ0,K1,K2に空間領域でのベクト
ル0，1，2が各々対応しているものとする。0＋
1＋2＝でかつは画像信号ｆをブロック化したと
きのブロック内画素により構成されるベクトルである。
ル0，1，2が各々対応しているものとする。0＋
1＋2＝でかつは画像信号ｆをブロック化したと
きのブロック内画素により構成されるベクトルである。
Ｑ（・）ベクトル量子化のオペレータ、 Ｑ-1（・）を逆オペレータとすると、0 ＝［Ｑ-1（Ｋ0）］1 ＝［Ｑ-1（Ｋ1）］ （１）2 ＝［Ｑ-1（Ｋ2）］ が成立する。
また直交変換のオペレータをＴその転置形をＴt、逆
オペレータをＴ-1とするとに対する２次元直交変換
は、 ＝Ｔ・・Ｔt （２） で定義される。ただしは変換領域のベクトルで通常そ
の成分は周波数を例にとると第２図Ａに示すようになっ
ている。したがって0，1，2がそれぞれのバンド
グループの任意のベクトルである。勿論これらの和 0＋1＋2はとなる。
オペレータをＴ-1とするとに対する２次元直交変換
は、 ＝Ｔ・・Ｔt （２） で定義される。ただしは変換領域のベクトルで通常そ
の成分は周波数を例にとると第２図Ａに示すようになっ
ている。したがって0，1，2がそれぞれのバンド
グループの任意のベクトルである。勿論これらの和 0＋1＋2はとなる。
また0 ＝Ｔ・0・Ｔt 1 ＝Ｔ・1・Ｔt （３）2 ＝Ｔ・2・Ｔt が成立する。
入力信号ベクトルからバンドグループ０におけるベ
クトル量子化においてたとえば誤差電力最小の意味で最
適なインデックスを見つける方法について以下に説明す
る。一般的にバンドグループ０内のベクトルをＫ′0で
表すと、この時の最適インデックスの探索はつぎのよう
になる。
クトル量子化においてたとえば誤差電力最小の意味で最
適なインデックスを見つける方法について以下に説明す
る。一般的にバンドグループ０内のベクトルをＫ′0で
表すと、この時の最適インデックスの探索はつぎのよう
になる。
このとき誤差電力をＰ0とすると、 Ｐ0＝［Ｑ-1（Ｋ′0）−］2 ＝｜（Ｑ-1（Ｋ′0）−0）−（1＋2）｜2 ＝［Ｑ-1（Ｋ′0）−0］2 −２［Ｑ-1（Ｋ′0）−0］・［1＋2］ ＋［1＋2］2 （４） となり、最終の式の第２項において、Ｑ-1（Ｋ′0）も
0もいずれもバンドグループ０の成分である。直交交
換により得られた成分は互いに独立であるので、異なる
成分間との相関はない。したがって異なるバンドグルー
プ間の相関もない。
0もいずれもバンドグループ０の成分である。直交交
換により得られた成分は互いに独立であるので、異なる
成分間との相関はない。したがって異なるバンドグルー
プ間の相関もない。
この結果 ［Ｑ-1（Ｋ′0）］・［1＋2］＝０ ［0］・［1＋2］＝０ となり、（４）式は、 Ｐ0＝［Ｑ-1（Ｋ′0）−0］2＋［1＋2］2 となる。何故ならば変換領域と空間領域でのコードテー
ブルの対応関係により、 Ｑ-1（Ｋ′0）＝′0 であり、かつ変換領域にて考えるとエルミート行列で
は、Ｔt＝Ｔ-1であることより、 ［′0］・［1］＝［Ｔ-1・′0・Ｔ］ ・［Ｔ-1・0・Ｔ］ ＝Ｔ-1・′0・1・Ｔ ＝０ からである。同様にこの時 Ｐ1＝［Ｑ-1（Ｋ′1）−1］2＋［2＋0］2 Ｐ2＝［Ｑ-1（Ｋ′2）−2］2＋［0＋1］2 を同時に実行する。
ブルの対応関係により、 Ｑ-1（Ｋ′0）＝′0 であり、かつ変換領域にて考えるとエルミート行列で
は、Ｔt＝Ｔ-1であることより、 ［′0］・［1］＝［Ｔ-1・′0・Ｔ］ ・［Ｔ-1・0・Ｔ］ ＝Ｔ-1・′0・1・Ｔ ＝０ からである。同様にこの時 Ｐ1＝［Ｑ-1（Ｋ′1）−1］2＋［2＋0］2 Ｐ2＝［Ｑ-1（Ｋ′2）−2］2＋［0＋1］2 を同時に実行する。
この結果、入力画像信号を帯域毎に0，1，2
と予め分割して各バンドグループ毎にベクトル量子化す
る必要はなくいきなりに対して各バンドグループ独自
にいわば並列にベクトル量子化をすれば誤差電力を最小
にするインデックスＫ0,K1,K2が同時にかつ独立に得ら
れることになる。したがってこの方法を用いると、空間
領域でのベクトル量子化、その逆量子化を行うだけで直
交変換とベクトル量子化を組合せた方式を実現でき、そ
の結果ハードウエアーを小型化することができ、非常に
有効である。
と予め分割して各バンドグループ毎にベクトル量子化す
る必要はなくいきなりに対して各バンドグループ独自
にいわば並列にベクトル量子化をすれば誤差電力を最小
にするインデックスＫ0,K1,K2が同時にかつ独立に得ら
れることになる。したがってこの方法を用いると、空間
領域でのベクトル量子化、その逆量子化を行うだけで直
交変換とベクトル量子化を組合せた方式を実現でき、そ
の結果ハードウエアーを小型化することができ、非常に
有効である。
（実施例） 第５図および第６図を参照しながら本願の第２の発明
の符号化装置の実施例を詳細に説明する。
の符号化装置の実施例を詳細に説明する。
第５図の線100を介して入力の画像信号は、走査変換
器１に供給される。走査変換器１は入力の画像信号を定
められた大きさのブロックに走査変換し線12を介してベ
クトル量子化器２に供給する。ベクトル量子化器２は、
第６図に示すように例えばＮ個のバンドグループに分割
して、それぞれのバンドグループ毎にベクトル量子化を
行うとする。このバンドグループの分割の仕方は第２図
Ｂに限定されない。ベクトル量子化器２は、第６図に示
すように例えばＮ個のベクトル量子化器により構成する
ことができる。たとえばベクトル量子化器20を低域のバ
ンドグループ０用、ベクトル量子化器21をバンドグルー
プ１用、ベクトル量子化器2iを中域のバンドグループｉ
用、ベクトル量子化器２（Ｎ−１）を高域のバンドグル
ープＮ−１用とする。各ベクトル量子化器のコードテー
ブルは、直交変換を行った信号からそれぞれのバンドの
信号を取り出し、各バンド毎に変換領域でベクトル量子
化のコードテーブルを作成し、このコードテーブル内の
各ベクトルを逆直交変換して空間領域に変換したベクト
ルからなるコードテーブルをあらかじめ作成しておいた
ものである。このようにすると空間領域の画像信号を空
間領域でのベクトル量子化器のみで直接帯域分割したベ
クトル量子化を行うことができる。走査変換器１から供
給されたブロック化された画像信号は、Ｎ個（Ｎは２以
上の整数）のベクトル量子化器20,21,…2i…２（Ｎ−
１）に供給される。ベクトル量子化器20は、走査変換器
１から供給された空間的な画像信号に含まれているバン
ドグループ０の低域成分の信号に対するベクトル量子化
を行う。ベクトル量子化器21は、画像信号に含まれてい
るバンドグループ１に対するベクトル量子化を行う。ベ
クトル量子化器2iは、画像信号に含まれている中域成分
のバンドグループｉに対するベクトル量子化を行う。ベ
クトル量子化器２（Ｎ−１）は、画像信号に含まれてい
る高域成分のバンドグループＮ−１に対するベクトル量
子化を行う。互いに異なるバンドグループにある成分ど
うしは他のバンドでの検出を妨害しないことは前述のと
うりである。それぞれのベクトル量子化器の出力である
各バンドグループのＮ個のインデックス信号は、線230,
231,…23i,…23（Ｎ−１）を介して可変長符号器３に供
給される。つぎに、可変長符号器３は、ベクトル量子化
器２から供給された各バンドグループのＮ個のインデッ
クス信号をハフマン符号などの能率のよい符号を用いて
可変長符号化しバッファーメモリー４に供給する。バッ
ファーメモリー４は、可変長符号器３から供給された可
変長符号を伝送路の速度との整合を取りながら線400を
介して伝送路に出力する。
器１に供給される。走査変換器１は入力の画像信号を定
められた大きさのブロックに走査変換し線12を介してベ
クトル量子化器２に供給する。ベクトル量子化器２は、
第６図に示すように例えばＮ個のバンドグループに分割
して、それぞれのバンドグループ毎にベクトル量子化を
行うとする。このバンドグループの分割の仕方は第２図
Ｂに限定されない。ベクトル量子化器２は、第６図に示
すように例えばＮ個のベクトル量子化器により構成する
ことができる。たとえばベクトル量子化器20を低域のバ
ンドグループ０用、ベクトル量子化器21をバンドグルー
プ１用、ベクトル量子化器2iを中域のバンドグループｉ
用、ベクトル量子化器２（Ｎ−１）を高域のバンドグル
ープＮ−１用とする。各ベクトル量子化器のコードテー
ブルは、直交変換を行った信号からそれぞれのバンドの
信号を取り出し、各バンド毎に変換領域でベクトル量子
化のコードテーブルを作成し、このコードテーブル内の
各ベクトルを逆直交変換して空間領域に変換したベクト
ルからなるコードテーブルをあらかじめ作成しておいた
ものである。このようにすると空間領域の画像信号を空
間領域でのベクトル量子化器のみで直接帯域分割したベ
クトル量子化を行うことができる。走査変換器１から供
給されたブロック化された画像信号は、Ｎ個（Ｎは２以
上の整数）のベクトル量子化器20,21,…2i…２（Ｎ−
１）に供給される。ベクトル量子化器20は、走査変換器
１から供給された空間的な画像信号に含まれているバン
ドグループ０の低域成分の信号に対するベクトル量子化
を行う。ベクトル量子化器21は、画像信号に含まれてい
るバンドグループ１に対するベクトル量子化を行う。ベ
クトル量子化器2iは、画像信号に含まれている中域成分
のバンドグループｉに対するベクトル量子化を行う。ベ
クトル量子化器２（Ｎ−１）は、画像信号に含まれてい
る高域成分のバンドグループＮ−１に対するベクトル量
子化を行う。互いに異なるバンドグループにある成分ど
うしは他のバンドでの検出を妨害しないことは前述のと
うりである。それぞれのベクトル量子化器の出力である
各バンドグループのＮ個のインデックス信号は、線230,
231,…23i,…23（Ｎ−１）を介して可変長符号器３に供
給される。つぎに、可変長符号器３は、ベクトル量子化
器２から供給された各バンドグループのＮ個のインデッ
クス信号をハフマン符号などの能率のよい符号を用いて
可変長符号化しバッファーメモリー４に供給する。バッ
ファーメモリー４は、可変長符号器３から供給された可
変長符号を伝送路の速度との整合を取りながら線400を
介して伝送路に出力する。
次に第７図および第８図を参照しながら本願の第２の
発明の復号化装置の実施例について詳細に説明する。送
信側から伝送路によって送られてきた可変長符号化され
た信号は、第７図の線500を介してバッファーメモリー
５に供給される。バッファーメモリー５は、送信側から
送られてきた可変長符号を伝送路の速度と復号化の速度
の整合を取りながら可変長復号器６に供給する。可変長
復号器６は、バッファーメモリー５から供給された可変
長符号を複合し、Ｎ個のインデックス信号を再生する。
可変長復号器６で再生されたＮ個のインデックス信号は
逆ベクトル量子化器７に供給される。逆ベクトル量子化
器７は、第８図に示すようにＮ個の逆ベクトル量子化器
70,71…7i…７（Ｎ−１）と加算器72によって構成され
ている。可変長符号器15から供給されたＮ個のインデッ
クス信号をＮ個の逆ベクトル量子化器70,71…7i…７
（Ｎ−１）によって逆変換し、空間領域において帯域分
割された信号を加算器72に供給する。加算器72は、Ｎ個
の逆ベクトル量子化器70,71…7i…７（Ｎ−１）から供
給された帯域分割されている空間領域の信号を加算しも
とのブロック化された画像信号を再生する。加算器72で
再生された画像信号は、線78を介して逆走査変換器８に
供給される。逆走査変換器８は、ブロック化された信号
をもとの走査に逆変換し復号器の出力として線80を介し
て出力する。
発明の復号化装置の実施例について詳細に説明する。送
信側から伝送路によって送られてきた可変長符号化され
た信号は、第７図の線500を介してバッファーメモリー
５に供給される。バッファーメモリー５は、送信側から
送られてきた可変長符号を伝送路の速度と復号化の速度
の整合を取りながら可変長復号器６に供給する。可変長
復号器６は、バッファーメモリー５から供給された可変
長符号を複合し、Ｎ個のインデックス信号を再生する。
可変長復号器６で再生されたＮ個のインデックス信号は
逆ベクトル量子化器７に供給される。逆ベクトル量子化
器７は、第８図に示すようにＮ個の逆ベクトル量子化器
70,71…7i…７（Ｎ−１）と加算器72によって構成され
ている。可変長符号器15から供給されたＮ個のインデッ
クス信号をＮ個の逆ベクトル量子化器70,71…7i…７
（Ｎ−１）によって逆変換し、空間領域において帯域分
割された信号を加算器72に供給する。加算器72は、Ｎ個
の逆ベクトル量子化器70,71…7i…７（Ｎ−１）から供
給された帯域分割されている空間領域の信号を加算しも
とのブロック化された画像信号を再生する。加算器72で
再生された画像信号は、線78を介して逆走査変換器８に
供給される。逆走査変換器８は、ブロック化された信号
をもとの走査に逆変換し復号器の出力として線80を介し
て出力する。
なお、バンドグループ毎のベクトル量子化器の数とし
ては、２個以上であればいくつ用いても構わない。すな
わち、バンドグループの分割数はその数にとくに制限は
ない。
ては、２個以上であればいくつ用いても構わない。すな
わち、バンドグループの分割数はその数にとくに制限は
ない。
（発明の効果） 以上詳しく説明したように、例えば８サンプル×８サ
ンプルのブロックに対してベクトル量子化をそのまま行
うと少なくとも30ビット以上のコードテーブルが必要に
なりハードウエアーが膨大な規模になり非現実的であっ
た。しかしながら、本願発明を用いて空間領域の信号を
複数の帯域に分割し、帯域毎にベクトル量子化を実行す
ると、コードテーブルを少なくとも10ビット程度あるい
は、それ以下で実現することができ非常に現実的であ
る。また、ハードウエアーサイズの面から見てもベクト
ル量子化器、逆ベクトル量子化器のみ帯域分割したベク
トル量子化を実現でき小型化を考えると非常に有効であ
る。このように本願発明を実用に供するとその効果は、
極めて大きい。
ンプルのブロックに対してベクトル量子化をそのまま行
うと少なくとも30ビット以上のコードテーブルが必要に
なりハードウエアーが膨大な規模になり非現実的であっ
た。しかしながら、本願発明を用いて空間領域の信号を
複数の帯域に分割し、帯域毎にベクトル量子化を実行す
ると、コードテーブルを少なくとも10ビット程度あるい
は、それ以下で実現することができ非常に現実的であ
る。また、ハードウエアーサイズの面から見てもベクト
ル量子化器、逆ベクトル量子化器のみ帯域分割したベク
トル量子化を実現でき小型化を考えると非常に有効であ
る。このように本願発明を実用に供するとその効果は、
極めて大きい。
第１図、第２図A,B、第３および第４図は本願発明の原
理を説明する図、第５図は本願の第２の発明の一実施例
を示すブロック図、第６図は第５図実施例におけるベク
トル量子化器の詳細な構成を示すブロック図、第７図は
本願の第３の発明の一実施例を示すブロック図、第８図
は第７図実施例における逆ベクトル量子化器の詳細な構
成を示すブロック図である。 １……走査変換器、２……ベクトル量子化器、３……可
変長符号器、４……バッファーメモリー、５……バッフ
ァーメモリー、６……可変長復号器、７……逆ベクトル
量子化器、８……逆走査変換器、20……ベクトル量子化
器０、21……ベクトル量子化器１、2i……ベクトル量子
化器ｉ、２（Ｎ−１）……ベクトル量子化器Ｎ−１、70
……逆ベクトル量子化器０、71……逆ベクトル量子化器
１、7i……逆ベクトル量子化器ｉ、７（Ｎ−１）……逆
ベクトル量子化器Ｎ−１、72……加算器。
理を説明する図、第５図は本願の第２の発明の一実施例
を示すブロック図、第６図は第５図実施例におけるベク
トル量子化器の詳細な構成を示すブロック図、第７図は
本願の第３の発明の一実施例を示すブロック図、第８図
は第７図実施例における逆ベクトル量子化器の詳細な構
成を示すブロック図である。 １……走査変換器、２……ベクトル量子化器、３……可
変長符号器、４……バッファーメモリー、５……バッフ
ァーメモリー、６……可変長復号器、７……逆ベクトル
量子化器、８……逆走査変換器、20……ベクトル量子化
器０、21……ベクトル量子化器１、2i……ベクトル量子
化器ｉ、２（Ｎ−１）……ベクトル量子化器Ｎ−１、70
……逆ベクトル量子化器０、71……逆ベクトル量子化器
１、7i……逆ベクトル量子化器ｉ、７（Ｎ−１）……逆
ベクトル量子化器Ｎ−１、72……加算器。
Claims (3)
- 【請求項１】入力の画像信号に対し直交変換を含む任意
の変換方式の１つを用いて変換領域に写像したあと該変
換領域内の複数の成分をベクトル化してＮ個（Ｎは２以
上の整数）のグループに帯域分割し、各々のグループに
対しクラスタリングを行って成分グループ別に合計Ｎ個
のコードテーブルを得、該コードテーブルの各々の中に
含まれる変換領域での各ベクトルに対して前記の変換の
逆操作を行い前記コードテーブルに対する空間領域へ逆
写像することにより得られたＮ個のコードテーブルを用
いる帯域分割型ベクトル量子化により、空間領域におい
て複数個の画素からなるブロック単位で画像信号を符号
化する方法において、入力の画像信号に適用すべき、空
間領域におけるＮ個のコードテーブルより各１個合計Ｎ
個のベクトル量子化インデックスをブロック単位に出力
することを特徴とする静止画像の符号化方法。 - 【請求項２】入力の画像信号に対し直交変換を含む任意
の変換方式の１つを用いて変換領域に写像したあと該変
換領域内の複数の成分をベクトル化してＮ個（Ｎは２以
上の整数）のグループに帯域分割し、各々のグループに
対しクラスタリングを行って成分グループ別に合計Ｎ個
のコードテーブルを得、該コードテーブルの各々の中に
含まれる変換領域での各ベクトルに対して前記の変換の
逆操作を行い前記コードテーブルに対する空間領域へ逆
写像することにより得られたＮ個のコードテーブルを用
いる帯域分割型ベクトル量子化により、空間領域におい
て複数個の画素からなるブロック単位で画像信号を符号
化する装置において、入力の画像信号を走査変換し、定
められた大きさのブロックに分割する手段と、該分割さ
れた画像信号に対して定められたＮ個（Ｎは２以上の整
数）の帯域に分割した帯域分割型ベクトル量子化を実行
し、Ｎ個のベクトル量子化インデックスからなる第一の
動画像信号を得る手段と、該第一の画像信号であるＮ個
のインデックスに対して可変長符号化する手段と、該可
変長符号化手段の出力を伝送路の速度と整合を取るバッ
ファーメモリーとを備えることを特徴とする静止画像の
符号化装置。 - 【請求項３】入力の画像信号に対し直交変換を含む任意
の変換方式の１つを用いて変換領域に写像したあと該変
換領域内の複数の成分をベクトル化してＮ個（Ｎは２以
上の整数）のグループに帯域分割し、各々のグループに
対しクラスタリングを行って成分グループ別に合計Ｎ個
のコードテーブルを得、該コードテーブルの各々の中に
含まれる変換領域での各ベクトルに対して前記の変換の
逆操作を行い前記コードテーブルに対する空間領域へ逆
写像することにより得られたＮ個のコードテーブルを用
いる帯域分割型ベクトル量子化により、空間領域におい
て複数個の画素からなるブロック単位で符号化した画像
信号を復号化する装置において、伝送路を介して送信側
から送られてきた信号の速度と復号化の速度の整合を取
るバッファーメモリーと、該バッファーメモリーの出力
を可変長復号化し帯域分割型ベクトル量子化による各グ
ループに対するＮ個のインデックスを表わす第一の画像
信号を再生する手段と、該第一の画像信号であるＮ個の
インデックスに対して逆ベクトル量子化を行い出力をベ
クトル加算し、第二の画像信号を形成する手段と、該第
二の画像信号を逆走査変換する手段とを備えることを特
徴とする静止画像の復号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241316A JPH0810932B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241316A JPH0810932B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6482875A JPS6482875A (en) | 1989-03-28 |
| JPH0810932B2 true JPH0810932B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=17072479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62241316A Expired - Lifetime JPH0810932B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810932B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077460B2 (ja) * | 1986-02-18 | 1995-01-30 | 松下電器産業株式会社 | ベクトル量子化装置 |
-
1987
- 1987-09-25 JP JP62241316A patent/JPH0810932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| テレビジョン学会誌、３９〔１０〕（１９８５）相澤他Ｐ．９２０−９２５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6482875A (en) | 1989-03-28 |
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