JPH01221084A - フレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置 - Google Patents

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〕 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
クトル量子化符号化復号化装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば昭和５８年度電子通信学会全国大会予稿
１１７５．村上ほか「ベクトル量子化方式フレーム間差
号化シミュレーション」に示された従来のフレーム間ベ
クトル量子化符号化復号化装置の構成を示すブロック図
であり、図において、１は入力画像信号系列１０１とフ
レーム間予測画像信号系列１０２との減算を行い、フレ
ーム間差分信号系列１０３を出力する減算器、２はベク
トル量子化符号化復号化部で、上記フレーム間予測画像
信号系列１０３および符号化制御パラメータ１０９を入
力して、符号化データ１０４および復号フレーム間差分
信号系列１０５を出力するものである。

また、３は上記フレーム間予測画像信号系列１０２と上
記復号フレーム間差分信号系列１０５とを加算する加算
器で、復号画像信号系列１０６を出力する。

４はこの復号画像信号系列１０６にフレーム遅延を与え
て、上記フレーム間予測画像信号系列を形成するフレー
ムメモリである。

５は上記符号化データ１０４を入力して可変長符号化デ
ータ１０７を出力する可変長符号化部、６はこの可変長
符号化データ１０７を入力して。

符号化制御指示信号１０８および送信データ１１０を出
力する速度平滑化のための送信バッファである。

７は上記符号化制御指示信号１０８を入力して。

符号化制御パラメータ１０９を上記ベクトル量子化符号
化復号化部２に出力する符号化制御部である。

上記ベクトル量子化符号化復号化部２は第７図に示すよ
うに構成されており１図において、２４は上記フレーム
間差分信号系列１０３を入力して。

分離された平均値２０１．振幅利得２０２および正規ベ
クトル３０１を出力する平均値分離正規化部である。

１０は複数個の正規化出力ベクトル２１１を記憶してい
る読み出し専用のコードブック、２５は正規化ベクトル
３０１の歪みが最小となるように正規化出力ベクトル２
１１を選択して正規化出力ベクトルのインデックス２０
９を出力するベクトル量子化符号化器である。

１４は符号化制御パラメータ１０９、平均値２０１、振
幅利得２０３を入力して、ブロック識別データ２０４を
出力するブロック識別部である。

１５は符号化制御パラメータ１０９．平均値２０１を入
力して、平均値符号化データ２０５を出力する平均値符
号化器である。

１６は符号化制御パラメータ１０９、振幅利得２０３を
入力して振幅利得符号化データ２０６を出力する振幅利
得符号化器である。

１７はブロック識別データ２０４．平均値符号化データ
２０５を入力して、復号された平均値２０７を出力する
平均値符号化器である。

１８はブロック識別データ２０４と振幅利得符号化デー
タ２０６を入力して、復号された振幅利得２０８を出力
する振幅利得復号化器である。

上記ブロック識別データ２ｏ４．平均値符号化データ２
０５．振幅利得符号化データ２０６、インデックス２０
９は上記符号化データ１０４となって、第６図の可変長
符号化部５に送出される。

２６はインデックス２０９およびフードブック１０から
出力される正規化出力ベクトル２１１とを入力して、選
択された出力ベクトル３０２を出力するベクトル量子化
復号化器、２７はこの出力ベクトル３０２を入力して、
復号フレーム間差分信号系列１０５を出力する振幅再生
平均値加算部である。

次に動作について説明する。入力画像信号系列１０１は
減算器１によってフレーム間予測画像信号系列１０２を
減算し、フレーム間差分信号系列１０３に変換される。

このフレーム間差分信号系列１０３は原信号に比べ、信
号全体のパワーが小さくなっているため、同一の符号化
量にて符号化誤差のより小さい符号化が可能である。

このフレーム間差分信号系列１０３を後述するベクトル
量子化符号化復号化部２において、高能率符号化復号化
し、符号化データ１０４と復号フレーム間差分信号系列
１０５とを得る。

加算器３において、前記フレーム間予測画像信号系列１
０２と復号フレーム間差分信号系列１０５とを加算して
復号画像信号系列１０６を得る。

この復号画像信号系列１０６をフレームメモリ４に記憶
し、所定のフレーム時間だけ遅延を与えて、次フレーム
符号化のためのフレーム間予測画像信号系列１０２を形
成する。

一方、符号化データ１０４は可変長符号化部５において
、適当な可変長符号データ（符号語）に変換され、送信
バッファ６に記憶された後、速度平滑化され、一定の速
度で送信データ１１０として送出される。

また、送信バッファ６では、１フレーム分の符号量の総
和を符号化制御指示信号１０８（以下、符号化情報発生
量という）として求め、符号化制御部７へ供給する。

符号化制御部７はこの符号化情報発生量１０８と、外部
からの指示により固定的に選択される符号化速度、再生
画質などの符号化モード信号とに基づいて、ベクトル量
子化符号化復号化部２にて使用される符号化制御パラメ
ータ１０９を適応的に制御する。

ベクトル量子化符号化復号化部２における高能率符号化
復号化動作について、第７図により説明する。ベクトル
量子化すべき入力信号はフレーム間差分信号系列１０３
である。このフレーム間差分信号系列１０３は平均値分
離正規化部２４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が施される。

ブロック化された入力信号系列を１＝（５１゜ｔ、、−
−、ｉｘ）（ｋ＝ｍ１Ｘｍ、、ｍ、、ｍ、ｌｉ自然数）
で表すと、平均値分離正規化処理は例えば次式にて記述
される。

振幅利得二ｇ＝〔Σ（ｓ４Ｍ）”）” １＋１ 平均値分離正規化：　ｘ４＝（ｔ　１−ｍ）／ａ上記過
程を通して得られるすべての正規化ベクトル！　＝［Ｘ
ｍｍ　　Ｘｍｍ　”””ｔ　　ＸＫ）　３０１は、に次
元信号空間の単位超球面上に分布するので、平均値分離
正規化前の入力ベクトル上を直接ベクトル量子化する場
合に比べて、ベクトル量子化効率を向上させる効果が得
られる。

この正規化ベクトル基に対する量子化代表点として定義
される複数個の正規化出力ベクトルｌユ２１１をあらか
じめ、コードブック１０に記憶しておく。

この正規化出力ベクトルｌ」は、 なる条件にて正規化されたものである。ベクトル量子化
符号器２５では、正規化ベクトル基との歪みが最小とな
る正規化出力ベクトルｌ、を選択し。

この正規化出力ベクトルを識別するためのインデックス
１２０９を出力する。すなわち、次式の演算を実行する
。

歪ｄ　＝：　ｄ　（Ｘ　、１ａ）＝Σ（Ｘ＋　　ｙｓｔ
＞”またはｊ儒１ Σ　ＩＸ＋　　ｙｚ＋ｌ Ｊ−１＝　（：ｊ　Ａｔ　ｔ　’／　ＪＬｚ　＋・・・
・・・ｙ、に〕は正規化出力ベクトル、 （Ｙ）”　（１１，１２＝　・・・・・・ｔｉｎｔ　・
・・・・・、ＬＮ　）はコードブック ベクトル量子化Ｑ：Ｑ（１）”−Ｌ＋ ただし、ｄ　（王、１＋）＜ｄ（基、ｙ北）（Ｖｚ４ｉ
） 一方、前記分離された平均値ｍ２０１と振幅利得ｇ２０
３はそれぞれ平均値符号化器１５と振幅利得符号化器１
６により独立に高能率化される。

この平均値符号化器１５にて用いられるスカラ量子化器
の量子化ビット数、量子化幅などの符号化特性は符号化
制御パラメータ１０９に基づき適応制御される。

また、前記平均値ｍ　２０１　、振幅利得ｇ２０３はブ
ロック識別部１４において、符号化制御パラメータ１０
９とともにブロック識別のために用いられる。

すなわち、符号化制御パラメータ１０９に対応づけられ
たしきい値Ｔｈとの大小比較が次式にしたがって実行さ
れ、ブロック識別データヤ２０４が決定される。

１ｍｌくＴｈかつｇ＜Ｔｈ・・・・・・ν＝０（無効ブ
ロック）１ｍｌ＞Ｔｈまたはｇ）Ｔｈ・・・・・・ν＝
１（有効ブロック）この有効ブロックについては、ブロ
ックに対応する平均値符号化データ２０５、振幅利得符
号化データ２０６、インデックス２０９、かつブロック
識別データ２０４とともに符号化データ１０４として出
力される。

さらに、平均値符号化器１７、振幅利得復号化器１８を
通して復号化された平均値ｍ２０７、振幅利得２０８ｇ
、およびベクトル量子化復号器２６において、コードブ
ック１０から読み出された前記インデックス２０９に対
応する正規化出力ベクトルＬＬ３０２を用いて振幅再生
平均値加算部２７において、以下の局部復号動作が実行
され、復号フレーム間差分信号１０５からなる復号ベク
トル上が得られる。

ｉｊ＝ｇ°ｙ＋１＋ｍ 無効ブロックに対しては、ブロックのフレーム間差分信
号値をすべて０として扱う。したがって。

出力される符号化データ１０４はブロック識別データ２
０４のみでよく、平均値符号化データ２０５、振幅利得
符号化データ２０６、インデックス２０９は伝送する必
要がない。

また、平均値復号化器１７と振幅利得復号化器１８にお
いて、復号された平均値ｍ２０７および振幅利得ｇ２０
８をともにＯとして出力することにより、復号ベクトル
上は、 土＝　（０，Ｏ，・・・・・・、Ｏ） にて与えられる。

〔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符号化復号化装置は以
上のように構成されているので、入力画像の性質の変化
に対応した適応符号化処理を効果的に行うことが困難で
あり、また、再生画品質向上のためにブロック識別しき
い値を小さくした場合、情報発生量が極度に増加するな
どの問題点があった。

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、フレーム間ベクトル量化最における入出力ベ
クトル間の波形歪みを一定値以下に抑えることができ、
波形歪みに対するしきい値を変化させることにより符号
化情報発生量と再生画品質広範囲に適応制御でき、かつ
入力画像の局所的性質に依存したコードブックを符号化
しながら生成・更新することができるフレーム間ベクト
ル量子化符号化復号化装置を得ることを目的とする。

また、この発明の別の発明は、フレーム間ベクトル量子
化における有効ブロックの発生を抑えることができ、符
号化情報発生量を低減させることができるフレーム間ベ
クトル量子化符号化復号化装置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符号化復号化
装置は、フレーム間符号化ループのベクトル量子化符号
化復号化部において、複数のコードブックを有する内積
ベクトル量子化符号化器を設けるかフレーム間差分信号
系列をベクトル化して平均値分離正規化処理と量子化を
行う平均値分離正規化部とベクトル量子化符号化器とを
設けたものである。

また、この発明の別の発明に係るフレーム間ベクトル量
子化符号化復号化装置は、フレームメモリの出力段にフ
レーム間差分信号系列をベクトル化して初段ベクトル量
子化復号信号系列と初段ベクトル量子化符号化データを
出力する初段ベクトル量子化符号化復号化部を設けたも
のである。

〔作用〕 この発明におけるベクトル量子化符号化復号化部の内積
ベクトル量子化符号化器はベクトル量子化符号化過程で
算出される波形歪みがしきい値より大きいときは平均値
分離された入力ベクトルをスカラ量化して伝送するとと
もに、正規化処を施してコードブック順次記憶し、出力
ベクトルとして以後の符号化処理に利用し、かつ時刻と
ともにベクトル量子化に用いられるコードブックの内容
を入力画像の性質に適応して逐次ダイナミックに更新す
るか、あるいはフレーム間差分信号系列を平均値分離正
規化部でベクトル化して平均値分離正規化処理を行い、
ベクトル量子化符号化器で正規化ベクトルの量子化処理
を行い、この量子化処理過程で最小歪みを取り出して振
幅利得を荷重した値に基づいてコードブックの内容を逐
次更新する。

また、この発明の別の発明においては、初段ベクトル量
子化符号化復号化部で、入力画像信号系列を入力ベクト
ル化し、フレームメモリからのフレーム間予測画像信号
系列で複数のコードブロックから出力ベクトルを読み出
して入力ベクトルをベクトル量子化し、この量子化処理
過程で得られる最小歪みが量子化しきい値を越えると入
力ベクトルの初段平均値を求めて補間してコードブック
の内容を更新するとともに補間初段平均値を初段ベクト
ル量子化復号系列として出力し、かつ初段平均値を付加
した出力ベクトル識別のための初段インデックスに付加
して初段ベクトル量子化符号化データを出力する。

〔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
図において、８はフレーム間差分信号系列１０３を入力
して、平均値分離入力ベクトル２０２および平均値２０
１を出力する平均値分離器、９はこの平均値分離入力ベ
クトル２０２、正規化出力ベクトル２１１．符号化制御
パラメータ１０９を入力して、平均値分離入力ベクトル
２０２、インデックス２０９を出力する内積ベクトル量
子化符号化部である。

１０は従来のコードブック１０と同一の第１のコードブ
ック、１１は随時書込み、読出し可能な第２のコードブ
ックで、それぞれ正規化出力ベクトル２１１を出力し、
第２のコードブック１１には正規化入力ベクトル２１０
が入力される。

１２は上記平均値分離入力ベクトル２０２を入力して、
スカラ量子化値２１２を出力するとともに、サンプルご
とにスカラ量子化された平均値分離入力ベクトル２１４
を出力する。

１３は正規化回路で、上記スカラ量子化器１２から出力
される平均値分離入力ベクトル２１４を入力して、第２
のコードブック１１に正規化入力ベクトル２１０を出力
する。

１９は第１のセレクタで、内積ベクトル量子化符号化器
９から出力されるインデックス２０９と。

スカラ量子化器１２から出力されるスカラ量子化値２１
２を入力して、ベクトル符号化データ２１３を出力する
。

２０は第２のセレクタで、このベクトル符号化データ２
１３を入力して、インデックス２０９とスカラ量子化値
２１２を出力する。

２１は振幅利得復号化器１８から出力される振幅利得２
０８とインデックス２０９および正規化出力ベクトル２
１１を入力して、選択された正規化出力ベクトル２１６
を出力する内積ベクトル量子化復号化器である。

２２は第２のセレクタ２０から出力されるスカラ量子化
値２１２を入力して、サンプルごとにスカラ量子化され
た平均値分離入力ベクトル２１４を出力するスカラ量子
化復号化器である。

２３は正蔑化出力ベクトル２１６と平均値分離入力ベク
トル２１４を入力して、復号フレーム間差分信号系列１
０５を出力する平均値加算器である。その他の構成は第
７図と同様に構成されており、この第１図はこの発明に
よるフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置のベク
トル量子化符号化復号化部の構成を示すものであり、第
６図におけるベクトル量子化符号化復号化部２に対応し
、したがって、その他の部分は第６図と同様である。

次に動作について説明する。第６図で示した減算器１よ
り供給されるフレーム間差分信号系列１０３は平均値分
離器８に入力され、ブロック（ベクトル）化される。

この平均値分離器８ではベクトル化された入力信号系列
上の平均値ｍ２０１が分離され、平均値分離入力ベクト
ル−２２０２が出力される。この過程では１次式で表さ
れる。

入力信号系列：１＝〔ε１．ε２．・・・・・・、ε８
〕平均値分離入力 ベクトル：　Ｚｊ＝（εｒｍ）＋ ２＝　（２１，２，、・・・・・・、ＺＫ〕内積ベクト
ル量子化符号化器９において、前記平均値分離入力ベク
トルＺ２０２と第１のコードブック１０および第２のコ
ードブック１１に記載された正規化出力ベクトルｙ１と
の内積演算が行われ、この内積が最大となる正規化出力
ベクトル’Ｉｔを検出し、そのときの最大内積値が振幅
利得ｇとして、近似的に与えられる。すなわち、次式の
処理を通して、振幅利得ｇ２０３とインデックス１２０
９が同時に得られる。

内積　：　（Ｚｙ　ｙｚ）　＝（Σ　Ｚｊ＋’／息ｊ）
最大内積：（Ｚ＋　ｙ＋）＞ＣＺｓ　ム）（Ｖｚ４ｉ）
振幅利得：　ｇ＝（Ｚｔ　ｙす＝ＩＺｌ　・ｌｙ＋Ｉｃ
ｏｓ（１１＝ｌ　Ｚ　１ｃｏｓθ。

Ｚ１＝〔Σ　Ｚげ〕１／２ 前記振幅利得ｇはゼロ以上の数値に制限しておく。

二二で、前記平均値分離入力ベクトル２の大きさ＋２１
および前記最大内積により、近似される振幅利得ｇを用
いて、ベクトル量子化による形波歪みＤを次式にて定義
する・ Ｄ＝（Ｉ又Ｉ”−ｇ”）１／２ 第２図に平均値分離入力ベクトル基、正規化出力ベクト
ルｙＩ、振幅利得ｇ、波形歪みＤの関係を示す。波形歪
みＤと符号化制御パラメータ１０９により指定される許
容歪みしきい値ＴＤとの大小比較の結果に基づき、符号
化処理は以下の２通りの場合に振り分けられる。

処理Ｉ　：　Ｄ　＜、　Ｔｏのとき、 上記過程で得られた振幅利得ｇ２０３とインデックス１
２０９がそのまま出力される。

処理…：　Ｄ　＞　Ｔ　ｏのとき、 上記振幅利得ｇ２０３の値を頁の一定値（例えば、−１
）にして出力するとともに、前記平均値分離入力ベクト
ル基２０２をスカラ量子化器１２に供給する。

このスカラ量子化器１２は前記平均値分離入力ベクトル
２２０２をサンプルごとに符号化制御パラメータ１０９
により指定された量子化特性にしたがって量子化し、ス
カラ量子化された前記平均値分離入力ベクトル−２２１
４と、ｋ個のスカラ量子化値２１２が出力される。

前記スカラ量子化された平均値分離入力ベクトルＩ２１
４は正規化回路１３にて、以下の正規化処理を受け、正
規化入力ベクトル基２１０に変換される。

八　　　　　　　　に　　　△ １左１＝〔Σ　ｚ　、２　）　ｉ／２ この正規化入力ベクトル基２１０は第２のコードブック
１１の所定のアドレス上に書き込まれ、以上の内積ベク
トル量子化符号化処理における正規化出力ベクトルｌ」
として読み出される。

前記所定のアドレスはゼロ番地からスタートし、前記書
込み動作にしたがって順次カウントアツプされ、最終番
地を越えた時点でゼロ番地にリセットされるように制御
される。

ブロック識別部１４．平均値符号化器１５、振幅利得符
号化器１６、平均値復号化器１７、振幅利得復号化器１
８は第７図で示した従来例と同一の動作を実行する。

また、第１のセレクタ１９には、前記インデックス２０
９または前記に個のスカラ量子化値２１２および振幅利
得復号化器１８から復号された振幅利得２０８が入力さ
れ、この復号化された振幅利得２０８が０以上のときは
インデックス２０９を、０未滴のときはに個のスカラ量
子化値２１２をそれぞれ選択して、ベクトル符号化デー
タ２１３を出力する。

したがって、符号化データ１０４としては、ブロック識
別部１４から出力されるブロック識別データν２０４が
１、すなわち、有効ブロックを示すときは、このブロッ
ク識別データ２０４、平均値符号化データ２０５、振幅
利得符号化データ２０ｄ、ベクトル符号化データ２１３
が出力される。

また、ブロック識別データν２０４が０．すなわち、無
効ブロックを示すときは、このブロック識別データν２
０４のみが出力される。

第２のセレクタ２０には、復号された振幅利得ｇ２０８
と前記ベクトル符号化データ２１３が入力される。この
復号化された振幅利得ｇ２０８が０以上のときは、ベク
トル符号化データ２１３をインデックス２０９として内
積ベクトル量子化復号化器２１に供給し、０未満のとき
は前記に個のスカラ量子化値２１２として、スカラ量子
化復号化器２２に供給する。

内積ベクトル量子化復号化器２１では、振幅利得復号化
器１８からの復号された振幅利得ｇ２０８をインデック
ス２０９に対応して、第１のコードブック１０と第２の
コードブック１１から読み出されて選択された正規化出
力ベクトル１１に乗じて振幅再生された出力ベクトルｇ
ｚユ２１６を得る。

なお、スカラ量子化復号化器２２では、に個のスカラ量
子化値２１２と、符号化制御パラメータ１０９より指定
される量子化特性に基づき、スカラ量子化復号化動作を
実行し、スカラ量子化された平均値分離入力ベクトルＩ
２１４を得る。

平均値加算器２３では、振幅再生された出力ベクトルｇ
　−７１２１６またはスカラ量子化された平均値分離入
力ベクトル−２２１４に平均値復号化器１７から供給さ
れる復号された平均値ｍ２０７を加算することにより、
すなわち、次式の演算を実行することにより、復号フレ
ーム間差分信号１０５からなる復号ベクトル１が求めら
れる。

前記ブロック識別データν２０４がＯのときは、従来を
同様にして、前記複合ベクトル上は、土＝　（０，Ｏ，
・・・・・・、０〕 にて与えられる。

この実施例では、フレーム間ベクトル量子化における入
出力ベクトル間の波形歪みを一定値以下に抑制でき、波
形歪みに対するしきい値を変化させることにより符号化
情報発生量と再生画品質を広範囲に適応できる。

また、入力画像の局所的性質に依存したコードブックを
符号化しながら生成更新することができる。

上記実施例では、フレーム間ベクトル量子化符号化復号
化装置のベクトル量子化符号化復号化部において、波形
歪みに基づき逐次更新されるコードブックを用いて内積
ベクトル量子化を行う場合を示したが、従来と同様に、
平均値分離正規化ベクトル量子化を行い、量子化過程で
得られる最小歪みに振動利得を荷重した値に基づきコー
ドブックを逐次更新する手段を用いてもよい。

また、フレームメモリ４の出力段にこのフレームメモリ
４の所定のアドレス上から切り出されるブロック画像か
らなる複数個の出力ベクトルと。

所定のレベルの均一パターンからなる複数個の出力ベク
トルと、過去の入力画像信号系列の複数サンプルごとの
平均値パターンからなる複数個の出力ベクトルを用いて
、入力画像信号系列を直接ベクトル量子化する量子化符
号化復号化部を備えた多段ベクトル量子化構成をとって
もよい。

第３図はこの多段ベクトル量子化構成に基づくフレーム
間ベクトル量子化符号化復号化装置のブロック図であり
、図において、３０は初段ベクトル量子化符号化復号化
部で入力画像信号系列１０１を符号制御パラメータ１０
９とともにフレームメモリ４から読み出されるフレーム
間予測画像信号系列１０２で水平サンプル、垂直サンプ
ルごとにブロック化して初段ベクトル量子化復号信号系
列１２１を減算器１と加算器３に出力し、かつ初段ベク
トル量子化符号化データ１２０として可変長符号化部５
に出力するようになっている。その他の構成は第６図と
同様である。

この初段ベクトル量子化符号化復号化部３０の詳細なブ
ロック構成は第４図に示されており、図において、３４
は入力画像信号系列１０１と第３ないし第５のブロック
コード３１〜３３から読み出される複数の正規化出力ベ
クトルが入力され、初段インデックス１２２、入力画像
信号系列１０１、出力ベクトル１２４を出力する初段ベ
クトル量子化器である。

上記第３のコードブック３１は初段ベクトル量子化器３
４において、第３図のフレームメモリ４の所定のアドレ
ス上から切り出される複数個のブロックから得られるダ
イナミック出力ベクトルを記憶した随時書込み、読出し
可能なものである。

また、第４のコードブック３２は均一レベルからなる複
数個の固定値出力ベクトルを記憶した読出し専用であり
、フレＬム間予測画像信号系列１０２が入力される。

第５のコードブック３３は複数個の平均値を補間した出
力ベクトル１２５を記憶した書込み読出し可能なもので
ある。

３５は平均値演算部で、最小歪みＤｓが初段ベクトル量
子化しきい値よりも大きい場合は２次元画像サンプル配
列上の小ブロックごとに平均値を求めて、初段平均値１
２３を出力するもので、この初段平均値を補間した出力
ベクトル１２５が上記第５のコードブック３３、第３の
セレクタ３６に出力するようにしている。

第３のセレクタ３６はインデックス１２２が特殊符号で
ないときは補間された出力ベクトル１２５を初段ベクト
ル量子化復号信号系列１２１として出力し、初段インデ
ックス１２２が特殊符号の場合には、出力ベクトル１１
２４を初段ベクトル量子化復号信号系列１２１として出
力するものである。

第５図（ａ）は初段ベクトル量子化の処理単位となるブ
ロックの大きさの関係を示し、初段のブロックサイズは
ｎ、Ｘｎ２＝１６Ｘ１６であり、第５図（ｂ）は次段ベ
クトル量子化の処理単位となるブロックの大きさの関係
を示し１次段のブロックサイズはｍＬＸｍ、＝４Ｘ４で
ある。

次に、初段ベクトル量子化符号化復号化部３０の動作を
第４図について説明する。初段ベクトル量子化器３４は
入力画像信号系列１０１をブロック化して得られる入力
ベクトル Ｓ　＝（Ｓｉｔ　Ｓａｔ　・・””ｅ　Ｓ　ｒ　）ｒ　
”　ｎ　１　Ｘ　ｎ　ｚ　（ｎ　ｔ　ｓ　ｎ　ｔはｍｔ
、ｍ、の倍数）と第３〜第５のコードブック３１〜３３
から読み出される複数個の出力ベクトル土９との歪みを
求め、最小歪みを与える出力ベクトル１ｐを探索する。

この歪みＤｓは例えば１次式にて定義される。

この最小歪みＤｓが所定の初段ベクトル量子化しきい値
よりも小さい場合には、前記選択された出力ベクトルＵ
を識別するための初段インデックス１２２を出力する。

また、前記最小歪みＤｓが初段ベクトル量子化しきい値
よりも大きい場合は、入力ベクトル内の複数のサンプル
ごと、すなわち、２次元画像サンプル配列上の小ブロッ
クごとに、平均値演算部３５に入力され、初段平均値１
２３が求められるとともに、初段インデックス１２２に
特殊符号が割り当てられる。

この初段平均値１２３からなるベクトルは前記入力ベク
トルと同一次元数となるように補間され。

補間されたベクトル１２５となって、第５のコードブッ
ク３３に記憶される。

第５のコードブック３３は補間されたベクトル１２５を
複数個記憶し、この補間されたベクトル１２５が第５の
コードブック３３に入力されるごとに、時間的に最も過
去に記憶されたものと置き換えることにより、逐次更新
される。

また、第４のコードブック３２には、フレームメモリに
記憶された過去の復号画像信号系列の所定の位置のブロ
ックを切り出すことにより得られる複数の出力ベクトル
が記憶される。この記憶内容はフレームメモリの内容と
ともに更新される。

第３のコードブック３１には、所定のレベルの均一のパ
ターンからなる複数個の出力ベクトルが予め記憶されて
いる。

上述のようにして、平均値演算部３５で初段インデック
ス１２２に特殊符号が割り当てられたとは、出力ベクト
ルｓ’ｐ１２４を第３のセレクタ３６の切り換えにより
選択されて、初段ベクトル量子化復号化信号系列１２１
として出力される。

また、初段インデックス１２２に特殊符号が割り当てら
れないときには、補間されたベクトル１２５が第３のセ
レクタ３６により選択されて、初段ベクトル量子化復号
化信号系列１２１として出力される。

この初段インデックス１２２が特殊符号のときは、前記
複数個の初段平均値１２３を付加して、初段インデック
ス１２２を初段ベクトル量子化符号化データ１２０とし
て出力する。

この第３図および第４図の実施例では、フレーム間ベク
トル量子化における有効ブロックの発生を抑えることが
でき、符号情報発生量を低減させる効果がある。

また、第１図の第２のコードブック１１、第４図の第５
のコードブック３３において、所定のベクトルが入力さ
れるたびに書込みアドレスを順次１番地ずつカウントア
ツプし、この書込みアドレスが上限の最終番地を越えた
時点でリセットする２３に制御することにより、第２の
コードブック１１、第５のコードブック３３を逐次更新
する手段を用いることもできる。

このようにすることにより、第２のコードブック１１、
第５のコードブック３３において符号化すべき入力ブロ
ックに対して時間的に最も新しい過去の入力ブロックに
基づき生成された有限個の出力ベクトルを常時記憶する
ことができる６〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、内積ベクトル量子化
符号化器によりベクトル量子化符号化過程で得られる歪
形歪みに基づき入力ベクトルをスカラ量化してコードブ
ックを更新してその内容を以後の符号化処理において出
力ベクトルに利用してベクトル量子化を行うか、あるい
は量子化過程で得られる最小ひずみに振幅利得を荷重し
た値に基づきコードブックを逐次更新して符号化データ
と復号フレーム間差分信号系列を得るように構成したの
で、フレーム間ベクトル量子化における入出力ベクトル
間の波形歪みを一定値以下に抑制でき、波形歪みに対す
るしきい値を変化させることにより、符号化情報発生量
と再生品質を広範囲に適応できる。

さらに入力画像の局所的性質に依存したコードブックを
符号化しながら生成更新することができる。

またこの発明の別の発明によれば、フレームメモリの出
力段に初段ベクトル量子化符号化部を設けてフレームメ
モリの所定アドレスから切り出されるブロック画像から
なる出力ベクトルと均一パターンの出力ベクトルと過去
の入力画像信号系列のサンプルごとの平均パターンの出
力ベクトルとから入力画像信号系列をベクトル量子化し
て初段ベクトル量子化符号信号系列と初段ベクトル量子
化符号化データとを出力するように構成したので、フレ
ーム間ベクトル量子化における有効ブロックの発生を抑
えることができ、符号化情報発生量を低減させる効果が
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
量子化符号化復号化装置のベクトル量子化符号化復号化
部の構成を示すブロック図、第２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符号化復号化装置の
ベクトル量子化符号化復号部の動作説明に用いる説明図
、第３図はこの発明の他の実施例による多段ベクトル量
子化構成のフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置
のブロック図、第４図は第３図のフレーム間ベクトル量
子化符号化復号化装置における初段ベクトル量子化符号
化復号化部の構成を示すブロック図、第５図（ａ）は第
４図の実施例における多段ベクトル量子化を実行すると
きの初段ブロックの大きを示す説明図、第５図（ｂ）は
第４図の実施例における多段ベクトル量子化を実行する
ときの次段のブロックの大きさを示す説明図、第６図は
従来のフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置のブ
ロック図、第７図は第６図のフレーム間ベクトル量子化
符号化復号化装置におけるベクトル量子化符号化復号化
部のブロック図である。 １は減算器、２は第２段ベクトル量子化符号化復号化部
、３は加算器、４はフレームメモリ、５は可変長符号化
部、６は送信バッファ、７は符号化制御部、３０は初段
ベクトル量子化符号化復号化部、３４は初段ベクトル量
子化器、３５は平均値演算部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第２図 第４図 第　５　図 ｎ１ｘ　　ｎ２　＝　１６ｘ１６ ｍ＋Ｘｍ２＝４Ｘ４ 手続補正書（自発）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１フレーム分の画像信号を記憶するフ
   レームメモリと、入力画像信号系列に対して上記フレー
   ムメモリから読み出されるフレーム間予測画像信号系列
   を減算してフレーム間差分信号系列を得る減算器と、上
   記フレーム間予測画像信号をブロック化して得た平均値
   分離入力ベクトルを内積ベクトル量子化符号化器でベク
   トル符号化量子化を行う過程で算出した波形歪みがしき
   い値より大きいときこの波形歪みに基づき上記入力ベク
   トルをスカラ量化しかつコードブックを逐次更新して出
   力ベクトルとして以後の符号化復号化を行うか平均値分
   離正規化ベクトル量子化を行う量子化過程で得られる最
   小ひずみに振幅利得を負荷した値に基づきコードブック
   を逐次更新して符号化復号化して符号化データと復号フ
   レーム間差分信号系列を得るベクトル量子化符号化復号
   化部と、上記復号フレーム間差分信号系列を上記フレー
   ム間予測画像信号系列に加えて復号画像信号系列を上記
   フレームメモリに対して出力する加算器と、上記符号化
   データを可変長符号化して可変長符号化データを出力す
   る可変長符号化部と、上記可変長符号化データを一時記
   憶して情報発生量を平滑して送信データとして一定速度
   で出力するとともに１フレーム単位の情報発生量を求め
   る送信バッファと、上記１フレーム単位の情報発生量に
   基づき上記ベクトル量化符号化復号化部の動作を適応制
   御する符号化制御パラメータを発生する符号化制御部と
   を備えたフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置。
2. （２）上記フレームメモリの所定のアドレス上から切り
   されてコードブックから出力される複数の出力ベクトル
   により初段ベクトル量子化器で上記入力画像信号系列を
   ブロック化して得られる入力ベクトルを量子化しかつこ
   の量子化過程で得られる最小歪みが量子化しきい値を越
   えると平均値演算部で求めた初段平均値を補間して上記
   コードブックの内容を更新しかつ補間した初段平均値を
   初段ベクトル量子化復号系列として上記減算器および加
   算器に出力するとともに上記出力ベクトルの識別用の初
   段インデックスに上記初段平均値を付加して初段ベクト
   ル量子化符号化データを上記可変長符号化部に出力する
   初段ベクトル量子化符号化復号化部を上記フレームメモ
   リの出力段に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のフレーム間ベクトル量子化符号化復号化装置
   。