JPS60158787A - Interframe vector encoder - Google Patents

Interframe vector encoder

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JPS60158787A
JPS60158787A JP59014606A JP1460684A JPS60158787A JP S60158787 A JPS60158787 A JP S60158787A JP 59014606 A JP59014606 A JP 59014606A JP 1460684 A JP1460684 A JP 1460684A JP S60158787 A JPS60158787 A JP S60158787A
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JP
Japan
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vector
block
output
signal
image signal
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JP59014606A
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Japanese (ja)
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Atsumichi Murakami
篤道 村上
Kotaro Asai
光太郎 浅井
Atsushi Ito
敦 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to EP91108921A priority patent/EP0446968B1/en
Priority to DE3486396T priority patent/DE3486396T2/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent vector quantized errors from accumulation by inserting an LPF into an output of frame memory and vector-quantizing a block of a picture signal channel instead of that of a predicted error signal when the corelation between continuous pictures becomes extremely small. CONSTITUTION:A digitized picture signal channel 1 is the sample which is given in the order of the raster scanning direction. The signal channel 1 is sent to a raster/block convertor circuit 2, partitioned into several blocks, and scanned and converted into blocks in the order in which these block are units. Assuming that a picture signal channel 3 which is made into blocks in the fth frame, and a prediction signal channel 44 are channels Sf and Pf, respectively the channel Pf is a signal obtained by removing a high and from the channel 3 of a signal source vector and a reproducing signal of the block in the same position as that of previous one-frame period. Since vector-quantized errors appear in a high band such as granular noises, low-pass filter LPF43 prevents these quantized errors from accumulation; therefore pictures having high quality can be obtained without fail.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ベクトル量子化手法を用いて画像信号に対
し、連続する画面における相関奮利用して画像信号を高
能率符号化するベクトル量子化方式フレーム間符号化装
置VC関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a vector quantization interframe coding device VC that uses a vector quantization method to highly efficiently code an image signal by exploiting the correlation in successive screens. It is related to

従来提案されていたこの種のフレーム間符号化装置は第
1図、第2図、$3図、8g4図の如く構成されていた
。以下9図に沿って従来のフレーム間符号化装置の具体
的構成例について説明する。
This type of interframe coding apparatus that has been proposed in the past has been constructed as shown in FIGS. 1, 2, 3, and 8g4. A specific configuration example of a conventional interframe encoding device will be described below with reference to FIG.

第1図は符号化器である、図中、(1)はディジタル化
された画像イき号、(2)はラスタ走査方向に配列され
ている前記画像信号系列o+r複数個のサンプル毎にブ
ロッキングするラスタ/ブロック走査変換部、(3)は
ブロック化された画像%号系列、(4)は減算器、(5
)はブロック化された画像信号の予測誤差信号系列、(
6)は動き検出ベクトル量子化符号化器。
FIG. 1 shows an encoder. In the figure, (1) is the digitized image number, and (2) is the blocking for each of the plurality of samples of the image signal sequence o+r arranged in the raster scanning direction. raster/block scan converter, (3) is a blocked image % series, (4) is a subtracter, (5
) is the prediction error signal sequence of the blocked image signal, (
6) is a motion detection vector quantization encoder.

(7)はベクトル量子化符号化出力、(8)はベクトル
量即ち再生予測誤差信号系列、 Q(Iは加算器、Ql
)は再生された画像信号系列のブロック、 Qlはフレ
ームメモリ、 (13は1フレ一ム周期の遅延をうけた
再生画像信号系列のブロックであり、又1画像信号系列
のブロック(3)全予測するための予測信号系列のブロ
ック、α滲は送信バッファ、051はフィードバック制
御信号、aeは符号化器出力である。まに第2図は前記
ベクトル量子化符号化器(6)の構成物全詳細に示した
ものである。図中、α7)は平均値分離回路、鰻は振幅
正規化回路、 Qlは平均値を分離後。
(7) is the vector quantization encoded output, (8) is the vector quantity, that is, the reproduced prediction error signal sequence, Q (I is the adder, Ql
) is a block of a reproduced image signal sequence, Ql is a frame memory, (13 is a block of a reproduced image signal sequence delayed by one frame period, and block (3) of one image signal sequence is a total prediction. α is the transmission buffer, 051 is the feedback control signal, and ae is the encoder output. Figure 2 shows the entire configuration of the vector quantization encoder (6). This is shown in detail. In the figure, α7) is the average value separation circuit, eel is the amplitude normalization circuit, and Ql is after the average value has been separated.

振幅で正規化された画像信号系列のブロックのフレーム
間差分、c!1は前記平均値分離回路Qηにて算出され
た平均値、 a!nは前記振幅正規化回路四にて算出さ
れた振幅、Qaは前記平均値□□□及び前記振幅(21
+から現在処理全行なっているブロック化され、た画像
信号系列が、1フレ一ム周期前の同−位首にあたる画像
信号系列のブロックに対して有意な変化?生じたか否か
を判定する動き検出回路、c13は前記動き検出回路(
2)の判定結果、 041はコードテーブルアドレスカ
ウンタ、 c!Sはコードテーブルインデックス、(ホ
)は出力ベクトルコードテーブルメモリ、@はコードテ
ーブル出力ベクトル、@は歪計算回路、0鴫は最小歪検
出回路、(至)は最小長であることを示す信号、 +3
11は送信ラッチである。また。
Inter-frame difference of blocks of image signal sequence normalized by amplitude, c! 1 is the average value calculated by the average value separation circuit Qη, a! n is the amplitude calculated by the amplitude normalization circuit 4, and Qa is the average value □□□ and the amplitude (21
Is there a significant change in the block-formed image signal sequence that is currently being processed from + to the block of the image signal sequence that corresponds to the same position one frame cycle ago? A motion detection circuit c13 determines whether or not a motion has occurred, and c13 is the motion detection circuit (
2) Judgment result: 041 is the code table address counter, c! S is a code table index, (e) is an output vector code table memory, @ is a code table output vector, @ is a distortion calculation circuit, 0 is a minimum distortion detection circuit, (to) is a signal indicating the minimum length, +3
11 is a transmission latch. Also.

第3図は前記ベクトル量子化復号化器(8)の構成側全
詳細に示したものである。図中、O3は受信ランチ、(
至)は振幅再現回路、(2)は平均値再現回路である。
FIG. 3 shows in full detail the components of the vector quantization decoder (8). In the figure, O3 is the receiving lunch, (
(to) is an amplitude reproduction circuit, and (2) is an average value reproduction circuit.

また、第4図は復号化器の構成例である。図中(ハ)は
受信バッファ、C!@は前記ラスタ/ブロック走査変換
部(2)の逆処理を行なうブロック/ラスタ走査変換部
、0ηは再生画像信号系列である゛。
Further, FIG. 4 shows an example of the configuration of the decoder. In the figure (C) is the reception buffer, C! @ is a block/raster scan converter that performs the inverse processing of the raster/block scan converter (2), and 0η is a reproduced image signal sequence.

次に動作について説明する。まず、第1図に沿って符号
化器の大まかな動作について説明する。
Next, the operation will be explained. First, the general operation of the encoder will be explained with reference to FIG.

基本的にはフレーム間:opcm方式の考え方を用いて
いる。ディジタル化された画像信号系列ti)は、画面
上では正方格子状のサンプル群として考えられるが、入
力はラスタ走査方向の順序で与えられる。ラスタ/ブロ
ック走査変換部(2)では9画像信号系列+ttvgs
図に示、Tようなブロックに区切りこれを単位として出
力する。今、第fフレームにおける。あるフロック化さ
れた画像信号系列(3)ヲ信号源ベクトル旦f=(S1
+82.・ニー・・5k)f と表わ丁こととする。第
5図はに=4の例である。ざらに、減算器+41にで計
算される信号源ベクトル(3)と予11111信号系列
のブロック+13との差分(51’i 6.f ; 、
Basically, the concept of inter-frame: OPCM method is used. The digitized image signal sequence ti) can be considered as a square grid sample group on the screen, but the input is given in the order of the raster scanning direction. In the raster/block scan converter (2), 9 image signal series + ttvgs
As shown in the figure, the data is divided into T blocks and output as a unit. Now, in the f-th frame. A certain flocked image signal sequence (3) is a signal source vector f=(S1
+82.・Knee...5k) f FIG. 5 shows an example where 2=4. Roughly speaking, the difference (51'i 6.f ; ,
.

ベクトル量子化符号化器(6)及びベクトル量子化後。Vector quantization encoder (6) and after vector quantization.

骨化器(8)Kよって形成される再生差分信号系列のブ
ロック(91f ”f*再生画像信号系列のプロ゛ンク
Qll全sf、前記フレームメモリ(L2の出力として
得られる予測信号系列Q31Pf とすると、第1図、
に示す符号化器の大まかな動作は次の貴で表ね、される
Assuming that the block (91f) of the reproduced differential signal sequence formed by the ossifier (8) K is the block Qll of the reproduction image signal sequence (91f), and the prediction signal sequence Q31Pf obtained as the output of the frame memory (L2) is , Figure 1,
The general operation of the encoder shown in is expressed in the following terms.

旦f=旦f−ヱf ?f″5f+& 介f−ヱf十会f−巨f+Q ヱf=旦f、 z f ただし、Qはベクトル量子化誤差、z−1はフレームメ
モ1Jt12によってもたらされる1フレ一ム周期の遅
延全表わ丁。従ってPfは信号源ベクトル(3)と1フ
レーム周期前、即ち、1f−1フレームの同一位置にあ
たる画像信号系列のブロック旦f−iの再生信号系動因
f−1に等しい。前記処理の過程において得られるベク
トル量子化符号化出力(71は信号源ベクトル(3)と
予測1g号系列のブロック[+31との差分、即ち予測
誤差信号のブロック貧(5)全ベクトル量子化符号化器
(6)によってテータ圧縮したものてあり、同出力(7
)が送信バッファα船に送られ、符号化器出力住0とし
て伝送路に出力される。次に、第2図、第3図に沿って
ベクトル量子化符号化器(6)及びベクトル量子化復号
化器(8)の動作について説明する。ベクトル量子化は
に個のサンプル(K:複数〕で構成されたブロックiK
次元信号空間における入力ベクトルとしてとらえ。
Danf=danf-ヱf? f″5f+& mediatedf-ヱfJukaif-Giant f+Q ヱf=danf, zf However, Q is the vector quantization error, and z-1 is the complete table of delay of one frame period caused by frame memo 1Jt12 Therefore, Pf is equal to the reproduced signal system dynamic factor f-1 of the block f-i of the image signal series at the same position in the frame 1f-1, one frame period before the signal source vector (3). The vector quantization encoded output obtained in the process (71 is the difference between the signal source vector (3) and the block [+31] of the predicted 1g sequence, that is, the block loss of the prediction error signal (5) All vector quantization encoder The data is compressed by (6), and the same output (7
) is sent to the transmission buffer α and output to the transmission line as the encoder output 0. Next, the operations of the vector quantization encoder (6) and vector quantization decoder (8) will be explained along FIGS. 2 and 3. Vector quantization is a block iK composed of samples (K: multiple).
Treated as an input vector in a dimensional signal space.

予め入力ベクトルの確率分布缶度に基づいて入力ベクト
ルとの歪が総体的に最小となるように用意された出力ベ
クトルのセットから、順次与えられる入力ベクトルに対
して最小歪となる出力ベクトルを選出し1選はれた出力
ベクトルに附されているインデックスを量子化出力とす
るものである。
Selects the output vector that has the minimum distortion for the input vectors given sequentially from a set of output vectors prepared in advance so that the distortion with the input vector is minimized overall based on the likelihood of the probability distribution of the input vector. The index attached to the selected output vector is used as the quantized output.

復号側では、インデックスに対応する出力ベクトルを、
復号側にも備えられている前記セットから読み出せはよ
い。今、入力ベクトルとして与えられるのは予測誤差信
号のブロック!f−(ε1.ε2・・・εk)f(5)
である。
On the decoding side, the output vector corresponding to the index is
It is possible to read from the set that is also provided on the decoding side. Now, what is given as the input vector is a block of prediction error signals! f-(ε1.ε2...εk)f(5)
It is.

前記ブロックif f5+は、平均値分離回路uy+に
おいて9次式 によって演算された平均値μGl−減Xされ、振幅正規
化回路α8)において9次式 によって計算された振幅σclDで正規化され、平均値
分離正規化入力ベクトルA ”” (xl + x2・
・・xk)11を形成する。丁なわち。
The block if f5+ is subtracted by the average value μGl-X calculated by the 9th-order formula in the average value separation circuit uy+, normalized by the amplitude σclD calculated by the 9th-order formula in the amplitude normalization circuit α8), and the average value Separated normalized input vector A ”” (xl + x2・
... xk) 11 is formed. Ding nawachi.

x、1=(εj−μ)/σ (j=1.2.・・・k)
なお、振幅の計算手法としては、前記のもの以外にも例
えは 、 == [x 1Σl g、−# l” ]’2σ=
max lεj−μ! 等が考えられる。平均値分離正規化処理を行なうことに
よって、入力ベクトル全に次元信号空間のある制限され
た範囲内にランダムに分布させることができ、ベクトル
量子化の効率が筒められる。
x, 1=(εj-μ)/σ (j=1.2...k)
In addition to the above-mentioned amplitude calculation method, for example, == [x 1Σl g, -# l"]'2σ=
max lεj−μ! etc. are possible. By performing the mean value separation normalization process, all input vectors can be randomly distributed within a certain limited range of the dimensional signal space, and the efficiency of vector quantization can be increased.

同処理を行なう場合、出力ベクトルのセットも平均値分
離正規化処理された入力ベクトルの分布に基づいて用意
されねはならないし、復号側で出力ベクトル全貌み出し
た後、据幅再生、平均値再生など平均値分離正規化の逆
処理を行・なう必要がある。勿論、同処理を行なわない
ベクトル量子化でもよい。コードチーフルメモリ@には
予め平均値分離正規化入力ベクトルの確率分布密度に基
づいて平均値分離正規化入力ベクトルとの歪が総体的に
最小となるように用意された平均値分離正規化出力ベク
トルが書き込まれている。
When performing the same processing, the set of output vectors must also be prepared based on the distribution of the input vectors that have been subjected to mean value separation normalization processing, and after extracting the entire output vector on the decoding side, the set of output vectors must be It is necessary to perform inverse processing of mean value separation normalization such as reproduction. Of course, vector quantization without performing the same processing may also be used. The code full memory @ has a mean value separated normalized output prepared in advance based on the probability distribution density of the mean value separated normalized input vector so that the distortion with the mean value separated normalized input vector is minimized overall. A vector is being written.

今、平均値分離正規化入力ベクトルX(19が与えられ
たとき、コートテーブルアドレスカウンタC741はコ
ードチーフルメモリ(イ)に収められたベクトルのイン
デックス即ちコードテーブルアドレスQ9全順次出力し
てコードテーブルメモリ(ハ)から平均値分離正規化出
力ベクトル15−(7i11.7i2・・・+ 7ik
)(iはインデックス〕@ヲ読み重重。歪計算回路(ハ
)では平均値分離正規化入力ベクトル119と平均値分
離正規化出力ベクトル7i @との歪Qi算する。希計
算手法はいくつか考えられるが9例えは次のようなもの
がある。歪=ia(王、xl) として。
Now, when the average value separated normalized input vector Average value separation normalized output vector 15-(7i11.7i2...+7ik
) (i is the index] @ wo reading weight. The distortion calculation circuit (c) calculates the distortion Qi between the mean value separated normalized input vector 119 and the mean value separated normalized output vector 7i @. Several calculation methods are considered. However, there are 9 examples as follows: distortion = ia (king, xl).

d(X、 71 ) ==、maX l X、’ 71
j1最小歪検出回路(2)は順次計算されるd(王、1
1)が過去の最小歪1.より小さい時にストローブ信号
(至)全出力する。同時に、ラッチ0υがインデックス
(ハ)を取り込む。コードテーブルアドレスカウンタな
41が全てのインデックスを1通り出力した段階でラッ
チO11には平均値分離正規化入力ベクトルに対して最
小歪となる平均値分離正規化出力ベクトルのインデック
スiが記憶されている。前記インデックス及び平均値μ
(2)、振幅σCa1lがベクトル量子化符号化出力と
なるが、連続する画面の相関を利用して、さらにデータ
圧縮全行なう。前記入力ベクトルは、ブロック化された
予測誤差信号なので。
d(X, 71) ==, maX l X,' 71
j1 minimum distortion detection circuit (2) sequentially calculates d(King, 1
1) is the past minimum distortion 1. When the strobe signal is smaller, the strobe signal (to) is fully output. At the same time, latch 0υ takes in index (c). At the stage when the code table address counter 41 outputs all the indexes once, the latch O11 stores the index i of the average value separation normalized output vector that causes the minimum distortion with respect to the average value separation normalized input vector. . The index and average value μ
(2) The amplitude σCa1l becomes the vector quantization encoded output, and the data is further compressed using the correlation between consecutive screens. The input vector is a blocked prediction error signal.

分布は零ベクトル全中心とした形になる。そこで成るし
きい値全設定し、苓ベクトルに近い入力ベクトルは零ベ
クトルとみなし、インテックス、平均値、振幅を送出し
ないことによってデータ量を大巾に減ら丁ことができる
。動き検出回路のでは前記平均値μ@及び前記振幅σ0
111 全入力として。
The distribution is centered around the zero vector. The amount of data can be greatly reduced by setting all of the threshold values, treating input vectors close to the vector as zero vectors, and not transmitting the intex, average value, and amplitude. In the motion detection circuit, the average value μ@ and the amplitude σ0
111 as full input.

予測誤差信号系列のプロ2ツクが零ベクトルとみなせる
か、即ち1フレ一ム周期前に比べて有意な変化(動き〕
が当該ブロックにおいて生じたかどうかを判断てる。そ
の手法として例えはしきい値をTo として μくTUかつσくTU ならは動きなしμ> To ま
卒はσ、〉TU なうは動きありと判定する。従って、
ラッチODでは動き検出の結果(ハ)が「動きなし」の
コードであれは「動きなし」を示す信号のみを、結果が
「勲きあり」のコードで必れは「動きあり」を示す信号
に加えて、インテックスQ9.平均値■、撮幅011そ
れぞれベクトル量子化符号化出力(7)として出力する
。送信グツファIでは伝送する情報量全監視しており、
フィードバック制御信号(151によってしきい値T(
J’j:*iJ御する。これによって伝送する情報量が
制御できる。ベクトル量子化後号化器(8)では、ラッ
チC33がベクトル量子化符号化出力(71ヲ受け、「
動きあり」の信号を受信すると、インテックス1(ハ)
に従ってコードテーブルメモリ(ホ)から平均値分離正
規化出力ベクトル710nk読み出し、撮幅書現回路(
至)で振幅QB會乗じ、平均1区再現回路(財)で平均
値C1ti:加え、出力ベクトル即ち再庄予測饋差信号
系列!f(9)全出力する。丁なわち。
Whether the prediction error signal sequence can be regarded as a zero vector, that is, there is a significant change (movement) compared to one frame cycle ago.
It is determined whether or not this occurred in the block. As an example of this method, if the threshold value is To, it is determined that if μ is TU and σ is TU, there is no movement, μ>To is now σ, and if >TU is now, there is movement. Therefore,
In latch OD, if the motion detection result (c) is a code of "no movement", only a signal indicating "no movement" is sent, and if the result is a code of "decent", a signal indicating "movement" is always sent. In addition to Intex Q9. The average value ■ and the imaging width 011 are each output as a vector quantization encoded output (7). Transmission Gutsfa I monitors the total amount of information being transmitted.
The feedback control signal (151 sets the threshold T(
J'j: *iJ control. This allows the amount of information to be transmitted to be controlled. In the vector quantization post-encoder (8), the latch C33 receives the vector quantization encoded output (71) and outputs "
When it receives a signal indicating that there is movement, Intex 1 (c)
Accordingly, the average value separation normalized output vector 710nk is read out from the code table memory (e), and the imaging width writing circuit (
), the amplitude QB is multiplied by the average value C1ti by the average 1-section reproduction circuit (foundation): in addition, the output vector, that is, the resho prediction difference signal sequence! f(9) Full output. Ding nawachi.

全j=σ・7ij十μ (j=1.2.・・、k)「動
きなし」の信号を受信すると、ラッチCl11から平均
値(2)及び振幅Qυとして0を出力し、このとき出力
ベクトルは零ベクトルになる。次に第4図に沿って復号
化器の動作について説明する。受信バッファ(至)は符
号化器出力ae全受信し、ベクトル量子化符号化出力信
号(7)を復号する。ベクトル量子化復号化器(8)は
前記のように出力ベクトル即ち予測誤差信号系列!ft
91i仮号し、加算器aα、フレームメモ1Jf12[
よって次式のように再主画像信号系列のブロック昏αB
を再生する。− ’gf = Pf+↑f=術+& ヱf=且f@z たたし、&はベクトル量子化誤差 、z−fは1フレ一
ム周期の遅延を表わ丁。ブロック/ラスタ変換部(至)
ではブロック化された貴生画像信号系列會fUVラスタ
走査方向に走査変換して、再主画像信号系列(9)か得
られる。
Total j = σ 7ij 10 μ (j = 1.2..., k) When a "no movement" signal is received, latch Cl11 outputs 0 as the average value (2) and amplitude Qυ; The vector becomes a zero vector. Next, the operation of the decoder will be explained with reference to FIG. The receiving buffer (to) receives all of the encoder output ae and decodes the vector quantized encoded output signal (7). The vector quantization decoder (8) outputs the output vector, that is, the prediction error signal sequence! ft.
91i temporary code, adder aα, frame memo 1Jf12[
Therefore, the block coma αB of the main image signal sequence is expressed as follows:
Play. - 'gf = Pf + ↑f = technique + & ヱf = and f@z t, & represents the vector quantization error, and z-f represents the delay of one frame period. Block/raster conversion section (to)
Now, the block-formed original image signal sequence is scan-converted in the UV raster scanning direction to obtain a re-main image signal sequence (9).

従来提案されていたフレーム間ベクトル符号化器は以上
のような構成に基づいているので、ベクトル量子化雑音
が蓄積して画質が劣化する。また画面の切り換え等、一
時的に、連続する両面間の相関が非常に小亭く9つた際
にベクトル量子化誤差が非常に大きくなる等の欠点かあ
った。
Since conventionally proposed interframe vector encoders are based on the above configuration, vector quantization noise accumulates and image quality deteriorates. In addition, when the correlation between consecutive surfaces becomes very small temporarily, such as when the screen is switched, the vector quantization error becomes very large.

この発明は1以上のような従来提案されていたものの欠
点を除去するためにな至れたもので、フレームメモリー
の出力に低域通過フィルターを挿入し、連続する画面間
の相関が非常に小さくなった時には予測誤差信号のブロ
ックに変わって画像信号系列のブロックそのものをベク
トル量子化するよう切り換えるCとによって、ベクトル
量子化誤差の蓄積葡防ぎ1画面か大きく変化した際にも
急激にベクトル量子化誤差が大きくなることのないよう
なフレーム間ベクトル符号化器を提供することを目的と
している。
This invention was achieved in order to eliminate the drawbacks of the previous proposals, such as one or more, by inserting a low-pass filter into the output of the frame memory, the correlation between successive frames is extremely small. By switching to vector quantize the block of the image signal sequence itself instead of the block of the prediction error signal, the vector quantization error can be prevented from accumulating, and the vector quantization error can suddenly occur even when one screen changes significantly. The object of the present invention is to provide an interframe vector encoder that does not increase the size of the interframe vector encoder.

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第6
図はこの発明による符号化器の構成例を示したものであ
る。図中、(1)はディジタル化され・た画像信号、(
2)はラスタ/ブロック走査変換部。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 6th
The figure shows an example of the configuration of an encoder according to the present invention. In the figure, (1) is the digitized image signal, (
2) is a raster/block scan converter.

(3)はブロック化された画像信号系列、(41は減算
器。
(3) is a blocked image signal sequence; (41 is a subtractor);

【5)はブロック化された画像信号の予測誤差信号系列
、(至)は動き量@田ベクトル量子化符号化器+ (7
1はベクトル量子化符号化出力、G旧まベクトル量子化
復号化器、 (4Llはベクトル量子化復号化出力、a
αは加p、器、(4υは再生された画像信号系列のブロ
ック、G2はフレームメモリ、(12は1フレ一ム周期
の遅延をうけた再生画像信号系列のブロック、0Jは低
域通過フィルター、θ4)は前記の遅延をうけた再主画
像信号系列のブロックθzt前記低域畑過フィルター4
31に通したものであり、又1画像イに号系りりのブロ
ック(3)全予測するための子側信号系列のブロック、
651は前記予6111信号系列のフロックG141前
記加算器(101の入力とするバス會開閉するスイッチ
[5] is the prediction error signal sequence of the blocked image signal, (to) is the motion amount @ vector quantization encoder + (7
1 is vector quantization encoding output, G old vector quantization decoder, (4Ll is vector quantization decoding output, a
α is an addition p, a filter, (4υ is a block of the reproduced image signal sequence, G2 is a frame memory, (12 is a block of the reproduced image signal sequence delayed by one frame period, and 0J is a low-pass filter. , θ4) is the block θzt of the delayed main image signal sequence and the low-pass filter 4
31, and a block (3) of the child side signal sequence for full prediction,
651 is a switch that opens and closes the bus circuit which is input to the block G141 of the adder (101) of the pre-6111 signal series.

G61は動き量の検出結果によって前記スイッチn!i
l’1制御する(3号、 (14は送信バッファ、 (
151はフィードバック制御信号、αθは符号化器出力
である。fた第7図は前記動き量検出ベクトル量子化符
号化器(至)の構成側全詳細に示したものTl:ある。
G61 switches the switch n! according to the motion amount detection result. i
l'1 controls (No. 3, (14 is the transmission buffer, (
151 is a feedback control signal, and αθ is an encoder output. FIG. 7 shows the entire configuration side of the motion amount detection vector quantization encoder (to) in detail.

図中、罰は並列平均値分離回路、(4■は並列振幅正規
化回路。
In the figure, the penalty is a parallel average value separation circuit (4■ is a parallel amplitude normalization circuit).

四は前記画像信号系列のブロック(3)の平均値、@は
前記予測誤差信号系列のブロック(5)の平均値。
4 is the average value of block (3) of the image signal sequence, and @ is the average value of block (5) of the prediction error signal sequence.

(51)は前記画像信号系列のブロック(3)のブロッ
ク内撮幅、(52)、は前記予測信号系列のブロック(
5)のブロック内振幅、(S3)は動き量検出回路。
(51) is the intra-block imaging width of block (3) of the image signal sequence, and (52) is the block (
5) intra-block amplitude, (S3) is a motion amount detection circuit.

(5りは前記動き量検出回路(53)Kよって前記平均
値(491,60!から1つ全選択した平均値、(55
)は前期ブロック内振幅(51) 、 (52)から1
つを選択した振幅、 f4Gは前記動き量検出回路(5
3)の判定結果を示す信号、(56)は前記動き量検出
回路〔53〕 の判定結果+41 Kよって、平均値分
離正規化された画像信号系列のブロックと予測誤差信号
系列のブロックとを切り換えるスイッチ、(57)は前
記スイッチ(56) Kよって選択された。平均値分離
正規化後の画像信号系列のブロックあるいは予測誤差信
号系列のブロック、(58)はコードテーブルアドレス
カウンタ、(59)はコードテーブルインデックス、(
60) は出力ベクトルコードテーブルメモ’J、CB
は歪計算回路、@は最小歪検出゛回路、(7)は最小歪
であることを示すイざ号; (61)はコードチーフル
出力ベクトル、(62)は送信うツチである。また第8
図は前記ベクトル量子化復号化器09の構成例を詳細に
示したものである。図中、(63)は受信ラッチ、03
は振幅再現回路、(ロ)は平均値再現回路である。また
第9図はこの発明による復号化器の一構成例企示しだも
のである。
(5 is the average value selected from all the average values (491, 60!) by the motion amount detection circuit (53)K, (55
) is 1 from the early block amplitude (51) and (52)
The selected amplitude, f4G, is the amplitude of the motion amount detection circuit (5
A signal indicating the determination result of 3), (56) is the determination result of the motion amount detection circuit [53] +41 K. Therefore, the block of the average value separation normalized image signal sequence and the block of the prediction error signal sequence are switched. The switch (57) was selected by said switch (56) K. A block of an image signal sequence after mean value separation normalization or a block of a prediction error signal sequence, (58) is a code table address counter, (59) is a code table index, (
60) is the output vector code table memo 'J, CB
is a distortion calculation circuit, @ is a minimum distortion detection circuit, (7) is an equal sign indicating minimum distortion; (61) is a code full output vector, and (62) is a transmitter. Also the 8th
The figure shows in detail an example of the configuration of the vector quantization decoder 09. In the figure, (63) is the reception latch, 03
is an amplitude reproduction circuit, and (b) is an average value reproduction circuit. Further, FIG. 9 shows an example of the configuration of a decoder according to the present invention.

図中、(至)は受信バッファ、(至)はブロック/ラス
タ走査変換部、07)は再生画像信号系列である。
In the figure, (to) is a receiving buffer, (to) is a block/raster scan converter, and 07) is a reproduced image signal sequence.

次に動作について説明子る。ます、第6図に沿って符号
化器の大まかな動作について説明する。
Next, I will explain the operation. First, the general operation of the encoder will be explained with reference to FIG.

基本的にはフレーム間DPCM の考え方葡用いている
。ディジタル化された画像信号系列+11はラスタ走査
方向の順序で与えられるサンプルである。
Basically, the concept of interframe DPCM is used. The digitized image signal sequence +11 is samples given in order in the raster scanning direction.

ラスタ/ブロック走査変換部(2)では1画像信号系列
會ブロックに区切り、このブロックを単位とするIlk
序に走査変換する。今、第fフレームにおける。あるブ
ロック化された画像信号系列(31’k (ぎ号源ベク
トル目f=(sl、s2.・・・、5k)fと表わ丁こ
ととする。さらに、減算器(41にて計算される信号源
ベクトル゛(3)と予測信号系列のブロック(44Iと
の差分(51f gf、ベクトル量子化符号化器(至)
及びベクトル量子化復号化器(至)によって形成される
再生差分信号系列のブロック(9)ヲ釘、h生画像信号
系列のブロック@lj t & 、予測信号系列篩kP
でとすると、第6図に示す符号化器の基本的な動作。
The raster/block scan converter (2) divides one image signal sequence into blocks, and uses this block as a unit.
Scan conversion is performed first. Now, in the f-th frame. A certain blocked image signal sequence (31'k (signal source vector f = (sl, s2..., 5k)) is expressed as f. The difference between the signal source vector (3) and the predicted signal sequence block (44I (51f gf, vector quantization encoder (to)
and block (9) of the reproduced difference signal sequence formed by the vector quantization decoder (to);
Then, the basic operation of the encoder shown in FIG.

スイッチ0!9力S閉じて、予測イδ号系列のブロック
+441が加算器Oωの入力となっている場合の動作は
次の式で表わされる。
The operation when the switch 0!9 force S is closed and the block +441 of the predicted I δ series is input to the adder Oω is expressed by the following equation.

至f:且f−ヱf 谷=9+& 谷−?f十科=Sf+Q ヱf=F・(4iif−z;−f) ただし、5はベクトル量子化誤差、z−1はフレームメ
モリα2によってもたらされる1フレ一ム周期の遅延、
Fは低域通過フィルタΩ3による高域の除去を表わ丁も
のとする。従って!fは信号源ベクトル(3)と1フレ
ーム周期前、即ち、第f’−1フレームの同−位tKあ
たる画像信号系列のブロックBf’、の再生信号系列6
f、から尚域金除去した信号である。ベクトル量子化誤
差はグラニュラ−雑音など、高域に現われるので、低域
通過フィルター卿はこの量子化誤差の蓄積を防ぎ、常に
高品質の画像が得られるようはたらく。前記処理におい
てはスイッチ145)が閉じられ、予測信号系列のブロ
ックθ旬が加算器(11の入力となっている場合であっ
た。しかし前記処理による動作では1画像に大きな変化
が生じた時に予11111誤差信号系列のブロック(5
)が非常に大きなパワーを持ち、ベクトル量子化誤差も
大きくなってしまう。
To f: and f-ヱf Valley=9+& Valley-? f=Sf+Q f=F・(4iif-z;-f) where 5 is the vector quantization error, z-1 is the delay of one frame period caused by the frame memory α2,
F represents the removal of high frequencies by the low-pass filter Ω3. Therefore! f is the reproduced signal sequence 6 of the image signal sequence block Bf' at the same position tK of the f'-1 frame one frame period before the signal source vector (3), that is, the f'-1 frame.
This is the signal obtained by removing the extra gold from f. Vector quantization errors appear in high frequencies, such as granular noise, so a low-pass filter prevents the accumulation of these quantization errors and works to ensure that high-quality images are always obtained. In the above processing, the switch 145) was closed and the block θ of the predicted signal sequence was input to the adder (11). 11111 block of error signal sequence (5
) has very large power, and the vector quantization error becomes large.

そこでこの発明では、lI!Il像に大きな変化か生じ
た時、即ち予11111 F差信号のパワーが大きくな
った時、予測誤差信号系列のブロック6f (5)では
なく画像イぎ号系列のブロック旦f 全そのままベクト
ル景子化符号化する。ごのとき制御信号1611Cよっ
てスイッチCつは開かれ、加算器(101は実質的にベ
クトル量子化復号化出力f11’eスルーで通過させ、
そのまま再生画像信号系列のフロック(4υとなる。切
り換えの判断、及び切り換えは動き量検出ベクトル量子
化符号化器(至)内部で行なイつれる。これらについて
は後にくわしく説明する。ベクトル童子化符号化出力(
7)は、送信バッファ14に送られ、符号化器出力−と
して伝送路に出力される。次に第1図第8図に沿ってベ
クトル量子化符号化器(2)及びべ今、入力ベクトルと
して与えられるのは画像信号系列のフロックaf(31
と予測誤差信号系列のブロックxf(51である。両者
は並列平均値分離回路B1において9次式によって演算
された平均値μB噛及びμ、61ヲそれぞれ減算される
Therefore, in this invention, lI! When a large change occurs in the Il image, that is, when the power of the pre-11111F difference signal becomes large, block 6f (5) of the image signal sequence instead of block 6f (5) of the prediction error signal sequence is converted into a vector vector as it is. encode. When the switch C is opened by the control signal 1611C, the adder (101 substantially passes the vector quantized decoding output f11'e through,
As it is, the reproduced image signal sequence becomes a block (4υ).The switching judgment and switching are performed inside the motion amount detection vector quantization encoder (to).These will be explained in detail later.Vector Doji conversion Encoded output (
7) is sent to the transmission buffer 14 and output to the transmission path as an encoder output. Next, as shown in FIG. 1 and FIG.
and block xf (51) of the prediction error signal sequence. Both are subtracted by the average values μB and μ, 61, which are calculated by the 9th order equation in the parallel average value separation circuit B1.

μ== K 1 Σ εa J=1 さらに、並列振幅正規化回路(4印において1次式によ
って演算された振幅σe (51) 及びσt (,5
2)で正規化される。
μ== K 1 Σ εa J=1 Furthermore, the parallel amplitude normalization circuit (amplitudes σe (51) and σt (,5
2) is normalized.

σ ==l(−1Σ1εJ−μ61 j=1 前記処理によって平均値分離正規化されたベクトル各6
及び!、が形成される。丁なわち。
σ ==l(-1Σ1εJ-μ61 j=1 Each 6 vectors normalized by mean separation by the above process
as well as! , is formed. Ding nawachi.

xs5=((3:、IIB)/σ5(XB=(”61*
”e2・・”5k))”εj=(J−/’g)/’ε(
Xe=(Xe1+xt2°°°xεk))なお、振幅の
計算手法としては、前記のもの以外にも例えは a8=max 1s、l−μ81 a、 = max 
l t37 μ、I等が考えられる。平均値分離正規化
処理を行なうことによって、入力ベクトルiK次元信号
空間のある制限された範囲内にランダムに分布させるこ
とができ、ベクトル量子化の効率が高められる。
xs5=((3:, IIB)/σ5(XB=("61*
"e2..."5k))"εj=(J-/'g)/'ε(
Xe=(Xe1+xt2°°°xεk)) In addition to the above-mentioned methods for calculating the amplitude, examples include a8=max 1s, l-μ81 a, = max
l t37 μ, I, etc. can be considered. By performing the mean value separation normalization process, the input vectors can be randomly distributed within a certain limited range of the iK-dimensional signal space, and the efficiency of vector quantization is improved.

ここでは入力ベクトルとして2通りのブロックが与えら
れているが、基本的には連続Tる画像の相関を利用する
ために予測誤差信号系列のブロック全ベクトル量子化す
るという方針かある。さらにデータ圧縮を行なうために
、予測誤差信号系列のブロックが零ベクトルに近い場合
は、零ベクトルとみなしてしまう。つまり、1フレ一ム
周期前に対して有意な変化(動き)はないと判断する。
Here, two types of blocks are given as input vectors, but basically the policy is to quantize all block vectors of the prediction error signal sequence in order to utilize the correlation of continuous T images. Furthermore, in order to perform data compression, if a block of a prediction error signal sequence is close to a zero vector, it is regarded as a zero vector. In other words, it is determined that there is no significant change (movement) from one frame cycle ago.

前記判断は動き量検出部(53)において行なわれる。The above judgment is made in the motion amount detection section (53).

判断手法として例人けしきい値iTθ としてμ、<T
θかつσ、<Tθならは動きなしくifχ副〕μt >
 TBまたはσ1.>Tθならは動きあり(酊隼す)と
判定する。しきい値To は伝送する情報量i 一定に
するよう、送信バッファαaからフィードバック制御信
号αωによって制御する。さらに、動き量検出部(53
)の動作は前記のみならす、動き量が非常に大きくなっ
た場合には、前記のように、入力ベクトル會画像信号系
列めブロック9f に切り換えるための判断も行なう。
As a judgment method, for example, the threshold value iTθ is μ, <T
If θ and σ, <Tθ, there is no movement if χ sub] μt >
TB or σ1. >Tθ, it is determined that there is movement (intoxication). The threshold To is controlled by the feedback control signal αω from the transmission buffer αa so that the amount of information i to be transmitted is constant. Furthermore, a motion amount detection section (53
) is the same as described above; if the amount of motion becomes extremely large, a decision is made to switch to the input vector image signal sequence block 9f as described above.

判断手法は、まず。First, the judgment method.

前記手法によって動きが検出されたの全前提として。All assuming that motion has been detected by the above method.

σ6くσ6ならは 且f を入力ベクトルとするσ6〉
σ8ならは Bf f入力ベクトルとすると切り換える
。前記切り換えはσ8.σ6 が近似的に両信号のパワ
ーを表わしていることに基づくものである。よりパワー
の小さい信号をベクトル量子化することが、よりベクト
ル量子化誤差の少ない再生信号を得ることにつながるか
らである。動き量検出部(53)は前記手法による判断
結果勿1ぎ号f41として出力し、切り換えスイッチ(
56)は前記信号TA19に従って平均値分離正規化さ
れた入力ベクトルxsと各、の内、1つを次の歪計算回
路(ハ)へ接続する。前記のようにして選択された平均
値分離正規化入力ベクトル(57)全亙−(X4 、 
X2・・xk)と表わ丁ものとする。また、動き量検出
部(53)では判断結果((従い、選択さtt7とベク
トルの平均値(これをμとする)及び振幅をそれぞれ(
54)。
If σ6 × σ6, then σ6 with f as the input vector
For σ8, switch as Bf f input vector. The switching is σ8. This is based on the fact that σ6 approximately represents the power of both signals. This is because vector quantization of a signal with smaller power leads to obtaining a reproduced signal with less vector quantization error. The motion amount detection unit (53) outputs the determination result by the above method as a signal f41, and presses the changeover switch (
56) connects one of the input vectors xs normalized by mean value separation according to the signal TA19 to the next distortion calculation circuit (c). Mean value separated normalized input vector (57) selected as described above - (X4,
X2...xk). In addition, the motion amount detection unit (53) calculates the judgment result ((therefore, the average value of the selected tt7 and vector (this is assumed to be μ)) and the amplitude (
54).

(55)とじて出力する。コードテーブルメモリ(60
) Kは予め平均値分離正規化人力ベクトルの確率分布
密度に基づいて、平均値分離正規化入力ベクトルとの歪
が総体的に最小となるように用意された平均値分離正規
化出力ベクトルがそれぞれSfとSfの分布に対応して
アドレスを異にして書き込まれている。
(55) Output as a closed file. Code table memory (60
) K is the mean value separated normalized output vector prepared in advance based on the probability distribution density of the mean value separated normalized human vector so that the distortion with the mean value separated normalized input vector is minimized overall. They are written at different addresses corresponding to Sf and the distribution of Sf.

今、平均値分離正規化入力ベクトルX (57)が与え
られたとき、コードテーブルアドレスカウンタ(58)
は、動き量検出結果を示すイH@帥に従って、対応下る
ベクトル群のインデックス即ちコードテーブルアドレス
(59) ’に順次出力し、コードテーブルメモIJ 
(60)から平均値分離正規化出力ベクトルy工= (
yll 、 y:Lk、・・・、、7nc)(iはイン
デックス) (61) k睨み重工。インデックス1は
コードテーブルアドレスのみならず、iによって表わさ
れるベクトルかSf のためのものカリfのためのもの
かという情報音も含んでいる。歪計算回路(至)では平
均値分離正規化久方ベクトルX (57)と平均値分離
正規化出力ベクトルχi (61) との虫ヲ計算する
。歪計算手法はいくつか考えられるが1例えは次のよう
なものが考えられる。歪をd(王、2工)として。
Now, when the mean value separation normalized input vector X (57) is given, the code table address counter (58)
is sequentially outputted to the index of the corresponding downward vector group, that is, the code table address (59)', according to the IH@帥 indicating the motion amount detection result, and the code table memo IJ
From (60), mean value separation normalized output vector y = (
yll, y: Lk,..., 7nc) (i is index) (61) K Glare Heavy Industries. Index 1 contains not only the code table address but also the information tone whether the vector represented by i is for Sf or for Kalif. The distortion calculation circuit (to) calculates the difference between the mean value separated normalized Kugata vector X (57) and the mean value separated normalized output vector χi (61). There are several possible distortion calculation methods, but one example is as follows. Distortion as d (King, 2nd grade).

a(5yl) −21x5−7ij l;J−1 d(X* 7i) =maX I Xj 7ij l最
小歪検出回路(2)は順次計算される歪d(x、 yi
)力S過去に計算された最小歪より、J−さい時にスト
ローブ信号OIヲ出力する。コードテーブルアドレスカ
ウンタ(58)が比較丁べきベクトルのアドレスを1通
り出力した段階で、ラッチ(62)にはXK対して最小
歪となる平均値分離正規化出力ベクトルのインデックス
1が記憶されている。ラッチ’(62)では動き量検出
部(53)の出力信号IA61に従い、同信号14fA
が「動きなし」を示すものであれは「動きなし」の信号
を、同信号0[ilが「動きあり」全示すものであれは
「動きあり」を示T信号に加えて。
a(5yl) -21x5-7ij l;J-1 d(X*7i) =maX I Xj 7ij lThe minimum distortion detection circuit (2) sequentially calculates the
) The strobe signal OI is output when the force S is the minimum strain calculated in the past. At the stage when the code table address counter (58) outputs one address of the comparison vector, the latch (62) stores index 1 of the average value separation normalized output vector that produces the minimum distortion for XK. . The latch' (62) follows the output signal IA61 of the motion amount detection section (53) and outputs the same signal 14fA.
If il indicates ``no movement'', add the ``no movement'' signal to the T signal, and if il indicates ``movement'', add it to the T signal indicating ``movement''.

インデックス、平均値(54) 5幅(55) vi−
それぞれベクトル量子化符号化出力(7)として出力す
る。
Index, average value (54) 5 width (55) vi-
Each is output as a vector quantization encoded output (7).

ベクトル量子化復号化器31では、ラツーチ(66)が
ベクトル量子化符号化出力(7)全受け、「動きありの
信号全受信すると、インデックス1より、ベクトル量子
化されているのがE3f、94−)いずれであるかを判
断し、動き量検出部出力f4Gと等価の信号を出力する
。同時に、インデックス(59) K従ってコードテー
ブルメモIJ (60)から平均値分離正規化出力ベク
トルXi (61)、全読み出し、機幅再現回路(至)
で振幅(55) ?乗じ、°平均値再現回路(財)で平
均値(54) を加え、出力ベクトルh(I’t−再生
する。丁なわち。
In the vector quantization decoder 31, the Latuci (66) receives all the vector quantization encoded outputs (7) and says, ``When all signals with motion are received, from index 1, vector quantization is E3f, 94. -), and outputs a signal equivalent to the motion amount detection section output f4G.At the same time, the index (59) K, therefore, the code table memo IJ (60), the average value separation normalized output vector Xi (61 ), full readout, machine width reproduction circuit (to)
And the amplitude (55)? Multiply, add the average value (54) with the average value reproduction circuit (product), and reproduce the output vector h(I't-.

/%j=σ・y1j+μ(このときσ=σ6.μ=μ5
)または句;σ・7ij’+μ′(このときσ=σθ、
μ;μS)「動きなし」の信号を受信すると、ラッチ(
63)からやはり「動きなし」のコードを信号に)とし
て出力し、平均値(54)及び振幅(55)として0を
出力し、出力ベクトルθQは零ベクトルになる。次に第
9図に沿ってこの発明による復号化器の動作について説
明する。受信バッファ(至)は符号化器・出力aSt−
受信し、ベクトル量子化符号化器出力信号(71を復号
する。ベクトル量子化復号化器(2)は前記のように出
力ベクトルQlvi−復号し、信号−が「動きなし」あ
るいは「動きおり」でかつ符号化されたのが1f であ
ることを示す場合、スイッチ−を閉じて、加算器UO,
フレームメモIJ −1171VCよって次式のように
再生画像信号系列のブロックEjf @11j:再生す
る。
/%j=σ・y1j+μ(In this case, σ=σ6.μ=μ5
) or phrase; σ・7ij'+μ' (in this case σ=σθ,
μ; μS) When a “no movement” signal is received, the latch (
63), a "no motion" code is output as a signal), and 0 is output as the average value (54) and amplitude (55), and the output vector θQ becomes a zero vector. Next, the operation of the decoder according to the present invention will be explained with reference to FIG. The reception buffer (to) is the encoder/output aSt-
The vector quantization encoder output signal (71) is received and decoded. The vector quantization decoder (2) decodes the output vector Qlvi as described above, and determines whether the signal is "no motion" or "with motion". and indicates that what is encoded is 1f, close the switch and adder UO,
Using the frame memo IJ-1171VC, the block Ejf@11j of the reproduced image signal series is reproduced as shown in the following equation.

彰=ヱf+↑f=旦f−tc1 ヱf=F・(會t”l ) ただし、Qはベクトル量子化誤差、2 はフレームメモ
リ&2によってもたらされる1フレ一ム周期の遅延、F
は低域通過フィルタ(43による高域の除去を表わ丁。
Akira=ヱf+↑f=danf−tc1 ヱf=F・(會t”l) However, Q is the vector quantization error, 2 is the delay of one frame period caused by the frame memory &2, F
represents the removal of high frequencies by a low-pass filter (43).

信号@Qが、「動きあり」でかつ符号化されたのが旦f
T:あることを示す場合、スイッチ(ハ)全開いて、復
号された打 を加算器aαにおいてスルーで連子。ブロ
ック/ラスタ変換部(2)ではブロック化きれた再生画
像信号系列のブロック曾f(411をラスタ走査方向に
走査変換して、再生画像信号系列67)が得られる。な
お、この説明では。
Once the signal @Q is “moving” and encoded,
T: If it indicates something, the switch (C) is fully opened and the decoded stroke is passed through the adder aα. The block/raster converter (2) scan-converts the block f (411) of the reproduced image signal sequence into blocks in the raster scanning direction to obtain a reproduced image signal sequence 67. In addition, in this explanation.

符号化する入力ベクトルt−豆fとBfとで切り換える
ために9両者の振幅全比較したが、旦f の振幅とPf
 の振幅を比較して入力ベクトルkitとSfとで切り
換えてもよい。その際、rf の振幅奮σ2 とすると
In order to switch between the input vector t to be encoded and Bf, the amplitudes of both were compared, but the amplitude of Danf and Pf
It may be possible to switch between the input vectors kit and Sf by comparing the amplitudes of the input vectors kit and Sf. In this case, let the amplitude of rf be σ2.

σ6くσ、ならば 旦f’t−人力ベクトルとするσ6
〉σ、ならは Sf f入力ベクトルとするまた。ここ
で説明に用いた全探索形ベクトル量子化器のかわりに木
探索形ベクトル量子化器音用いてもよいことはもちろん
である′。さらに、この発明によって急激な動きが検出
された時に、探索するコードテーブルアドレスを制限し
て符号長を短縮、即ち情報量−の増界金防ぐといった応
用も可能である。
If σ6 × σ, then σ6 as f't-manpower vector
〉σ, then let Sf be the input vector. Of course, a tree search type vector quantizer may be used instead of the exhaustive search type vector quantizer used in the explanation here. Furthermore, when a sudden movement is detected by the present invention, it is possible to limit the code table address to be searched to shorten the code length, that is, to prevent the amount of information from increasing.

以上のように、この発明によれは低域通過フィルタによ
ってベクトル童子化誤着の蓄&全防ぎ。
As described above, the present invention completely prevents the accumulation and total occurrence of misplaced vector dojis by using a low-pass filter.

高品質の再生画像力S得られる上、「動き」の検出され
る割合全安定させ、伝送する情報量全一定に保つ効果が
ある。また、子側誤差信号と画像信号とを「動き」の量
忙応じて切り換えてベクトル量子化することKよって9
画像が急激に変化した場合にもベクトル量子化誤差が急
増して再生画像品質が劣化するのを防ぐことができる。
In addition to obtaining high-quality reproduced image power S, this method has the effect of stabilizing the rate at which "motion" is detected and keeping the amount of transmitted information constant. In addition, vector quantization is performed by switching the slave side error signal and the image signal according to the amount of "motion".
Even if the image changes rapidly, it is possible to prevent the vector quantization error from rapidly increasing and the quality of the reproduced image from deteriorating.

この発明はテレビジョン伝送に関する広範囲な応用が可
能であるが、動きの少ない場合に一層の効果全発揮する
ことからTV会議システム等への応用が有効である。
Although the present invention can be widely applied to television transmission, it is most effective when there is little movement, so it is effective for application to TV conference systems and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来提案されていたフレーム間ベクトル符号化
装置の符号化器の構成図、第2図は従来提案されていた
フレーム間ベクトル符号化装置のベクトル量子化符号化
部の構成図、第3図は従来提案されていたフレーム間ベ
クトル符号化装置のベクトル量子化復号化部の構成図、
第4図は従来提案されていたフレーム間ベクトル符号化
装置の復号化器の構成図、第5図は画像信号系列のブロ
ッキングを説明する説明図、第6図はこの発明によるフ
レーム間ベクトル符号化装置における符号化器の一実施
例の構成図、第1図はこの発明によるフレーム間ベクト
ル符号化装置におけるベクトル量子化符号化部の一実施
例の構成図、第8図はこの発明によるフレーム間ベクト
ル符号化装置におけるベクトル量子化復号化部の一実施
例の構成図、第9図はこの発明によるフレーム間ベクト
ル符号化装置における復号化器の一実施例の構成図。 図中、(1)はディジタル化された画像信号系列。 (2)はラスタ/ブロック走査変換部、(3)はブロッ
ク化された画像信号系列、(41は減算器、(5)は予
測誤差信号系列のブロック、 +61’は勲き検出ベク
トル量子化符号化器、(7)はベクトル量子化符号化出
力。 (8)はベクトル量子化復号化器、(9)はベクトル量
子化復号化出力、aaは加算器、 allは再生画像信
号系列系列のブロック、 (141は送信バッファ、(
I9はフィードバック制御信号、aeは符号化器出力信
号、αηは平均値分離回路、aeは振幅正規化回路、 
+19は平均値分離正規化入力ベクトル、■は平均値、
 Ca1lは振幅、のは動き検出部、(ハ)は動き検出
部出力信号。 124&まコードテーブルアドレスカウンタ、(ハ)は
インデックス、@は平均値分離正規化出力ベクトルコー
ドテーブルメモリ、@はコードテーブル出力ベクトル、
(至)は歪計算回路、翰は最小歪検出回路。 (至)は最小歪検出ストローブ信号、C(υは送信ラッ
チ。 C33は受信ラッチ、(至)は撫幅沓現1回路、(ロ)
は平均値再現回路、0!9は受信バッファ、c@はブロ
ック/ラスタ走査変換部、 ayは再生画像信号系列、
C31は動き量検出ベクトル量子化符号化器、 C31
はベクトル量子化復号化器、θQはベクトル量子化復号
化出力。 Oυは再生画像信号系列のブロック、aaは1フレ一ム
周期の遅延をうけた再生画像信号系列のブロック、 (
43は低域通過フィルタ、04は予測信号系列のブロッ
ク、四はスイッチ、θQは動き量検出部出力信号、θη
は並列平均値分離回路、@樽は並列振幅正規化回路、四
は平均値、鏝は平均値、(51)は振幅、(52)は振
幅、(53)は動き量検出部、(54)は平均値、(5
5)は振幅、(56)は切り換えスイッチ、(57)は
平均値分離正規化入力ベクトル。 (58)はコードテーブルアドレスカウンタ、(59)
はインデックス、(60)は平均値分離正規化出力ベク
トルコードチーフルメモリ、(61) はコードテーブ
ル出力ベクトル、(62)は送信ラッチ。 (65)は受信ラッチである。 なお図中同一あるいは相当部分には同一符号を附して示
しである。 代理人大岩増雄
Fig. 1 is a block diagram of an encoder of a conventionally proposed interframe vector coding device, and Fig. 2 is a block diagram of a vector quantization coding section of a conventionally proposed interframe vector coding device. Figure 3 is a block diagram of a vector quantization decoding unit of a conventionally proposed interframe vector encoding device.
FIG. 4 is a block diagram of a decoder of a conventionally proposed interframe vector encoding device, FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating blocking of an image signal sequence, and FIG. 6 is an interframe vector encoding according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the vector quantization encoding section in the interframe vector encoding device according to the present invention, and FIG. FIG. 9 is a configuration diagram of an embodiment of a vector quantization decoding section in a vector encoding device. FIG. 9 is a configuration diagram of an embodiment of a decoder in an interframe vector encoding device according to the present invention. In the figure, (1) is a digitized image signal sequence. (2) is a raster/block scan conversion unit, (3) is a blocked image signal sequence, (41 is a subtracter, (5) is a block of prediction error signal sequence, +61' is a special detection vector quantization code (7) is a vector quantization encoding output. (8) is a vector quantization decoder, (9) is a vector quantization decoding output, aa is an adder, and all is a block of the reproduced image signal sequence. , (141 is the transmission buffer, (
I9 is a feedback control signal, ae is an encoder output signal, αη is an average value separation circuit, ae is an amplitude normalization circuit,
+19 is the mean value separation normalized input vector, ■ is the mean value,
Ca1l is the amplitude, 1 is the motion detection section, and (c) is the motion detection section output signal. 124&ma code table address counter, (c) is index, @ is average value separation normalization output vector code table memory, @ is code table output vector,
(to) is the distortion calculation circuit, and (2) is the minimum distortion detection circuit. (to) is the minimum distortion detection strobe signal, C (υ is the transmitting latch, C33 is the receiving latch, (to) is the stroke width step 1 circuit, (b)
is the average value reproduction circuit, 0!9 is the reception buffer, c@ is the block/raster scan conversion unit, ay is the reproduced image signal sequence,
C31 is a motion amount detection vector quantization encoder, C31
is a vector quantization decoder, and θQ is a vector quantization decoding output. Oυ is a block of the reproduced image signal sequence, aa is a block of the reproduced image signal sequence delayed by one frame period, (
43 is a low-pass filter, 04 is a predicted signal sequence block, 4 is a switch, θQ is a motion amount detection unit output signal, θη
is a parallel average value separation circuit, @barrel is a parallel amplitude normalization circuit, 4 is an average value, trowel is an average value, (51) is an amplitude, (52) is an amplitude, (53) is a motion amount detection unit, (54) is the average value, (5
5) is the amplitude, (56) is the changeover switch, and (57) is the mean value separation normalization input vector. (58) is the code table address counter, (59)
is an index, (60) is an average value separation normalized output vector code file memory, (61) is a code table output vector, and (62) is a transmission latch. (65) is a reception latch. Note that the same or corresponding parts in the figures are indicated by the same reference numerals. Agent Masuo Oiwa

Claims (1)

【特許請求の範囲】 fl) 過去の画像信号を少なくとも1フレ一ム分記憶
することのできるフレームメモリ、前記フレームメモリ
から読み出される1フレ一ム分以上先のブロック化され
た前画像信号系列から烏城成分を除去して予測信号のブ
ロック全形成する低域通過フィルタ、現在の画像信号系
列を複数個毎にまとめてブロック化した画像信号系列の
ブロックと対応する前記予測画像信号系列のブロックと
倉減算し、予測誤差信号のブロック全算出する減算器。 前記予測誤差信号のブロックを入力ベクトルとし。 あらかじめ入力ベクトルの確率分布密度に基づいて、入
力ベクトルとの歪の総和が最小になるよう生成された出
力ベクトルのセラ)t−記憶した出力ベクトルのコード
テーブルから入力ベクトルに対し最小歪となる出力ベク
トル全探索し、そのアドレスを出力ベクトルインデック
スとしてめると共に、前記予測誤差信号のブロックから
平均値と振幅利得金求め、所定のしきい値と比較するこ
とにより、予測叫差信1号のプロ゛イクを有意、無意に
識別し、識別コードと有意の場合の前記出力ベクトルイ
ンデックスを出力する動き検出ベクトル量子化符号化器
、前記動き検出ベクトル量子化符号化器の出力を受けて
、前記動き検出ベクトル電子化符号化器と同一の内容を
府下る出力ベクトルコードテーブルから出力ベクトルイ
ンチツク名に対応する出力ベクトルを読み出して再生予
測誤差信号のブロックを得ると共に、識別コードが弔意
モない場合、前記再生予測誤差信号のブロック全零ブロ
ックとして出力するベクトル量子化復号化器。 前記ベクトル量子化復号化器の出力である再生予測誤差
信号のブロックと前記予測信号のブロックとを加えて、
前記フレームメモリが少なくとも1フレ一ム周期分遅延
させて過去の画像信号として用いるための再生画像信号
vi−算出する可其器、前記識別コードと前記出力ベク
トルのインデックスをまとめて可変長符号化すると共に
識別コードが有意である比率を監視し、フィードバック
制御によって前記しきい値を制御する符号化器等全備え
たことを特徴とするフレーム間ベクトル符号化器。 (2) 過去の画像信号を少なくとも1フレ一ム分記憶
することのできるフレー・ムメモリ、現在の画像信号系
列を複数個毎Kまとめてブロック化した画像信号系列の
ブロックを、前記フレームメモリから読み出される1フ
レ一ム分以上先の空間的に対応するブロック化された前
画像信号系列によって予測し、減算によって予測誤差信
号のブロックを算出Tる減算器、前記子1)111誤差
信号のブロックと前記現在の画像信号のブロックから各
々平均値を分離し振幅利得で正規化する並列平均値分離
正規化回路、前記予測誤差信号のブロックの平均値と振
幅利得を所定のしきい値と比較下ることにより、前記予
測誤差信号のブロック全有意と無意に職別し、更に有意
と識別された場合、前記予測誤差信号のブロックの振幅
利得と前記現在の画像、信号のブロックの振幅利得とを
比較して、より小さ、い方のブロック全選択し1選択結
果と共に前記識別のコードを出力信号とする動き量検出
部、前記動き量検出部の選択結果に従い、前記平均値分
離正規化された予測誤差信号のブロック及び現在の画像
信号のブロックの内、一方を入力ベクトルとして接続す
る切り換えスイッチ、予め2種類の入力ベクトルの確率
分布密度に基づいて、入力ベクトルとの歪の総和が最小
になるよう生成された出力ベクトルのセットを記憶した
出力ヘクl−JLt (D ’::1−トチープルから
、前記入力ベクトルに対【2最小歪となる出力ベクトル
を前記のように選択された入力ベクトルに対応するセッ
トから探索し、そのアドレス金前記の選択情報金倉んだ
出力ベクトルインデックスとしてめると共に、前記動き
量検出部の判断に基づき、有意、無意の識別コードと。 有意の場合の前記出力ベクトルインデックそと。 前記のように選択された入力ベクトルに対応する平均値
と振幅利得とを出力するベクトル童子化符号化器、前記
ベクトル量子化符号化器の出力を受けて、前記ベクトル
量子化符号化器と同一の内容を有する出力ベクトルコー
ドテーブルから出カベ゛ クトルインデックスに対応す
る出力ベクトルを読み出した後、前記振幅利得全果じて
前記平均値を加え、ベクトル量子化復号信号金得ると共
に、出力ベクトルインデックスから前記選択の結果を判
読して出力し、識別コードが有意でない場合、零ブロッ
クを出力とするベクトル量子化復号化器。 前記識別コードが無意の場合及び前記識別コードが有意
でありかつ前記動き量検出部にて選択されたのが前記予
測誤差信号のブロックであった場合前記ベクトル量子化
復号信号である再生予測誤差信号と前記予測信号のブロ
ックと金加えて、前記フレームメモリか少なくとも1フ
レ一ム周期分遅延させて過去の画像信号として用いるた
めの再生画像信号を算出する加算器、前記動き量検出部
にて選択されたのか前記現在の画像信号のブロックであ
った場合、ベクトル量子化復号信号力5そのまま再生画
像信号になるため6前記フレームメモリから前記加e器
への接続會切るスイッチ、前記識別コードと前記出力ベ
クトルのインデックスと前記平均値と前記振幅オリ得會
門とめて可変長符号化すると共に識別コードが有意であ
る比率を監視し。 フィードバック制御によって前記しきい値全制御する符
号化器等−’isえたことを特徴とするフレーム間ベク
トル符号化器。 (3)過去の画像信号?少なくとも1フレ一ム分記憶T
ることのできるフレームメモリ、現在の画像信号系列を
複数個毎にまとめてブロック化した画像信号系列會、前
記フレームメモリから読み出される1フレ一ム分以上先
の空間的に対応丁ゐブロック化された前画像信号系列を
予測信号のブロックとして予測し、減算によって予測誤
差信号のブロックを算出する減算器、前記予測誤差信号
のブロックと前記現在の画像信号のブロックへ前記予測
信号のブロックとから各々平均値全分離し振幅利得で正
規化する並列平均値分離正規化回路。 前記予測誤差信号のブロックの平均値と振幅利得を所定
のしきい値と比較することにより、前記予測誤差信号の
ブロックに1f意と無意に識別し、更に有意と識別され
た場合、前記予測誤差48号のブロックの振幅利得と前
記予測信号のブロックの振幅利得とを比較して、より小
さい方のブロック全選択し1選択結果と共に前記識別の
コード全出力信号とする動き量検出部、前記の選択結果
に基づき、前記平均値分離正規化された予測誤差信号の
ブロック及び画像信号のブロックの内、−万全入力ベク
トルとして接続する切り換えスイッチ、予め2a類の入
力ベクトルの確率分布密度匠基づいて、入力ベクトルと
の歪の総和が最小になるよう生成された出力ベクトルの
セットに記憶した出力ベクトルのコードテーブルから、
前記入力ベクトルに対し最小歪となる出力ベクトル金、
前記のように選択された入力ベクトルに対応するセット
から探索し、そのアドレスを前記の選択情報合金んだ出
力ベクトルインデックスとしてめると共に前記動き量検
出部出力に基づき、有意、無意の識別コードと、有意の
場合の、前記出力ベクトルインデックスと、前記のよう
に選択された入力ベクトルに対応する平均値と振幅利得
とを出力するベクトル量子化符号化器、前記ベクトル量
子化符号化器の出力を受けて、前記ベクトル量子化符号
化器と同一の内容を有する出力ベクトルコードテーブル
から出力ベクトルインデックスに対応する出力ベクトル
を読、み出、した後、前記振幅利得全米じて前記平均値
を加え、ベクトル量子化復号信号を得ると共に、出力ベ
クトルインデックスから前記選択情報全分離して出力し
、1ili1!別コードが有意でない場合、零ブロック
を出刃とするベクトル量子化復号化器、前記識別コード
が無意の場合ならびに前記識別コードが有意でありかつ
前記動き、量検出部にて選択されたのが前記予測信号の
ブロックであった場合、前記ベクトル量子化復号信号で
ある再生予測誤差信号と前記予測信号のブロックとを加
えて、前記フレームメモリが少なくとも1フレ一ム周期
分遅延させて過去の画像信号として用いるための再生画
像信号を算出する加算器、前記動き量検出部にて選択さ
れたのが前記予測信号のブロックであった場合、ベクト
ル量子化復号信号がそのまま再生画像信号妊なるため、
前記フレームメモリから前記加算器への接続金切るスイ
ッチ前記識別コードと前記出力ベクトルのインデックス
と前記平均値と前記振幅利得ヲマとめて可変長符号化す
ると共に識別コードが有意である比率を監視し、フィー
ドバック制御によって前記しきい値全制御する符号化器
等を備えたこと全特徴とするフレーム間ベクトル符号化
器。
[Scope of Claims] fl) A frame memory capable of storing past image signals for at least one frame, which is read from the frame memory from a block-shaped previous image signal sequence that is one frame or more ahead. a low-pass filter that removes the Karasuki component to form all blocks of a predicted signal; a block of the predicted image signal sequence that corresponds to a block of the image signal sequence obtained by grouping the current image signal sequence into blocks; A subtractor that performs subtraction and calculates all blocks of prediction error signals. The block of the prediction error signal is used as an input vector. The output vector is generated in advance based on the probability distribution density of the input vector so that the sum of distortion with the input vector is minimized.) t - Output that produces the minimum distortion for the input vector from the stored output vector code table. By performing a full vector search, determining the address as the output vector index, and calculating the average value and amplitude gain from the blocks of the prediction error signal, and comparing them with a predetermined threshold, the prediction error signal 1 is processed. a motion detection vector quantization encoder that identifies the motion detection vector as significant or unintentional, and outputs an identification code and the output vector index in the case of significance; The output vector corresponding to the output vector index name is read out from the output vector code table containing the same contents as the detected vector electronic encoder to obtain a block of the reproduced prediction error signal, and if there is no identification code, A vector quantization decoder that outputs the reproduced prediction error signal as an all-zero block. Adding the block of the reproduced prediction error signal that is the output of the vector quantization decoder and the block of the prediction signal,
The frame memory calculates a reproduced image signal vi to be used as a past image signal after being delayed by at least one frame period, and the identification code and the index of the output vector are collectively variable-length coded. 1. An interframe vector encoder characterized in that the interframe vector encoder is equipped with an encoder that monitors the ratio at which the identification code is significant, and controls the threshold value through feedback control. (2) A frame memory capable of storing at least one frame of past image signals, and a block of an image signal sequence obtained by grouping a plurality of current image signal sequences into blocks is read from the frame memory. a subtracter that calculates a block of prediction error signals by subtracting the block of the predicted error signal by predicting the previous image signal sequence spatially corresponding to the previous image signal by one frame or more ahead; a parallel mean value separation and normalization circuit that separates each mean value from each block of the current image signal and normalizes it by an amplitude gain; and comparing the mean value and amplitude gain of the block of the prediction error signal with a predetermined threshold value. All the blocks of the prediction error signal are randomly classified as significant, and when they are identified as significant, the amplitude gain of the block of the prediction error signal is compared with the amplitude gain of the block of the current image signal. a motion amount detection section which selects all the smaller and smaller blocks and outputs the identification code together with one selection result; A changeover switch that connects one of the signal block and the current image signal block as an input vector, generated in advance to minimize the sum of distortion with the input vector based on the probability distribution density of the two types of input vectors. From the output hexl-JLt(D'::1-tchipple) which stores the set of output vectors selected as above, select the output vector that has the minimum distortion with respect to the input vector corresponding to the input vector selected as above. The address is searched from the set and set as an output vector index based on the above selection information, and is also determined as a significant or insignificant identification code based on the judgment of the motion amount detection section.If the address is significant, the output vector index is A vector quantization encoder that outputs an average value and an amplitude gain corresponding to the input vector selected as described above, and a vector quantization encoder that receives the output of the vector quantization encoder. After reading out the output vector corresponding to the output vector index from the output vector code table having the same content as , the total amplitude gain and the average value are added to obtain the vector quantization decoding signal value, and the output vector A vector quantization decoder that reads and outputs the selection result from the index and outputs a zero block when the identification code is not significant. If the block of the prediction error signal is selected by the motion amount detection unit, the reproduced prediction error signal which is the vector quantized decoded signal, the block of the prediction signal, and at least one block of the frame memory are An adder that calculates a reproduced image signal delayed by one frame period to be used as a past image signal, and a vector quantum 5) A switch to disconnect the frame memory from the above-mentioned amplifier, 6) a switch for disconnecting the frame memory to the above-mentioned processor, and a switch for obtaining the above-mentioned identification code, the above-mentioned output vector index, the above-mentioned average value, and the above-mentioned amplitude orientation; Variable length encoding is performed and the ratio of identification codes being significant is monitored. An interframe vector encoder characterized in that the threshold value is fully controlled by feedback control. (3) Past image signal? Memorize at least one frame
a frame memory capable of processing a plurality of current image signal sequences into blocks; a subtracter that predicts a previous image signal sequence as a block of prediction signals and calculates a block of prediction error signals by subtraction, from the block of prediction error signals and the block of prediction signals to the block of the current image signal, respectively; Parallel average value separation and normalization circuit that separates all average values and normalizes them using amplitude gain. By comparing the average value and amplitude gain of the block of the prediction error signal with a predetermined threshold, the block of the prediction error signal is unexpectedly identified as 1f, and if further identified as significant, the prediction error is A motion amount detecting unit that compares the amplitude gain of the block No. 48 with the amplitude gain of the block of the predicted signal, selects all the smaller blocks, and uses the result of one selection as the entire output signal of the identified code; Based on the selection result, among the mean value separation and normalized prediction error signal block and image signal block, - a changeover switch to be connected as a perfect input vector, based on the probability distribution density design of the input vector of class 2a in advance; From the code table of the output vector stored in the set of output vectors generated so that the sum of distortion with the input vector is minimized,
an output vector gold that causes minimum distortion for the input vector;
A search is made from the set corresponding to the input vector selected as described above, and its address is determined as an output vector index incorporating the selection information, and a significant/insignificant identification code is determined based on the output of the motion amount detector. , a vector quantization encoder that outputs the output vector index and the average value and amplitude gain corresponding to the input vector selected as described above, in the case of significance; then, after reading and extracting an output vector corresponding to the output vector index from an output vector code table having the same contents as the vector quantization encoder, adding the average value across the amplitude gains; While obtaining a vector quantized decoded signal, all the selection information is separated from the output vector index and outputted, 1ili1! If the other code is not significant, the vector quantization decoder takes the zero block as the cutting edge, and if the identification code is meaningless, and if the identification code is significant and the movement/amount detection unit selects the If it is a block of a predicted signal, the frame memory adds the reproduced prediction error signal, which is the vector quantized decoded signal, and the block of the predicted signal, and delays the block by at least one frame period to generate the past image signal. If the block of the predicted signal is selected by the adder that calculates the reproduced image signal to be used as the motion amount detection unit, the vector quantized decoded signal becomes the reproduced image signal as it is.
A switch that closes the connection from the frame memory to the adder; converts the identification code, the index of the output vector, the average value, and the amplitude gain into variable length coding, and monitors the ratio at which the identification code is significant; An interframe vector encoder characterized by comprising an encoder that fully controls the threshold value through feedback control.
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DE3486397T DE3486397T2 (en) 1983-09-06 1984-09-06 Vector quantizer.
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