JPS6225577A - Adaptive vector quantization system - Google Patents
Adaptive vector quantization systemInfo
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- JPS6225577A JPS6225577A JP60163988A JP16398885A JPS6225577A JP S6225577 A JPS6225577 A JP S6225577A JP 60163988 A JP60163988 A JP 60163988A JP 16398885 A JP16398885 A JP 16398885A JP S6225577 A JPS6225577 A JP S6225577A
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- G06T9/008—Vector quantisation
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
画像信号の圧縮符号化するベクトル量子化方式に於いて
、ベクトル量子化するブロック単位の入力画像信号のパ
ワーが大の時は、輪郭等の変化分の大きい画像信号であ
るから、平均値予測を行わずに、比較的長いビット長で
符号化し、パワーが小さい時は、変化分の小さい画像信
号であるから、平均値予測誤差に従って、比較的短いビ
ット長で符号化し、全体としてデータ量を増加すること
なく、再生画質の劣化が少ない符号化を可能とするもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Summary] In the vector quantization method for compressing and encoding image signals, when the power of the input image signal for each block to be vector quantized is large, the amount of change in contour etc. is large. Since it is an image signal, it is encoded with a relatively long bit length without performing average value prediction, and when the power is small, it is an image signal with a small change, so it is encoded with a relatively short bit length according to the average value prediction error. This enables encoding with little deterioration in reproduced image quality without increasing the overall amount of data.
本発明は、入力画像信号のブロック単位のパワーに対応
して、ブロック単位の符号化を行う適応型ベクトル量子
化方式に関するものである。The present invention relates to an adaptive vector quantization method that performs block-by-block encoding in accordance with the block-by-block power of an input image signal.
画像信号を符号化する方式として、４×４画素等のブロ
ック単位で符号化するベクトル量子化方式が知られてお
り、少ないデータ量で再生画質を劣化させないようにす
ることが要望されている。As a method for encoding an image signal, a vector quantization method is known in which the image signal is encoded in units of blocks such as 4×4 pixels, and there is a desire to avoid deteriorating the reproduced image quality with a small amount of data.
写真等の階調画像の画像信号を圧縮して伝送する方式と
して、ベクトル量子化方式が知られている。このベクト
ル量子化方式は、所定数の複数画素を１ブロツクとし、
ブロック単位で符号化するもので、予め所定数のパター
ンを用意しておき、入カバターンとの自乗誤差が最も小
さくなるパターンを対応させて符号化するものである。A vector quantization method is known as a method for compressing and transmitting an image signal of a gradation image such as a photograph. This vector quantization method uses a predetermined number of pixels as one block,
Encoding is performed in units of blocks, and a predetermined number of patterns are prepared in advance, and the pattern that has the smallest squared error with the input cover pattern is associated with the pattern and encoded.
このようなベクトル量子化方式に於いては、単一のベク
トル量子化テーブルを用いて符号化する方式や、ブロッ
クの平均値情報を伝送すると共に、正規化情報も伝送す
る平均値分離正規化方式等が提案されている。Among these vector quantization methods, there are two methods: a method that encodes using a single vector quantization table, and a mean value separation normalization method that transmits not only block average value information but also normalization information. etc. have been proposed.
画像信号を符号化する時のブロックの大きさ及び階調数
を大きくするに従って急激にブロックパターンの種類が
多くなるものであり、又画像の種類によって同−又は類
似のブロックパターンの現れる確率が異なるものである
から、各種の画像信号に対して、単一のベクトル量子化
テーブルを用いて符号を行う従来の方式を適用すること
は困難である。When encoding an image signal, the number of types of block patterns increases rapidly as the block size and number of gradations increase, and the probability that the same or similar block patterns will appear differs depending on the type of image. Therefore, it is difficult to apply the conventional method of encoding various image signals using a single vector quantization table.
又従来の平均値分離正規化方式は、平均値情報や標準偏
差情報を伝送することになるから、データ量が多くなり
、効率の良い画像信号の圧縮が困難である欠点があった
。Furthermore, the conventional mean value separation normalization method has the disadvantage that the amount of data is large because it transmits mean value information and standard deviation information, making it difficult to efficiently compress image signals.
本発明は、少ないデータ量で高画質の符号化を可能とす
ることを目的とするものである。An object of the present invention is to enable high-quality encoding with a small amount of data.
本発明の適応型ベクトル量子化方式は、第１図を参照し
て説明すると、入力画像信号のブロック単位のパワーの
大小を、ブロック単位を構成する各画素のレベルを用い
て検出するパワー検出部１と、比較的ビット長の長い符
号形式の第１のベクトル量子化テーブル２ａと、比較的
短いビット長の符号形式の第２のベクトル量子化テーブ
ル２ｂとを有する符号化部２とを備え、パワー検出部１
を検出信号ｐｗを送出すると共に符号化部２に加えて、
入力画像信号のブロック単位のパワーが大きいと判定し
た検出信号ＰＷが符号化部２に加えられた時は、その入
力画像信号のブロック単位に対して、平均値予測を行う
ことなく、第１のベクトル量子化テーブル２ａを用いて
符号化し、又入力画像信号のブロック単位のパワーが小
さいと判定した検出信号ｐｗが符号化部２に加えられた
時は、妻の入力画像信号のブロック単位に対して、符号
化済みの画像信号の平均値を用いて平均値予測誤差を求
め、その平均値予測誤差について第２のベクトル量子化
テーブル２ｂを用いて符号化するもので、その符号化信
号ＶＱＣを検出信号ＰＷと共に伝送するものである。The adaptive vector quantization method of the present invention will be explained with reference to FIG. 1. The power detection unit detects the power level of each block of an input image signal using the level of each pixel constituting the block unit. 1, an encoding unit 2 having a first vector quantization table 2a in a code format with a relatively long bit length, and a second vector quantization table 2b in a code format with a relatively short bit length, Power detection section 1
is added to the encoding unit 2 while sending out the detection signal pw,
When the detection signal PW determined that the power of the block unit of the input image signal is large is applied to the encoding unit 2, the first prediction is performed without performing average value prediction for the block unit of the input image signal. When the detection signal pw is encoded using the vector quantization table 2a and the power of the block unit of the input image signal is determined to be small, it is applied to the encoder 2. Then, the average value prediction error is obtained using the average value of the encoded image signal, and the average value prediction error is encoded using the second vector quantization table 2b, and the encoded signal VQC is It is transmitted together with the detection signal PW.
入力画像信号のブロック単位のパワーが大きい場合は、
ブロック内でも変化が大きいので、画像の輪郭等の変化
分が多い部分と判断し、平均値予測誤差を求めても、そ
の予測誤差は大きくなるから、平均値予測誤差を求める
ことなく、第１のベクトル量子化テーブル２ａを用いて
、比較的長いビット長の符号化を行うものであり、又入
力画像信号のブロック単位のパワーが小さい場合は、そ
のブロック内でも変化が小さいので、画像の階調変化が
少ない部分と判断し、平均値予測誤差を求めることによ
り、予測誤差は小さい値となり、第２のベクトル量子化
テーブル２ｂを用いて短いビット長の符号化を行うもの
である。If the input image signal has a large power per block,
Since there are large changes within the block, even if we determine that the area has a large amount of change, such as the contour of the image, and calculate the average value prediction error, the prediction error will be large. The vector quantization table 2a of By determining this as a portion with little tonal change and calculating the average value prediction error, the prediction error becomes a small value, and the second vector quantization table 2b is used to perform encoding with a short bit length.
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１はパ
ワー検出部、１２は変換部、１２ａは第１のベクトル量
子化テーブル、１２ｂは第２のベクトル量子化テーブル
、１３は符号化信号ＶＱＣを復号化する逆変換部、１４
は参照ブロックの平均値或いは符号化済みの画面に相当
する部分の平均値を予測平均値として格納する平均値メ
モリ、１′５は予測平均値か零かを選択する切換部、１
６は減算器、１７は平均値演算部、１８はパワー演算部
、１９は演算結果を所定値と比較して検出信号ｐｗを出
力する比較器であって、パワー検出部１１以外の構成に
より第１図に於ける符号化部２を構成している。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, in which 11 is a power detection section, 12 is a conversion section, 12a is a first vector quantization table, 12b is a second vector quantization table, and 13 is an encoding section. an inverse transformer that decodes the signal VQC; 14;
1 is an average value memory that stores the average value of a reference block or the average value of a portion corresponding to an encoded screen as a predicted average value; 1'5 is a switching unit that selects the predicted average value or zero; 1;
6 is a subtracter, 17 is an average value calculation section, 18 is a power calculation section, and 19 is a comparator that compares the calculation result with a predetermined value and outputs a detection signal pw. It constitutes the encoding section 2 in FIG.
ブロック単位の入力画像信号は、パワー検出部１１と減
算器１６とに加えられ、ブロック単位の画素数をｎとし
、ブロック内の画素レベルをｘｌとすると、平均値演算
部１７に於いてブロック単位の平均値Ｘ°が次式のよう
にして求められる。The input image signal in block units is added to the power detection unit 11 and the subtracter 16, and if the number of pixels in the block unit is n and the pixel level in the block is xl, the input image signal in the average value calculation unit 17 is applied to the block unit The average value X° of is obtained using the following equation.
例えば、ブロック単位を４×４画素とすると、ｎは１６
となる。平均値演算部１７に於いて（１）式に基づいて
求められた平均値Ｘ°は、パワー演算部１８に加えられ
て、次式のようにしてブロック単位のパワーが求められ
る。For example, if the block unit is 4 x 4 pixels, n is 16
becomes. The average value X° obtained in the average value calculation section 17 based on equation (1) is added to the power calculation section 18, and the power of each block is obtained as shown in the following equation.
このパワーＰを比較器１９に於いて所定値と比較し、パ
ワーＰが所定値より大きい場合に、例えば、“０”の検
出信号ＰＷを出力し、パワーＰが所定値より小さい場合
に、“１”の検出信号ｐｗを出力するものである。この
検出信号ＰＷは、変換部１２、逆変換部１３及び切換部
１５に加えられると共に、ブロックのパワー情報として
伝送される。This power P is compared with a predetermined value in the comparator 19, and when the power P is larger than the predetermined value, a detection signal PW of "0" is outputted, for example, and when the power P is smaller than the predetermined value, " It outputs a detection signal pw of 1''. This detection signal PW is applied to the converting section 12, inverse converting section 13, and switching section 15, and is also transmitted as block power information.
切換部１５は、パワー検出部１１からの“０゛の検出信
号ｐｗによって接地側（零）を選択し、“１”の検出信
号ＰＷによって平均値メモリ１４側を選択し、選択出力
を減算器１６に加えるものである。従って、ブロック単
位の画像信号のパワーＰが大きい場合には、減算器１６
にはＯが加えられるので、入力画像信号の平均値予測誤
差を求めないことになり、ブロック単位の画像信号のパ
ワーが小さい場合には、平均値メモリ１４に格納された
平均値が減算器１６に加えられるから、平均値予測誤差
が求められることになる。The switching unit 15 selects the ground side (zero) according to the detection signal PW of “0” from the power detection unit 11, selects the side of the average value memory 14 according to the detection signal PW of “1”, and sends the selected output to the subtracter. 16. Therefore, when the power P of the image signal in block units is large, the subtracter 16
Since O is added to the input image signal, the average value prediction error of the input image signal is not determined, and when the power of the image signal in units of blocks is small, the average value stored in the average value memory 14 is added to the subtracter 16. , the average prediction error can be found.
又変換部１２に於いては、“０”の検出信号ＰＷによっ
て第１のベクトル量子化テーブル１２ａを用いた符号変
換が行われる。この場合、平均値予測誤差を求められて
いない画像信号が人力されることから、そのブロックパ
ターンの種類が多（なるから、符号を割当てた限定パタ
ーンの種類も成る程度多くし、それによって、比較的ビ
ット長が長くなるものである。なお、可変長符号を割当
てることも可能である。Furthermore, in the converter 12, code conversion is performed using the first vector quantization table 12a based on the detection signal PW of "0". In this case, since the image signal for which the average prediction error has not been calculated is manually input, there are many types of block patterns (therefore, the types of limited patterns to which codes are assigned are also increased to the extent possible, and the comparison However, it is also possible to allocate a variable length code.
又“１”の検出信号ＰＷが変換部１２に加えると、第２
のベクトル量子化テーブル１２ｂを用いた符号変換が行
われる。この場合は、平均値予測誤差が前述のように求
められるから、ブロックパターンの種類は少なくて済む
ことになり、符号を割当てた限定パターンの種類も成る
程度少なくできるから、ビット長を比較的短くできるこ
とになる。なお、この場合も可変長符号を割当てること
が可能である。Also, when the detection signal PW of “1” is applied to the converter 12, the second
Code conversion is performed using the vector quantization table 12b. In this case, since the average prediction error is obtained as described above, the number of block patterns can be reduced, and the number of limited patterns to which codes are assigned can also be reduced to a certain extent, so the bit length can be kept relatively short. It will be possible. Note that variable length codes can also be assigned in this case.
又逆変換部１３は、変換部１２で変換された符号化信号
ＶＱＣを、検出信号ｐｗに対応して逆変換によって復号
するものであり、逆変換出力信号は平均値メモリ１４に
加えられる。この場合、逆変換部１３を、復号処理と平
均値処理とを同時に行う構成とし、平均値処理によって
求めたブロック平均値を平均値メモリ１４に格納するこ
ともできる。このような復号処理゛と平均値処理とを同
時に行わせる為には、符号化信号ＶＱＣと検出信号ｐｗ
とをアドレスとして、平均値を読出す逆変換テーブルを
設けば良いことになる。Further, the inverse transformer 13 decodes the encoded signal VQC transformed by the transformer 12 by inverse transform corresponding to the detection signal pw, and the inverse transform output signal is added to the average value memory 14. In this case, the inverse transform unit 13 can be configured to perform decoding processing and average value processing at the same time, and the block average value obtained by the average value processing can be stored in the average value memory 14. In order to perform such decoding processing and averaging processing at the same time, the encoded signal VQC and the detection signal pw
What is necessary is to provide an inverse conversion table that reads out the average value using .
平均値メモリ１４は、前述のように、逆変換部１３に於
いて平均値を求める場合は、その平均値をブロック位置
に対応して格納し、平均値予測誤差を求める場合に、参
照ブロックの平均値を読出す構成とするものであり、又
既に符号化が終了した画像信号の平均値を求めて格納し
、平均値予測誤差を求める場合の平均値として読出す構
成とすることもできる。又逆変換部１３に於いて単に復
号処理するだけの場合は、平均値メモリ１４に、平均値
を求める演算機能或いはテーブルを設けることになる。As described above, the average value memory 14 stores the average value corresponding to the block position when calculating the average value in the inverse transform unit 13, and stores the average value corresponding to the block position when calculating the average value prediction error. The configuration is such that the average value is read out, or the average value of image signals that have already been encoded can be calculated and stored, and read out as the average value when calculating the average value prediction error. If the inverse transform unit 13 simply performs decoding processing, the average value memory 14 will be provided with an arithmetic function or table for determining the average value.
検出信号ｐｗは、ブロック単位の符号化信号ＰＷ毎に付
加することも勿論可能であるが、ブロック単位のパワー
が変化した場合のみ、“０”又は“１”の検出信号ＰＷ
を付加するようにして、データ量を減少させることがで
きる。It is of course possible to add the detection signal pw to each encoded signal PW in block units, but the detection signal PW of "0" or "1" can be added only when the power in block units changes.
The amount of data can be reduced by adding .
以上説明したように、本発明は、パワー検出部１．１１
によって入力画像信号のブロック単位のパワーの大小を
検出し、符号化部２に於いて、パワーの大小の検出信号
ＰＷに対応して、ベクトル量子化テーブル２ａ、２ｂ、
１２ａ、１２ｂの切換えにより符号化を行うものであり
、各種の画像に対して汎用化が可能となる。即ち、画像
の変化が多い部分と少ない部分とに対して異なる符号化
を行うことになり、画像の種類に余り影響されないで、
画像信号を圧縮することが可能となる。又画像の変化の
多い部分は全体からみて多くないのが一般的であるから
、データ量を多くすることなく、高品質な画像伝送が可
能となる。As explained above, the present invention provides power detection section 1.11.
The magnitude of the power of each block of the input image signal is detected by the method, and in the encoding unit 2, vector quantization tables 2a, 2b,
Encoding is performed by switching between 12a and 12b, and it can be used for various types of images. In other words, different encoding is performed for parts of the image where there is a lot of change and parts where there is little change, so it is not affected much by the type of image.
It becomes possible to compress image signals. Furthermore, since there are generally not many parts of an image that change frequently compared to the overall image, high-quality image transmission is possible without increasing the amount of data.
第１図は本発明の頁理ブロック図、第２図は本発明の実
施例のブロック図である。
１はパワー検出部、２は符号化部、’ｌａ、 ２ｂは
第１及び第２のベクトル量子化テーブル、１１はパワー
検出部、１２は変換部、１２ａ、１２ｂは第１及び第２
のベクトル量子化テーブル、１３は逆変換部、１４は平
均値メモリ、１５は切換部、１６は減算器、１７は平均
値演算部、１８はパワー演算部、１９は比較器である。FIG. 1 is a page block diagram of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 1 is a power detection unit, 2 is an encoding unit, 'la, 2b is a first and second vector quantization table, 11 is a power detection unit, 12 is a conversion unit, 12a and 12b are first and second vector quantization tables.
13 is an inverse transformer, 14 is an average value memory, 15 is a switching unit, 16 is a subtracter, 17 is an average value calculation unit, 18 is a power calculation unit, and 19 is a comparator.
Claims (1)
パワー検出部（１）と、 前記ブロック単位の入力画像信号に対して、ビット長が
異なる符号形式のｎ個のベクトル量子化テーブル（２ａ
、２ｂ）とを有する符号化部（２）とを備え、 前記パワー検出部（１）により検出された前記入力画像
信号のブロック単位のパワーが大きい時は、該入力画像
信号に対して平均値予測を行わずに、比較的ビット長が
長い符号形式のベクトル量子化テーブルを用いて符号化
し、パワーが小さい時は、該入力画像信号に対して、符
号化済みの画面の平均値を用いて平均値予測を行い、該
平均値予測による予測誤差について残りのベクトル量子
化テーブルを用いて符号化を行うこと を特徴とする適応型ベクトル量子化方式。[Claims] A power detection unit (1) that detects the magnitude of the power of an input image signal in units of blocks; conversion table (2a
, 2b), when the power in block units of the input image signal detected by the power detection unit (1) is large, an average value is Encoding is performed without prediction using a vector quantization table in a code format with a relatively long bit length, and when the power is small, the average value of the encoded screen is used for the input image signal. An adaptive vector quantization method characterized by performing average value prediction and encoding a prediction error resulting from the average value prediction using a remaining vector quantization table.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60163988A JPS6225577A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Adaptive vector quantization system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60163988A JPS6225577A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Adaptive vector quantization system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225577A true JPS6225577A (en) | 1987-02-03 |
Family
ID=15784624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60163988A Pending JPS6225577A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Adaptive vector quantization system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225577A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63232575A (en) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | Canon Inc | Method for coding picture data |
| JPH02237270A (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Canon Inc | Coding method and coding device and method for generating code book used for them |
| US5845016A (en) * | 1995-06-28 | 1998-12-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image compressing apparatus |
| US6072910A (en) * | 1989-03-10 | 2000-06-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for coding image information, and method of creating code book |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP60163988A patent/JPS6225577A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63232575A (en) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | Canon Inc | Method for coding picture data |
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