JPH0225598B2

JPH0225598B2 -

Info

Publication number: JPH0225598B2
Application number: JP58163617A
Authority: JP
Inventors: Atsumichi Murakami; Kotaro Asai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-09-06
Filing date: 1983-09-06
Publication date: 1990-06-04
Also published as: JPS6055790A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、複数のチヤンネルを持つ画像信号
を低ビツトレートでデイジタル伝送するためにデ
ータ圧縮する画像信号の符号化復号化器に関する
ものである。従来のこの種装置として第１図に示すものがあ
つた。図において１はアナログ画像信号、２はア
ナログ信号をデイジタル化するＡ／Ｄ変換器、３
はデイジタル化された画像信号系列、４は信号を
予測符号化するために予測誤差を算出する減算
器、５は予測信号、６は前記予測信号を与えるフ
レームメモリ、７は前記減算器４によつて得られ
る予測誤差信号、８は前記予測誤差を所定のレベ
ルに割りあてる量子化器、９は量子化された予測
誤差信号、１０は前記量子化された予測誤差と予
測値とを加算する加算器、１１は再生画像信号系
列、１２はＤ／Ａ変換器、１３は再生アナログ画
像信号である。なお、図では３つのチヤンネルを
持つ画像信号、例えばＲ、Ｇ、Ｂカラー画像に対
応する装置について示してある。次に動作について説明する。アナログ画像信号
１を第２図に示す如く、各チヤンネル毎、正方格
子状にサンプル抽出してデイジタル化し、デイジ
タル信号系列S_R（ｍ、ｎ）（ｍ＝１、２、…、Ｍま
たｎ＝１、２、…、ＮまたＲ＝１、２、3m、ｎ
は画面上の位置、Ｒはチヤンネルを表わす）に変
換する。この、Ａ／Ｄ変換器２にてデイジタル化
された画像信号S_R（ｍ、ｎ）をPCMにて伝送する
とデータレートが高すぎるため、時間的に連続す
るフレームの同一箇所に相当する画素間の相関を
利用してデータ圧縮処理を施こす。今、第３図に
示すように、第ｆフレームの信号をS^f _R（ｍ、ｎ）
で表わすものとし、３をこの信号S^f _R（ｍ、ｎ）、５
を予測信号P^f _R（ｍ、ｎ）、７を予測誤差信号ε^f _R（ｍ
、
ｎ）、９を量子化された予測誤差信号ε^ ^f _R（ｍ、
ｎ）、１１を再生画像信号S^ ^f _R（ｍ、ｎ）、量子化
器８が量子化レベル数を減少するために発生する
量子化雑音をq_Nとすると ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝S^f _R（ｍ、ｎ）−P^f _R（ｍ、ｎ）＋q_N S^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＋P^f _R（ｍ、ｎ）＝S^f _R（ｍ、ｎ）
＋q_N P^f _R（ｍ、ｎ）＝S^ ^f-1 _R（ｍ、ｎ）にて、量子化レベル数を減少した信号９を形成で
きる。すなわち、連続するフレームの空間的に同
一位置にあたる画素間の相関が強いという性質を
利用して、１フレーム周期前の画素信号を予測信
号５として予測誤差信号を量子化すれば量子化レ
ベル数を減少した信号９が得られ、低ビツトレー
トの伝送が可能になる。受信側においては、送信されてくる量子化され
た予測誤差信号９から再生画像信号１１を復号す
る。すなわち、 S^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＋P^f _R（ｍ、ｎ）＝S^f _R（ｍ、ｎ）
＋q_N P^f _R（ｍ、ｎ）＝S^ ^f-1 _R（ｍ、ｎ）にて再生画像信号を復号する。これをＤ／Ａ変換
器１２にてアナログ信号に変換し、アナログ画像
信号１３を再生する。なお、上記符号化復号化は
各チヤンネル毎独立に行なわれる。従来の符号化器は以上のような原理に基づいて
いるので、チヤンネル毎に伝送路が必要なこと、
装置規模の割に符号化能率が低いなどという欠点
があつた。この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、画像信号をチヤン
ネル毎にサンプリング抽出してデイジタル化した
後、画面上で同位置にあたる１フレーム周期前の
画素との差分をチヤンネルにわたつてブロツキン
グして、これをベクトル量子化しようとするもの
で、その際、既に符号化伝送した近傍の画素のフ
レーム間差分および伝送すべき画素のフレーム間
差分から、当該画素が前フレームに対して有意な
変化を生じたかどうかを判断し、有意な変化なし
と判断された場合はその情報を符号化伝送し、有
意な変化が認められた場合には、近傍画素のフレ
ーム間差分を用いて、伝送すべき画素のフレーム
間差分を正規化しておくことによつてベクトル量
子化の効率をあげ、装置としては、複数のチヤネ
ルを１つの伝送路で伝送でき、しかも符号化能率
の高い画像信号の符号化装置を提供することを目
的としている。以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図はこの発明による画像信号符号化装置
の符号化部である。ここでは３つのチヤンネルを
持ち、チヤンネルを次元に対応させたベクトル量
子化を行なう場合について説明する。１はアナロ
グ画像信号、２はアナログ画像信号をデイジタル
化するＡ／Ｄ変換器、３はデイジタル化された画
像信号系列、４はフレーム間で予測符号化を行な
うためにフレーム間差分を算出する減算器、５は
予測信号、６は前記予測信号を与えるフレームメ
モリ、７は前記減算器４によつて得られるフレー
ム間差分、９は量子化されたフレーム間差分、１
０は前記量子化されたフレーム間差分と予測値と
を加算する加算器、１１は再生画像信号系列、１
４は画素毎に前フレームに対し有意な変化が生じ
たかどうかを判断し、変化があつた際は予測誤差
信号（フレーム間差分）を正規化し、３チヤンネ
ルまとめてベクトル量子化する動き検出正規化ベ
クトル量子化符号化器、１５はベクトルのインデ
ツクス及び動き検出情報を示す符号化信号であ
る。第５図は動き検出正規化ベクトル量子化符号
化器１４の構成を詳細に示したものである。図
中、１６は近傍画素のフレーム間差分を与えるメ
モリ、１７は近傍画素のフレーム間差分、１８は
近傍画素のフレーム間差分から、伝送すべき画素
のフレーム間差分の正規化定数を算出する振幅計
算器、１９は振幅計算器１８によつて得られる正
規化定数、２０は伝送すべき画素のフレーム間差
分７及び正規化定数から当該画素において前フレ
ームに対し有意な変化が生じたかどうかを判断す
る動き検出器、２１はフレーム間差分を正規化す
る除算器、２２は正規化されたフレーム間差分信
号、２３は動き検出器２０の判断結果を示す信
号、２４は信号２２をベクトル量子化するベクト
ル量子化符号化器、２５は符号化信号１５に従
い、出力ベクトルを出力するベクトル量子化復号
器、２６は出力ベクトル、２７は出力ベクトル２
６に正規化定数１９を乗じる乗算器である。第６
図はこの発明による画像信号符号化装置の復号化
部である。２８は符号化信号１５から量子化され
たフレーム間差分９を出力する正規化ベクトル量
子化復号器、１２はＤ／Ａ変換器、１３は再生ア
ナログ画像信号である。第７図は正規化ベクトル
量子化器２８の構成を詳細に示したものである。次にこの発明による画像信号の符号化装置の動
作について説明する。アナログ画像信号１を第２
図に示す如く、各チヤンネル毎、正方格子状にサ
ンプル抽出してデイジタル化し、デイジタル信号
系列S_R（ｍ、ｎ）（ｍ＝１、２、…、Ｍまたｎ＝
１、２、…、ＮまたＲ＝１、２、３ｍ、ｎは画
面上の位置、Ｒはチヤンネルを表わす）に変換す
る。今、第３図に示すように、第ｆフレームの信
号をS^f _R（ｍ、ｎ）で表わすものとする。減算器４
によつてフレーム間差分信号ε^f _R（ｍ、ｎ）を ε^f _R（ｍ、ｎ）＝S^f _R（ｍ、ｎ）−S^ ^f-1 _R（ｍ、ｎ）にて算出する。ただし５を１フレーム前の信号S^
^f-1 _R（ｍ、ｎ）、７をフレーム間差分信号ε^f _R（ｍ、
ｎ）、９を量子化されたフレーム間差分信号ε^ ^f _R
（ｍ、ｎ）、メモリ１６、振幅計算器１８を例えば
一画素の遅延、絶対値演算器であるとする。正規
化定数１９は｜ε^ ^f _R（ｍ−１、ｎ）｜で表わされ
る。これは近傍画素のフレーム間差分の絶対値に
相当する。伝送すべき画素のフレーム間差分ε^f _R
（ｍ、ｎ）７と、前記正規化定数１９とを、動き
検出器２０にて演算し、あらかじめ外部から与え
られた閾値と比較し、全てのチヤンネルにおいて
より小さい場合は有意な変化（動き）なし、１つ
のチヤンネルでもより大きい場合は有意な変化
（動き）あり、と判断する。フレーム間差分ε^f _R
（ｍ、ｎ）は正規化定数｜ε^ ^f _R（ｍ−１、ｎ）｜１
９によつて正規化される。正規化された信号をx^f _R
（ｍ、ｎ）で表わすと x^f _R（ｍ、ｎ）＝ε^f _R（ｍ、ｎ）／｜ε^ ^f _R（ｍ−１、
ｎ）
｜となる。近傍画素は強い相関を持つているので近
傍画素のフレーム間差分も、伝送すべき画素のフ
レーム間差分に対して強い相関を持つ。従つて近
傍画素のフレーム間差分を用いて正規化定数を得
ることは、正規化された信号を一定の値の近傍に
分散させることになり、ベクトル量子化器の符号
化性能を向上させることになる。ここでベクトル
量子化の原理について簡単に説明する。情報源入
力信号系列をＫ個まとめて入力ベクトルＸ＝〔x₁、
x₂、…、x_k〕とする。このとき、Ｋ次元信号空間
R^k（Ｘ∈R^k）のＮ個の代表点（すなわち出力ベク
トル）yi＝〔yi₁、yi₂、…、yik〕のセツトをＹ＝
〔y₁ 、y₂ 、…、ｙ _N〕とする。ベクトル量子化は入
力ベクトルから最も近い距離にある出力ベクトル
yiへ写像することである。Ｋ次元信号空間におけ
る入出力ベクトル間の距離ｄ（Ｘ、ｙｉ）とする。
例えばｄ（Ｘ、yi）＝（_K 〓^R=1 （x_R−yik）²）^1/2 Ｘ →ｙｉ if ｄ（Ｘ、ｙｉ）＜ｄ（Ｘ、yj）for all ｊ（ｉ≠ｊ）となる。具体的に伝送されるのは出力ベクトルの
セツトＹ＝〔ｙ ₁、ｙ ₂、…、ｙ _N〕のインデツクス
ｉ（ｉ＝１、２、…、Ｎ）であり、受信側では送
信側同じセツトＹから、伝送されたインデツクス
ｉに従つて出力ベクトルｙｉを読み出す。入力ベ
クトルＸと出力ベクトルの関係を第８図に示す。
ベクトル量子化はこのような原理に基づいている
ので前記正規化処理を受けた入力ベクトルの分布
に対応した出力ベクトルのセツトを用意しておく
ことによつてベクトル量子化の機能を高めること
ができる。さらに、ここで用いるベクトル量子化
符号化器２４は、動き検出器２０の判断結果２３
が有意な変化（動き）なしを示す信号である場
合、その情報を符号化伝送する。連続する動画像
は、大体において動きのない部分が多く、かつま
た連続しているので動き検出信号をランレングス
符号化などによつて符号化効率を高めることがで
きる。正規化された信号x^f _R（ｍ、ｎ）は、各チヤ
ンネル（Ｒ＝１、２、３）をまとめて３次元のベ
クトルを構成し、ベクトル量子化復号器２５は符
号化信号１５に従い、動きなしの信号であれば零
ベクトルを、インデツクス信号であれば出力ベク
トルを読み出し、出力する（２６）。出力ベクト
ルは乗算器２７において正規化定数１９を乗ぜら
れ、再生フレーム間差分信号９が得られる。出力
ベクトルｙｉの元をy^f _ik（ｍ、ｎ）（Ｒ＝１、２、
３）と表わすと ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝｜ε^ ^f _R（ｍ−１、ｎ）・y^f _iR（ｍ、ｎ）＝｜ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）｜x^f _R（ｍ、ｎ）＋q_N ＝ε^f _R（ｍ、ｎ）＋q_N ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝S^f _R（ｍ、ｎ）−S^ ^f-1 _R（ｍ、ｎ）
＋q_N S^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＋S^ ^f-1 _R（ｍ、ｎ
）＝S^f _R（ｍ、ｎ）＋q_N にて、フレーム間差分信号をベクトル量子化した
インデツクス信号の伝送によつて低ビツトレート
の伝送が可能になる。ただし、q_Nはベクトル量子
化によつて発生した雑音である。復号化部では、
符号化部内部でも行なつている様に、ベクトル量
子化復号器２５から出力される零ベクトルあるい
は出力ベクトルに正規化定数を乗じて再生フレー
ム間差分信号９を復号する。さらに、 S^ ^f _R（ｍ、ｎ）＝ε^ ^f _R（ｍ、ｎ）＋S^ ^f-1 _R（ｍ、ｎ
）＝S^f _R（ｍ、ｎ）＋q_N によつて再生画像信号１１を得、Ｄ／Ａ変換器１
２によつて再生アナログ画像信号１３を得る。以上のように、この発明による画像信号の符号
化装置によれば、複数のチヤンネルを持つ画像信
号のフレーム間差分を、既に伝送した近傍画素の
フレーム間差分で正規化し、前フレームに対して
有意な変化を生じたと判断された場合にのみ、チ
ヤンネルにわたつてブロツキングしてベクトル量
子化することにより、複数のチヤンネルを１つの
伝送路で伝送でき、符号化能率の高い画像信号の
符号化が実現できる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image signal encoding/decoding device that compresses image signals having a plurality of channels for digital transmission at a low bit rate. A conventional device of this type is shown in FIG. In the figure, 1 is an analog image signal, 2 is an A/D converter that digitizes the analog signal, and 3 is an A/D converter that digitizes the analog signal.
4 is a digitized image signal sequence, 4 is a subtracter that calculates a prediction error in order to predictively encode the signal, 5 is a prediction signal, 6 is a frame memory that provides the prediction signal, and 7 is a subtracter that calculates a prediction error in order to predictively encode the signal. 8 is a quantizer that allocates the prediction error to a predetermined level; 9 is the quantized prediction error signal; 10 is an addition that adds the quantized prediction error and the predicted value. 11 is a reproduced image signal sequence, 12 is a D/A converter, and 13 is a reproduced analog image signal. Note that the figure shows an apparatus that supports image signals having three channels, for example, R, G, and B color images. Next, the operation will be explained. As shown in FIG. 2, the analog image signal 1 is sampled in a square grid for each channel and digitized, resulting in a digital signal sequence S _R (m, n) (m=1, 2,..., M or n= 1, 2, ..., N or R = 1, 2, 3m, n
is the position on the screen, and R is the channel). If the image signal S _R (m, n) digitized by the A/D converter 2 is transmitted using PCM, the data rate is too high, so Data compression processing is performed using the correlation between Now, as shown in Figure 3, the f-th frame signal is S ^f _R (m, n)
3 is this signal S ^f _R (m, n), 5
7 is the prediction signal P ^f _R (m, n), and 7 is the prediction error signal ε ^f _R (m
,
n), 9 is quantized prediction error signal ε^ ^f _R (m,
n), 11 is the reproduced image signal S^ ^f _R (m, n), and the quantization noise generated by the quantizer 8 to reduce the number of quantization levels is q _N , ε^ ^f _R (m, n ) = S ^f _R (m, n) - P ^f _R (m, n) + q _N S^ ^f _R (m, n) = ε^ ^f _R (m, n) + P ^f _R (m, n) = S ^f _R (m, n)
+q _N P ^f _R (m, n)=S^ ^f-1 _R (m, n) A signal 9 with a reduced number of quantization levels can be formed. In other words, by taking advantage of the property that there is a strong correlation between pixels at the same spatial position in consecutive frames, and quantizing the prediction error signal by using the pixel signal from one frame period before as the prediction signal 5, the number of quantization levels can be reduced. A reduced signal 9 is obtained, allowing low bit rate transmission. On the receiving side, a reproduced image signal 11 is decoded from the transmitted quantized prediction error signal 9. That is, S^ ^f _R (m, n) = ε^ ^f _R (m, n) + P ^f _R (m, n) = S ^f _R (m, n)
The reproduced image signal is decoded by +q _N P ^f _R (m, n) = S^ ^f-1 _R (m, n). This is converted into an analog signal by a D/A converter 12, and an analog image signal 13 is reproduced. Note that the above encoding/decoding is performed independently for each channel. Conventional encoders are based on the above principles, so they require a transmission path for each channel.
The disadvantage was that the encoding efficiency was low considering the scale of the device. This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and after sampling and digitizing the image signal for each channel, it is compared with the pixel at the same position on the screen one frame period earlier. This method blocks the difference across channels and attempts to vector quantize it. At this time, the pixel in question is determined from the inter-frame differences of neighboring pixels that have already been encoded and transmitted and the inter-frame differences of the pixel to be transmitted. It is determined whether a significant change has occurred with respect to the previous frame, and if it is determined that there is no significant change, that information is encoded and transmitted, and if a significant change is recognized, the information is transmitted between frames of neighboring pixels. The efficiency of vector quantization is increased by normalizing the inter-frame difference of pixels to be transmitted using the difference, and the device can transmit multiple channels using one transmission path, and also improves encoding efficiency. The object of the present invention is to provide an encoding device for an image signal with high performance. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows the encoding section of the image signal encoding device according to the present invention. Here, a case will be explained in which there are three channels and vector quantization is performed in which the channels correspond to dimensions. 1 is an analog image signal, 2 is an A/D converter that digitizes the analog image signal, 3 is a digitized image signal sequence, and 4 is a subtraction unit that calculates interframe differences to perform predictive coding between frames. 5 is a predicted signal, 6 is a frame memory for providing the predicted signal, 7 is an inter-frame difference obtained by the subtracter 4, 9 is a quantized inter-frame difference, 1
0 is an adder that adds the quantized inter-frame difference and the predicted value; 11 is a reproduced image signal sequence; 1
4 is a motion detection normalization that determines whether a significant change has occurred for each pixel with respect to the previous frame, normalizes the prediction error signal (interframe difference) when a change has occurred, and vector-quantizes all three channels. A vector quantization encoder 15 is an encoded signal indicating vector index and motion detection information. FIG. 5 shows in detail the configuration of the motion detection normalized vector quantization encoder 14. In the figure, 16 is a memory that provides the inter-frame difference of neighboring pixels, 17 is the inter-frame difference of neighboring pixels, and 18 is the amplitude for calculating the normalization constant of the inter-frame difference of the pixel to be transmitted from the inter-frame difference of neighboring pixels. 19 is a normalization constant obtained by the amplitude calculator 18; 20 is a calculator that determines whether a significant change has occurred in the pixel from the previous frame based on the inter-frame difference 7 of the pixel to be transmitted and the normalization constant; 21 is a divider that normalizes the inter-frame difference; 22 is a normalized inter-frame difference signal; 23 is a signal indicating the determination result of the motion detector 20; 24 is vector quantization of the signal 22; 25 is a vector quantization encoder that outputs an output vector according to the encoded signal 15; 26 is an output vector; 27 is an output vector 2;
This is a multiplier that multiplies 6 by a normalization constant 19. 6th
The figure shows a decoding section of an image signal encoding device according to the present invention. 28 is a normalized vector quantization decoder that outputs the interframe difference 9 quantized from the encoded signal 15, 12 is a D/A converter, and 13 is a reproduced analog image signal. FIG. 7 shows the structure of the normalized vector quantizer 28 in detail. Next, the operation of the image signal encoding apparatus according to the present invention will be explained. analog image signal 1 to 2nd
As shown in the figure, samples are extracted in a square grid for each channel and digitized, resulting in a digital signal sequence S _R (m, n) (m = 1, 2, ..., M or n =
1, 2, . . . , N or R=1, 2, 3 (m, n is the position on the screen, R is the channel). Now, as shown in FIG. 3, it is assumed that the signal of the f-th frame is represented by S ^f _R (m, n). Subtractor 4
The inter-frame difference signal ε ^f _R (m, n) is calculated as ε ^f _R (m, n)=S ^f _R (m, n)−S^ ^f-1 _R (m, n). However, 5 is the signal S^ one frame before
^f-1 _R (m, n), 7 is the inter-frame difference signal ε ^f _R (m,
n), 9 is the quantized inter-frame difference signal ε^ ^f _R
(m, n), the memory 16, and the amplitude calculator 18 are assumed to be, for example, a one-pixel delay and absolute value calculator. The normalization constant 19 is expressed as |ε^ ^f _R (m-1, n)|. This corresponds to the absolute value of the inter-frame difference between neighboring pixels. Inter-frame difference ε ^f _R of pixels to be transmitted
(m, n) 7 and the normalization constant 19 are calculated by the motion detector 20 and compared with a threshold given from the outside in advance. If it is smaller in all channels, it is a significant change (movement). None, and if even one channel is larger, it is determined that there is a significant change (movement). Inter-frame difference ε ^f _R
(m, n) is a normalization constant |ε^ ^f _R (m-1, n) | 1
Normalized by 9. The normalized signal is x ^f _R
Expressed as (m, n), x ^f _R (m, n)=ε ^f _R (m, n)/|ε^ ^f _R (m−1,
n)
｜ becomes. Since neighboring pixels have a strong correlation, the inter-frame differences of the neighboring pixels also have a strong correlation with the inter-frame differences of the pixels to be transmitted. Therefore, obtaining a normalization constant using inter-frame differences of neighboring pixels means dispersing the normalized signal in the vicinity of a certain value, which improves the coding performance of the vector quantizer. Become. Here, the principle of vector quantization will be briefly explained. K information source input signal sequences are combined into an input vector X = [x ₁ ,
x ₂ , ..., x _k ]. At this time, K-dimensional signal space
The set of N representative points (i.e., output vectors) yi = [yi ₁ , yi ₂ , ..., yik] of R ^k ( X ∈R ^k ) is expressed as Y =
Let [ y ₁ , y ₂ , ..., y _N ]. Vector quantization is the output vector that is the closest distance from the input vector.
It is mapping to yi. Let the distance between the input and output vectors in the K-dimensional signal space be d( X , yi ).
For example , d( X , yi ) = ( _K 〓 ^R=1 ( x _R − yik ) ² ) ^1/2 j) becomes. Specifically, what is transmitted is the index i (i = _{1, 2, ..., N) of the output vector set Y = [y 1} _, y 2 _, ..., y N ], and the receiving side transmits the same set on the transmitting side. The output vector y i is read from Y according to the transmitted index i. FIG. 8 shows the relationship between the input vector X and the output vector.
Since vector quantization is based on this principle, the functionality of vector quantization can be improved by preparing a set of output vectors that correspond to the distribution of input vectors that have undergone the normalization process. . Furthermore, the vector quantization encoder 24 used here uses the determination result 23 of the motion detector 20.
If the signal indicates no significant change (movement), the information is encoded and transmitted. Continuous moving images generally have many motionless portions and are continuous, so the encoding efficiency can be improved by run-length encoding or the like of the motion detection signal. The normalized signal x ^f _R (m, n) composes a three-dimensional vector by combining each channel (R=1, 2, 3), and the vector quantization decoder 25 follows the encoded signal 15, If the signal has no motion, a zero vector is read out, and if it is an index signal, an output vector is read out and output (26). The output vector is multiplied by a normalization constant 19 in a multiplier 27 to obtain a reproduction inter-frame difference signal 9. The elements of the output vector y i are y ^f _ik (m, n) (R=1, 2,
3) Expressed as ε^ ^f _R (m, n) = | ε^ ^f _R (m-1, n)・y ^f _iR (m, n) = | ε^ ^f _R (m, n) | x ^f _R (m, n) + q _N = ε ^f _R (m, n) + q _N ε^ ^f _R (m, n) = S ^f _R (m, n) − S^ ^f-1 _R (m, n)
+q _N S^ ^f _R (m, n) = ε^ ^f _R (m, n) + S^ ^f-1 _R (m, n
) = S ^f _R (m, n) + q _N , low bit rate transmission is possible by transmitting an index signal obtained by vector quantizing the interframe difference signal. However, q _N is noise generated by vector quantization. In the decoding section,
As is done inside the encoding unit, the zero vector or output vector output from the vector quantization decoder 25 is multiplied by a normalization constant to decode the reproduced inter-frame difference signal 9. Furthermore, S^ ^f _R (m, n) = ε^ ^f _R (m, n) + S^ ^f-1 _R (m, n
) = S ^f _R (m, n) + q _N to obtain the reproduced image signal 11, and the D/A converter 1
2, a reproduced analog image signal 13 is obtained. As described above, according to the image signal encoding device according to the present invention, the inter-frame difference of an image signal having a plurality of channels is normalized by the inter-frame difference of neighboring pixels that have already been transmitted. By blocking across channels and vector quantizing only when it is determined that a significant change has occurred, multiple channels can be transmitted over a single transmission path, realizing highly efficient image signal encoding. can.

[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の画像信号符号化装置の構成図、
第２図はサンプル抽出画素の画面上での配列を示
す説明図、第３図は連続するフレーム上の画素配
列を示す説明図、第４図はこの発明による画像信
号符号化装置の符号化部の一実施例を示す構成
図、第５図は第４図における動き検出正規化ベク
トル量子化符号化器の一実施例を示す構成図、第
６図はこの発明による画像信号符号化装置の復号
化部の一実施例を示す構成図、第７図は第６図に
おける動き検出正規化ベクトル量子化復号器の一
実施例を示す構成図、第８図はベクトル量子化に
おける３次元信号空間での入力ベクトルと出力ベ
クトルとの写像関係を示す説明図である。図中、１はアナログ画像信号、２はＡ／Ｄ変換
器、３は画像信号配列、４は減算器、５は予測信
号（１フレーム前の信号）、６はフレームメモリ、
７は予測誤差（フレーム間差分）、８は量子化器、
９は量子化された予測誤差信号、１０は加算器、
１１は再生画像信号配列、１２はＤ／Ａ変換器、
１３は再生アナログ画像信号、１４は動き検出正
規化ベクトル量子化符号化器、１５はインデツク
ス信号、１６はメモリ、１７は遅延をうけたフレ
ーム間差分、１８は振幅計算器、１９は正規化定
数、２０は動き検出器、２１は除算器、２２は正
規化されたフレーム間差分、２３は動き検出器の
判断結果を示す信号、２４はベクトル量子化符号
化器、２５はベクトル量子化復号器、２６は出力
ベクトル、２７は乗算器、２８は動き検出正規化
ベクトル量子化復号器である。なお図中同一ある
いは相当部分には同一符号を付して示してある。 FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional image signal encoding device.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement of sample extraction pixels on the screen, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the pixel arrangement on consecutive frames, and FIG. 4 is the encoding section of the image signal encoding device according to the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the motion detection normalization vector quantization encoder in FIG. 4, and FIG. 6 is a decoding diagram of the image signal encoding device according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the motion detection normalization vector quantization decoder in FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a mapping relationship between an input vector and an output vector. In the figure, 1 is an analog image signal, 2 is an A/D converter, 3 is an image signal array, 4 is a subtracter, 5 is a prediction signal (signal of one frame before), 6 is a frame memory,
7 is a prediction error (interframe difference), 8 is a quantizer,
9 is a quantized prediction error signal, 10 is an adder,
11 is a reproduced image signal array, 12 is a D/A converter,
13 is a reproduced analog image signal, 14 is a motion detection normalization vector quantization encoder, 15 is an index signal, 16 is a memory, 17 is a delayed interframe difference, 18 is an amplitude calculator, and 19 is a normalization constant. , 20 is a motion detector, 21 is a divider, 22 is a normalized inter-frame difference, 23 is a signal indicating the judgment result of the motion detector, 24 is a vector quantization encoder, and 25 is a vector quantization decoder. , 26 is an output vector, 27 is a multiplier, and 28 is a motion estimation normalization vector quantization decoder. Note that the same or corresponding parts in the figures are indicated by the same reference numerals.

Claims

[Claims] 1. For the input of a color image signal composed of three channel components (for example, red, green, and blue, luminance, and two-channel color signals), at least one channel is always input independently for each channel. It has a frame memory that can store frames, and when the latest image signal is input, the signal at the same position on the screen at least one frame before the latest image signal is read out from the frame memory to generate an inter-frame difference signal. a vector quantization encoder that bundles and vector-quantizes the inter-frame difference signals provided by the difference calculation device over all channels; a vector quantization decoder that decodes a reproduced inter-frame difference signal according to a signal determined by the vector quantization decoder; 1. A vector quantization type interframe coding device for an image signal, comprising: an adder for adding and regenerating an image signal. 2. The vector quantization encoder and the vector quantization decoder have a memory that stores inter-frame differences of neighboring pixels that have already been decoded, and calculate the latest pixel from the inter-frame differences of neighboring pixels output from the memory. an amplitude calculator that calculates an amplitude for normalizing the inter-frame difference at the latest pixel; a divider that normalizes the inter-frame difference at the latest pixel by the amplitude obtained from the amplitude calculator; The interframe vector quantization method for image signals according to claim 1, further comprising a multiplier that multiplies the difference signal by the amplitude obtained from the amplitude calculator to decode the interframe difference signal. Encoding device. 3. The vector quantization encoder has a memory that stores the inter-frame differences of neighboring pixels that have already been decoded, and the inter-frame differences of the neighboring pixels output from the memory and the inter-frame differences of the latest pixel are further reduced to zero. If the pixel is close to , it is determined that there is no change from the pixel at the same position one frame ago, and if the opposite is the case, it is determined that there has been a change.The sensor is equipped with a motion detector that determines that there has been a change, and only when it is determined that there is movement. 2. A vector quantization type interframe encoding device for an image signal according to claim 1, wherein the interframe difference of the pixel is vector quantized.