A Modified Multistage Vector Quantizer Using a Hybrid Structure for Image Compression

영상 압축을 위한 혼합형 구조를 이용한 변형된 다단계 벡터 앙자화기

This paper proposes a new MVQMultistage Vector Quantizer) using a hybrid structure. While in a conventional MVQ, the quantizers of all stages perform the encoding procedure for input signals, we introduce a quantizer that performs selectively. The proposed quantizer with a hybrid structure is composed of a FSVQ(Finite-State Vector Quantizer) for the first stage and a ordinary VQ(Vector Quantizer) for the second stage. A input block is firstly encoded by the FSVQ of the first stage. If the Euclidean distortion measure between original signals and the codevector selected from the state codebook of the FSVQ is less than a prespecified value, only the FSVQ is used for image coding. Otherwise, both the FSVQ of the first stage and the ordinary VQ of the second stage are used for image coding. While the conventional MVQ has an advantage that can achieve low encoding complexity in comparison to the ordinary VQ, but has a disadvantage that is suboptimal with respect to the performance measure and can not achieve the bit rate reduction, the proposed method achieve not only the bit rate reduction but also the performance improvement.

본 논문에서는 혼합형 구조를 이용한 새로운 MVQ(Multistage Vector Quantizer)를 제안한다. 기존의 MVQ는 입력 신호에 대하여 모든 단의 양자화기가 부호화를 수행한 반면에 본 논문에서는 선택적으로 동작하도록 설계한다. 제안한 양자화기으 첫 번째 단은 FSVQ로 구성하고 두 번째 단은 일반 VQ(Vector Quantizer)로 구성한 혼합형 구조이다. 입력 블럭은 우선 첫 번째 단의 FSVQ를 이용하여 부호화 한다. 이때 원 신호와 상태 부호책에서 선택된 부호 벡터 사이의 유클리디안 왜곡량이 미리 설정한 임계값보다 작으면 두 번째 단의 양자화기를 이용하지 않고, 유클리디안 왜곡량이 미리 설정한 임계값보다 클 경우는 두 번째 단의 일반 VQ도 이용하여 영상을 부호화 한다. 기존의 MVQ는 일반 VQ와 비교하였을 때 부호화 복잡도가 낮다는 장점이 있는 반면 화질이 저하되고 비트율 감소 효과는 없는 반면에 제안한 방법은 비트율을 감소를 가져올 뿐 만 아니라 화질상의 개선도 얻을 수 있다.