JP2561855B2 - Encoder - Google Patents

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JP2561855B2
JP2561855B2 JP63047621A JP4762188A JP2561855B2 JP 2561855 B2 JP2561855 B2 JP 2561855B2 JP 63047621 A JP63047621 A JP 63047621A JP 4762188 A JP4762188 A JP 4762188A JP 2561855 B2 JP2561855 B2 JP 2561855B2
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noise
output
input
quantization noise
value
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修一 松本
雅弘 斉藤
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Kokusai Denshin Denwa KK
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は符号化装置に関し、さらに具体的には画像情
報を符号化する画像符号化装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an encoding device, and more specifically to an image encoding device that encodes image information.

(従来の技術) 画像や音声などの情報をディジタル伝送する際、伝送
ビット数を少なくするために、各種の符号化法が提案さ
れており、その一つとして、隣接する標本値間の相関性
を利用して伝送情報量の圧縮を図る予測符号化(以下、
DPCMという)法がある。この符号化は、符号化された標
本値を用いてその次の標本点の予測値を求め、この予測
値と実際の標本値との差を量子化して符号化するもので
ある。
(Prior Art) Various encoding methods have been proposed in order to reduce the number of transmission bits when digitally transmitting information such as images and sounds. One of them is the correlation between adjacent sample values. Predictive coding (hereinafter,
There is a method called DPCM). In this encoding, the predicted value of the next sample point is obtained using the coded sample value, and the difference between this predicted value and the actual sample value is quantized and coded.

他方、画像信号をDPCM符号化した場合、発生する符号
化雑音のスペクトラムは一般に白色系であるが、これを
人間の視覚特性に適合するスペクトラムに周波数整形す
ることにより、視覚的に検知し難くすることができる。
このための手法として、量子化雑音をDPCMの予測差分値
に帰還させる雑音整形フィルタが提案されている。
On the other hand, when the image signal is DPCM-encoded, the spectrum of the coding noise that is generated is generally white, but it is difficult to detect it visually by frequency shaping it into a spectrum that matches human visual characteristics. be able to.
As a method for this, a noise shaping filter that feeds back the quantization noise to the DPCM prediction difference value has been proposed.

第6図を参照し、従来の画像符号化装置を具体的に説
明する。入力端子10の標本値Xiは減算器12に印加され、
減算器12は予測器14からの予測値を減算する。減算器12
から出力される差分値は絶対値回路16により絶対値にさ
れ、比較器18で閾値Thと比較される。比較器18の比較結
果が、後述するようにスイッチ20を制御する。減算器22
は、減算器12の出力から雑音整形フィルタ24による補正
値を減算する。減算器22の出力はリミッタ26で振幅制限
され、スイッチ20の端子aに印加される。スイッチ20の
端子bには減算器12の出力eiが印加される。入力端子10
の入力値をXi、予測器14の出力する予測値をとする
と、スイッチ20は|Xii|<Thの場合に端子a側に接
続され、それ以外の場合に端子b側に接続される。
A conventional image coding apparatus will be specifically described with reference to FIG. The sampled value X i of the input terminal 10 is applied to the subtractor 12,
The subtractor 12 subtracts the predicted value from the predictor 14. Subtractor 12
The difference value output from is converted into an absolute value by the absolute value circuit 16, and is compared with the threshold value Th by the comparator 18. The comparison result of the comparator 18 controls the switch 20 as described later. Subtractor 22
Subtracts the correction value by the noise shaping filter 24 from the output of the subtractor 12. The output of the subtractor 22 is amplitude-limited by the limiter 26 and applied to the terminal a of the switch 20. The output e i of the subtractor 12 is applied to the terminal b of the switch 20. Input terminal 10
The input values X i, when the prediction value output of the predictor 14 and i, the switch 20 is | X i - i | <is connected to the terminal a side in the case of Th, the terminal b otherwise Connected.

スイッチ20で選択された差分値ei′は量子化器28で量
子化され、その量子化出力は符号化器33により符号化さ
れて出力端子30から通信路等に出力される。量子化器28
の出力は、復号を行う逆量子化器32にも印加され、そこ
で差分値Q(ei′)に復号される。加算器34は、逆量子
化器32の出力Q(ei′)に予測器14の出力する予測値
を加算して標本値を復元し、当該予測器14に印加す
る。予測器14は復元された標本値から次の画素の値を予
測し、予測値として出力する。この予測値は、
次の差分符号化サイクルで減算器12及び加算器34に印加
される。
The difference value e i ′ selected by the switch 20 is quantized by the quantizer 28, and the quantized output is encoded by the encoder 33 and output from the output terminal 30 to the communication path or the like. Quantizer 28
The output of is also applied to the inverse quantizer 32 for decoding, where it is decoded into the difference value Q (e i ′). The adder 34 outputs the predicted value output from the predictor 14 to the output Q (e i ′) of the inverse quantizer 32.
The sampled value is restored by adding i and applied to the predictor 14. The predictor 14 predicts the value of the next pixel from the restored sample value and outputs it as the predicted value i . This predicted value i is
It is applied to subtractor 12 and adder 34 in the next differential encoding cycle.

スイッチ20で選択された差分値ei′及び逆量子化器32
で復号された差分値Q(ei′)は、減算器36に印加さ
れ、減算器36は両者の差分値qiを量子化雑音として雑音
整形フィルタ24に印加する。この量子化雑音qiは、雑音
整形フィルタ24によりスペクトラムを整形され、減算器
22に印加される。すなわち、予測差分値に帰還される。
The difference value e i ′ selected by the switch 20 and the inverse quantizer 32
The difference value Q (e i ′) decoded in (4) is applied to the subtractor 36, and the subtractor 36 applies the difference value q i of the two as quantization noise to the noise shaping filter 24. This quantization noise q i has its spectrum shaped by the noise shaping filter 24, and the subtractor
Applied to 22. That is, it is fed back to the predicted difference value.

ここで、雑音整形フィルタ24の伝達関数をHとする
と、この構成により量子化(符号化)雑音のスペクトラ
ムNは、下式で表わされる。
Here, when the transfer function of the noise shaping filter 24 is H, the spectrum N of the quantization (encoding) noise is represented by the following expression by this configuration.

N=|1−H|2Q 但し、Qは量子化雑音qiのスペクトラムを示す。即
ち、伝達関数Hを変えることにより、人間の視覚特性に
適合した符号化雑音を実現することができる。
N = | 1−H | 2 Q However, Q represents the spectrum of the quantization noise q i . That is, by changing the transfer function H, it is possible to realize coding noise adapted to human visual characteristics.

一次元の場合の雑音整形フィルタ24は、例えば、第6
図に示したように、入力信号をk倍する乗算器38と、当
該乗算器38の出力を1画素分遅延させるためのDフリッ
プ・フロップ40とからなる。
The noise shaping filter 24 in the one-dimensional case is, for example, the sixth
As shown in the figure, it comprises a multiplier 38 that multiplies the input signal by k, and a D flip-flop 40 that delays the output of the multiplier 38 by one pixel.

しかし、高画質化のために量子化器28の特性を、例え
ば表1に示すような非線形特性とした場合、雑音整形フ
ィルタ24の伝達関数Hが差分値によって変化してしまう
ことから、エッジ分の量子化雑音が大きな値になって予
測差分値に帰還されるので、かえって画質を損なうとい
う事態が生じる。更には、雑音整形フィルタ24により量
子化代表値のエントロピーが増加し、情報量が増すとい
う問題点もある。
However, when the characteristic of the quantizer 28 is set to a non-linear characteristic as shown in Table 1 in order to improve the image quality, the transfer function H of the noise shaping filter 24 changes depending on the difference value. Since the quantization noise of becomes a large value and is fed back to the prediction difference value, the image quality is rather deteriorated. Further, there is a problem that the noise shaping filter 24 increases the entropy of the quantized representative value, which increases the amount of information.

(但し、負レベルは正レベルと対称) これらの問題点を解決するために、従来は、信号差に
対する人間の視覚特性を考慮し、第6図に示すように、
予測誤差|Xii|がある閾値Thを越えた場合には雑音
整形フィルタ24を利用しないように、スイッチ20を端子
b側に接続するという操作を行っていた。しかし、この
ような処置を行った場合でも、未だ以下のような問題点
がある。量子化器28の量子化特性を表1に示す特性と
し、予測値として前値を用いる前値予測符号化を行った
場合、その入力値と復号値との関係は、Th=5、k=1/
2として第7図のようになる。第7図(a)のRは予測
値±Thの範囲を示し、A点では補正ありと判定され、B
点では予測値±Thの範囲外にあり、補正なしと判定さ
れ、それぞれ、第7図(b)の符号値になる。
(However, the negative level is symmetrical with the positive level.) In order to solve these problems, conventionally, in consideration of human visual characteristics with respect to signal difference, as shown in FIG.
When the prediction error | X ii | exceeds a certain threshold Th, the switch 20 is connected to the terminal b side so that the noise shaping filter 24 is not used. However, even when such a measure is taken, there are still the following problems. When the quantization characteristics of the quantizer 28 are the characteristics shown in Table 1 and the previous value predictive coding using the previous value as the predicted value is performed, the relationship between the input value and the decoded value is Th = 5, k = 1 /
It becomes 2 as shown in FIG. R in FIG. 7 (a) indicates the range of the predicted value ± Th, and it is determined that there is correction at point A and B
The points are out of the range of the predicted value ± Th, and it is determined that there is no correction, and the respective code values are shown in FIG. 7B.

即ち上記アルゴリズムを用いた場合、エッジ部におい
ても予測値と入力値Xiがたまたま閾値Thの範囲内で
一致したときには、雑音整形フィルタ24による補正値が
帰還されてしまう。非線形量子化の場合にはこの値がか
なり大きくなり、画質妨害となる。また、雑音などによ
り予測誤差が|Xii|閾値Thを越える場合には雑音整
形フィルタ24による補正値が帰還されないことから、閾
値Thが小さく且つ入力値の雑音レベルが高い場合には、
雑音レベルに応じて補正の有無が変化することになり、
上記画質妨害はエッジ・ビジネス(第7図(b)のC,
D)となって現れ、著しい画質劣化をもたらす。
That is, when the above algorithm is used, if the predicted value i and the input value X i happen to match within the threshold value Th even in the edge portion, the correction value by the noise shaping filter 24 is fed back. In the case of non-linear quantization, this value becomes considerably large, which disturbs the image quality. Further, when the prediction error due to noise or the like exceeds | X ii | threshold Th, the correction value by the noise shaping filter 24 is not fed back. Therefore, when the threshold Th is small and the noise level of the input value is high,
Whether or not the correction is performed will change depending on the noise level.
The above image disturbance is caused by the edge business (C in Fig. 7 (b),
It appears as D) and causes a significant deterioration in image quality.

(発明の目的) 本発明は、このような信号劣化の生じない符号化装置
を提供することを目的とする。
(Object of the Invention) It is an object of the present invention to provide an encoding device in which such signal deterioration does not occur.

(発明の構成) 本発明による第一の符号化装置は、入力信号とその予
測値信号との予測誤差に相当する値を量子化する量子化
器の出力を符号化する予測符号化装置であって、前記量
子化器の入力と出力とを用いて量子化雑音を算出する雑
音算出手段と、前記量子化雑音を周波数整形する雑音整
形フィルタと、前記周波数整形された量子化雑音を前記
入力信号から差し引くように前記量子化器の入力側へ設
けられた減算器と、該減算器の出力と前記量子化器の入
力との間に配置されたリミッタと、前記予測誤差又は該
予測誤差に相当する値が予め定めたしきい値を超えるか
否かにそれぞれ対応する第一の状態と第二の状態とを検
知する比較手段と、該比較手段が前記第二の状態を検知
したときには前記量子化雑音を前記雑音整形フィルタに
供給し前記第一の状態を検知したときには前記量子化雑
音の前記雑音整形フィルタへの供給を阻止する動作をす
るように前記比較手段により制御されるスイッチとを備
えた構成を有している。
(Structure of the Invention) A first encoding device according to the present invention is a predictive encoding device that encodes an output of a quantizer that quantizes a value corresponding to a prediction error between an input signal and its predicted value signal. A noise calculating means for calculating quantization noise using the input and output of the quantizer, a noise shaping filter for frequency shaping the quantization noise, and the frequency shaped quantization noise for the input signal. Corresponding to the prediction error or the prediction error, a subtracter provided on the input side of the quantizer so as to subtract from the limiter, and a limiter arranged between the output of the subtractor and the input of the quantizer. Comparing means for detecting a first state and a second state respectively corresponding to whether the value exceeds a predetermined threshold value, and the quantum means when the comparing means detects the second state. Noise to the noise shaping filter Then, when the first state is detected, a switch controlled by the comparison means is configured to perform an operation of blocking the supply of the quantization noise to the noise shaping filter.

本発明による第二の符号化装置は、入力信号とその予
測値信号との予測誤差に相当する値を量子化する量子化
器の出力を符号化する予測符号化装置であって、前記量
子化器の入力と出力とを用いて量子化雑音を算出する雑
音算出手段と、前記量子化雑音のレベルを予め定めたし
きい値以下に制限する非直線回路と、該非直線回路の出
力に得られるレベル制限された前記量子化雑音を周波数
整形する雑音整形フィルタと、前記周波数整形された量
子化雑音を前記入力信号から差し引くように前記量子化
器の入力側へ設けられた減算器と、該減算器の出力と前
記量子化器の入力との間に配置されたリミッタとを備え
た構成を有している。
A second encoding device according to the present invention is a predictive encoding device that encodes an output of a quantizer that quantizes a value corresponding to a prediction error between an input signal and a prediction value signal thereof. Which is obtained at the output of the noise calculating means for calculating the quantization noise using the input and output of the converter, the non-linear circuit for limiting the level of the quantization noise below a predetermined threshold value, and the output of the non-linear circuit A noise shaping filter for frequency-shaping the level-limited quantization noise, a subtractor provided on the input side of the quantizer so as to subtract the frequency-shaped quantization noise from the input signal, and the subtraction And a limiter disposed between the output of the quantizer and the input of the quantizer.

本発明による第三の符号化装置は、符号化器の入力と
出力とを用いて該符号化器の量子化雑音を算出する雑音
算出手段と、前記量子化雑音のレベルを予め定めたしき
い値以下に制限する非直線回路と、該非直線回路の出力
に得られるレベル制限された前記量子化雑音を周波数整
形する雑音整形フィルタと、前記周波数整形された量子
化雑音を前記入力信号から差し引くように前記符号化器
の入力側へ設けられた減算器とを備えた構成を有してい
る。
A third encoding device according to the present invention is a noise calculating means for calculating the quantization noise of the encoder by using the input and the output of the encoder, and a threshold value for presetting the level of the quantization noise. A non-linear circuit for limiting the value to a value or less, a noise shaping filter for frequency-shaping the level-limited quantization noise obtained at the output of the non-linear circuit, and subtracting the frequency-shaped quantization noise from the input signal And a subtractor provided on the input side of the encoder.

(作用) このような量子化雑音の制御手段により、例えば値の
大きい量子化雑音が当該雑音整形フィルタに入力するの
を禁止するというように、雑音整形フィルタへの入力量
を制御するので、画像の場合のエッジ部で大きな画質妨
害が生じるのを効果的に防止することができる。
(Operation) Since the quantization noise control means controls the input amount to the noise shaping filter such as prohibiting the quantization noise having a large value from inputting to the noise shaping filter, In this case, it is possible to effectively prevent a large image quality disturbance from occurring in the edge portion.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の構成ブロック図を示
す。第6図と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
スイッチ42は、比較器18の比較結果に従い量子化雑音qi
又は0データを選択して雑音整形フィルタ24と同様の雑
音整形フィルタ44に印加する。即ち、入力値Xi、予測値
及び閾値<Thに対して、|Xii|Thのとき、端子
a側に接続して量子化雑音qiを選択し、それ以外のとき
は、端子b側に接続して0データを選択する。雑音整形
フィルタ44は、雑音整形フィルタ24と同様に補正値を算
出し、次のクロック(DPCM周期)で減算器46に供給す
る。減算器46は、入力端子10の入力値Xiに従って雑音整
形フィルタ44からの補正値を減算し、その減算値はリミ
ッタ48で振幅制限される。減算器50は、リミッタ48の出
力から、予測器14の出力する予測値を減算する。減
算器50の出力ei′は、量子化器28及び減算器52に印加さ
れる。量子化器28は上述の如く量子化を行い、また、減
算器52は、逆量子化器32からの復号差分値Q(ei′)と
減算器50の出力ei′から量子化雑音qiを計算して出力す
る。
FIG. 1 shows a configuration block diagram of an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.
The switch 42 determines the quantization noise q i according to the comparison result of the comparator 18.
Alternatively, 0 data is selected and applied to a noise shaping filter 44 similar to the noise shaping filter 24. That is, input value X i , predicted value
For i and the threshold value <Th, when | X ii | Th, connect to the terminal a side to select the quantization noise q i ; otherwise, connect to the terminal b side and set 0 data. Select. The noise shaping filter 44 calculates a correction value similarly to the noise shaping filter 24, and supplies it to the subtractor 46 at the next clock (DPCM cycle). The subtractor 46 subtracts the correction value from the noise shaping filter 44 according to the input value X i of the input terminal 10, and the subtracted value is amplitude-limited by the limiter 48. The subtractor 50 subtracts the predicted value i output by the predictor 14 from the output of the limiter 48. The output e i ′ of the subtractor 50 is applied to the quantizer 28 and the subtractor 52. The quantizer 28 performs the quantization as described above, and the subtractor 52 uses the decoded difference value Q (e i ′) from the inverse quantizer 32 and the output e i ′ from the subtractor 50 to quantize the noise q. Calculate and output i .

説明の都合上、雑音整形フィルタ44が第6図の雑音整
形フィルタ24と同じ構成をしているとすると、減算器50
の出力する補正された差分値ei′は、以下のようにな
る。
For convenience of explanation, if the noise shaping filter 44 has the same configuration as the noise shaping filter 24 of FIG.
The corrected difference value e i ′ output by is as follows.

|Xii|<Thのとき ei′=Xi−kqi-1 |Xii|≧Thのとき ei′=Xi=ei 従って、平坦部(|Xii|<Th且つ、 |Xi-1i-1|Th)では、第6図の従来例と同様に作用
する。他方、エッジ部では、量子化雑音がスイッチ42で
選択されず、雑音整形フィルタ44には0データが入力さ
れるので、差分値に帰還されない。量子化器28の特性を
非線形とした場合、予測誤差の大きくなるエッジ部では
かなり大きな量子化雑音が発生するが、本実施例では、
量子化誤差を算出している部分の予測誤差の大きさで決
定しているので、大きな量子化雑音は実際上帰還され
ず、第7図に示したような従来例での妨害は生じない。
尚、本実施例では、閾値Th以下の平坦部の次のエッジ部
で量子化雑音が帰還されるが、この場合の帰還量は極め
て微小(たかだか±1レベル)であるので、全く問題は
無い。
| X ii | <Th, e i ′ = X ii −kq i-1 | X ii | ≧ Th, e i ′ = X ii = e i Therefore, the flat part (| X ii | <Th and | X i-1i-1 | Th), the same operation as in the conventional example of FIG. 6 is performed. On the other hand, in the edge portion, the quantization noise is not selected by the switch 42 and 0 data is input to the noise shaping filter 44, so that it is not fed back to the difference value. When the characteristic of the quantizer 28 is non-linear, considerably large quantization noise occurs at the edge portion where the prediction error increases, but in the present embodiment,
Since the quantization error is determined based on the magnitude of the prediction error in the calculated portion, large quantization noise is not actually fed back, and the interference in the conventional example as shown in FIG. 7 does not occur.
In the present embodiment, the quantization noise is fed back at the edge portion next to the flat portion below the threshold value Th, but the feedback amount in this case is extremely small (at most ± 1 level), so there is no problem at all. .

第2図は、本発明の第2の実施例の構成ブロック図を
示す。本実施例が第1図の実施例と異なるのは、絶対値
回路16への入力が、予測誤差eiではなく、補正された予
測誤差ei′である点である。即ち、減算器50の出力ei
を絶対値回路16に印加する。この場合、スイッチ42によ
り量子化雑音qiが雑音整形フィルタ44により帰還される
のは、 |ei′|=|Xi−kqi-1|<Th 即ち、 −Th+kqi-1<Xi<Th+kqi-1 である。従って、平坦部において従来例と同じ特性にす
るためには、閾値ThをTh+|qi-1|とすればよい。他方、
エッジ部に対しては、量子化雑音のレンジが、補正され
た予測誤差ei′で決まるので、大きな量子化雑音は帰還
されず、従来例のような妨害は発生しない。
FIG. 2 shows a block diagram of the configuration of the second embodiment of the present invention. The present embodiment differs from the embodiment of FIG. 1 in that the input to the absolute value circuit 16 is not the prediction error e i but the corrected prediction error e i ′. That is, the output e i ′ of the subtractor 50
Is applied to the absolute value circuit 16. In this case, the reason why the quantization noise q i is fed back by the noise shaping filter 44 by the switch 42 is | e i ′ | = | X ii −kq i-1 | <Th, that is, −Th + kq i-1 < X ii <Th + kq i−1 . Therefore, in order to obtain the same characteristics as in the conventional example in the flat portion, the threshold value Th may be Th + | q i-1 |. On the other hand,
With respect to the edge portion, the range of the quantization noise is determined by the corrected prediction error e i ′, so that large quantization noise is not fed back, and the disturbance as in the conventional example does not occur.

また、第2図に破線で示すように、絶対値回路16への
入力を、第2図に破線で示すように量子化雑音qiとして
も、比較器18での閾値Thを対応して設定することによ
り、同様の効果が得られる。
Further, even if the input to the absolute value circuit 16 is the quantization noise q i as shown by the broken line in FIG. 2, the threshold value Th at the comparator 18 is set correspondingly as shown by the broken line in FIG. By doing so, the same effect can be obtained.

第3図は、本発明の第3の実施例の構成ブロック図を
示す。第1図及び第2図の構成と異なるのは、量子化雑
音qi(減算器52の出力)を非線形回路54で非線形変換し
て雑音整形フィルタ44に供給している点である。非線形
回路54の特性としては、例えば第4図に示すようにす
る。イ,ロ,ハの何れの場合も、出力はnmaxで制限され
るので、前述のエッジ部での妨害を生じることなしに雑
音整形フィルタ処理を行い得る。また、閾値Th以下の部
分の傾きをkとすることにより、雑音整形フィルタ44内
の乗算器38を省略できる。また、量子化器28の特性をy
=kx(y:出力、x:入力)とし、kの値をDPCMコード又は
差分値ei′などで適応的に切り換えることにより、雑音
整形フィルタの特性をダイナミックに変化させることが
でき、より視覚特性に適合した符号化雑音を実現でき
る。
FIG. 3 shows a configuration block diagram of a third embodiment of the present invention. The difference from the configurations of FIGS. 1 and 2 is that the quantization noise q i (output of the subtractor 52) is non-linearly converted by the non-linear circuit 54 and supplied to the noise shaping filter 44. The characteristic of the non-linear circuit 54 is, for example, as shown in FIG. In any of the cases of a, b, and c, the output is limited by n max , so that the noise shaping filter processing can be performed without causing the above-mentioned interference at the edge portion. Further, by setting the slope of the portion equal to or less than the threshold Th to k, the multiplier 38 in the noise shaping filter 44 can be omitted. In addition, the characteristic of the quantizer 28 is set to y
= Kx (y: output, x: input), and by adaptively switching the value of k with the DPCM code or the difference value e i ′, the characteristics of the noise shaping filter can be changed dynamically, making it more visual. Coding noise suitable for the characteristics can be realized.

上記何れの実施例でも、受信側の復号装置は、通常の
DPCM復号装置でよい。
In any of the above embodiments, the decoding device on the receiving side is
A DPCM decoding device will do.

第5図は本発明をDPCM方式以外の符号化装置に適用し
た場合の実施例の構成ブロック図を示す。入力端子60に
入力した信号は、減算器62に印加され、雑音整形フィル
タ64の出力する補正値を減算され、符号化器66に供給さ
れる。符号化器66は所定の符号化アルゴリズムに従い符
号化を行い、出力端子68から通信路などに出力する。符
号化器66の出力する符号化コードは、復号器70にも印加
され、元の信号に復号される。減算器72は、減算器62の
出力と復号器70の出力する復号値との差分、即ち符号化
雑音を算出する。減算器72の出力は非線形回路74を介し
て雑音整形フィルタ64に供給される。非線形回路74は、
例えば第4図に示すような入出力特性になっている。雑
音整形フィルタ64は、符号化雑音を人間の視覚特性に適
合するスペクトラムに補正するための補正値を算出し、
減算器62に印加する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an embodiment when the present invention is applied to an encoding device other than the DPCM system. The signal input to the input terminal 60 is applied to the subtractor 62, the correction value output from the noise shaping filter 64 is subtracted, and the signal is supplied to the encoder 66. The encoder 66 performs encoding according to a predetermined encoding algorithm, and outputs it from the output terminal 68 to a communication path or the like. The coded code output from the encoder 66 is also applied to the decoder 70 and decoded into the original signal. The subtractor 72 calculates the difference between the output of the subtractor 62 and the decoded value output by the decoder 70, that is, the coding noise. The output of the subtractor 72 is supplied to the noise shaping filter 64 via the non-linear circuit 74. The non-linear circuit 74 is
For example, the input / output characteristics are as shown in FIG. The noise shaping filter 64 calculates a correction value for correcting the coding noise into a spectrum that matches human visual characteristics,
It is applied to the subtractor 62.

雑音整形フィルタ64は、符号化雑音のスペクトラムを
人間の視覚特性に適合したスペクトラムに周波数整形す
るためのフィルタであるから、符号化器66としては、ス
ケール/インデックス符号化,ベクトル量子化(符号
化)などの何れの場合にも適用できることは明らかであ
る。
The noise shaping filter 64 is a filter for frequency-shaping the spectrum of the coding noise into a spectrum suitable for human visual characteristics. Therefore, the encoder 66 uses scale / index coding, vector quantization (coding). It is obvious that the present invention can be applied to any of the above cases.

本実施例では、非線形回路74で示すように、符号化雑
音の内、値の大きなものは帰還しないようにすることに
より、劣化が生ぜずエントロピーの増加量の非常に少な
い雑音整形フィルタを設計し易くなる。また、この実施
例に対応する受信側の復号器の構成も、それぞれの符号
化に応じた公知の構成のものでよい。
In this embodiment, as indicated by the non-linear circuit 74, of the coding noise, the one with a large value is not fed back, so that a noise shaping filter is designed which does not cause deterioration and has a very small increase in entropy. It will be easier. Also, the configuration of the receiving side decoder corresponding to this embodiment may be a known configuration corresponding to each encoding.

(発明の効果) 以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、量子化(又は符号化)雑音が大きい場合には、雑
音整形フィルタを介しての帰還を行わないので、エッジ
部での大きな画質妨害が発生しない。人間の視覚特性に
適合した符号化雑音に整形することとあいまって、画質
の大幅に改善できる。
(Effects of the Invention) As can be easily understood from the above description, according to the present invention, when quantization (or coding) noise is large, feedback is not performed through the noise shaping filter, so that the edge No major image quality disturbance occurs in the department. Combined with shaping into coding noise suitable for human visual characteristics, the image quality can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の構成ブロック図、第2
図は本発明の第2の実施例の構成ブロック図、第3図は
本発明の第3の実施例の構成ブロック図、第4図は本発
明の第3の実施例に用いる非線形回路の特性図、第5図
は本発明の第4の実施例の構成ブロック図、第6図は従
来例の構成ブロック図、第7図は第6図の装置による場
合の入力値と復号値との関係を示す特性図である。 10,60……入力端子、12,22,36,46,50,52,62,72……減算
器、14……予測器、16……絶対値回路、18……比較回
路、20,42……スイッチ、24,44,64……雑音整形フィル
タ、26,48……リミッタ、28……量子化器、30,68……出
力端子、32……逆量子化器、33,66……符号化器、34…
…加算器、38……乗算器、40……Dフリップ・フロッ
プ、54,74……非線形回路、70……復号器。
FIG. 1 is a block diagram of the configuration of the first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a block diagram of the configuration of the second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram of the configuration of the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a characteristic of a non-linear circuit used in the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of the configuration of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram of the conventional example, and FIG. 7 is a relationship between the input value and the decoded value in the case of the apparatus of FIG. FIG. 10,60 …… Input terminal, 12,22,36,46,50,52,62,72 …… Subtractor, 14 …… Predictor, 16 …… Absolute value circuit, 18 …… Comparison circuit, 20,42 ...... Switch, 24,44,64 …… Noise shaping filter, 26,48 …… Limiter, 28 …… Quantizer, 30,68 …… Output terminal, 32 …… Inverse quantizer, 33,66 …… Encoder, 34 ...
... Adder, 38 ... Multiplier, 40 ... D flip-flop, 54, 74 ... Non-linear circuit, 70 ... Decoder.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力信号とその予測値信号との予測誤差に
相当する値を量子化する量子化器の出力を符号化する予
測符号化装置であって、 前記量子化器の入力と出力とを用いて量子化雑音を算出
する雑音算出手段と、 前記量子化雑音を周波数整形する雑音整形フィルタと、 前記周波数整形された量子化雑音を前記入力信号から差
し引くように前記量子化器の入力側へ設けられた減算器
と、 該減算器の出力と前記量子化器の入力との間に配置され
たリミッタと、 前記予測誤差又は該予測誤差に相当する値が予め定めた
しきい値を超えるか否かにそれぞれ対応する第一の状態
と第二の状態とを検知する比較手段と、 該比較手段が前記第二の状態を検知したときには前記量
子化雑音を前記雑音整形フィルタに供給し前記第一の状
態を検知したときには前記量子化雑音の前記雑音整形フ
ィルタへの供給を阻止する動作をするように前記比較手
段により制御されるスイッチと を備えた符号化装置。
1. A predictive coding apparatus for coding an output of a quantizer for quantizing a value corresponding to a prediction error between an input signal and a predicted value signal thereof, wherein the input and output of the quantizer are: Noise calculating means for calculating quantization noise using, a noise shaping filter for frequency shaping the quantization noise, and an input side of the quantizer for subtracting the frequency shaped quantization noise from the input signal. A limiter arranged between the output of the subtractor and the input of the quantizer, and the prediction error or a value corresponding to the prediction error exceeds a predetermined threshold value. Comparing means for detecting a first state and a second state respectively corresponding to whether or not, and the quantizing noise is supplied to the noise shaping filter when the comparing means detects the second state. When the first condition is detected Encoding apparatus and a switch controlled by said comparing means to an operation to block the supply to the noise shaping filter of the quantization noise.
【請求項2】入力信号とその予測値信号との予測誤差に
相当する値を量子化する量子化器の出力を符号化する予
測符号化装置であって、 前記量子化器の入力と出力とを用いて量子化雑音を算出
する雑音算出手段と、 前記量子化雑音のレベルを予め定めたしきい値以下に制
限する非直線回路と、 該非直線回路の出力に得られるレベル制限された前記量
子化雑音を周波数整形する雑音整形フィルタと、 前記周波数整形された量子化雑音を前記入力信号から差
し引くように前記量子化器の入力側へ設けられた減算器
と、 該減算器の出力と前記量子化器の入力との間に配置され
たリミッタと、 を備えた符号化装置。
2. A predictive coding device for coding an output of a quantizer for quantizing a value corresponding to a prediction error between an input signal and its predicted value signal, wherein the input and output of the quantizer are Noise calculating means for calculating the quantization noise by using a non-linear circuit for limiting the level of the quantization noise to a predetermined threshold value or less, and the level-limited quantum obtained at the output of the non-linear circuit. Noise shaping filter for frequency shaping the quantization noise, a subtractor provided on the input side of the quantizer so as to subtract the frequency shaped quantization noise from the input signal, an output of the subtractor and the quantum And a limiter disposed between the input of the coder and the encoder.
【請求項3】符号化器の入力と出力とを用いて該符号化
器の量子化雑音を算出する雑音算出手段と、 前記量子化雑音のレベルを予め定めたしきい値以下に制
限する非直線回路と、 該非直線回路の出力に得られるレベル制限された前記量
子化雑音を周波数整形する雑音整形フィルタと、 前記周波数整形された量子化雑音を前記入力信号から差
し引くように前記符号化器の入力側へ設けられた減算器
と を備えた符号化装置。
3. Noise calculating means for calculating the quantization noise of the encoder by using the input and the output of the encoder, and a non-limiter for limiting the level of the quantization noise to a threshold value or lower. A linear circuit, a noise shaping filter for frequency-shaping the level-limited quantization noise obtained at the output of the nonlinear circuit, and a encoder for subtracting the frequency-shaped quantization noise from the input signal. An encoding device having a subtracter provided on the input side.
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テレビジョン学会誌、42[12](1988)松本、斉藤、村上、山下、P.1372−1379

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