CN1761159A - 任意量化步阶数编/解码装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种任意量化步阶数编/解码装置及方法，其以大于1且为偶数的任意步阶数对一输入信号进行编/解码，以得到一任意的压缩率，而且可再配合一低失真压缩编码器，调整出最适合的压缩率。
Description
技术领域
本发明是有关一种脉冲编码调制(Pulse Code Modulation；PCM)的编/解码装置及方法，特别是关于一种任意量化步阶数编/解码装置及方法。
背景技术
脉冲编码调制乃是已熟知的技术，其有助于数字信号的处理及数字系统的运作。差分脉冲编码调制(Differential PCM；DPCM)也是已熟知的，其被用来降低量化的失真(distortion)及减少数字编码的容量。更进一步地，适应性差分脉冲编码调制(Adaptive DPCM；ADPCM)也是已熟知的，其根据信号的变化而改变量化的尺度，因而提升信号处理的效率及品质。图1是一典型的ADPCM编码装置100的系统方块图，其中由输入端输入的信号u与预测值相减得到一误差值Ue，量化器102通过一固定压缩码长度、一固定步阶数、步阶适应器104所供应的步阶值Δ以及误差值Ue，产生压缩码Que至输出端，步阶适应器104可根据压缩码Que调整步阶值Δ，同时反量化器106反量化压缩码Que得到反量化信号Iue与预测值加成后，形成信号Qu输入预测器108，籍以产生下一笔信号u的预测值。图2显示一典型的ADPCM解码装置200的系统方块，其中反量化器204从输入端读取压缩码Que，通过一固定压缩码长度、一固定步阶数及一步阶值Δ反量化压缩码Que产生反量化信号Iue，步阶值Δ是由步阶适应器202根据压缩码Que提供，预测器206提供预测值与反量化信号Iue加成得到信号Qu至输出端，同时预测器206也根据信号Qu产生下一笔资料的预测值。
这种自动调整步阶值的设计虽然能改善输入信号振幅过大的问题，但也容易导致量化误差的增加。中国专利公告编号第453048号在DPCM或ADPCM系统中加入一分辨率调整器，根据步阶尺寸适应器的输出及量化差值Que而改变编/解码分辨率，即压缩码位数，以降低失真及增加压缩比。但是，由于受限于量化位数，因而限制了步阶数只能为2的幂次方，使得压缩比只能为信号u的位数与压缩码Que的位数的比值，如表一所示，这个限制造成设计者无法由此架构设计出某些特殊压缩比的应用。例如，系统所要求的数据压缩率为6时，参照表一，已知的编/解码装置无法让设计者得到6的压缩率，因此只能用8的压缩率对资料进行压缩，但是愈高的压缩率将使资料的失真愈严重。
表一
| 信号u的位数 | 压缩码Que的位数 | 压缩率 | 步阶数 |
| 16 | 2 | 8 | 4 |
| 16 | 3 | 5.333 | 8 |
| 16 | 4 | 4 | 16 |
| 16 | 5 | 3.2 | 32 |
| 16 | 6 | 2.667 | 64 |
| 32 | 4 | 8 | 16 |
| 64 | 4 | 16 | 16 |
| 128 | 4 | 32 | 16 |
因此，一种能任意调整压缩率的编/解码装置及方法乃为所冀。
发明内容
本发明的主要目的，在于提出一种任意量化步阶数编/解码装置及方法。
本发明的又一目的，在于提出一种可任意调整压缩率的任意量化步阶数编/解码装置及方法。
根据本发明，一种任意量化步阶数编码装置及方法包括一预测器供应一预测值与一输入信号比较，得到一误差值，一量化器根据大于1且为偶数的步阶数及一步阶值量化该误差值，产生一压缩码。
根据本发明，一种任意量化步阶数解码装置及方法包括一反量化器根据一大于1且为偶数的步阶数及一步阶值反量化一压缩码，产生一反量化信号与一预测器所供应的预测值结合，得到一输出信号。
由于本发明的编/解码装置所使用的步阶数不限于2的幂次方，因此在设计压缩率时更有弹性，也能根据不同的应用设计最佳的压缩率。
附图说明
图1是一典型的ADPCM编码装置的系统方块图；
图2是一典型的ADPCM解码装置的系统方块图；
图3是本发明的任意量化步阶数编码装置的系统方块图；以及
图4是本发明的任意量化步阶数解码装置的系统方块图。
主要组件符号说明：
100 ADPCM编码装置
102 量化器
104 步阶适应器
106 反量化器
108 预测器
200 ADPCM解码装置
202 步阶适应器
204 反量化器
206 预测器
300 任意量化步阶数编码装置
302 任意步阶数量化器
304 步阶适应器
306 预测器
308 任意步阶数反量化器
310 低失真压缩编码器
400 任意量化步阶数解码装置
402 任意步阶数反量化器
404 步阶适应器
406 预测器
408 低失真压缩解码器
具体实施方式
图3是本发明的任意量化步阶数编码装置(arbitrarys tep numberencoding apparatus)300的系统方块图，其中来自输入端的输入信号u与预测器306所供应的预测值相减得到一误差值Ue，任意步阶数量化器302通过一大于1且为偶数的步阶数、由步阶适应器304供应的步阶值Δ以及误差值Ue产生压缩码Que由输出端输出，步阶适应器304可根据压缩码Que调整步阶值Δ，任意步阶数反量化器308通过相同的步阶数及步阶值Δ反量化该压缩码Que，产生反量化信号Iue与预测值加成，得到信号Qu，预测器306接收信号Qu并籍以产生下一笔输入信号u的预测值，在压缩码Que由输出端输出之前，一低失真压缩编码器310对压缩码Que再进行一次压缩，以获得更多不同的压缩率，配合不同的应用。
图4是本发明的任意量化步阶数解码装置(arbitrary step numberdecoding apparatus)400的系统方块图，其中任意步阶数反量化器402由输入端读取一压缩码Que，通过一大于1且为偶数的步阶数以及由步阶适应器404提供的步阶值Δ，反量化压缩码Que产生一反量化信号Iue，步阶适应器404可根据压缩码Que调整步阶值Δ，预测器406供应一预测值与反量化信号Iue加成，得到一信号Qu由输出端输出，预测器406也根据信号Qu产生下一笔预测值，若该压缩码Que在编码时被低失真压缩编码器压缩过，那么在解码装置400中，也增加一低失真压缩解码器408，在该压缩码Que被输入反量化器402之前，先进行一次解压缩。
表二为本发明的范例，与表一比较可发现，在已知的编/解码装置中，由于步阶数仅能为2的幂次方，故当信号u的位数及压缩码Que的位数均固定时，其压缩率只有一种，但在本发明中，由于步阶数不限于2的幂次方，故其压缩率不只一种，而且再搭配低失真压缩编/解码器，可得到多种不同的压缩率，以适用于各种应用。
表二
| 信号u的位数 | 压缩码Que的位数 | 低失真压缩 | 压缩率 | 步阶数 |
| 16 | 4 | 1 | 4.999 | 10 |
| 16 | 4 | 1 | 4.666 | 12 |
| 16 | 4 | 1 | 4.333 | 14 |
| 16 | 4 | 1 | 4 | 16 |
| 16 | 4 | 0.9 | 5.499 | 10 |
| 16 | 4 | 0.9 | 5.132 | 12 |
| 16 | 4 | 0.9 | 4.766 | 14 |
| 16 | 4 | 0.9 | 4.4 | 16 |
在中国专利公告编号第453048号中，其利用一额外的电路来调整位数，籍以改变压缩率，但是本发明是通过改变步阶数来调整压缩率，因此本发明无需多加额外的电路，因而较能节省芯片面积。当然，如果有需要的话，本发明也可增加额外的电路来调整位数。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述为阐明目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例为解说本发明的原理以及让熟习该项技术者以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求范围及其均等来决定。
Claims (17)
1、一种任意量化步阶数编码装置，其特征在于包括：
一预测器，供应一预测值与一输入信号比较，得到一误差值；以及
一量化器，根据一步阶数及一步阶值量化该误差值，产生一压缩码，该步阶数为大于1的偶数。
2、如权利要求1所述的任意量化步阶数编码装置，其特征在于，更包括一步阶适应器根据该压缩码调整该步阶值。
3、如权利要求1所述的任意量化步阶数编码装置，其特征在于，更包括一低失真压缩编码器再压缩该压缩码。
4、如权利要求1所述的任意量化步阶数编码装置，其特征在于，更包括一反量化器通过该步阶数及步阶值，反量化该压缩码产生反量化信号。
5、如权利要求4所述的任意量化步阶数编码装置，其特征在于，其中该预测器根据该反量化信号及预测值产生下一笔输入信号的预测值。
6、一种任意量化步阶数编码方法，其特征在于，包括下列步骤：
比较一预测值与一输入信号，得到一误差值；以及
以一大于1且为偶数的步阶数以及一步阶值量化该误差值，产生一压缩码。
7、如权利要求6所述的任意量化步阶数编码方法，其特征在于，更包括根据该压缩码调整该步阶值。
8、权利要求6所述的任意量化步阶数编码方法，其特征在于，更包括再压缩该压缩码。
9、如权利要求6所述的任意量化步阶数编码方法，其特征在于，更包括下列步骤：
以该步阶数及步阶值反量化该压缩码，产生一反量化信号；以及
根据该反量化信号及预测值产生下一笔输入信号的预测值。
10、一种任意量化步阶数解码装置，其特征在于包括：
一反量化器，根据一步阶数及一步阶值反量化一压缩码，产生一反量化信号，该步阶数为大于1的偶数；以及
一预测器，供应一预测值与该反量化信号结合，产生一输出信号。
11、如权利要求10所述的任意量化步阶数解码装置，其特征在于，更包括一低失真压缩解码器在该压缩码输入该反量化器前，先对该压缩码进行解压缩。
12、如权利要求10所述的任意量化步阶数解码装置，其特征在于，更包括一步阶适应器根据该压缩码调整该步阶值给该反量化器。
13、如权利要求10所述的任意量化步阶数解码装置，其特征在于，其中该预测器根据该输出信号决定下一笔预测值。
14、一种任意量化步阶数解码方法，包括：
根据一步阶数及一步阶值反量化一压缩码，产生一反量化信号，该步阶数为大于1的偶数；以及
结合一预测值与该反量化信号，产生一输出信号。
15、如权利要求14所述的任意量化步阶数解码方法，其特征在于，更包括在该压缩码进行反量化前，先对该压缩码进行解压缩。
16、如权利要求14所述的任意量化步阶数解码方法，其特征在于，更包括根据该压缩码调整该步阶值。
17、如权利要求14所述的任意量化步阶数解码方法，其特征在于，更包括根据该输出信号决定下一笔预测值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410083726 CN1761159A (zh) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | 任意量化步阶数编/解码装置及方法 |
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| CN 200410083726 CN1761159A (zh) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | 任意量化步阶数编/解码装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1761159A true CN1761159A (zh) | 2006-04-19 |
Family
ID=36707127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410083726 Pending CN1761159A (zh) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | 任意量化步阶数编/解码装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1761159A (zh) |
-
2004
- 2004-10-14 CN CN 200410083726 patent/CN1761159A/zh active Pending
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