JP2871149B2 - Band division coding method - Google Patents

Band division coding method

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JP2871149B2
JP2871149B2 JP9035791A JP9035791A JP2871149B2 JP 2871149 B2 JP2871149 B2 JP 2871149B2 JP 9035791 A JP9035791 A JP 9035791A JP 9035791 A JP9035791 A JP 9035791A JP 2871149 B2 JP2871149 B2 JP 2871149B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像信号やオーディオ信
号等の信号を帯域圧縮を行う符号化装置および復号化装
置に用いられる帯域分割符号化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a band division coding method used in a coding apparatus and a decoding apparatus for performing band compression on signals such as image signals and audio signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像信号,オーディオ信号等の帯域圧縮
あるいは高能率符号化技術のひとつとして、帯域分割
(サブバンド)符号化方法が知られている。以下に画像
信号を入力とした場合の従来の帯域分割符号化方法につ
いて説明する。
2. Description of the Related Art A band division (sub-band) coding method is known as one of band compression or high-efficiency coding techniques for image signals, audio signals, and the like. A conventional band division encoding method when an image signal is input will be described below.

【0003】図6に従来の帯域分割符号化装置のブロッ
ク図である。図6において、aは符号化器ブロック、b
は復号化器ブロック、400はバンドパスフィルタ、4
01,402,403,404はそれぞれ第一,第二,
第三、第四の符号化器、405はマルチプレクサ、40
6は通信路、407,408,409,410はそれぞ
れ第一,第二,第三,第四の帯域分割された信号、41
1はデマルチプレクサ、412,413,414,41
5はそれぞれ第一,第二,第三,第四の復号化器、41
6,417,418,419はそれぞれ第一,第二,第
三,第四の復号化された帯域信号、420はバンドパス
フィルタである。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional band division coding apparatus. In FIG. 6, a is an encoder block, b
Is a decoder block, 400 is a bandpass filter, 4
01, 402, 403, and 404 are the first, second,
Third and fourth encoders, 405 is a multiplexer, 40
6 is a communication path, 407, 408, 409 and 410 are first, second, third and fourth band-divided signals, respectively.
1 is a demultiplexer, 412, 413, 414, 41
5 is a first, second, third and fourth decoder, respectively, 41
6, 417, 418, and 419 are first, second, third, and fourth decoded band signals, respectively, and 420 is a band-pass filter.

【0004】以上の様に構成された帯域分割符号化装置
について、以下にその動作を説明する。図6において、
入力された画像信号は、バンドパスフィルタ400によ
り4つの帯域407,408,409,410に分割さ
れ、各帯域毎に符号化器401,402,403,40
4で符号化される。符号化器はそれぞれ図5に示す様
に、各帯域に応じた符号化器300,量子化器301,
可変長符号化器302から構成される。各帯域で用いら
れる符号化器300としては、予測符号化,直交変換符
号化,ベクトル量子化,フレーム内符号化,フレーム間
符号化等の様々な符号化方法の組み合わせで構成され
る。符号化された信号はマルチプレクサ405で合成さ
れ、通信路406に送り出される。復号器側では、通信
路406から送られてきた信号をデマルチプレクサ41
1で元の帯域信号毎に分け、各帯域毎に復号化器41
2,413,414,415で復号化した後、バンドパ
スフィルタ420を通した後合成する。通信路406に
おいては転送速度が一定であるので、符号化器におい
て、その転送速度にあわせて各帯域毎のビット割合があ
らかじめ決定され、圧縮率が決まる(例えば「デジタル
コーディングオブウェーブフォーム」(N.S.Jay
ant−Peter Noll著“DigitalCo
ding of Waveforms”pp.486−
509))。
[0004] The operation of the band division coding apparatus configured as described above will be described below. In FIG.
The input image signal is divided into four bands 407, 408, 409, and 410 by a band-pass filter 400, and encoders 401, 402, 403, and 40 are provided for each band.
4 is encoded. As shown in FIG. 5, each of the encoders includes an encoder 300, a quantizer 301,
It comprises a variable length encoder 302. The encoder 300 used in each band is configured by a combination of various encoding methods such as predictive encoding, orthogonal transform encoding, vector quantization, intra-frame encoding, and inter-frame encoding. The encoded signals are combined by the multiplexer 405 and sent out to the communication path 406. On the decoder side, the signal sent from the communication path 406 is demultiplexed by the demultiplexer 41.
1 for each original band signal, and a decoder 41 for each band.
2, 413, 414, and 415, pass through a band-pass filter 420, and are combined. Since the transfer rate is constant in the communication channel 406, the encoder determines the bit rate of each band in advance according to the transfer rate, and determines the compression ratio (for example, “Digital Coding of Waveform” (N S. Jay
"DigitalCo" by ant-Peter Noll
Ding of Waveforms "pp.486-
509)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6の
様な構成では各帯域に対するビット割当が一意的であ
り、時々刻々と変化する入力信号の性質に応じた符号化
がおこなわれず、また帯域分割した信号の情報量の変化
にも対応していないため、符号化品質を向上させること
ができないと言う問題点を有していた。
However, in the configuration shown in FIG. 6, the bit allocation to each band is unique, and encoding is not performed according to the characteristics of the input signal which changes every moment. Since it does not cope with the change in the information amount of the signal, the coding quality cannot be improved.

【0006】本発明は上記問題点に鑑み、入力信号特性
に応じて、符号化によるビット発生量制御を可能とし、
かつ、分割された各帯域間での歪みの配分のバランスを
一定とする事により、符号化品質を向上させる帯域分割
符号化方法を提供する事を目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and enables control of a bit generation amount by encoding according to input signal characteristics.
Further, it is an object of the present invention to provide a band division coding method for improving the coding quality by keeping the distribution balance of distortion among the divided bands constant.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の帯域分割符号化
方法は上記課題を解決するために、入力信号の帯域を分
割し、分割された各帯域毎に各帯域内信号を符号化し、
符号化により得られた各帯域の符号化信号を多重化して
伝送する帯域分割符号化方法において、転送速度を制御
するためにバッファを具備し、前記バッファの内容量を
あらかじめ定められた時間間隔Δtで監視し、前記時間
間隔Δt前のバッファ内容量から現在のバッファ内容量
へのバッファ内容量の変化量に応じて、前記分割された
入力信号帯域の中でで最も低い周波数帯域に相当する帯
域の帯域内信号の量子化幅を決定すると共に、最も低い
周波数帯域に相当する帯域の符号化歪みと他の周波数帯
域の符号化歪みが相互にあらかじめ定められた比になる
ように、最も低い周波数帯域に相当する帯域以外の周波
数帯域の量子化幅を決定制御することを特徴し、また、
各帯域内信号の転送速度の前記制御において、前記バッ
ファ内容量の変化量が単調減少の場合のみ、最も低い周
波数帯域に相当する帯域以外の少なくとも一つの帯域の
信号の量子化幅を減少させることを特徴としている。ま
た、各帯域信号相互の符号化歪みの比の前記制御におい
て、前記バッファ内容量の変化量が単調増加でない時の
み、最も低い周波数帯域に相当する帯域以外の少なくと
も一つの帯域内信号の量子化幅を減少させることを特徴
とし、また、各帯域信号相互の符号化歪みの比の前記制
御において、最も低い周波数帯域に相当する帯域の信号
の符号化歪みと他の帯域の符号化歪みとの比において、
最も低い周波数帯域に相当する帯域の信号の符号化歪み
の方が大きい場合には、前記あらかじめ定められた比を
満足するように、最も低い周波数帯域に相当する帯域以
外の少なくとも一つの帯域の信号の量子化幅を増加させ
ることを特徴としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a band division encoding method of the present invention divides a band of an input signal, encodes each in-band signal for each divided band,
In a band division coding method for multiplexing and transmitting coded signals of each band obtained by coding, a buffer is provided for controlling a transfer rate, and the internal capacity of the buffer is set to a predetermined time interval Δt. And a band corresponding to the lowest frequency band among the divided input signal bands according to the change amount of the buffer capacity from the buffer capacity before the time interval Δt to the current buffer capacity. The quantization width of the in-band signal is determined, and the lowest frequency is set so that the coding distortion of the band corresponding to the lowest frequency band and the coding distortion of the other frequency bands have a predetermined ratio to each other. Characterizing and controlling the quantization width of the frequency band other than the band corresponding to the band,
In the control of the transfer speed of each in-band signal, the quantization width of the signal of at least one band other than the band corresponding to the lowest frequency band is reduced only when the amount of change in the buffer capacity is monotonically decreasing. It is characterized by. Further, in the control of the ratio of the coding distortion between the respective band signals, the quantization of at least one in-band signal other than the band corresponding to the lowest frequency band is performed only when the amount of change in the buffer capacity is not monotonically increasing. Characterized in that the width is reduced, and in the control of the ratio of the coding distortion of each band signal, the coding distortion of the signal of the band corresponding to the lowest frequency band and the coding distortion of the other band. In ratio
If the coding distortion of the signal of the band corresponding to the lowest frequency band is larger, the signal of at least one band other than the band corresponding to the lowest frequency band is satisfied so as to satisfy the predetermined ratio. Is characterized by increasing the quantization width.

【0008】[0008]

【作用】本発明の帯域分割符号化方法に上記した構成に
より、入力信号の帯域分割された帯域内信号の符号化に
おいて、符号化によるビット発生量を、最も低い帯域の
量子化ステップ幅を優先的に定める事により、粗く制御
してビット発生量制御をかけ、同時に各帯域内信号の符
号化歪みがあらかじめ定められたバランスになるよう
に、時間Δt毎に各帯域内信号の量子化ステップ幅を微
調整して更新して行くことにより、各帯域内信号に対す
るビット割当を可変にし、復号された時の信号品質を向
上させる。
According to the above-described configuration of the band division encoding method of the present invention, in encoding the band-divided in-band signal of the input signal, the amount of bits generated by the encoding is given priority over the quantization step width of the lowest band. , The bit generation amount is controlled by coarse control, and at the same time, the quantization step width of each in-band signal is set so that the encoding distortion of each in-band signal has a predetermined balance. By fine-tuning and updating, the bit allocation for each in-band signal is made variable, and the signal quality at the time of decoding is improved.

【0009】[0009]

【実施例】以下本発明の一実施例の帯域分割符号化方法
について図面を参照しながら説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a band division coding method according to an embodiment of the present invention.

【0010】図1は本発明の帯域分割符号化方法の一実
施例を示す帯域分割符号化器のブロック図である。図1
において100は帯域分割フィルタ、101は第一の符
号化器、102は第二の符号化器、103は第三の符号
化器、104は第四の符号化器、105は歪み検出ブロ
ック、106は転送速度制御バッファ、107はバッフ
ァ内ビット量検出ブロック、108は符号化パラメータ
制御ブロック、109は通信路、110は分割された第
一の帯域の信号、111は分割された第二の帯域の信
号、112は分割された第三の帯域の信号、113は分
割された第四の帯域の信号である。
FIG. 1 is a block diagram of a band division encoder showing one embodiment of the band division encoding method of the present invention. FIG.
, 100 is a band division filter, 101 is a first encoder, 102 is a second encoder, 103 is a third encoder, 104 is a fourth encoder, 105 is a distortion detection block, 106 Is a transfer rate control buffer, 107 is a buffer bit amount detection block, 108 is an encoding parameter control block, 109 is a communication path, 110 is a signal of the first divided band, and 111 is a signal of the second divided band. A signal 112 is a signal of the divided third band, and a signal 113 is a signal of the divided fourth band.

【0011】図2〜図4は本発明の帯域分割符号化方法
を用いた帯域分割符号化器の制御フローチャートであ
る。図5は符号化器ブロック内の構成を示す図である。
図5において300は符号化器、301は量子化器、3
02は可変長符号化器である。
FIG. 2 to FIG. 4 are control flowcharts of the band division encoder using the band division encoding method of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a configuration in the encoder block.
In FIG. 5, 300 is an encoder, 301 is a quantizer, 3
02 is a variable length encoder.

【0012】まず本発明の一実施例の帯域分割符号化方
法を用いた帯域分割符号化器の動作について図1を参照
しながら説明する。図1において、入力された画像信号
は帯域分割フィルタ100によりそれぞれ第一,第二,
第三,第四の四つの帯域110,111,112,11
3の信号に分割され、それぞれ第一,第二,第三,第四
の符号化器101,102,103,104に入力され
符号化される。
First, the operation of the band division encoder using the band division encoding method according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an input image signal is first, second, and
Third and fourth four bands 110, 111, 112, 11
The signals are divided into three signals and input to first, second, third, and fourth encoders 101, 102, 103, and 104, respectively, and are encoded.

【0013】ここで帯域分割される帯域数はこれに限る
ものではない。これらの符号化器はそれぞれ図5に示す
様に、各帯域に応じた符号化器300,量子化器30
1,可変長符号化器302から構成される。各帯域で用
いられる符号化器300としては、予測符号化,直交変
換符号化,ベクトル量子化,フレーム内符号化、フレー
ム間符号化等の様々な符号化方法の組み合わせで構成可
能であるが、本発明においては符号化手段は特に限定さ
れないので、割愛する第一,第二,第三,第四の符号化
器101,102,103,104内で可変長符号化さ
れた信号出力は転送速度制御バッファ106に送られ蓄
積される。一方、転送速度制御バッファ106からは通
信路109の転送速度で決められたビット量が毎時通信
路109に送り出されていく。
Here, the number of bands to be divided is not limited to this. These encoders are, as shown in FIG. 5, an encoder 300 and a quantizer 30 corresponding to each band.
1, a variable length encoder 302. The encoder 300 used in each band can be configured by a combination of various encoding methods such as predictive encoding, orthogonal transform encoding, vector quantization, intra-frame encoding, and inter-frame encoding. In the present invention, since the encoding means is not particularly limited, the signal output variable-length coded in the first, second, third, and fourth encoders 101, 102, 103, and 104, which is omitted, has a transfer rate of The data is sent to the control buffer 106 and accumulated. On the other hand, the bit rate determined by the transfer rate of the communication path 109 is sent out from the transfer rate control buffer 106 to the communication path 109 every hour.

【0014】さて、入力信号の情報量は時々刻々と変化
するため、各帯域を符号化するときに発生するビット量
もそれに応じて変動する。また、入力信号のスペクトラ
ムにより第一,第二,第三,第四の四つの帯域110,
111,112,113の信号の各情報量も時々刻々変
動するため、各帯域を符号化するときに発生するビット
量もそれに応じて変動する。
Since the information amount of the input signal changes every moment, the bit amount generated when encoding each band also changes accordingly. Also, according to the spectrum of the input signal, the first, second, third and fourth four bands 110,
Since the information amounts of the signals 111, 112, and 113 also vary from time to time, the amount of bits generated when encoding each band also varies accordingly.

【0015】しかし通信路109の転送速度は一定であ
るので、第一,第二,第三,第四の四つの帯域110,
111,112,113の信号を符号化するときに発生
するビット量の総量を、通信路により定められた転送速
度にあわせて行く必要がある。その時同時に、第一,第
二,第三,第四の帯域110,111,112,113
のそれぞれのビット発生量のバランスを入力信号の性質
に応じて適応的に調整する必要がある。
However, since the transfer rate of the communication path 109 is constant, the first, second, third, and fourth four bands 110,
It is necessary to adjust the total amount of bits generated when encoding the signals 111, 112, and 113 to the transfer rate determined by the communication path. At the same time, the first, second, third, and fourth bands 110, 111, 112, 113
It is necessary to adaptively adjust the balance of the respective bit generation amounts according to the characteristics of the input signal.

【0016】これには各種の方法が考えられるが本発明
は各帯域の符号化歪みを制御することにより、適応処理
を行うことを特徴とする。
Although various methods are conceivable for this, the present invention is characterized in that adaptive processing is performed by controlling the coding distortion of each band.

【0017】以下にその方法を説明する。まず、各符号
化器101,102,103,104の各符号化による
歪みD1,D2,D3,D4は歪み検出ブロック105
により検出される。また転送速度制御バッファ106内
のビット蓄積量情報はバッファ内ビット量検出ブロック
107により時間Δt単位毎に計測され、計測された情
報は符号化パラメータ制御ブロック108に送られる。
符号化パラメータ制御ブロック108は図2〜図4で示
されるフローチャートに従って、各帯域の符号化器の量
子化ステップ幅を決定する。この量子化ステップ幅を制
御することによりビット発生量制御および歪み制御が行
われる事となる。
The method will be described below. First, the distortions D1, D2, D3, and D4 caused by the respective encoders 101, 102, 103, and 104 are encoded by a distortion detection block 105.
Is detected by The information on the amount of accumulated bits in the transfer rate control buffer 106 is measured by the in-buffer bit amount detection block 107 for each unit of time Δt, and the measured information is sent to the encoding parameter control block 108.
The encoding parameter control block 108 determines the quantization step width of the encoder in each band according to the flowcharts shown in FIGS. By controlling the quantization step width, bit generation amount control and distortion control are performed.

【0018】次に、図2〜図4のフローチャートを用い
て本発明の帯域分割符号化方法を用いた帯域分割符号化
器のビット発生量制御および歪み制御について詳細に説
明する。ビット発生量制御および歪み制御の全体を図2
のフローチャートに示す。
Next, the bit generation amount control and distortion control of the band division encoder using the band division encoding method of the present invention will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 2 shows the entire bit generation amount control and distortion control.
Is shown in the flowchart of FIG.

【0019】まず、符号化パラメータ制御ブロック10
8はバッファ内ビット蓄積量Rを時間Δt毎に計測し、
第一の帯域の量子化ステップ幅(Qstep1)を決定
する。通常、画像信号は最も低い帯域(第一の帯域に相
当する)にエネルギーが集中しており、この第一の帯域
に含まれる情報量が最も多く、全ビット発生量及び復号
後の画質に対する符号化歪みの影響はこの第一の帯域に
よるものが支配的である。
First, the coding parameter control block 10
8 measures the bit accumulation amount R in the buffer every time Δt,
The quantization step width (Qstep1) of the first band is determined. Normally, the energy of an image signal is concentrated in the lowest band (corresponding to the first band), the amount of information contained in the first band is the largest, and the amount of all bits generated and the code for the image quality after decoding are high. The influence of the distortion is dominated by the first band.

【0020】従って、最初に第一の帯域の量子化ステッ
プ幅(Qstep1)を決定して第一の帯域内の符号化
歪みを決定し、同時にビット発生量に対して粗い制御を
かける。
Therefore, first, the quantization step width (Qstep1) of the first band is determined to determine the coding distortion in the first band, and at the same time, coarse control is applied to the bit generation amount.

【0021】次に各帯域の符号化歪みを制御する。これ
は各帯域の量子化ステップ幅を、各帯域間の符号化歪み
があらかじめ定めた比になるように調整設定することに
よって可能である。この時、第二,第三,第四の帯域の
情報量を符号化する事により発生するビット量の影響
を、前述のビット発生量に対する粗い制御に対して軽微
にするために、第二,第三,第四の帯域の量子化ステッ
プ幅の変化幅を第一の帯域の量子化ステップ幅に比べて
小さく取っておく必要がある。
Next, the coding distortion of each band is controlled. This can be achieved by adjusting and setting the quantization step width of each band so that the coding distortion between the bands has a predetermined ratio. At this time, in order to reduce the influence of the bit amount generated by encoding the information amounts of the second, third, and fourth bands to the aforementioned coarse control on the bit generation amount, It is necessary to keep the variation width of the quantization step width of the third and fourth bands smaller than the quantization step width of the first band.

【0022】以上の処理を前述の計測の時間間隔Δt毎
に繰り返す。Δtが小さいほど、実際の情報量に追随し
て量子化ステップ幅が決定され、ビット発生量がほぼ一
定になるようにする事ができるが、実際の情報量に追随
して量子化ステップ幅が変動するため符号化品質が時々
刻々変化し、画質に対して妨害となる場合がある。
The above processing is repeated at the above-mentioned measurement time intervals Δt. As Δt is smaller, the quantization step width is determined following the actual information amount, and the bit generation amount can be made substantially constant. However, the quantization step width follows the actual information amount. Due to the fluctuation, the coding quality changes from moment to moment, and may interfere with the image quality.

【0023】一方、Δtが大きいと、実際の情報量に対
する量子化ステップ幅およびビット発生量の応答に遅れ
が生じるので、系は比較的安定である。正し、転送速度
制度のためにビット蓄積量の大きなバッファを用意しな
いと、バッファのオーバーフローによる系の異常状態が
発生する。これらを鑑み適当なΔtを選択する必要があ
る。
On the other hand, if Δt is large, the response of the quantization step width and the bit generation amount to the actual information amount is delayed, so that the system is relatively stable. Correctly, unless a buffer having a large bit accumulation amount is prepared for the transfer speed regulation, an abnormal state of the system due to a buffer overflow occurs. In view of these, it is necessary to select an appropriate Δt.

【0024】次に、上述した第一の帯域の量子化ステッ
プ幅(Qstep1)の決定法およびビット発生量の制
御方法を図3のフローチャートを用いて詳細に説明す
る。転送速度制御バッファ106内のバッファ内ビット
蓄積量がバッファ最大容量に近づいたとき(図3のフロ
ーチャートの場合では、バッファ内ビット蓄積量がバッ
ファ最大容量80%以上の場合に相当する)、第三,第
四の帯域の量子化ステップ幅(Qstep3,Qste
p4)強制的に+1または+2する。
Next, a method of determining the quantization step width (Qstep1) of the first band and a method of controlling the bit generation amount will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. When the amount of accumulated bits in the buffer in the transfer rate control buffer 106 approaches the maximum buffer capacity (in the case of the flowchart of FIG. 3, this corresponds to a case where the accumulated amount of bits in the buffer is 80% or more of the maximum buffer capacity). , The quantization step width of the fourth band (Qstep3, Qstep
p4) Forcibly add +1 or +2.

【0025】これは、バッファのオーバーフローを未然
に防ぐためである。次にバファ内ビット蓄積量Rに応じ
てQstep1を決定する。これは様々な方法が考えら
れるが、例えば現時点tにおけるバッファ内ビット蓄積
量Rから次式のように決定する事ができる。ここで、I
NTは整数への切り捨て操作、C1は定数である。しか
し決定法はこれに限るものではない。
This is to prevent the buffer from overflowing. Next, Qstep1 is determined according to the bit accumulation amount R in the buffer. Although various methods are conceivable, for example, it can be determined as follows from the bit accumulation amount R in the buffer at the current time t. Where I
NT is a round-down operation to an integer, and C1 is a constant. However, the decision method is not limited to this.

【0026】Qstep1=INT[R/C1] この量子化ステップ幅決定時におき、時間Δt前でのQ
step1の値から今決定されたQstep1の値への
変化幅が大きいことにより復号画質の時間的空間的変動
を少なくするため、量子化ステップ幅の変動幅が2以上
の場合はQstep1の変動に対して−1して変化幅を
抑えている。
Qstep1 = INT [R / C1] When determining this quantization step width, Qstep before time Δt
In order to reduce temporal and spatial fluctuations in the decoded image quality due to a large change width from the value of step1 to the value of Qstep1 just determined, if the fluctuation width of the quantization step width is 2 or more, the fluctuation of Qstep1 The change width is suppressed by -1.

【0027】次に、第一の帯域以外の量子化ステップ幅
(Qstep4,Qstep3,Qstep2)を現時
点tにおけるバッファ内ビット蓄積量Rと時間Δt前の
バッファ内ビット蓄積量Rbに応じて調整する。本実施
例では第四の帯域および第三の帯域の量子化ステップ幅
(Qstep4,Qstep3)調節する。調整法は例
えばバッファ内ビット蓄積量変化率Bを以下の式で計算
する。正し、計算式および変化のさせ方はこの限りでは
ない。
Next, the quantization step width (Qstep4, Qstep3, Qstep2) other than the first band is adjusted according to the bit accumulation amount R in the buffer at the present time t and the bit accumulation amount Rb in the buffer before the time Δt. In this embodiment, the quantization step widths (Qstep4, Qstep3) of the fourth band and the third band are adjusted. The adjustment method calculates, for example, the bit accumulation amount change rate B in the buffer by the following equation. Correctly, the formula and the way of changing are not limited to this.

【0028】B=(R−Rb)/C2 C2:定数 計算されたBの値により、Bが正の場合(ビット発生が
単調増加の場合)はQstep4,Qstep3,Qs
tep2のうち少なくとも一つを増加させてビット発生
量を減少させ、逆にBが負の場合(ビット発生が単調減
少の場合)はQstep4,Qstep3,Qstep
2のうち少なくとも一つを減少させてビット発生量を増
加させる。
B = (R−Rb) / C2 C2: constant According to the calculated value of B, when B is positive (when bit generation is monotonically increasing), Qstep4, Qstep3, Qs
At least one of step 2 is increased to reduce the bit generation amount. Conversely, when B is negative (bit generation is monotonically decreasing), Qstep 4, Qstep 3, Qstep
The bit generation amount is increased by decreasing at least one of the two.

【0029】本発明では図3のフローチャートに示す様
にBの値に応じてQstep4,Qstep3を変化さ
せる。但し、変化のさせ方はこの限りではない。以上の
操作により、ビット発生量の変動を抑えることができ
る。この場合、高域の帯域の量子化ステップ幅を優先的
に増加させているが、これは、高域成分を優先的に捨て
ても、人間の目には画質劣化が顕著に検知されないから
である。
In the present invention, Qstep4 and Qstep3 are changed according to the value of B as shown in the flowchart of FIG. However, the way of changing is not limited to this. By the above operation, the fluctuation of the bit generation amount can be suppressed. In this case, the quantization step width of the high-frequency band is preferentially increased. However, even if the high-frequency component is preferentially discarded, the image quality deterioration is not noticeably detected by human eyes. is there.

【0030】次に、上述した各帯域の歪み制御方法の詳
細を図4のフローチャートを用いて説明する。
Next, details of the above-described distortion control method for each band will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0031】これは各帯域間の符号化歪みの比をあらか
じめ定められた値になる様に制御する方法である。まず
各帯域内での量子化歪みD1,D2,D3,D4を歪み
検出ブロック105で、時間Δt毎に計測する。これ
は、量子化歪みのエネルギーを計測しても良いし、簡単
には例えば次式に示されるような量子化歪みの絶対値和
でも良い。ここで、Xは入力信号、Xqは量子化された
信号である。しかし、符号化歪みの計測はこれに限るも
のではない。
This is a method of controlling the ratio of the coding distortion between the respective bands so that the ratio becomes a predetermined value. First, quantization distortions D1, D2, D3, and D4 in each band are measured by the distortion detection block 105 for each time Δt. This may be the measurement of the energy of the quantization distortion, or simply the sum of the absolute values of the quantization distortion as shown in the following equation. Here, X is an input signal, and Xq is a quantized signal. However, the measurement of the encoding distortion is not limited to this.

【0032】D=Σ|X−Xq| 各帯域毎に計測された量子化歪みより、第一の帯域の量
子化歪みD1に対する各帯域の歪みのD2/D1,D3
/D1,D4/D1を計算する。この第一の帯域の量子
化歪みに対する各帯域の歪みの比があらかじめ定められ
た値、例えばD2/D1=1、D3/D1=2,D4/
D1=4になるように、各帯域の量子化ステップ幅を調
整する。この時、前述したビット発生量制御を撹乱しな
いようにするために、時間t−Δtから時間tの間のバ
ッファ内蓄積量の変化が負の時のみ量子化ステップ幅を
下げる様にする。
D = Σ | X−Xq | From the quantization distortion measured for each band, D2 / D1, D3 of the distortion of each band with respect to the quantization distortion D1 of the first band
/ D1, D4 / D1 are calculated. The ratio of the distortion of each band to the quantization distortion of the first band is a predetermined value, for example, D2 / D1 = 1, D3 / D1 = 2, D4 /
The quantization step width of each band is adjusted so that D1 = 4. At this time, in order not to disturb the bit generation amount control described above, the quantization step width is reduced only when the change in the accumulation amount in the buffer from time t-Δt to time t is negative.

【0033】また、低い帯域の量子化歪みが高い帯域の
量子化歪みより大きい場合は、強制的に高い方の帯域の
量子化ステップ幅を上げるようにして、低い帯域のビッ
ト発生量が抑えられることを未然に防止し、画質劣化を
最小限に抑える。またこの場合の量子化ステップ幅の変
化量は±1として急激な画質の変化を避けるようにす
る。
When the quantization distortion of the lower band is larger than the quantization distortion of the higher band, the quantization step width of the higher band is forcibly increased to suppress the amount of bit generation in the lower band. And to minimize image quality degradation. In this case, the amount of change in the quantization step width is set to ± 1, so as to avoid a sharp change in image quality.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯域分割
符号化方法は、入力信号の帯域分割された帯域内信号の
符号化において、符号化によるビット発生量を、最も低
い帯域の量子化ステップ幅を優先的に定める事により、
粗く制御してビット発生量制御をかけ、同時に各帯域内
信号の符号化歪みがあらかじめ定められたバランスにな
るように、時間Δt毎に各帯域内信号の量子化ステップ
幅を微調整して更新して行くことにより、各帯域内信号
に対するビット割当を可変にし、復号された信号品質を
向上させることができる、という効果を有する。
As described above, according to the band division coding method of the present invention, in the coding of the band-divided in-band signal of the input signal, the bit generation amount due to the coding is reduced by the quantization of the lowest band. By giving priority to the step width,
At the same time, the quantization step width of each in-band signal is fine-tuned and updated so that the coding distortion of each in-band signal has a predetermined balance so that the bit generation amount is controlled roughly. By doing so, there is an effect that the bit allocation for each in-band signal can be made variable and the quality of the decoded signal can be improved.

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

【図1】本発明の帯域分割符号化方法の一実施例を示す
帯域分割符号化器のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a band division encoder showing one embodiment of a band division encoding method of the present invention.

【図2】本発明の帯域分割符号化方法を用いた帯域分割
符号化器の制御フローチャート
FIG. 2 is a control flowchart of a band division encoder using the band division encoding method of the present invention.

【図3】同量子化ステップ幅の決定法、ビット発生量の
制御方法を示すフロチャート
FIG. 3 is a flowchart showing a method for determining the quantization step width and a method for controlling the bit generation amount.

【図4】同各帯域の歪み制御方法を示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing a distortion control method for each band.

【図5】符号化器ブロック内の構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing a configuration in an encoder block.

【図6】従来の帯域分割符号化器のブロック図FIG. 6 is a block diagram of a conventional band division encoder.

【符号の説明】 100 帯域分割フィルタ 101 第一の符号化器 102 第二の符号化器 103 第三の符号化器 104 第四の符号化器 105 歪み検出ブロック 106 転送速度制御バッファ 107 バッファ内ビット量検出ブロック 108 符号化パラメータ制御ブロック 109 通信路 110 分割された第一の帯域の信号 111 分割された第二の帯域の信号 112 分割された第三の帯域の信号 113 分割された第四の帯域の信号[Description of Code] 100 Band Division Filter 101 First Encoder 102 Second Encoder 103 Third Encoder 104 Fourth Encoder 105 Distortion Detection Block 106 Transfer Rate Control Buffer 107 Bit in Buffer Amount detection block 108 Coding parameter control block 109 Communication channel 110 Divided first band signal 111 Divided second band signal 112 Divided third band signal 113 Divided fourth band Signal

フロントページの続き (72)発明者 岸本 了造 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−62789(JP,A) 特開 平3−191618(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/41 -1/419 H04N 7/24 - 7/68 Continuation of the front page (72) Inventor Ryozo Kishimoto 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-3-62789 (JP, A) JP-A-3-3-89 191618 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04N 1/41 -1/419 H04N 7/24-7/68

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力信号の帯域を分割し、分割された各
帯域毎に各帯域内信号を符号化し、符号化により得られ
た各帯域の符号化信号を多重化した伝送する帯域分割符
号化方法において、転送速度を制御するためにバッファ
を具備し、前記バッファの内容量をあらかじめ定められ
た時間間隔Δtで監視し、前記時間間隔Δt前のバッフ
ァ内容量から現在のバッファ内容量へのバッファ内容量
の変化量に応じて、前記分割された入力信号帯域の中で
最も低い周波数帯域に相当する帯域の帯域内信号の量子
化幅を決定すると共に、最も低い周波数帯域に相当する
帯域の符号化歪みと他の周波数帯域の符号化歪みが相互
にあらかじめ定めらえた比になるように最も低い周波数
帯域に相当する帯域以外の周波数帯域の量子化幅を決定
制御することを特徴とする帯域分割符号化方法。
1. Band division coding for dividing a band of an input signal, encoding a signal in each band for each of the divided bands, and multiplexing and transmitting a coded signal of each band obtained by encoding. In the method, a buffer is provided for controlling a transfer rate, and the content of the buffer is monitored at a predetermined time interval Δt, and a buffer from the content of the buffer before the time interval Δt to the current content of the buffer is provided. The quantization width of the in-band signal of the band corresponding to the lowest frequency band among the divided input signal bands is determined according to the amount of change in the internal capacity, and the code of the band corresponding to the lowest frequency band is determined. The quantization width of a frequency band other than the band corresponding to the lowest frequency band is determined and controlled so that the coding distortion and the coding distortion of other frequency bands have a predetermined ratio. Band division coding method for.
【請求項2】 各帯域信号の転送速度の前記制御におい
て、前記バッファ内容量の変化量が単調減少の場合の
み、最も低い周波数帯域に相当する帯域以外の少なくと
も一つの帯域の信号の量子化幅を減少させることを特徴
とする請求項1記載の帯域分割符号化方法。
2. The quantization width of a signal of at least one band other than the band corresponding to the lowest frequency band only when the amount of change in the buffer capacity is monotonically decreasing in the control of the transfer speed of each band signal. 2. The band division encoding method according to claim 1, wherein
【請求項3】 各帯域信号相互の符号化歪みの比の前記
制御において、前記バッファ内容量の変化量が単調増加
でない時のみ、最も低い周波数帯域に相当する帯域以外
の少なくとも一つの帯域内信号の量子化幅を減少させる
ことを特徴とする請求項1記載の帯域分割符号化方法。
3. The at least one in-band signal other than the band corresponding to the lowest frequency band only when the amount of change in the buffer capacity is not monotonically increasing in the control of the ratio of the coding distortion between the respective band signals. 2. The band division encoding method according to claim 1, wherein the quantization width is reduced.
【請求項4】 各帯域信号の相互符号化歪みの比の前記
制御において、最も低い周波数帯域に相当する帯域の信
号の符号化歪みと他の帯域の符号化歪みとの比におい
て、最も低い周波数帯域に相当する帯域の信号の符号化
歪みの方が大きい場合には、前記あらかじめ定められた
比を満足するように、最も低い周波数帯域に相当する帯
域以外の信号の少なくとも一つの帯域の量子化幅を増加
させることを特徴とする請求項1記載の帯域分割符号化
方法。
4. The control of the ratio of the mutual encoding distortion of each band signal, wherein the ratio of the encoding distortion of the signal of the band corresponding to the lowest frequency band to the encoding distortion of the other band is the lowest frequency. If the coding distortion of the signal of the band corresponding to the band is larger, the quantization of at least one band of the signal other than the band corresponding to the lowest frequency band is performed so as to satisfy the predetermined ratio. 2. The band division encoding method according to claim 1, wherein the width is increased.
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