JP2890522B2 - 適応変換符号化の方法及び装置 - Google Patents
適応変換符号化の方法及び装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、音声/音楽等の信号の帯域圧縮技術、特に
時間領域で得られる入力信号を他の領域に線形変換して
から行なう帯域圧縮技術に関する。
時間領域で得られる入力信号を他の領域に線形変換して
から行なう帯域圧縮技術に関する。
(従来の技術) 限られた伝送容量の回線を使用して、音声/音楽等の
信号に含まれる情報を効率良く伝送するために、その情
報量を減少させることを帯域圧縮といい、主として適応
差分パルス符号変調[ADPCM](ディジタル・コーディ
ング・オブ・ウェーブフォームズ、(Digital Coding o
f Waveforms)、プレンティス・ホール社(Prentice-Ha
ll)、1984年、308ページ参照;以下、「文献1」)と
適応変換符号化[ATC](アイイーイーイー・トランザ
クションズ・オン・エイエスエスピー(IEEE TRANSACTI
ONS ON ASSP)27巻1号、1979年、89-95ページ参照;以
下、「文献2」)が知られている。以下に、ATCの概要
を文献2に従って簡単に説明する。
信号に含まれる情報を効率良く伝送するために、その情
報量を減少させることを帯域圧縮といい、主として適応
差分パルス符号変調[ADPCM](ディジタル・コーディ
ング・オブ・ウェーブフォームズ、(Digital Coding o
f Waveforms)、プレンティス・ホール社(Prentice-Ha
ll)、1984年、308ページ参照;以下、「文献1」)と
適応変換符号化[ATC](アイイーイーイー・トランザ
クションズ・オン・エイエスエスピー(IEEE TRANSACTI
ONS ON ASSP)27巻1号、1979年、89-95ページ参照;以
下、「文献2」)が知られている。以下に、ATCの概要
を文献2に従って簡単に説明する。
第3図は、ATCの一構成例を示したブロック図であ
る。線形変換、ビット配分、量子化からなる符号化器で
は、入力信号が入力端子1を経て線形変換回路3に供給
される。入力端子1には一般に離散的な値が供給され、
線形変換回路3で予め定められた整数Nに等しい入力サ
ンプルを単位としたN点離散線形変換が施される。Nは
ブロック長と呼ばれる。このN点離散線形変換として
は、ウォルシュ−アダマール変換(WAT)、離散フーリ
エ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、KL変換(KL
T)等が用いられる。線形変換回路3の出力である総数
Nの変換係数は後述するビット配分に従って量子化器4
でそれぞれ量子化され、多重化回路5へ供給される。量
子化器4内にはブロック長Nに等しい数の量子化器が含
まれており、各変換係数はそれぞれ専用の量子化器で量
子化される。ビット配分回路6では、変換係数の振幅に
対応した量子化ビット割当てを計算し、量子化器4へ供
給する。多重化回路5では、量子化器4から供給される
量子化された変換係数とビット配分回路6から供給され
るビット配分に用いた情報を多重化し、伝送路12に送出
する。
る。線形変換、ビット配分、量子化からなる符号化器で
は、入力信号が入力端子1を経て線形変換回路3に供給
される。入力端子1には一般に離散的な値が供給され、
線形変換回路3で予め定められた整数Nに等しい入力サ
ンプルを単位としたN点離散線形変換が施される。Nは
ブロック長と呼ばれる。このN点離散線形変換として
は、ウォルシュ−アダマール変換(WAT)、離散フーリ
エ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、KL変換(KL
T)等が用いられる。線形変換回路3の出力である総数
Nの変換係数は後述するビット配分に従って量子化器4
でそれぞれ量子化され、多重化回路5へ供給される。量
子化器4内にはブロック長Nに等しい数の量子化器が含
まれており、各変換係数はそれぞれ専用の量子化器で量
子化される。ビット配分回路6では、変換係数の振幅に
対応した量子化ビット割当てを計算し、量子化器4へ供
給する。多重化回路5では、量子化器4から供給される
量子化された変換係数とビット配分回路6から供給され
るビット配分に用いた情報を多重化し、伝送路12に送出
する。
ビット配分、逆量子化、線形逆変換からなる復号化器
では、伝送路12からの多重化信号が分離回路13で分離さ
れ、量子化器4からの信号は逆量子化器14に、ビット配
分回路6からの信号は、ビット配分回路15へ供給され
る。ビット配分回路15では符号化器のビット配分回路6
と全く同様な方法で、各変換係数に対するビット配分が
決定される。逆量子化器14で、ビット配分回路15で決定
されたビット配分に従って逆量子化された変換係数は、
線形逆変換回路16で再び総数Nの時間領域の信号サンプ
ルに変換され、出力端子18に供給される。
では、伝送路12からの多重化信号が分離回路13で分離さ
れ、量子化器4からの信号は逆量子化器14に、ビット配
分回路6からの信号は、ビット配分回路15へ供給され
る。ビット配分回路15では符号化器のビット配分回路6
と全く同様な方法で、各変換係数に対するビット配分が
決定される。逆量子化器14で、ビット配分回路15で決定
されたビット配分に従って逆量子化された変換係数は、
線形逆変換回路16で再び総数Nの時間領域の信号サンプ
ルに変換され、出力端子18に供給される。
ビット配分回路における配分方法には、いくつかの種
類があるが、ここでは文献2に述べられている方法を第
5図(a),(b)を参照して説明する。この方法は、
復号化器において逆量子化したときの量子化二乗誤差が
最小になるようにするもので、ビット配分に関する補助
情報量を削減するために変換係数を1度間引き、続いて
補間した値を用いてビット数の最適化を行なう。第4図
に示されるビット配分回路Iは、第5図(a)に示すよ
うに構成される。第4図の線形変換回路3で得られた変
換係数は、第5図(a)の入力端子41を経て、間引き回
路42に供給される。間引き回路42では、N個の変換係数
をそれぞれ二乗し、整数値M毎(MはNの約数)の平均
値を代表値として1/Mの間引きを行なう。得られたL=N
/Mのサンプル値は量子化器43でそれぞれ量子化され、出
力端子44と逆量子化器45へ供給される。量子化器43、逆
量子化器45は省略される場合もある。補間回路46におい
ては、2を底とする対数をとった後、対数領域でM倍の
線形補間が行なわれる。補間された信号を用いて第4図
の量子化器4におけるビット配分が、次式によりビット
数最適化回路47で行なわれる。
類があるが、ここでは文献2に述べられている方法を第
5図(a),(b)を参照して説明する。この方法は、
復号化器において逆量子化したときの量子化二乗誤差が
最小になるようにするもので、ビット配分に関する補助
情報量を削減するために変換係数を1度間引き、続いて
補間した値を用いてビット数の最適化を行なう。第4図
に示されるビット配分回路Iは、第5図(a)に示すよ
うに構成される。第4図の線形変換回路3で得られた変
換係数は、第5図(a)の入力端子41を経て、間引き回
路42に供給される。間引き回路42では、N個の変換係数
をそれぞれ二乗し、整数値M毎(MはNの約数)の平均
値を代表値として1/Mの間引きを行なう。得られたL=N
/Mのサンプル値は量子化器43でそれぞれ量子化され、出
力端子44と逆量子化器45へ供給される。量子化器43、逆
量子化器45は省略される場合もある。補間回路46におい
ては、2を底とする対数をとった後、対数領域でM倍の
線形補間が行なわれる。補間された信号を用いて第4図
の量子化器4におけるビット配分が、次式によりビット
数最適化回路47で行なわれる。
ここに、Riはi番目の変換係数に対応する割当てビッ
ト数、は1変換係数当りの平均割当てビット数、σi 2
は補間回路46における補間で近似的に復元されたi番目
変換係数の二乗値である。結果は出力端子48へ伝達さ
れ、量子化器4に供給される。式(1)を用いてビット
配分を行なうことにより、量子化二乗誤差を最小にでき
ることがアイイーイーイー・トランザクションズ・オン
・エイエスエスピー(IEEE TRANSACTIONS ON ASSP)25
巻4号、1977年、299-309ページ参照;(以下「文献
3」)に示されている。出力端子44で得られた間引かれ
た信号は、第4図の多重化回路5を経て補助情報として
伝送路12へ送出される。一方、第4図のビット配分回路
15は第5図(b)に示すように構成される。第4図の分
離回路13からの信号は入力端子49を経て補間回路46に供
給される。符号化器内のビット配分回路6が量子化器43
及び逆量子化器45を有する場合には、復号化器内のビッ
ト配分回路15も対応して逆量子化器45を有する。補間回
路46、ビット数最適化回路47では、既に説明した符号化
器内の前記補間回路46、ビット数最適化回路47と全く同
様な補間及びビット数最適化が行なされる。従って、第
5図(a)の出力端子48と第5図(b)の出力端子50に
は、全く等しいビット配分のための信号が得られ、符号
化器側と復号化器側で対応のとれた量子化/逆量子化が
行なわれる。
ト数、は1変換係数当りの平均割当てビット数、σi 2
は補間回路46における補間で近似的に復元されたi番目
変換係数の二乗値である。結果は出力端子48へ伝達さ
れ、量子化器4に供給される。式(1)を用いてビット
配分を行なうことにより、量子化二乗誤差を最小にでき
ることがアイイーイーイー・トランザクションズ・オン
・エイエスエスピー(IEEE TRANSACTIONS ON ASSP)25
巻4号、1977年、299-309ページ参照;(以下「文献
3」)に示されている。出力端子44で得られた間引かれ
た信号は、第4図の多重化回路5を経て補助情報として
伝送路12へ送出される。一方、第4図のビット配分回路
15は第5図(b)に示すように構成される。第4図の分
離回路13からの信号は入力端子49を経て補間回路46に供
給される。符号化器内のビット配分回路6が量子化器43
及び逆量子化器45を有する場合には、復号化器内のビッ
ト配分回路15も対応して逆量子化器45を有する。補間回
路46、ビット数最適化回路47では、既に説明した符号化
器内の前記補間回路46、ビット数最適化回路47と全く同
様な補間及びビット数最適化が行なされる。従って、第
5図(a)の出力端子48と第5図(b)の出力端子50に
は、全く等しいビット配分のための信号が得られ、符号
化器側と復号化器側で対応のとれた量子化/逆量子化が
行なわれる。
これまでの説明では、ビット配分回路6から多重化回
路5へ補助情報として供給される信号は第4図(a)の
出力端子44で得られる間引かれた変換係数の二乗値とし
てきた。しかし、この信号を復号化器へ伝送する目的
は、ビット配分に利用される変換係数の概略値を符号化
器と復号化器で共有することである。このための補助情
報の伝送方法として、間引かれた変換係数の二乗値以外
にも、PARCOR係数、ADPCM及びベクトル量子化による方
法等が知られている。
路5へ補助情報として供給される信号は第4図(a)の
出力端子44で得られる間引かれた変換係数の二乗値とし
てきた。しかし、この信号を復号化器へ伝送する目的
は、ビット配分に利用される変換係数の概略値を符号化
器と復号化器で共有することである。このための補助情
報の伝送方法として、間引かれた変換係数の二乗値以外
にも、PARCOR係数、ADPCM及びベクトル量子化による方
法等が知られている。
符号化器において、第3図の線形変換回路3の出力に
振幅が入力信号のパワーに依存しない変換係数を求める
目的で、入力信号を正規化することもできる。この場合
は、第5図に示すように入力信号は正規化回路2を経て
正規化された後、線形変換回路3へ供給される。復号化
器では、線形逆変換回路16の出力は逆正規化回路18で正
規化回路2と反対の処理を施されてから、出力端子18へ
伝達される。正規化に用いた規準値は多重化回路5で量
子化器4、ビット配分回路6からの信号と多重化され、
伝送路12を経て復号化器へ伝達される。復号化器側では
分離回路13で逆量子化器14、ビット配分回路15へ供給さ
れる信号と分離された後、逆正規化回路17へ伝達され
る。第6図(a)、(b)に、正規化回路2及び逆正規
化回路17の構成をそれぞれ示す。第6図(a)の入力端
子61には、第5図の入力端子1から入力信号サンプルが
供給される。入力信号サンプルはバッファ62に一時蓄積
された後、Nサンプル毎にまとめて乗算器63でスケーリ
ングを施され、出力端子65へ供給される。出力端子65か
らの出力信号は、第3図の線形変換回路3へ供給され
る。乗算器63の乗数は、入力サンプルの電力の1ブロッ
ク分の平均値の逆数である。この値は、平均零の入力信
号に対しては分散の逆数となり、分散計算回路64にて求
められた分散値から計算することができる。分散計算回
路64にて求められた分散値は乗算器63で入力サンプルの
正規化に使用されると同時に、出力端子66を経て第5図
の多重化回路5へ供給され、多重化の後、補助情報とし
て復号化器へ伝達される。一方、第6図(b)の逆正規
化回路では、第5図の線形逆変換回路16からの信号が入
力端子67を経て乗算器68に供給される。乗算器68では入
力端子69を経て得られた分散値を用いて出力信号を逆正
規化し、バッファ70に蓄積する。入力端子69に得られる
分散値は、第5図の多重化回路5、伝送路12及び分離回
路13を経て、符号化器から伝達される。バッファ70はN
個の復号化サンプル値を順に、出力端子71を経て第5図
の出力端子18に伝達する。
振幅が入力信号のパワーに依存しない変換係数を求める
目的で、入力信号を正規化することもできる。この場合
は、第5図に示すように入力信号は正規化回路2を経て
正規化された後、線形変換回路3へ供給される。復号化
器では、線形逆変換回路16の出力は逆正規化回路18で正
規化回路2と反対の処理を施されてから、出力端子18へ
伝達される。正規化に用いた規準値は多重化回路5で量
子化器4、ビット配分回路6からの信号と多重化され、
伝送路12を経て復号化器へ伝達される。復号化器側では
分離回路13で逆量子化器14、ビット配分回路15へ供給さ
れる信号と分離された後、逆正規化回路17へ伝達され
る。第6図(a)、(b)に、正規化回路2及び逆正規
化回路17の構成をそれぞれ示す。第6図(a)の入力端
子61には、第5図の入力端子1から入力信号サンプルが
供給される。入力信号サンプルはバッファ62に一時蓄積
された後、Nサンプル毎にまとめて乗算器63でスケーリ
ングを施され、出力端子65へ供給される。出力端子65か
らの出力信号は、第3図の線形変換回路3へ供給され
る。乗算器63の乗数は、入力サンプルの電力の1ブロッ
ク分の平均値の逆数である。この値は、平均零の入力信
号に対しては分散の逆数となり、分散計算回路64にて求
められた分散値から計算することができる。分散計算回
路64にて求められた分散値は乗算器63で入力サンプルの
正規化に使用されると同時に、出力端子66を経て第5図
の多重化回路5へ供給され、多重化の後、補助情報とし
て復号化器へ伝達される。一方、第6図(b)の逆正規
化回路では、第5図の線形逆変換回路16からの信号が入
力端子67を経て乗算器68に供給される。乗算器68では入
力端子69を経て得られた分散値を用いて出力信号を逆正
規化し、バッファ70に蓄積する。入力端子69に得られる
分散値は、第5図の多重化回路5、伝送路12及び分離回
路13を経て、符号化器から伝達される。バッファ70はN
個の復号化サンプル値を順に、出力端子71を経て第5図
の出力端子18に伝達する。
(発明が解決しようとする課題) ブロック数Nは第3図及び第5図に示した線形変換回
路3及び線形逆変換回路16で行なわれる演算の分解能に
影響し、Nが大きいほど分解能が高くなり符号化復号化
による誤差が減少する。また、ビット配分に関する補助
情報は一定時間に含まれるブロック数に反比例し、Nが
大きいほど補助情報量は削減される。これは、一定の伝
送容量に対してより多くの主情報を送ることができるこ
とを意味し、符号化品質向上につながる。一方、非定常
信号に対しては、必ずしも大きなNが少ない誤差を与え
るとは限らない。同一ブロック内の入力サンプルに対し
ては同一の処理がなされるが、ブロックが長いと非定常
信号は同一ブロック内でその特性が変化してしまう可能
性があるからである。従って、非定常性の強い信号に対
しては、小さいブロック長Nで入力信号の性質の変化に
追随するような符号化を行なった方が良い。従来のATC
では、ブロック長Nが固定されていたために、前記の分
解能と入力信号の性質の変化への追従という相反する要
求に答えることができなかった。
路3及び線形逆変換回路16で行なわれる演算の分解能に
影響し、Nが大きいほど分解能が高くなり符号化復号化
による誤差が減少する。また、ビット配分に関する補助
情報は一定時間に含まれるブロック数に反比例し、Nが
大きいほど補助情報量は削減される。これは、一定の伝
送容量に対してより多くの主情報を送ることができるこ
とを意味し、符号化品質向上につながる。一方、非定常
信号に対しては、必ずしも大きなNが少ない誤差を与え
るとは限らない。同一ブロック内の入力サンプルに対し
ては同一の処理がなされるが、ブロックが長いと非定常
信号は同一ブロック内でその特性が変化してしまう可能
性があるからである。従って、非定常性の強い信号に対
しては、小さいブロック長Nで入力信号の性質の変化に
追随するような符号化を行なった方が良い。従来のATC
では、ブロック長Nが固定されていたために、前記の分
解能と入力信号の性質の変化への追従という相反する要
求に答えることができなかった。
本発明の目的は、分解能と入力信号の性質の変化への
追従という相反する要求を満足しつつ、補助情報量を圧
縮して符号化品質を向上できる適応変換符号化の方法及
び装置を提供することにある。
追従という相反する要求を満足しつつ、補助情報量を圧
縮して符号化品質を向上できる適応変換符号化の方法及
び装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、複数のブロック長で、該複数のブロック長
のうちで最大の数に等しい入力サンプルを単位として独
立に符号化し、符号化された信号及び付随する情報をそ
れぞれ独立に記憶すると同時に符号化された信号を前記
符号化に対応したブロック長で独立に復号化し、該復号
化された信号と前記入力信号を用いてそれぞれのブロッ
ク長に対応した複数の誤差を求め、該複数の誤差を比較
して最小の誤差を与える最適ブロック長を決定し、該最
適ブロック長に対応した前記記憶された符号化信号及び
付随する情報を選択し、前記最適ブロック長と共に伝送
/蓄積することを特徴とする。
のうちで最大の数に等しい入力サンプルを単位として独
立に符号化し、符号化された信号及び付随する情報をそ
れぞれ独立に記憶すると同時に符号化された信号を前記
符号化に対応したブロック長で独立に復号化し、該復号
化された信号と前記入力信号を用いてそれぞれのブロッ
ク長に対応した複数の誤差を求め、該複数の誤差を比較
して最小の誤差を与える最適ブロック長を決定し、該最
適ブロック長に対応した前記記憶された符号化信号及び
付随する情報を選択し、前記最適ブロック長と共に伝送
/蓄積することを特徴とする。
また本発明は、複数のブロック長で、該複数のブロッ
ク長のうちで最大の数に等しい入力サンプルを単位とし
て独立に符号化するための複数の符号化器と、符号化さ
れた信号及び付随する情報をそれぞれ独立に格納する記
憶装置と、同時に前記符号化器で符号化された信号を符
号化に対応したブロック長で独立に復号化する複数の復
号化器と、該復号化器で復号化された信号と前記入力信
号を用いてそれぞれのブロック長に対応した複数の誤差
を求める誤差計算回路と、該複数の誤差を比較して最大
の誤差を与える最適ブロック長を決定する誤差比較回路
と、該最適ブロック長に対応した前記符号化信号及び付
随する情報を前記記憶装置から選択するセレクタと、該
選択された符号化信号及び付随する情報と前記最適ブロ
ック長を多重化する多重化回路とを、少なくとも具備す
ることを特徴とする。
ク長のうちで最大の数に等しい入力サンプルを単位とし
て独立に符号化するための複数の符号化器と、符号化さ
れた信号及び付随する情報をそれぞれ独立に格納する記
憶装置と、同時に前記符号化器で符号化された信号を符
号化に対応したブロック長で独立に復号化する複数の復
号化器と、該復号化器で復号化された信号と前記入力信
号を用いてそれぞれのブロック長に対応した複数の誤差
を求める誤差計算回路と、該複数の誤差を比較して最大
の誤差を与える最適ブロック長を決定する誤差比較回路
と、該最適ブロック長に対応した前記符号化信号及び付
随する情報を前記記憶装置から選択するセレクタと、該
選択された符号化信号及び付随する情報と前記最適ブロ
ック長を多重化する多重化回路とを、少なくとも具備す
ることを特徴とする。
(作用) 本発明の適応変換符号化の方法及び装置は、ブロック
長Nを可変とすることにより、分解能と入力信号の性質
の変化への追従という相反する要求を満足しつつ、補助
情報量を圧縮して符号化品質を向上することができる。
長Nを可変とすることにより、分解能と入力信号の性質
の変化への追従という相反する要求を満足しつつ、補助
情報量を圧縮して符号化品質を向上することができる。
(実施例) 次に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
同図においては、n個の符号化器1001、1002……100
n(nは整数)を同時に使用して互に異なったブロック
長N1、N2、……Nnを用いて符号化を行ない、それぞれの
符号化信号に対する符号化復号化誤差を計算して、最小
の誤差を与える符号化信号を選択して伝送路に送出す
る。このために、符号化器内にn個の復号化器1021、10
22……102n、複数のブロック長に対する誤差を計算し記
憶するための誤差計算回路103、最小の誤差を与える最
適ブロック長を決定するための誤差比較回路104、各ブ
ロック長に対応する符号化信号及びビット配分に関する
補助情報情報を記憶する記憶装置101、該記憶装置から
最適ブロック長に対応した値を選択するセレクタ105、
最適ブロック長と符号化信号及びビット配分に関する補
助情報情報を多重化する多重化回路106が備えられてい
る。次に、第1図の実施例の動作について説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
同図においては、n個の符号化器1001、1002……100
n(nは整数)を同時に使用して互に異なったブロック
長N1、N2、……Nnを用いて符号化を行ない、それぞれの
符号化信号に対する符号化復号化誤差を計算して、最小
の誤差を与える符号化信号を選択して伝送路に送出す
る。このために、符号化器内にn個の復号化器1021、10
22……102n、複数のブロック長に対する誤差を計算し記
憶するための誤差計算回路103、最小の誤差を与える最
適ブロック長を決定するための誤差比較回路104、各ブ
ロック長に対応する符号化信号及びビット配分に関する
補助情報情報を記憶する記憶装置101、該記憶装置から
最適ブロック長に対応した値を選択するセレクタ105、
最適ブロック長と符号化信号及びビット配分に関する補
助情報情報を多重化する多重化回路106が備えられてい
る。次に、第1図の実施例の動作について説明する。
入力端子1で得られた入力信号サンプルは、n個の符
号化器1001、1002……100nに同時に供給される。それぞ
れの符号化器では互に異なったブロック長N1、N2、……
Nnを用いて符号化が行なわれ、符号化出力及びビット配
分関連等の補助情報は記憶装置101に供給され、それぞ
れ独立に記憶される。一方、符号化出力は、n個の復号
化器1021、1022……102nにも同時に供給される。それぞ
れの復号化器では符号化で用いたブロック長N1、N2、…
…Nnを用いて復号化が行なわれ、復号化出力は誤差計算
回路103に伝達される。誤差計算回路103では、n個の復
号化器1021、1022……102nから供給された復号化信号と
入力端子1から供給された入力信号を用いてブロック長
N1、N2、……Nnに対応した符号化復号化による誤差sd(N
1)、sd(N2)……sd(Nn)が計算される。誤差sdの計算は、
例えば、符号化前の信号siと復号化後の信号sqを用い
て、次式に従って行なうことができる。
号化器1001、1002……100nに同時に供給される。それぞ
れの符号化器では互に異なったブロック長N1、N2、……
Nnを用いて符号化が行なわれ、符号化出力及びビット配
分関連等の補助情報は記憶装置101に供給され、それぞ
れ独立に記憶される。一方、符号化出力は、n個の復号
化器1021、1022……102nにも同時に供給される。それぞ
れの復号化器では符号化で用いたブロック長N1、N2、…
…Nnを用いて復号化が行なわれ、復号化出力は誤差計算
回路103に伝達される。誤差計算回路103では、n個の復
号化器1021、1022……102nから供給された復号化信号と
入力端子1から供給された入力信号を用いてブロック長
N1、N2、……Nnに対応した符号化復号化による誤差sd(N
1)、sd(N2)……sd(Nn)が計算される。誤差sdの計算は、
例えば、符号化前の信号siと復号化後の信号sqを用い
て、次式に従って行なうことができる。
sd=si 2/(si 2−sq 2…… (2) 但し、N1<N2……<Nnで、通常2Ni=Ni+1(1≦i<
n)とする。ブロック長N1、N2、……Nnに対する誤差sd
(N1)、sd(N2)、……sd(Nn)は同時に誤差比較回路104
へ供給され、最小の誤差sdminを与える最適ブロック長N
mが検出され、セレクタ105と多重化回路106へ供給され
る。Nmは、量子化されてから多重化回路106に伝達され
る場合もある。セレクタ105では、誤差比較回路104から
伝達された最適ブロック長Nmを用いて、これに対応した
符号化出力及びビット配分関連等の補助情報を記憶装置
101から選択し、多重化回路106に供給する。多重化回路
106では最適ブロック長Nm、これに対応した符号化出力
及びビット配分関連等の補助情報を多重化し、出力端子
107に伝達する。
n)とする。ブロック長N1、N2、……Nnに対する誤差sd
(N1)、sd(N2)、……sd(Nn)は同時に誤差比較回路104
へ供給され、最小の誤差sdminを与える最適ブロック長N
mが検出され、セレクタ105と多重化回路106へ供給され
る。Nmは、量子化されてから多重化回路106に伝達され
る場合もある。セレクタ105では、誤差比較回路104から
伝達された最適ブロック長Nmを用いて、これに対応した
符号化出力及びビット配分関連等の補助情報を記憶装置
101から選択し、多重化回路106に供給する。多重化回路
106では最適ブロック長Nm、これに対応した符号化出力
及びビット配分関連等の補助情報を多重化し、出力端子
107に伝達する。
第1図に示されたn個の符号化器1001、1002……100n
及びn個の復号化器1021、1022……102nの構成に制限は
なく、いかなる構成の符号化器/復号化器でも使用する
ことができる。例えば、第3図及び第5図に示した従来
例の符号化器/復号化器を使用することができる。次
に、第2図を参照して実際の最適ブロック長選択の手続
について、n種類のブロック長から最適ブロック長を決
定する場合を例にとって説明する。ここでは説明を簡単
にするために、第2図に示したようにn=3(3通りの
ブロック長から最適ブロック長を選択する)と仮定す
る。
及びn個の復号化器1021、1022……102nの構成に制限は
なく、いかなる構成の符号化器/復号化器でも使用する
ことができる。例えば、第3図及び第5図に示した従来
例の符号化器/復号化器を使用することができる。次
に、第2図を参照して実際の最適ブロック長選択の手続
について、n種類のブロック長から最適ブロック長を決
定する場合を例にとって説明する。ここでは説明を簡単
にするために、第2図に示したようにn=3(3通りの
ブロック長から最適ブロック長を選択する)と仮定す
る。
符号化器が動作を開始した時点の時刻をt=0とす
る。また、3個の符号化器1001、1002、1003及び復号化
器1021、1022、1023がそれぞれブロック長N1、N2、N
3(N3=2N2=4N1)に対応する。入力信号サンプルは
3個の符号化器1001、1002、1003に同時に伝達される。
まず、時刻N1T(Tはサンプリング周期)においては、
符号化器1001が符号化を行ない、符号化結果及びビット
配分等に関する補助情報を記憶装置101に格納する。時
刻N2T=2N1Tには、2個の符号化器1001と1002が同時
に符号化を行ない、符号化結果及びビット配分等に関す
る補助情報をそれぞれ記憶装置101に格納する。さら
に、時刻(N1+N2)Tには、符号化器1001が符号化を行
ない、符号化結果及びビット配分等に関する補助情報を
記憶装置101に格納する。最後に、時刻N3T=2N2T=
4N1Tには、全部の符号化器1001、1002、1003が同時に
符号化を行ない、符号化結果及びビット配分等に関する
補助情報をそれぞれ記憶装置101に格納する。すなわ
ち、符号化器1001はN1サンプルのデータを、符号化器10
02はN2=2N1サンプルのデータを、符号化器1003はN3=
2N2=4N1サンプルのデータを対象にそれぞれ、ブロッ
ク長N1、N2、N3を用いて符号化を行なう。一方、時刻N3
T=2N2T=4N1Tには、全部の復号化器1021、1022、
1023が同時に符号化を行なう。この様子をそれぞれ第2
図(a)、(b)、(c)に示す。復号化結果は全て、
時刻N3T=2N2T=4N1T毎に誤差計算回路103におい
て比較される。最小の誤差を与えるブロック長が選択さ
れ、これに対応した符号化結果及びビット配分等に関す
る補助情報が記憶装置101からセレクタ105によって取り
出され、多重化回路106を経て伝送路に送出される。送
出される符号化結果は、如何なるブロック長が選択され
た場合でもN3サンプルを単位としており、誤差の計算も
同一の単位で行なわれる。従って、伝送路12に送出され
るデータは、第2図(d)に示すようにN3を単位として
同じブロック長が連続する。
る。また、3個の符号化器1001、1002、1003及び復号化
器1021、1022、1023がそれぞれブロック長N1、N2、N
3(N3=2N2=4N1)に対応する。入力信号サンプルは
3個の符号化器1001、1002、1003に同時に伝達される。
まず、時刻N1T(Tはサンプリング周期)においては、
符号化器1001が符号化を行ない、符号化結果及びビット
配分等に関する補助情報を記憶装置101に格納する。時
刻N2T=2N1Tには、2個の符号化器1001と1002が同時
に符号化を行ない、符号化結果及びビット配分等に関す
る補助情報をそれぞれ記憶装置101に格納する。さら
に、時刻(N1+N2)Tには、符号化器1001が符号化を行
ない、符号化結果及びビット配分等に関する補助情報を
記憶装置101に格納する。最後に、時刻N3T=2N2T=
4N1Tには、全部の符号化器1001、1002、1003が同時に
符号化を行ない、符号化結果及びビット配分等に関する
補助情報をそれぞれ記憶装置101に格納する。すなわ
ち、符号化器1001はN1サンプルのデータを、符号化器10
02はN2=2N1サンプルのデータを、符号化器1003はN3=
2N2=4N1サンプルのデータを対象にそれぞれ、ブロッ
ク長N1、N2、N3を用いて符号化を行なう。一方、時刻N3
T=2N2T=4N1Tには、全部の復号化器1021、1022、
1023が同時に符号化を行なう。この様子をそれぞれ第2
図(a)、(b)、(c)に示す。復号化結果は全て、
時刻N3T=2N2T=4N1T毎に誤差計算回路103におい
て比較される。最小の誤差を与えるブロック長が選択さ
れ、これに対応した符号化結果及びビット配分等に関す
る補助情報が記憶装置101からセレクタ105によって取り
出され、多重化回路106を経て伝送路に送出される。送
出される符号化結果は、如何なるブロック長が選択され
た場合でもN3サンプルを単位としており、誤差の計算も
同一の単位で行なわれる。従って、伝送路12に送出され
るデータは、第2図(d)に示すようにN3を単位として
同じブロック長が連続する。
(発明の効果) 以上詳細に述べたように、本発明によれば符号化器に
おいて異なるブロック長に対する符号化復号化を行なっ
て誤差を比較し、受信側で復号化した際に最小の誤差を
得られるような最適ブロック長を選択し、最適ブロック
長を用いて符号化を行なって情報を伝送するために、分
解能と入力信号の性質の変化への追従という相反する要
求を満足しつつ、補助情報量を圧縮して符号化品質を向
上できる適応変換符号化の方法及び装置を提供すること
ができる。
おいて異なるブロック長に対する符号化復号化を行なっ
て誤差を比較し、受信側で復号化した際に最小の誤差を
得られるような最適ブロック長を選択し、最適ブロック
長を用いて符号化を行なって情報を伝送するために、分
解能と入力信号の性質の変化への追従という相反する要
求を満足しつつ、補助情報量を圧縮して符号化品質を向
上できる適応変換符号化の方法及び装置を提供すること
ができる。
第1図は本発明の1実施例を示すブロック図、第2図
(a)、(b)、(c)、(d)は各符号化器で処理さ
れるデータの単位と伝送路に送出されるデータのブロッ
ク長の連続パタンの一例を示す図、第3図は従来例を示
すブロック図、第4図(a),(b)は第3図のビット
配分回路I及びビット配分回路IIの詳細を示す図、第5
図は他の従来例を示す図、第6図(a),(b)は第5
図における正規化回路及び逆正規化回路の詳細を示す図
である。 図において、1は入力端子、1001、1002……100nは符号
化器、101は記憶装置、1021、1022……102nは復号化
器、103は誤差計算回路、104は誤差比較回路、105はセ
レクタ、106は多重化回路、107は出力端子をそれぞれ示
す。
(a)、(b)、(c)、(d)は各符号化器で処理さ
れるデータの単位と伝送路に送出されるデータのブロッ
ク長の連続パタンの一例を示す図、第3図は従来例を示
すブロック図、第4図(a),(b)は第3図のビット
配分回路I及びビット配分回路IIの詳細を示す図、第5
図は他の従来例を示す図、第6図(a),(b)は第5
図における正規化回路及び逆正規化回路の詳細を示す図
である。 図において、1は入力端子、1001、1002……100nは符号
化器、101は記憶装置、1021、1022……102nは復号化
器、103は誤差計算回路、104は誤差比較回路、105はセ
レクタ、106は多重化回路、107は出力端子をそれぞれ示
す。
Claims (24)
- 【請求項1】音声/音楽等の信号の情報量を圧縮して伝
送/蓄積するために入力信号を適応変換符号化する際
に、複数のブロック長で、該複数のブロック長のうちで
最大の数に等しい入力サンプルを単位として独立に符号
化し、符号化された信号及び付随する情報をそれぞれ独
硫に記憶すると同時に符号化された信号を前記符号化に
対応したブロック長で独立に復号化し、該復号化された
信号と前記入力信号を用いてそれぞれのブロック長に対
応した複数の誤差を求め、該複数の誤差を比較して最小
の誤差を与える最適ブロック長を決定し、該最適ブロッ
ク長に対応した前記記憶された符号化信号及び付随する
情報を選択し、前記最適ブロック長と共に伝送/蓄積す
ることを特徴とする適応変換符号化の方法。 - 【請求項2】符号化の際に、入力信号に線形変換を施し
て変換係数を得、該変換係数を用いてビット配分を決定
し、該ビット配分に従って前記変換係数の量子化を行な
い、該量子化された変換係数と前記ビット配分に用いた
変換係数を多重化して伝送/蓄積する請求項1記載の適
応変換符号化の方法。 - 【請求項3】符号化の際に、入力信号サンプルをバッフ
ァに一時蓄積した後に線形変換する、請求項2記載の適
応変換符号化の方法。 - 【請求項4】符号化の際に、バッファ内のサンプルの分
散を計算し、該分散を計算したサンプルを前記分散値で
正規化し、最適ブロック長に対応した前記分散値を選択
・多重化して伝送/蓄積する、請求項3記載の適応変換
符号化の方法。 - 【請求項5】符号化の際に、変換係数の二乗値を複数の
グループに分割し、該グループ毎の前記二乗値の平均値
をもって代表値とする間引きを行ない、補間して前記間
引き前と同数のサンプル値を近似的に再現し、該補間さ
れた値を用いてビット配分を決定し、最適ブロック長に
対応した前記間引かれた値を選択・多重化して伝送/蓄
積する、請求項2、3または4に記載の適応変換符号化
の方法。 - 【請求項6】符号化の際に、変換係数を量子化したとき
の二乗誤差が最小になるようにビット配分を決定する、
請求項2、3、4または5に記載の適応変換符号化の方
法。 - 【請求項7】符号化の際に、付随する情報を量子化した
後、多重化して伝送/蓄積する、請求項2、3、4、5
または6に記載の適応変換符号化の方法。 - 【請求項8】符号化信号を受け、量子化された変換係数
とビット配分に用いた情報に分離し、該ビット配分のた
めの情報を用いてビット配分を決定し、該ビット配分に
従って前記量子化された変換係数の逆量子化を行い、該
逆量子化された結果に線形逆変換を施して復号を行うこ
とを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6に記
載の適応変換符号化の方法。 - 【請求項9】線形逆変換を施した後バッファに格納し、
1サンプルずつ出力して復号化する請求項8記載の適応
変換符号化の方法。 - 【請求項10】符号化信号を受け、分散値を量子化され
た変換係数と分離し、該分散値で出力サンプルを逆量子
化して復号化する、請求項9記載の適応変換符号化の方
法。 - 【請求項11】符号化信号を受け、間引かれた変換係数
の二乗値を用いてビット配分を決定し、該ビット配分に
従って前記量子化された変換係数の逆量子化を行って復
号化する請求項8、9または10に記載の適応変換符号化
の方法。 - 【請求項12】符号化信号を受け、ビット配分を決定
し、該ビット配分に従って前記量子化された変換係数の
逆量子化を行って復号化する請求項8、9、10または11
に記載の適応変換符号化の方法。 - 【請求項13】符号化信号を受け、量子化された変換係
数と多重化された信号を分離した後、該多重化された信
号の逆量子化を行って復号化する、請求項8、9、10、
11または12に記載の適応変換符号化の方法。 - 【請求項14】複数のブロック長で、該複数のブロック
長のうちで最大の数に等しい入力サンプルを単位として
独立に符号化するための複数の符号化器と、符号化され
た信号及び付随する情報をそれぞれ独立に格納する記憶
装置と、同時に前記符号化器で符号化された信号を符号
化に対応したブロック長で独立に復号化する複数の復号
化器と、該復号化器で復号化された信号と前記入力信号
を用いてそれぞれのブロック長に対応した複数の誤差を
求める誤差計算回路と、該複数の誤差を比較して最小の
誤差を与える最適ブロック長を決定する誤差比較回路
と、該最適ブロック長に対応した前記符号化信号及び付
随する情報を前記記憶装置から選択するセレクタと、該
選択された符号化信号及び付随する情報と前記最適ブロ
ック長を多重化する多重化回路とを少なくとも具備する
ことを特徴とする適応変換符号化装置。 - 【請求項15】符号化器は、入力信号に線形変換を施し
て変換係数を得る線形変換回路と、該変換係数を用いて
ビット配分を決定するビット配分回路と、該ビット配分
に従って前記変換係数の量子化を行なう量子化器とを有
し、多重化回路では最小の誤差を与える最適ブロック長
と量子化された変換係数とビット配分に用いた変換係数
を多重化して伝送/蓄積する請求項14記載の適応変換符
号化装置。 - 【請求項16】符号化器は、入力信号サンプルを一時蓄
積してから線形変換するためのバッファを有する、請求
項15記載の適応変換符号化装置。 - 【請求項17】符号化器は、バッファ内のサンプルの分
散を計算し、該サンプルを前記分散値で正規化してから
線形変換するための正規化回路を有し、前記分散値も記
憶・選択・多重化して伝送/蓄積する、請求項15または
16記載の適応変換符号化装置。 - 【請求項18】ビット配分回路は、変換係数を二乗した
後複数のグループに分割し、該グループ毎の前記二乗値
の平均値をもって代表値とする間引きを行なう間引き回
路と、該間引き回路の出力を補間して前記間引き前と同
数のサンプル値を近似的に再現する補間回路と、該補間
された値を用いて最適ビット配分を決定するビット数最
適化回路から構成され、該間引き回路の出力も記憶・選
択・多重化して伝送/蓄積する、請求項15、16または17
に記載の適応変換符号化装置。 - 【請求項19】符号化器は、最適ブロック長を量子化す
る第2の量子化器と、ビット配分に用いた情報を量子化
する第3の量子化器と、正規化回路の出力を量子化する
第4の量子化器とを有する請求項15、16、17または18に
記載の適応変換符号化装置。 - 【請求項20】復号化器は、符号化信号を受け、量子化
された変換係数、最適ブロック長及びビット配分に用い
る情報を分離する分離回路と、該ビット配分に用いる情
報を用いてビット配分を決定する第2のビット配分回路
と、該第2のビット配分回路の出力に従って前記分離回
路出力の量子化された変換係数の逆量子化を行なう第1
の逆量子化器と、前記最適ブロック長を用いて該第1の
逆量子化器出力に請求項15に記載された線形変換の逆変
換を施す線形逆変換回路とを少なくとも具備することを
特徴とする適応変換符号化装置。 - 【請求項21】復号化器は、出力信号を格納するバッフ
ァを有し、該バッファに格納された値を1サンプルずつ
出力する、請求項20記載の適応変換符号化装置。 - 【請求項22】復号化器は、符号化信号を受け、分離さ
れた分散値で出力信号を逆正規化する逆正規化回路を有
する、請求項20または21記載の適応変換符号化装置。 - 【請求項23】復号化器は、符号化信号を受け、間引か
れた信号を補間する第2の補間回路と、該第2の補間回
路において補間された値を用いてビット数の最適化を行
なうビット数最適化回路よりなる第2のビット配分回路
を有し、該ビット配分に従って前記量子化された変換係
数の逆量子化を行なう請求項20、21または22に記載の適
応変換符号化装置。 - 【請求項24】復号化器は、最適ブロック長を逆量子化
する逆量子化器と、ビット配分を決定する情報を逆量子
化する第3の逆量子化器と、逆正規化に用いる分散値を
逆量子化する第4の逆量子化器とを有する請求項20、2
1、22また23に記載の適応変換符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24551589A JP2890522B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 適応変換符号化の方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24551589A JP2890522B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 適応変換符号化の方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03107220A JPH03107220A (ja) | 1991-05-07 |
JP2890522B2 true JP2890522B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17134829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24551589A Expired - Lifetime JP2890522B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 適応変換符号化の方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2890522B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006106166A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Olympus Corp | 内視鏡装置 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24551589A patent/JP2890522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03107220A (ja) | 1991-05-07 |
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