JP3168444B2

JP3168444B2 - 予測符号化用量子化器

Info

Publication number: JP3168444B2
Application number: JP12988493A
Authority: JP
Inventors: 典生鈴木
Original assignee: 日本電気エンジニアリング株式会社
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 2001-05-21
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH06343047A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ信号などの入力
信号をディジタル化して差分符号化伝送する差分符号化
装置（予測符号化装置）に用いる適応量子化器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の差分符号化装置の量子
化器では、画像の入力信号がｎビットの場合、入力信号
と予測信号との差分信号（予測誤差信号）は（ｎ＋１）
ビット以上を必要とする。このため、差分信号を量子化
して出力する量子化器は、少なくとも、（ｎ＋１）ビッ
トの予測誤差信号の入力に対し、予め定められたレベル
数（量子化ビット数）の量子化特性に従って量子化する
必要がある。このとき、限られたレベル数では、Ｓ／Ｎ
と過負荷特性を十分満足できる特性を設定することは困
難で、平坦部の量子化雑音と過負荷の劣化の両方を目立
たなくするためには、多くの量子化レベル数が必要であ
った。

【０００３】従来、この欠点を改良する方法として、図
３に示すような、予測符号化用量子化器が知られてい
る。図３は予測符号化用量子化器を含む送信側の予測符
号化装置と受信側の予測復号化装置とを示している。

【０００４】図示の予測符号化装置は、入力端子１１
と、リミッタ１２と、減算器１３と、量子化器１４´
と、加算器１５と、予測器１６と、符号変換器１７と、
出力端子１８とを有する。符号変換器１７を除く、リミ
ッタ１２、減算器１３、量子化器１４´、加算器１５及
び予測器１６によって、予測符号化用量子化器が構成さ
れる。

【０００５】一方、受信側の予測復号化装置は、入力端
子１９と、符号逆変換器２０と、加算器２１と、予測器
２２と、出力端子２３とを備えている。

【０００６】図３に示す予測符号化用量子化器は、入力
端子１１から供給された入力信号Ｘを、リミッタ１２で
量子化器１４´の最大量子化雑音の大きさだけ予め振幅
制限してから、差分符号化を行うものである。振幅制限
した入力信号Ｘ´と予測器１６からの予測信号Ｐとの差
分信号（予測誤差信号）Ｅを求める減算器１３の演算及
び量子化出力Ｑと予測信号Ｐとから局部復号信号Ｙを求
める加算器１５の演算をｎビットのモジュロ演算で行
う。量子化器１４´はｎビットの差分信号Ｅに対して量
子化を行う。このような予測符号化用量子化器は、例え
ば、ボステルマン（Bostelmann）の折り返し量子化器
で、その内容はドイツ特許公報２４０５５３４に示され
ている。符号変換器１７では量子化出力Ｑを予め定めら
れたビット数の符号語に変換し、必要な情報を多重化し
て受信側へ送る。

【０００７】受信側の予測復号化装置では、符号逆変換
器２０で符号語から逆変換し、量子化器１４´から得ら
れた量子化出力Ｑと同じ量子化レベルの信号を再生す
る。得られた量子化出力の信号は加算器２１に供給さ
れ、予測信号とｎビットのモジュロ演算で加算され、送
信側の局部復号信号Ｙと同じ値の復号信号を再生する。
復号信号は予測器２２へ供給され、送信側の予測器１６
と同じ予測特性に従って次の予測信号を求めて加算器２
１へ供給する。

【０００８】また、特開昭６３−１７２５２７号公報
（以下、先行文献１と呼ぶ）には、折り返し量子化の改
良型の基本構成で、量子化器をビット数が少なくて構成
出来るようにした適応量子化器が開示されている。この
先行文献１の適応量子化器における変換回路は、入力信
号の振幅情報で必要な部分を全部保持して圧縮してい
る。

【０００９】更に、特開昭６３−２０９２３６号公報
（以下、先行文献２と呼ぶ）には、上記先行文献１に比
してさらにＲＯＭ（Read Only Memory）のビットサイズ
を小さく出来る適応量子化器が開示されている。この先
行文献２の適応量子化器における変換回路は、入力信号
の振幅情報で必要な部分の量子化を行って情報圧縮して
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した、従来のBost
elmannの折り返し量子化器では、量子化による量子化雑
音が加わっても、局部復号信号（入力信号＋量子化雑
音）Ｙが入力信号Ｘの有するダイナミックレンジを越え
ないようにするためには、予め入力信号Ｘを量子化器１
４´の最大の量子化雑音だけ上下を振幅制限してから、
差分符号化を行う必要があった。このため局部復号信号
Ｙ、従って受信側の復号信号には振幅制限された信号が
出力されるので、フルレンジの信号を送ることが出来な
かった。また、最大の量子化雑音の振幅が大きい場合
は、振幅制限を受ける範囲も大きくなり、その結果、復
号される信号はそれだけダイナミックレンジの制限を受
けるという欠点がある。

【００１１】また、上記先行技術１及び２は、リアルタ
イムの画像符号化装置への適用のみを考えて、適用量子
化器の構成は適応処理と量子化特性を一体化したＲＯＭ
を前提にしている。

【００１２】そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点
に鑑み、入力信号の振幅制限を行わないで、過負荷特性
を改善出来るBostelmannの折り返し量子化を実現できる
量子化器を提供することである。

【００１３】本発明の他の技術的課題は、変換回路をも
たず情報圧縮をせずに、各機能ブロックにより適応量子
化を行うことが出来る量子化器を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、予測誤差信号を量子化してデータ圧縮する予測符
号化の量子化器において、入力信号と予測信号との差分
をモジュロ演算して予測誤差信号を求める減算手段と、
予測誤差信号から量子化特性に従って量子化した量子化
出力と、量子化にともなう量子化雑音と、量子化出力よ
り上の量子化レベルで予測誤差信号との差分の量子化雑
音が正の値となる第１の量子化レベルと、量子化出力よ
り下の量子化レベルで予測誤差信号との差分の量子化雑
音が負となる第２の量子化レベルとを得る量子化手段
と、入力信号と量子化雑音とを加算して仮の局部復号信
号を求め、仮の局部復号信号が入力信号のダイナミック
レンジに対して、範囲内なら量子化出力を、範囲を上に
越える時は第２の量子化レベルを、範囲を下に越える時
は第１の量子化レベルを選択する選択手段と、選択され
た量子化出力と予測信号とをモジュロ加算して局部復号
信号を求め、次の予測信号を求める予測手段とを備え、
入力信号を振幅制限しなくても過負荷の生じない量子化
が行えることを特徴とする予測符号化用量子化器が得ら
れる。

【００１５】本発明の第２の態様によれば、予測誤差信
号を量子化してデータ圧縮する予測符号化の量子化器に
おいて、入力信号と予測信号との差分をモジュロ演算し
て予測誤差信号を求める減算手段と、予測誤差信号から
量子化特性に従った量子化レベル番号と、量子化にとも
なう量子化雑音と、量子化レベル番号より１つ上の第１
のレベル番号と、量子化レベル番号より１つ下の第２の
レベル番号とを得る量子化手段と、入力信号と量子化雑
音とを加算して仮の局部復号信号を求め、仮の局部復号
信号が入力信号のダイナミックレンジに対して、範囲内
なら量子化レベル番号を、範囲を上に越える時は第２の
レベル番号を、範囲を下に越える時は第１のレベル番号
を選択する選択手段と、選択された量子化レベル番号を
逆量子化して得られる量子化出力と予測信号とをモジュ
ロ加算して局部復号信号を求め、次の予測信号を求める
予測手段とを備え、入力信号を振幅制限しなくても過負
荷の生じない量子化が行えることを特徴とする予測符号
化用量子化器が得られる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例による予測符
号化用量子化器を含む送信側の予測符号化装置と受信側
の予測復号化装置との構成を示すブロック図である。入
力端子１１に入力されたｎビット信号は、例えばｎ＝８
の入力信号Ｘ（−１２８〜１２７）は、減算器１３と加
算器２６へ供給される。減算器１３では入力信号Ｘと予
測器１６からの予測信号Ｐとをｎビットのモジュロ演算
で減算してｎビットの予測誤差信号Ｅを得て量子化器１
４と量子化雑音ｑｎを求める減算器２４とへ供給する。

【００１８】量子化器１４では予測誤差信号Ｅを、予め
定められた量子化特性に従って量子化し、あるレベルに
量子化された予測誤差信号Ｅの量子化出力Ｑを出力す
る。それと共に、量子化器１４は、量子化雑音ｑｎが正
の値となる量子化出力として、量子化出力Ｑより１つ上
の量子化レベルの信号Ｑ＋と、量子化雑音が負の値とな
る量子化出力として、量子化出力Ｑより１つ下の量子化
レベルの信号Ｑ−もあわせて出力し、切替器２５へ供給
する。

【００１９】量子化器１４の量子化特性を関数ｆｑ
（ｅ）で示すとき、量子化器１４は、各量子化レベルの
値をＱi として、各レベルでＱi ＝ｆ（Ｑi ）を満たす
点、（ｅ，Ｑ）の座標で（Ｑi ，Ｑi ）の点、が存在す
る量子化特性を有する。この量子化特性を用いると、値
がＥｘの予測誤差信号に対する量子化出力がＱi とすれ
ば、量子化雑音（Ｑi −Ｅｘ）は正または負の値とな
る。しかし、Ｑi の代わりに１つ上の量子化レベルの量
子化出力Ｑi+1 を出力すれば、量子化雑音は（Ｑi+1−
Ｅｘ）の値となるが、上述の量子化特性からこの値は必
ず正の値となる。同様に、Ｑi の代わりに１つ下の量子
化レベルの量子化出力Ｑi-1 を出力すれば、量子化雑音
は（Ｑi-1 −Ｅｘ）の値となり、この値は必ず負の値と
なる。

【００２０】他の量子化特性で、Ｑi より１つ上の量子
化レベルでは、量子化雑音（Ｑi+1−Ｅｘ）が正の値に
ならない場合は、量子化雑音が正となるさらに上の量子
化レベルをＱ＋の信号として出力する。同様に、Ｑi よ
り１つ下の量子化レベルでは、量子化雑音（Ｑi-1 −Ｅ
ｘ）が負の値にならない場合は、量子化雑音が負となる
さらに上の量子化レベルをＱ−の信号として出力する。

【００２１】減算器２４では、量子化出力Ｑから予測誤
差信号Ｅを減算することにより、予測誤差信号Ｅの量子
化出力Ｑに加えられた量子化雑音ｑｎを求め、加算器２
６へ供給する。加算器２６では、入力信号Ｘと量子化雑
音ｑｎとを加算して、（ｎ＋１）ビットの仮の局部復号
信号Ｙｔを求め、仮の局部復号信号Ｙｔの上位２ビット
を制御信号として切替器２５へ送る。この上位２ビット
から仮の局部復号信号Ｙｔがｎビットのダイナミックレ
ンジ（ｎ＝８の時は−１２８〜１２７）を越えたか否か
を判定出来る。

【００２２】切替器２５では制御信号に応じて、量子化
器１４からの３つの信号Ｑ，Ｑ＋およびＱ−の何れかを
選択して出力する。仮の局部復号信号Ｙｔがダイナミッ
クレンジの範囲内の場合は、切替器２５は量子化出力Ｑ
を選択して出力する。仮の局部復号信号Ｙｔがダイナミ
ックレンジ範囲を上に越える場合は、切替器２５は量子
化雑音ｑｎが負の値となる１つ下の量子化レベルの量子
化出力Ｑ−を選択して出力する。量子化出力Ｑ−を選択
すると、量子化出力Ｑに比して量子化雑音ｑｎは大きく
なる負の値となるため、（Ｘ＋ｑｎ）は入力信号Ｘより
小さい値となってｎビットの上限を越えず、予測信号Ｐ
と選択された量子化出力Ｑｓを加算した局部復号信号Ｙ
もダイナミックレンジ範囲内に入る。仮の局部復号信号
Ｙｔがダイナミックレンジ範囲を下に越える場合は、切
替器２５は量子化雑音が正の値となる１つ上の量子化レ
ベルの量子化出力Ｑ＋を選択して出力する。量子化出力
Ｑの代わりに量子化出力Ｑ＋を選択すると、量子化雑音
ｑｎは大きくなる正の値となるため、（Ｘ＋ｑｎ）は入
力信号Ｘより大きい値となってｎビットの下限を越え
ず、予測信号Ｐと選択された量子化出力Ｑｓを加算した
局部復号信号Ｙもダイナミックレンジ範囲内に入る。

【００２３】即ち、制御信号に応じて上記の様に量子化
出力を適応的に選択すれば、選択された量子化出力Ｑｓ
と予測信号Ｐとを加算して得られる局部復号信号Ｙはｎ
ビットのダイナミックレンジの範囲の値となる。入力信
号Ｘに対して予め振幅制限を加えていないので、局部復
号信号Ｙは入力信号Ｘの値に応じて、ｎビットの全範囲
で追従して変化する。選択された量子化出力Ｑｓは符号
変換器１７と加算器１５へ供給される。

【００２４】加算器１５では予測信号Ｐと選択された量
子化出力Ｑｓとをｎビットのモジュロ演算で加算し、ｎ
ビットの局部復号信号Ｙを得て予測器１６へ供給する。
予測器１６では予測特性に従って次の標本化時刻の予測
値を求め、ｎビットの予測信号Ｐを減算器１３と加算器
１５へ供給する。

【００２５】符号変換器１７では選択された量子化出力
Ｑｓを予め定められたビット数の符号語に変換し、必要
な情報を多重化して受信側へ送る。

【００２６】受信側の予測復号化装置では、符号逆変換
器２０で符号語から逆変換し、切替器２５で得られた量
子化出力Ｑｓと同じ量子化レベルの信号を再生する。得
られた量子化出力の信号は加算器２１に供給され、予測
信号Ｐとｎビットのモジュロ演算で加算され、送信側の
局部復号信号Ｙと同じ値の復号信号を再生する。復号信
号は予測器２２へ供給され、送信側の予測器１６と同じ
予測特性に従って次の予測信号Ｐを求めて加算器２１へ
供給する。以上が第１の実施例のブロック図の説明であ
る。

【００２７】次に、量子化器１４の量子化特性の具体的
な例について説明する。量子化器１４は４．５ビットの
（符号変換器１７では２サンプルを１つの符号にまと
め、９ビットの符号語に符号変換する。）のミッドトレ
ッド型で総レベル数が２１、量子化ステップの大きさ
は、０，１，１，３，５，７，１１，１７，２３，２
３，２３で、最大量子化レベルはＱ10の１１４、量子化
雑音の大きさは１４となる。予測誤差信号Ｅに対する量
子化出力Ｑｉを下記の表１に示す量子化特性とする。

【００２８】

【表１】

【００２９】予測誤差信号Ｅに対する量子化出力Ｑｉを
出力した時、量子化器１４ではＱ＋としてはＱi+1 の信
号を、Ｑ−としてはＱi-1 の信号を合わせて出力する。
上限及び下限の量子化レベルについては、予測符号化は
ｎビットのモジュロ演算が行われることにより、量子化
特性も同様にモジュロ演算の特性を有し、最上の量子化
レベルＱ10に対する１つ上の量子化レベルＱ＋はＱ-10
に、同様にＱ-10 に対する１つ下の量子化レベルＱ−は
Ｑ10となる。

【００３０】次に、切替器２５による切り替えの動作に
ついて具体例を示して説明する。入力信号ＸがＸ＝１２
０で予測信号ＰがＰ＝５０の時、予測誤差信号ＥはＥ＝
７０となる。量子化器１４では表１の量子化特性に従っ
て、Ｅ＝７０を量子化すると、量子化出力ＱとしてＱ＝
Ｑ8 ＝６８を出力し、Ｑ＋としてＱ＋＝Ｑ9 を、Ｑ−と
してＱ−＝Ｑ7 も合わせて出力する。減算器２４の出力
にはｑｎ＝（Ｑ−Ｅ）の演算から６８−７０＝−２の値
の量子化雑音ｑｎが得られる。加算器２６の出力には、
仮の局部復号信号ＹｔとしてＹｔ＝Ｘ＋ｑｎ＝１２０＋
（−２）＝１１８（９ビット表示で“００１１１０１１
０”）の値が得られる。上位２ビットは“００”となり
８ビットのダイナミックレンジの範囲内であるので、切
替器２５では量子化出力ＱであるＱ8 （６８）を選択
し、選択された量子化出力Ｑｓとして出力する。局部復
号信号ＹはＹ＝Ｐ＋Ｑｓ＝５０＋６８＝１１８となる。

【００３１】入力信号ＸがＸ＝１２０で予測信号ＰがＰ
＝６０の時、予測誤差信号ＥはＥ＝６０となる。量子化
器１４では量子化出力ＱとしてＱ＝Ｑ8 ＝６８を出力
し、Ｑ＋＝Ｑ9 を、Ｑ−＝Ｑ7 も合わせて出力する。減
算器２４の出力にはｑｎ＝（Ｑ−Ｅ）の演算から６８−
６０＝８の値の量子化雑音ｑｎが得られる。加算器２６
の出力には、仮の局部復号信号ＹｔとしてＹｔ＝Ｘ＋ｑ
ｎ＝１２０＋８＝１２８（９ビット表示で“０１０００
００００”）の値が得られる。上位２ビットは“０１”
となり８ビットのダイナミックレンジの範囲の上限を越
えるので、切替器２５ではＱ8 の代わりにＱ7 （４５）
を選択し、選択された量子化出力Ｑｓとして出力する。
局部復号信号ＹはＹ＝Ｐ＋Ｑｓ＝６０＋４５＝１０５と
なる。

【００３２】入力信号ＸがＸ＝１２０で予測信号ＰがＰ
＝−１０の時、予測誤差信号Ｅ（Ｅ＝１３０）は８ビッ
トのモジュロ演算でＥ＝−１２６となり、量子化器１４
から量子化出力ＱとしてＱ-10 ＝−１１４を出力し、Ｑ
＋として１つ上のＱ-9＝−９１を、Ｑ−としては１つ下
のＱ-11 がないので、一番上のＱ10＝１１４を合わせて
出力する。減算器２４の出力にはｑｎ＝−１１４−（−
１２６）＝１２の値の量子化雑音が得られる。加算器２
６の出力には、仮の局部復号信号ＹｔとしてＹｔ＝Ｘ＋
ｑｎ＝１２０＋１２＝１３２（９ビット表示で“０１０
０００１００”）の値が得られる。上位２ビットは“０
１”となり８ビットのダイナミックレンジの範囲の上限
を越えるので、切替器２５ではＱ-10 の代わりにＱ−＝
Ｑ10を選択し、選択された量子化出力Ｑｓとして出力す
る。局部復号信号ＹはＹ＝Ｐ＋Ｑｓ＝−１０＋１１４＝
１０４となる。

【００３３】次に予測器１６の具体的な例について説明
する。Ｚ関数で示す予測関数Ｐ（Ｚ）に従って次の標本
化時刻の予測信号Ｐを求める。Ｐ（Ｚ）＝Ｚ^-1の場合、
これは前値予測で、１標本化クロックの局部復号信号Ｙ
が次の予測信号Ｐとなる。

【００３４】標本化周波数をサブキャリアの３倍に設定
したとき、ＮＴＳＣカラーテレビ信号を予測するのに、
効率の良い関数としてＰ（Ｚ）＝０．５Ｚ^-1＋Ｚ^-3＋
０．５Ｚ^-4がある。この場合は、４クロック前までの局
部復号信号Ｙを用いて予測信号Ｐの予測値が得られる。
予測値に少数点以下の値が含まれる場合、モジュロ演算
は、小数点以下のビットを増やして演算を行う。入力信
号Ｘが８ビットの時、小数点以下をも含めたモジュロ演
算の最大のダイナミックレンジは−１２８以上１２８未
満となる。

【００３５】次に、符号変換器１７の具体的な例につい
て説明する。４．５ビット、１２レベルの量子化の場
合、連続する２つの画素の量子化出力Ｑｓの信号を１つ
にまとめて９ビットの伝送路符号に変換する。２つの量
子化出力ＱｓがＱｉ、Ｑｊの時（ｉ，ｊ＝−１０〜１
０）、値ｋ＝（ｉ＋１０）×２１＋（ｊ＋１０）を求
め、ｋの値を９ビットで表現したものを符号語とする。
ｉ，ｊの組み合わせは、２１×２１＝４４１種であり、
９ビットの５１２語の範囲内で表現出来る。例えば、ｉ
＝１０，ｊ＝９の場合、ｋ＝４３９で符号語は（１１０
１１０１１１）となる。

【００３６】図２は本発明の第２の実施例による予測符
号化用量子化器を含む送信側の予測符号化装置と受信側
の予測復号化装置の構成を示すブロック図である。第２
の実施例の予測符号化用量子化器では、量子化器１４及
び減算器２４の代わりに量子化器１４ａ及び量子化雑音
発生器２４ａを用いる共に、逆量子化器２７と近傍番号
発生器２８が付け加わっている点を除いて、図１のそれ
と同様の構成を有する。

【００３７】量子化器１４ａは、量子化出力Ｑｉを出力
するのでは、量子化レベル番号（ｉ）を出力し、加算器
１５の前に逆量子化器２７を設け、量子化レベル番号
（ｉ）から対応する量子化レベルを量子化出力として発
生し加算器１５に供給する構成である。この場合、量子
化雑音ｑｎは図１の参照符号２４で示すような減算器で
求めらないので、減算器２４の代わりに予測誤差信号Ｅ
に対応して量子化雑音ｑｎを発生する量子化雑音発生器
２４ａが必要となる。この量子化雑音発生器２４ａはＲ
ＯＭ等で構成できる。量子化器１４ａと量子化雑音発生
器２４ａとをＲＯＭで構成する場合、図１の構成に比し
て図２の方がＲＯＭのサイズを小さく出来る。

【００３８】加算器２６は入力信号Ｘと量子化雑音ｑｎ
とを加算して、仮の局部復号信号Ｙｔを求め、制御信号
として仮の局部復号信号Ｙｔの上位２ビットを切替器２
５ａへ送る。近傍番号発生器２８は入力された番号
（ｉ）に対して、１つ上（ｉ＋１）及び１つ下（ｉ−
１）のレベル番号を、−１０〜１０を変化する数の中で
２１を法として発生し、切替器２５ａへ供給する。切替
器２５ａでは，図１の切替器２５と同様の判定を行い、
（ｉ），（ｉ＋１），（ｉ−１）の３つの番号の中から
制御信号に応じて局部復号信号Ｙがダイナミックレンジ
を越えないように選択して出力する。符号変換器１７ａ
は選択されたレベル番号ｉｓを符号語に変換して出力す
る。

【００３９】受信側の予測復号化装置において、符号逆
変換器２０ａでは符号語を逆変換してレベル番号を再生
し、逆量子化器２９へ送る。逆量子化器２９は送信側の
逆量子化器２７と同じ機能を有し、レベル番号に対応し
た量子化レベルを出力する。加算器２１は予測信号Ｐと
量子化レベルをモジュロ加算して、ダイナミックレンジ
の振幅制限を受けない復号信号を出力する。

【００４０】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
更しても実施可能であることはいうまでもない。例え
ば、量子化特性は具体的実施例に限定されず、他の例と
して、４ビットの量子化特性を用い、最大の量子化ステ
ップを粗くし、最大量子化雑音が非常に大きくなって、
過負荷部での量子化雑音が大きくなるが、振幅制限され
ることなく本発明の量子化が行われる。本発明の構成と
して、ｎビットの数が少ない場合、例えばｎ＝６，予測
誤差信号Ｅを入力とし量子化をして量子化出力Ｑｓを出
力する量子化全体をＲＯＭ（６＋６ビット入力、６ビッ
ト出力）で構成することも出来る。ＸとＥとを入力とし
Ｑｓを出力する量子化ＲＯＭ，又はＸとＰとを入力とし
Ｑｓを出力する量子化ＲＯＭで構成して良く、この場
合、量子化ＲＯＭには入力に対する出力の関係をデータ
として予め書き込んで置く。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ｎビットのモジュロ演算で予測符号化を行う時、仮の局
部復号信号の値を求めてこれを用いて適応的に量子化の
レベル選択を判定する事により、量子化雑音の影響で復
号信号がダイナミックレンジを越えないように出来る。
このため、従来の様に、入力信号に振幅制限を加える必
要は無く、入力信号と同等のダイナミックレンジの復号
信号を再生できる。また、仮の局部復号信号を求めて、
この値により量子化レベルの選択切り替えを行っている
ため、局部復号信号がダイナミックレンジを越える時だ
け、量子化出力（Ｑ＋，Ｑ−）を選択しており、確実な
選択が行われ、Ｑの代わりにＱ＋，Ｑ−を選択したこと
による量子化雑音の増加を最小限に抑えることが出来
る。入力信号が上限や下限に近い値の場合でも、不確定
は判定を基に不用意にＱ＋，Ｑ−を選択する事をなくす
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による予測符号化用量子
化器を含む送信側の予測符号化装置と受信側の予測復号
化装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例による予測符号化用量子
化器を含む送信側の予測符号化装置と受信側の予測復号
化装置の構成を示すブロック図である。

【図３】従来の折り返し量子化を用いた予測符号化用量
子化器を含む送信側の予測符号化装置と受信側の予測復
号化装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１入力端子１３減算器１４，１４ａ量子化器１５加算器１６予測器１７，１７ａ符号変換器１８出力端子１９入力端子２０，２０ａ符号逆変換器２１加算器２２予測器２３出力端子２４減算器２４ａ量子化雑音発生器２５，２５ａ切替器２６加算器２７逆量子化器２８近傍番号発生器２９逆量子化器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】予測誤差信号を量子化してデータ圧縮す
る予測符号化の量子化器において、入力信号と予測信号との差分をモジュロ演算して予測誤
差信号を求める減算手段（１３）と、前記予測誤差信号から量子化特性に従って量子化した量
子化出力と、量子化にともなう量子化雑音と、前記量子
化出力より上の量子化レベルで前記予測誤差信号との差
分の量子化雑音が正の値となる第１の量子化レベルと、
前記量子化出力より下の量子化レベルで前記予測誤差信
号との差分の量子化雑音が負となる第２の量子化レベル
とを得る量子化手段（１４，２４）と、前記入力信号と前記量子化雑音とを加算して仮の局部復
号信号を求め、該仮の局部復号信号が前記入力信号のダ
イナミックレンジに対して、範囲内なら前記量子化出力
を、範囲を上に越える時は前記第２の量子化レベルを、
範囲を下に越える時は前記第１の量子化レベルを選択す
る選択手段（２５，２６）と、該選択された量子化出力と前記予測信号とをモジュロ加
算して局部復号信号を求め、次の予測信号を求める予測
手段（１５，１６）とを備え、前記入力信号を振幅制限しなくても過負荷の生じない量
子化が行えることを特徴とする予測符号化用量子化器。
【請求項２】予測誤差信号を量子化してデータ圧縮す
る予測符号化の量子化器において、入力信号と予測信号との差分をモジュロ演算して予測誤
差信号を求める減算手段（１３）と、前記予測誤差信号から量子化特性に従った量子化レベル
番号と、量子化にともなう量子化雑音と、前記量子化レ
ベル番号より１つ上の第１のレベル番号と、前記量子化
レベル番号より１つ下の第２のレベル番号とを得る量子
化手段（１４ａ，２４ａ）と、前記入力信号と前記量子化雑音とを加算して仮の局部復
号信号を求め、該仮の局部復号信号が前記入力信号のダ
イナミックレンジに対して、範囲内なら前記量子化レベ
ル番号を、範囲を上に越える時は前記第２のレベル番号
を、範囲を下に越える時は前記第１のレベル番号を選択
する選択手段（２５ａ，２６）と、該選択された量子化レベル番号を逆量子化して得られる
量子化出力と前記予測信号とをモジュロ加算して局部復
号信号を求め、次の予測信号を求める予測手段（１５，
１６，２７）とを備え、前記入力信号を振幅制限しなくても過負荷の生じない量
子化が行えることを特徴とする予測符号化用量子化器。