JP3299073B2 - 量子化装置及び量子化方法 - Google Patents
量子化装置及び量子化方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号を量子化する
量子化装置、量子化方法に係わり、特に画像信号並びに
オーディオ信号等を圧縮して圧縮データを得るための量
子化装置及び量子化方法に関する。
量子化装置、量子化方法に係わり、特に画像信号並びに
オーディオ信号等を圧縮して圧縮データを得るための量
子化装置及び量子化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像信号やオーディオ信号の高能率符号
化では、予測符号化、変換符号化、サブバンド符号化等
が用いられている。
化では、予測符号化、変換符号化、サブバンド符号化等
が用いられている。
【０００３】予測符号化においては予測誤差が量子化さ
れ、変換符号化においては変換係数が量子化され、サブ
バンド符号化ではサブバンドフィルタ出力が量子化され
る。一般に画像信号やオーディオ信号等は非定常な性質
を有するものであるので、信号の変動に追従して量子化
器を適応させる適応量子化を用いることにより、固定の
量子化器を用いる場合に比べて量子化誤差を小さくでき
る。
れ、変換符号化においては変換係数が量子化され、サブ
バンド符号化ではサブバンドフィルタ出力が量子化され
る。一般に画像信号やオーディオ信号等は非定常な性質
を有するものであるので、信号の変動に追従して量子化
器を適応させる適応量子化を用いることにより、固定の
量子化器を用いる場合に比べて量子化誤差を小さくでき
る。
【０００４】適応量子化においては、平均値＝０、標準
偏差＝１に正規化された確率密度関数ｐ（ｘ）に対して
設計された最適量子化器の量子化境界及び量子化代表値
を、入力信号ｘ（ｎ）の標準偏差σ（ｎ）倍することに
より信号パワーの変動に適応する。
偏差＝１に正規化された確率密度関数ｐ（ｘ）に対して
設計された最適量子化器の量子化境界及び量子化代表値
を、入力信号ｘ（ｎ）の標準偏差σ（ｎ）倍することに
より信号パワーの変動に適応する。
【０００５】この場合において、最適量子化器の量子化
境界及び量子化代表値は、入力信号ｘ（ｎ）の確率密度
関数ｐ（ｘ）を仮定し、量子化誤差が最小になるように
設計される。
境界及び量子化代表値は、入力信号ｘ（ｎ）の確率密度
関数ｐ（ｘ）を仮定し、量子化誤差が最小になるように
設計される。
【０００６】従来、最適量子化器を設計する場合の入力
信号の振幅分布としては、ガウス分布あるいはラプラス
分布が仮定されていた。ここで、最適量子化を用いた符
号化装置の一例として、帯域分割にウェーブレット変換
を用いた入力画像データのサブバンド符号化について図
１０乃至図１２を参照して説明する。
信号の振幅分布としては、ガウス分布あるいはラプラス
分布が仮定されていた。ここで、最適量子化を用いた符
号化装置の一例として、帯域分割にウェーブレット変換
を用いた入力画像データのサブバンド符号化について図
１０乃至図１２を参照して説明する。
【０００７】サブバンド符号化装置５０は大別すると、
図１０に示すように、帯域分割部５１と、量子化器５２
と、量子化部５３と、符号化部５４と、を備えて構成さ
れる。
図１０に示すように、帯域分割部５１と、量子化器５２
と、量子化部５３と、符号化部５４と、を備えて構成さ
れる。
【０００８】帯域分割部５１は、フィールド毎あるいは
フレーム毎のウェーブレット変換を行なうことにより入
力画像データＤIN’を各サブバンドデータＤSB’に分割
し、分割された各サブバンドデータＤSB’は、量子化部
５３に入力される。
フレーム毎のウェーブレット変換を行なうことにより入
力画像データＤIN’を各サブバンドデータＤSB’に分割
し、分割された各サブバンドデータＤSB’は、量子化部
５３に入力される。
【０００９】量子化部５３は、量子化器５２を複数有
し、各フィールド毎に、各サブバンドデータＤSB’の標
準偏差σを求め、各サブバンドデータＤSB’を各々与え
られたビット数で適応量子化し、サブバンド量子化出力
データＤQSB ’を出力する。
し、各フィールド毎に、各サブバンドデータＤSB’の標
準偏差σを求め、各サブバンドデータＤSB’を各々与え
られたビット数で適応量子化し、サブバンド量子化出力
データＤQSB ’を出力する。
【００１０】サブバンド量子化出力データＤQSB ’は、
符号化部５４にて符号化され、符号化データＤＣ’とし
て出力される。この場合において、符号化部５４では２
次元ハフマン符号等が用いられる。
符号化部５４にて符号化され、符号化データＤＣ’とし
て出力される。この場合において、符号化部５４では２
次元ハフマン符号等が用いられる。
【００１１】帯域分割部５１における入力画像データＤ
IN’の２次元ウェーブレット変換は、図１１に示すよう
に、第１の方向に１次元のサブバンド分割を行ない、さ
らに、第２の方向に１次元のサブバンド分割を行なうと
いう処理を、最も低域のサブバンドＶ1 （Ｖ2 、Ｖ3 、
…）に再帰的に適用することによって実現できる。
IN’の２次元ウェーブレット変換は、図１１に示すよう
に、第１の方向に１次元のサブバンド分割を行ない、さ
らに、第２の方向に１次元のサブバンド分割を行なうと
いう処理を、最も低域のサブバンドＶ1 （Ｖ2 、Ｖ3 、
…）に再帰的に適用することによって実現できる。
【００１２】図１１において、符号「Ｈ」及び符号
「Ｇ」は、ウェーブレット理論に基づいて設計されたク
オドラチャミラーフィルタ（ＱＭＦ）であり、符号
「Ｈ」は低域通過フィルタを表し、符号「Ｇ」は高域フ
ィルタを表している。
「Ｇ」は、ウェーブレット理論に基づいて設計されたク
オドラチャミラーフィルタ（ＱＭＦ）であり、符号
「Ｈ」は低域通過フィルタを表し、符号「Ｇ」は高域フ
ィルタを表している。
【００１３】この場合において、低域通過フィルタＨ及
び高域通過フィルタＧのインパルス応答をそれぞれｈ
（ｎ）及びｇ（ｎ）とすると、 ｇ（ｎ）＝（−１）(1-n) ｈ（１−ｎ） の関係を有している。
び高域通過フィルタＧのインパルス応答をそれぞれｈ
（ｎ）及びｇ（ｎ）とすると、 ｇ（ｎ）＝（−１）(1-n) ｈ（１−ｎ） の関係を有している。
【００１４】また、符号「↓２」は１／２デシメーショ
ンを表し、符号「〔 〕T 」は、行列の転置を表してい
る。上述したウェーブレット変換を３階層行なうことに
より画像の空間周波数は、図１２に示すように１０個の
サブバンドに分割される。
ンを表し、符号「〔 〕T 」は、行列の転置を表してい
る。上述したウェーブレット変換を３階層行なうことに
より画像の空間周波数は、図１２に示すように１０個の
サブバンドに分割される。
【００１５】図１２において、添字Ｌは低域サブバンド
を表し、添字Ｈは高域サブバンドを表し、数字は階層を
示す。このようにウェーブレット変換によりサブバンド
に分割された画像信号は各サブバンド毎に与えられたビ
ット数で適応量子化され、サブバンド符号化が行なわれ
る。
を表し、添字Ｈは高域サブバンドを表し、数字は階層を
示す。このようにウェーブレット変換によりサブバンド
に分割された画像信号は各サブバンド毎に与えられたビ
ット数で適応量子化され、サブバンド符号化が行なわれ
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の適応量子化
に用いる最適量子化器は、入力信号ｘ（ｎ）の振幅分布
をガウス分布あるいはラプラス分布であると仮定して量
子化境界及び量子化代表値を設定していたが、実際の信
号の振幅分布は仮定した確率密度関数ｐ（ｘ）（ガウス
分布あるいはラプラス分布）によって精度良く近似でき
ていないことがわかった。
に用いる最適量子化器は、入力信号ｘ（ｎ）の振幅分布
をガウス分布あるいはラプラス分布であると仮定して量
子化境界及び量子化代表値を設定していたが、実際の信
号の振幅分布は仮定した確率密度関数ｐ（ｘ）（ガウス
分布あるいはラプラス分布）によって精度良く近似でき
ていないことがわかった。
【００１７】この結果、実際の入力信号の振幅分布と異
なる確率密度関数を仮定して最適量子化器を構成するこ
とになり、量子化によるＳ／Ｎの劣化が増大するという
問題点が生じていた。
なる確率密度関数を仮定して最適量子化器を構成するこ
とになり、量子化によるＳ／Ｎの劣化が増大するという
問題点が生じていた。
【００１８】そこで、本発明の目的は、入力信号の振幅
分布が変動する場合でも良好な量子化を行なえる量子化
装置及び量子化方法を提供することにある。
分布が変動する場合でも良好な量子化を行なえる量子化
装置及び量子化方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、入力信号をブロック化して
順次ブロック化信号を出力するブロック化手段と、前記
ブロック化信号を構成する前記入力信号の振幅分布の標
準偏差σを求める標準偏差演算手段と、互いに異なる確
率密度関数に基いて設計され、入力された信号を量子化
する複数の量子化手段と、標準偏差演算手段により求め
られた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応する前記ブ
ロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の確率密度
関数を推定し、前記複数の量子化手段のうち、推定した
確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化手段を選
択するための選択信号を出力する選択制御手段と、前記
ブロック化信号を前記選択信号に対応する量子化手段に
入力すべく、前記選択信号に基づいて信号経路を切替え
る切替手段と、を備えて構成する。
め、請求項１記載の発明は、入力信号をブロック化して
順次ブロック化信号を出力するブロック化手段と、前記
ブロック化信号を構成する前記入力信号の振幅分布の標
準偏差σを求める標準偏差演算手段と、互いに異なる確
率密度関数に基いて設計され、入力された信号を量子化
する複数の量子化手段と、標準偏差演算手段により求め
られた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応する前記ブ
ロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の確率密度
関数を推定し、前記複数の量子化手段のうち、推定した
確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化手段を選
択するための選択信号を出力する選択制御手段と、前記
ブロック化信号を前記選択信号に対応する量子化手段に
入力すべく、前記選択信号に基づいて信号経路を切替え
る切替手段と、を備えて構成する。
【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記量子化器は、一般化ガウス分布に基づ
き、量子化境界及び量子化代表値を設定するように構成
する。
明において、前記量子化器は、一般化ガウス分布に基づ
き、量子化境界及び量子化代表値を設定するように構成
する。
【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記選択制御手段は、予め設定した所定範
囲の範囲内の振幅値を有する前記入力信号のブロック化
信号全体に対する割合を算出し、前記割合に基づいて前
記選択信号を出力するように構成する。
明において、前記選択制御手段は、予め設定した所定範
囲の範囲内の振幅値を有する前記入力信号のブロック化
信号全体に対する割合を算出し、前記割合に基づいて前
記選択信号を出力するように構成する。
【００２２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記所定範囲を、０±α・σ（α＞０）の
範囲とするように構成する。請求項５記載の発明は、請
求項１記載の量子化装置において、前記選択制御手段へ
入力される標準偏差σとして、前回処理した前記ブロッ
ク化信号に対応する標準偏差σを用いるように構成す
る。
明において、前記所定範囲を、０±α・σ（α＞０）の
範囲とするように構成する。請求項５記載の発明は、請
求項１記載の量子化装置において、前記選択制御手段へ
入力される標準偏差σとして、前回処理した前記ブロッ
ク化信号に対応する標準偏差σを用いるように構成す
る。
【００２３】請求項６記載の発明は、入力信号をブロッ
ク化して順次ブロック化信号を出力するブロック化工程
と、前記ブロック化信号を構成する前記入力信号の振幅
分布の標準偏差σを求める標準偏差演算工程と、互いに
異なる確率密度関数に基いて設計され、入力された信号
を量子化する複数の量子化工程と、標準偏差演算工程に
より求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応す
る前記ブロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の
確率密度関数を推定し、前記複数の量子化工程のうち、
推定した確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化
工程を選択する選択制御工程と、前記選択に基づいて前
記ブロック化信号を選択した量子化工程に入力させる切
替工程と、を備えて構成する。
ク化して順次ブロック化信号を出力するブロック化工程
と、前記ブロック化信号を構成する前記入力信号の振幅
分布の標準偏差σを求める標準偏差演算工程と、互いに
異なる確率密度関数に基いて設計され、入力された信号
を量子化する複数の量子化工程と、標準偏差演算工程に
より求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応す
る前記ブロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の
確率密度関数を推定し、前記複数の量子化工程のうち、
推定した確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化
工程を選択する選択制御工程と、前記選択に基づいて前
記ブロック化信号を選択した量子化工程に入力させる切
替工程と、を備えて構成する。
【００２４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記量子化工程は、一般化ガウス分布に基
づき、量子化境界及び量子化代表値を設定するように構
成する。
明において、前記量子化工程は、一般化ガウス分布に基
づき、量子化境界及び量子化代表値を設定するように構
成する。
【００２５】請求項８記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記選択制御工程は、予め設定した所定範
囲の範囲内の振幅値を有する前記入力信号のブロック化
信号全体に対する割合を算出し、前記割合に基づいて前
記選択信号を出力するように構成する。
明において、前記選択制御工程は、予め設定した所定範
囲の範囲内の振幅値を有する前記入力信号のブロック化
信号全体に対する割合を算出し、前記割合に基づいて前
記選択信号を出力するように構成する。
【００２６】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、前記所定範囲を、０±α・σ（α＞０）の
範囲とするように構成する。請求項１０記載の発明は、
請求項６記載の発明において、前記選択制御工程へ入力
される標準偏差σとして、前回処理した前記ブロック化
信号に対応する標準偏差σを用いるように構成する。
明において、前記所定範囲を、０±α・σ（α＞０）の
範囲とするように構成する。請求項１０記載の発明は、
請求項６記載の発明において、前記選択制御工程へ入力
される標準偏差σとして、前回処理した前記ブロック化
信号に対応する標準偏差σを用いるように構成する。
【００２７】
【作用】請求項１記載の発明によれば、ブロック化手段
は、入力信号をブロック化して順次ブロック化信号を標
準偏差演算手段及び選択制御手段に出力する。
は、入力信号をブロック化して順次ブロック化信号を標
準偏差演算手段及び選択制御手段に出力する。
【００２８】標準偏差演算手段は、ブロック化信号を構
成する入力信号の振幅分布の標準偏差σを求め、選択制
御手段に出力する。選択制御手段は、標準偏差演算手段
により求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応
するブロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の確
率密度関数を推定し、複数の量子化手段のうち、推定し
た確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化器を選
択するための選択信号を切替手段に出力する。
成する入力信号の振幅分布の標準偏差σを求め、選択制
御手段に出力する。選択制御手段は、標準偏差演算手段
により求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応
するブロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の確
率密度関数を推定し、複数の量子化手段のうち、推定し
た確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化器を選
択するための選択信号を切替手段に出力する。
【００２９】切替手段は、ブロック化信号を選択信号に
対応する量子化手段に入力すべく、選択信号に基づいて
信号経路を切替える。この結果、量子化手段は、入力さ
れたブロック化信号を量子化して出力する。
対応する量子化手段に入力すべく、選択信号に基づいて
信号経路を切替える。この結果、量子化手段は、入力さ
れたブロック化信号を量子化して出力する。
【００３０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、量子化器は、入力信号の分布
を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子化
境界及び量子化代表値を設定するように構成するので、
ガウス分布及びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応
できる。
載の発明の作用に加えて、量子化器は、入力信号の分布
を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子化
境界及び量子化代表値を設定するように構成するので、
ガウス分布及びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応
できる。
【００３１】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、選択制御手段は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間に行なえる。
載の発明の作用に加えて、選択制御手段は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間に行なえる。
【００３２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするように構成するので、少ない計算量
で実際の振幅分布を精度よく近似でき、近似した確率密
度関数に対応する量子化器を選択できる。
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするように構成するので、少ない計算量
で実際の振幅分布を精度よく近似でき、近似した確率密
度関数に対応する量子化器を選択できる。
【００３３】請求項５記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、選択制御手段へ入力される標
準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応す
る標準偏差σを用いるので、選択制御手段における演算
と標準偏差演算を並行して行なえる。
載の発明の作用に加えて、選択制御手段へ入力される標
準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応す
る標準偏差σを用いるので、選択制御手段における演算
と標準偏差演算を並行して行なえる。
【００３４】請求項６記載の発明によれば、ブロック化
工程は、入力信号をブロック化して順次ブロック化信号
を標準偏差演算工程に出力する。標準偏差演算工程は、
ブロック化信号を構成する入力信号の振幅分布の標準偏
差σを求め、選択制御工程に出力する。
工程は、入力信号をブロック化して順次ブロック化信号
を標準偏差演算工程に出力する。標準偏差演算工程は、
ブロック化信号を構成する入力信号の振幅分布の標準偏
差σを求め、選択制御工程に出力する。
【００３５】選択制御工程は、標準偏差演算工程により
求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応するブ
ロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の確率密度
関数を推定し、複数の量子化工程のうち、推定した確率
密度関数に対応するいずれか一つの量子化工程を選択す
る。
求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σに対応するブ
ロック化信号に基づいて当該ブロック化信号の確率密度
関数を推定し、複数の量子化工程のうち、推定した確率
密度関数に対応するいずれか一つの量子化工程を選択す
る。
【００３６】切替工程は、選択制御工程における選択に
基づいてブロック化信号を選択した量子化工程に入力さ
せる。この結果、選択された量子化工程は入力されたブ
ロック化信号を量子化して出力する。
基づいてブロック化信号を選択した量子化工程に入力さ
せる。この結果、選択された量子化工程は入力されたブ
ロック化信号を量子化して出力する。
【００３７】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の作用に加えて、量子化工程は、入力信号の分
布を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子
化境界及び量子化代表値を設定するので、ガウス分布及
びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応できる。
載の発明の作用に加えて、量子化工程は、入力信号の分
布を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子
化境界及び量子化代表値を設定するので、ガウス分布及
びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応できる。
【００３８】請求項８記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の作用に加えて、選択制御工程は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間で行なえる。
載の発明の作用に加えて、選択制御工程は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間で行なえる。
【００３９】請求項９記載の発明によれば、請求項８記
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするので、少ない計算量で実際の振幅分
布を精度よく近似でき、近似した確率密度関数に対応す
る量子化工程を選択できる。
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするので、少ない計算量で実際の振幅分
布を精度よく近似でき、近似した確率密度関数に対応す
る量子化工程を選択できる。
【００４０】請求項１０記載の発明によれば、請求項６
記載の発明の作用に加えて、選択制御工程へ入力される
標準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応
する標準偏差σを用いるので、選択制御工程における演
算と標準偏差演算を並行して行なえる。
記載の発明の作用に加えて、選択制御工程へ入力される
標準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応
する標準偏差σを用いるので、選択制御工程における演
算と標準偏差演算を並行して行なえる。
【００４１】
【実施例】次に図面を参照して本発明の量子化装置の好
適な実施例を説明する。まず、図１を参照して実施例の
量子化装置の概要を説明する。
適な実施例を説明する。まず、図１を参照して実施例の
量子化装置の概要を説明する。
【００４２】量子化装置は、大別すると、入力信号をブ
ロック化してブロック化信号を出力するブロック形成部
１と、各ブロック化信号を構成する入力信号の振幅の標
準偏差σ（ｎ）を算出する標準偏差算出部２と、求めた
標準偏差σ（ｎ）及びブロック化信号に基づいて量子化
器を選択するための量子化器選択信号を出力する量子化
器選択制御部３と、ブロック化信号を入力すべき量子化
器を切替える切替部４と、各々が相異なる確率密度関数
に基いて設計された複数の量子化器５と、を備えて構成
されている。
ロック化してブロック化信号を出力するブロック形成部
１と、各ブロック化信号を構成する入力信号の振幅の標
準偏差σ（ｎ）を算出する標準偏差算出部２と、求めた
標準偏差σ（ｎ）及びブロック化信号に基づいて量子化
器を選択するための量子化器選択信号を出力する量子化
器選択制御部３と、ブロック化信号を入力すべき量子化
器を切替える切替部４と、各々が相異なる確率密度関数
に基いて設計された複数の量子化器５と、を備えて構成
されている。
【００４３】ブロック形成部１は、入力信号をブロック
化してブロック化信号ｘ（ｎ）を生成し、ブロック単位
で入力信号をバッファ等に保持する。標準偏差算出部２
は、各ブロック化信号ｘ（ｎ）毎に当該ブロック化信号
ｘ（ｎ）を構成する入力信号の振幅分布の標準偏差σ
（ｎ）を求める。
化してブロック化信号ｘ（ｎ）を生成し、ブロック単位
で入力信号をバッファ等に保持する。標準偏差算出部２
は、各ブロック化信号ｘ（ｎ）毎に当該ブロック化信号
ｘ（ｎ）を構成する入力信号の振幅分布の標準偏差σ
（ｎ）を求める。
【００４４】量子化器選択制御部３は、標準偏差算出部
２により求めた標準偏差σ（ｎ）及びブロック形成部１
において保持しているブロック化信号ｘ（ｎ）より、各
ブロック化信号の確率密度関数ｐ（ｘ）を推定し、当該
ブロック化信号の量子化に適した量子化器を選択するた
めの量子化器選択信号ＳQSをブロック形成部１及び切替
部４に出力する。
２により求めた標準偏差σ（ｎ）及びブロック形成部１
において保持しているブロック化信号ｘ（ｎ）より、各
ブロック化信号の確率密度関数ｐ（ｘ）を推定し、当該
ブロック化信号の量子化に適した量子化器を選択するた
めの量子化器選択信号ＳQSをブロック形成部１及び切替
部４に出力する。
【００４５】各量子化器５は、所望の量子化Ｓ／Ｎが得
られるように、各々異なる確率密度関数ｐ（ｘ）を仮定
して量子化境界及び量子化代表値を設定して設計されて
いる。
られるように、各々異なる確率密度関数ｐ（ｘ）を仮定
して量子化境界及び量子化代表値を設定して設計されて
いる。
【００４６】量子化器選択信号ＳQSに対応して、量子化
器５のいずれか一つが切替部４を介してブロック形成部
１に接続され、当該接続された量子化器５にブロック化
信号ｘ（ｎ）が入力されるように、ブロック形成部１に
ブロック化信号ｘ（ｎ）の出力が指令される。
器５のいずれか一つが切替部４を介してブロック形成部
１に接続され、当該接続された量子化器５にブロック化
信号ｘ（ｎ）が入力されるように、ブロック形成部１に
ブロック化信号ｘ（ｎ）の出力が指令される。
【００４７】これらと並行して、標準偏差算出部２によ
って求めた標準偏差σ（ｎ）は、量子化器５に供給さ
れ、ブロック形成部１より出力される信号ｘ（ｎ）の適
応量子化を行なう。
って求めた標準偏差σ（ｎ）は、量子化器５に供給さ
れ、ブロック形成部１より出力される信号ｘ（ｎ）の適
応量子化を行なう。
【００４８】量子化器選択信号ＳQSにより選択された量
子化器５にて量子化された量子化出力は、切替部４を介
して出力される。従って、ブロック化信号を構成する入
力信号の振幅分布の標準偏差に基づいて当該ブロック化
信号の確率密度関数を推定し、異なる確率密度関数に基
づいて設計された量子化器の中から量子化に適した量子
化器を選択して量子化を行なうので、量子化ノイズの発
生を抑制してＳ／Ｎの高い量子化出力を得ることができ
る。
子化器５にて量子化された量子化出力は、切替部４を介
して出力される。従って、ブロック化信号を構成する入
力信号の振幅分布の標準偏差に基づいて当該ブロック化
信号の確率密度関数を推定し、異なる確率密度関数に基
づいて設計された量子化器の中から量子化に適した量子
化器を選択して量子化を行なうので、量子化ノイズの発
生を抑制してＳ／Ｎの高い量子化出力を得ることができ
る。
【００４９】次に、入力信号として画像信号を例にとり
各部の詳細を説明する。図２は、本発明の量子化装置を
用いたサブバンド符号化装置のブロック図である。
各部の詳細を説明する。図２は、本発明の量子化装置を
用いたサブバンド符号化装置のブロック図である。
【００５０】サブバンド符号化装置１０は、入力画像デ
ータＤINをフィールド単位でウェーブレット変換して各
サブバンドに分割し、複数のサブバンドデータＤSBとし
て出力する帯域分割部１１と、帯域分割部１１により分
割されたサブバンド毎にサブバンドデータＤSBの量子化
を行ないサブバンド量子化データＤQSB として出力する
複数の量子化装置１２を有する量子化部１３と、量子化
部１３により量子化されたサブバンド量子化データＤ
QSB を可変長符号化して符号化データＤC として出力す
る符号化部１４と、を備えて構成される。
ータＤINをフィールド単位でウェーブレット変換して各
サブバンドに分割し、複数のサブバンドデータＤSBとし
て出力する帯域分割部１１と、帯域分割部１１により分
割されたサブバンド毎にサブバンドデータＤSBの量子化
を行ないサブバンド量子化データＤQSB として出力する
複数の量子化装置１２を有する量子化部１３と、量子化
部１３により量子化されたサブバンド量子化データＤ
QSB を可変長符号化して符号化データＤC として出力す
る符号化部１４と、を備えて構成される。
【００５１】帯域分割部１１及び符号化部１４の構成は
従来と同様であるので、以下の説明においては、量子化
装置１２について図３を参照して詳細に説明する。量子
化装置１２は、入力されたサブバンドデータＤSBを、例
えば、１フィールド分だけ一時的に保持するバッファ１
５と、このバッファ１５に保持したサブバンドデータに
基づいて、フィールド毎にサブバンドデータＤSBの振幅
分布の標準偏差σを求めるとともに、量子化器選択制御
部１７、第１量子化器１８及び第２量子化器１９へ、そ
の計算結果である標準偏差σを出力するσ計算部１６
と、バッファ１５に保持したサブバンドデータＤSB及び
標準偏差σに基づいてサブバンドデータの確率密度関数
ｐ（ｘ）を推定し、量子化を行なうべき量子化器（第１
量子化器１８または第２量子化器１９）を選択するため
の量子化器選択信号ＳQSを第１スイッチＳＷ１及び第２
スイッチＳＷ２に出力するとともに、バッファ１５に保
持しているサブバンドデータＤSBの量子化器（第１量子
化器１８または第２量子化器１９）への出力を指令する
量子化器選択制御部１７と、形状規定パラメータβ＝
０．５（βについては後述する）の一般化ガウス分布に
対して設計され、入力されるサブバンドデータＤSBの適
応量子化を行なってサブバンド量子化データＤQSB を出
力する第１量子化器１８と、同様に形状規定パラメータ
β＝０．８の分布に対して設計され、入力されるサブバ
ンドデータＤSBの適応量子化を行なってサブバンド量子
化データＤQSB を出力する第２量子化器１９と、を備え
て構成される。
従来と同様であるので、以下の説明においては、量子化
装置１２について図３を参照して詳細に説明する。量子
化装置１２は、入力されたサブバンドデータＤSBを、例
えば、１フィールド分だけ一時的に保持するバッファ１
５と、このバッファ１５に保持したサブバンドデータに
基づいて、フィールド毎にサブバンドデータＤSBの振幅
分布の標準偏差σを求めるとともに、量子化器選択制御
部１７、第１量子化器１８及び第２量子化器１９へ、そ
の計算結果である標準偏差σを出力するσ計算部１６
と、バッファ１５に保持したサブバンドデータＤSB及び
標準偏差σに基づいてサブバンドデータの確率密度関数
ｐ（ｘ）を推定し、量子化を行なうべき量子化器（第１
量子化器１８または第２量子化器１９）を選択するため
の量子化器選択信号ＳQSを第１スイッチＳＷ１及び第２
スイッチＳＷ２に出力するとともに、バッファ１５に保
持しているサブバンドデータＤSBの量子化器（第１量子
化器１８または第２量子化器１９）への出力を指令する
量子化器選択制御部１７と、形状規定パラメータβ＝
０．５（βについては後述する）の一般化ガウス分布に
対して設計され、入力されるサブバンドデータＤSBの適
応量子化を行なってサブバンド量子化データＤQSB を出
力する第１量子化器１８と、同様に形状規定パラメータ
β＝０．８の分布に対して設計され、入力されるサブバ
ンドデータＤSBの適応量子化を行なってサブバンド量子
化データＤQSB を出力する第２量子化器１９と、を備え
て構成される。
【００５２】第１量子化器１８及び第２量子化器１９
は、上述したようにそれぞれβ＝０．５、０．８の一般
化ガウス分布に基づき量子化境界及び量子化代表値を設
定している。すなわち、本実施例では、入力信号の振幅
分布を一般化ガウス分布で近似できるという原理に基づ
き各量子化器は構成されていることになる。以下、この
点について説明する。
は、上述したようにそれぞれβ＝０．５、０．８の一般
化ガウス分布に基づき量子化境界及び量子化代表値を設
定している。すなわち、本実施例では、入力信号の振幅
分布を一般化ガウス分布で近似できるという原理に基づ
き各量子化器は構成されていることになる。以下、この
点について説明する。
【００５３】ランダム変数ｘ（ｎ）の一般化ガウス分布
の確率密度数ｐ（ｘ）は、
の確率密度数ｐ（ｘ）は、
【００５４】
【数１】 で与えられる。ここで、γは、
【００５５】
【数２】 である。また、Γ（ｘ）はガンマ関数、σはランダム変
数ｘ（ｎ）の標準偏差、βは一般化ガウス分布の形状を
規定するパラメータ（以下、形状規定パラメータとい
う。）である。
数ｘ（ｎ）の標準偏差、βは一般化ガウス分布の形状を
規定するパラメータ（以下、形状規定パラメータとい
う。）である。
【００５６】図４に上記（１）、（２）式に基づき、形
状規定パラメータβを変化させた場合の確率密度関数の
変化を示す。ここで、β＝１．０の場合はラプラス分布
であり、β＝２．０の場合はガウス分布である。
状規定パラメータβを変化させた場合の確率密度関数の
変化を示す。ここで、β＝１．０の場合はラプラス分布
であり、β＝２．０の場合はガウス分布である。
【００５７】図４において、縦軸は存在確率を示し、横
軸は変数ｘ（ｎ）を標準偏差σで正規化したものを示し
ている。ここで、画像の輝度信号をウェーブレット変換
によりサブバンド分割したときのサブバンド信号の振幅
分布の例を図５（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ）
に示す。
軸は変数ｘ（ｎ）を標準偏差σで正規化したものを示し
ている。ここで、画像の輝度信号をウェーブレット変換
によりサブバンド分割したときのサブバンド信号の振幅
分布の例を図５（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ）
に示す。
【００５８】図５（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）、
（ｂ）において、縦軸は存在確率を示し、横軸はサブバ
ンド信号の振幅を標準偏差σで正規化した値を示し、白
丸（○）はサブバンド信号の振幅分布であり、正規化し
た振幅がｘｉ±０．０５の範囲にある割合Ｈ（ｘｉ）
（但し、ｘｉ＝−６．０，−５．９，…，５．９，６．
０）を示し、実線は振幅分布を一般化ガウス分布で近似
したものである。
（ｂ）において、縦軸は存在確率を示し、横軸はサブバ
ンド信号の振幅を標準偏差σで正規化した値を示し、白
丸（○）はサブバンド信号の振幅分布であり、正規化し
た振幅がｘｉ±０．０５の範囲にある割合Ｈ（ｘｉ）
（但し、ｘｉ＝−６．０，−５．９，…，５．９，６．
０）を示し、実線は振幅分布を一般化ガウス分布で近似
したものである。
【００５９】ここで、ヒストグラムＨ（ｘｉ）を近似す
る一般化ガラス分布βを求めるために、（３）式の示す
ように、Ｈ（ｘｉ）とＰβ（ｘｉ）の差の２乗和Ｄβを
最小とするβを求めた
る一般化ガラス分布βを求めるために、（３）式の示す
ように、Ｈ（ｘｉ）とＰβ（ｘｉ）の差の２乗和Ｄβを
最小とするβを求めた
【００６０】
【数３】 図５及び図６から、画像のサブバンド信号の振幅分布は
画像の種類やサブバンドによって大きく変動すること、
及び平均値０、標準偏差σ＝１の一般化ガウス分布の形
状規定パラメータβをサブバンド信号に応じた設定とす
ることで精度よく近似できることがわかる。
画像の種類やサブバンドによって大きく変動すること、
及び平均値０、標準偏差σ＝１の一般化ガウス分布の形
状規定パラメータβをサブバンド信号に応じた設定とす
ることで精度よく近似できることがわかる。
【００６１】すなわち、入力信号の確率密度関数は大き
く変動するため、ガウス分布（β＝１）、ラプラス分布
（β＝２）を仮定して設計した従来の単一の量子化器で
は量子化テータのＳ／Ｎの劣化が避けられず、異なる確
率密度関数に対して設計した複数の量子化器を入力振幅
の分布に応じて適応的に切り替える必要があり、各量子
化器は入力信号を精度よく近似できる一般化ガウス分布
に基づき構成すればよいといえる。
く変動するため、ガウス分布（β＝１）、ラプラス分布
（β＝２）を仮定して設計した従来の単一の量子化器で
は量子化テータのＳ／Ｎの劣化が避けられず、異なる確
率密度関数に対して設計した複数の量子化器を入力振幅
の分布に応じて適応的に切り替える必要があり、各量子
化器は入力信号を精度よく近似できる一般化ガウス分布
に基づき構成すればよいといえる。
【００６２】次に、図７に８種類の画像のサブバンド信
号の振幅分布の形状規定パラメータβの頻度分布を示
す。図７に示すように、ほとんどの画像のサブバンド信
号の分布は、 ０．３５＜β＜１．０５ の範囲内に入ることがわかる。
号の振幅分布の形状規定パラメータβの頻度分布を示
す。図７に示すように、ほとんどの画像のサブバンド信
号の分布は、 ０．３５＜β＜１．０５ の範囲内に入ることがわかる。
【００６３】すなわち、実用的には、量子化器をこの範
囲内で最適となるように設計すればよいこととなる。次
に、Ｓ／Ｎ比の劣化が最小になるようにするための実際
の最適量子化器の形状規定パラメータβQ の選定につい
て説明する。
囲内で最適となるように設計すればよいこととなる。次
に、Ｓ／Ｎ比の劣化が最小になるようにするための実際
の最適量子化器の形状規定パラメータβQ の選定につい
て説明する。
【００６４】形状規定パラメータβQ の一般化ガウス分
布に対して設計した７ビット量子化器において、入力信
号の形状規定パラメータβS を変化させた場合のＳ／Ｎ
比の低下量（ｄＢ）を図８に示す。
布に対して設計した７ビット量子化器において、入力信
号の形状規定パラメータβS を変化させた場合のＳ／Ｎ
比の低下量（ｄＢ）を図８に示す。
【００６５】図８において、０（ｄＢ）は量子化器の形
状規定パラメータβQ ＝入力画像信号の形状規定パラメ
ータβS の場合、すなわち、理想的な最適量子化器の場
合のＳ／Ｎ比を表している。
状規定パラメータβQ ＝入力画像信号の形状規定パラメ
ータβS の場合、すなわち、理想的な最適量子化器の場
合のＳ／Ｎ比を表している。
【００６６】この理想的な最適量子化器を用いた場合の
Ｓ／Ｎ比に対し、入力信号の形状規定パラメータβS
を、前述の０．３５＜β＜１．０５の場合について考え
ると、Ｓ／Ｎ比の低下量（理想的な最適量子化器を用い
た場合とのＳ／Ｎ比の差）を、例えば、１（ｄＢ）以内
にするためには、βＱ＝０．５と、０．８の分布に対し
て設計された量子化器を用い、入力信号の形状規定パラ
メータβS が、βS ＜０．６７の範囲において、βS ＝
０．５で設計された量子化器を用い、入力信号形状規定
パラメータβS が、０．６７＜βSの範囲においては、
βS ＝０．８で設計された量子化器を用いればよいこと
がわかる。
Ｓ／Ｎ比に対し、入力信号の形状規定パラメータβS
を、前述の０．３５＜β＜１．０５の場合について考え
ると、Ｓ／Ｎ比の低下量（理想的な最適量子化器を用い
た場合とのＳ／Ｎ比の差）を、例えば、１（ｄＢ）以内
にするためには、βＱ＝０．５と、０．８の分布に対し
て設計された量子化器を用い、入力信号の形状規定パラ
メータβS が、βS ＜０．６７の範囲において、βS ＝
０．５で設計された量子化器を用い、入力信号形状規定
パラメータβS が、０．６７＜βSの範囲においては、
βS ＝０．８で設計された量子化器を用いればよいこと
がわかる。
【００６７】すなわち、βQ を適切に設定した量子化器
を用いることで、少ない個数の量子化器でＳ／Ｎの劣化
の防止ができる。次に、量子化選択制御部１７の動作を
説明する。
を用いることで、少ない個数の量子化器でＳ／Ｎの劣化
の防止ができる。次に、量子化選択制御部１７の動作を
説明する。
【００６８】標準偏差σで正規化された入力信号振幅分
布は平均値０、標準偏差σ＝１の一般化ガウス分布で近
似でき、Ｓ／Ｎ比の低下量を１（ｄＢ）以内にするため
にはβQ ＝０．５、０．８にて設計された量子化器を入
力信号の形状規定パラメータβS に対し適応的に切り替
えれば良いことは上述した通りである。
布は平均値０、標準偏差σ＝１の一般化ガウス分布で近
似でき、Ｓ／Ｎ比の低下量を１（ｄＢ）以内にするため
にはβQ ＝０．５、０．８にて設計された量子化器を入
力信号の形状規定パラメータβS に対し適応的に切り替
えれば良いことは上述した通りである。
【００６９】量子化選択制御部１７では、入力信号の形
状規定パラメータβS を精度良く求めるために、振幅０
近傍の所定範囲内における存在割合を求めている。以
下、この点について説明する。
状規定パラメータβS を精度良く求めるために、振幅０
近傍の所定範囲内における存在割合を求めている。以
下、この点について説明する。
【００７０】図９に図７において形状規定パラメータβ
の頻度分布を示した８種類の画像の各サブバンド信号に
対して、横軸に形状規定パラメータβ、縦軸に振幅が０
±０．０５σの範囲内に存在する割合であるＨ（０）
［％］をブロットしたものを示す。
の頻度分布を示した８種類の画像の各サブバンド信号に
対して、横軸に形状規定パラメータβ、縦軸に振幅が０
±０．０５σの範囲内に存在する割合であるＨ（０）
［％］をブロットしたものを示す。
【００７１】図９において、実線は、一般化ガウス分布
に対する０±０．０５σの範囲内の存在割合Ｐβ（０）
を形状規定パラメータβの関数として表したものであ
る。図９に示すように、実際の画像に対するプロット
は、実線に適合しており、振幅が０±０．０５σの範囲
内の存在する割合であるＨ（０）［％］から入力信号の
形状規定パラメータβS の高精度の推定が可能であるこ
とがわかる。
に対する０±０．０５σの範囲内の存在割合Ｐβ（０）
を形状規定パラメータβの関数として表したものであ
る。図９に示すように、実際の画像に対するプロット
は、実線に適合しており、振幅が０±０．０５σの範囲
内の存在する割合であるＨ（０）［％］から入力信号の
形状規定パラメータβS の高精度の推定が可能であるこ
とがわかる。
【００７２】そこで、第１量子化器及び第２量子化器を
切り替えるＨ（０）［％］のしきい値ＴＨ［％］を、図
８における量子化器の形状規定パラメータβS ＝０．５
及びβQ ＝０．８の曲線が交差するときの形状規定パラ
メータβS ＝０．６７に相当する。
切り替えるＨ（０）［％］のしきい値ＴＨ［％］を、図
８における量子化器の形状規定パラメータβS ＝０．５
及びβQ ＝０．８の曲線が交差するときの形状規定パラ
メータβS ＝０．６７に相当する。
【００７３】
【数４】 すなわち、
【００７４】
【数５】 に設定する。これにより、量子化器選択制御部１７は入
力信号より求めたＨ（０）［％］が、 Ｈ（０）≧１１［％］ の場合には、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ
２を第１量子化器１８側に切り替え、求めたＨ（０）
［％］が、 Ｈ（０）＜１１［％］ の場合には、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ
２を第２量子化器１９側に切り替えるように量子化選択
信号ＳQSを出力する。
力信号より求めたＨ（０）［％］が、 Ｈ（０）≧１１［％］ の場合には、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ
２を第１量子化器１８側に切り替え、求めたＨ（０）
［％］が、 Ｈ（０）＜１１［％］ の場合には、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ
２を第２量子化器１９側に切り替えるように量子化選択
信号ＳQSを出力する。
【００７５】上述の場合、振幅値０近傍の存在割合を求
めることにより入力信号のβS を求めているが、他の範
囲についての存在確率から入力信号のβS を求めること
も可能である。しかし、精度、計算量の面から見て、０
近傍の存在割合を求めることが望ましい。
めることにより入力信号のβS を求めているが、他の範
囲についての存在確率から入力信号のβS を求めること
も可能である。しかし、精度、計算量の面から見て、０
近傍の存在割合を求めることが望ましい。
【００７６】また、上述の場合、標準偏差σの計算後、
振幅が０±０．０５σの範囲内に存在する割合Ｈ（０）
［％］の計算が行なわれ、計算結果に基づき選択された
量子化器にて量子化が行われるので、計算時間が長いと
量子化出力までの時間が長くなる。このような場合に
は、前回計算した標準偏差を用いて、今回の入力信号に
対するＨ（０）を計算して量子化器を選択し、並行して
今回の標準偏差の計算値を求めるようにしてもよい。
振幅が０±０．０５σの範囲内に存在する割合Ｈ（０）
［％］の計算が行なわれ、計算結果に基づき選択された
量子化器にて量子化が行われるので、計算時間が長いと
量子化出力までの時間が長くなる。このような場合に
は、前回計算した標準偏差を用いて、今回の入力信号に
対するＨ（０）を計算して量子化器を選択し、並行して
今回の標準偏差の計算値を求めるようにしてもよい。
【００７７】動画像に置いては、画面の切り替わり（シ
ーンチェンジ）を除けば、前ブロック（処理済みブロッ
ク）と現ブロック（処理対象ブロック）とでは、標準偏
差σに大きな差はないので前回の標準偏差σを用いるこ
とができる。
ーンチェンジ）を除けば、前ブロック（処理済みブロッ
ク）と現ブロック（処理対象ブロック）とでは、標準偏
差σに大きな差はないので前回の標準偏差σを用いるこ
とができる。
【００７８】本実施例では、特に、画像信号に対する量
子化器の適応的な切り替えについて説明しているが、入
力信号は画像信号に限らず音声信号にも適用可能であ
る。また、ウエーブレット変換を用いた符号化装置に限
らず、本発明は他の帯域分割手段を用いた符号化装置に
使用される量子化装置として適用可能である。
子化器の適応的な切り替えについて説明しているが、入
力信号は画像信号に限らず音声信号にも適用可能であ
る。また、ウエーブレット変換を用いた符号化装置に限
らず、本発明は他の帯域分割手段を用いた符号化装置に
使用される量子化装置として適用可能である。
【００７９】さらに、サブバンド符号化に限らず予測符
号化等に用いることができる。換言すれば、分布形状が
一般化ガウス分布等で近似できるように入力信号をブロ
ック化できる符号化装置に使用する量子化装置において
適用でき、入力信号の振幅分布に応じた量子化器の切り
替えにより量子化データのＳ／Ｎの劣化の抑制が可能で
ある。
号化等に用いることができる。換言すれば、分布形状が
一般化ガウス分布等で近似できるように入力信号をブロ
ック化できる符号化装置に使用する量子化装置において
適用でき、入力信号の振幅分布に応じた量子化器の切り
替えにより量子化データのＳ／Ｎの劣化の抑制が可能で
ある。
【００８０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、標準偏差
演算手段により求められた標準偏差σ及び当該標準偏差
σに対応するブロック化信号に基づいて当該ブロック化
信号の確率密度関数を推定し、複数の量子化手段のう
ち、推定した確率密度関数に対応するいずれか一つの量
子化手段を選択するための選択信号を出力し、選択され
た量子化手段は、入力されたブロック化信号を量子化し
て出力するので、信号振幅分布が異なる入力信号に対し
てもより最適な量子化手段により量子化を行なえ、量子
化データのＳ／Ｎの劣化を抑制できる。
演算手段により求められた標準偏差σ及び当該標準偏差
σに対応するブロック化信号に基づいて当該ブロック化
信号の確率密度関数を推定し、複数の量子化手段のう
ち、推定した確率密度関数に対応するいずれか一つの量
子化手段を選択するための選択信号を出力し、選択され
た量子化手段は、入力されたブロック化信号を量子化し
て出力するので、信号振幅分布が異なる入力信号に対し
てもより最適な量子化手段により量子化を行なえ、量子
化データのＳ／Ｎの劣化を抑制できる。
【００８１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、量子化器は、入力信号の分布
を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子化
境界及び量子化代表値を設定するように構成し、ガウス
分布及びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応できる
ので、様々な振幅分布を有する入力信号に対してより好
適な量子化が行なえる。
載の発明の効果に加えて、量子化器は、入力信号の分布
を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子化
境界及び量子化代表値を設定するように構成し、ガウス
分布及びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応できる
ので、様々な振幅分布を有する入力信号に対してより好
適な量子化が行なえる。
【００８２】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、選択制御手段は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間に行え、結果
としてＳ／Ｎ比の劣化を抑制したより好適な量子化が行
なえる。
載の発明の効果に加えて、選択制御手段は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間に行え、結果
としてＳ／Ｎ比の劣化を抑制したより好適な量子化が行
なえる。
【００８３】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするように構成するので、少ない計算量
で実際の振幅分布を精度よく近似でき、近似した確率密
度関数に対応する量子化器を選択でき、結果としてＳ／
Ｎ比の劣化を抑制したより好適な量子化が行なえる。
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするように構成するので、少ない計算量
で実際の振幅分布を精度よく近似でき、近似した確率密
度関数に対応する量子化器を選択でき、結果としてＳ／
Ｎ比の劣化を抑制したより好適な量子化が行なえる。
【００８４】請求項５記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、選択制御手段へ入力される標
準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応す
る標準偏差σを用いることにより選択制御手段における
演算と標準偏差演算を並行して行なえるので、処理の高
速化を図ることができる。
載の発明の効果に加えて、選択制御手段へ入力される標
準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応す
る標準偏差σを用いることにより選択制御手段における
演算と標準偏差演算を並行して行なえるので、処理の高
速化を図ることができる。
【００８５】請求項６記載の発明によれば、標準偏差演
算工程により求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σ
に対応するブロック化信号に基づいて当該ブロック化信
号の確率密度関数を推定し、複数の量子化工程のうち、
推定した確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化
工程を選択し、選択された量子化工程は入力されたブロ
ック化信号を量子化して出力するので、信号振幅分布が
異なる入力信号に対してもより最適な量子化手段により
量子化を行なえ、量子化データのＳ／Ｎの劣化を抑制で
きる。
算工程により求められた標準偏差σ及び当該標準偏差σ
に対応するブロック化信号に基づいて当該ブロック化信
号の確率密度関数を推定し、複数の量子化工程のうち、
推定した確率密度関数に対応するいずれか一つの量子化
工程を選択し、選択された量子化工程は入力されたブロ
ック化信号を量子化して出力するので、信号振幅分布が
異なる入力信号に対してもより最適な量子化手段により
量子化を行なえ、量子化データのＳ／Ｎの劣化を抑制で
きる。
【００８６】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の効果に加えて、量子化工程は、入力信号の分
布を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子
化境界及び量子化代表値を設定するので、ガウス分布及
びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応できるので、
様々な振幅分布を有する入力信号に対してより好適な量
子化が行なえる。
載の発明の効果に加えて、量子化工程は、入力信号の分
布を精度よく近似する一般化ガウス分布に基づき、量子
化境界及び量子化代表値を設定するので、ガウス分布及
びラプラス分布を含む広範囲の分布に対応できるので、
様々な振幅分布を有する入力信号に対してより好適な量
子化が行なえる。
【００８７】請求項８記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の作用に加えて、選択制御工程は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間で行なえ、結
果としてＳ／Ｎ比の劣化を抑制したより好適な量子化が
行なえる。
載の発明の作用に加えて、選択制御工程は、予め設定し
た所定範囲の範囲内の振幅値を有する入力信号のブロッ
ク化信号全体に対する割合を算出し、割合に基づいて選
択信号を出力するので、選択処理を短時間で行なえ、結
果としてＳ／Ｎ比の劣化を抑制したより好適な量子化が
行なえる。
【００８８】請求項９記載の発明によれば、請求項８記
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするので、少ない計算量で実際の振幅分
布を精度よく近似でき、近似した確率密度関数に対応す
る量子化工程を選択でき、結果としてＳ／Ｎ比の劣化を
抑制したより好適な量子化が行なえる。
載の発明の作用に加えて、所定範囲を、０±α・σ（α
＞０）の範囲とするので、少ない計算量で実際の振幅分
布を精度よく近似でき、近似した確率密度関数に対応す
る量子化工程を選択でき、結果としてＳ／Ｎ比の劣化を
抑制したより好適な量子化が行なえる。
【００８９】請求項１０記載の発明によれば、請求項６
記載の発明の効果に加えて、選択制御工程へ入力される
標準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応
する標準偏差σを用ることにより、選択制御手段におけ
る演算と標準偏差演算を並行して行なえるので、処理の
高速化を図ることができる。
記載の発明の効果に加えて、選択制御工程へ入力される
標準偏差σとして、前回処理したブロック化信号に対応
する標準偏差σを用ることにより、選択制御手段におけ
る演算と標準偏差演算を並行して行なえるので、処理の
高速化を図ることができる。
【００９０】以上をまとめると、本発明による量子化装
置及び量子化方法によれば、入力信号の分布に応じて適
切な量子化器を選択し、量子化を成すように構成したの
で、量子化によるＳ／Ｎの劣化を抑制できる。
置及び量子化方法によれば、入力信号の分布に応じて適
切な量子化器を選択し、量子化を成すように構成したの
で、量子化によるＳ／Ｎの劣化を抑制できる。
【００９１】特に、入力信号の分布を精度よく近似する
一般化ガウス分布に基づき、各量子化器の量子化境界及
び量子化代表値の設定をすることで量子化によるＳ／Ｎ
の劣化を効果的に抑制できる。
一般化ガウス分布に基づき、各量子化器の量子化境界及
び量子化代表値の設定をすることで量子化によるＳ／Ｎ
の劣化を効果的に抑制できる。
【００９２】また、入力信号の分布を０近傍の振幅の信
号の存在割合により推定することができ、推定精度、計
算量の面で有利である。
号の存在割合により推定することができ、推定精度、計
算量の面で有利である。
【図１】実施例の原理説明図である。
【図２】サブバンド符号化装置の概要構成ブロック図で
ある。
ある。
【図３】量子化装置の概要構成ブロック図である。
【図４】一般化ガウス分布の説明図である。
【図５】画像の輝度信号をウェーブレット変換によりサ
ブバンド分割した時のサブバンド信号の振幅分布例を説
明する図（１）である。
ブバンド分割した時のサブバンド信号の振幅分布例を説
明する図（１）である。
【図６】画像の輝度信号をウェーブレット変換によりサ
ブバンド分割した時のサブバンド信号の振幅分布例を説
明する図（２）である。
ブバンド分割した時のサブバンド信号の振幅分布例を説
明する図（２）である。
【図７】画像のサブバンド信号の振幅分布の形状規定パ
ラメータの頻度分布を説明する図である。
ラメータの頻度分布を説明する図である。
【図８】所定の形状規定パラメータβQ に対応する量子
化器で、形状規定パラメータβ S の信号を量子化した場
合のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）の低下量（ｄＢ）を説明する図
である。
化器で、形状規定パラメータβ S の信号を量子化した場
合のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）の低下量（ｄＢ）を説明する図
である。
【図９】形状規定パラメータと存在割合Ｈ（０）［％］
の関係を説明する図である。
の関係を説明する図である。
【図１０】従来のサブバンド符号化装置の概要構成ブロ
ック図である。
ック図である。
【図１１】帯域分割部における入力画像データの２次元
ウェーブレット変換を説明する図である。
ウェーブレット変換を説明する図である。
【図１２】ウェーブレット変換を３階層行なった場合の
画像の空間周波数の分割状態説明図である。
画像の空間周波数の分割状態説明図である。
１…ブロック形成部 ２…標準偏差（σ）算出部 ３…量子化器選択制御部 ４…切替部 ５…量子化器 １０…サブバンド符号化装置 １１…帯域分割部 １２…量子化装置 １３…量子化部 １４…符号化部 １５…バッファ １６…σ計算部 １７…量子化器選択制御部 １８…第１量子化器 １９…第２量子化器 β、βQ 、βS …形状規定パラメータ ＤIN…入力画像データ ＤSB…サブバンドデータ ＤC …符号化データ ＤQSB …サブバンド量子化データ ＳQS…量子化器選択データ ＳＷ１…第１スイッチ ＳＷ２…第２スイッチ σ…標準偏差
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/30 H04N 1/41
Claims (10)
- 【請求項１】 入力信号をブロック化して順次ブロック
化信号を出力するブロック化手段と、 前記ブロック化信号を構成する前記入力信号の振幅分布
の標準偏差σを求める標準偏差演算手段と、 互いに異なる確率密度関数に基いて設計され、入力され
た信号を量子化する複数の量子化手段と、前記 標準偏差演算手段により求められた標準偏差σ及び
当該標準偏差σに対応する前記ブロック化信号に基づい
て当該ブロック化信号の確率密度関数を推定し、前記複
数の量子化手段のうち、当該推定した確率密度関数に対
応するいずれか一つの量子化手段を選択するための選択
信号を出力する選択制御手段と、 前記ブロック化信号を前記選択信号に対応する量子化手
段に入力すべく、前記選択信号に基づいて信号経路を切
替える切替手段と、 を備えたことを特徴とする量子化装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の量子化装置において、 前記量子化器は、一般化ガウス分布に基づき、量子化境
界及び量子化代表値を設定することを特徴とする量子化
装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の量子化装置において、 前記選択制御手段は、予め設定した所定範囲の範囲内の
振幅値を有する前記入力信号のブロック化信号全体に対
する割合を算出し、前記割合に基づいて前記選択信号を
出力することを特徴とする量子化装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の量子化装置において、 前記所定範囲を、０±α・σ（α＞０）の範囲とするこ
とを特徴とする量子化装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の量子化装置において、 前記選択制御手段へ入力される標準偏差σとして、前回
処理した前記ブロック化信号に対応する標準偏差σを用
いることを特徴とする量子化装置。 - 【請求項６】 入力信号をブロック化して順次ブロック
化信号を出力するブロック化工程と、 前記ブロック化信号を構成する前記入力信号の振幅分布
の標準偏差σを求める標準偏差演算工程と、 互いに異なる確率密度関数に基いて設計され、入力され
た信号を量子化する複数の量子化工程と、前記 標準偏差演算工程により求められた標準偏差σ及び
当該標準偏差σに対応する前記ブロック化信号に基づい
て当該ブロック化信号の確率密度関数を推定し、前記複
数の量子化工程のうち、当該推定した確率密度関数に対
応するいずれか一つの量子化工程を選択する選択制御工
程と、 前記選択に基づいて前記ブロック化信号を選択した量子
化工程に入力させる切替工程と、 を備えたことを特徴とする量子化方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の量子化方法において、 前記量子化工程は、一般化ガウス分布に基づき、量子化
境界及び量子化代表値を設定することを特徴とする量子
化方法。 - 【請求項８】 請求項６記載の量子化方法において、 前記選択制御工程は、予め設定した所定範囲の範囲内の
振幅値を有する前記入力信号のブロック化信号全体に対
する割合を算出し、前記割合に基づいて前記選択信号を
出力することを特徴とする量子化方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の量子化方法において、 前記所定範囲を、０±α・σ（α＞０）の範囲とするこ
とを特徴とする量子化方法。 - 【請求項１０】 請求項６記載の量子化方法において、 前記選択制御工程へ入力される標準偏差σとして、前回
処理した前記ブロック化信号に対応する標準偏差σを用
いることを特徴とする量子化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8582295A JP3299073B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 量子化装置及び量子化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8582295A JP3299073B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 量子化装置及び量子化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288852A JPH08288852A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3299073B2 true JP3299073B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=13869554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8582295A Expired - Fee Related JP3299073B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 量子化装置及び量子化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3299073B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236220A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Ricoh Co Ltd | 符号化装置、情報管理装置、復号化装置、画像形成装置、符号化プログラム、情報管理プログラム、復号化プログラムおよび記憶媒体 |
| EP1806737A4 (en) * | 2004-10-27 | 2010-08-04 | Panasonic Corp | TONE CODIER AND TONE CODING METHOD |
| CN107430869B (zh) * | 2015-01-30 | 2020-06-12 | 日本电信电话株式会社 | 参数决定装置、方法及记录介质 |
| CN107210042B (zh) * | 2015-01-30 | 2021-10-22 | 日本电信电话株式会社 | 编码装置、编码方法以及记录介质 |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP8582295A patent/JP3299073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08288852A (ja) | 1996-11-01 |
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