JPH02117217A - 符号化装置と復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像情報や音声情報の伝送や記憶等に用いる
符号化と復号化に関するものである。

従来の技術 ディジタルＶＴＲやディジタル・オーディオ・テープ（
ＤＡＴ）等画像信号や音声信号のディジタル化が進んで
いる。一般に伝送時や記憶時には、画像信号は８ビツト
に、音声信号は１６ビツトに線形量子化される。通常の
信号ではこのような精度の量子化を行なうことによって
ほとんど量子化誤差は検知できなくなる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら非常に低い周波数だけの場合や変動の小さ
い場合には上記のような精度では問題になることがある
。特に量子化器のしきい値付近で微妙に変化するような
信号の場合には量子化による誤差が検知されてしまう。

本発明はこのような従来技術の課題を解決することを目
的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、画像信号や音声信号の各サンプルをｎビット
で伝送または記憶する際に、まず各サンプルをｎ＋１ビ
ット以上の精度で量子化する第１量子化手段と、過去に
符号化された符号語の復号値から現在符号化する量子化
値を予測する予測手段と、前記第１竜子化手段から得ら
れる量子化値に対して前記予測手段で得られる予測値と
ほとんど等しい部分はｎ＋１ビット精度で、またそれ以
外の部分はｎビット精度で量子化を行なう量子化器で量
子化する第２ｆｆｉ子化手段とを備えることを特徴とす
る符号化装置である。

また、本発明は、このような符号化器で符号化された符
号語に対して、過去の復号値から現在復号化する符号語
の復号値を予測する予測手段と、前記現在復号化する符
号語に対して前記予測手段で得られる予測値を用いて符
号化器の第２量子化器と逆特性の逆量子化を行なう逆量
子化手段とを備えることを特徴とする復号化装置である
。

作用 本発明は前記した構成により、符号化される量子化値と
、それに対する予測値がほとんど等しい場合（変動に非
常に小さい領域）には通常の量子化より１ビット精度の
高い量子化がなされる。これによって量子化誤差が検知
されやすい変動の小さい部分においても量子化誤差がわ
からなくなり、視覚上または聴覚ｈａ子化５５１差が１
７２になる。

また本発明の量子化器は予測値と等しくない部分に関し
ては通常の線形量子化器であり、量子化器全体で見ても
はほとんど線形量子化器に近い。

このため伝送路で誤りが発生した場合においてもこの復
号器によって誤りが伝搬することはない。

同様の理由によって、通常の線形量子化された信号を本
発明の復号器で復号することも可能であり、逆に本発明
の符号化器で量子化された信号を通常の線形復号器で復
号することも可能である。

実施例 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の符号化装置の実施例のブロック図で
ある。第１図の１は本発明の人力部分、２は第１＠子化
器、３は予測器、４は第２量子化器、５は逆量子化器、
６は出力部分である。

本実施例においては、まず人力部分１から人力された信
号が第１ｉ子化器２でｎビットに線形量子化される。第
１ｆｆｔ子化器２ζこよって得られた量子化値は予測器
３から得られる予測値を用いて第２１１：子化器４にお
いてさらにｎビットに量子化されて出力部分６に出力さ
れる。同時に第２量子化器４の出力は前記予測値を用い
て逆量子化器５において逆量子化されて予測器３に入力
される。

また第２図は、本発明の復号化装置の実施例のブロック
図である。第２図の７は本発明の人力部分、３及び５は
第１図と同じ予測器と逆量子化器、８は出力部分である
。

同実施例においては、先ず人力部分７から人力された量
子化値が予測器３から得られる予測値を用いて逆量子化
器５て逆量子化されて出力部分８へ出力される。

次に第１図及び第２図の第２量子化器４、逆量子化器５
について説明する。第３図は第２量子化器の１例である
。この装置の９は第１量子化値の人力部分、１０は予測
値を人力する人力部分、１１は比較器、１２はオフセッ
ト値決定器、Ｉ３は加算器、１４は１／２倍器、１５は
出力部分である。人力９から人力される第１量子化器の
出力は比較器１１において予測値人力部分ＩＯから人力
される予測値と比較される。そして比較器１１カ）ら得
らる結果と予測値の最下位ビット（偶数か奇数かを表す
）はオフセット値決定器において表１に従ってオフセッ
ト値を出力する。但し表１の△は予測（１α、Ｂは人力
部分９から人力される量子化１１σを示す。人力部分９
から人力される量子化（Ｉｒｌｅ、’ｆ、加算器１３に
おいてオフセット（［α決定器１２から出力されるオフ
セット値を加算され、１／２倍器１４で１ビツトシフト
され１／２倍されて出力部分１５に出力される。このよ
うにしてｎ＋１ビットの第１量子化器の出力はｎビット
の量子化（Ｉα（、ｍ量子化される。

表１　　オフセット値 第４図は逆量子化器５の１例である。この装置の１６は
符号語の人力部分、ｌＯは予測値を人力する人力部分、
］７は２倍器、１日は比較器、１９はオフセット値決定
器、２０は加算器、２１は出力部分である。入力１６か
ら人力される符号語は２倍器１７で１ビツトシフトされ
て２倍にされ、比較器１８において予測（ｌα人力部分
１０から人力される予測値と比較される。そして比較器
１８ｂ）ら得らる結果と予測値の最下位ビット（偶数か
奇数かを表す）はオフセット値決定器１９において表２
に従ってオフセット値を出力する。但し表２のＡは予）
リリ値、Ｂは２倍器１７の出力を示す。

表２　　オフセット値 ２１＆器１７の出力は、加算器２０においてオフセラ）
　Ｊｉｆｆ決定器１９から出力されるオフセラ）　（＋
Ａを加算されて出力部分２１に出力される。このように
してｎビットの符号語はｎ＋１ビ・ントの量子化器に逆
量子化される。

次（こ第５図に予測器の１例を示す。第５図の２２は逆
量子化器から人力されろ予測器の人力、２３はｌサンプ
ル埋延させる遅延器、２／Ｌは予測器の出力部分である
。この予測器によって１サンプル前の復号値がそのまま
符号化しようとしでいるサンプルの予測値となる。この
予測器を用いてｌサンプル当り８ビツトに符号化した場
合の具体例を以下に示す。

まず表３の第１行は９ビツトで量子化した場合の量子化
値の系列を示している。これは本発明の第ｔａｔ子化に
相当する。第２行は通常の８ビツト債子化を示しており
、９ビツト量子化したものを１／２倍したものになって
いる。第３行は本発明の符号語であり、第１図、第３図
、第４図、第５図の装置から導かれる結果である。

表３　符号語 との差分（量子化誤差）を示している。

表４　復号値 表３のように従来の８ビツト歇子化と本発明とは、最大
でルベル異なるだけでありほとんど同し値を取る。これ
により本発明によって符号化された符号語は従来の量子
化と互換性を持つ。従って本発明で符号化された情報を
従来の機器で復号することや、その逆が可能になる。ま
た同様に本発明は予測器において過去の復号値を用いて
いるが、その符号語が従来の吊子化とはとんと変わらな
いことからもわかるように伝送路誤りによる影響がほと
んど無い。これは表１や表２のように予測値のオフセッ
ト値への影響が最大でも２レベル（９ビット精度で）し
かないためである。

次に表４は表３の量子化値を９ビ・ント精度に逆量子化
（復号）したものである。また表５は表４で得られた結
果と９ビット精度の原信号（第１行）表５　量子化歪 表５から明らかなように、本発明によって量子化誤差は
従来の８ビツト量子化に比べて減少している。また本発
明の歪は比較的変化の大きいところに集中しており、変
化の小さい部分ては量子化歪は０である。このように本
発明により変化の小さい部分は９ビット精度で伝送し、
変化の大きな部分は８ビット精度で伝送することが可能
になる。

従って量子化歪の検知し易い変化の小さい部分が９ビッ
ト精度で伝送できるため、視覚りまたは聴覚上の歪は従
来の１／２になり、Ｓ／Ｎが６ｄＢ向上したのと等価に
なる。また本発明の予測器は第５図に示した構成以外に
複数のサンプルの線形和を用いる様々な構成が可能であ
る。

次に本発明をＮＴＳＣ・′ｒ■信号に適応した例を示す
。第６図は本発明の予測器の構成を示しており、２２は
逆量子化器から人力される予測器の人力、２５はｌフィ
ールド（２６２Ｈ）遅延させろ遅延器、２／Ｌは予測器
の出力部分である。この予測器によって１フイールド前
の復号値がそのまま符号化しようとしているサンプルの
予測値となる。ＮＴＳＣ−ＴＶ信号では、色副搬送波に
おいて１フイールド（２６２Ｈ）前のサンプルが１フレ
ーム内で最も距離の近い同位相点になる。この。

ため第６図の予測器によって非常に効率のよい予測が可
能になる。

またコンポーネントＴＶ信号においては、ｌフレーム前
のサンプルで予測することによって、静止画部分は全て
９ビット精度で伝送し、動画部分だけが８ビット精度に
なるような構成も可能である。

以りいくつかの例を用いて本発明を説明してきたが、本
発明の装置は上記の実施例以外にも様々な構成が可能で
ある。また複数の予測器を適応的に組み合わせて用いろ
ような構成も可能である。

発明の効果 本発明は以上の様な構成により、符号化される量子化値
と、それに対する予測値が近い場合（変動の小さい領域
）には通常の量子化より１ビット精度の高い量子化がな
される。これによって量子化誤差が検知され易い変動の
小さい部分においても量子化誤差がわからなくなり、視
覚−Ｌまたは聴覚上量子化誤差が１／２になる。また本
発明の量子化器は予測値と等しくない部分に関しては通
常の線形量子化器であり、量子化器全体で見てもはほと
んと線形量子化器に近い。このため伝送路で誤りが発生
した場合においてもこの復号器によって誤りが伝搬する
ことはない。同様の理由によって、通常の線形量子化さ
れた信号を本発明の復号器で復号することも可能であり
、逆に本発明の符号化器で量子化された信号を通常の線
形復号器で復号することも可能である。

また本発明の予測器を画像のフレーム間で構成すること
によって、量子化歪の検知し易い静止画部分は通常の量
子化に対して１ビット精度を向上させることも可能であ
る。

最後に本発明の装置は小さなハードウェアによる実現が
可能であり、その実用的効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の符号化装置のブロック図、
第２図は本発明の一実施例の復号化装置のブロック図、
第３図は本発明の第２量子化器のブロック図、第４図は
本発明の逆量子化器のブロック図、第５図、第６図は本
発明の予測器のブロック図である。 ２・・・第１量子化器、３・・・予測器、４・・・第２
量子化器、５・・・逆量子化器、１１．１８・・・比較
器。 １２．１９・・・オフセット値決定器、　　２３．　２
５・・・遅延器 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名書 図 ＼ 王トＲ ＼ 壬トＲ ベベ 第 図 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号や音声信号の各サンプルをｎビットで伝
   送または記憶する際に、まず各サンプルをｎ＋１ビット
   以上の精度で量子化する第１量子化手段と、過去に符号
   化された符号語の復号値から現在符号化する量子化値を
   予測する予測手段と、前記第１量子化手段から得られる
   量子化値に対して前記予測手段で得られる予測値とほと
   んど等しい部分はｎ＋１ビット精度で、またそれ以外の
   部分はｎビット精度で量子化を行なう量子化器で量子化
   する第２量子化手段とを備えることを特徴とする符号化
   装置。
2. （２）第２量子化手段が、第１量子化手段から得られる
   量子化値と予測手段で得られる予測値とを比較する比較
   手段と、前記比較手段から得られる結果をもとにオフセ
   ット値を決めるオフセット値決定手段と、前記量子化値
   に前記オフセット値を加算する加算手段と、前記加算手
   段の出力を１ビットビットシフトして１／２倍する１／
   ２倍手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の符
   号化装置。
3. （３）画像信号における予測手段が、符号化するサンプ
   ルの空間的または時間的に隣接するサンプルの復号値の
   線形和を予測値とすることを特徴とする請求項１記載の
   符号化装置。
4. （４）画像信号における予測手段が、１フレームまたは
   数フレーム前のサンプルの復号値を用いて予測値とする
   ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
5. （５）色差信号を多重されたコンポジットＴＶ信号にお
   ける予測手段が、多重化された色副搬送波において同位
   相のサンプルの復号値の線形和を予測値とすることを特
   徴とする請求項１記載の符号化装置。
6. （６）画像信号や音声信号の各サンプルをｎビットで伝
   送または記憶する際に、まず各サンプルをｎ＋１ビット
   以上の精度で量子化する第１量子化手段と、過去に符号
   化された符号語の復号値から現在符号化する量子化値を
   予測する予測手段と、前記第１量子化手段から得られる
   量子化値に対して前記予測手段で得られる予測値とほと
   んど等しい部分はｎ＋１ビット精度で、またそれ以外の
   部分はｎビット精度で量子化を行なう量子化器で量子化
   する第２量子化手段とを備えることを特徴とする符号化
   装置で符号化された符号語に対して、過去の復号値から
   現在復号化する符号語の復号値を予測する予測手段と、
   前記現在復号化する符号語に対して前記予測手段で得ら
   れる予測値を用いて符号化器の第２量子化器と逆特性の
   逆量子化を行なう逆量子化手段とを備えることを特徴と
   する復号化装置。