JPH02285720A - 符号化装置 - Google Patents

符号化装置

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JPH02285720A
JPH02285720A JP10657189A JP10657189A JPH02285720A JP H02285720 A JPH02285720 A JP H02285720A JP 10657189 A JP10657189 A JP 10657189A JP 10657189 A JP10657189 A JP 10657189A JP H02285720 A JPH02285720 A JP H02285720A
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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] 本発明は画像や音声のディジタル伝送システムなどに用
いる符号化装置に関する。
[従来の技術] 画像や音声などの情報をディジタル伝送する場合、伝送
情報量を削減するために、各種の符号化を施される。符
号化方法の1つに、隣接する標本値間の相関性を利用し
て情報量の圧縮を図る予測符号化方式(以下、DPCM
という)がある。DPCMでは、既に伝送されている復
号値から、符号化する標本値に対する予測値を求め、こ
の予測値と標本値との差分値(予測誤差)を量子化して
伝送する。
予測値の生成方法により、各種の予測符号化方式がある
。第3図は最も簡単な前値予測符号化方式(1つ前の復
号値を予測値として用いる予測符号化方式)の符号化装
置の構成ブロック図を示す。
なお、以下では、標本値XIに対して、その差分値をe
l、DPCM)−ドをy9、DPCMコードylに基づ
く代表値をQ(e、)、復号値をX1%予測値を添字p
を付加してxl、と表わすことにする。
第3図で、減算器12は、入力端子10に入力する標本
値XIから予測値x1.(本実施例では、前値復号値)
を減算し、差分値e、を出力する。量子化器14は、差
分値e、を量子化して量子化コードy、を出力し、この
量子化コードy1が出力端子16から伝送路に送出され
る。DPCMコードy1はまた、量子化代表値発生回路
18にも印加される。量子化代表値発生回路18はDP
CMコードy1を量子化代表値Q(e+)に変換する。
この量子化代表値Q(e+)に加算器20で予測値を加
算することにより、入力標本値を復元できる。復元され
た入力標本値は量子化誤差を含んでいるので、元の入力
標本値のレンジを越える可能性がある。そこでリミッタ
22でレンジを振幅制限する。リミッタ22の出力が局
部復号値島であり、Dフリップフロップ(予測器)24
に印加される。前値復号値を予測値にしているので、予
測器はpフリップフロップになる。
Dフリップフロップ24は次のクロックサイクルで局部
復号値i、を予測値として減算器12及び加算器20に
印加する。
一般に、予測値と入力標本値との差分値は、値の小さな
部分に確立分布が片寄っており、差分の小さいな所の量
子化ステップを細かく、差分の大きな所を粗くすること
により、情報量を圧縮できる。
第4図は第3図の符号化装置に対応する復号化装置の構
成ブロック図を示す。入力端子26に入力するDPCM
コードy、は、量子化代表値発生回路18により量子化
代表値Q(e+)に変換され、加算器20で予測値を加
算される。リミッタ32は、加算器30の出力を振幅制
限する。リミッタ32の出力x1が復号値として出力端
子34から出力される。この復号値はDフリップフロッ
プ36により1サイクルクロツクだけ遅延され、予測値
Xl、として加算器30に印加される。
[発明が解決しようとする課題] 第4図に示す従来例では、入力標本値のダイナミックレ
ンジ(以下、Dレンジと記す)をO−n−1のnレベル
としたときに、差分値のDレンジは−n+1〜n−1の
(2n−1)レベルとなり、入力標本値の約2倍になっ
てしまう。その結果、圧縮率を高くすると、量子化特性
を前記のような非線形特性(差分値が0の近傍で量子化
ステップを細かく、0からはなれるに従って量子化ステ
ップを粗くする特性)とした場合に、予測値から離れた
部分の量子化誤差(f量子化前後の差分値の差)の絶対
値の最大値が非常に大きな値になる。これが、差分値の
大きい画像エツジ部分での画質劣化(エツジ・ビジネス
)の主たる要因になっていた。
他方、この劣化を少なくするために量子化ステップを線
形に近づけると、予測値近傍の量子化誤差が増加し、復
号画像がざらついたり(グラニュラ−ノイズの増加)、
顔のようにレベル変化が緩やかな部分にあたかも地図の
等高線のような輪郭線(偽輪郭)が見えるといった劣化
が生じるという問題があった。
更に従来例では、伝送エラーが発生すると、復号化装置
の復号値が符号化装置の局部復号値と異なる値になる。
復号値は次の画素の予測値となるので、伝送エラーが以
降の画素に伝搬していき、元の画像を復元できないとい
う欠点がある。
そこで本発明はこのような欠点を解消する符号化装置を
提示することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る符号化装置は、入力標本値を符号化する第
1の符号化手段と、入力標本値を差分符号化する第2の
符号化手段と、所定条件下で、当該第1及び第2の符号
化手段の何れか一方を選択する選択手段とからなること
を特徴とする。
[作用] 第1及び第2の符号化手段により、信号劣化要因に応じ
て信号劣化の少ない符号化を行なう。そして、入力標本
値の状況に応じて、信号劣化の少ない符号化手段を選択
することにより、全体としての信号劣化を少なく抑制で
きる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成ブロック図を示す。4
0は符号化すべき標本値X、の入力端子、42は減算器
、44はPCMff1子化器、46はDPCM量子化器
、48.50はそれぞれ量子化器44゜46に対応する
逆量子化器、52は加算器、54はリミッタ、56は予
測器としてのDフリップフロップ、58は逆量子化器4
8の出力又はリミッタ54の出力の選択スイッチ、59
はエツジ部を判定する判定回路、60は量子化器44.
46の出力の選択スイッチ、62はバッファ、64はD
PCMコードy、の出力端子である。
減算器42は入力端子40の画像データXIから予測値
xl、を減算し、差分値e、を出力する。m子化器46
は差分値e、を量子化し、DPCMコードをスイッチ6
0のb接点及び逆量子化器50に印加する。逆量子化器
50は、そのDPCMコードをm子化代表値に変換し、
加算器52がDフリップフロップ56の出力の予測値を
加算して、元の入力標本値を復元する。リミッタ54は
このように復元された標本値を、入力標本値のダイナミ
ック・レンジ内に振幅制限する。
また、入力端子40の入力標本値x1は量子化器44に
も印加され、量子化器44はそれを量子化し、PCMコ
ードを出力する。量子化器44の出力はスイッチ60の
a接点及び逆量子化器48に印加される。逆量子化器4
8は量子化器44の出力(PCMコード)を元の入力標
本値に復号し、局部復号値としてスイッチ58のa接点
に印加する。
エツジ部判定回路59は減算器42の出力(差分値e+
)の絶対値を所定閾値と比較し、当該閾値より大きけれ
ば、スイッチ58.60をa接点側に接続し、当該閾値
以下であればスイッチ58゜60をb接点側に接続する
制御信号を、それぞれスイッチ58.60に印加する。
ただし、スイッチ60をa接点側に接続する場合には、
伝送コードの切換えを示す制御コードを先に伝送する必
要がある。そこで、量子化器46にその制御コードを発
生する機能を持たせ、スイッチ60を一旦す接点側に切
り換えてからa接点に切り換えるようにしている。例え
ば、DPCMfltPCM逆量子化器46−ドの内の余
ったコードを当該制御コードとして利用する。当該制御
コードにより増加する情報量をバッファで調整する。
予測値と入力標本値との差分値は、0近傍に出現確立が
集中しており、従って、通常、スイッチ58.60はb
接点側に接続する。即ち、量子化代表値のダイナミック
・レンジの制限されたDPCM符号化が行なわれる。と
ころで、量子化レベル数を一定とすると、量子化代表値
のダイナミック・レンジを小さくする程、量子化ステッ
プは細かくできるから1、前述のグラニューノイズ、偽
輪郭及びエツジビジネスなどを改善できる。他方、量子
化代表値のダイナミック・レンジを小さくする程、復号
値のエツジの追従性が劣化し、エツジがなまる勾配過負
荷が発生してしまう。そこで、本実施例では、勾配過負
荷の発生するエツジ部の画素ではPCM量子化器44を
利用し、勾配過負荷による劣化を抑制する。
第2図は、第1図に対応する復号化装置の構成ブロック
図を示す。66は符号化コードylの入力端子、68は
PCM逆量子化器、70はDPCM逆量子化器、72は
加算器、74はリミッタ、76は予測器としてのDフリ
ップフロップ、78はDPCMコードからPCMコード
への切換え時の制御コードの検出器、80は切換えスイ
ッチ、82は復号値iの出力端子である。
入力端子66に入力する符号化コードyIは逆量子化器
68.70及びコード検出器78に否にされる。逆量子
化器68.70はそれぞれ第1図の逆量子化器48.5
0と同じ機能であり、逆量子化器68はPCM符号の復
号値を出力し、逆量子化器70は量子化代表値を出力す
る。加算器72は逆量子化器70の出力に予測値を加算
し、リミッタ74は振幅制限する。
コード検出器78は、入力端子66の入力コードが、前
述の、DPCMからPCMへの切換えを示す制御コード
である場合には、スイッチ80をa接点側に接続する制
御信号を発生する。即ち、スイッチ80は、通常はb接
点側に接続しているが、入力端子66に当該制御コード
が入力すると、a接点側に切り換わり、逆量子化器68
の出力を選択する。
スイッチ80で選択された復号値は出力端子82から出
力される。また、Dフリップフロップ76に送られ、予
測値として加算器72に印加される。
入力端子66に入力するコードは、PCMコー)’、!
=DPCMコードの2種のコD−を含むので、各コード
に対応して逆量子化器68.70を選択しなければなら
ない。コード検出器78により、DPCMコードからP
CMコードへの切換えを検知し、スイッチ80をa接点
側に切換える。DPCMからにMへの切換えの制御コー
ドが検知されない限り、スイッチ80はb接点側に接続
する。
[発明の効果] 以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、通常時は量子化代表値のダイナミック・レンジを制
限したDPCM符号化で量子化ステップを小さくするこ
とによりグラニューノイズ、偽輪郭、エツジビジネスな
どの画質劣化を大幅に改善し、勾配過負荷を生じやすい
部分ではPCM符号化により勾配過負荷の影響を軽減し
除去する。
この結果、総合的に、画質劣化を軽減除去できる。
【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構成ブロック
図、第2図は第1図に対応する復号化装置の構成ブロッ
ク図、第3図は従来の符号化装置の構成ブロック図、第
4図従来の復号化装置の構成ブロック図である。 40:入力端子 44:PCM量子化器 46:DPC
M量子化器 48,68:PCM逆量子化器 50,7
0:DPCM逆量子化器 59:判定回路 62:バッ
ファ 64:出力端子 66:入力端子 78:コード
検出器 82:出力端子 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力標本値を符号化する第1の符号化手段と、入力標本
    値を差分符号化する第2の符号化手段と、所定条件下で
    、当該第1及び第2の符号化手段の何れか一方を選択す
    る選択手段とからなることを特徴とする符号化装置。
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