JPH03184099A - Method and device for adaptive conversion encoding - Google Patents
Method and device for adaptive conversion encodingInfo
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
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
間領域で得られる人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。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to band compression technology for signals such as voice/music, and in particular to band compression technology that performs band compression after linearly converting a human signal obtained in the time domain to another domain. Regarding technology.
(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[AD PCM] (ディジタル・
コーディング・オン・ウェーブフォームズ、 (Di
gitalCoding of Waveforms
) 、プレンティス ・ ホール社 (Prentic
e−Ha l 1) 、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
イニスエスピー(IEEE TRANSACTIONS
ON ASSP)27巻1号、1979年、89−9
5ページ参照; 以下、「文献2」)が知られている。(Prior art) Bandwidth compression is the process of reducing the amount of information contained in signals such as voice/music in order to efficiently transmit the information contained in signals such as voice/music using lines with limited transmission capacity. Differential pulse code modulation [AD PCM] (digital
Coding on Waveforms, (Di
Digital Coding of Waveforms
), Prentice Hall Co.
e-Hal 1), 1984, p. 308 (hereinafter referred to as "Reference 1") and adaptive transform coding [ATC]
(IEEE TRANSACTIONS on ANISP)
ON ASSP) Volume 27, No. 1, 1979, 89-9
See page 5; hereinafter referred to as "Reference 2") is known.
以下に、ATCの概要を文献2に従って簡単に説明する
。The outline of ATC will be briefly explained below according to Document 2.
第4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l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、
ウオルシュ−アダマール変換(WATL離散フーリエ変
換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、K L変
換(KLT)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
8に送出する。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the ATC. In an encoder comprising linear transformation, bit allocation, and quantization, an input signal is supplied to a linear transformation circuit 3 via an input terminal 1. In general, discrete values are supplied to the input terminal l, and a linear transformation circuit 3 performs N-point discrete linear transformation in units of input samples equal to a predetermined integer N. N is called the block length. As this N-point discrete linear transformation,
A Walsh-Hadamard transform (WATL discrete Fourier transform (DFT), discrete cosine transform (DCT), KL transform (KLT), etc. is used.The total number N of transform coefficients, which is the output of the linear transform circuit 3, is determined according to the bit allocation described later. Each transform coefficient is quantized by a quantizer 4 and supplied to a multiplexing circuit 5.The quantizer 4 includes a number of quantizers equal to the block length N, and each transform coefficient is quantized by a dedicated quantizer. The bit allocation circuit 6 calculates the quantization bit allocation corresponding to the amplitude of the transform coefficient and supplies it to the quantizer 4.The multiplexing circuit 5 The quantized transform coefficients and the information used for bit allocation supplied from the bit allocation circuit 6 are multiplexed and sent to the transmission line 8.
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8からの多重化信号が分離回路9で分離され
、量子化器4からの信号は逆量子化器10に、ビット配
分回路6からの信号は、ビット配分回路11へ供給され
る。ビット配分回路11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。In the decoder, which consists of bit allocation, inverse quantization, and linear inverse transformation, the multiplexed signal from the transmission line 8 is separated by a separation circuit 9, and the signal from the quantizer 4 is sent to the inverse quantizer 10, which performs bit allocation and linear inverse transformation. The signal from circuit 6 is supplied to bit allocation circuit 11. The bit allocation circuit 11 determines the bit allocation for each transform coefficient in exactly the same manner as the bit allocation circuit 6 of the encoder.
逆量子化器10で、ビット配分回路11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12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14に供給される。The transform coefficients dequantized by the dequantizer 10 according to the bit allocation determined by the bit allocation circuit 11 are converted again into a total number N of time domain signal samples by the linear inverse transform circuit 12, and are sent to the output terminal 14. Supplied.
ピッ)・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。There are several types of distribution methods in the distribution circuit, and here the method described in Document 2 will be explained with reference to FIGS. 5(a) and 5(b).
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、間弓き回路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ば
Nの約数)の平均値を代表値として1/Hの間引きを行
なう。得られたL=N/H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。This method minimizes the squared quantization error when dequantized in the decoder. In order to reduce the amount of auxiliary information regarding bit allocation, the transform coefficients are thinned out once, and then the interpolated values are Optimize the number of bits using The bit allocation circuit I shown in FIG.
). The conversion coefficients obtained by the linear conversion circuit 3 of FIG. 4 are supplied to the interpolation circuit 42 via the input terminal 41 of FIG. 5(a). The decimation circuit 42 squares each of the N conversion coefficients, and performs 1/H decimation using the average value for each integer value M (M is a divisor of N) as a representative value. The obtained sample value of L=N/H is sent to the quantizer 43
are respectively quantized by the output terminal 44 and the inverse quantizer 45.
supplied to The quantizer 43 and inverse quantizer 45 may be omitted in some cases. In the interpolation circuit 46, after taking the base-2 logarithm, M times linear interpolation is performed in the logarithm domain. Using the interpolated signal, the bit allocation in the quantizer 4 of FIG. 4 is determined by the bit number optimization circuit 47 according to the following formula.
It will be held in
ここに、R1はi番目の変換係数(i=1.2.・・・
・・N)に対する割当てビット数、Rはl変換係数当り
の平均割当てビット数、σ12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フイイーイー
イー・トランザクションズ・オン・エイニスエスピー(
IEEE TRANSACTIONS ON AS
SP)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8へ送出される。一方
、第4図のビット配分回路11は第5図(b)に示すよ
うに構成される。第4図の分離回路9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11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われる。Here, R1 is the i-th conversion coefficient (i=1.2...
. The result is transmitted to the output terminal 48 and fed to the quantizer 4. By allocating bits using Equation (1), it is possible to minimize the squared quantization error, as shown by FEE Transactions on Anyspi (
IEEE TRANSACTIONS ON AS
SP) Vol. 25, No. 4, 1977, pages 299-309; (hereinafter referred to as "Reference 3"). The thinned signal obtained at the output terminal 44 is sent to the transmission line 8 as auxiliary information via the multiplexing circuit 5 shown in FIG. On the other hand, the bit allocation circuit 11 shown in FIG. 4 is configured as shown in FIG. 5(b). The signal from the separation circuit 9 of FIG. 4 is supplied to the interpolation circuit 46 via an input terminal 49. The bit allocation circuit 6 in the encoder includes a quantizer 43 and an inverse quantizer 45
, the bit allocation circuit 11 in the decoder also has a corresponding inverse quantizer 45. The interpolation circuit 46 and the bit number optimization circuit 47 perform the same interpolation and bit number optimization as the interpolation circuit 46 and the bit number optimization circuit 47 in the encoder described above.
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。Therefore, signals for completely equal bit allocation are obtained at the output terminal 48 in FIG. 5(a) and the output terminal 50 in FIG. 5(b), and corresponding signals are obtained on the encoder and decoder sides. quantization/inverse quantization is performed.
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5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。In the explanation so far, the signal supplied from the bit allocation circuit 6 to the multiplexing circuit 5 as auxiliary information is the square value of the thinned-out transform coefficient obtained at the output terminal 44 in FIG. 5(a). However, the purpose of transmitting this signal to the decoder is to share approximate values of transform coefficients used for bit allocation between the encoder and the decoder. As methods for transmitting auxiliary information for this purpose, methods using PARCOR coefficients, ADPCM, vector quantization, and the like are known in addition to the square value of thinned-out transform coefficients.
符号化器において、第4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6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12の出力は逆正規化回路13で
正規化回路2と反対の処理を施されてから、出力端子1
4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8を経て復号化器へ伝達される。In the encoder, the input signal can also be normalized for the purpose of obtaining transform coefficients whose amplitude does not depend on the power of the input signal at the output of the linear transform circuit 3 of FIG. In this case, as shown in FIG. 6, the input signal is normalized through the normalization circuit 2 and then supplied to the linear conversion circuit 3. In the decoder, the output of the linear inverse transform circuit 12 is subjected to processing opposite to that of the normalization circuit 2 in the inverse normalization circuit 13, and then sent to the output terminal 1.
4. The reference value used for normalization is the multiplexing circuit 5
The signal is multiplexed with the signals from the quantizer 4 and the bit allocation circuit 6, and is transmitted to the decoder via the transmission path 8.
復号化器側では分離回路9で逆量子化器10、ビット配
分回路11へ供給される信号と分離された後、逆正規化
回路13へ伝達される。第7図(a)、(b)に、正規
化回路2及び逆正規化回路13の構成をそれぞれ示す。On the decoder side, the signal is separated from the signal supplied to the dequantizer 10 and bit allocation circuit 11 by the separation circuit 9, and then transmitted to the denormalization circuit 13. FIGS. 7(a) and 7(b) show the configurations of the normalization circuit 2 and the denormalization circuit 13, respectively.
第7図(a)の入力端子61には、第6図の入力端子1
から入力信号サンプルが供給される。The input terminal 61 in FIG. 7(a) has the input terminal 1 in FIG.
The input signal samples are provided by
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4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
6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7図(b)の逆
正規化回路では、第6図の線形逆変換回路12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6図の多重化回路5、
伝送路8及び分離回路9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6図の出力端子14に伝達する。After the input signal samples are temporarily stored in buffer 62,
The N samples are collectively scaled by a multiplier 63 and supplied to an output terminal 65. The output signal from the output terminal 65 is supplied to the linear conversion circuit 3 shown in FIG. The multiplier of the multiplier 63 is the reciprocal of the average value of the input sample power for one block. This value is the reciprocal of the variance for an input signal with an average of zero, and can be calculated from the variance value determined by the variance calculation circuit 64. The variance value determined by the variance calculation circuit 64 is used by the multiplier 63 to normalize the input sample, and at the same time is supplied to the multiplexing circuit 5 in FIG. 6 via the output terminal 66, and after multiplexing, It is conveyed to the decoder as auxiliary information. On the other hand, in the inverse normalization circuit shown in FIG. 7(b), the signal from the linear inverse transform circuit 12 shown in FIG. 6 is supplied to a multiplier 68 via an input terminal 67. The multiplier 68 denormalizes the output signal using the dispersion value obtained through the input terminal 69 and stores it in the buffer 70 . The dispersion value obtained at the input terminal 69 is obtained by the multiplexing circuit 5 in FIG.
The signal is transmitted from the encoder via the transmission path 8 and the separation circuit 9. Buffer 70 sequentially transmits the N decoded sample values via output terminal 71 to output terminal 14 of FIG.
(発明が解決しようとする課題)
ブロック数Nは第4図及び第6図に示した線形変換回路
3及び線形逆変換回路12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。(Problem to be Solved by the Invention) The number of blocks N affects the resolution of calculations performed in the linear transformation circuit 3 and linear inverse transformation circuit 12 shown in FIGS. 4 and 6, and the larger N is, the higher the resolution is. Errors caused by encoding and decoding are reduced. Further, the auxiliary information regarding bit allocation is inversely proportional to the number of blocks included in a certain period of time, and the larger N is, the more the amount of auxiliary information is reduced. This means that more main information can be sent for a given transmission capacity, leading to improved encoding quality. On the other hand, for non-stationary signals, a large N does not necessarily give a small error. This is because although the same processing is performed on input samples within the same block, if the block is long, the characteristics of a non-stationary signal may change within the same block.
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。Therefore, for signals with strong non-stationarity, it is better to perform encoding that follows changes in the properties of the input signal using a small block length N. In conventional ATC, block length N
Since the resolution was fixed, it was not possible to meet the conflicting demands of resolution and ability to follow changes in the properties of the input signal.
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。An object of the present invention is to provide an adaptive transform encoding method and apparatus that can improve encoding quality by compressing the amount of auxiliary information while satisfying the conflicting demands of resolution and tracking changes in the properties of input signals. There is a particular thing.
(課題を解決するための手段)
本発明は、ブロック長が指定されている場合には該指定
されたブロック長で線形変換を行ない、それ以外の場合
には、入力信号サンプルをバッファに蓄積し、複数のブ
ロック長で入力サンプルを正規化して正規化信号を得、
前記複数のブロック長に対応した正規化信号のブロック
間差分を求め、前記複数のブロック長を大きさの順に並
べたときに隣接する2つのブロック長に対応した前記ブ
ロック間差分の比と前記ブロック間差分を用いて最適ブ
ロック長を決定し、該最適ブロック長を用いて前記正規
化信号に線形変換を施し、得られた変換係数を用いて計
算したビット配分により該変換係数を量子化し、前記ビ
ット配分と前記正規化に用いた値と前記最適ブロック長
とを補助情報として該量子化出力と共に伝送/蓄積する
ことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention performs linear transformation using the specified block length when the block length is specified, and otherwise stores input signal samples in a buffer. , normalize the input samples with multiple block lengths to obtain the normalized signal,
Calculate the inter-block differences of the normalized signals corresponding to the plurality of block lengths, and calculate the ratio of the inter-block differences corresponding to two adjacent block lengths when the plurality of block lengths are arranged in order of size and the block. determining an optimal block length using the difference between the blocks, performing a linear transformation on the normalized signal using the optimal block length, quantizing the transform coefficient according to a bit allocation calculated using the obtained transform coefficient, and It is characterized in that bit allocation, the value used for the normalization, and the optimal block length are transmitted/stored as auxiliary information together with the quantized output.
また本発明は、入力サンプルを蓄積するバッファと、複
数のブロック長で該バッファに蓄積されたサンプルを正
規化して正規化信号を出力する正規化回路と、前記複数
のブロック長に対応した前記正規化信号を受けて前記正
規化信号のブロック間差分を用いて最適ブロック長を出
力する差分検出回路と、該差分検出回路から供給される
最適ブロック長と外部から供給されるブロック長指定信
号とを受けて該ブロック長指定信号に応じて出力を選択
する第1のセレクタと、前記正規化回路の出力を受けて
前記第1のセレクタの出力に対応したブロック長で線形
変換を行なう線形変換回路と、該線形変換回路で得られ
た変換係数に対するビット配分を計算するビット配分回
路と、該ビット配分回路で得られたビット配分に従って
前記変換係数を量子化する量子化器と、前記第1のセレ
クタの出力と前記量子化器の出力と前記ビット配分回路
の出力と前記正規化に用いた値を多重化して伝送/蓄積
する多重化回路を具備し、前記差分検出回路は、入力さ
れた正規化信号を複数のブロック長に応じて切換えるス
イッチと、該スイッチの複数の出力端子に接続された複
数の記憶装置と、該複数の記憶装置の出力のうち1つを
選択する第4のセレクタと、該第4のセレクタ出力を前
記入力された正規化信号から差引く減算器と、該減算器
出力を二乗する乗算器と、該乗算器の出力を累算する累
算器と、該累算器の出力を格納する第3の記憶装置と、
該第3の記憶装置の複数の出力から最大値を求める最大
値検出回路と、該最大値検出回路の出力を格納する第4
の記憶装置と、該第4の記憶装置の複数の出力のうちの
2つのデータの比を求める除算器と、該除算器の出力を
格納する第5の記憶装置と、該第5の記憶装置の出力を
用いて最適ブロック長を決定する最適ブロック長選択回
路と、前記第3の記憶装置から複数の出力を受けて該複
数の出力の間の著しい変化を検出する急変動検出回路と
、該急変動検出回路の出力に応じて前記最適ブロック長
選択回路の出力と該急変動検出回路の出力のいずれかを
選択して出力する第5のセレクタから構成されることを
特徴とする。The present invention also provides a buffer that accumulates input samples, a normalization circuit that normalizes the samples accumulated in the buffer with a plurality of block lengths and outputs a normalized signal, and a normalization circuit that normalizes the samples accumulated in the buffer with a plurality of block lengths, and a difference detection circuit that receives a normalized signal and outputs an optimal block length using the inter-block difference of the normalized signal; and an optimal block length supplied from the difference detection circuit and a block length designation signal supplied from the outside. a first selector that receives the output and selects an output according to the block length designation signal; and a linear conversion circuit that receives the output of the normalization circuit and performs linear conversion with a block length corresponding to the output of the first selector. , a bit allocation circuit that calculates bit allocation for the transform coefficients obtained by the linear conversion circuit, a quantizer that quantizes the transform coefficients according to the bit allocation obtained by the bit allocation circuit, and the first selector. a multiplexing circuit that multiplexes and transmits/stores the output of the quantizer, the output of the bit allocation circuit, and the value used for the normalization; a switch that switches signals according to a plurality of block lengths, a plurality of storage devices connected to the plurality of output terminals of the switch, a fourth selector that selects one of the outputs of the plurality of storage devices; a subtracter that subtracts the fourth selector output from the input normalized signal; a multiplier that squares the subtracter output; an accumulator that accumulates the output of the multiplier; a third storage device for storing the output of;
a maximum value detection circuit that calculates the maximum value from a plurality of outputs of the third storage device; and a fourth storage device that stores the output of the maximum value detection circuit.
a storage device, a divider that calculates the ratio of two data among the plurality of outputs of the fourth storage device, a fifth storage device that stores the output of the divider, and the fifth storage device. an optimal block length selection circuit that determines an optimal block length using the output of the third storage device; a sudden change detection circuit that receives a plurality of outputs from the third storage device and detects a significant change among the plurality of outputs; It is characterized by comprising a fifth selector that selects and outputs either the output of the optimum block length selection circuit or the output of the sudden fluctuation detection circuit according to the output of the sudden fluctuation detection circuit.
(作用)
信号のサンプル値間の相関は信号の性質を表すパラメー
タのひとつで、類似の性質を有する信号は似通った信号
サンプル値間の相関を有する。これ(よ同一信号の異な
ったブロックから取り出したサンプル値間についても正
しい。すなわち、時間領域でブロック間相関を持つ2組
のサンプル値の集合は、線形変換を施した後に類似する
変換係数の分布を有する。従って、隣接ブロック間の時
間域サンプル値の差分を監視して、差分が小さくなるよ
うなブロック長を適応的に選択して用いることにより、
先に述べた変換領域で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を満足することができる。(Operation) The correlation between sample values of a signal is one of the parameters representing the characteristics of the signal, and signals with similar characteristics have similar correlations between signal sample values. This is also true for sample values taken from different blocks of the same signal. In other words, two sets of sample values that have inter-block correlation in the time domain have similar transformation coefficient distributions after linear transformation. Therefore, by monitoring the difference in time-domain sample values between adjacent blocks and adaptively selecting and using a block length that reduces the difference,
It is possible to satisfy the contradictory requirements of resolution in the conversion domain and ability to follow changes in the properties of the input signal as described above.
本発明の適応変換符号化の方法及び装置は、入力信号を
正規化して得られる正規化信号のブロック間差分を用い
てブロック長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。The adaptive transform encoding method and apparatus of the present invention can accommodate changes in resolution and properties of input signals by making the block length N variable using inter-block differences of normalized signals obtained by normalizing input signals. It is possible to improve the encoding quality by compressing the amount of auxiliary information while satisfying the conflicting demands of tracking the auxiliary information.
(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、ブロック長が指定されている場合には該
指定されたブロック長で符号化を行ない、それ以外の場
合には、入力信号を正規化して得られた正規化信号を用
いて最適ブロック長を決定し、最適ブロック長を用いて
符号化を行なう。このために、記憶装置25.26、セ
レクタ27.28.29、差分検出回路36及びブロッ
ク長指定信号入力端子17が備えられている。(Example) Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, if the block length is specified, encoding is performed with the specified block length, and in other cases, the normalized signal obtained by normalizing the input signal is used to optimize the Determine the block length and perform encoding using the optimal block length. For this purpose, storage devices 25, 26, selectors 27, 28, 29, a difference detection circuit 36, and a block length designation signal input terminal 17 are provided.
ブロック長指定信号入力端子17に入力信号が供給され
ないときは、入力端子1に供給された入力信号は、バッ
ファ37に蓄積された後、ブロック長の一つの候補N、
を用いて正規化回路2で入力信号の分散値で正規化され
る。正規化された信号は記憶装置25に記憶されると同
時に差分検出回路36に供給される。また、正規化に用
いた分散値は記憶装置26に記憶される。次に第2のブ
ロック長N2に等しいサンプルに対して、N、の場合と
同様にして正規化が行なわれ、結果が記憶装置25.2
6に記憶され、差分検出回路36に供給される。以上説
明したN1、N2の場合と同様にして、複数のブロック
長N3、N4%・・・・・Nnの場合について入力信号
による正規化が行なわれて対応する正規化信号と分散値
が記憶回路25.26に記憶され、正規化信号はまた差
分検出回路36に供給される。但し、通常N、〈N2く
N3くN4・・・・・〈Nnで、2N。When no input signal is supplied to the block length designation signal input terminal 17, the input signal supplied to the input terminal 1 is stored in the buffer 37, and then one block length candidate N,
The normalization circuit 2 uses the input signal to be normalized by the dispersion value. The normalized signal is stored in the storage device 25 and simultaneously supplied to the difference detection circuit 36. Further, the variance value used for normalization is stored in the storage device 26. Next, the samples equal to the second block length N2 are normalized in the same way as in the case of N, and the result is stored in the storage device 25.2.
6 and is supplied to the difference detection circuit 36. In the same manner as in the cases of N1 and N2 explained above, normalization using input signals is performed for the cases of multiple block lengths N3, N4%...Nn, and the corresponding normalized signals and variance values are stored in the memory circuit. 25 and 26, the normalized signal is also supplied to the difference detection circuit 36. However, normally N, <N2 × N3 × N4...<Nn, 2N.
”Ni+1(1≦i<n)とする。 ブロック長N1、
N2、N3、N4、・・・・・N、に対する正規化信号
の計算が全て終了したとき、差分検出回路36で各ブロ
ック長候補値N1(1≦i<n)の正規化信号yJ(N
i)(j=1・・・・・N、)とその1ブロツク前の値
zj(Ni)に対して正規化信号のブロック間差分二乗
値の総和δ(N、)
が計算される。 δ(N 、 )を用いて最適ブロック
長Nmが選択され、セレクタ27に供給される。セレク
タ27にはまた、ブロック長選択信号が供給されている
。セレクタ27は、ブロック長選択信号が供給されてい
るときは該ブロック長選択信号を、それ以外の場合は差
分検出回路36から供給される最適ブロック長NInを
選択して、出力信号とする。"Ni+1 (1≦i<n). Block length N1,
When the calculation of the normalized signals for N2, N3, N4, . . . N is completed, the difference detection circuit 36 calculates the normalized signal yJ(N
i) The sum δ(N,) of the squared differences between blocks of the normalized signal is calculated for (j=1...N,) and the value zz(Ni) one block before the normalized signal. The optimal block length Nm is selected using δ(N, ) and is supplied to the selector 27. The selector 27 is also supplied with a block length selection signal. The selector 27 selects the block length selection signal when the block length selection signal is supplied, and otherwise selects the optimum block length NIn supplied from the difference detection circuit 36, and outputs the selected signal.
セレクタ27の出力信号により、セレクタ28及び29
において最適ブロック長Nmに対応した正規化信号及び
補助情報が選択されて、正規化信号は線形変換回路3へ
、補助情報である入力信号の分散値と最適ブロック長N
mは多重化回路15へ、それぞれ供給される。最適ブロ
ック長N、、lは、量子化されてから多重化回路15に
伝達される場合もある。The output signal of the selector 27 causes the selectors 28 and 29 to
The normalized signal and auxiliary information corresponding to the optimal block length Nm are selected, and the normalized signal is sent to the linear transformation circuit 3, where the auxiliary information is the dispersion value of the input signal and the optimal block length Nm.
m are respectively supplied to the multiplexing circuit 15. The optimal block lengths N, , l may be quantized and then transmitted to the multiplexing circuit 15.
最適ブロック長Nmはまた、線形変換回路3にも供給さ
れている。線形変換回路3ではセレクタ27から供給さ
れた最適ブロック長を用いてNff1点離散線形変換が
行なわれ、得られた変換係数は量子化器4とビット配分
回路6へ供給される。ビット配分回路6では、線形変換
回路3から供給された変換係数を用いてビット配分を行
ない、得られたビット配分情報を用いて量子化器4は線
形変換回路3から供給される変換係数の量子化を行なう
。The optimum block length Nm is also supplied to the linear transformation circuit 3. In the linear transformation circuit 3, Nff one-point discrete linear transformation is performed using the optimum block length supplied from the selector 27, and the obtained transformation coefficients are supplied to the quantizer 4 and the bit allocation circuit 6. The bit allocation circuit 6 performs bit allocation using the transform coefficients supplied from the linear transform circuit 3, and the quantizer 4 uses the obtained bit allocation information to perform quantization of the transform coefficients supplied from the linear transform circuit 3. .
量子化された変換係数、前記のビット配分情報は多重化
回路15で、前記最適ブロック長Nm及び入力信号の分
散値と多重化されて、伝送路8へ送出される。The quantized transform coefficients and the bit allocation information are multiplexed with the optimum block length Nm and the dispersion value of the input signal in the multiplexing circuit 15, and sent to the transmission line 8.
ブロック長指定信号入力端子17に入力信号が供給され
たときは、セレクタ27は供給されたブロック長N、を
選択して、最適ブロック長Nmに設定する。従って、以
降の線形変換及び量子化は供給されたブロック長N、に
基づいて行なわれる。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。When an input signal is supplied to the block length designation signal input terminal 17, the selector 27 selects the supplied block length N, and sets it to the optimum block length Nm. Therefore, subsequent linear transformation and quantization are performed based on the supplied block length N. Next, referring to FIG. 2, an actual procedure for selecting an optimum block length will be described, taking as an example a case where an optimum block length is determined from n types of block lengths. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that n=3 (the optimum block length is selected from three different block lengths) as shown in FIG.
符号化器が動作を開始した時点の時刻1=0とする。時
刻N1T(T4よりンプリング周期)においては、第1
図のバッファ37にN1個の入力信号サンプルが蓄積さ
れる。この様子を第2図(a)の(A)に示す。同図で
N1(1)と表示された入力信号サンプル、すなわちI
と示されてハツチングを施された部分に対してブロック
長N1による正規化を行ない、正規化信号を記憶装置に
記憶する。時刻N2Tには、バッファ37に第2のブロ
ック長N2(N1<N2)に等しいサンプルが蓄積され
る。この様子を第2図(a)の(B)に示す。このとき
、同図でN 、 (2)と表示された入力信号サンプル
、すなわち■と示されてハツチングを施された部分に対
してブロック長N、による正規化を行ない、さらにN2
(1)と表示された入力信号サンプル、すなわちIと示
されてハツチングを施された部分と■と示されてハツチ
ングを施された部分に対してブロック長N2による正規
化を行ない、それぞれの正規化信号を記憶装置に記憶す
る。時刻(N、十N2)Tには、バッファにN、十N2
に等しいサンプルが蓄積される。この様子を第2図(a
)の(C)に示す。このときには、同図でN 1 (3
)と表示された入力信号サンプル、すなわち■と示され
てハツチングを施された部分に対してブロック長N1に
よる正規化を行ない、正規化信号を記憶装置に記憶する
。さらに、時刻N3Tには、バッファに第3のブロック
長N 3(N t < N 2< N 3)に等しいサ
ンプルが蓄積される。この様子を第2図(a)の(D)
に示す。このとき、同図でN 、 (4)と表示された
入力信号サンプル、すなわち■と示されてハツチングを
施された部分に対してブロック長N1による正規化を行
ない、またN2(2)と表示された入力信号サンプル、
すなわち■と示されてハツチングを施された部分と■と
示されてハツチングを施された部分に対してブロック長
N2による正規化を行ない、さらにN5(1)と表示さ
れた入力信号サンプル、すなわち■、■、■、■と示さ
れてハツチングを施された部分に対してブロック長N3
による正規化を行ない、それぞれの正規化信号を記憶装
置に記憶する。以下、記憶装置に記憶された、N 、(
i)、N 1 (2)、Nt(3)、N 1 (4)に
対応する正規化信号、N2(1)とN 2 (2)に対
応する正規化信号、及びN5(1)に対応する正規化信
号を用いて、ブロック長N1、N2、N3に対する正規
化信号のブロック間差分δ(N1)、δ(N2)、δ(
N3)を計算し、最適ブロック長NlTlを決定する。Let time 1=0 be the time when the encoder starts operating. At time N1T (sampling period from T4), the first
N1 input signal samples are stored in the buffer 37 shown. This state is shown in (A) of FIG. 2(a). The input signal sample labeled N1(1) in the figure, i.e. I
The hatched portion indicated by is normalized by the block length N1, and the normalized signal is stored in the storage device. At time N2T, samples equal to the second block length N2 (N1<N2) are accumulated in the buffer 37. This situation is shown in FIG. 2(a)-(B). At this time, the input signal sample indicated as N (2) in the same figure, that is, the hatched part indicated as ■, is normalized by the block length N, and further N2
(1) Normalization is performed on the input signal samples indicated as I, that is, the hatched portion indicated as I, and the hatched section indicated as ■, and the respective normalized and store the converted signal in a storage device. At time (N, 10N2) T, there are N, 10N2 in the buffer.
Samples equal to are accumulated. This situation is shown in Figure 2 (a
) is shown in (C). At this time, N 1 (3
), that is, the hatched portion indicated by ■, is normalized by the block length N1, and the normalized signal is stored in the storage device. Furthermore, at time N3T, samples equal to the third block length N3 (Nt<N2<N3) are accumulated in the buffer. This situation is shown in Figure 2 (a) (D).
Shown below. At this time, the input signal sample shown as N (4) in the same figure, that is, the hatched part marked with ■, is normalized by the block length N1, and is also shown as N2 (2). input signal samples,
In other words, the hatched portion marked with ■ and the hatched portion marked with ■ are normalized by the block length N2, and the input signal sample labeled N5(1), i.e. Block length N3 for the hatched parts indicated as ■, ■, ■, ■
The normalized signals are normalized according to the following, and each normalized signal is stored in a storage device. Hereinafter, N,(
i), normalized signals corresponding to N 1 (2), Nt (3), N 1 (4), normalized signals corresponding to N2 (1) and N 2 (2), and normalized signals corresponding to N5 (1). The inter-block differences δ(N1), δ(N2), δ(
N3) and determine the optimal block length NlTl.
以上の処理手続きをまとめて、第2図(b)に示す。N
5=2N2”4Ntの場合を例にとると、最大ブロック
長N3は1、■、■、■の4つの最小ブロック長N、で
表すことができる。I、 II、■、■のブロックの
入力データに対するブロック長N1を用いた正規化はそ
れぞれ■、■、■、工′のブロックにおいて行なわれる
。I+IIとI+IVのブロックの入力データに対する
ブロック長N2を用いた正規化はそれぞれ■と■″のブ
ロックにおいて行なわれる。さらに、I+n+II[+
IVのブロックの入力データに対するブロック長N3を
用いた正規化はI゛のブロックにおいて行なわれる。The above processing procedure is summarized in FIG. 2(b). N
Taking the case of 5=2N2''4Nt as an example, the maximum block length N3 can be expressed by the four minimum block lengths N of 1, ■, ■, ■.Inputs of blocks I, II, ■, ■ Normalization using block length N1 for data is performed in blocks ■, ■, ■, and 《', respectively. Normalization using block length N2 for input data of blocks I+II and I+IV is performed for blocks ■ and ■'', respectively. It is done in a block. Furthermore, I+n+II[+
Normalization using the block length N3 for the input data of the block IV is performed in the block I'.
従って、最も処理量が多い■″のブロックでは、■に対
するブロック長N1を用いた正規化、■十■に対するブ
ロック長N2を用いた正規化、I+■十■十■に対する
ブロック長N3を用いた正規化、さらに正規化信号のブ
ロック間差分δ(N、)、δ(N2)、δ(N3)の計
算と、これらを用いた最適ブロック長Nmの決定を行な
わなければならない。Therefore, for the block ■'', which has the largest amount of processing, normalization is performed using block length N1 for ■, normalization using block length N2 for ■10■, and block length N3 for I+■10■10■. It is necessary to perform normalization, calculate inter-block differences δ(N, ), δ(N2), and δ(N3) of the normalized signals, and determine the optimal block length Nm using these.
すなわち、これら全ての処理に要する時間はN1Tより
短いことが前提となる。That is, it is assumed that the time required for all these processes is shorter than N1T.
第2図(b)から明らかなように、バッファ37は最低
N3Tの容量を持たねばならず、N3T毎にリセットさ
れる。選択された最適ブロック長に対応した正規か信号
がN3サンプルづつ記憶装置から取り出され、線形変換
回路3で線形変換を施された後、量子化器4で量子化さ
れ、第1図の伝送路8に送出される。従って、伝送路8
に送出されるデータは、第2図(C)に示すように、N
3を単位として同じブロック長が連続する。以後、この
ブロック長をユニットブロックと呼ぶ。次に、第3図を
参照して差分検出回路36の動作を詳細に説明する。As is clear from FIG. 2(b), the buffer 37 must have a capacity of at least N3T and is reset every N3T. A normal signal corresponding to the selected optimal block length is taken out from the storage device in N3 samples at a time, subjected to linear transformation in the linear transformation circuit 3, and then quantized in the quantizer 4 to form the transmission line shown in FIG. Sent on 8th. Therefore, transmission line 8
The data sent to N is as shown in Figure 2 (C).
The same block length continues in units of 3. Hereinafter, this block length will be referred to as a unit block. Next, the operation of the difference detection circuit 36 will be explained in detail with reference to FIG.
第3図に差分検出回路36の詳細を示す。第1図の線形
変換回路3から供給される信号は入力端子301に供給
され、出力端子314からの信号はセレクタ27に伝達
される。入力端子301に供給される変換係数はスイッ
チ302、セレクタ304、減算器305に入力される
。スイッチ302の各出力端子には、それぞれ記憶装置
3031.3032、・・・・・、 303nが接続さ
れている。記憶装置3031.3032、・・・・・、
303.はブロック長N1、N2、・・・・・、Nn
に対応しており、303にlブロック前の正規化信号z
j(Nt−t) (j=l・・・・・N、)が格納さ
れている。セレクタ304はこれらの記憶装置3031
.3032、・・・・・、 303nの出力からひとつ
を選択して減算器306に伝達する。FIG. 3 shows details of the difference detection circuit 36. A signal supplied from the linear conversion circuit 3 in FIG. 1 is supplied to the input terminal 301, and a signal from the output terminal 314 is transmitted to the selector 27. The conversion coefficients supplied to input terminal 301 are input to switch 302, selector 304, and subtracter 305. Storage devices 3031, 3032, . . . , 303n are connected to each output terminal of the switch 302, respectively. Storage device 3031.3032,...
303. are block lengths N1, N2,..., Nn
It corresponds to the normalized signal z of l block before in 303.
j(Nt-t) (j=l...N,) is stored. The selector 304 selects these storage devices 3031
.. One of the outputs of 3032, . . . , 303n is selected and transmitted to the subtracter 306.
スイッチ302とセレクタ304は共に、入力端子30
1に供給される正規化信号によって制御される。セレク
タ304の出力は、減算器305で入力端子301に供
給された正規化信号から減算され、結果は乗算器306
に供給される。すなわち、あるブロック長Nに対応した
正規化信号が入力端子301に供給されると、Nに対応
した1ブロツク前の正規化信号がセレクタ304で選択
されて、入力端子301に供給された現在のブロックの
正規化信号から減算器305で減算される。同時に、現
在の正規化信号はスイッチ302によって接続された記
憶装置303.に格納される。乗算器306は減算器3
05から供給された正規化信号のブロック間差分を二乗
する。これまでの演算は各正規化信号サンプルについて
行なわれる。得られたブロック間差分二乗値は累算器3
07で累算され、正規化信号サンプルのブロック間差分
二乗値の全正規化信号サンプルに関する総和が求められ
る。以後、これを単に正規化信号のブロック間差分と呼
ぶ。累算器307の出力である正規化信号のブロック間
差分は、ユニットブロック毎に計算され、記憶装置30
8に格納される。Both the switch 302 and the selector 304 are connected to the input terminal 30.
1. The output of the selector 304 is subtracted from the normalized signal supplied to the input terminal 301 by a subtracter 305, and the result is sent to a multiplier 306.
is supplied to That is, when a normalized signal corresponding to a certain block length N is supplied to the input terminal 301, the normalized signal one block before corresponding to N is selected by the selector 304, and the current signal supplied to the input terminal 301 is selected by the selector 304. A subtracter 305 subtracts it from the normalized signal of the block. At the same time, the current normalized signal is stored in storage device 303 . connected by switch 302 . is stored in Multiplier 306 is subtracter 3
The inter-block difference of the normalized signal supplied from 05 is squared. The previous operations are performed for each normalized signal sample. The obtained inter-block difference square value is stored in accumulator 3.
07, and the sum of the inter-block difference square values of the normalized signal samples for all normalized signal samples is determined. Hereinafter, this will simply be referred to as the inter-block difference of the normalized signal. The inter-block difference of the normalized signal, which is the output of the accumulator 307, is calculated for each unit block and stored in the storage device 30.
It is stored in 8.
最大値検出回路309は、ユニットブロック単位で各ブ
ロック長候補値に対応する変換係数のブロック間差分の
最大値を検出し、記憶装置310に格納する。すなわち
、ユニットブロック毎に記憶装置310にはブロック長
候補値の数だけ、変換係数のブロック間差分最大値が格
納されることになる。Maximum value detection circuit 309 detects the maximum value of inter-block differences of transform coefficients corresponding to each block length candidate value for each unit block, and stores it in storage device 310. That is, for each unit block, the storage device 310 stores as many maximum inter-block differences of transform coefficients as there are block length candidate values.
除算回路316は、記憶装置310から供給されたこれ
らの最大値max Cδ(Nt))を用いて隣接する最
大値max (δ(Ni))とmax (δ(Ni、−
t))の比δR(i)= max(δ(N;−t))/
max(δ(Ni)) ・−・・(3)を1≦i≦n
−1に対して計算し、記憶装置315に格納する。ma
x (・)は最大値演算子である。The division circuit 316 uses these maximum values max Cδ (Nt)) supplied from the storage device 310 to calculate adjacent maximum values max (δ (Ni)) and max (δ (Ni, -
t)) ratio δR(i) = max(δ(N;-t))/
max(δ(Ni)) ・−・(3) as 1≦i≦n
-1 is calculated and stored in the storage device 315. ma
x (·) is the maximum value operator.
最適ブロック長選択回路311ば、記憶装置315から
供給されたこれらの比δR(i)を用いて最適ブロック
長を決定し、セレクタ313に伝達する。最適ブロック
長選択回路311では、m1n(δR(i))を与える
iを1≦i<n−1について探索し、m=iと設定する
ことで最適ブロック長N、11を決定する。The optimal block length selection circuit 311 determines the optimal block length using these ratios δR(i) supplied from the storage device 315 and transmits it to the selector 313. The optimum block length selection circuit 311 searches for i giving m1n(δR(i)) for 1≦i<n−1, and determines the optimum block length N, 11 by setting m=i.
min (・)は最小値演算子である。min (·) is the minimum value operator.
さらに平行して、急変動検出回路312で変換係数ブロ
ック間差分を用いて入力信号特性の急変動を検出し、急
変動が検出されたときには無条件に最小のブロック長を
選択する。これは、急変動検出回路312からセレクタ
313に供給されている信号を、セレクタ313が選択
して出力端子314に伝達することで行なわれる。入力
信号特性の急変動の検出は、記憶装置308から得られ
るδ(N、)の値を比較して行なう。記憶装置308に
は1ユニツトブロツクに対してN。/N1のδ(N、)
が格納されているので、隣接する全てのδ(N、)の比
、δ、)+1(Nt) /δpfit)及びδp(Nt
)/δp+t(Nt)を1≦pくN。/N、に対して調
べて、ひとつでも予め定められたしきい値Thを越える
ものがあれば、急変動が検出されたことにする。しきい
値Thは経験で決定する。Furthermore, in parallel, a sudden change detection circuit 312 detects a sudden change in the input signal characteristics using the difference between transform coefficient blocks, and unconditionally selects the minimum block length when a sudden change is detected. This is performed by the selector 313 selecting a signal supplied to the selector 313 from the sudden change detection circuit 312 and transmitting the selected signal to the output terminal 314. A sudden change in the input signal characteristics is detected by comparing the values of δ(N,) obtained from the storage device 308. The storage device 308 stores N data for one unit block. /N1's δ(N,)
is stored, the ratios of all adjacent δ(N,), δ, )+1(Nt)/δpfit) and δp(Nt
)/δp+t(Nt) 1≦p N. /N, and if even one exceeds a predetermined threshold Th, it is determined that a sudden change has been detected. The threshold value Th is determined empirically.
(発明の効果)
以上詳細に述べたように、本発明によれば異なるブロッ
ク長で正規化を行なって得られる正規化信号のブロック
間差分を用いて最適ブロック長を選択し、最適ブロック
長に対応した正規化信号を線形変換及び量子化して情報
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。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the optimum block length is selected using the inter-block difference of normalized signals obtained by normalizing with different block lengths, and In order to transmit information by linearly converting and quantizing the corresponding normalized signal, it is possible to compress the amount of auxiliary information and improve the encoding quality while satisfying the conflicting demands of resolution and tracking changes in the properties of the input signal. An improved adaptive transform encoding method and apparatus can be provided.
第1図は本発明の1実施例を示すブロック図、第2図は
入力サンプルを格納するバッファの状態の一例と最適ブ
ロック長を選択する手続を示す図、第3図は第2図の差
分検出回路の詳細を示すブロック図、第4図は従来例を
示すブロック図、第5図(a)、 (b)は第4図のビ
ット配分回路工及びビット配分回路■の詳細を示す図、
第6図は他の従来例を示す図、第7図(a)、 (b)
は第6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、1.17.301は入力端子、2は正規化
回路、3は線形変換回路、4は量子化器、6はビット配
分回路、8は伝送路、15は多重化回路、25.26.
3034、・・・・・、303n、 308.310.
315は記憶装置、27.28.29.304.313
はセレクタ、36は差分検出回路、37はバッファ、3
02はスイッチ、305は減算器、306は乗算器、3
07は累算器、309は最大値検出回路、316は除算
器、311は最適ブロック長選択回路、312は急変動
検出回路、16.314は出力端子をそれぞれ示す。
(2羅人弁!=士内原
第
2
図
N5(1)
(8)
(b)
(C)
第
図
(b)
第
7
図Figure 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing an example of the state of a buffer that stores input samples and the procedure for selecting the optimal block length, and Figure 3 is a difference between Figure 2. A block diagram showing details of the detection circuit, FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example, and FIGS.
Fig. 6 shows another conventional example, Fig. 7 (a), (b)
7 is a diagram showing details of the normalization circuit and the denormalization circuit in FIG. 6. FIG. In the figure, 1.17.301 is an input terminal, 2 is a normalization circuit, 3 is a linear conversion circuit, 4 is a quantizer, 6 is a bit allocation circuit, 8 is a transmission line, 15 is a multiplexing circuit, 25.26 ..
3034,..., 303n, 308.310.
315 is a storage device, 27.28.29.304.313
is a selector, 36 is a difference detection circuit, 37 is a buffer, 3
02 is a switch, 305 is a subtracter, 306 is a multiplier, 3
07 is an accumulator, 309 is a maximum value detection circuit, 316 is a divider, 311 is an optimum block length selection circuit, 312 is a sudden change detection circuit, and 16.314 is an output terminal. (2 Luojin dialect!=Shinaihara 2nd Figure N5 (1) (8) (b) (C) Figure (b) Figure 7
Claims (2)
積するために入力信号を適応変換符号化する際に、ブロ
ック長が指定されている場合には該指定されたブロック
長で線形変換を行ない、それ以外の場合には、入力信号
サンプルをバッファに蓄積し、複数のブロック長で入力
サンプルを正規化して正規化信号を得、前記複数のブロ
ック長に対応した正規化信号のブロック間差分を求め、
前記複数のブロック長を大きさの順に並べたときに隣接
する2つのブロック長に対応した前記ブロック間差分の
比と前記ブロック間差分を用いて最適ブロック長を決定
し、該最適ブロック長を用いて前記正規化信号に線形変
換を施し、得られた変換係数を用いて計算したビット配
分により該変換係数を量子化し、前記ビット配分と前記
正規化に用いた値と前記最適ブロック長とを補助情報と
して該量子化出力と共に伝送/蓄積することを特徴とす
る適応変換符号化の方法。(1) When adaptively converting an input signal to compress and transmit/storage the information content of a signal such as voice/music, if a block length is specified, the specified block length is used. perform a linear transformation, otherwise accumulate the input signal samples in a buffer, normalize the input samples with multiple block lengths to obtain a normalized signal, and calculate the normalized signal corresponding to the multiple block lengths. Find the difference between blocks,
When the plurality of block lengths are arranged in order of size, an optimal block length is determined using the ratio of the inter-block differences corresponding to two adjacent block lengths and the inter-block difference, and the optimal block length is used. linearly transform the normalized signal, quantize the transform coefficient by a bit allocation calculated using the obtained transform coefficient, and supplement the bit allocation, the value used for the normalization, and the optimal block length. A method of adaptive transform encoding characterized in that information is transmitted/stored together with the quantized output.
ック長で該バッファに蓄積されたサンプルを正規化して
正規化信号を出力する正規化回路と、前記複数のブロッ
ク長に対応した前記正規化信号を受けて前記正規化信号
のブロック間差分を用いて最適ブロック長を出力する差
分検出回路と、該差分検出回路から供給される最適ブロ
ック長と外部から供給されるブロック長指定信号とを受
けて該ブロック長指定信号に応じて出力を選択する第1
のセレクタと、前記正規化回路の出力を受けて前記第1
のセレクタの出力に対応したブロック長で線形変換を行
なう線形変換回路と、該線形変換回路で得られた変換係
数に対するビット配分を計算するビット配分回路と、該
ビット配分回路で得られたビット配分に従って前記変換
係数を量子化する量子化器と、前記第1のセレクタの出
力と前記量子化器の出力と前記ビット配分回路の出力と
前記正規化に用いた値を多重化して伝送/蓄積する多重
化回路を具備し、前記差分検出回路は、入力された正規
化信号を複数のブロック長に応じて切換えるスイッチと
、該スイッチの複数の出力端子に接続された複数の記憶
装置と、該複数の記憶装置の出力のうち1つを選択する
第4のセレクタと、該第4のセレクタ出力を前記入力さ
れた正規化信号から差引く減算器と、該減算器出力を二
乗する乗算器と、該乗算器の出力を累算する累算器と、
該累算器の出力を格納する第3の記憶装置と、該第3の
記憶装置の複数の出力から最大値を求める最大値検出回
路と、該最大値検出回路の出力を格納する第4の記憶装
置と、該第4の記憶装置の複数の出力のうちの2つのデ
ータの比を求める除算器と、該除算器の出力を格納する
第5の記憶装置と、該第5の記憶装置の出力を用いて最
適ブロック長を決定する最適ブロック長選択回路と、前
記第3の記憶装置から複数の出力を受けて該複数の出力
の間の著しい変化を検出する急変動検出回路と、該急変
動検出回路の出力に応じて前記最適ブロック長選択回路
の出力と該急変動検出回路の出力のいずれかを選択して
出力する第5のセレクタから構成されることを特徴とす
る適応変換符号化装置。(2) a buffer that accumulates input samples; a normalization circuit that normalizes the samples accumulated in the buffer with a plurality of block lengths and outputs a normalized signal; and the normalized signal corresponding to the plurality of block lengths. a difference detection circuit that receives the signal and outputs an optimal block length using the inter-block difference of the normalized signal; and a difference detection circuit that receives the optimal block length supplied from the difference detection circuit and a block length designation signal supplied from the outside. The first selects the output according to the block length designation signal.
the first selector in response to the output of the normalization circuit;
a linear conversion circuit that performs linear conversion with a block length corresponding to the output of the selector; a bit allocation circuit that calculates bit allocation for the conversion coefficient obtained by the linear conversion circuit; and a bit allocation circuit that calculates the bit allocation obtained by the bit allocation circuit. a quantizer that quantizes the transform coefficient according to the method, and multiplexes and transmits/stores the output of the first selector, the output of the quantizer, the output of the bit allocation circuit, and the value used for the normalization. The difference detection circuit includes a multiplexing circuit, a switch that switches the input normalized signal according to a plurality of block lengths, a plurality of storage devices connected to the plurality of output terminals of the switch, and a plurality of storage devices connected to the plurality of output terminals of the switch; a fourth selector that selects one of the outputs of the storage device; a subtracter that subtracts the output of the fourth selector from the input normalized signal; and a multiplier that squares the output of the subtracter; an accumulator that accumulates the output of the multiplier;
a third storage device that stores the output of the accumulator; a maximum value detection circuit that determines a maximum value from a plurality of outputs of the third storage device; and a fourth storage device that stores the output of the maximum value detection circuit. a storage device, a divider that calculates the ratio of two data among the plurality of outputs of the fourth storage device, a fifth storage device that stores the output of the divider; an optimal block length selection circuit that determines an optimal block length using the output; an abrupt change detection circuit that receives a plurality of outputs from the third storage device and detects a significant change between the plurality of outputs; Adaptive transform coding characterized by comprising a fifth selector that selects and outputs either the output of the optimum block length selection circuit or the output of the sudden fluctuation detection circuit according to the output of the fluctuation detection circuit. Device.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1324335A JP2569850B2 (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Method and apparatus for adaptive transform coding |
EP90121798A EP0428156B1 (en) | 1989-11-14 | 1990-11-14 | Adaptive transform coding by selecting optimum block lengths according to variations between successive blocks |
US07/613,122 US5235623A (en) | 1989-11-14 | 1990-11-14 | Adaptive transform coding by selecting optimum block lengths according to variatons between successive blocks |
DE69028176T DE69028176T2 (en) | 1989-11-14 | 1990-11-14 | Adaptive transformation coding through optimal block length selection depending on differences between successive blocks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1324335A JP2569850B2 (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Method and apparatus for adaptive transform coding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03184099A true JPH03184099A (en) | 1991-08-12 |
JP2569850B2 JP2569850B2 (en) | 1997-01-08 |
Family
ID=18164633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1324335A Expired - Lifetime JP2569850B2 (en) | 1989-11-14 | 1989-12-13 | Method and apparatus for adaptive transform coding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2569850B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995001633A1 (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-12 | Sony Corporation | Method and apparatus for encoding digital signals, method and apparatus for decoding the coded signals, and medium for recording the coded signals |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1324335A patent/JP2569850B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995001633A1 (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-12 | Sony Corporation | Method and apparatus for encoding digital signals, method and apparatus for decoding the coded signals, and medium for recording the coded signals |
US5712955A (en) * | 1993-06-30 | 1998-01-27 | Sony Corporation | Method and apparatus for encoding digital signal, method and apparatus for decoding digital signal, and recording medium for encoded signals |
US5899970A (en) * | 1993-06-30 | 1999-05-04 | Sony Corporation | Method and apparatus for encoding digital signal method and apparatus for decoding digital signal, and recording medium for encoded signals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2569850B2 (en) | 1997-01-08 |
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