JPH03270324A - 可変長符号化制御方式 - 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】 〔概要〕 音声信号や画像信号等を適応ビット割当てにより符号化
する可変長符号化制御方式に関し、適応的にサブブロッ
クの分割数を選択して、符号化効率を向上することを目
的とし、 信号系列を−・定長毎のブロックに区切り、該ブロック
をそれぞれ異なる分割数で分割したサブブロックの組を
形成する分割手段と、該分割手段により分割されたサブ
ブロックの岨対応に適応ビット割当てにより符号化を行
う符号化部と、該符号化部によるサブブロックの組対応
の符号化結果の評価関数を求める評価部とを備え、該評
価部による評価関数が最良となる前記サブブロックの組
を選択し、該サブブロックの組の前記符号化部による符
号化結果を可変長符号化出力とするように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、音声信号や画像信号等を適応ビット割当てに
より符号化する可変長符号化制御方式に関するものであ
る。

音声信号等をディジタル伝送する場合、圧縮符号化によ
り伝送効率を向上させる方式が採用されている。例えば
、音声信号を８ＫＨｚでサンプリングし、μｍ１ａｗや
Ａ−ｆａｗの圧伸側により８ピントに符号化し、６４　
Ｋ　ｂ　／　ｓの伝送速度で伝送する音声ディジタル回
線が知られている。この音声信号を更に圧縮して３２　
Ｋ　ｂ　／　ｓの速度とすることにより、１回線で２チ
ャネル分の音声信号を伝送することができる。

このような圧縮符号化方式として、例えば、適応的にビ
ットを割当てる可変長符号化方式が知られており、受信
側の再生信号の品質を劣化させることなく、更に圧縮す
ることが要望されている。

〔従来の技術〕

第４図は従来例の説明図であり、４１は帯域分割部、４
２〜４４は符号化部、４５は適応ピント割当制御を行う
制御部、４６は多重化部、４７は伝送路、４８は分離部
、４９〜５１は復号化部、５２は帯域合成部である。

入力音声信号は、帯域分割部４１により例えば低域、中
域、高域の３帯域に分割され、帯域対応の符号化部４２
〜４４に於いて符号化される。その場合に、制御部４５
により例えばパワーの大きい帯域に対してより多くのビ
ットを割当てる制御が行われ、その割当ビット数を示す
補助情報が多重化部４６に加えられ、各符号化部４２〜
４４の出力ビットと共に補助情報が多重化されて伝送路
４７に送出され、補助情報によって示される可変長符号
として伝送される。

符号化部４２〜４４は、例えば、残差信号の大きさに応
じて適応的に量子化ステップサイズを切替える適応パル
ス符号化（ＡＰＣ）方式により符号化する構成とするこ
とができる。

受信側に於いては、分離部４８により補助情報が分離さ
れ、且つ補助情報に従って受信した可変長符号を帯域対
応に分離されて、復号化部４９〜５１に於いて補助情報
に従って復号化され、帯域対応の復号化信号は帯域合成
部５２により合成されて、受信再生音声信号となる。

適応ビット割当ては、例えば、一定長のプロ、２りを所
定数で分割してサブブロックとし、各サブブロックｉの
信号パワーＰ　（ｉ）を計算し、各サブブロックｉの１
サンプル当たりの量子化ビット数の差が （１／　２　）　ｌｏｇ２　（Ｐ（ｉ））となるように
、ビットを割当てるものである。

（発明が解決しようとする問題点〕 前述のように、従来例に於いては、一定長のブロックを
所定数で分割してサブブロックとし、各サブブロック対
応にビット割当てを行うものであり、ブロック内のサブ
ブロックの数は固定的に定められている。従って、ブロ
ック内のサブプロ・ンク毎のパワーの変化が小さく、サ
ブブロックに細分化する必要がないような場合でも、サ
ブブロック対応にビット割当てが行われるから、余分な
ビットを含むことになる。

本発明は、適応的にサブブロックの分割数を選択して、
符号化効率を向上することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の可変長符号化制御方式は、評価関数を基に最適
な数に分割したサブブロックについて適応ビット割当て
を行うものであり、第１図を参照して説明する。

信号系列を一定長毎のブロックに区切り、このブロック
をそれぞれ異なる分割数で分割したサブブロックの組を
形成する分割手段１と、この分割手段により分割された
サブブロックの組対応に適応ビット割当てにより符号化
を行う符号化部２と、この符号化部２によるサブブロッ
クの組対応の符号化結果の評価関数を求める評価部３と
を備え、この評価部３による評価関数が最良となるサブ
ブロックの組を選択し、そのサブブロックの組の符号化
部２による符号化結果を可変長符号として出力するもの
である。

〔作用］ 分割手段１は、周波数と時間との何れか一方或いは両方
の分割を行うものであり、この分割手段１により一定長
のブロックがサブブロックに分割される。その場合の分
割数がそれぞれ異なるサブブロックの組を形成し、符号
化部２に於いてそれぞれの組毎に適応ビット割当てによ
る符号化を行うものである。評価部３に於いては、サブ
ブロックの組毎の符号化結果を基に評価関数を求めて比
較し、最も良い評価関数のサブブロックの組を選択する
もので、評価関数として、例えば、量子化雑音電力を用
いた場合には、この量子化雑音電力が最小となるサブブ
ロックの組を選択することになる。従って、ブロック内
の信号パワーの変化に対応して最適なサブブロックの分
割数により、適応ビット割当てによる可変長符号を得る
ことができる。

［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。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１．２
３．２５は高域フィルタ、１２，２４゜２６は低域フィ
ルタ、１３．１４は低速サンプリング部、１５〜２０は
符号器、２１．２２はビット割当制御部、２７．２８は
加算器、２９．３０は時分割部、３１．３２は合或部、
３３．３４は量子化雑音算出部、３５は比較判定部、３
６はセレクタ、３７．３８はサブブロックの組対応の符
号化部である。

音声信号は、例えば、３２サンプルを１ブロツクとして
入力され、高域フィルタ１１と低域フィルタ１２とによ
り帯域分割され、それぞれ低速サンプリング部１３．１
４により間引き処理されて１ブロツクが１６サンプルと
なるように低速化される。即ち、１ブロツクが高域のサ
ブブロックと低域のサブブロックとに分割される。

符号化部３７は、高域と低域とのサブブロック対応の符
号器１５．１６と、適応的にビット割当てを行うビット
割当制御部２１と、高域フィルタ２３と、低域フィルタ
２４と、加算器２７とから構成され、１ブロツクを２サ
ブブロツクとした組について適応ビット割当てによる符
号化が行われる。

又符号化部３８は、時分割部２９．３０と、符号器１７
〜２０と、合底部３１．３２と、ピント割当制御部２２
と、高域フィルタ２５と、低域フィルタ２６と、加算器
２８とから構成され、時分割部２９．３０は、図示を省
略したタイミング信号により、１ブロツクの前半と後半
とを分割し、前半のサブブロックが符号器１７．１９に
加えられ、後半のサブブロックが符号器１８．２０に加
えられるようにするものである。即ち、高域及び低域の
サブブロックが、ｌブロック時間の前半と後半とに分割
され、周波数帯域と時間との分割により４サブブロツク
が形成される。

又各サブブロックが入力されるビット割当制御部２２に
より、各サブブロック対応に適応的にビット割当制御が
行われて、符号器１７〜２０によって符号化が行われる
。即ち、１ブロツクを４サブブロツクとした組について
適応ビット割当てによる符号化が行われる。

量子化雑音電力算出部３３．３４によりそれぞれ２サブ
ブロツクの組の符号化出力と４サブブロツクの組の符号
化出力とについて量子化雑音電力を算出し、比較判定部
３５に於いて比較し、量子化雑音電圧の小さい方の符号
化出力を選択するように、比較判定部３５によりセレク
タ３６を制御する。この比較判定部３５によるセレクタ
３６の制御情報を補助情報として伝送することになる。

前述の実施例の高域フィルタ１１と低域フィルタ１２と
時分割部２９．３０とにより、第１図に於ける分割手段
１が構成され、符号器１５〜２０とビット割当制御部２
１．２２とを含めて、第１図に於ける符号化部２が構成
され、量子化雑音電力算出部３３．３４と比較判定部３
５とセレクタ３６とにより、第１図に於ける評価部３が
構成されている。

第３図（ａ）、　（ｂ）はサブブロックの説明図であり
、（ａ）はｔＯ〜ｔ２の１ブロツクを帯域分割によりサ
ブブロックｆｌ、ｆ２とした場合を示し、又Ｏ）はｔＯ
〜ｔ２の１ブロツクを帯域分割し、且つｌブロックを前
半のｔＯ〜ｔ１と後半のｔｌ−１２とに時間分割して、
サブブロックｆｉｌ、ｆ１２゜ｆ２１．ｆ２２とした場
合を示す。

適応ビット割当てによる符号化に於いては、サブブロッ
ク間のパワーに６ｄＢの差がある時は、量子化ビットに
１ビツトの差をつけて符号化することにより、全体的に
Ｓ／Ｎが同しになることが知られている。従って、（ａ
）に於いて、低域サブブロックｆ２をｎビットで符号化
した時に、高域サブブロックｆ１のパワーが低域サブブ
ロックｆ２より６ｄＢ大きい時には、（ｎ＋１）ビット
で符号化すれば良いことになる。この場合、第２図に於
いては、符号化部３７による符号化出力をセレクタ３６
から選択出力すれば良いことになる。

又（ｂ）に於いて、高域の後半（ｔｌ〜ｔ２）のサブブ
ロックｆ１２をｎビットで符号化した時、それより１２
ｄＢ大きい高域の前半（ｔｏ−ｔｌ）のサブブロックｆ
ｉｌを（ｎ＋２）ビットで符号化し、サブブロックｆ１
２より６ｄＢ大きい低域の前半のサブブロックｆ２１を
（ｎ＋１）ビットで符号化し、サブブロックｆ１２より
６ｄＢ小さい低域の後半のサブブロックｆ２２を（ｎ−
１）ビットで符号化すれば、最適ビット割当てが行われ
ることになる。この場合、第２図に於いては、符号化部
３８の符号化出力をセレクタ３６から選択出力すれば良
いことになる。

前述の実施例は、入力信号を周波数帯域により分割して
、１ブロツクを２サブブロツクとした組と、更に１ブロ
ツクを前半と後半とに分割して、１ブロツクを４サブブ
ロツクに分割した組とについて、適応ビット割当てによ
り符号化する場合を示すものであるが、周波数帯域及び
時間を更に異なる数で細分化してサブブロックを形威し
、それぞれのサブブロックの組について適応ビット割当
てにより符号化することも可能である。

又評価関数として、前述の実施例に於いては、量子化雑
音電力を用いる場合を示すものであるが、他の評価関数
を用いることも可能である。例えば、ハフマン符号化等
のエントロピー符号化を行う場合に、サブブロックの組
対応の可変長符号化出力のエントロピーを求めて、最適
なサブブロックの組の符号器の出力を選択することがで
きる。このエントロピーは、原信号を表す為に必要なビ
ットの平均数を示すものであるから、エントロピーが最
小となるサブブロックの組を見つけることにより、符号
化効率を向上することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、分割手段ｌにより一定
長のブロックを帯域分割や時間分割によりそれぞれ異な
る分割数で分割したサブプロ、りの組を形成し、符号化
部２によりサブブロックの組対応に適応ビット割当で符
号化し、評価部３によりサブブロックの組対応の評価関
数を求めて、最良の評価関数となるサブブロックの組を
選択し、そのサブブロックの組の符号化結果を可変長符
号として出力するものであり、適応的にサブブロックの
組を選択して適応ビット割当てにより符号化することが
できるので、符号化効率を向上することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図（ａ）、　（ｂ）はサブブロック
の説明図、第４図は従来例の説明図である。 る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　信号系列を一定長毎のブロックに区切り、該ブロック
   をそれぞれ異なる分割数で分割したサブブロックの組を
   形成する分割手段（１）と、該分割手段（１）により分
   割されたサブブロックの組対応に適応ビット割当てによ
   り符号化を行う符号化部（２）と、該符号化部（２）に
   よるサブブロックの組対応の符号化結果の評価関数を求
   める評価部（３）とを備え、該評価部（３）による評価
   関数が最良となる前記サブブロックの組を選択し、該サ
   ブブロックの組の前記符号化部（２）による符号化結果
   を可変長符号化出力とすることを特徴とする可変長符号
   化制御方式。