JPH0332116A - 量子化器および逆量子化器 - Google Patents
量子化器および逆量子化器Info
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- JPH0332116A JPH0332116A JP1167555A JP16755589A JPH0332116A JP H0332116 A JPH0332116 A JP H0332116A JP 1167555 A JP1167555 A JP 1167555A JP 16755589 A JP16755589 A JP 16755589A JP H0332116 A JPH0332116 A JP H0332116A
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- stage
- level
- quantizer
- quantization
- input signal
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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。
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、ディジタル信号の量子化器および逆量子化器
に関するものである。
に関するものである。
ディジタル化され、さらに直交変換された画像信号の量
子化としては、例えば米国特許（１９８７年１１月３日
）Ｎｏ、４，７０４，６２８に記載のものが知られてい
る。当該文献の量子化では、閾値Ｔｃより小さい信号は
Ｏにし、閾値Ｔｃより大きい信号には均一ステップ幅Ｎ
ｆの逆数１／Ｎｆを乗算しており、乗算器を内蔵したプ
ロセッサで実現しゃすい構成となっている。
子化としては、例えば米国特許（１９８７年１１月３日
）Ｎｏ、４，７０４，６２８に記載のものが知られてい
る。当該文献の量子化では、閾値Ｔｃより小さい信号は
Ｏにし、閾値Ｔｃより大きい信号には均一ステップ幅Ｎ
ｆの逆数１／Ｎｆを乗算しており、乗算器を内蔵したプ
ロセッサで実現しゃすい構成となっている。
乗算器内蔵のプロセッサでは、均一ステップ幅の量子化
を行うのは容易である。他方、画像信号の予測誤差信号
の量子化では、信号レベルが大きい所でステップ幅を大
きくすると、限られたステップ数で量子化する時の過負
荷対策として効果があることが知られている。
を行うのは容易である。他方、画像信号の予測誤差信号
の量子化では、信号レベルが大きい所でステップ幅を大
きくすると、限られたステップ数で量子化する時の過負
荷対策として効果があることが知られている。
このようなステップ幅が途中で変化する量子化を、プロ
セッサに内蔵された乗算器を用いて従来技術により実現
する場合には、ステップ幅が変化する所で信号を場合骨
けし、ステップ幅の逆数に対応する乗算定数を変え、ま
た、補正定数を加減算しなければならない０例えば、第
４図に示すように、出力値がＯとなる入力信号を−Ｔ、
からＴ１までの幅２Ｔ、とじ、入力レベルＴｌ＋１２ｇ
１でステップ幅がｇｔからｇ２に、入力レベルＴＩ＋１
２ ・ｇｌ＋（Ｉｔ １２）・ｇ２でステップ幅がｇ
２からｇ３に変化する場合を例にとると、量子化処理は
第、５図のようになる。
セッサに内蔵された乗算器を用いて従来技術により実現
する場合には、ステップ幅が変化する所で信号を場合骨
けし、ステップ幅の逆数に対応する乗算定数を変え、ま
た、補正定数を加減算しなければならない０例えば、第
４図に示すように、出力値がＯとなる入力信号を−Ｔ、
からＴ１までの幅２Ｔ、とじ、入力レベルＴｌ＋１２ｇ
１でステップ幅がｇｔからｇ２に、入力レベルＴＩ＋１
２ ・ｇｌ＋（Ｉｔ １２）・ｇ２でステップ幅がｇ
２からｇ３に変化する場合を例にとると、量子化処理は
第、５図のようになる。
ステップ幅の逆数１／ｇｔ 、１／ｇｚ 、 １
／ｇ３の他に、ステップ幅変更点の値Ｔ、＋１２ｇｔ
、Ｔ、＋１２ ・ｇｔ＋（Ｉｓ ］□〉・ｇ２や補正
定数ｇｓＴｔ、（ｌ□＋１〉・ｇ２（Ｔ＋１２ ・ｇｘ
）を用意しなければならない。
／ｇ３の他に、ステップ幅変更点の値Ｔ、＋１２ｇｔ
、Ｔ、＋１２ ・ｇｔ＋（Ｉｓ ］□〉・ｇ２や補正
定数ｇｓＴｔ、（ｌ□＋１〉・ｇ２（Ｔ＋１２ ・ｇｘ
）を用意しなければならない。
初段のステップ幅ｇ、とじて多種類の特性が必要な場合
には、ステップ幅の逆数１ ／ ｇ ｌたけでなくステ
ップ幅変更点の値や補正定数を、量子化特性に合わせて
切り変えなければならず、処理が複雑になり、あるいは
装置が大きくなるという欠点があった。
には、ステップ幅の逆数１ ／ ｇ ｌたけでなくステ
ップ幅変更点の値や補正定数を、量子化特性に合わせて
切り変えなければならず、処理が複雑になり、あるいは
装置が大きくなるという欠点があった。
このような欠点を回避する一方法として、ＲＡＭまたは
ＲＯＭに量子化特性を記憶させ、入力信号をアドレスと
して信号を変換する方法もある。
ＲＯＭに量子化特性を記憶させ、入力信号をアドレスと
して信号を変換する方法もある。
しかし、画像信号の予測誤差を直交変換したデータを量
子化する場合には、入力データは１２ビット以上の有効
桁を持ち、量子化用のＲＡＭ／ＲＯＭはそれに見合う容
量が必要になるので、ＲＡＭ／ＲＯＭの容量の小さいプ
ロセッサでは、このような方法の採用は困難であった。
子化する場合には、入力データは１２ビット以上の有効
桁を持ち、量子化用のＲＡＭ／ＲＯＭはそれに見合う容
量が必要になるので、ＲＡＭ／ＲＯＭの容量の小さいプ
ロセッサでは、このような方法の採用は困難であった。
同様のことは逆量子化器についても言える。
本発明の目的は、信号レベルが大きい所でステップ幅が
大きくなる量子化器を、乗算器内蔵プロセッサで容易に
実現できる構成を提供することにある。また前記量子化
器の逆操作を行う逆量子化器を、乗算器内蔵プロセッサ
で容易に実現できる構成を提供することにある。
大きくなる量子化器を、乗算器内蔵プロセッサで容易に
実現できる構成を提供することにある。また前記量子化
器の逆操作を行う逆量子化器を、乗算器内蔵プロセッサ
で容易に実現できる構成を提供することにある。
本発明による量子化器は、絶対値が第一の閾値を越える
入力信号を均一のステップ幅で量子化する第一の量子化
手段と、絶対値が各段に設定された閾値を越える前段量
子化手段の出力信号を各段に設定されたステップ幅で均
一量子化する量子化手段との縦続構成となっている。
入力信号を均一のステップ幅で量子化する第一の量子化
手段と、絶対値が各段に設定された閾値を越える前段量
子化手段の出力信号を各段に設定されたステップ幅で均
一量子化する量子化手段との縦続構成となっている。
本発明による逆量子化器は、絶対値が第一の閾値を越え
る入力信号Ｐ均一のステップ幅で逆量子化する第一の逆
量子化手段と、絶対値が各段に設定された閾値を越える
前段逆量子化手段の出力信号を各段に設定されたステッ
プ幅で均一逆量子化する逆量子化手段との縦続構成とな
っている。
る入力信号Ｐ均一のステップ幅で逆量子化する第一の逆
量子化手段と、絶対値が各段に設定された閾値を越える
前段逆量子化手段の出力信号を各段に設定されたステッ
プ幅で均一逆量子化する逆量子化手段との縦続構成とな
っている。
本発明による量子化器は、量子化手段の縦続構成となっ
ており、第２段以降の量子化手段の特性を固定したまま
でも、初段の量子化特性を変えるだけで種々の量子化特
性が実現できる。第２段以降を固定すれば、量子化特性
を変えるのは初段の量子化定数の切り替えだけであるの
で、従来技術より簡単な処理、あるいは小さい装置で実
現できる。
ており、第２段以降の量子化手段の特性を固定したまま
でも、初段の量子化特性を変えるだけで種々の量子化特
性が実現できる。第２段以降を固定すれば、量子化特性
を変えるのは初段の量子化定数の切り替えだけであるの
で、従来技術より簡単な処理、あるいは小さい装置で実
現できる。
また本発明による逆量子化器も、逆量子化手段の縦続構
成となっており、最終段より前の逆量子化手段の特性も
固定したままで、最終段の逆量子化特性を変えるだけで
前記量子化器の種々の量子化特性に対応できる。最終段
より前の段を固定すれば、逆量子化特性を変えるのは最
終段の逆量子化定数の切り替えだけであるので、従来技
術より簡単な処理、あるいは小さい装置で実現できる。
成となっており、最終段より前の逆量子化手段の特性も
固定したままで、最終段の逆量子化特性を変えるだけで
前記量子化器の種々の量子化特性に対応できる。最終段
より前の段を固定すれば、逆量子化特性を変えるのは最
終段の逆量子化定数の切り替えだけであるので、従来技
術より簡単な処理、あるいは小さい装置で実現できる。
第１図は、本発明による量子化器の一実施例の構成を示
す図である。
す図である。
第１図において、量子化器はｎ段に分れている。
第１段では、判定回路１で入力信号が閾値Ｔ１以上か、
閾値−丁１以下か、あるいはその間の値かを判定し、入
力信号が−Ｔ１より大きくＴ、より小さい場合には回路
２からＯを出力し、入力信号が閾値Ｔ１以上の場合には
加算器３でｇｔ Ｔ１を加算した後、乗算器４で１／
ｇ１を乗算し、入力信号が閾値−丁１以下の場合には加
算器５でｇ、−Ｔ、を減算した後、乗算器６で１／ｇ１
を乗算する。
閾値−丁１以下か、あるいはその間の値かを判定し、入
力信号が−Ｔ１より大きくＴ、より小さい場合には回路
２からＯを出力し、入力信号が閾値Ｔ１以上の場合には
加算器３でｇｔ Ｔ１を加算した後、乗算器４で１／
ｇ１を乗算し、入力信号が閾値−丁１以下の場合には加
算器５でｇ、−Ｔ、を減算した後、乗算器６で１／ｇ１
を乗算する。
第２段では、判定回路７で入力信号が閾値１２＋１以上
か、閾値−（１２＋１）以下か、あるいはその間の値か
を判定し、入力信号が−（１２＋１〉より太きく １２
＋１より小さい場合には何もせず、入力信号が閾値１２
千１以上の場合には加算器８で（１２＋１）（ｋｚ
１）を加算した後、乗算器９で１／に２を乗算し、入力
信号が閾値（１２＋１）以下の場合には加算器１０で（
１２＋１）（ｋｚ １）を減算した後、乗算器１１で１
／に２を乗算する。
か、閾値−（１２＋１）以下か、あるいはその間の値か
を判定し、入力信号が−（１２＋１〉より太きく １２
＋１より小さい場合には何もせず、入力信号が閾値１２
千１以上の場合には加算器８で（１２＋１）（ｋｚ
１）を加算した後、乗算器９で１／に２を乗算し、入力
信号が閾値（１２＋１）以下の場合には加算器１０で（
１２＋１）（ｋｚ １）を減算した後、乗算器１１で１
／に２を乗算する。
第３段から第ｎ段は第２段と同様で、第ｎ段では、判定
回路１７で入力信号が閾値１．＋１以上か、閾値−（１
，＋１）以下か、あるいはその間の値かを判定し、入力
信号が−（１，＋１）より太きく１ｆｉ＋１より小さい
場合には何もせず、入力信号が閾値１．＋１以上の場合
には加算器１８で（１，＋１＞（ｋ、−１）を加算した
後、乗算器１９で１／に、を乗算し、入力信号が閾値−
（１１１＋１）以下の場合には加算器２０で（１゜＋１
）（ｋ、−１）を減算した後、乗座器２１で１／に、を
乗算する。
回路１７で入力信号が閾値１．＋１以上か、閾値−（１
，＋１）以下か、あるいはその間の値かを判定し、入力
信号が−（１，＋１）より太きく１ｆｉ＋１より小さい
場合には何もせず、入力信号が閾値１．＋１以上の場合
には加算器１８で（１，＋１＞（ｋ、−１）を加算した
後、乗算器１９で１／に、を乗算し、入力信号が閾値−
（１１１＋１）以下の場合には加算器２０で（１゜＋１
）（ｋ、−１）を減算した後、乗座器２１で１／に、を
乗算する。
各段では、ステップ幅の逆数を乗算しているので、均一
なステップ幅の量子化が行われる。
なステップ幅の量子化が行われる。
第３図は、第１図の量子化器で実現される量子化特性で
ある。
ある。
入力レベルＴ１からＴＩ＋１２・ｇｔまではステップ幅
ｇ１で量子化され、入力レベルＴ、＋１３ ・ｇｘから
ＴＩ＋１２ ・ｇｔ＋（１３１２）ｋｚ・ｇｌまではス
テップ幅に２・ｇｌで量子化される。量子化特性の変更
は、第１段のステップ幅ｇ１と閾値Ｔ、を変えることで
変更でき、第２段以降は変更しなくて良い。各段で使用
する定数は、第１段では閾値Ｔｌと補正定数ｇ、−Ｔ。
ｇ１で量子化され、入力レベルＴ、＋１３ ・ｇｘから
ＴＩ＋１２ ・ｇｔ＋（１３１２）ｋｚ・ｇｌまではス
テップ幅に２・ｇｌで量子化される。量子化特性の変更
は、第１段のステップ幅ｇ１と閾値Ｔ、を変えることで
変更でき、第２段以降は変更しなくて良い。各段で使用
する定数は、第１段では閾値Ｔｌと補正定数ｇ、−Ｔ。
乗算定数１ ／ ｇ １であり９第２段以降では閾値ｌ
＼ １＋１と補正定数（１１＋１）、（ｋｘ １）と乗算
定数１ ／ ｋ １の３つであるので、実現すべき量子
化特性の数をｍとすると、全体で必要な量子化定数の数
は３（ｍ−ｎ−１）となる。
＼ １＋１と補正定数（１１＋１）、（ｋｘ １）と乗算
定数１ ／ ｋ １の３つであるので、実現すべき量子
化特性の数をｍとすると、全体で必要な量子化定数の数
は３（ｍ−ｎ−１）となる。
第２図は、本発明による逆量子化器の一実施例の構成を
示す図である。
示す図である。
第２図において、逆量子化器はｎ段に分れている。
最終段では、判定回路４５で入力信号が正か、負か、あ
るいはＯかを判定し、Ｏの場合には何もせず、入力信号
が正の場合には乗算器４６でｇ。
るいはＯかを判定し、Ｏの場合には何もせず、入力信号
が正の場合には乗算器４６でｇ。
を乗算した後、加算器４７でｇｌ／２Ｔ□を減算し、入
力信号が負の場合には乗算器４８でｇｌを乗算した後、
加算器４９でｇ１／２Ｔｔを加算する。最終段直前の段
では、判定回路４０で入力信号が閾値１２−１以上か、
閾値−（１２＋１）以下か、あるいはその間の値かを判
定し、入力信号が−（１２＋１）より太きく １２ ＋
１より小さい場合には何もせず、入力信号が閾値１２
＋１以上の場合には乗算器４１でに２を乗算した後、加
算器４２で（ｌａ ＋１／２）（ｋｚ １）を減算し
、入力信号が閾値−（１２＋１’）以下の場合には乗算
器４３でに２を乗算した後、加算器４４で（１２＋１／
２）（ｋｚ １）を加算する。最終段二つ前の段から
先頭段は最終段直前の段と同様で、最終段を第１段とし
先頭段を第ｎ段とすると、第ｎ段では、判定回路３０で
入力信号が閾値ｌ。
力信号が負の場合には乗算器４８でｇｌを乗算した後、
加算器４９でｇ１／２Ｔｔを加算する。最終段直前の段
では、判定回路４０で入力信号が閾値１２−１以上か、
閾値−（１２＋１）以下か、あるいはその間の値かを判
定し、入力信号が−（１２＋１）より太きく １２ ＋
１より小さい場合には何もせず、入力信号が閾値１２
＋１以上の場合には乗算器４１でに２を乗算した後、加
算器４２で（ｌａ ＋１／２）（ｋｚ １）を減算し
、入力信号が閾値−（１２＋１’）以下の場合には乗算
器４３でに２を乗算した後、加算器４４で（１２＋１／
２）（ｋｚ １）を加算する。最終段二つ前の段から
先頭段は最終段直前の段と同様で、最終段を第１段とし
先頭段を第ｎ段とすると、第ｎ段では、判定回路３０で
入力信号が閾値ｌ。
＋１以上か、閾値−（ｌＩｌ＋１）以下か、あるいはそ
の間の値かを判定し、入力信号が−（１１＋１）より太
きくｔａ＋１より小さい場合には何もせず、入力信号が
閾値ｌ、＋１以上の場合には乗算器３１でｋｆｉを乗算
した後、加算器３２で（Ｉ、＋１）（ｋゎ−１〉を減算
し、入力信号が閾値−（１゜＋１〉以下の場合には乗算
器３３でに１を乗算した後、加算器３４で（１，＋１）
（ｋｎ−１〉を加算する。各段では、ステップ幅の逆数
を乗算しているので、均一なステップ幅の逆量子化が行
われる。
の間の値かを判定し、入力信号が−（１１＋１）より太
きくｔａ＋１より小さい場合には何もせず、入力信号が
閾値ｌ、＋１以上の場合には乗算器３１でｋｆｉを乗算
した後、加算器３２で（Ｉ、＋１）（ｋゎ−１〉を減算
し、入力信号が閾値−（１゜＋１〉以下の場合には乗算
器３３でに１を乗算した後、加算器３４で（１，＋１）
（ｋｎ−１〉を加算する。各段では、ステップ幅の逆数
を乗算しているので、均一なステップ幅の逆量子化が行
われる。
本発明による量子化器では、ｍ種類の特性を実現するの
に要する量子化定数の数は３（ｍ＋ｎ−１）程度であり
、レベルの大きい所のステップ幅が前段でのステップ幅
の倍数になるという制約はあるが、従来方法では必要な
量子化定数の数が３ｍｎ程度になるのと比較すると、本
発明により、レベルが大きい所でステップ幅を大きくす
る量子化器が、乗算器内蔵プロセッサで容易に実現でき
ることがわかる。逆量子化器についても同様に、本発明
により、レベルが大きい所でステップ幅を大きくする逆
量子化器が、乗算器内蔵プロセッサで容易に実現できる
。
に要する量子化定数の数は３（ｍ＋ｎ−１）程度であり
、レベルの大きい所のステップ幅が前段でのステップ幅
の倍数になるという制約はあるが、従来方法では必要な
量子化定数の数が３ｍｎ程度になるのと比較すると、本
発明により、レベルが大きい所でステップ幅を大きくす
る量子化器が、乗算器内蔵プロセッサで容易に実現でき
ることがわかる。逆量子化器についても同様に、本発明
により、レベルが大きい所でステップ幅を大きくする逆
量子化器が、乗算器内蔵プロセッサで容易に実現できる
。
第１図は本発明の量子化器の一実施例の構成を示す図、
第２図は本発明の逆量子化器の一実施例の構成を示す図
、第３図は第１図に示す量子化器の特性を示す図、第４
図は量子化器の一般的特性を示す図、第５図は従来技術
による量子化器の構成を示す図である。 １．７，１２，１７．３０，３５，４０．４５・・・判
定回路、２・・・０レベル発生回路、３．５，８１０．
１３，１５，１８．２０，３２．３４．３７．３９，４
２，４４．４７．４９・・・加算器、４゜６．９．１１
，１４，１６，１９．２１．３１゜３８゜ ３゜ ６゜ ４８・・・乗 算器。
第２図は本発明の逆量子化器の一実施例の構成を示す図
、第３図は第１図に示す量子化器の特性を示す図、第４
図は量子化器の一般的特性を示す図、第５図は従来技術
による量子化器の構成を示す図である。 １．７，１２，１７．３０，３５，４０．４５・・・判
定回路、２・・・０レベル発生回路、３．５，８１０．
１３，１５，１８．２０，３２．３４．３７．３９，４
２，４４．４７．４９・・・加算器、４゜６．９．１１
，１４，１６，１９．２１．３１゜３８゜ ３゜ ６゜ ４８・・・乗 算器。
Claims (2)
- （１）絶対値が第一の閾値を越える入力信号を均一のス
テップ幅で量子化する量子化手段を第一段とし、絶対値
が当該段に設定された閾値を越える前段量子化手段の出
力信号を当該段に設定されたステップ幅で均一量子化す
る量子化手段を第二段以降に縦続接続することを特徴と
する量子化器。 - （２）絶対値が第一の閾値を越える入力信号を均一のス
テップ幅で逆量子化する逆量子化手段を第一とし、絶対
値が当該段に設定された閾値を越える前段逆量子化手段
の出力信号を当該段に設定されたステップ幅で均一逆量
子化する逆量子化手段を第二段以降に縦続接続すること
を特徴とする逆量子化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16755589A JP2797467B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 量子化器および逆量子化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16755589A JP2797467B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 量子化器および逆量子化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332116A true JPH0332116A (ja) | 1991-02-12 |
| JP2797467B2 JP2797467B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15851896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16755589A Expired - Lifetime JP2797467B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 量子化器および逆量子化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797467B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998569A (ja) * | 1973-01-22 | 1974-09-18 | ||
| JPS6474883A (en) * | 1987-09-17 | 1989-03-20 | Fujitsu Ltd | System for quantizing gain/shape vector |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP16755589A patent/JP2797467B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998569A (ja) * | 1973-01-22 | 1974-09-18 | ||
| JPS6474883A (en) * | 1987-09-17 | 1989-03-20 | Fujitsu Ltd | System for quantizing gain/shape vector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2797467B2 (ja) | 1998-09-17 |
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