JPH0472434B2 - - Google Patents

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JPH0472434B2
JPH0472434B2 JP8867781A JP8867781A JPH0472434B2 JP H0472434 B2 JPH0472434 B2 JP H0472434B2 JP 8867781 A JP8867781 A JP 8867781A JP 8867781 A JP8867781 A JP 8867781A JP H0472434 B2 JPH0472434 B2 JP H0472434B2
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JP
Japan
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code
signal
circuit
encoding
quantization
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JP8867781A
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Japanese (ja)
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JPS57203385A (en
Inventor
Norio Suzuki
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS57203385A publication Critical patent/JPS57203385A/en
Publication of JPH0472434B2 publication Critical patent/JPH0472434B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はテレビジヨン信号等の画像信号の不等
長符号を用いた符号化装置に関する。 テレビジヨン信号等の画像信号は画面の水平、
垂直及び時間方向に対して相関が強いので、画像
信号を直接伝送する代りに、伝送しようとする画
素信号の近傍の画素信号から予測信号を作り、伝
送しようとする信号と予測信号との差信号、すな
わち、予測誤差信号を伝送することによつて伝送
情報量を節約することができる。このような符号
化方法は予測符号化と呼ばれる。画像信号は相関
が強いため予測誤差信号の頻度分布は0に集中し
た分布となる。したがつて発生頻度の大きいすな
わち予測誤差振幅の小さい予測誤差信号には短か
い符号を、発生頻度の少ないすなわち予測誤差振
幅の大きい予測誤差信号には長い符号を割り当て
て符号化を行なえば、いいかえれば、予測誤差信
号を不等長符号化すれば、等長符号化を行なつた
場合に比して伝送情報量を節約することができ
る。 従来の不等長符号化は予測誤差信号の平均的な
頻度分布に適した1組の不等長符号(例えばハフ
マン符号)を固定的に用いる方法が一般的であ
る。しかし従来の方法では平均的な頻度分布に適
した1種類の不等長符号で符号化を行なつてお
り、画像が水平、垂直およびフレーム方向を含め
て空間的に大きく変化したり時間経過とともに大
きく変化すれば予測誤差信号の頻度分布も大きく
変化して頻度分布が不等長符号に合わなくなる。
頻度分布が平均からずれれば符号化能率は劣下す
る。これに対し予測誤差信号の信号間にも相関が
残つていることに着目し、等長符号と不等長符号
の2種類の符号を有し1サンプル前の予測誤差信
号の大きさによつてどちらの符号を用いるかを選
択して現サンプルの予測誤差信号を符号変換する
方法(平野他「テレビジヨン信号高能率符号化に
おける等長・不等長符号切換方式」昭和53年度電
子通信学会総合全国大会No.980)がある。この方
法は前サンプルの情報しか用いていないため水平
方向の相関が小さいが垂直方向に、あるいは前フ
レームとの相関の強い画像に対しては符号化能率
が劣化する傾向にあつた。 本発明の目的は画像の内容が空間的あるいは時
間的に大きく変化しても符号化能率を劣化させな
いで不等長符号化が能率よく行なえる符号化装置
を提供することにある。 本発明の符号化装置は、画像信号を予測符号化
して得られる予測誤差信号を不等長符号化する装
置において、予測誤差信号を、量子化特性に対応
したレベル変換特性にしたがつて正負の量子化レ
ベル番号に変換するレベル変換器と、不等長符号
を含む複数の符号種類に対応した割当符号を有
し、前記量子化レベル番号を該割当符号で符号変
換する複数の符号化回路と、次に符号化する量子
化レベル番号に対し、それ以前に得られた空間的
に近傍の複数の量子化レベル番号を用いて、どの
種類の前記割当符号で符号化するかを1サンプル
毎に判定する符号選択回路とを備えたことを特徴
とする。 本発明の符号化装置によれば画像信号を予測符
号化して得られる予測誤差信号を不等長符号化す
るのに、次に符号化する予測誤差信号Eより以前
に得られ、空間的に近傍な複数の予測誤差信号を
用いて次に符号化する予測誤差信号Eに対する割
当て符号の種類を選択するようにしており、符号
選択の判定をまわりの2次元的あるいはフレーム
方向も含めて3次元的に配置されたサンプルを参
照にして判定を行なうことにより、前サンプルの
予測誤差信号のみを用いて判定を行なつた場合に
比し、どの種類の割当て符号が適しているかをよ
り確実に判定することができ、画像信号の内容が
空間的あるいは時間的に大きく変化しても効率よ
く符号化が行なえる。 以下本発明について実施例を用いて詳細に説明
する。 第1図はこの発明の第1の実施例の構成を示す
ブロツク図である。本実施例においては不等長符
号器が1種類の等長符号と2種類の不等長符号の
計3種類の符号(割当て符号)を有し、以前に得
られた近傍の3サンプルの予測誤差信号を用いて
次に符号化する予測誤差信号Eに対しどの種類の
割当て符号を選択するかを1サンプルごとに判定
しながら不等長符号化する場合について示す。 入力端子10に入力されたNTSCのカラーTV
(TV:Television)信号はA/D変換器5へ送
られサブキヤリアscの3倍の標本化周波数ss
=3sc)で標本化が行なわれ8ビツトのPCM信号
(PCM:Pulse Code Modulation)が出力され
て予測符号器1の減算器11に供給される。減算
器11に供給された画像信号は予測器14より減
算器11に供給された予測信号が減算され予測誤
差信号を出力する。予測誤差信号は量子化器12
に送られてあらかじめ定められた量子化特性の中
から制御回路7からの制御信号によつて選択され
た量子化特性に従がつて量子化が行なわれ量子化
された予測誤差信号、言いかえると量子化出力レ
ベル信号qが出力される。なお量子化特性として
は量子化処理をなにも行なわないもの、すなわち
入力信号と一致した信号を出力するものも含めら
れる。量子化された予測誤差信号はレベル変換器
15と加算器13に供給される。加算器13では
量子化された予測誤差信号と予測器14から供給
される予測信号が加算されて局部復号信号を出力
し、局部復号信号は予測器14に送られる。予測
器14では予測関数P(z)にしたがつて次の標
本化時刻の予測値が求められ出力に予測信号を得
る。レベル変換器15に送られた量子化された予
測誤差信号は制御信号によつて選択された量子化
特性に対応したレベル変換特性、例えば量子化レ
ベルの大きさの小さい方から順番に番号がつけら
れた特性、にしたがつて変換され正負の量子化レ
ベル番号が対応付けられる。量子化レベル番号に
変換された信号はレベル変換器15より出力され
て不等長符号器2の等長符号化回路C16と不等
長符号化回路A17と不等長符号化回路B18お
よび符号選択決定回路19に送られる。等長符号
化回路C16では等長符号Cを有し量子化レベル
番号の信号をそれに対応した等長符号に変換して
切換回路20のC端子に供給する。等長符号Cは
予測誤差信号の頻度分布がほぼ均一な分布FCと
なるものに適している。不等長符号化回路A17
は予測誤差信号の頻度分布が0の近傍に大きく集
中した分布FAとなるものに適する不等長符号A
を有し、量子化レベル番号の信号をそれに対応す
る不等長符号に変換して不等長符号を切換回路2
0のa端子に供給する。不等長符号化回路B18
は予測誤差信号の頻度分布が0の近傍に大きくは
集中しない分布、すなわちFAとFCの中間の分布、
に適する不等長符号Bを有し量子化レベル番号の
信号をそれに対応する不等長符号に変換して不等
長符号を切換回路20のb端子に送る。符号選択
決定回路19では次に符号化する量子化レベル番
号の信号に対し、それ以前に得られた空間的に近
傍の複数の量子化レベル番号の信号を用いてどの
種類の割当て符号で符号化を行なうのが適してい
るかを1サンプルごとに決定を行ない、割当て符
号を選択する符号選択信号を切換回路20に送
る。切換回路では符号選択信号により端子a又は
b又はcのいずれかの端子が選択されてその端子
に供給されている不等長符号又は等長符号がバツ
フアメモリー21へ送られる。バツフアーメモリ
ー21へ供給された等長又は不等長の符号(以下
この符号を伝送符号と言う)の信号はバツフアー
メモリー21内で制御回路7から送られる量子化
制御信号や同期信号等の復号化に必要な制御符号
が付け加えられる。そののちバツフアーメモリー
21内のバツフアーメモリーに一旦蓄え、平滑化
して伝送路の伝送速度にしたがつて出力端子22
より伝送路に送り出される。またバツフアーメモ
リー21ではバツフアーメモリーに蓄えられた情
報蓄積量を監視しており情報蓄積量を制御回路7
へ送る。制御回路7はバツフアーメモリー21よ
り送られてくる情報蓄積量にしたがつて発生情報
量を制御するため量子化特性の切換判定を適当な
周期、例えば1水平走査周期、ごとに行ない量子
化特性を切換える制御信号を量子化器12、レベ
ル変換器15およびバツフアーメモリー21へ送
る。以上が符号化装置の動作説明である。 予測復号装置においては伝送路より送られてく
る情報は入力端子23より不等長復号器3のバツ
フアーメモリ24へ送られ伝送路から送られてく
る伝送速度で情報がバツフアーメモリ24に一旦
記憶される。一旦記憶された情報は等長復号化回
路C25又は不等長復号化回路A26又は不等長
復号化回路B27から送られてくる符号長信号に
したがつて順次読み出され同期信号をもとに制御
信号の情報と伝送符号の情報とに分離され量子化
の制御信号の情報はレベル逆変換器30へ、伝送
符号の情報は等長復号化回路C25と不等長復号
化回路A26と不等長復号化回路B27へ供給さ
れる。等長復号化回路C25と不等長復号化回路
A26と不等長復号化回路B27および切換回路
28には符号選択決定回路29から符号選択信号
が供給されており、この符号選択信号によつてい
ずれかの復号回路およびそれに対応したa,b又
はcの端子が選択される。選択された等長復号化
回路C25あるいは不等長復号化回路A26ある
いは不等長復号化回路B27では復号化が行なわ
れ伝送符号に対応した量子化レベル番号およびそ
の伝送符号の符号長を示す符号長信号が切換回路
28の出力に供給される。再生された量子化レベ
ル番号は符号選択決定回路29および予測復号器
4のレベル逆変換器30に、符号長信号はバツフ
アーメモリー24に供給される。符号選択決定回
路29は符号選択決定回路19と同じ機能を有し
今までに不等長復号化された複数の量子化レベル
番号を用いて符号選択形定回路19と同じ処理を
行なつて次の標本化時刻の符号選択信号を出力す
る。レベル逆変換器30はレベル変換器15の有
するレベル変換特性と逆の変換特性を有し制御回
路8から供給される制御信号によつて選択された
レベル逆変換特性にしたがつて量子化レベル番号
より量子化出力レベルが、すなわちレベル変換器
15に加えられたものと同じ量子化された予測誤
差信号が再生される。再生された予測誤差信号は
加算器31へ供給され予測器32からの予測信号
と加算して復号信号を得る。復号信号は予測器3
2およびD/A変換器6へ供給される、D/A変
換器6の出力にはアナログの復号信号が得られ出
力端子33より出力される。予測器32は予測器
14と予測関数が同じであり同じ機能を有する。
以上が復号化装置の動作説明である。 第2図はこの発明の第1の実施例の予測器14
の具体的な回路例である。A/D変換器5の標本
化周波数をサブキヤリアの3倍とし、NTSCカラ
ーTV信号を能率よく予測できる(1)式で示す予測
関数P(z)を用いている。 P(z)=0.5z -1z -3−0.5z -4 (1) 予測器14は入力信号を1標本化クロツク周期
遅延させて出力させるレジスター40,43,4
4および47と加算器45と減算器42と係数が
0.5の乗算器41および46とから構成されるノ
ンリカーシブタイプのデイジタルフイルターであ
る。予測器32も同様に構成される。 次にこの発明の第1の実施例の量子化器12の
量子化特性とレベル変換器15のレベル変換特性
を合せて示す。量子化器12は2種類の量子化特
性を有し、それに対応して2種類のレベル変換特
性を有する。次の第1表に第1の量子化特性と第
1のレベル変換特性を正の側のみについて示す。
The present invention relates to an encoding apparatus using unequal length codes for image signals such as television signals. Image signals such as television signals are horizontal to the screen,
Since the correlation is strong in the vertical and temporal directions, instead of directly transmitting the image signal, a predicted signal is created from pixel signals in the vicinity of the pixel signal to be transmitted, and a difference signal between the signal to be transmitted and the predicted signal is generated. That is, by transmitting the prediction error signal, the amount of transmitted information can be saved. Such an encoding method is called predictive encoding. Since the image signals have a strong correlation, the frequency distribution of the prediction error signal is concentrated at zero. Therefore, by assigning a short code to a prediction error signal that occurs frequently, that is, a prediction error signal that has a small prediction error amplitude, and a long code to a prediction error signal that occurs less frequently, that is, a prediction error signal that has a large prediction error amplitude. For example, if the prediction error signal is encoded with unequal length, the amount of transmitted information can be saved compared to when the prediction error signal is encoded with equal length. Conventional unequal-length encoding generally uses a fixed set of unequal-length codes (for example, Huffman codes) suitable for the average frequency distribution of prediction error signals. However, in conventional methods, encoding is performed using a single type of unequal-length code suitable for the average frequency distribution. If there is a large change, the frequency distribution of the prediction error signal will also change greatly, and the frequency distribution will no longer match the unequal length code.
If the frequency distribution deviates from the average, encoding efficiency will deteriorate. On the other hand, we focused on the fact that there is still a correlation between the prediction error signals, and there are two types of codes, equal-length codes and unequal-length codes, and the correlation is determined by the size of the prediction error signal one sample before. A method of selecting which code to use and converting the code of the prediction error signal of the current sample (Hirano et al., "Equal-length/unequal-length code switching method in high-efficiency encoding of television signals", 1976 Institute of Electronics and Communication Engineers General Conference) There is a national tournament No.980). Since this method uses only the information of the previous sample, the encoding efficiency tends to deteriorate for images that have a small correlation in the horizontal direction but a strong correlation with the previous frame or in the vertical direction. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an encoding device that can efficiently perform unequal length encoding without deteriorating encoding efficiency even if the content of an image changes significantly spatially or temporally. The encoding device of the present invention encodes a prediction error signal obtained by predictively encoding an image signal with unequal length, and converts the prediction error signal into a positive or negative signal according to a level conversion characteristic corresponding to a quantization characteristic. a level converter that converts into a quantization level number, and a plurality of encoding circuits that have assigned codes corresponding to a plurality of code types including unequal length codes and convert the quantization level numbers with the assigned codes. , For each quantization level number to be encoded next, using a plurality of spatially neighboring quantization level numbers obtained previously, it is determined for each sample which type of said assigned code is to be encoded. The present invention is characterized by comprising a code selection circuit for making a determination. According to the encoding device of the present invention, in unequal-length encoding a prediction error signal obtained by predictively encoding an image signal, the prediction error signal E obtained before the prediction error signal E to be encoded next, and which is spatially nearby The type of code to be assigned to the prediction error signal E to be encoded next is selected using a plurality of prediction error signals, and the code selection judgment is performed based on the surrounding two-dimensional or three-dimensional information including the frame direction. By making a decision with reference to the samples placed in the previous sample, it is possible to more reliably determine which type of assignment code is suitable, compared to making a decision using only the prediction error signal of the previous sample. This enables efficient encoding even if the content of the image signal changes significantly spatially or temporally. The present invention will be described in detail below using examples. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the unequal-length encoder has a total of three types of codes (allocation codes), one type of equal-length code and two types of unequal-length codes, and the prediction of three neighboring samples obtained previously. A case will be described in which unequal length encoding is performed while determining for each sample which type of allocation code should be selected for the prediction error signal E to be encoded next using the error signal. NTSC color TV input to input terminal 10
(TV: Television) The signal is sent to the A/D converter 5, and the sampling frequency s ( s
= 3sc ), and an 8-bit PCM signal (PCM: Pulse Code Modulation) is output and supplied to the subtracter 11 of the predictive encoder 1. The prediction signal supplied to the subtracter 11 is subtracted from the image signal supplied to the subtracter 11 by the predictor 14, and a prediction error signal is output. The prediction error signal is sent to the quantizer 12
In other words, the prediction error signal is quantized according to the quantization characteristic selected by the control signal from the control circuit 7 from among the quantization characteristics determined in advance. A quantized output level signal q is output. Note that the quantization characteristics include those in which no quantization processing is performed, that is, those in which a signal matching the input signal is output. The quantized prediction error signal is supplied to a level converter 15 and an adder 13. The adder 13 adds the quantized prediction error signal and the prediction signal supplied from the predictor 14 to output a locally decoded signal, and the locally decoded signal is sent to the predictor 14 . The predictor 14 obtains a predicted value of the next sampling time according to the prediction function P(z), and obtains a predicted signal as an output. The quantized prediction error signal sent to the level converter 15 has level conversion characteristics corresponding to the quantization characteristics selected by the control signal, for example, numbers are assigned in order from the smallest quantization level size. The quantization level numbers are converted according to the determined characteristics and are associated with positive and negative quantization level numbers. The signal converted into a quantization level number is output from the level converter 15 and is sent to the equal length encoding circuit C16, the unequal length encoding circuit A17, the unequal length encoding circuit B18, and the code selection of the unequal length encoder 2. It is sent to the decision circuit 19. The equal-length encoding circuit C16 has an equal-length code C, converts the signal of the quantization level number into a corresponding equal-length code, and supplies the same to the C terminal of the switching circuit 20. The equal length code C is suitable for a prediction error signal whose frequency distribution is a substantially uniform distribution FC. Unequal length encoding circuit A17
is an unequal length code A suitable for a prediction error signal whose frequency distribution is a distribution F A that is largely concentrated near 0.
A circuit 2 which converts the signal of the quantization level number into the corresponding unequal length code and switches the unequal length code.
0's a terminal. Unequal length encoding circuit B18
is a distribution in which the frequency distribution of the prediction error signal is not concentrated near 0, that is, a distribution between F A and F C ,
It has an unequal length code B suitable for converting the quantization level number signal into a corresponding unequal length code, and sends the unequal length code to the b terminal of the switching circuit 20. The code selection decision circuit 19 determines which type of assigned code the signal with the quantization level number to be encoded next will be encoded using previously obtained signals with a plurality of spatially neighboring quantization level numbers. A code selection signal for selecting an assigned code is sent to the switching circuit 20 for each sample. In the switching circuit, one of the terminals a, b, or c is selected by the code selection signal, and the unequal length code or equal length code supplied to that terminal is sent to the buffer memory 21. Signals of equal length or unequal length codes (hereinafter referred to as transmission codes) supplied to the buffer memory 21 are used as quantization control signals, synchronization signals, etc. sent from the control circuit 7 in the buffer memory 21. Control codes necessary for decoding are added. Thereafter, it is temporarily stored in the buffer memory 21, smoothed, and output to the output terminal 22 according to the transmission speed of the transmission line.
is sent out to the transmission path. In addition, the buffer memory 21 monitors the amount of information stored in the buffer memory, and controls the amount of information stored in the buffer memory 21 by the control circuit 7.
send to In order to control the amount of generated information according to the amount of stored information sent from the buffer memory 21, the control circuit 7 performs a switching judgment of the quantization characteristic at an appropriate period, for example, every horizontal scanning period, and changes the quantization characteristic. A control signal for switching is sent to the quantizer 12, level converter 15, and buffer memory 21. The above is an explanation of the operation of the encoding device. In the predictive decoding device, information sent from the transmission path is sent from the input terminal 23 to the buffer memory 24 of the unequal length decoder 3, and the information is temporarily stored in the buffer memory 24 at the transmission speed sent from the transmission path. be remembered. The information once stored is read out sequentially according to the code length signal sent from the equal length decoding circuit C25, the unequal length decoding circuit A26, or the unequal length decoding circuit B27, and is read out based on the synchronization signal. The control signal information and the transmission code information are separated, and the quantization control signal information is sent to the level inverse converter 30, and the transmission code information is sent to the equal length decoding circuit C25 and the unequal length decoding circuit A26. The signal is supplied to the long decoding circuit B27. A code selection signal is supplied from the code selection determining circuit 29 to the equal length decoding circuit C25, the unequal length decoding circuit A26, the unequal length decoding circuit B27, and the switching circuit 28. One of the decoding circuits and the corresponding terminals a, b, or c are selected. The selected equal-length decoding circuit C25, unequal-length decoding circuit A26, or unequal-length decoding circuit B27 decodes the quantization level number corresponding to the transmission code and a code indicating the code length of the transmission code. A long signal is provided to the output of switching circuit 28. The reproduced quantization level number is supplied to the code selection determining circuit 29 and the level inverse converter 30 of the predictive decoder 4, and the code length signal is supplied to the buffer memory 24. The code selection decision circuit 29 has the same function as the code selection decision circuit 19, and performs the same processing as the code selection shaping circuit 19 using the plurality of quantization level numbers that have been unequal length decoded so far. The code selection signal at the sampling time is output. The level inverse converter 30 has a conversion characteristic opposite to that of the level converter 15, and converts the quantization level number according to the level inverse conversion characteristic selected by the control signal supplied from the control circuit 8. A quantized prediction error signal having the same quantized output level as that applied to the level converter 15 is reproduced. The reproduced prediction error signal is supplied to an adder 31 and added to the prediction signal from the predictor 32 to obtain a decoded signal. The decoded signal is sent to predictor 3
An analog decoded signal is obtained at the output of the D/A converter 6 and is supplied to the output terminal 33. The predictor 32 has the same prediction function as the predictor 14 and has the same function.
The above is an explanation of the operation of the decoding device. FIG. 2 shows a predictor 14 according to a first embodiment of the present invention.
This is a specific circuit example. The sampling frequency of the A/D converter 5 is set to three times that of the subcarrier, and a prediction function P(z) shown by equation (1) that can efficiently predict the NTSC color TV signal is used. P(z)=0.5 z -1 + z -3 -0.5 z -4 (1) The predictor 14 has registers 40, 43, 4 that delay the input signal by one sampling clock period and output the delayed signal.
4 and 47, the adder 45, the subtracter 42, and the coefficients
This is a non-recursive type digital filter composed of multipliers 41 and 46 of 0.5. Predictor 32 is similarly configured. Next, the quantization characteristics of the quantizer 12 and the level conversion characteristics of the level converter 15 of the first embodiment of the present invention will be shown together. The quantizer 12 has two types of quantization characteristics and correspondingly two types of level conversion characteristics. Table 1 below shows the first quantization characteristic and the first level conversion characteristic only on the positive side.

【表】 負の側は対称の特性であり負の符号をつけたも
のになる。 また第2の量子化特性と第2のレベル変換特性
を合せたものを正側のみについて次の第2表に示
す。負の側は対称の特性であり負の符号をつけた
ものになる。
[Table] The negative side is a symmetric property and is given a negative sign. Further, the combination of the second quantization characteristic and the second level conversion characteristic is shown in the following Table 2 for only the positive side. The negative side is a symmetric property and is given a negative sign.

【表】 第1および第2の特性とも正負合せたレベルの
数は16となつている。 一方レベル逆変換器30の第1および第2のレ
ベル逆変換特性は各々第1および第2のレベル変
換特性において各量子化レベル番号Nをそれに対
応する量子化出力レベル信号qに逆変換する特性
を有する。例えば予測誤差信号eの大きさがe=
−26で制御回路7からの制御信号によつて第1の
量子化特性が選択されている場合、量子化器12
の出力にはq=−29の量子化出力レベル信号q、
いいかえると量子化された予測誤差信号、が出力
されレベル変換器15でN=−7の量子化レベル
番号Nに変換されて不等長符号器2へ供給され
る。受信側で再生されたN=−7の量子化レベル
番号はレベル逆変換器30で、q=−29の量子化
出力レベル信号qに変換されて加算器31に供給
される。 次に本発明の第1実施例における等長符号化回
路16の等長符号Cと不等等長復号化回路A17
および同B18の不等長符号AおよびBの具体的
な例を示す。レベル変換器15より供給される16
のレベル番号を変換する符号として次の第3表に
示すものを用いる。但しすべての符号が量子化レ
ベル番号の符号化に用いるものとする。
[Table] The number of levels including positive and negative values for both the first and second characteristics is 16. On the other hand, the first and second level inversion characteristics of the level inversion converter 30 are characteristics for inversely converting each quantization level number N into its corresponding quantization output level signal q in the first and second level conversion characteristics, respectively. has. For example, the magnitude of the prediction error signal e is e=
-26, when the first quantization characteristic is selected by the control signal from the control circuit 7, the quantizer 12
The output of q = -29 quantized output level signal q,
In other words, a quantized prediction error signal is output, converted by the level converter 15 to a quantization level number N of N=-7, and supplied to the unequal length encoder 2. The quantization level number N=-7 reproduced on the receiving side is converted by the level inverse converter 30 into a quantization output level signal q of q=-29 and supplied to the adder 31. Next, the equal length code C of the equal length encoding circuit 16 and the unequal length decoding circuit A17 in the first embodiment of the present invention
A specific example of unequal length codes A and B of B18 is shown below. 16 supplied from level converter 15
The codes shown in Table 3 below are used as codes for converting the level numbers of. However, all codes shall be used to encode quantization level numbers.

【表】 したがつて不等長符号器2においては例えば量
子化レベル番号NがN=−7として、レベル変換
器15より供給された場合、符号選択決定回路1
9からの符号選択信号によつて不等長符号A又は
不等長符号B又は等長符号Cが選択され各々
「10000001」又は「1000001」又は「1001」の符号
が切換回路20から出力される。 不等長復号器において、バツフアーメモリー2
4より伝送信号「1001」が供給された場合、符号
選択決定回路29からの符号選択信号によつて、
不等長符号A又は不等長符号B又は等長符号Cが
選択され各々N=−3又はN=−4又はN=−7
の量子化レベル番号が切換回路28より出力され
る。 第3図は第1の実施例における符号選択決定回
路19の第1の具体的なブロツク図である。本回
路例においては1サンプル前とほぼ1ライン前の
2つのサンプルの計3サンプルの量子化レベル番
号によつて符号選択の決定を行なつている。符号
選択決定回路19へ供給された量子化レベル番号
の信号は絶対値回路48で絶対値がとられたのち
タツプ付のシフトレジスター49へ供給される。
標本化周波数Sがサブキヤリアの3倍の場合1水
平走査期間のサンプル数nHは6825である。シフト
レジスター49へ入力された信号は出力端子a,
bおよびcに各々1,682および683の標本化クロ
ツクの周期遅延されて出力される。遅延して出力
された各信号は加算器50へ供給されて加算され
た後、判定回路51へ供給される。判定回路では
絶対値をとつた量子化レベル番号の合計が4以下
ならば、不等長符号Aを、10以上ならば等長符号
Cを、それ以外ならば不等長符号Bを選択するよ
う判定を行ない各符号を選択するための符号選択
信号を出力する。 第4図は第1の実施例における符号選択決定回
路19の第2の具体的なブロツク図である。本回
路例は第1の回路例において、量子化レベル番号
の合計値をもとに判定を行なうかわりに3つの量
子化レベル番号の結合状態によつて判定を行なう
ものである。判定回路52は絶対値化された3つ
の量子化レベル番号信号よりあらかじめ定められ
た選択特性にしたがつて判定を行ない符号選択信
号を出力する。 選択特性としては例えば2つのレベル番号の大
きさが1で他は2以下の時は不等長符号Aを、2
つのレベル番号の大きさが5以上の場合は等長符
号Cを、その他の場合は不等長符号Bを選択する
特性とする。 第5図は第1の実施例における符号選択決定回
路19の第3の具体的なブロツク図である。本回
路例は量子化が行なわれた量子化レベル番号の信
号より符号選択の判定を行なうものである。符号
選択決定回路19へ供給された量子化レベル番号
信号は量子化変換回路53により量子化および符
号変換が行なわれて入力信号より少ないビツト数
の変換信号として出力される。例えば絶対値が1
のレベル番号は0に、絶対値が2〜4のレベル番
号は1に、絶対値が5以上のレベル番号は2の変
換信号に変換される。変換信号はシフトレジスタ
ー49で遅延され、a,b,cの端子から各々遅
延された信号を出力する。出力された3つの変換
信号は判定回路52に供給されあらかじめ定めら
れた選択特性にしたがつて判定が行なわれ判定回
路52の出力に符号選択信号を出力する。 選択特性は例えば、3つの変換信号がいずれも
0の場合は不等長符号Aを、2つの変換特性が2
の場合は符長符号Cを、他の場合は不等長符号B
を選択する特性とする。第4図および第5図のシ
フトレジスター49は第3図のシフトレジスター
49と同じ機能を有する。 以上符号選択回路19の第1から第3の回路例
からわかるように、符号の選択をまわりの3つの
信号(複数の信号)を用いて判定するため、1つ
の信号から判定する場合にくらべて適する符号の
推定がより確実に行なえ、したがつて能率よく不
等長符号化が行なえることになる。ハードウエア
ーの構成上は参照するサンプル数を増やすことに
よつて遅延回路が必要となる。なお不等長符号化
回路AおよびBと等長符号化回路Cは別々に構成
する必要はなく1つの不等長符号化回路に符号変
換テーブルを3種類有するように構成することが
でき回路規模の増大は少ない。 以上説明したように本発明の符号化装置によれ
ば、不等長符号を含む複数種類の割当て符号を有
し、次に符号化する予測誤差信号Eに対しそれ以
前に得られた空間的に近傍の複数の量子化レベル
番号すなわち予測誤差信号を用いてどの種類の割
当て符号を選択するかを1サンプルごとに判定
し、選択された種類の割当て符号で前記予測誤差
信号Eを符号変換して不等長符号化することによ
り、1サンプル前の予測誤差信号のみを用いて選
択切換する場合に比して能率良く符号化が行なえ
る符号化装置を実現できる。 また、予測符号化によつて得られた予測誤差信
号を不等長符号化する装置において、一般的に適
応型の符号化を行なうようにすればハードウエア
ーは複雑になるが、本発明においては予測符号化
の部分とは別に予測誤差信号に対して適応的に不
等長符号化を行なうことによつて、構成が簡単で
あり、ハードウエアー規模も少し増大させるだけ
で、画像内容が時間的あるいは空間的に変化して
も符号化能率を劣化させないで符号化が行なえる
符号化装置を提供できる。 予測器14は第2図に示すものに限定されるこ
とはない。符号選択決定回路は第3図又は第4図
又は第5図に示すものに限定されることはない。
量子化器12の量子化特性およびレベル変換器1
5のレベル変換特性は第1の実施例に示したもの
に限定されない。 不等長符号化回路A17、不等長符号化回路B
18および等長符号化回路C16の符号は第1の
実施例に示したものに限定されない。また第1の
実施例では符号の種類を不等長符号2種類と等長
符号1種類の場合について示したがこれに限定さ
れない。 発生情報量を制御するために予測符号器1の量
子化特性の切換をバツフアーメモリーの情報蓄積
量を用いて切換制御する場合について示してある
がこれに限定されることはなく、例えばある区間
の発生情報の積算量を用いて制御することもでき
る。 なお第1の実施例において不等長符号器2は予
測符号器1から出力される量子化レベル番号の信
号を不等長符号化する場合について示したがこれ
に限定されることはない。予測符号器1が量子化
器をもたないノンリカーシブ型の予測符号器の場
合は量子化を受けない予測誤差信号が予測符号器
1から出力され、不等長符号器2は量子化を受け
ない予測誤差信号を不等長符号化する構成とな
る。
[Table] Therefore, in the unequal length encoder 2, if the quantization level number N is set to N=-7 and is supplied from the level converter 15, the code selection determining circuit 1
Unequal length code A, unequal length code B, or equal length code C is selected by the code selection signal from 9, and a code of "10000001", "1000001", or "1001" is output from the switching circuit 20, respectively. . In the unequal length decoder, buffer memory 2
When the transmission signal "1001" is supplied from 4, the code selection signal from the code selection determination circuit 29
Unequal length code A, unequal length code B, or equal length code C is selected, and N=-3, N=-4, or N=-7, respectively.
The quantization level number is output from the switching circuit 28. FIG. 3 is a first concrete block diagram of the code selection determining circuit 19 in the first embodiment. In this circuit example, code selection is determined based on the quantization level numbers of a total of three samples, two samples one sample before and one almost one line before. The quantization level number signal supplied to the code selection determining circuit 19 has its absolute value taken by an absolute value circuit 48, and then is supplied to a shift register 49 with a tap.
When the sampling frequency S is three times the subcarrier, the number of samples n H in one horizontal scanning period is 6825. The signal input to the shift register 49 is output to the output terminal a,
The signals b and c are output after being delayed by 1,682 and 683 sampling clock cycles, respectively. The delayed and output signals are supplied to an adder 50 and added, and then supplied to a determination circuit 51. The determination circuit selects the unequal length code A if the sum of the quantization level numbers that take the absolute value is 4 or less, the equal length code C if it is 10 or more, and the unequal length code B otherwise. A code selection signal for making a determination and selecting each code is output. FIG. 4 is a second specific block diagram of the code selection determining circuit 19 in the first embodiment. This circuit example differs from the first circuit example in that the determination is made based on the combined state of three quantization level numbers instead of the determination based on the total value of the quantization level numbers. The determination circuit 52 makes a determination based on the three absolute value quantization level number signals according to a predetermined selection characteristic and outputs a code selection signal. As a selection characteristic, for example, when the size of two level numbers is 1 and the other is 2 or less, the unequal length code A is set to 2.
If the size of one level number is 5 or more, the equal length code C is selected, and in other cases, the unequal length code B is selected. FIG. 5 is a third specific block diagram of the code selection determining circuit 19 in the first embodiment. In this circuit example, code selection is determined based on a signal of a quantization level number that has been quantized. The quantization level number signal supplied to the code selection decision circuit 19 is quantized and code converted by the quantization conversion circuit 53, and is output as a converted signal having a smaller number of bits than the input signal. For example, the absolute value is 1
The level number of is converted to 0, the level number whose absolute value is 2 to 4 is converted to 1, and the level number whose absolute value is 5 or more is converted to 2. The converted signal is delayed by a shift register 49, and the delayed signals are output from terminals a, b, and c, respectively. The three output converted signals are supplied to a determination circuit 52, where a determination is made according to a predetermined selection characteristic, and a code selection signal is outputted to the output of the determination circuit 52. For example, the selection characteristic is unequal length code A when all three conversion signals are 0, and unequal length code A when the two conversion characteristics are 2.
In this case, use the note length code C, otherwise use the unequal length code B.
Let be the characteristic to be selected. Shift register 49 in FIGS. 4 and 5 has the same function as shift register 49 in FIG. As can be seen from the first to third circuit examples of the code selection circuit 19 above, the selection of the code is determined using three surrounding signals (plural signals), so compared to the case where the determination is made from one signal. A suitable code can be estimated more reliably, and therefore unequal length encoding can be performed efficiently. In terms of hardware configuration, increasing the number of samples to be referenced requires a delay circuit. It should be noted that the unequal-length encoding circuits A and B and the equal-length encoding circuit C do not need to be configured separately, and one unequal-length encoding circuit can be configured to have three types of code conversion tables, reducing the circuit size. The increase is small. As explained above, according to the encoding device of the present invention, it has multiple types of assigned codes including unequal length codes, and the prediction error signal E to be encoded next is spatially Determine for each sample which type of assignment code to select using a plurality of nearby quantization level numbers, that is, prediction error signals, and convert the prediction error signal E using the selected type of assignment code. By performing unequal length encoding, it is possible to realize an encoding apparatus that can perform encoding more efficiently than when selection is switched using only the prediction error signal of one sample before. In addition, in a device that encodes a prediction error signal obtained by predictive encoding with unequal length, if adaptive encoding is generally performed, the hardware becomes complicated, but in the present invention, By adaptively performing unequal length encoding on the prediction error signal separately from the predictive encoding part, the configuration is simple and the image content can be changed temporally with only a slight increase in hardware scale. Alternatively, it is possible to provide an encoding device that can perform encoding without deteriorating the encoding efficiency even if there is a spatial change. Predictor 14 is not limited to that shown in FIG. The code selection determining circuit is not limited to that shown in FIG. 3, FIG. 4, or FIG. 5.
Quantization characteristics of quantizer 12 and level converter 1
The level conversion characteristics of No. 5 are not limited to those shown in the first embodiment. Unequal length encoding circuit A17, unequal length encoding circuit B
18 and the codes of the equal-length encoding circuit C16 are not limited to those shown in the first embodiment. Further, in the first embodiment, the case where the types of codes are two types of unequal length codes and one type of equal length code is shown, but the present invention is not limited to this. Although the case is shown in which the switching of the quantization characteristic of the predictive encoder 1 is controlled using the information storage amount of the buffer memory in order to control the amount of generated information, the present invention is not limited to this; Control can also be performed using the cumulative amount of generated information. In the first embodiment, the case where the unequal length encoder 2 performs unequal length encoding on the signal of the quantization level number output from the predictive encoder 1 is shown, but the present invention is not limited to this. If the predictive encoder 1 is a non-recursive predictive encoder that does not have a quantizer, a prediction error signal that is not quantized is output from the predictive encoder 1, and the unequal length encoder 2 is a non-recursive predictive encoder that does not have a quantizer. The configuration is such that a prediction error signal with no difference is encoded with unequal length coding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の構成を示すブ
ロツク図、第2図は予測器14の具体的な回路例
を示すブロツク図、第3図は符号選択決定回路1
9の第1の具体的な回路例を示すブロツク図、第
4図は符号選択決定回路19の第2の具体的な回
路例を示すブロツク図、第5図は符号選択決定回
路19の第3の具体的な回路例を示すブロツク図
である。 1は予測符号器、2は不等長符号器、3は不等
長復号器、4は予測復号器、5はA/D変換器、
6はD/A変換器、7は制御回路、10および2
3は入力端子、11は減算器、12は量子化器、
13,31,45および50は加算器、14およ
び32は予測器、15はレベル変換器、16は等
長符号化回路C、17は不等長符号化回路A、1
8は不等長符号化回路B、19および29は符号
選択決定回路、20および28は切換回路、21
および24はバツフアーメモリー、22および3
3は出力端子、30はレベル逆変換器、40,4
3,44および47はレジスター、41および4
6は乗算器、48は絶対値回路、49はシフトレ
ジスター、51および52は判定回路、53は量
子化変換回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a specific circuit example of the predictor 14, and FIG. 3 is a code selection determining circuit 1.
4 is a block diagram showing a second specific circuit example of the code selection determining circuit 19, and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the circuit. 1 is a predictive encoder, 2 is an unequal length encoder, 3 is an unequal length decoder, 4 is a predictive decoder, 5 is an A/D converter,
6 is a D/A converter, 7 is a control circuit, 10 and 2
3 is an input terminal, 11 is a subtracter, 12 is a quantizer,
13, 31, 45 and 50 are adders, 14 and 32 are predictors, 15 is a level converter, 16 is equal length encoding circuit C, 17 is unequal length encoding circuit A, 1
8 is an unequal length encoding circuit B, 19 and 29 are code selection determining circuits, 20 and 28 are switching circuits, 21
and 24 are buffer memory, 22 and 3
3 is an output terminal, 30 is a level inverter, 40, 4
3, 44 and 47 are registers, 41 and 4
6 is a multiplier, 48 is an absolute value circuit, 49 is a shift register, 51 and 52 are determination circuits, and 53 is a quantization conversion circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 画像信号を予測符号化して得られる予測誤差
信号を不等長符号化する装置において、 予測誤差信号を、量子化特性に対応したレベル
変換特性にしたがつて正負の量子化レベル番号に
変換するレベル変換器と、 不等長符号を含む複数の符号種類に対応した割
当符号を有し、前記量子化レベル番号を該割当符
号で符号変換する複数の符号化回路と、 次に符号化する量子化レベル番号に対し、それ
以前に得られた空間的に近傍の複数の量子化レベ
ル番号を用いて、どの種類の前記割当符号で符号
化するかを1サンプル毎に判定する符号選択回路
とを備えたことを特徴とする符号化装置。
[Claims] 1. A device for unequal-length encoding a prediction error signal obtained by predictively encoding an image signal, which converts the prediction error signal into positive and negative quanta according to a level conversion characteristic corresponding to a quantization characteristic. a level converter that converts the quantization level number into a quantization level number, and a plurality of encoding circuits that have assigned codes corresponding to a plurality of code types including unequal length codes and convert the codes of the quantization level numbers using the assigned codes; For each quantization level number to be encoded next, it is determined for each sample which type of said assigned code is to be encoded using a plurality of spatially neighboring quantization level numbers obtained previously. 1. An encoding device comprising: a code selection circuit.
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