JPH06112836A - 量子化装置 - Google Patents

量子化装置

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JPH06112836A
JPH06112836A JP26115492A JP26115492A JPH06112836A JP H06112836 A JPH06112836 A JP H06112836A JP 26115492 A JP26115492 A JP 26115492A JP 26115492 A JP26115492 A JP 26115492A JP H06112836 A JPH06112836 A JP H06112836A
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JP
Japan
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quantization
quantizer
code length
quantization error
quantized
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Application number
JP26115492A
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English (en)
Inventor
Shinya Sumino
眞也 角野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP26115492A priority Critical patent/JPH06112836A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意のレートで効率良く符号化可能な量子化
装置で、且つ逆量子化装置に特別な付加装置を必要とし
ない量子化装置を提供することを目的とする。 【構成】 量子化誤差計算器10は入力信号1を量子化
した場合の量子化誤差11を計算する。符号長計算器1
2は入力信号1を量子化し、更に符号化した際の符号長
13を計算する。但し、各量子化手段において、同じ量
子化値は同じ符号が割り当てられる。各量子化手法の量
子化誤差11と符号長13を選択器20で比較し、符号
長が短く且つ量子化誤差が小さい量子化手法を選択す
る。選択された量子化手法は選択信号21で量子化器2
に伝達され、量子化器2は入力信号1を量子化して量子
化値3を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル信号のデータ
量を削減するために用いる量子化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の量子化装置のブロック図を図4に
示す。同図において、4はデータ量制御信号、1は入力
信号、2は量子化器、3は量子化値である。
【0003】量子化器2は入力信号1を量子化して量子
化値3を出力する。量子化ステップを大きくすると量子
化誤差が増加するが、一方量子化値の取りうる場合の数
が減少し、量子化値3を可変長符号化した際に削減でき
る符号量が多くなる。この量子化ステップはデータ量制
御信号4の値によって制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な従来の量子化装置では量子化器2が可変長符号化装
置と独立に動作しており、データ量を所定値に制御する
ためにはデータ量制御信号4で量子化ステップを調節す
ることが必要である。更に量子化ステップを変化させた
場合には、量子化ステップを付加情報で符号化すること
も必要で、その結果符号化・復号化装置が複雑になり、
更に逆量子化装置も適応化が必要である。また、量子化
ステップはハードウェアを簡単にするために量子化ステ
ップとして2のべき数を用いることが多いが、その場合
にはデータ量制御信号4のみでデータ量制御を精度良く
行なうことは困難である。
【0005】本発明は、かかる点に鑑み、複数の量子化
手法による量子化誤差と符号長を予め計算することによ
り、任意のレートで効率良く符号化可能な量子化装置
で、且つ逆量子化装置に特別な付加装置を必要としない
量子化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号を所
定の量子化手法で量子化した際の量子化誤差を計算する
切上げ量子化誤差計算手段と、その際の量子化値を符号
化した際の符号長を計算する符号長計算手段とで構成さ
れる少なくとも2つの量子化評価手段と、前記量子化評
価手段の量子化誤差と符号長を比較して符号長が短く且
つ量子化誤差が外部から与えた所定値以下となる量子化
手段を選択する選択器と、前記選択器で選択された量子
化手段で入力信号を量子化する量子化手段で構成され、
同じ量子化値には各量子化手法で同じ符号が割り当てら
れる量子化装置である。
【0007】
【作用】本発明は上記の構成により、入力信号を複数の
量子化手法で量子化した場合の符号量および量子化誤差
の比較を行う。一般の量子化手段では4捨5入を行って
おり、また5捨6入を行っているものもある(特願平2
−202123号)。しかしながら、何れの手法も符号
量を考慮した量子化を行っていない。図1に量子化器の
入力値、量子化値と符号長の関係を示す。一般に、画像
信号や音声信号を量子化する場合には信号系列内での相
関が強いので直交変換や予測符号化を行ったデータを符
号化手段の入力とし、その入力信号は絶対値が小さい程
生起確率が大きくなる。従って、量子化値に割り当てら
れる可変長符号の長さも、入力信号の絶対値が小さいほ
ど短い符号が割り当てられる。しかるに、通常、ハード
ウェアを簡単にするために、可変長符号化は複数の量子
化値に対して図1の様に同じ長さの符号が割り当てられ
ている。例えば、z1とz2は同じ長さL1であり、z
3,z4,z5,z6は同じ長さL2である。従って、
z1以上(z2+z3)/2未満の入力値やz3以上
(z6+z7)/2未満の入力値を量子化する際には、
4捨5入が量子化誤差を最小にすることができる。一
方、(z2+z3)/2以上z3未満の入力値に関して
は、z2に量子化すると符号量がL3−L2だけ短くな
り、z3に量子化すると量子化誤差が小さくなる。その
際に、よりデータ量を削減したい場合にはz2に量子化
し、一方、それ程データ量を削減する必要がなければz
3に量子化すればよい。即ち選択手段で各量子化手法の
符号長と量子化誤差を比較して状況に応じた量子化手法
を選択し、量子化手段の量子化手法を切り換える。例え
ば、量子化手段として切上げ量子化と切捨て量子化の2
種類で構成すれば、4捨5入も含めた量子化が実現でき
る。
【0008】更に、データ量削減が必要な場合には、z
3以上の入力値をz2に量子化したり、z2以上の入力
値をz0に量子化することも可能である。この場合は量
子化誤差が非常に大きくなり、切上げ量子化と切捨て量
子化以外の量子化手段も必要であるが、データ量削減効
果も大きくなる。
【0009】
【実施例】本発明の第1の実施例である量子化装置のブ
ロックを図2に示す。同図において、4はデータ量制御
信号、1は入力信号、2は量子化器、3は量子化値、1
0a〜10zは量子化誤差計算機、11a〜11zは量
子化誤差、12a〜12zは符号長計算器、13a〜1
3zは符号長、20は選択器、21は選択信号である。
【0010】以上の様に構成された量子化装置につい
て、以下その動作を説明する。各量子化評価手段は量子
化誤差計算器10と符号長計算器12各々1個で構成さ
れており、1個の量子化評価手段で1通りの量子化手法
を評価する。量子化誤差計算器10は入力信号1を量子
化した場合の量子化誤差11を計算する。符号長計算器
12は入力信号1を量子化し、更に符号化した際の符号
長13を計算する。但し、各量子化手段において、同じ
量子化値は同じ符号が割り当てられる。2次元ハフマン
やランレングス符号化の様に正確な符号長が計算できな
い場合には、符号長の近似値を計算する。この様にして
各量子化手法の量子化誤差11と符号長13を比較器2
0で比較し、符号長が短く且つ量子化誤差が小さい量子
化手法を選択する。
【0011】データ量制御信号0によってデータ量を削
減する割合が示され、このデータ量削減の要求が強い場
合には符号長の短さを重視し、データ量削減の要求が弱
い場合には量子化誤差が小ささを重視して量子化手法を
選択する。例えば、データ量制御信号0に対応する許容
量子化誤差を設定し、量子化誤差がこの様にして、許容
量子化誤差以下となる量子化手法の中で符号長が最小の
値に量子化すればよい。その際にデータ量削減の要求が
弱い場合には許容量子化誤差を小さくし、データ量削減
の要求が強い場合には許容量子化誤差を大きくする。選
択器20で量子化手法を1つ選択する。選択された量子
化手法は選択信号21で量子化器2に伝達され、量子化
器2は入力信号1を量子化して量子化値3を出力する。
【0012】以上のように、本実施例によれば、複数の
量子化評価手段と選択器20でデータ量を考慮した量子
化手法を選択することにより、従来の量子化装置よりも
効率よく量子化することができる。また、同じ量子化値
には同じ符号が割り当てられるので逆量子化は従来の逆
量子化装置を用いることができ、互換性がある。
【0013】本発明の第2の実施例である量子化装置の
ブロックを図3に示す。同図において、4はデータ量制
御信号、1は入力信号、2は量子化器、3は量子化値、
30aは切上げ誤差計算器、31aは切上げ量子化誤
差、32aは切上げ符号長計算器、33aは切上げ符号
長、30bは切捨て誤差計算器、31bは切捨て量子化
誤差、32bは切捨て符号長計算器、33bは切捨て符
号長、20は選択器、21は選択信号である。
【0014】以上の様に構成された量子化装置につい
て、以下その動作を説明する。本実施例の量子化評価手
段は切上げ量子化と切捨て量子化の2通りで構成されて
いる。通常の量子化である4捨5入は切上げ量子化値ま
たは切捨て量子化値の量子化誤差の小さい方と一致す
る。従って、符号化データ量に余裕がある場合には切上
げ量子化誤差31aと切捨て量子化誤差31bを選択器
20で比較し、量子化誤差が小さい手法で量子化する様
に量子化器2の量子化手段を切り替える。一方、符号化
データ量に余裕がなく、データ量を削減することが重要
な場合には、切上げ符号長33aと切捨て符号長33b
を選択器20で比較し、符号長が短い手法で量子化する
様に量子化器2の量子化手段を切り替える。量子化器2
は入力信号1を選択信号21で示す量子化手法で量子化
し、量子化値3を出力する。この際、各量子化手法にお
いて同じ量子化値に割り当てられる符号は同じとなるよ
うにする。
【0015】以上のように、本実施例によれば、切上げ
と切捨ての量子化評価手段と選択器20でデータ量を考
慮した量子化手法を選択することにより、簡単な構成で
従来の量子化装置よりも効率よく量子化することができ
る。
【0016】なお、第1および第2の実施例でデータ量
制御信号は選択器20のみを制御するものとして説明し
たが、量子化器2も制御できるようにしてもよい。この
様な量子化器は、従来のデータ量制御可能な量子化装置
で用いられるものであり、データ量によって量子化ステ
ップの大きさを調節している。本発明の第1の実施例に
応用するには、各量子化誤差計算器10a〜10zと各
符号長計算器12a〜12zの量子化手段と量子化器2
をデータ量によって量子化ステップの大きさが変わる量
子化器に置き換えればよい。第2の実施例でも同様に、
切上げ誤差計算器30a、切上げ符号長計算器32a、
切捨て誤差計算器30b、切捨て符号長計算器32bの
量子化手段と量子化器2をデータ量によって量子化ステ
ップの大きさが変わる量子化器に置き換えればよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
任意のレートで効率良く符号化が可能で、且つ逆量子化
装置に特別な付加装置を必要としない量子化装置を構成
することができ、その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】量子化値と符号長の関係を示す説明図
【図2】本発明の第1の実施例である量子化装置のブロ
ック図
【図3】本発明の第2の実施例である量子化装置のブロ
ック図
【図4】従来の量子化装置のブロック図
【符号の説明】 2 量子化器 10 量子化誤差計算器 12 符号長計算器 20 選択器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号を所定の量子化手法で量子化した
    際の量子化誤差を計算する量子化誤差計算手段と、その
    際の量子化値を符号化した際の符号長を計算する符号長
    計算手段とで構成される少なくとも2つの量子化評価手
    段と、前記量子化評価手段の量子化誤差と符号長を比較
    して符号長が短く且つ量子化誤差が外部から与えた所定
    値以下となる量子化手段を選択する選択器と、前記選択
    器で選択された量子化手段により入力信号を量子化する
    量子化手段で構成され、同じ量子化値には各量子化手法
    で同じ符号が割り当てられる量子化装置。
  2. 【請求項2】入力信号を切上げで量子化した際の量子化
    誤差を計算する切上げ量子化誤差計算手段と、切上げで
    量子化した値を符号化した際の符号長を計算する切上げ
    符号長計算手段とで構成される切上げ量子化評価手段
    と、入力信号を切捨てで量子化した際の量子化誤差を計
    算する切り捨て量子化誤差計算手段と、切捨てで量子化
    した値を符号化した際の符号長を計算する切捨て符号長
    計算手段とで構成される切捨て量子化評価手段と、前記
    切上げ量子化評価手段と前記切捨て量子化評価手段によ
    って与えられる量子化誤差と符号長を比較して符号長が
    短く且つ量子化誤差が外部から与えた所定値以下となる
    量子化手段を選択する選択器と、前記選択器で選択され
    た量子化手段で入力信号を量子化する量子化手段で構成
    される量子化装置。
JP26115492A 1992-09-30 1992-09-30 量子化装置 Pending JPH06112836A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018599A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像符号化装置および方法
JP2003037505A (ja) * 2001-07-26 2003-02-07 Nhk Engineering Services Inc 量子化装置及び量子化プログラム並びに符号化装置及び符号化プログラム
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US8306344B2 (en) 2008-03-27 2012-11-06 Megachips Corporation Image processor with an encoder in a predictive coding system that reduces an amount of encoded data

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