JPH0654874B2

JPH0654874B2 - 予測符号化装置

Info

Publication number: JPH0654874B2
Application number: JP55083361A
Authority: JP
Inventors: 典生鈴木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS579127A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は画像信号や音声信号のような信号を予測符号
化する符号化装置に関する。

Ａ／Ｄ変換器によつてアナログ信号をデイジタル信号に
変換する場合、符号化されたデイジタル信号、例えば８
ビツトのＰＣＭ信号（ＰＣＭ：Pelse Code Modulatio
n）は量子化ステツプ△Ｅで示される量子化の精度を持
つことになる。デイジタル信号に変換された入力信号、
例えば画像入力信号を予測符号化する場合、予測符号化
装置及び予測復号化装置のデイジタル演算処理の演算精
度は、デイジタル化された画像入力信号の値を整数とし
て、即ち量子化ステツプ△Ｅに対応しているデイジタル
化された入力信号の最下位ビツトＬＳＢ（Least Signif
icant Bit）の大きさを１として桁数の打ち切りによる
誤差が十分小さくなるように小数点以下に対して十分大
きくとられている。予測器の予測係数が小数点を含む場
合、各係数と参照点との乗算結果を加算して予測信号を
求めるとき、係数の乗算及び各係数項の加減算を行うと
きの演算の精度は、入力信号の精度よりも高い精度を用
いて行う必要があるが、その精度は、演算処理の途中に
生ずる桁打ち切りの影響が予測信号に大きな影響を与え
ないビット数に設定する必要がある事を示している。各
項の演算処理精度打ち切りにより生ずる雑音の総和は入
力信号の量子化精度(量子化ステツプ△Ｅ)が有する量子
化雑音電力(1/12×(△Ｅ)²)に比べて十分小さくなるよ
うに小数点以下の演算精度を大きく取る事によって、桁
打ち切りによる影響を十分小さくできる。

予測符号化装置においてこのような予測器の予測係数が
整数のみだけでなく小数点以下の値を含む場合、予測器
から出力される予測信号は小数点以下を含む値となる。
即ち予測信号は画像入力信号の量子化の精度以上の精度
を有することになる。この予測信号をそのまま用いて入
力信号との減算を行つて予測誤差信号を求め、次にその
予測誤差信号を量子化した後量子化された予測誤差信号
と予測信号とを加算して局部復号信号を求める場合、こ
れら減算、量子化及び加算の処理には小数点以下のビツ
トの演算が必要である。このため予測誤差信号を求める
減算器、予測誤差信号を量子化する量子化器及び局部復
号信号を求める加算器が複雑であつた。そして予測復号
化装置においても予測符号化装置との間にミスマツチン
グが生じないようにするため、符号化装置と同じ回路構
成とする必要があり同様に複雑となつた。

また予測信号が小数点以下の値を有する場合、画像入力
信号と同じ量子化ステツプに相当する１の精度を有する
量子化特性の量子化器で量子化してもデイジタル入力信
号に予測符号化による量子化雑音が必らず加算されたも
のとなつていた。さらに復号信号をＤ／Ａ変換する場
合、復号信号が小数点以下のビツトを有するため打ち切
り誤差の影響を小さくするためにはＤ／Ａ変換器のビツ
ト数はＡ／Ｄ変換器のビツト数より大きなビツト数が必
要であつた。ここで、DPCM符号化で発生する量子化雑音
について説明する。

デジタルの演算処理では、演算精度を打ち切るごとに、
ビツト精度に依存した量子の雑音が加えられるので、加
えられる雑音をより小さくする為には、信号の有する精
度に比べてより精度の高い演算処理を行うとともに、打
ち切りの生ずる回数を少なくする必要がある。

予測係数が小数点以下の値を持ち、小数点以下の精度を
十分高く保って予測信号を求めた場合に、もしも予測器
の先に量子化回路がって予測信号を入力信号と同じ精度
の整数値にPCM量子化してしまうと量子化雑音qp(量子化
雑音電力1/12×(△Ｅ)²)が加わり正しい予測信号が得ら
れなくなって予測符号化の能率が落ちてしまうので、本
来の高い能率を得るために予測信号のPCM量子化は行わ
ないで予測信号の小数点以下の精度は十分高く保って予
測符号化処理を行う必要がある。即ち、局部複号化の処
理ループは、小数点以下の演算精度を十分高く持って処
理が行われる。このとき入力信号と予測信号との差分信
号は小数点以下の値を含む為、量子化器の特性が量子化
ステップが全て1×△ＥでPCM信号をそのまま通過させる
量子化特性であっても、この量子化特性で差分信号をPC
M信号に量子化した量子化出力信号は小数点以下の値は
量子化され、量子化雑音qq(量子化雑音電力1/12×(△
Ｅ)²)が加えられる。小数点以下の値を含む予測信号と
小数点以下が量子化された差分信号を加算した局部複号
信号は小数点以下の値を含み入力信号に一致した値は得
られない事になる。

次に小数点以下の値を有する復号信号(局部復号信号)を
正しくアナログ信号に変換するには小数点以下の値を含
めてD/A変換する必要があり、D/A変換器のビット数はA/
D変換器に比べて小数点以下のビット数が余分に必要に
なる。もしD/A変換器のビット数をA/D変換器と同じにす
ると、小数点以下が量子化された事になり、量子化雑音
qdが(量子化雑音電力1/12×(△Ｅ)²)が加えられる事に
なる。

この発明の目的は装置構成が簡単でしかも予測符号化に
よる量子化雑音の増加を少なくすることのできる予測符
号化装置を提供することにある。

この発明によればデイジタル化された信号を予測符号化
する符号化装置において、予測信号を演算する予測器は
デイジタル化された入力信号の有する量子化の精度以上
の演算精度でデイジタル演算を行うように構成され、そ
の入力信号の量子化の精度以上の精度を有する該予測信
号は量子化回路により入力信号の量子化の精度と同じ精
度となるように量子化され、これが予測誤差を得るため
の予測信号又は復号出力を得るための予測信号として用
いられる。

このように予測信号は入力信号の量子化の精度と同じに
なるように整数に量子化されるため予測誤差信号を求め
る減算器、予測誤差信号を量子化する量子化器及び局部
復号信号を求める加算器の小数点以下のビツトが不要と
なり、装置構成が簡単になる。また量子化器の量子化特
性がデイジタル入力信号と同じ量子化の精度を有する部
分、即ち量子化器の出力信号が量子化器の入力信号に等
しくなる部分で量子化された予測誤差信号から求められ
る復号信号はデイジタル入力信号と一致しこの場合は予
測符号化による量子化雑音の増加は起こらない。予測信
号が量子化回路によってPCM入力信号の精度に等しい信
号に量子化される、PCM入力信号と予測信号との差分の
予測誤差信号もPCM精度の信号となる。量子化器の量子
化特性が、PCM入力信号と同じ量子化の精度を有する量
子化特性の部分では、言い替えると量子化器の圧縮伸張
特性の量子化ステップが1である範囲では、量子化器の
入力と出力はPCM信号と同じ精度を有した量子化特性と
なり、PCM精度の予測誤差信号がそのまま量子化出力の
信号として出力される。即ち量子化ステップが1で量子
化される範囲では予測誤差信号を量子化しても量子化出
力信号には量子化雑音は何も加わっていない事になる。
この結果局部復号器では、PCM精度の予測信号とPCM精度
の予測誤差信号とが加算され、量子化器での量子化雑音
が加わらない信号、即ち入力PCM信号と同じ信号が局部
復号信号として得られる。また復号化装置で復号化を行
う場合復号信号は小数点以下の値を有しないのでＤ／Ａ
変換器の精度は入力信号と同じビツト数の精度、即ちＡ
／Ｄ変換器と同じビツト数の精度があれば良いことにな
る。

以下この発明について図面を用いて説明する。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符号
化装置入力端子１へ入力された入力信号はＡ／Ｄ変換器
２でデイジタル信号に変換される。減算器３はＡ／Ｄ変
換器２からのデイジタル入力信号と局部復号部２１の出
力信号、即ち予測信号との差分をとり予測誤差信号を量
子化器４へ送出する。量子化器４では予め定められた量
子化特性にしたがつて予測誤差信号を量子化して出力
し、この量子化された予測誤差信号は局部復号部２１内
の加算器５及び符号変換回路１０へ送られる。加算器５
においては量子化器４で量子化された予測誤差信号と局
部復号部２１の出力である予測信号とが加算されて出力
に局部復号信号を得る。

この実施例は予測符号化復号化においてＡ／Ｄ変換器２
から減算器３へ供給されるデイジタル化された画像入力
信号が持つ量子化の精度以上の演算精度を有する予測器
８によって加算器５よりの局部復号信号から予測信号を
求め、この予測信号を量子化回路２２に供給してデイジ
タル化された入力信号の量子化の精度、即ちＡ／Ｄ変換
器２の出力の精度と同じ精度となるように量子化を行い
この量子化出力を予測信号として減算器３へ供給するよ
うに構成する。画像入力信号が持つ量子化精度よりも高
い演算精度を有する予測器8、すなわち、予測係数が整
数のみで無く小数点以下の値を有する予測器8から出力
される予測信号は、入力信号の量子化精度以上の精度、
すなわち小数点以下の値を持っている。この予測信号を
量子化回路22に供給して入力信号の精度と同じ精度にな
るように量子化を行い、即ち整数に量子化して減算器へ
供給する。

このように、量子化回路22は小数点以下の値を含む予測
信号にたいし小数点以下の値は量子化して整数値にする
機能を有している。量子化回路２２における量子化の方
法として切り捨ての方法や四捨五入（丸め）の方法等を
用いる。

ここでＡ／Ｄ変換器２から出力されるデイジタル化され
た画像入力信号の最下位ビツトＬＳＢ（Least Signific
ant Bit）の大きさを１とし、ＬＳＢの下に小数点の位
があるものとする。加算器５の出力局部復号信号は入力
信号の量子化精度以上の精度を有する、いいかえると小
数点以下の演算精度を有する予測器８に供給され、予測
器８において予め定められた予測特性にしたがつて予測
信号が計算される。予測器８から出力される小数点以下
の精度を有する予測信号は量子化回路22へ送られて量子
化が行われ、Ａ／Ｄ変換器２からの画像入力信号と同じ
量子化の精度の予測信号、即ち整数の値に量子化された
予測信号を量子化回路２２の出力に得る。量子化された
予測信号は減算器３と加算器５へ供給される。

符号変換回路１０では量子化器４で量子化された予測誤
差信号をそれぞれの量子化レベルに対応するあらかじめ
定められた符号に変換し、出力端子１１より伝送路へ送
り出す。量子化器4は予測符号化における予測誤差信号
(差分信号)を量子化する量子化器の機能を有する。量子
化された予測誤差信号は符号化されて受信側に伝送され
る。差分信号を量子化して伝送するためデータ圧縮が可
能となる。DPCM符号化における差分信号の量子化に際し
ては直線量子化よりむしろ非直線量子化が適している。
以上が予測符号化装置の動作説明である。

伝送路より送られてくる符号信号は予測復号化装置の入
力端子１２より符号逆変換回路１３へ送られそれぞれの
符号に対応する量子化された予測誤差信号を出力する。
加算器１４では符号逆変換回路１３から送られてくる予
測誤差信号と量子化回路２３から供給される予測信号と
の和が計算される。つかり加算器１４の出力にデイジタ
ルの復号信号を得る。復号信号はＤ／Ａ変換器１９及び
予測器１７へ送られ、符号化装置の予測器８と同一の予
測特性を有する予測器１７で小数点以下の精度を有する
予測信号が計算される。この予測信号は符号化装置の量
子化回路２２と同じ機能を有する量子化回路２３へ供給
され、デイジタル化された画像入力信号の量子化の精度
と同じ精度となるように量子化が行われる。量子化回路
２３の出力には整数の値に量子化された予測信号が得ら
れる。この予測信号は加算器14へ送られる。以上が予測
復号化装置の動作説明である。

この実施例の量子化回路２２，２３はどんな方法の量子
化でもよいが、例えば切り捨てによつて量子化する場合
には予測信号の小数点以下を切り捨てることによつて実
現できるし、四捨五入（丸め）によつて量子化する場合
には予測信号は０．５の直流成分を加えてから小数点以
下を切り捨てる構成によつて実現できる。なお切り捨て
によつて量子化を行うと直流成分のずれが生じて予測誤
差信号の分布が変ることになるのでこのずれを考慮して
量子化特性を構成する必要がある。一方四捨五入によつ
て量子化を行えば直流成分のずれは起こらない。

またこの実施例は入力信号としてアナログの画像信号を
予測符号化する場合について示したが音声その他の信号
でも同様に適用できる。画像入力信号がアナログでなく
デイジタル化されている場合には第１図のＡ／Ｄ変換器
２は不要である。また復号信号をデイジタル信号として
出力する場合には第１図のＤ／Ａ変換器１９は不要であ
る。

第２図はこの発明の第２の実施例の構成を示すブロツク
図である。この第２の実施例は第１の実施例において予
測誤差信号の量子化を四捨五入（丸め）によつて行う場
合で、四捨五入の量子化回路は直流成分発生回路７，１
６と加算器６，１５と切り捨て回路９，１８からなり、
０．５の直流成分の加算の位置を等価的にずらして予測
器８，１７の入力側で行う構成となつている。第２図に
おいて参照数字１〜２０までの各部は第１図の各参照数
字の部分と同じ機能を有し同様の動作を行う。

第２図の符号化装置の加算器５の出力に得られた局部復
号信号は加算器６へ送られる。一方直流成分発生回路７
では０．５の大きさの直流成分が発生されて加算器６へ
供給され、加算器６の出力には０．５の直流成分が加え
られた局部復号信号が得られる。この局部復号信号は小
数点以下の演算精度を有する予測器８へ供給され、予め
定められた予測特性にしたがつて予測信号が計算され
る。予測器８の予測関数が線形であり、直流成分の利得
がＡの大きさであるとすると予測器８の出力には０．５
×Ａの大きさの直流成分が加算された予測信号が得られ
る。予測器８の出力は切り捨て回路９に供給され小数点
より下の位いが切り捨てられ、デイジタルの画像入力信
号が有している量子化の精度と同じ精度の予測信号、し
たがつて整数に量子化された予測信号を切り捨て回路９
の出力に得る。即ちＡ＝１の場合には予測信号は等価的
に四捨五入の量子化が行われたことになり、Ａがほぼ１
の場合にはほぼ四捨五入の量子化が行われたことにな
る。入力信号と同じ精度に量子化された予測信号は減算
器３と加算器５へ供給される。

復号化装置においても四捨五入による量子化の手段が加
算器１５と直流成分発生回路１６及び切り捨て回路１８
によつて構成されている。加算器１４の出力に得られる
復号信号は加算器１５に送られ、直流成分発生回路１６
で発生された０．５の大きさの直流成分の信号が復号信
号に加算されて予測器１７へ送られ、符号化装置の予測
器８と同一の予測特性を有する予測器１７の出力に直流
成分の加算された予測信号を得る。この信号は切り捨て
回路１８へ送られ小数点より下の位いが切り捨てられ
る。切り捨て回路１８の出力にはデイジタルの画像入力
信号と同じ量子化の精度のいい換えると整数の予測信号
が得られる。即ち切り捨て回路１８の出力に四捨五入に
よつて整数に量子化された予測信号が得られる。

第３図はこの発明の第２の実施例における四捨五入によ
る量子化を説明するための局部復号部２１の具体的な回
路例である。予測信号を単に打ち切りによる量子化をお
こなうと直流成分がずれるため予測誤差頻度分布もずれ
て量子化器での最適な量子化が行われなくなるため、四
捨五入の量子化が望ましい。しかし四捨五入の量子化を
行うためには、0.5の加算を行う回路が必要で、符号化
ループの処理時間及び回路規模が増大する。

本願第3図は四捨五入によるPCM精度の量子化回路22の具
体的な例を示している。四捨五入の演算用として余分な
加算器を使用しないで、単にワイヤードの回路である直
流成分発生回路16と切り捨て回路18を用いて、四捨五入
によりPCM精度に量子化する量子化回路の機能を実現し
ている例を示す。

予測器の利得は1またはほぼ1に定められるので、予測器
の入力側で0.5の直流成分を加算し(LSBの下に1ビット信
号をくわえる)、予測器の出力側で打ち切りの量子化を行
う事により、等価的に四捨五入が実現できる。予測器８
の予測関数Ｐ(Ｚ)はＰ(Ｚ)＝0.9375Ｚ^-1を用いデイジタ
ル演算のビツト数は小数点以上が４ビツト、さらに予測
器８での小数点以下の演算精度は小数点以下４ビツトま
で有るものとし、デイジタル信号は２の補数のＰＣＭ信
号として、演算の論理は正論理で高レベルを“１”低レ
ベルを“０”の値とした場合について示す。２０１，２
０４及び２０６は４ビツトの加算器で入力Ａ（Ａ_１〜Ａ
_４でＡ₁がＬＳＢ）と入力Ｂ（Ｂ_１〜Ｂ_４でＢ₁がＬＳ
Ｂ）とを加算して出力Σ（Σ_１〜Σ_４でΣ₁がＬＳＢ）
に出力する。Ｃ₀は下位の加算器からのキヤリー入力、
Ｃ₄は上位へのキヤリー出力である。キャリー入力は下
位のビットからの繰り上げ信号を入力する端子を示す。
4ビットの全加算器を3個用いて12ビットの加算器を構成
する時、各々の下位の加算器のキャリー出力から出され
る繰り上げ信号を上位の全加算器のキャリー入力にいれ
て繰り上げの演算を正しく実現する。量子化器４から出
力される量子化された予測誤差信号Ｑ（Ｑ_１〜Ｑ_４でＱ
₁がＬＳＢ）は加算器２０１の入力Ｂに加えられ、一方
切り捨て回路９より出力される予測信号（Ｘ₁〜Ｘ_４でＸ₁がＬＳＢ）は加算器２０１の入力Ａに
加えられ両者の加算を行つて加算器２０１の出力Σに局
部復号信号Ｙ（Ｙ_１〜Ｙ_４でＹ₁がＬＳＢ）を出力す
る。直流成分発生回路７において高レベル（＋５Volt）
端子に接続されている信号ビツトが加算器６のＹ_-1のビ
ツトに供給されている。即ちＹ_-1のビツトは１の値を有
しＹ_１とＹ_-1とのビツトの間に小数点があるとしている
ためＹ_-1のビツトの信号の大きさは０．５である。言い
かえると特に加算素子を用いないで局部復号信号Ｙに高
レベルを有する小数点第１位の信号ビツトＹ_-1を付け加
えることによつて０．５の直流成分の加算が実現され
る。

予測器８では予測関数Ｐ(Ｚ)＝0.9375Ｚ^-1の演算をＰ
(Ｚ)＝（１−２^-4）Ｚ^-1の形に変形してシフトレジスタ
２０２、符号反転回路２０３、加算器２０４及び２０５
によつて構成している。即ち係数（１−２^-4）の乗算は
信号の各ビツトを符号反転した後、下位の４ビツトの桁
シフトを行つたものにもとの信号を加算しさらにＬＳＢ
に１を加えることによつて実現できる。

予測器８への入力信号は標本化周波数のクロツクで動作
するシフトレジスタ２０２によつて一標本化周期遅延し
た後、符号反転回路２０３と加算器２０４及び２０５の
入力Ｂへ供給される。符号反転回路２０３より出力され
る各ビツトの符号が反転された信号は下位に４ビツト桁
シフトされて加算器２０４及び２０５の入力Ａに加えら
れるがこの時１ビツトの桁落ちが生じる。加算器２０４
及び２０５の出力には予測関数Ｐ(Ｚ)＝（１−２^-4）Ｚ
^-1によつて演算された８ビツトの予測信号が出力される。８ビツトの予測信号は切り捨て回路９に
送られて下位４ビツトの信号が阻止されまでの上位４ビツトが次の入力信号に対する予測信号と
して切り捨て回路９より出力される。以上示したように
第２図で予測信号を四捨五入の方法で量子化するために
必要な加算器６、直流成分発生回路７及び切り捨て回路
９は実際には演算素子を用いないで信号線の結線を工夫
するだけで実現できる。第２図の復号化装置の加算器１
５、直流成分発生回路１６及び切り捨て回路１８も同様
に構成できる。2の補数表現による負の値の表現方法を
用いて演算が行われるが、2の補数では負の値は正の値
の各ビットを反転したあとにLSBに1を加えたものにな
る。また2のべき乗の係数の演算はビットシフトでおこ
なわれ、２^-4の演算は4ビット下にシフトすることで実
現される。

従って、(1−２^-4)Ｚ^-1はＺ^-1＋(-1)2^-4Ｚ^-1と変形でき
ることにより、この関係を用いて演算処理を行う。

四捨五入の方法を用いた量子化回路22の機能は0.5の値
を加算した後に整数値となるよう小数点以下の値は切り
捨てて整数値に量子化する事によって構成できる。

実施例では、0.5の加算は直流成分発生回路7から出され
た0.5の値を加算器6(実際は信号線の結線のみ)で局部複
号信号にあらかじめ加算し、整数値への量子化は、予測
器の出力側の切り捨て回路9で実現している。予測係数
の利得は通常1またはほぼ1に設定されるので、予測器で
係数の演算を行う前に0.5の直流信号を加算しても予測
器の出力側で0.5を加算したとほぼ等価になる。

第２図に示した第２の実施例においては０．５の直流成
分の加算を加算器５及び１４の出力側で行つたが、この
場所に限定されることはなく等価的の他の場所で行つて
もよい。

第４図はこの発明の第３の実施例の構成を示すブロツク
図である。この実施例においては加算器５及び１４に入
力される予測信号に０．５の直流成分を加算する構成と
している。その他は第２図に示した構成と同じである。
第５図はこの発明の第４の実施例の構成を示すブロツク
図である。この実施例においては加算器５及び１４に入
力される量子化された予測誤差信号に０．５の直流成分
を加算する構成としている。その他は第２図に示した構
成と同一である。

第６図はこの発明の第５の実施例の構成を示すブロツク
図である。この実施例においては量子化器４から出力さ
れる量子化された予測誤差信号に０．５の直流成分を加
算する構成としている。符号出力を伝送路へ送出する符
号変換回路５１０では０．５の直流成分が加算されてい
る量子化された予測誤差信号をそれぞれの信号レベルに
対応するあらかじめ定められた符号に変換し出力端子１
１より出力する。復号装置側の符号逆変換回路５１３で
はそれぞれの符号に対応する０．５の直流成分が加算さ
れている量子化された予測誤差信号を出力し加算器１４
に供給する。また第６図において量子化器４と加算器６
及び直流成分発生回路７のかわりに０．５の直流成分の
オフセツトを有する量子化特性を持つ量子化器５０４を
用いることもできる。その他は第２図に示した構成と同
じである。

なお第４図〜第６図において復号信号が０．５の直流成
分のオフセツトを有する場合、０．５のオフセツトが不
要であれば復号信号の小数点以下を聞き捨ててＤ／Ａ変
換器１９に供給すればよい。

以上の説明した実施例から明らかなようにこの発明によ
れば予測信号を入力信号と同じ量子化の精度となるよう
に量子化することにより装置構成を簡単にでき、しかも
予測符号化による量子化雑音の増加を少なくすることの
できる予測符号化装置を提供できる。

なお予測器の予測関数は第３図に示した関数に限定され
ることはなく、例えば高次の項を含む予測関数やフレー
ム間やフイールド間等の予測の項を含む予測関数でもよ
い。また予測信号を四捨五入の方法で量子化する場合厳
密に四捨五入を行う必要はなく大略四捨五入が行えれば
よい。

またこの発明の符号化装置を用いて符号化及び復号化を
くり返す場合、例えばデイジタル画像信号を符号化して
デイジタルＶＴＲ（Video Tape Recoder）に書き込み、
次にデイジタルＶＴＲより読み出して復号化してデイジ
タル信号にもどすようなデイジタル信号ベースで画像信
号の編集を行う場合、量子化器の量子化特性がデイジタ
ル入力信号と同じ量子化の精度を有する部分、即ち量子
化器の出力信号が量子化器の入力信号に等しくなる部分
で、量子化された予測信号から求められる復号信号は入
力信号と一致するので、この部分で量子化される信号に
対しては符号化復号化をくり返してもデイジタルの復号
信号には予測符号化によつて量子化雑音が加わらないよ
うにすることができる。本発明では予測信号が量子化回
路でPCM画像入力信号と同じ精度に量子化されるので、P
CM入力信号と予測信号との差分から得られる予測誤差信
号(差分信号)は入力信号と同じ精度の正数値となる。従
って、量子化器の量子化特性がPCM画像入力信号と同じ
量子化の精度を有する量子化特性の範囲では、即ち量子
化ステップが1である量子化特性の部分では、量子化器
の出力信号は量子化器の入力信号がそのまま出力される
ため、量子化雑音は何も加わらない。

一般に予測符号化を行うと予測誤差信号の頻度分布は予
測誤差信号の振幅が0に近い所に頻度分布が高く振幅が
大きくなるに従って小さくなるため、直線量子化より非
直線量子化が適しており、トータルの量子化雑音が小さ
くなる様に量子化特性の量子化ステップは振幅が小さい
所を細かく、大きいところを粗くする様に定める。

画面上での変化が少なく相関が強くて予測がうまく行わ
れる画像信号の部分では、予測誤差信号が小さくなり、
その予測誤差信号が量子化ステップ1で量子化する量子
化特性の入力範囲にあるものについては、量子化器で量
子化雑音が加えられずそのままの値が出力される。即
ち、予測信号と予測誤差信号を加算した局部複号信号
(受信側の復号信号)も量子化雑音を含まれずPCM画像入
力信号と同じ値になる。言い替えると、予測がうまく行
われ入力信号と同じ量子化精度(量子化ステップが1)の
量子化特性で量子化できる画像信号の部分では予測符号
化しても画像信号に量子化雑音等による劣化が生じな
い。

このPCM(ディジタル)の復号信号を再び予測符号器に入
力信号として入力して予測符号化した場合、入力信号と
同じ精度で量子化できる画像信号の部分については、前
の符号化と同様に量子化ステップ1で量子化できるた
め、符号化復号化を繰り返しても、即ちDPCMを多段に繰
り返しても、符号化による画質劣化は生じない。

VTRからの信号を用いて編集を行い再びVTRに記録する
時、アナログ信号の記録では、元の画像信号に対して編
集を繰り返して行くとそのたびに画像信号に雑音が加わ
り画質が劣化してしまう。

ディジタル信号で記録できるVTRにおいて、上記の予測
符号化方式を用いてデータ圧縮した信号をディジタルVT
Rに記録する様にし、記録された信号を再生し予測復号
化して復号化されるディジタルの画像信号を編集し、ま
た予測符号化してデータ圧縮して記録する様にしたと
き、入力信号と同じ精度で量子化できる画像信号の部分
については、符号化復号化を繰り返しても画質劣化は生
じ無いので、編集のために再生記録を繰り返しても量子
化雑音は重畳されず画質劣化は生じない。

【図面の簡単な説明】

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、第２図はこの発明の第２の実施例の構成を示すブロ
ツク図、第３図は第２の実施例における四捨五入の方法
による量子化を説明するための局部復号部２１の具体的
な回路例を示す図、第４図乃至第６図はそれぞれこの発
明の第３乃至第５の実施例の構成を示すブロツク図であ
る。１及び１２：入力端子、２：Ａ／Ｄ変換器、３：減算
器、４及び５０４：量子化器、５，６，１４，１５，２
０１，２０４及び２０５：加算器、７及び１６：直流成
分発生回路、８及び１７：予測器、９及び１８：量子化
回路としての切り捨て回路、１０及び５１０：符号変換
回路、１１及び２０：出力端子、１３及び５１３：符号
逆変換回路、１９：Ｄ／Ａ変換器、２１：局部復号部、
２０２：シフトレジスタ、２０３：符号反転回路、２２
及び２３：量子化回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル化された信号を予測符号化する
符号化装置において、小数点以下の値を含む予測係数を
用いてディジタル化された入力信号の量子化の精度より
も高い演算精度でディジタル演算を行って予測信号を求
める予測手段と、その予測手段より得られた入力信号の
量子化の精度よりも高い精度を有する予測信号を前記入
力信号の量子化の精度と同じ精度の整数値になるように
量子化する第1の量子化手段と、前記入力信号と前記量
子化された予測信号とから予測誤差信号を得る手段と、
前記予測誤差信号を量子化するに際し、小振幅の予測誤
差信号に対しては入力信号の精度と同じ量子化を行っ
て、量子化器入力信号に等しい信号を出力する量子化特
性を有する第2の量子化器手段とを備えたことを特徴と
する予測符号化装置。