JPS62214740A - 予測符号化伝送装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は予測符号化伝送装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、映像信号および音声信号等のアナログ信号を高能
率に符号化する方式として例えば差分ＰＣＭ符号化方式
（以後、ＤＰＣＭ符号化方式と記す。）が一般によく知
られている。前記ＤＰＣＭ符号化方式は、既に符号化さ
れた標本点のデータ値から現在対象としている標本点の
データ値を予測し、その予測値と本来のデータ値との差
分（誤差）をＰＣＭ符号化する方式であり、映像あるい
は音声信号のように近接標本値間の相関の大きなアナロ
グ信号を高能率に符号化する方式として優れている。第
２図および第３図にはそれぞれ、このＤＰＣＭ符号化方
式における符号化回路および復号化回路を示す。なお、
ここでは前値予測の場合について説明する。

第２図に示すＤＰＣＭ前値予測符号化回路は、アナログ
・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０１、減算回路１０
２、非線形量子化回路１０３および局部復号回路１０４
より構成される。映像信号あるいは音声信号等の人力ア
ナログ”信号はＡ／Ｄ変換回路１”０１により線形量子
化され減算回路１０２の■端子へ入力され、る。減算回
路２０２のｅ端子へは局部復号回路１０４で作られた前
値予測値Ｃが入力され、減算の結果として原信号ａと予
測値Ｃとの予測誤差信号すが出力される。非線形量子化
回路１０３では、前記予測誤差信号すの分布がほぼラプ
ラス分布で近似できることを利用して非線形量子化が行
われ、ＤＰＣＭＰＣＭ信号力する。１０４に示す破線で
囲まれた部分は、局部復号回路であり、その中の代表値
設定回路１０８は前記ＤＰＣＭ信号出力ｄの各量子化レ
ベルに対応した代表値ｅを出力する。そして、このデー
タが加算回路１０７で前値予測値Ｃと加算されることに
より、上記ＤＰＣＭ信号の復号信号ｆが出力され、遅延
回路１０６で何サンプル（例えば１サンプル分）か遅延
された後、予測係数乗算回路１０５にて予測係数ａ　（
０＜ａ≦１）が乗ぜられ、前値予測値Ｃが作られる。

第３図に示す復号回路は、代表値設定回路２０１、加算
回路２０２、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路
′２０３、遅延回路２０４、予測係数乗算回路２０５よ
り構成されている。そして、この構成は第２図１０４の
破線内に示した局部復号回路と同一であり、加算回路２
０２の出力からは前述と同様にしてＤＰＣＭ信号の復号
信号ｆが得られる。Ｄ／Ａ変換回路２０３ては以上のよ
うにして得られたＤＰＣＭＰＣＭ符号化方式Ａ変換して
復号アナログ信号を出力する。

第４図には、前記前値予測ＤＰＣＭ符号化器により実際
の符号化を実施した時の符号化例を示す。ただし、ここ
では前記ＤＰＣＭ符号化回路中の非線形量子化回路とし
て３ビツトのｍ１ｄｔｒｅａｄ型非線形量子化器を用い
、また同ＤＰＣＭ符号化回路中の予測係数乗算回路中の
予測係数ａをａ＝ｇｌを用いるものとする。第４図に示
すように各標本点Ｓｏ、Ｓ１．ｓ２．−−−一はＤＰＣ
Ｍ符号化によりそれぞれ（００１）、（０００）。

（００１）、（０００）、−−−−と符号化される。

また第４図には前値予測ＤＰＣＭの各標本点における非
線形量子化の様子も合わせて示した。図中６−−　ｇは
各量子化レベルに対応した代表値を示したものである。

以上、説明したＤＰＣＭ符号化方式を例えば映像信号等
の符号化にこの方式を用いた場合、通常の８ｂｉｔ／画
素から４〜５ｂｉｔ／画素へのビット・レートの低減が
可能であることが実証されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、以上の様なりＰＣＭ符号化方式において
、第４図に示す様な入力信号が急峻に変化する部分（図
中３３−５ａ　）においては予測誤差信号のレベルが量
子化レベルの範囲を超えてしいといった問題が発生する
。また、量子化レベルの範囲を広げようとすると、量子
化レベルを表わすのに必要なビット数が増大し、符号化
による信号の圧縮効果が低減してしまい、また同様の圧
縮効果を得る為、量子化レベルを表わすビット数を減ら
そうとすると代表値の設定が粗くなる為、信号の再現性
が悪くなる′という問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みて為されたもので、入力信号
レベルが急峻に変化する部分においても信号の劣化を抑
え伝送することが出来る予測符号化伝送装置を提供する
ことを目的とする。

［問題を解決する為の手段］ 本発明の予測符号化伝送装置は、入力信号を該入力信号
に対応して発生された予測信号と比較し、その差分値を
量子化し、符号化してイ云送する場合において、該差分
値が量子化レベルの範囲を超えた場合に、その時の入力
信号をそのまま量子化し、符号化して得た符号化信号を
量子化レベルの範囲を超えたことを示す情報信号と共に
伝送を行うものである。

［作　用コ 上述の様に量子化レベルの範囲を超えた場合、即ち入力
信号のレベルの変化が急峻な場合の入力信号はそのまま
量子化し、符号化して伝送されるため復元時にはこの部
分での信号の劣化を抑えられ、良好な伝送を行うことが
出来る。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例を用いて説明する。

第１図は本発明における一実ｂｆ６例として、ＤＰＣＭ
符号化方式の符号器の概略構成を示した図である。

第１図に示すＤＰＣＭ符号化器はアナログ・ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換器４０１、減算器４０２、非線形量子化
回路４０３、局部復号部４１０、判定回路４０９、リセ
ット信号付加回路４０４、スイッチ回路Ｓ１より構成さ
れる。ここで、局部復号部４１０の構成は、従来の符号
化器とほぼ同一の構成であるが、遅延回路４０６が外部
からのデータ入力及びプリセット・パルス人力によりプ
リセットが可能となっている。判定回路４０９は減算器
４０２の出力すの大きさが非線形量子化回路４０３の入
力信号ダイナミック・レンジより大あるいはそれと同程
度以上である時のみリセット信号ｅを出力する。局部復
号部４１０は前記リセット信号ｅをプリセット信号とし
てＡ／Ｄ変換器４０１でディジタル信号に変換された入
力信号値を、局部復号部４１０に含まれる遅延回路４０
６に人力する構成となっている。

また、スイッチ回路Ｓ１は通常は端子（ｂ）側へ接続さ
れているが、リセット信号ｅにより、リセット信号ｅが
入力された時のみ端子＜ａ＞側へ接続されるようになっ
ている。この時、端子（ａ）にはリセット信号付加回路
４０４よりＡ／Ｄ変換後の入力信号ａの直前に所定のリ
セット・パターンを付加した信号が出力される。そして
、次の標本点においてリセット信号がオフになると再び
スイッチＳ１は再び端子（ｂ）側へ接続される。

次に前記リセット・パターンとして、どのようなパター
ンを選ぶかについて述べる。前記ＤＰＣＭ符号器内の非
線形量子化器としては、一般的にｍ１ｄｔｒｅａｄタイ
プのものが使用される。このｍ１ｄｔｒｅａｄタイプの
非線形量子化器の特性例を第６図に示す。第６図に示す
ようにｍ１ｄｊｒｅａｄタイプの非線形量子化器におい
ては、使用される量子化レベル数が（２°−１）ケ（た
だしｎは量子化ビット数）であり、使用されないビット
パターンが必ず１個存在する。第６図の例ではｎ＝３で
あり、各量子化レベルには２３−１＝８ケのビットパタ
ーンが割り当てられており、（１００）というパターン
が使用されてはいない。従って、前記リセット・パター
ンとして、このような非線形量子化器で使用されていな
いパターンを用いることができる。

第７図には、本発明において符号化され、た信号の例を
示す。（１００）というリセット・パターンが出力され
た時のみ、その直後のデ〜りはＰＣＭ値であり、それ以
後は再びＤＰＣＭ値となる。

また、本発明における復号器の構成例を第５図に示す。

復号器はリセット信号分離回路５０１、代表値設定回路
５０２、加算器５０３、予測係数乗算回路５０４、遅延
回路５０５、Ｄ／Ａ変換器５０６より構成される。リセ
ット信号分離回路５０１では、前記リセット・パターン
の検出を行い、リセット・パターンを検出した時のみ検
出信号Ｐを出力する。また、人力されたＤＰＣ’Ｍ信号
りはそのまま出力ｉとなる。代表値設定回路５０２では
、通常ＤＰＣＭ信号ｉの代表値設定を行っているが、前
記リセット・パターン検出信号Ｐが人力された時のみ、
その時点での入力信号（リセット・パターン）を無視し
て、その直後のＰＣＭデータの値をプリセットし、信号
線ｊへ出力する。加算器５０３では遅延回路５０５及び
予測係数乗算回路５０４において、作られた予測値ｎ（
ただし、第５図において用いられる予測方式は前値予測
とする。）との加算が実行され、復号信号ｋを得る。こ
の復号信号には次の標本点の予測値を得るべく、５０５
の遅延回路へ人力される一方、ディジタル・アナログＤ
／Ａ変換器５０６へ入力され、アナログ信号に変換され
て復号信号が得られる。ただし、前記リセット・パター
ン検出信号Ｐの出力された直後においては、代表値設定
回路５０２の出力がＤＰＣＭ値ではなく　ＰＣＭ値その
ものであるため、遅延回路５０５では、このリセット・
パターン検出信号Ｐにより遅延したデータをＯにリセッ
トするようになっている。

以上、本発明の実施例として前値予測ＤＰＣＭの場合に
ついて述べたが、本発明は他の予測手段に基づいたＤＰ
ＣＭ符号化方式においても前値予測の場合と同様に適用
可能である。

［発明の効果］ 以上説明して来た様に本発明によれば、入力信号レベル
が急峻に変化する部分においても信号の劣化を抑え伝送
することが出来る予測符号化伝送装置を提供することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてＤＰＣＭ符号化方式の
符号器の概略構成図である。 第２図は従来のＤＰＣＭ符号化方式の符号化回路の概略
構成図である。　　　。 第３図は第２図の復号化回路の概略構成図である。 第４図は前値予測ＤＰＣＭ符号化器により符号化を行っ
た場合の符号化例を示す図である。 第５図は第１図の復号器の概略構成図である。 第６図はｍ１ｄｔｒｅａｄ型の非線形量子化器の量子化
特性を示す図である。 第７図は第１図によって符号化された信号の例を示した
図である。 ４０４−−−−リセット信号イｑ加回路、４０６．５０
５−−−一遅足回路、 ４０９−−−一判定回路、 ５０１−−−−リセット信号分離回路、５０２−一−−
代表値設定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号を該入力信号に対応して発生された予測信号と
   比較し、その差分値を量子化し、符号化して伝送する場
   合において、該差分値が量子化レベルの範囲を超えた場
   合に、その時の入力信号をそのまま量子化し、符号化し
   て得た符号化信号を量子化レベルの範囲を超えたことを
   示す情報信号と共に伝送することを特徴とする予測符号
   化伝送装置。