JPS63151269A - 適応形データ削減装置 - 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、デジタル信号の信号処理を行うて記録、伝送
機器、その他各種の機器などにおいて、信号処理の対象
にされている信号をより少ない情報量により効率的に符
号化できるようにするための適応形データ削減方式、特
に、符号化の対象にされている離散信号における各サン
プル値単位、または、符号化の対象にされている離散信
号を一定区間毎に分割して得た個々のブロック単位で略
々一定のデータ量になるようにして符号化が行われる如
き高能率符号化方式による符号化手段により符号化され
たデータを効率的に符号化できるようにした適応形デー
タ削減方式に関する。

（従来技術） 画像信号や音声信号等の信号をデジタル化しようとした
場合の基本的な符号化手段としては、各サンプル値に対
して信号レベルを均等に分割し、それぞれの範囲に含ま
れる値を一つの代表値で置き換える直線量子化（均等量
子化）が使用さｊｃる。

信号のデジタル化に当り前記のような均等量子化が使用
された場合に、代表点と本来の値との差を判らなくする
ためには、一般に、自然画像については６ビツトから８
ビツト、音声については８ビツトから１６ビツトが必要
であるとされているから、画像信号、あるいは音声信号
を前記したような均等量子化によりデジタル化した信号
を伝送。

記録しようとすると、各サンプル値に対して前記のよう
な多くの情報量を扱うことが必要とされるために、前記
の画像信号あるいは音声信号をアナログ系で伝送、記録
する場合に使用される装置に比べて規模の大きな装置が
必要となる点が問題になる。そのため、より少ない情報
量で信号に符号化するのに、信号の変化の少ない部分で
は変化に対して敏感であり、信号の変化の激しい部分に
おいてはある程度の誤差があっても、それを検知し難い
という人間の視覚や聴覚の性質を利用して、各サンプル
あたりの情報量を少なくするようにした各種の高能率符
号化方式が従来から提案されて来ていることは周知のと
おりである。

前記した高能率符号化方式の一つの具体例として、符号
化の対象にされている信号をある一定区間のブロックに
分割し、その分割された個々のブロック中の信号の信号
レベルの分布の態様が、それぞれのブロックについて略
々共通化された状態となるように変換（規格化）される
ようにしたものを挙げることができる。

そして、前記の従来方式によれば、符号化の対象にされ
ている信号における信号レベルの変化の大きな部分を含
んでいるブロック内における信号レベルの分布の態様は
ブロック内に広く分布し、また、符号化の対象にされて
いる信号における信号レベルの変化の少ない部分を含ん
でいるブロック内における信号レベルの分布は、一部の
信号レベルに偏っているので信号のない領域が削除され
、結局、符号化の対象にさおでいる信号が圧縮された状
態のものになるから、この従来方式で得られる信号は、
符号化の対象にされている信号を量子化する際における
量子化代表点（階調）の数よりも少ない量子化代表点（
階調）で量子化しても、変化の激しい部分について復号
系で逆変換された信号については誤差が大きくなるが、
変化の小さい部分について復号系で逆変換された信号に
ついては誤差が少なくなるので、前記した人間の視覚や
聴覚の性質からみても問題が少ない。

前記した従来方式により符号化を行った場合には、各ブ
ロック毎に信号に対してどのような変換（規格化）が行
われたのかの情報、すなわち、規格化の状態を示す情報
（規格化の状態を示すデータ）が必要となるが、前記の
ように各サンプルに対する量子化情報量を減少すること
ができるので、ブロックをある程度以上大きくすること
により全体としての情報量を減らすことが可能である。

一方、前記のように離散信号に対する信号処理が所定の
大きさのブロックに分けて行われるときに、各ブロック
についての信号処理により一定のデータ量が得られるに
なるようにされた場合について考えると、ブロック内に
おける離散信号の変化が少ないブロックについて、さら
にデータ量を減少させるようにしても、それによる信号
の劣化はさほど問題にはならないから、そのようなブロ
ックについてデータ量を減少させるような符号化を行う
ようにすることは合理的な符号化手段といえる。

そこで、出力されるデータ量を異にしているような複数
個の高能率符号化器を予め用意しておき、信号処理の対
象にされている各ブロックの信号の内で、比較的に多い
データ量のデータを信号処理の結果として出力させうる
ような符号化器が用いられないと信号の劣化が目立つよ
うなブロックの信号の処理に当っては比較的に多いデー
タ量のデータを信号処理の結果として出力させうるよう
な、符号化器を用いて信号の符号化が行われるようにし
、また、比較的に少ないデータ量のデータを信号処理の
結果として出力させうるような符号化器を用いても信号
の劣化が目立つことがないようなブロックの信号の処理
に当っては比較的に少ないデータ量のデータを信号処理
の結果として出力させうるような符号化器を用いて信号
の符号化が行われるようにするというような高能率符号
化方式が提案された。

そして、前記した高能率符号化方式によって各ブロック
の信号に対する符号化が行われる場合に、各ブロック毎
の信号の符号化に当って、前記のように予め用意されて
いた複数の符号器の内でどの符号化器が使用されるよう
になされるのか、すなわち、適応処理におけるそれぞれ
所定の符号化モードの設定が、例えば、符号化の対象に
されている信号を一度符号化した後に復号した信号と原
信号との差、あるいは符号化の対象にされている信号を
一度符号化した後に復号した信号と原信号との平均二乗
誤差等の信号をモード判定用信号に使用し、前記したモ
ード判定用信号の大きさが予め定められている閾値に対
して大きいか小さいかに従って決定されるようにするこ
とが一般的に行われている。

ここで、前記のようにブロック内における離散信号の変
化が少ないブロックについて、さらにデータ量を減少さ
せるために、各ブロックに対する信号の処理が定められ
た閾値を用いて行うようにされる場合があるが、このよ
うな信号処理が行われる場合に得られるデータ基は各ブ
ロックにおける信号の状態によって変化しているものに
なるから、信号が例えば画像信号の場合についていえば
、それぞれ異なる１フレームの画像信号の全体と対応す
るデータ量は各フレーム毎に相違している状態のものに
なる。

しかしながら、前記のように個々の単位の信号毎にデー
タ量が相違するということは、信号の処、理において不
都合なことが多いので、信号処理の対象にされる信号が
例えば画像信号の場合には画像の１枚を単位として、そ
れぞれの画像についてのデータ量が略々一定になるよう
にされることが望まれる。そして、前記の点は信号処理
の対象にされる信号が画像信号、特に、記録媒体に記録
されるような画像信号に対する高能率符号化方式による
信号処理の場合に重要視される。

そして、高能率符号化方式による画像信号に対する信号
処理として、予め定められた信号量の信号を単位の信号
とし、順次の単位の信号）こ対して高能率符号化方式に
よる信号処理を施こす前に、それぞれの単位の信号にお
ける信号の状態の観測を行うようにし、前記したそれぞ
れの単位の信号に対する信号観測の結果に応じて、それ
ぞれの単位の信号に対する信号処理のモードの閾値を変
えることにより、順次の単位の信号についてそれぞ九信
号処理が行われた際に、信号処理後のデータ量が各単位
の信号について略々一定になるようにした高能率符号化
方式も従来から提案されている。

第７図は、前記した従来の高能率符号化方式の一例構成
を示すブロック図であって、この第７図において３−２
は高能率符号化の対象にされる信号が供給される入力端
子であり、前記した入力端子３２に供給された信号はメ
モリ（記憶装置）４６に与えられるとともに、適応モー
ド判定用信号形成回路４７における高能率符号化器４８
と平均二乗誤差検出回路３８とに供給されている。

そして、前記した高能率符号化器４８としては任意の構
成のものが使用されてもよいのであるが、以下の説明に
おいては、前記した高能率符号化器４８として、例えば
、実際に符号化処理で用いられる符号化器５０，５１．
５２の内で、それによって符号化されたとした場合に、
出力されるデータ量が少ないようなものが用いられてい
るとしている。

前記した適応モード判定用信号形成回路４７では、入力
信号を高能率符号化器４８において高能率符号化した後
に復号器４９により復号して、復号器４９からの出力信
号を平均二乗誤差信号検出回路３８に与え、前記の平均
二乗誤差信号検出回路３８では前記した復号器４９の出
力信号と入力端子３２に供給されている入力信号との間
の平均二乗誤差信号を、処理モードを判定するための信
号として出力して、それをメモリ４１と信号観測回路３
９とに供給する。

前記したメモリ４１では前記した平均二乗誤差信号検出
回路３８から出力された平均二乗誤差信号を記憶し、ま
た、前記した信号ａ測置路３９においては、前記の平均
二乗誤差信号検出回路３８から出力された１画面分の平
均二乗誤差信号を用いて、その１画面分の信号の状態を
観測し、観測結果の信号を閾値設定回路４０に供給する
。

すなわぢ、前記した信号観測回路３９では、例えば１画
面分の平均二乗誤差信号の大きさについての頻度分布を
示すヒストグラムを作り、その情報を閾値設定回路４０
に供給する。

前記した１画面分の平均二乗誤差信号について、例えば
、誤差の多い方には第１の領域を、誤差の少ない方には
第３の領域をそれぞれ設定するとともに、前記した第１
の領域と第３の領域との間に第２の領域を設定し、前記
した第１〜第３の各領域と対応しているデータについて
、第１の領域に対応するデータについてはＡピッ８フ画
素、第２の領域に対応するデータについてはＢピッ８フ
画素、第３の領域に対応するデータについてはＣビット
／画素（ただし、Ａ＞　Ｂ＞　Ｃ）となるような信号処
理が行われるものと定められている場合に、順次の１画
面の画像信号についてそれぞれ得られる平均二乗誤差信
号のヒストグラムの形状の変化に応じて、閾値設定回路
４０では前記した第１〜第３の各領域の境界を変更する
ことにより、どの１画面における全体のデータ量も略々
一定にできるような複数の閾値を発生して、それを符号
化モード設定回路４２に供給するようにする。

前記した符号化モード設定回＠４２には、前記したメモ
リ４１から読出された平均二乗誤差信号が与えられてい
るから、符号化モード設定回路４２ではメモリ４１から
読出されてそれに供給される平均二乗誤差信号が、第１
〜第３の領域のどの領域に属するものであるのかに応じ
て所定のモードが選択されてスイッチ５３．５４に切換
制御信号として供給される。

前記した切換スイッチ５３は、入力端子３２に供給され
た入力信号を記憶しているメモリ４６から読出された信
号を、高能率符号化器５０〜５２の何れかのものに選択
的に供給し、また切換スイッチ５４は前記した高能率符
号化器５０〜５２から出力された高能率符号化データが
出力されるようにする。図中の高能率符号化器５０〜５
２のブロック中に示されているＡ、Ｂ、Ｃの符号は、前
記した高能率符号化器５０〜５２において行われる高能
率符号化によって、それぞれ、Ａピッ８フ画素、Ｂピッ
８フ画素、Ｃビット／画素（ただし、Ａ＞　Ｂ＞　Ｃ）
となるような信号処理が行われることを意味している。

第７図に示されている従来の高能率符号化方式において
は、入力信号における一定の情報量の信号毎（例えば１
画面分の信号毎）に信号の状態を観測し、前記した一定
の情報量の信号毎の信号の各部分に対して前記した観測
結果に従って各高能率符号化器５０〜５２を選択的に使
用して選択的な高能率符号化が適用されるようにして、
前記した各高能率符号化器５０〜５２によるＡピッ８フ
画素、Ｂビット／画素、Ｃビット／画素（ただし、Ａ）
Ｂ）Ｃ）となるような信号処理を行って、それぞれの入
力信号における一定の情報量の信号毎（例えば１画面分
の信号毎）の画像信号が略々等しいデータ量の符号化デ
ータになるようにされるのである。

（発明が解決しようとする問題点） 第７図を参照して説明した既提案の高能率符号化方式、
すなわち、入力信号における一定の情報量の信号毎（例
えば１画面分の信号毎）に信号の状態を観測し、信号の
各部分に対して前記した観測結果に従い容具なる複数の
高能率符号化器を選択的に適用することにより、それぞ
れの１画面分の画像信号が略々等しいデータ量の符号化
データになるようにした高能率符号化方式によって、有
効な適応処理が行われるようにするためには、一定とさ
れるべきデータ量の単位を大きくすることが必要である
。

しかし、前記のように一定とされるべきデータ量の単位
を大きくすると、信号処理に使用されるメモリとしても
記憶容量の大きなものが必要とされることになり、それ
の構成としては多量のメモリ素子と大規模な制御回路と
が用いら九ることになる。また、一定にされるべきデー
タ量の単位を大きくすると多量のデータの高速処理が必
要とされるために回路動作に高速性が求められ、消費電
力の増大ならびに放熱の点も問題になり、さらに、モー
ド判定用信号を発生させるために、本来の符号化器とは
別に高能率符号化器を用意することが必要とされること
により、その分だけ回路規模が大きなものになるという
点も問題になる。

それで、前記した既提案の適応形高能率符号化方式の適
用により高いデータ圧縮率を達成しようとした場合には
、符号化器全体の構成が大きなものになってしまうとい
うことが問題になり、それの改善策が求められた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、符号化の対象にされている離散信号における
各サンプル値単位、または、符号化の対象にされている
離散信号を一定区間毎に分割して得た個々のブロック単
位で略々一定のデータ量になるようにして符号化が行わ
れる如き高能率符号化方式による符号化手段により符号
化されたデータを得る手段と、前記の符号化手段によっ
て符号化されたデータにおけるデータ削減の対象にされ
るデータの部分だけを第１の記憶装置に記憶させ、前記
の符号化手段によって符号化されたデータに　ＩＤ　− おけるデータ削減の対象にされないデータはそのまま出
力されるようにする手段と、少なくとも前記した符号化
手段によって符号化されたデータに基づいて得た信号を
用いて、適応処理におけるぞれぞれ所定の符号化モード
設定に際して用いられるべき信号を得るためのモード判
定用信号を得る手段と、前記したモード判定用信号を記
憶する第２の記憶装置と、前記の符号化されたデータに
おけるテ＃≠婁奪ホ渣データの削減量が、適応処理にお
けるそれぞれ所定の符号化モード設定に際して用いられ
るべき信号の大きさの分布の状態の如何に抱わらずに常
に略々一定になされるように、適応処理におけるそれぞ
れ所定の符号化モード設定に際して用いられるべき信号
の大きさの分布の１′状態に基づいて、適応処理におけ
る符号化モードの切換えのために適用されるべき複数個
の閾値を設定する手段と、前記の閾値と第２の記憶装置
から読出された適応処理におけるそれぞれ所定の符号化
モード設定に際して用いられるべき信号とによって個々
のデータに対して適用されるべき符号−１６〜 化モードを設定する手段と、前記のように設定された符
号化モードに従って第１の記憶装置から読出されたデー
タに対して適用されたそれぞれの符号化モードにより、
それぞれ異なった所定の出力データ量になされるような
適応処理によりデータ削減が行われるようにした適応形
データ削減方式を提供して、既述した従来の問題点を解
消しようとするものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら本発明の適応形データ削
減方式の具体的な内容について詳細に説明する。

第１図は本発明の適応形データ削減方式の一実施例のブ
ロック図であり、また、第２図は誤差信号の頻度分布と
閾値とを示す図、第３図は代表点の統合の態様の説明図
、第４図は非適応符号化器の一例構成を示すブロック図
、第５図は第４図に示されている非適応符号化器の動作
説明用の図、第６図は符号化器の一例構成を示すブロッ
ク図である。

本発明の適応形データ削減方式の一実施例のブロック図
を示している第１図において、３２は高能率符号化の対
象とされている信号が供給される入力端子であり、前記
した入力端子３２に供給された信号は、非適応符号化器
３３に与えられるとともに、適応モード判定用信号形化
回路３６における平均二乗誤差検出回路３８とに供給さ
れでいる。

前記した非適応符号化器３３としては、例えば第４図に
示されているような構成態様のものを使用することがで
きるが、この第４図中において、符号２８，２９．３０
によって示されているものは、それぞれ高能率符号化器
である。

そして、前記した高能率符号化器２８〜３０としては、
例えば第６図に示されているような構成態様のものが採
用されてもよい。

前記した非適応符号化器３３からの出力信号における規
格化データは、出力端子３４に送出されるとともに、適
応モード判定用信号形化回路３６における復号器（規格
化逆変換器）３７とに供給される。

また、前記の復号器３７には前記した非適応符号化器３
３からの出力信号における規格化データ以外のデータが
供給されている。

それで、前記した適応モード判定用信号形化回路３６に
おける復号器（規格化逆変換器）３７では、前記した非
適応符号化器３３からの出力信号を復号した信号、すな
わち、非適応符号化器３３に供給された入力信号と対応
している如き信号を出力して、それを平均二乗誤差検出
回路３８に供給する。

そして、前記の平均二乗誤差信号検出回ｗｒ３８では、
前記−した復号器３７からの出力信号と入力端子３２に
供給されている入力信号との間の平均二乗誤差と対応す
る信号を、適応モードを判定する信号（適応モード判定
用信号）として出力して、それをメモリ４１と信号−ａ
′ａ回路３９とに供給する。

前記したメモリ４１では前記した平均二乗誤差信号検出
回路３８から出力された平均二乗誤差信号を記憶し、ま
た、前記した信号観測回路３９においては、前記の平均
二乗誤差信号検出回路３８から出力された１画面分の平
均二乗誤差信号を用いて、その１画面分の信号の状態を
観測し、観測結果の信号を閾値設定回路４０に供給する
。

すなわち、前記した信号Ｉｉｌ！測回路３９では１例え
ば１画面分の平均二乗誤差信号の大きさについての頻度
分布を示すヒストグラムを作り、その情報を閾値設定回
路４０に供給する。

前記した１画面分の平均二乗誤差信号について、例えば
、誤差の多い方には第１の領域を、誤差の少ない方には
第３の領域をそれぞれ設定するとともに、前記した第１
の領域と第３の領域との間に第２の領域を設定し、前記
した第１〜第３の各領域と対応しているデータについて
、第１の領域に対応するデータについてはＡビワ８フ画
素、第２の領域に対応するデータについてはＢビット／
画素、第３の領域に対応するデータについてはＣビット
／画素（ただし、Ａ）Ｂ）Ｃ）となるような信号処理が
行われるものと定められている場合に、−２〇− 順次の１画面の画像信号についてそれぞれ得られる平均
二乗誤差信号のヒストグラムの形状の変化に応じて、閾
値設定回路４０では前記した第１〜第３の各領域の境界
を変更することにより、どの１画面における全体のデー
タ量も略々一定にできるような複数の閾値を発生して、
それを符号化モード設定回路４２に供給するようにする
。

前記した閾値の設定に関連する問題について第２図を参
照して説明すると次のとおりである。第２図の（ａ）〜
（Ｑ）において、横軸には二乗誤差信号の大きさを示し
、また、縦軸にはブロック数を示しており、またＴＱＩ
、Ｔｕｔ、Ｔａ２．Ｔａ２などは、誤差の多い方に設定
される第１の領域、誤差の少ない方に設定される第３の
領域、前記した第１の領域と第３の領域との間に設定さ
れる第２の領域などの境界に設定される閾値を示してい
る。

第２図の（ａ）〜（Ｃ）において、第２図の（ａ）は例
えばある１枚の画像と対応する画像信号における二乗誤
差信号の大きさの頻度曲線であり、また、第２図の（ｂ
）、（ｃ）は前記した第２図の（ａ）に示されているよ
うな二乗誤差信号の大きさの頻度曲線が得られた画像信
号とは異なる別の画像信号と対応する二乗誤差信号の大
きさの頻度曲線であるさて、第２図の（ａ）に示すよう
な二乗誤差信号の大きさの頻度曲線が得られるような画
像信号について、それの第１の領域と対応する画像信号
に対してはＡピッ１−／画素となるような信号処理を施
こし、また、第２の領域と対応する画像信号に対しては
Ｂピッ８フ画素となるような信号処理を施こし、さらに
、第３の領域と対応する画像信号に対してはＣビット／
画素となるような信号処理を施こしたときに、１枚の画
像と対応する画像信号の全データ量が所定のデータ量に
なったと仮定した場合に、別の１枚の画像と対応する画
像信号による二乗誤差信号の大きさの頻度曲線が例えば
第２図の（ｂ）に示すようなものであったとし、この第
２図の（ｂ）に示すような二乗誤差信号の大きさの頻度
曲線が得られるような画像信号についても、前記した第
２図の（ａ）に示すような二乗誤差信号の大きさの頻度
曲線の場合と同一の閾値によって第１〜第３の各領域が
設定されたとして、それの第１の領域と対応する画像信
号に対してはＡピッ８フ画素となるような信号処理を施
こし、また、第２の領域と対応する画像信号に対しては
Ｂピッ８フ画素となるような信号処理を施こし、さらに
、第３の領域と対応する画像信号に対してはＣビット／
画素となるような信号処理を施こした場合に得られる１
枚の画像と対応する画像信号の全データ量は、前記した
第２図の（ａ）に示されている二乗誤差信号の大きさの
頻度曲線が得られるような１枚の画像と対応する画像信
号に対して信号処理を行って得られた全データ量とは当
然のことながら異なっているものになる。

それで、第２図の（ｂ）に示されている二乗誤差信号の
大きさの頻度曲線が得られるような画像信号に信号処理
を行った場合でも、前記した第２図の（ａ）に示されて
いる二乗誤差信号の大きさの頻度曲線が得られるような
画像信号に信号処理を行った場合と同様なデータ量のデ
ータが得られるようにするためには、設定されるべき閾
値として第Ｌ５− ２図の（ｃ）中に閾値ＴＱ２．Ｔｕ２として示されてい
るような第２図の（ａ）、（ｂ）に示されている閾値Ｔ
ＱＩ、Ｔｕｌとは別の閾値に変更されることが必要とな
る。そして、前記した閾値は演算によって容易に求めら
れる。

前記した符号化モード設定回路４２には、前記したメモ
リ４１から読出された平均二乗誤差信号が与えられてい
るから、符号化モード設定回路４２ではメモリ４１から
読出されてそれに供給される平均二乗誤差信号が、第１
〜第３の領域のどの領域に属するものであるのかに応じ
て所定の閾値が選択されて適応形代表点統合回路４３に
供給するとともに、モードデータ（前記した第１の領域
〜第３の領域の各領域にそれぞれ対応しているデータに
ついて、第１の領域に対応するデータについてはＡピッ
８フ画素となされるような信号処理モード、第２の領域
に対応するデータについてはＢピッ８フ画素となされる
ような信号処理モード、第３の領域に対応するデータに
ついてはＣビット／画素となされるような信号処理モー
ド（ただし、Ａ＞　Ｂ＞　Ｃ））も出力する。

前記した適応形代表点統合回路４３では、入力信号を記
憶しているメモリ４６から読出されてそれに対して供給
された信号について、前記した符号化モード設定回路４
２で設定された所定の閾値に従って可変ビット落しを行
うことにより第３図に示されているような代表点の統合
を行ってデータの削減を若う。

それで、第１図に示されている本発明の高能率符号化方
式においては、入力信号における一定の情報量の信号毎
（例えば１画面分の信号毎）に信号の状態を観測し、前
記した一定の情報量の信号毎の信号の各部分に対して前
記した観測結果に従った可変ビット落しを行うことによ
り第３図に示されているような代表点の統合を行ってデ
ータの削減が行われ、それぞれの入力信号における一定
の情報量の信号毎（例えば１１画面分の信号毎）の画像
信号が略々等しいデータ量の符号化データになるように
されるのである。

次に、第４図〜第５図を参照して非適応符号化器３３の
構成例について説明する。第４図は第１図中において符
号３３で示されている非適応符号化器の一例構成のブロ
ック図であり、この第４図示の非適応符号化器３３は、
符号化の対象にされている離散信号を一定区間毎に分割
して得た個々のブロックに属する信号について、前記の
個々のブロック毎に、それぞ九信号の振幅方向における
分布の規格化を行なって個々のブロック毎に規格化が施
こされた状態の規格化済み信号を得る手段と、前記した
個々のブロックと対応して得た規格化済み信号を、前記
の規格化済み信号をそれぞわ得るのに用いられた個々の
ブロックを、さらに分割する状態でそれぞれ一定区間毎
に分割して得た新たな個々のブロックに属する信号につ
いて、前記の新たな個々のブロック毎に、それぞれ信号
の振幅方向における分布の規格化を行なって前記の新た
な個々のブロック毎に規格化が施こされた状態の規格化
済み信号を得ることを、順次に少なくとも１度以上繰返
して行うように構成された高能率な非適応符号化器であ
って、第４図に示されている装置において２８〜３０は
それぞれ規格化器であり、これらの各規格化器２８〜３
０としては、第６し１に示さ九でいる規格器と同様な構
成態様のものを規格化器として使用することができ、ま
た、３１は量子化器である。

第６図は、高能率符号化された信号を発生させるための
規格化器の一例構成を示しているもので、１は符号化の
対象にされる離散信号の入力端子であり、第６図に示さ
れている規格化器は入力端子１に供給された符号化の対
象にされる画像の離散信号を一定区間毎に分割して得た
個々のブロックに属する信号について、前記の個々のブ
ロック毎に信号の最大値と最小値とを求め、前記した信
号の最大値と最小値とにより個々のブロックに属する信
号の規格化処理を行って高能率符号化された信号を発生
させる。

第６図に示されている規格器は符号化の対象にされてい
る離散信号を一定区間毎に分割して得た個々のブロック
に属する各サンプルのサンプル値について、前記した個
々のブロック毎に、次の（１）２７一 式、すなわち、 Ｙｉ＝ｋ（Ｘｉ−Ｘｍｉｎ）／（Ｘｍａｘ−Ｘｍｉｎ）
　　　・・（１）ただし、ｉ＝１．２，３．・・・Ｎ ＸＩはｉ番目の入力サンプル値（１次元）Ｙｉはｉ番目
の規格化サンプル値（１次元）Ｘｕ＋ｉｎはブロック内
の最小のサンプル値Ｘｍａｘはブロック内の最大のサン
プル値Ｎはブロック内のサンプル数 には規格化定数 に従ってそれぞれ信号の振幅方向における分布の規格化
（ブロック内のサンプル値の最大値と最小値とを用いて
規格化が行われる場合におけるｉ番目の規格化サンプル
値Ｙｉは、ｉ番目の入力サンプル値Ｘｉがブロック内の
最小のサンプル値Ｘｍ１ｎのときには０となる。

また、ｉ番目の入力サンプル値Ｘｉがブロック内の最大
のサンプル値Ｘ　ｗａｘのときにはｋとなるからブロッ
ク内のＮ個の入力サンプル値Ｘ１〜Ｘｎに対するすべて
の規格化サンプル値Ｙ１〜Ｙｎは、０からｋの間の値を
とることになる）を行ない、個々のブロック毎に規格化
処理を施こす機能を有するものである。

第６図において２〜５はそれぞわ、前記した離散信号の
時間々隔（離散信号を発生するのに用いられた標本化周
期）と等しい遅延時間を信号に与える遅延回路、６は最
大値検出回路、７は最小値検出回路、８，９は量子化回
路、１０〜１５は減算器、１６〜２０は除算器、２１．
２２は規格化の状態を示す情報（規格化の状態を示すデ
ータ）の出力端子、２３〜２７は規格化された画素デー
タの出力端子であり、入力端子１に供給された符号化の
対象にされている離散信号は、それぞれ、前記した離散
信号の時間々隔（離散信号を発生するのに用いられた標
本化周期）と等しい遅延回路２〜５の直列回路に供給さ
れる。

そして、前記した遅延口ｗｒ５から離散信号Ｘ１が出力
されて、それが最大値検出回路６と、最小値検出回路７
と、減算器１１とに与えられた時点において、前記した
遅延回路４から離散信号ｘ２が出力されて、それが最大
値検出回路６と、最小値検出回路７と、減算器１２とに
与えられ、また、遅延回路３から離散信号Ｘ３が出力さ
れて、それが最大値検出回路６と、最小値検出回路７と
、減算器１３とに与えられ、さらに、前記した遅延回路
２から離散信号Ｘ（ｎ−１）が出力されて、それが最大
値検出回路６と、最小値検出回路７と、減算器１４とに
与えられ、さらにまた、入力端子１に供給された離散信
号Ｘｎが、最大値検出回路６と、最小値検出回路７と、
減算器１５とに与えられる。

それにより、最大値検出回路６では１つのブロック内の
Ｎ個のサンプルのサンプル値ｘ１〜Ｘｎにおける最大値
Ｘ　ｗａｘを検出してそれを量子化回路８に与え、量子
化回路８では前記の最大値Ｘｍａｘに対して適当な精度
で量子化を行って得た量子化信号を減算器１０に被減数
信号として供給する。

また、最小値検出回路７では１つのブロック内のＮ個の
サンプルのサンプル値Ｘ１〜Ｘｎにおける最小値Ｘｍ１
ｎを検出してそれを量子化回路９に与え、量子化回路９
では前記の最小値Ｘｍｊｎに対して適当な精度で量子化
を行って得た量子化信号を減算器１１〜１５に減数信号
として供給するとともに、出力端子２２に送出する。

前記した減算器１０から出力された信号は、前記した最
大値Ｘｍａｘに対する量子化信号から最小値Ｘｍ１ｎに
対する量子化信号を減算した信号、すなわち、１つのブ
ロック内のＮ個のサンプルのサンプル値の最大値と最小
値との差（Ｘｍａｘ　−Ｘｍ１ｎ）を表わす信号であり
、その信号は出力端子２１に送出されるとともに、除算
器１６〜２０に対して除数信号として供給される。

前記した除算器１６〜２０には、前記した減算器１１〜
１５の内の対応するものの出力が被除数信号として供給
されているから、前記した各除算器１６〜２０から出力
端子２３〜２７には、Ｙｉ＝ｋ（Ｘｉ　−Ｘｍ１ｎ）／
（Ｘｍａｘ　−Ｘｍ１ｎ）　　　・・・（１）ｉ＝１．
２．・・・Ｎ 前記の（１）式に従って規格化信号処理が行われた規格
化サンプル値Ｙ１〜Ｙｎが出力される。

このように、前記した第６図示の規格化器からは、符号
化の対象にされている離散信号を一定区−ｊｌ　　− 間毎に分割して得た個々のブロックに属する各サンプル
のサンプル値について、前記した個々のブロック毎に、
前記した（１）式に従ってそれぞれ信号の振幅方向にお
ける分布の規格化を行って得た規格化済み信号（規格化
された画素データ）が端子２３〜２７に出力されるとと
もに、出力端子２１゜２２には規格化済み信号と対応し
て設定されるべき信号の規格化の状態を示す信号（規格
化データ）が出力される。

さて、第６図を参照して説明したような構成態様の規格
化器２８〜３０を備えて構成されされている第４図示の
非適応符号化器において、１段目の規格化器２８は１ブ
ロツク内におけるサンプル数Ｎが８であるような信号の
規格化を行うものであり、また２段目の２個の規格化器
２９．３０は１ブロツク内におけるサンプル数Ｎが４で
あるような信号の規格化を行うものとなっており、１段
目の規格化器２８で規格化された信号は、それが２分割
されて２段目の規格化器２９．３０に供給されて、そこ
でさらに規格化された後に、量子化器３１に供給されて
量子化されて出力される。規格化データは１段目の規格
化器２８と２段目の２個の規化格器２９．３０との合計
３個の規格化器２８〜３０からそれぞれ出力され、また
、量子化データは量子化器３１から出力される。

前記した第４図示の非適応符号化器３３において信号の
規格化を２段にわたって行っている規格化信号処理の状
態を、第５図の（ａ）、（ｂ）に示すようなそれぞわ異
なる２種類の信号について説明すると次のとおりである
。第５図の（ａ）、（ｂ）は符号化の対象にされている
離散信号を一定区間毎に分割して得た個々のブロックＣ
，Ｅｌ、Ｅ２に属する信号（サンプル値）を、図の横方
向には例えば時間をとり、他方、縦方向には信号レベル
をとって、信号の順次のサンプル値を白丸で示している
図であり、第４図中の１段目の規化格器２８で規格化の
対象にしている信号の１ブロツクＣ内のサンプル数Ｎが
８であり、また、第４図中の２段目の２個の規格化器２
９．３０で規格化の対象にしている信号の１ブロックＥ
ｌ、Ｅ２内のサンプル数Ｎが４の場合を示している。

第５図の（ａ）、（ｂ）におけるＸｍａｘＣはブロック
Ｃにおける８個のサンプル中の最大のサンプル値と対応
する信号レベルを、Ｘｍ１ｎＣはブロックＣにおける８
個のサンプル中の最小のサンプル値と対応する信号レベ
ルを示し、またＸｍａｘＥｌはブロックＥ１における４
個のサンプル中の最大のサンプル値と対応する信号レベ
ルを、Ｘｍ１ｎＥ１はブロックＥ１における４個のサン
プル中の最小のサンプル値と対応する信号レベルを示し
、さらにＸｍ１ｎＥ１はブロックＥ２における４個のサ
ンプル中の最大のサンプル値と対応する信号レベルを、
Ｘｍ１ｎＥ２はブロックＥ２における４個のサンプル中
の最小のサンプル値と対応する信号レベルを示している
。

また、第５図の（ａ）、（ｂ）中の斜線を引いて示しで
ある部分は、符号化の対象にされている信号が存在して
いないために、１段目の規格化器２８による規格化処理
に際して量子化の対象から除かれる部分であり、また、
第５図の（ａ）、（ｂ）中の網線を引いて示しである部
分は、符号化の対象にされている信号が存在していない
ために、２段目の規格化器２９．３０による規格化処理
に際して量子化の対象から除かれる部分である。

第５図の（ａ）、（ｂ）をみると１段目の規格化器２８
による信号の規格化処理で残されている部分は、信号の
規格化処理を１段だけ行うようにした従来例の場合に比
べると、規格化データ量を減らしている分だけ若干多く
なっているが、２段目の信号の規格化処理を行う規格化
器２９．３０による信号の規格化処理によって大幅に狭
くなっており、従来例におけるサンプル数Ｎが４の場合
と大差がない広さとなっていて、各サンプル値の量子化
誤差も同等となる。

２段目の規格化器２９．３０による信号の規格化は、１
ブロツク内のサンプル値の最大値Ｘｍａｘとサンプル値
の最小値Ｘ＋＋＋ｊｎに対して、それぞれ２ｂｉｔ（４
レベル）というように、かなり荒いものにしても、１段
目の規格化器２８による信号の規格化処理で残される部
分は相当に狭くなされているので信号の規格化は前記の
程度で行うようにしても充分である。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の適応形データ削減方式は符号化の対象にされている
離散信号における各サンプル値単位、または、符号化の
対象にされている離散信号を、一定区間毎に分割して得
た個々のブロック単位で略々一定のデータ量になるよう
にして符号化が行われる如き高能率符号化方式による符
号化手段により符号化されたデータを得る手段と、前記
の符号化手段によって符号化されたデータにおけるデー
タ削減の対象にされるデータの部分だけを第１の記憶装
置に記憶させ、前記の符号化手段によって符号化された
データにおけるデータ削減の対象にされないデータはそ
のまま出力されるようにする手段と、少なくとも前記し
た符号化手段によって符号化されたデータに基づいて得
た信号を用いて、適応処理におけるそれぞれ所定の符号
化モード設定に際して用いられるべき信号を得るための
モード判定用信号を得る手段と、前記したモード判定用
信号を記憶する第２の記憶装置と、前記の符号化された
データにおける　　′　　　−データの削減量が、適応
処理におけるそれぞれ所定の符号化モード設定に際して
用いられるべき信号の大きさの分布の状態の如何に抱わ
らずに常に略々一定になされるように、適応処理におけ
るそれぞれ所定の符号化モード設定に際して用いられる
べき信号の大きさの分布の状態に基づいて、適応処理に
おける符号化モードの切換えのために適用されるべき複
数個の閾値を設定する手段と、前記の閾値と第２の記憶
装置から読出さ九た適応処理におけるそれぞれ所定の符
号化モード設定に際して用いられるべき信号とによって
個々のデータに対して適用されるべき符号化モードを設
定する手段と、前記のように設定された符号化モードに
従って第１の記憶装置から読出さ九たデータに対して適
用されたそれぞれの符号化モードにより、それぞれ異な
った所定の出力データ量になされるような適応処理によ
りデータ削減が行われるようにした適応形データ削減方
式であって、この本発明の適応形データ削減方式におい
てはブロック単位でのデータ量が異なるような適応処理
を施こされていても、前記したブロックの多数のものが
集合されてなるある単位では略々一定のデータ量に保持
されるようにして高能率符号化が行われるようにされて
いる信号処理において、信号処理のために用いられるメ
モリの規模を大巾に減少することができ、したがって、
本発明方式によれば画像信号に対する符号化の場合のよ
うに、データ量の多い信号の高能率符号化に際しても回
路規模を余り大きくすることなくデータ圧縮率を向上で
きるのである。

特に、高品位テレビジョン信号等に対する符号化処理に
おいて必要とされる基本的なフィールドメモリはかなり
大規模なものとなるものであるから、そのような場合に
おける本発明方式の適用は極めて有効である。また、本
発明方式の適用によれば、メモリへの書込み速度や、メ
モリからの読出し速度などを低減できるので、前記した
ように単にメモリ規模の大巾な減少によるメモリ素子数
の減少だけの利点ではなく、データの並列変換回路、デ
ータの直列変換回路の軽減や、消費電力の低下などの利
点も得ることができ、さらに、本発明方式を適用すれば
、一度高能率符号化されて記録媒体に記録されであるデ
ータを伝送するデータベースにおいて、目的に合わせた
より少ないデータ量でのデータ伝送も可能になるという
利点も得られる。

また、本発明の適応形データ削減方式では、モード判定
用信号を発生させるために、本来の高能率符号化器とは
別の高−能率符号化器を用意することが必要とされるな
どの不合理なこともなく、結果として高能率符号化方式
の装置規模を大巾に削減することが可能になる。

さらに、本発明の適応形データ削減方式をデータベース
等のように、記録媒体に記録されている信号を回線で伝
送して使用するシステムに適用すれば、比較的に信号の
劣化の少ない高能率符号化方式で符号化されて記録媒体
に記録されているデ＝３９− 一タを、ある程度の信号の劣化が許容される目的の場合
には、より少ないデータ量として伝送時間を短くして伝
送するようなシステムを構成することも可能なのであり
、この場合には記録媒体の容量も必要最小限で済むよう
になるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適応形データ削減方式の一実施例のブ
ロック図であり、また、第２図は誤差信号の頻度分布と
閾値とを示す図、第３図は代表点の統合の態様の説明図
、第４図は非適応符号化器の一例構成を示すブロック図
、第５図は第４図に示されている非適応符号化器の動作
説明用の図、第６図は規格化器の一例構成を示すブロッ
ク図、第７図は従来例のブロック図である。 １・・・符号化の対象にされている離散信号の入力端子
、２〜５・・・離散信号の時間々隔（離散信号を発生す
るのに用いられた標本化周期）と等しい遅延時間を信号
に与える遅延回路、６・・・最大値検出回路、７・・・
最小値検出回路、８，９・・・量子化回路、１０〜１５
・・・減算器、１６〜２０・・・除算器、２１．２２・
・・規格化の状態を示す情報（規格化の状態を示すデー
タ）の出力端子、２３〜２７・・・量子化データの出力
端子、２８〜３０・・・規格化器、３１・・・量子化器
、３２・・・高能率符号化の対象とされている信号が供
給される入力端子、３３・・・非適応符号化器、３６．
４７・・・モード判定用信号形成回路、３８・・・平均
二乗誤差検出回路、３４・・・出力端子、３７・・・規
格化逆変換器、３９・・・信号観測回路、４０・・・閾
値設定回路、３５，４１．４６．メモリ、４２・・・符
号化モード設定回路、４８・・・５０゜５１．５２・・
・高能率符号化器、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 符号化の対象にされている離散信号における各サンプル
   値単位、または、符号化の対象にされている離散信号を
   、一定区間毎に分割して得た個々のブロック単位で略々
   一定のデータ量になるようにして符号化が行われる如き
   高能率符号化方式による符号化手段により符号化された
   データを得る手段と、前記の符号化手段によって符号化
   されたデータにおけるデータ削減の対象にされるデータ
   の部分だけを第１の記憶装置に記憶させ、前記の符号化
   手段によって符号化されたデータにおけるデータ削減の
   対象にされないデータはそのまま出力されるようにする
   手段と、少なくとも前記した符号化手段によって符号化
   されたデータに基づいて得た信号を用いて、適応処理に
   おけるそれぞれ所定の符号化モード設定に際して用いら
   れるべき信号を得るためのモード判定用信号を得る手段
   と、前記したモード判定用信号を記憶する第２の記憶装
   置と、前記の符号化されたデータにおけるデータの削減
   量が、適応処理における それぞれ所定の符号化モード設定に際して用いられるべ
   き信号の大きさの分布の状態の如何に抱わらずに常に略
   々一定になされるように、適応処理におけるそれぞれ所
   定の符号化モード設定に際して用いられるべき信号の大
   きさの分布の状態に基づいて、適応処理における符号化
   モードの切換えのために適用されるべき複数個の閾値を
   設定する手段と、前記の閾値と第２の記憶装置から読出
   された適応処理におけるそれぞれ所定の符号化モード設
   定に際して用いられるべき信号とによって個々のデータ
   に対して適用されるべき符号化モードを設定する手段と
   、前記のように設定された符号化モードに従って第１の
   記憶装置から読出されたデータに対して適用されたそれ
   ぞれの符号化モードにより、それぞれ異なった所定の出
   力データ量になされるような適応処理によりデータ削減
   が行われるようにした適応形データ削減方式