JPS63209236A - 適応量子化器 - Google Patents
適応量子化器Info
- Publication number
- JPS63209236A JPS63209236A JP62041324A JP4132487A JPS63209236A JP S63209236 A JPS63209236 A JP S63209236A JP 62041324 A JP62041324 A JP 62041324A JP 4132487 A JP4132487 A JP 4132487A JP S63209236 A JPS63209236 A JP S63209236A
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- JP
- Japan
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- signal
- input signal
- quantization
- quantizer
- dynamic range
- Prior art date
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- Granted
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- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title description 8
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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。
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〕
本発明はテレビ信号をディジタル化して差分符号化伝送
する差分符号化装置に用いる適応量子化器に関する。
する差分符号化装置に用いる適応量子化器に関する。
一般に、この種の差分符号化装置の量子化器では１画像
の入力信号がｎビットの場合、入力信号と予測信号との
差分信号は、ｎ千１ビット以上となる。このため、差分
信号全量子化して出力する量子化器は、少なくとも、ｎ
千１ビットの信号をあらかじめ定められたレベル数の量
子化レベルに変換する必要がある。このとき、平坦部の
量子化。
の入力信号がｎビットの場合、入力信号と予測信号との
差分信号は、ｎ千１ビット以上となる。このため、差分
信号全量子化して出力する量子化器は、少なくとも、ｎ
千１ビットの信号をあらかじめ定められたレベル数の量
子化レベルに変換する必要がある。このとき、平坦部の
量子化。
雑音や過負荷等の劣化を目立たなくするためには。
多くの量子化レベル数が必要であった。
従来は、この欠点を改良する方法として、入力信号をあ
らかじめ振幅制限してから、差分符号化を行なうように
して、入力信号と予測信号とから差信号全求める減算器
、及び量子化出力と予測信号とから局部復号信号を求め
る加算器の演算ｉｎビットのモジュロ−演算で行ない、
量子化器はｎビットの差信号に対して量子化を行なう技
術がある（例えばＢｏ ｓ ｔｅ １ｍａｎｎの折返し
量子化器でその内容はドイツ特許公報２４０５５３４に
示される。）。
らかじめ振幅制限してから、差分符号化を行なうように
して、入力信号と予測信号とから差信号全求める減算器
、及び量子化出力と予測信号とから局部復号信号を求め
る加算器の演算ｉｎビットのモジュロ−演算で行ない、
量子化器はｎビットの差信号に対して量子化を行なう技
術がある（例えばＢｏ ｓ ｔｅ １ｍａｎｎの折返し
量子化器でその内容はドイツ特許公報２４０５５３４に
示される。）。
本発明によれば、入力信号と予測信号との差分信号を量
子化して伝送する差分符号化装置の量子化器において、
前記入力信号のダイナミックレンジの上限と該上限から
最大量子化雑音だけ小さい値の範囲及び下限と該下限か
ら最大量子化雑音だけ大きい値の範囲に対して、前記入
力信号をあらかじめ定められた特性にしたがって量子化
変換した変換信号全出力する手段と、前記差分信号と前
記変換信号とを用いて前記入力信号に量子化雑音を加算
した値が前記入力信号のダイナミックレン−）を越えな
いように前記差分信号を適応的に量子化して出力する手
段とを有する適応量子化器が得られる。
子化して伝送する差分符号化装置の量子化器において、
前記入力信号のダイナミックレンジの上限と該上限から
最大量子化雑音だけ小さい値の範囲及び下限と該下限か
ら最大量子化雑音だけ大きい値の範囲に対して、前記入
力信号をあらかじめ定められた特性にしたがって量子化
変換した変換信号全出力する手段と、前記差分信号と前
記変換信号とを用いて前記入力信号に量子化雑音を加算
した値が前記入力信号のダイナミックレン−）を越えな
いように前記差分信号を適応的に量子化して出力する手
段とを有する適応量子化器が得られる。
ところが、上述した従来のＢｏｓｔｅｌｍａｎｎの折返
し量子化器では、量子化による量子化雑音が加わっても
１局部後号信号（入力信号に量子化雑音を加算したもの
と同じ値）が入力信号の有するダイナミックレンジを越
えないように、あらかじめ入力信号をダイナミックレン
ジよシ最大の量子化雑音の振幅値だけ小さい範囲に振幅
制限してから、差分符号化を行なう必要があシ１局局部
後信号したがって受信側の復号信号には振幅制限された
信号が出力される。このため、最大の量子化雑音の振幅
が大きい場合には、振幅制限を受ける範囲も大きくなっ
てしまい、その結果、復号される信号はそれだけダイナ
ミックレンジの制限を受ける欠点があった。
し量子化器では、量子化による量子化雑音が加わっても
１局部後号信号（入力信号に量子化雑音を加算したもの
と同じ値）が入力信号の有するダイナミックレンジを越
えないように、あらかじめ入力信号をダイナミックレン
ジよシ最大の量子化雑音の振幅値だけ小さい範囲に振幅
制限してから、差分符号化を行なう必要があシ１局局部
後信号したがって受信側の復号信号には振幅制限された
信号が出力される。このため、最大の量子化雑音の振幅
が大きい場合には、振幅制限を受ける範囲も大きくなっ
てしまい、その結果、復号される信号はそれだけダイナ
ミックレンジの制限を受ける欠点があった。
そこで８本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、振幅
制限を受けない入力信号と同等のダイナミックレンジを
有する復号信号全得ることができる量子化器を提供する
ことである。
制限を受けない入力信号と同等のダイナミックレンジを
有する復号信号全得ることができる量子化器を提供する
ことである。
次に１本発明について図面を参照にして説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。入力端子１に入力されたｎビット。
る。入力端子１に入力されたｎビット。
例えばｎ ＝ ８の入力信号Ｘは、減算器２と変換回路
３とへ供給される。量子化器４の量子化特性が。
３とへ供給される。量子化器４の量子化特性が。
正負対称で最大の量子化雑音の振幅をΔハとする。
変換回路３では、入力信号Ｘが２の補数で表わされる時
２ｎ−１−ΔＭＸ−’から上限＋７） ２ｎ−’−１
４ｆ （７）上限範囲又は下限の一２ｎ−１から一２ｎ
−１＋ΔＭＸまでの下限範囲のいずれかである場合は、
Ｘの値をあらかじめ定められた量子化特性Ａによシ量子
化した変換信号全出力し、一方、いずれの範囲にも含ま
れない中間の範囲の場合には、中間範囲であることを示
す変換信号を出力して量子化器４へ供給する。
２ｎ−１−ΔＭＸ−’から上限＋７） ２ｎ−’−１
４ｆ （７）上限範囲又は下限の一２ｎ−１から一２ｎ
−１＋ΔＭＸまでの下限範囲のいずれかである場合は、
Ｘの値をあらかじめ定められた量子化特性Ａによシ量子
化した変換信号全出力し、一方、いずれの範囲にも含ま
れない中間の範囲の場合には、中間範囲であることを示
す変換信号を出力して量子化器４へ供給する。
例えば、Δハが３２の場合、入力信号Ｘを下限及び上限
からΔ＝０．１，２，４，８，１６，２４゜３２のレベ
ル以上離れた１６種類のレベルの信号に量子化し、変換
信号として４ ｂｉｔの信号を出力する。ウメ範囲は３
２＠れたレベルのいずれかの信号に量子化する。
からΔ＝０．１，２，４，８，１６，２４゜３２のレベ
ル以上離れた１６種類のレベルの信号に量子化し、変換
信号として４ ｂｉｔの信号を出力する。ウメ範囲は３
２＠れたレベルのいずれかの信号に量子化する。
以下今日
／ｅ ）
変換回路３の変換特性の一例を表−１に示す。
以下依日
減算器２は、ｎビットの入力信号Ｘと予測器５から供給
される。ｎビットの予測信号Ｘとｉｎビットのモジュロ
−演算による減算を行なって、ｎビットの差分信号Ｅｉ
比出力、量子化器４へ供給する。
される。ｎビットの予測信号Ｘとｉｎビットのモジュロ
−演算による減算を行なって、ｎビットの差分信号Ｅｉ
比出力、量子化器４へ供給する。
量子化器４では、あらかじめ定められた量子化特性に従
がって、ｎビットの差分信号Ｅ全量子化して、量子化レ
ベルを表わす量子化信号Ｑｔ−出力する。但し、量子化
による量子化雑音Δ９＝Ｑ−Ｅを入力信号に加算した値
（これは局部復号信号Ｙ＝Ｘ＋Ｑに一致する値）が、ｎ
ビットの入力信号Ｘのダイナミックレンジの上限又は下
限を越えるおそれがある場合は、１つ上又は１つ下等の
近傍の量子化レベルの信号を量子化信号Ｑとして出力し
、入力信号ＸＫ量子化雑音を加算した値Ｘ＋Δ、（−Ｘ
＋Ｑ）が、上限又は下限を越えないように適応的に量子
化を行なう。尚、量子化器４には、入力信号Ｘそのもの
は供給されないが、変換信号から適応的な量子化を行な
う判定に必要な範囲の童子化された入力信号Ｘの情報を
得られる。
がって、ｎビットの差分信号Ｅ全量子化して、量子化レ
ベルを表わす量子化信号Ｑｔ−出力する。但し、量子化
による量子化雑音Δ９＝Ｑ−Ｅを入力信号に加算した値
（これは局部復号信号Ｙ＝Ｘ＋Ｑに一致する値）が、ｎ
ビットの入力信号Ｘのダイナミックレンジの上限又は下
限を越えるおそれがある場合は、１つ上又は１つ下等の
近傍の量子化レベルの信号を量子化信号Ｑとして出力し
、入力信号ＸＫ量子化雑音を加算した値Ｘ＋Δ、（−Ｘ
＋Ｑ）が、上限又は下限を越えないように適応的に量子
化を行なう。尚、量子化器４には、入力信号Ｘそのもの
は供給されないが、変換信号から適応的な量子化を行な
う判定に必要な範囲の童子化された入力信号Ｘの情報を
得られる。
例えば、変換信号が、２”’−１−４の時、差分信号Ｅ
に対する量子化出力信号ＱがＱ、で、量子化雑音Δ、が
６である場合、Ｘ＋Δ。はダイナミツフレｌ ンジをこえるが、１つ下の量子化レベルＱ、−１では量
子化雑音Δｑｉ−１”” Ｑｉ−１−Ｅは通常負となシ
。
に対する量子化出力信号ＱがＱ、で、量子化雑音Δ、が
６である場合、Ｘ＋Δ。はダイナミツフレｌ ンジをこえるが、１つ下の量子化レベルＱ、−１では量
子化雑音Δｑｉ−１”” Ｑｉ−１−Ｅは通常負となシ
。
Ｘ十Δ、 ば、ダイナミックレンジをこえない。
そこで、量子化出力としては１つ下の量子化レベルの信
号を量子化信号Ｑとして出力する。
号を量子化信号Ｑとして出力する。
入力信号Ｘに量子化雑音Δを加算した値が入力信号のダ
イナミックレンジ２越えないように、差分信号Ｅ’（ｉ
−適応的に量子化した量子化信号Ｑは。
イナミックレンジ２越えないように、差分信号Ｅ’（ｉ
−適応的に量子化した量子化信号Ｑは。
量子化器４から出力されて符号変換回路７と加算器６と
へ供給される。符号変換回路７は、量子化信号Ｑから量
子化レベルを表わす符号に変換し。
へ供給される。符号変換回路７は、量子化信号Ｑから量
子化レベルを表わす符号に変換し。
同期信号等符号化伝送に必要な情報と多重化して伝送路
符号に変換して出力端子８から、出力する。
符号に変換して出力端子８から、出力する。
加算器６では、量子化信号Ｑと予測信号Ｘとを加算して
９局部後号信号Ｙ （＝Ｘ十Ｑ ）を求めて予測器５へ
供給する。適応量子化によって１局部俊号信号Ｙは入力
信号Ｘの有するｎビットのダイナミックレンジを越えな
いように量子化信号Ｑが選択されているため、加算器６
はｎビットのモジロー演算を行なってｎビットの局部復
号信号を出力する。
９局部後号信号Ｙ （＝Ｘ十Ｑ ）を求めて予測器５へ
供給する。適応量子化によって１局部俊号信号Ｙは入力
信号Ｘの有するｎビットのダイナミックレンジを越えな
いように量子化信号Ｑが選択されているため、加算器６
はｎビットのモジロー演算を行なってｎビットの局部復
号信号を出力する。
予測器５は９局部後号信号Ｙからあらかじめ定められた
予測特性に従がって８次の標本化時刻のｎビットの予測
信号Ｘを求めて出力し、加算器６と減算器２とへ供給す
る。
予測特性に従がって８次の標本化時刻のｎビットの予測
信号Ｘを求めて出力し、加算器６と減算器２とへ供給す
る。
次に量子化器４の具体的な例について説明する。
量子化器４は、４，５ビツト（符号変換回路７では２サ
ンプルをまとめて９ビツトで符号化する。）のミツドト
レンド型２ルベルで、量子化ステップは０，１，２，３
，４，６，８，１２，１６゜２０．２４で、最大（最小
）量子化レベルは９６（−９６）となる。差分信号Ｅに
対する量子化出力Ｃ１表−２に示す量子化特性とする。
ンプルをまとめて９ビツトで符号化する。）のミツドト
レンド型２ルベルで、量子化ステップは０，１，２，３
，４，６，８，１２，１６゜２０．２４で、最大（最小
）量子化レベルは９６（−９６）となる。差分信号Ｅに
対する量子化出力Ｃ１表−２に示す量子化特性とする。
以下糸口
表−２
適応量子化は次のように行なわれる。入力信号Ｘに対す
る変換信号が正の値の２”−１−Δを示している時、差
分信号Ｅに対する量子化信号ＱがＱｏであるとする。量
子化雑音Δ、１＝Ｑｉ−ＥがΔ以下の値である場合は、
Ｑ、をそのまま出力し、Δ９．がΔよシ大きい場合は
、Δ、、−Ｑ、、−ＥがΔ以ｑｌ−ｊ １−Ｊ 下となるような量子化信号Ｑｉ−ｊの中でＱｉに一番近
傍のものを選んで出力する。変換信号が負の値の一２ｎ
−１＋Δを示している時、Δ が−３以上のｌ 値である場合はＱｉをそのまま出力し、−Δよシ小さい
場合はΔ・ ・が−３以上となるような量子化ｌ−Ｊ 信号Ｑ、＋、 ’！ｒ選んで出力する。最大量子化出力
Ｑ１０よシ１つ上の量子化信号ＱとしてはＱ−１０に用
い。
る変換信号が正の値の２”−１−Δを示している時、差
分信号Ｅに対する量子化信号ＱがＱｏであるとする。量
子化雑音Δ、１＝Ｑｉ−ＥがΔ以下の値である場合は、
Ｑ、をそのまま出力し、Δ９．がΔよシ大きい場合は
、Δ、、−Ｑ、、−ＥがΔ以ｑｌ−ｊ １−Ｊ 下となるような量子化信号Ｑｉ−ｊの中でＱｉに一番近
傍のものを選んで出力する。変換信号が負の値の一２ｎ
−１＋Δを示している時、Δ が−３以上のｌ 値である場合はＱｉをそのまま出力し、−Δよシ小さい
場合はΔ・ ・が−３以上となるような量子化ｌ−Ｊ 信号Ｑ、＋、 ’！ｒ選んで出力する。最大量子化出力
Ｑ１０よシ１つ上の量子化信号ＱとしてはＱ−１０に用
い。
最小量子化出力Ｑ−１０よシ１つ下の量子化信号として
はＱ１０を用いる。
はＱ１０を用いる。
例えば入力信号Ｘが−１１８であると変換回路３で−２
７＋８−−１２０に量子化されて４ ｂｊｔの１０１１
の変換信号が量子化器４に入力される。一方、差分信号
ＥとしてＥ＝１２７が入力された場合量子化特性により
Ｑｌｏ−９６に量子化され量子化雑音Δ、＝Ｑ、。−Ｆ
＝−３１となる。この場合Ｘ＋Δ。
７＋８−−１２０に量子化されて４ ｂｊｔの１０１１
の変換信号が量子化器４に入力される。一方、差分信号
ＥとしてＥ＝１２７が入力された場合量子化特性により
Ｑｌｏ−９６に量子化され量子化雑音Δ、＝Ｑ、。−Ｆ
＝−３１となる。この場合Ｘ＋Δ。
の演算はＸの値としては変換信号の情報を用いてＸ＋Δ
、−−１２０−３１が行なわれるがＸ＋Δ９がダイナミ
ックレンジの下限を越すか越すおそれがあるため量子化
出力ＱとしてはＱ１０の１つ上の量子化特性としてＱ−
１８を選択する。この時量子化雑音Δ。
、−−１２０−３１が行なわれるがＸ＋Δ９がダイナミ
ックレンジの下限を越すか越すおそれがあるため量子化
出力ＱとしてはＱ１０の１つ上の量子化特性としてＱ−
１８を選択する。この時量子化雑音Δ。
はＱ−４゜−Ｅ＝３３−２５６となるが局部復号信号を
求める時ｎ ＝ ８ビツトのモジュロ−演算が行なわれ
ることを考慮すると、第２項の−２５６は除かれΔ９は
等制約に＋３３となる。したがってＸ＋Δ９の値は下限
２越さなく、量子化器４はＱ−１０を量子化信号として
出力する。この時量子化雑音は高々３３であるので局部
復号信号は入力信号Ｘに近い値が得られ大きな過負荷な
どは生じない。
求める時ｎ ＝ ８ビツトのモジュロ−演算が行なわれ
ることを考慮すると、第２項の−２５６は除かれΔ９は
等制約に＋３３となる。したがってＸ＋Δ９の値は下限
２越さなく、量子化器４はＱ−１０を量子化信号として
出力する。この時量子化雑音は高々３３であるので局部
復号信号は入力信号Ｘに近い値が得られ大きな過負荷な
どは生じない。
変換信号が４ビツトで表わされる場合、ｎ＝８ビツトの
差分信号に対する適応量子化器４は、アドレスが１２ビ
ツトで出力が８ビツトのＲＯＭ（Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ
Ｍｅｍｏｒｙ ） ｆ用いて、上述に示した判定を行な
う適応量子化特性をあらかじめＲＯＭに書込んでおき、
アドレスに対応する値を読み出すことによシ構成できる
。現在のＩＣ技術ではアドレスが１２ビツトで出力が４
ビツトでアクセススピードが３５ ｎ５ｅｃ程度のＲＯ
Ｍがあり、これを用いると量子化器４が簡単に構成でき
る。
差分信号に対する適応量子化器４は、アドレスが１２ビ
ツトで出力が８ビツトのＲＯＭ（Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ
Ｍｅｍｏｒｙ ） ｆ用いて、上述に示した判定を行な
う適応量子化特性をあらかじめＲＯＭに書込んでおき、
アドレスに対応する値を読み出すことによシ構成できる
。現在のＩＣ技術ではアドレスが１２ビツトで出力が４
ビツトでアクセススピードが３５ ｎ５ｅｃ程度のＲＯ
Ｍがあり、これを用いると量子化器４が簡単に構成でき
る。
尚、ここに示した実施例に限定することはなく。
量子化変換した入力信号と差分信号とから適応的に量子
化を行なう構成であれば種々の構成が考えられる。
化を行なう構成であれば種々の構成が考えられる。
以上説明したように９本発明は、入力信号と量子化雑音
との関係から適応的に量子化を行なうことによシ、あら
かじめ入力信号に振幅制限を加えなくても、入力信号と
同じビット数のモジュロ−演算で差分符号化の処理を実
現することができるから復号される信号は、振幅制限を
受けていないので、入力信号と同等のダイナミックレン
ジを得ることができる効果がある。
との関係から適応的に量子化を行なうことによシ、あら
かじめ入力信号に振幅制限を加えなくても、入力信号と
同じビット数のモジュロ−演算で差分符号化の処理を実
現することができるから復号される信号は、振幅制限を
受けていないので、入力信号と同等のダイナミックレン
ジを得ることができる効果がある。
また、変換回路で、入力信号を量子化器で必要な情報の
みを抜き出した変換信号に変換してから量子化器に供給
しているだめ、入力信号を変換信Ｃ１３） 号としてそのまま入力する場合よシ、量子化器の構成を
簡単化できる効果がある。
みを抜き出した変換信号に変換してから量子化器に供給
しているだめ、入力信号を変換信Ｃ１３） 号としてそのまま入力する場合よシ、量子化器の構成を
簡単化できる効果がある。
第１図は本発明の構成を示すブロック図である。
１・・・入力端子、２・・・減算器、３・・・変換回路
、４・・・量子化器、５・・・予測器、６・・・加算器
、７・・・符号変換回路、８・・・出力端子。
、４・・・量子化器、５・・・予測器、６・・・加算器
、７・・・符号変換回路、８・・・出力端子。
Claims (1)
- １、入力信号と予測信号との差分信号を量子化して伝送
する差分符号化装置の量子化器において、前記入力信号
のダイナミックレンジの上限と該上限から最大量子化雑
音だけ小さい値の範囲及び下限と該下限から最大量子化
雑音だけ大きい値の範囲に対して、前記入力信号をあら
かじめ定められた特性にしたがって量子化変換した変換
信号を出力する手段と、前記差分信号と前記変換信号と
を用いて前記入力信号に量子化雑音を加算した値が前記
入力信号のダイナミックレンジを越えないように前記差
分信号を適応的に量子化して出力する手段とを有する適
応量子化器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041324A JPS63209236A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 適応量子化器 |
| CA000559827A CA1334871C (en) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Device for quantizing an input signal adaptively so that a local decoded signal never exceeds a dynamic range of the input signal |
| GB8804589A GB2208339B (en) | 1987-02-26 | 1988-02-26 | Device for quantizing an input signal adaptively so that a local decoded signal never exceeds a dynamic range of the input signal |
| US07/161,143 US4852125A (en) | 1987-02-26 | 1988-02-26 | Adaptive quantizing device for use in a differential encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041324A JPS63209236A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 適応量子化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63209236A true JPS63209236A (ja) | 1988-08-30 |
| JPH0553417B2 JPH0553417B2 (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=12605343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62041324A Granted JPS63209236A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 適応量子化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63209236A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135885A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Canon Inc | 符号化及び復号化装置 |
-
1987
- 1987-02-26 JP JP62041324A patent/JPS63209236A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135885A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Canon Inc | 符号化及び復号化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0553417B2 (ja) | 1993-08-10 |
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