JPS6356020A - Compression decoding device - Google Patents

Compression decoding device

Info

Publication number
JPS6356020A
JPS6356020A JP20104786A JP20104786A JPS6356020A JP S6356020 A JPS6356020 A JP S6356020A JP 20104786 A JP20104786 A JP 20104786A JP 20104786 A JP20104786 A JP 20104786A JP S6356020 A JPS6356020 A JP S6356020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
table memory
predictor
standard deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20104786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Shimada
道雄 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP20104786A priority Critical patent/JPS6356020A/en
Publication of JPS6356020A publication Critical patent/JPS6356020A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To decode a signal efficiently without requiring much table memory capacity by subtracting a predicting value calculated by a predicting device from a signal to obtain a predicting error and referencing the table memory based on a correction value of a signal being the division of the predicting error by the standard deviation of the signal. CONSTITUTION:An arithmetic decoder 103 executes arithmetic decoding to a signal compressed based on the appearance probability and accumulated appearance probability of a signal fed from the table memory 102 to decode the signal. The signal is fed also to a predicting device 106, the predicting value and its standard deviation of the inputted signal are predicted from the inputted signal in the past and the result is outputted. A subtracter 105 subtracts the predicting value outputted from the predicting device 106 from the signal and outputs the result. A divider 104 divides the output of the subtracter 105 by the standard deviation outputted from the predicting device 106, gives the result to an address signal terminal of the table memory 102 and the table memory 102 gives the probability recorded in the address represented by the output of the divider 104 to the arithmetic decoder 103.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、信号の伝送あるいは記録の際に伝送時間や記
憶容量を節約する目的で信号に含まれる冗長囃を取り除
いて圧縮された信号から、元の信号を復元する圧縮復号
化装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a method for removing redundant noises contained in a signal from a compressed signal in order to save transmission time and storage capacity during signal transmission or recording. , relates to a compression/decoding device for restoring an original signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

冗長データを圧縮する方法及び圧縮されたデータからも
との冗長データを復元する方法として従来一般による知
られ利用されているものに、算術符号と呼ばれる符号を
用いる方法がある。算術符号のデータ圧縮器(以下では
単に算術符号器と言う)及びデータ復号器(以下では単
に算術復号器と言う)の詳細については、例えば米国の
インターナショナル・ビジネス・マシンズ・コーポレー
ション(International Busines
s MachinesCorporation)から1
976年に発行された論文誌アイビーエム・ジャーナル
・オブ・リサーチ・アンドデベD =、/ペメント(I
BM Joroal or Re5eacb andD
eve1op+5eot)の第20巻3号の198〜2
03ベージや1984年に発行された同誌第28巻2号
の135〜149ページや米国のスタンフォード大学(
5tanford University)で1976
年に発行されたリチャード・クラーク・バスト(Ric
hardClark Pa5co)による博士論文[ソ
ース・コーディング・アルゴリズム・フォア・ファース
ト・データ・コンプレジョン(Source codi
ng algoriLhmfor fast data
 compression)」に詳しく述べられている
2. Description of the Related Art Conventionally known and used methods for compressing redundant data and restoring original redundant data from compressed data include a method using a code called an arithmetic code. For details on arithmetic code data compressors (hereinafter simply referred to as arithmetic encoders) and data decoders (hereinafter simply referred to as arithmetic decoders), see, for example, International Business Machines Corporation of the United States.
s Machines Corporation) to 1
The journal IBM Journal of Research and Development published in 1976
BM Joroal or Re5eacb andD
eve1op+5eot) Volume 20 No. 3 198-2
03 page, pages 135-149 of Vol. 28, No. 2 of the same magazine published in 1984, and Stanford University in the United States (
5tanford University) in 1976
Richard Clark Bust (Ric
doctoral dissertation by HardClark Pa5co) [Source Coding Algorithm for First Data Compression (Source codi
ng algorithm for fast data
compression)”.

これらの方法のうちデータを圧縮する方法について簡潔
に述べれば、信号系列すなわち情報ディジット列Xl 
、 X2 、・・・、xNは、その冗長度に応じて長さ
の異なる符号ディジット列Wl、W3、・・・、Wtに
、例えば次のようにして変換され、情報ディジット列の
冗長度が取り除かれる。
Of these methods, the method for compressing data can be briefly described by compressing a signal sequence, that is, an information digit sequence
, X2, . . . , xN are converted into code digit strings Wl, W3, . be removed.

まず、Fを予め決められた数直線上の区間(0以上1未
満とする)の小さい方の端の値(すなわち0ンとし、T
をその区間の幅(すなわち1)とする。次に以下の手順
AI)〜A5)を実行する。なお以下ではX←yはXに
yの値を代入することを意味するものとする。また演算
はすべてb進法で行うものとする。
First, let F be the value at the smaller end of a predetermined interval on the number line (0 or more and less than 1) (i.e., 0), and T
Let be the width of the interval (i.e. 1). Next, the following steps AI) to A5) are executed. Note that in the following, X←y means assigning the value of y to X. It is also assumed that all operations are performed in the b-adic system.

AI)iの値を1とする。AI) Set the value of i to 1.

A2)第i番目の情報ディジットX1を入力する。A2) Input the i-th information digit X1.

A3)第i番目の情報ディジットXIの出現確率(1+
(X +)と累積出現確率Ci(x +)−Ey<xc
z(y)を求める。
A3) The probability of appearance of the i-th information digit XI (1+
(X +) and cumulative appearance probability Ci (x +) − Ey < xc
Find z(y).

A 4)F = F + Ci(x +) ・TT4−
 q +<x 1)−T とし、Tを予め決められた有効数字に桁で打ち切る。
A4) F = F + Ci(x +) ・TT4-
Let q + < x 1) - T, and truncate T to a predetermined significant figure.

A5)i (Nならiの値を1増やしてA2)へ移る。A5) i (If N, increase the value of i by 1 and move to A2).

i=Nなら終了。If i=N, end.

最後に、FとTの最終値で決定される区間に含まれる実
数のうち、数値表現したときのディジッI〜数が少ない
実数を選び、選ばれた実数の実現ディジットO,w1w
2・・・WLの小数点以下の部分を符号ディジット列W
l、 VV2 、・・・、WLとして定める。上記手順
、へ1)〜A5)に従えば符号語の長さしは情報ディジ
ット列の長さNより一般に小さくなってデータ圧縮でき
ることが前記文献に示されている。
Finally, among the real numbers included in the interval determined by the final values of F and T, choose a real number whose digit I when expressed numerically is small, and realize the realized digits O, w1w of the selected real number.
2...The part below the decimal point of WL is the sign digit string W
l, VV2,..., WL. It is shown in the above-mentioned document that if the above steps (1) to A5) are followed, the length of the code word is generally smaller than the length N of the information digit string, and data can be compressed.

一方、データを復元する方法については簡潔に述べれば
、符号ディジ・ソト列VVI 、 w2 、・・・。
On the other hand, the method for restoring data will be briefly described as follows: code Digi-Soto sequence VVI, w2, . . .

VVLは例えば次のようにして変換され、もとの情報デ
ィジット列Xi 、 X2 、・・・、xNが復元され
る。
For example, VVL is converted as follows, and the original information digit string Xi, X2, . . . , xN is restored.

まず、Wに01w1w2・・・wLを代入し、Sに1を
代入する。次に以下の手1[B ] )〜B5)を実行
する。なお以下ではX 4− yはXにyの値を代入す
ることを意味するものとする。また演算はすべてb進法
で行うものとする。
First, 01w1w2...wL is assigned to W, and 1 is assigned to S. Next, execute steps 1 [B]) to B5) below. In the following, it is assumed that X 4 - y means assigning the value of y to X. It is also assumed that all operations are performed in the b-adic system.

Bl)iの値を1とする。Bl) Set the value of i to 1.

B 2)Ci(y )≦W/Sを満たすyのうちで最大
のディジットをXI とする。
B2) Let XI be the largest digit among y that satisfies Ci(y)≦W/S.

B 3)x 、を復元された情報ディジットとして出力
する。
B3) Output x as the recovered information digit.

B4)W=W  C1(x+)・S S ” q +(X +)・S とし、Sを予め決められた有効数字に桁で打ち切る。B4) W=W C1(x+)・S S ” q +(X +)・S and truncate S to a predetermined significant figure.

B5)i<Nならiの値を1増やしてB2)/\移る。B5) If i<N, increase the value of i by 1 and move to B2)/\\.

i=Nなら終了。If i=N, end.

上記手順にBl)〜B5)に従えば符号ディジット列V
V H、VV 2 、・・・、WLがらもとの情報ディ
ジット列xl 、 x2 、・・・、XNが誤りなく復
元できることが前記文献に示されている。
If you follow the above steps Bl) to B5), the code digit string V
The above-mentioned document shows that the original information digit string xl, x2, . . . , XN can be reconstructed from VH, VV 2 , .

算術符号は信号の出現確率さえ与えられれば効率よく信
号を圧縮する符号化法であり、いかに出現確率を得るか
が問題になる。このために一般には符号化・復号化を進
めるのと並行して、信号の出現頻度をメモリに記録して
ゆき、出現確率を算出する方法が用いられている。
Arithmetic coding is an encoding method that efficiently compresses signals as long as the probability of occurrence of the signal is given, and the problem is how to obtain the probability of occurrence. For this purpose, a method is generally used in which the appearance frequency of a signal is recorded in a memory in parallel with the encoding/decoding process, and the appearance probability is calculated.

さて、上記のようにデータの圧縮及びデータの復元を実
行するための算術符号器及び算術復号器は、例えば米国
のインターナショナル・ビジネス・マシンズ・コーポレ
ーションの米国特許第4,122.440号などに記さ
れているような加算・乗算などの算術演算回路を含む回
路で実現できる。
Now, an arithmetic encoder and an arithmetic decoder for compressing data and restoring data as described above are described in, for example, U.S. Patent No. 4,122.440 of International Business Machines Corporation of the United States. This can be realized with a circuit that includes arithmetic operation circuits such as addition and multiplication, as shown in the figure below.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら従来の方式では、信号のビット長が1ビッ
ト程度でレベル数が小さい時には、信号の出現確率を記
録するためのデープルメモリ容量は比較的小さくて良か
っか、信号のビット長が大きくなって信号のレベル数が
増加すると、信号の出現確率を記録するためのテーブル
メモリ容量が膨大になるという欠点があった。
However, in the conventional method, when the bit length of the signal is about 1 bit and the number of levels is small, the capacity of the daple memory for recording the probability of appearance of the signal may be relatively small, but the bit length of the signal becomes large. As the number of signal levels increases, there is a drawback that the table memory capacity for recording the probability of appearance of the signal becomes enormous.

ところが、応用によってはビット長が長くてレベル数の
大きな信号を圧縮することが要求される。例えばディジ
タル・オーディオ・ディスクのような@賞用の音響画像
機器において、量子化されたアナログ信号を圧縮して記
録するような場合には、音質や画質を保つために信号の
レベル数を大きくすることが不可欠である。
However, depending on the application, it is required to compress signals with a long bit length and a large number of levels. For example, when compressing and recording quantized analog signals in audio-visual equipment for awards such as digital audio discs, the number of signal levels is increased to maintain sound and image quality. It is essential that

本発明は、信号のレベル数が大きくとも、出現確率を記
録するためのテーブルメモリ容量を多量に必要とせずに
、信号を効率よく圧縮する圧縮符号化装置に対応する圧
縮復号化装置を提供しようとするものである。
The present invention provides a compression decoding device compatible with a compression encoding device that efficiently compresses a signal without requiring a large amount of table memory capacity for recording appearance probabilities even if the number of signal levels is large. That is.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、過去に入力された信号系列に基づいて入力さ
れる信号の予測値と標準偏差を出力する第1の予測器と
、信号から前記第1の予測器の出力した予測値を減じる
第1の減算器と、前記第1の減算器の出力を前記第1の
予測器の標準偏差で割る第1の除算器と、予め記録され
ている確率を前記第1の除算器の出力に応じて出力する
第1のテーブルメモリと、前記第1のテーブルメモリの
出力に応じて信号に対して算術符号化を実行する算術符
号器とを具備して信号を圧縮する圧縮符号化装置から出
力される信号から前記入力信号を復元する圧縮復号化装
置であって、前記第1の予測器と同じ機能の第2の予測
器と、前記圧縮復号化装置が復号した信号から前記第2
の予測器の出力した予測値を減じる第2の減算器と、前
記第2の減算器の出力を前記第2の予測器の標準偏差で
割る第2の除算器と、予め記録されている確率を前記第
2の除算器の出力に応じて出力する第2のテーブルメモ
リと、前記第2のテーブルメモリの出力に応じて算術復
号化を実行する算術復号器とを具備することを特徴とす
る。
The present invention includes a first predictor that outputs a predicted value and standard deviation of an input signal based on a signal sequence input in the past, and a second predictor that subtracts the predicted value outputted from the first predictor from the signal. 1, a first divider that divides the output of the first subtractor by the standard deviation of the first predictor, and a pre-recorded probability according to the output of the first divider. and an arithmetic encoder that performs arithmetic encoding on the signal according to the output of the first table memory. A compression decoding device that decompresses the input signal from a signal decoded by the compression decoding device, the second predictor having the same function as the first predictor;
a second subtractor that subtracts the predicted value output from the predictor; a second divider that divides the output of the second subtractor by the standard deviation of the second predictor; and a pre-recorded probability. and an arithmetic decoder that performs arithmetic decoding in accordance with the output of the second table memory. .

1゛作用〕 算術符号は信号の出現確率さえ与えられれば効率よく信
号を圧縮する符号化法であるから、いかに出現確率を得
るかが問題であり、従来は信号の出現頻度をメモリに記
録して出現確率を求める方法が用いられてきたが、我々
の身の回りにある信号は、通常はある程度その確率構造
がわかっている。例えば音声であればガウス分布と呼ば
れる分布に近いとか、英文であればアルファベットの[
eJが多く出現するとかがわかる。このように信号の確
率分布が予めわかっていれば、信号の出現確率を求める
方法として、既知である分布の近似公式を用いて出現確
率を算出する方法や、テーブルメモリに予め信号の出現
確率を表にして記録しておき必要な時に参照する方法が
考えられる。
1. Effects Arithmetic coding is an encoding method that efficiently compresses signals as long as the probability of occurrence of the signal is given, so the problem is how to obtain the probability of occurrence. Conventionally, the frequency of occurrence of a signal is recorded in memory. However, the probability structure of the signals around us is usually known to some extent. For example, in the case of speech, the distribution is close to the Gaussian distribution, and in the case of English, the alphabet [[
It can be seen that many eJs appear. If the probability distribution of a signal is known in advance in this way, the probability of occurrence of the signal can be calculated by calculating the probability of occurrence using an approximation formula for the known distribution, or by storing the probability of occurrence of the signal in a table memory in advance. One possible method is to record it in a table and refer to it when necessary.

このうち近似公式3用いる方法とは、例えば信号が正規
分布に従って発生しているとすれば合波書店から198
0年に発行された岩波数学辞典第2版12刷の第979
ページに記載されているような正規分布の近似公式に、
信号の値を代入してその値を求めるものである。
Among these, the method using approximation formula 3 is, for example, if the signal is generated according to a normal distribution, 198
Iwanami Mathematics Dictionary 2nd Edition 12th Printing No. 979 published in 0
The approximation formula for the normal distribution as described on the page is,
This method calculates the value by substituting the value of the signal.

またテーブルメモリに予め記録された信号の発生確率表
を参照する方法とは、発生し得るすべての信号の発生確
率を、予め前記近似公式や白水社から1974年に発行
されたマルセル・ポル著改訂増補万能数値表第8刷の5
40〜686ページに記載されているような数表・公式
に基づいて求めたり、あるいは信号の発生頻度を計測す
ることによって求め、得られた発生確率を発生確率表と
してテーブルメモリに記録しておき、信号の発生確率を
算出するときにはこのテーブルメモリを参照するもので
ある。
The method of referring to the signal occurrence probability table recorded in advance in the table memory is to calculate the occurrence probabilities of all possible signals in advance using the approximation formula or the revised version by Marcel Pol published by Hakusuisha in 1974. Expanded Universal Numerical Table 8th Printing 5
The probability of occurrence can be determined based on numerical tables and formulas such as those described on pages 40 to 686, or by measuring the frequency of occurrence of the signal, and the obtained probability of occurrence is recorded in the table memory as an occurrence probability table. , this table memory is referred to when calculating the probability of signal occurrence.

ただし、公式を用いる方法では比較的正確な発生確率が
得られるものの計算時間がかかるので、発生確率を高速
に算出する必要があるときには、テーブルメモリに予め
記録された信号の発生確率表を参照する方法が有効であ
る。さらにテーブルメモリを有効に利用することによっ
て、レベル数の多い信号の圧縮が可能になる。
However, although the method using formulas yields relatively accurate occurrence probabilities, it takes time to calculate, so when you need to calculate occurrence probabilities quickly, refer to a signal occurrence probability table recorded in table memory in advance. The method is valid. Furthermore, by effectively utilizing the table memory, it is possible to compress signals with a large number of levels.

もつとも、テーブルメモリの利用には問題がある。すな
わち、分布の型が既知であっても、その平均や標準偏差
が未知であったり変動するような場合には、平均や標準
偏差が変動する度にテーブルメモリの内容を書き換える
か、予めすべての可能な平均と標準偏差に対する確率表
を準備しておく必要がある。そのため、本発明では、信
号から信号の平均値(すなわち予測器が算出した予測値
)を減じて予測誤差をとり、さらに予測誤差を信号の標
準偏差で割って得られた信号の補正値に基づいてテーブ
ルメモリを参照する。このようにすれば最終的に得られ
た補正値の平均と標準偏差は信号の平均や標準偏差が変
動しても常に一定であるから、信号の出現確率でなく補
正値の出現確率をテーブルメモリに記録しておき、補正
値に基づいてテーブルメモリを参照するようにすれば、
信号の平均や標準偏差が変動してもテーブルメモリの書
換えは不要である。実際に、信号をX、信号の平均を、
へ、信号の標準偏差をBとして、信号の補正値Tの平均
と標準偏差を計算してみれば、T=(X−A)、/Bで
あるから、Tの平均と標準偏差は次のようになり、信号
の平均や標準偏差によらず一定であることがわかる。
However, there are problems with using table memory. In other words, even if the type of distribution is known, if its mean or standard deviation is unknown or fluctuates, you should rewrite the contents of the table memory each time the mean or standard deviation changes, or write all the data in advance. Probability tables for possible means and standard deviations should be prepared. Therefore, in the present invention, the prediction error is obtained by subtracting the average value of the signal (that is, the predicted value calculated by the predictor) from the signal, and the prediction error is further divided by the standard deviation of the signal. to refer to table memory. In this way, the average and standard deviation of the finally obtained correction value will always remain constant even if the signal average and standard deviation change, so the appearance probability of the correction value, not the signal appearance probability, can be stored in the table memory. If you record it in , and refer to the table memory based on the correction value,
Even if the average or standard deviation of the signal changes, there is no need to rewrite the table memory. Actually, let the signal be X, and the average of the signal be
Letting the standard deviation of the signal be B, calculate the average and standard deviation of the signal correction value T. Since T = (X-A), /B, the average and standard deviation of T are as follows. It can be seen that it is constant regardless of the average or standard deviation of the signal.

くTの平均)   −((Xの平均)−4へ)7/B=
0 (Tの標準偏差) −f((T−A)2の平均)=vr
((x−A)2の平均) 、/ 13 =(Xの標準偏差)/B =1 なお、信号の補正値を得るためには、信号の平均と標準
イη差が必要であるが、これは予測器によって求める。
(average of T) - ((average of X) - to 4) 7/B=
0 (standard deviation of T) - f (average of (TA)2) = vr
(Average of (x-A)2), / 13 = (standard deviation of This is determined by a predictor.

また、具体的にどのような予測器を用。Also, what kind of predictor do you use specifically?

いるかは信号の特性に依存して決めなければならないが
、音声や画像などの信号に対する予測器については、例
えば昭和55年に産業図書株式会社から出版された有本
卓著[信号・画イ象のディジタル処理コなどの書類に詳
しく述べられている。
The presence or absence of a signal must be determined depending on the characteristics of the signal, but for example, predictors for signals such as audio and images can be found in the book by Takashi Arimoto [Signal/Image Symptoms] published by Sangyo Tosho Co., Ltd. in 1981. This is detailed in documents such as the Digital Processing Co., Ltd.

以上述べたような方法を用いれば、平均が0で標準偏差
が1の時の確率表のみをテーブルメモリに記録1−でお
けば良いので、テーブルメモリの容量を節約することが
可能となる。
If the method described above is used, only the probability table when the mean is 0 and the standard deviation is 1 needs to be recorded in the table memory as 1-, so the capacity of the table memory can be saved.

さて、算術符号器は、このような手法で発生された確率
を利用して信号を圧縮するのだが、圧縮された信号から
算術復号器によって元の信号を復元するには、算術符号
器に与えられたのと同じ確率が算術復号器にも与えられ
ていなければならない。このため本発明では、圧縮符号
化装置が具備していたものと同一の予測器を圧縮復号化
装置に具備し、圧縮復号化装置が復元した信号を圧縮符
号化装置が具備する予測器に入力する。予測器のl j
tl状!ぶを圧縮符号化装置の具備する予測器の初期状
態と同一にしておけば、それ以降の予測器の内部状態の
推移が、圧縮符号化装置の予測器の推移と一致するので
、予測器の出力する予測値から算術符号器に与えられて
いた確率と同一の確率を算出することが可能となる。具
体的には圧縮符号化装置と同様にして、信号から信号の
平均値くすなわち予測器が算出した予測値)を減して予
測誤差をとり、さらに予測誤差を信号の標準偏差で割っ
て得られた信号の補正値に基づいてテーブルメモリを参
照して、信号の出現確率を得る。なお、テーブルメモリ
の内容は圧縮符号化装置が具備するテーブルメモリの内
容と同一の内容にしておく。
Now, an arithmetic encoder compresses a signal using the probabilities generated by this method, but in order to restore the original signal from the compressed signal by an arithmetic decoder, the input to the arithmetic encoder is The same probabilities must be given to the arithmetic decoder. Therefore, in the present invention, the compression decoding device is equipped with the same predictor as the compression encoding device, and the signal restored by the compression decoding device is input to the predictor included in the compression encoding device. do. l j of the predictor
Tl-like! If the initial state of the predictor of the compression encoding device is made the same as the initial state of the predictor, the subsequent transition of the internal state of the predictor will match the transition of the predictor of the compression encoding device. It becomes possible to calculate the same probability as the probability given to the arithmetic encoder from the predicted value to be output. Specifically, similar to the compression encoding device, the prediction error is obtained by subtracting the average value of the signal (that is, the predicted value calculated by the predictor) from the signal, and then the prediction error is divided by the standard deviation of the signal. The probability of occurrence of the signal is obtained by referring to the table memory based on the correction value of the signal. Note that the contents of the table memory are the same as those of the table memory included in the compression encoding device.

第1図に本発明の基本構成図を示す。図において、圧縮
された信号は、入力端子101から入力される。圧縮さ
れた信号は算術復号器103に供給されており、算術復
号器103はテーブルメモリ102から供給される信号
の出現確率および累積出現確率に基づいて圧縮された信
号に対して算術復号化を実行して、信号を復元する。復
元された信号は出力端子107に供給され順に出力され
て行く。一方、信号は予測器106にも供給されており
、過去に入力された信号から入力されてくる信号の予測
値およびその標準偏差値を予測して、その結果を出力す
る。減算器105は、信号から予測器106の出力する
予測値を減算して、その結果を出力する。減算器104
は減算器105の出力を予測器106の出力する標準偏
差値で割算して、その結果をテーブルメモリ102のア
ドレス信号端子に供給する。テーブルメモリ102は除
算器104の出力が示すアドレスに記録されている確率
を算術復号器103に供給する。
FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the present invention. In the figure, the compressed signal is input from an input terminal 101. The compressed signal is supplied to an arithmetic decoder 103, and the arithmetic decoder 103 performs arithmetic decoding on the compressed signal based on the probability of occurrence and cumulative probability of occurrence of the signal supplied from the table memory 102. and restore the signal. The restored signals are supplied to the output terminal 107 and sequentially output. On the other hand, the signal is also supplied to the predictor 106, which predicts the predicted value of the input signal and its standard deviation value based on the previously input signals, and outputs the result. The subtracter 105 subtracts the predicted value output from the predictor 106 from the signal and outputs the result. Subtractor 104
divides the output of the subtracter 105 by the standard deviation value output from the predictor 106, and supplies the result to the address signal terminal of the table memory 102. The table memory 102 supplies the probability recorded at the address indicated by the output of the divider 104 to the arithmetic decoder 103.

なお、第2図に本発明の圧縮復号器が対応する圧縮符号
器を示す。図において、信号は、入力端子201から入
力される。信号は予測器202に供給されており、予測
器202は過去に入力された信号から入力されてくる信
号の予測値およびその標準偏差値を予測して、その結果
を出力する。
Note that FIG. 2 shows a compression encoder to which the compression decoder of the present invention corresponds. In the figure, a signal is input from an input terminal 201. The signal is supplied to the predictor 202, and the predictor 202 predicts the predicted value of the input signal and its standard deviation value from the previously input signals, and outputs the result.

減算器203は、信号から予測器202の出力する予測
値を減算して、その結果を出力する。除算器204は減
算器203の出力を予測器202の出力する標準偏差値
で割算して、その結果をテーブルメモリ205のアドレ
ス信号端子に供給する。テーブルメモリ205は除算器
204の出力が示すアドレスに記録されている確率を算
術符号器206に供給する。算術符号器206はテーブ
ルメモリ205の供給する確率に応じて入力端子201
から供給される信号に対して算術符号化を実行し、符号
を出力端子207に供給する。符号は出力端子207か
ら順に出力されて9行く。
The subtracter 203 subtracts the predicted value output from the predictor 202 from the signal and outputs the result. A divider 204 divides the output of the subtracter 203 by the standard deviation value output from the predictor 202 and supplies the result to the address signal terminal of the table memory 205. Table memory 205 supplies the probability recorded at the address indicated by the output of divider 204 to arithmetic encoder 206 . The arithmetic encoder 206 inputs the input terminal 201 according to the probability supplied by the table memory 205.
Arithmetic encoding is performed on the signal supplied from the , and the code is supplied to the output terminal 207 . The codes are sequentially output from the output terminal 207 and go 9.

〔実施例〕〔Example〕

第3図に本発明の一実施例を示す。図において第1図と
同一の機能を有するブロックには同一の番号を付しであ
る。図において、圧縮された信号は、入力端子101か
ら入力される。圧縮された信号は算術復号器103に供
給されており、算術復号器103はテーブルメモリ10
2から供給される信号の出現確率および累積出現確率に
基づいて圧縮された信号に対して算術復号化を実行して
、信号を復元する。復元された信号は出力端子107に
供給され順に出力されて行く。一方、信号は予測器10
6にも供給されており、過去に入力された信号から入力
されてくる信号の予測値およびその標準偏差値を予測し
て、その結果を出力する。予測器の内部では、遅延回路
301,302.303が直列に接続され、3時刻前ま
での信号が保持されている。遅延回路301,302゜
303に保持されている信号には、それぞれ定数乗算器
304,305,306で予め決められた定v1.al
 、 32 、33が掛けられ、その乗算結果の総和が
加算器307で計算され信号の予測値とされる。一方、
本実施例では、予測器の標準偏差値を求めるために、減
算器308で信号と予測値の差すなわち子側誤差をとり
、その結果の自乗を乗算器30っで求め、積分器310
で乗算器309の出力を積分し、精分結果の平方を平方
器311でとって標準偏差値を求めている。ただし本実
施例において、積分器310は厳密な積分を行うのでは
なく、乗算器309の出力のうち過去3時刻の出力の平
均値を算出するものである。減算器105は、信号から
予測器106の出力する予測値を減算して、その結果を
出力する9除算器104は減算器105の出力を予測器
106の出力する標〃1扁差値で割算して、その結果を
デープルメモリ102のアドレス信号端子に供給する。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention. In the figure, blocks having the same functions as in FIG. 1 are given the same numbers. In the figure, the compressed signal is input from an input terminal 101. The compressed signal is supplied to an arithmetic decoder 103, and the arithmetic decoder 103 is supplied with a table memory 10.
Arithmetic decoding is performed on the compressed signal based on the appearance probability and cumulative appearance probability of the signal supplied from 2 to restore the signal. The restored signals are supplied to the output terminal 107 and sequentially output. On the other hand, the signal is
6, predicts the predicted value of the input signal and its standard deviation value from the previously input signal, and outputs the result. Inside the predictor, delay circuits 301, 302, and 303 are connected in series, and signals up to three times ago are held. The signals held in the delay circuits 301, 302 and 303 have constant v1. al
, 32, and 33, and the sum of the multiplication results is calculated by an adder 307 and used as a predicted value of the signal. on the other hand,
In this embodiment, in order to obtain the standard deviation value of the predictor, the subtracter 308 takes the difference between the signal and the predicted value, that is, the child side error, the multiplier 30 calculates the square of the result, and the integrator 310 calculates the square of the result.
The output of the multiplier 309 is integrated, and the square of the refined result is taken by the squarer 311 to obtain the standard deviation value. However, in this embodiment, the integrator 310 does not perform strict integration, but calculates the average value of the outputs of the multiplier 309 over the past three times. A subtracter 105 subtracts the predicted value output from the predictor 106 from the signal and outputs the result. A divider 104 divides the output of the subtracter 105 by the target 1 deviation value output from the predictor 106. and supplies the result to the address signal terminal of the double memory 102.

ただし、除算器104の出力は有効数字12ビツトの二
進数表現に丸められて出力される。テーブルメモリ10
2は、2個のROM (リード・オンリ・メモリ>32
1,322から成る。それぞれのROMは、アドレス信
号端子が12ピツI・でワード長が8ビツト構成で、容
量は4096バイトである。ROM321には除算器1
04が出力する信号の補正値の出現確率が、ROM32
2には累積出現確率がそれぞれ8ピツ)〜の二進数表現
で記録されており、それぞれ、除算器104の出力が示
すアドレスに記録されている確率を算術復号器103に
供給する。
However, the output of the divider 104 is rounded to a binary representation of 12 significant digits and output. table memory 10
2 is 2 ROMs (read only memory > 32
It consists of 1,322 pieces. Each ROM has a 12-bit address signal terminal, an 8-bit word length, and a capacity of 4096 bytes. Divider 1 is in ROM321
The probability of appearance of the correction value of the signal output by 04 is determined by the ROM32
2, the cumulative appearance probabilities are recorded in a binary representation of 8 bits to 8, respectively, and the probabilities recorded at the addresses indicated by the output of the divider 104 are respectively supplied to the arithmetic decoder 103.

第4図に第3図の圧縮復号器が対応する圧縮符号器の一
例を示す。図において第2図と同一の機能を有するブロ
ックには同一の番号を付しである1図において、信号は
、それぞれ8ビツトに量子化された音声であり、入力端
子201から入力される。信号は予測器202に供給さ
れており、予測器202は過去に入力された信号から入
力されてくる信号の予個値およびその標準偏差値を予測
して、その結果を出力する。予測器の内部では、遅延回
路401,402.403が直列に接続され、3時刻前
までの信号が保持されている。
FIG. 4 shows an example of a compression encoder to which the compression decoder of FIG. 3 corresponds. In FIG. 1, blocks having the same functions as those in FIG. 2 are given the same numbers. In FIG. The signal is supplied to the predictor 202, and the predictor 202 predicts the individual values of the input signal and its standard deviation value from the signals input in the past, and outputs the results. Inside the predictor, delay circuits 401, 402, and 403 are connected in series, and signals up to three times ago are held.

遅延回路401,402.403に保持されている信号
には、それぞれ定数乗算器404,405.406で予
め決められた定数al 、a2゜a3が掛けられ、その
乗算結果の総和が加算器407で計算され信号の予測値
とされる。一方、本例では、予測器の標準偏差値を求め
るために、減算器408で信号と予測値の差すなわち予
測誤差をとり、その結果の自乗を乗算器409で求め、
積分器410で乗算器409の出力を積分し、積分結果
の平行を平方器411でとって標準偏差値を求めている
。ただし本実施例において、積分器410は厳密な積分
を行うのではなく、乗算器409の出力のうち過去3時
刻の出力の平均値を算出するものである。減算器203
は、信号から予測器202の出力する予測値を減算して
、その結果を出力する。除算器204は減算器203の
出力を予測器202の出力する標準偏差値で割算して、
その結果をテーブルメモリ205のアドレス信号端子に
供給する。ただし、除算器204の出力は有効数字12
ビツトの二進数表現に丸められて出力される。テーブル
メモリ205は、2個のROM <リード・オンリ・メ
モリ)421.422から成る。それぞれのROMは、
アドレス信号端子が12ビツトでワード長が8ビツト構
成で、容量は4096バイトである。R,0M421に
は除算器204が出力する信号の補正値の出現確率が、
ROM422には累積出現確率がそれぞれ8ビツトの二
進数表現で記録されている。算術符号器206はテーブ
ルメモリ205の供給する確率に応じて入力端子201
から供給される信号に対して算術符号化を実行し、符号
を出力端子207に供給する。符号は出力端子207か
ら順に出力されて行く。
The signals held in the delay circuits 401, 402, and 403 are multiplied by predetermined constants al and a2 and a3 in constant multipliers 404, 405, and 406, respectively, and the sum of the multiplication results is added in an adder 407. It is calculated and used as the predicted value of the signal. On the other hand, in this example, in order to obtain the standard deviation value of the predictor, the subtracter 408 takes the difference between the signal and the predicted value, that is, the prediction error, and the multiplier 409 calculates the square of the result.
An integrator 410 integrates the output of the multiplier 409, and a squarer 411 measures the parallelism of the integration results to obtain a standard deviation value. However, in this embodiment, the integrator 410 does not perform strict integration, but calculates the average value of the outputs of the past three times among the outputs of the multiplier 409. Subtractor 203
subtracts the predicted value output from the predictor 202 from the signal and outputs the result. The divider 204 divides the output of the subtracter 203 by the standard deviation value output by the predictor 202,
The result is supplied to the address signal terminal of table memory 205. However, the output of the divider 204 is 12 significant figures.
The output is rounded to a binary representation of bits. The table memory 205 consists of two ROMs (ROM<read-only memory) 421 and 422. Each ROM is
The address signal terminal is 12 bits, the word length is 8 bits, and the capacity is 4096 bytes. In R,0M421, the probability of appearance of the correction value of the signal output by the divider 204 is
In the ROM 422, each cumulative appearance probability is recorded in 8-bit binary representation. The arithmetic encoder 206 inputs the input terminal 201 according to the probability supplied by the table memory 205.
Arithmetic encoding is performed on the signal supplied from the , and the code is supplied to the output terminal 207 . The codes are sequentially output from the output terminal 207.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べてきたように、本発明に従えば、信号のレベル
数が大きくとも、出現確率を記録するためのテーブルメ
モリ容量を多量に必要とせずに、信号を効率よく圧縮す
る圧縮符号化装置に対応する圧縮復号化装置が容易に構
成できる。
As described above, according to the present invention, even if the number of levels of a signal is large, a compression encoding device that efficiently compresses a signal without requiring a large amount of table memory capacity for recording appearance probabilities can be realized. A corresponding compression/decoding device can be easily configured.

従って本発明が、ビット長の長い信号の圧縮が要求され
る分野、例えば鑑賞用の音響画像機器におけるデータ圧
縮などの分野で効果を発揮できることは明らかである。
Therefore, it is clear that the present invention is effective in fields where compression of signals with long bit lengths is required, such as data compression in audiovisual equipment for viewing purposes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の基本構成図、第2図は第1図の圧縮復
号化装置が対応する圧縮符号化装置の基本構成図、第3
図は本発明の一実施例を示すブロック図、第4図は第3
図の圧縮復号化装置が対応する圧縮符号器のブロック図
である。 101.201・・・入力端子、106,202・・・
予測器、105,203・・・減算器、104.207
1・・・除算器、102,205・・・テーブルメモリ
、106・・・算術符号器、107,207・・・出力
端子9
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a basic configuration diagram of a compression encoding device to which the compression decoding device of FIG. 1 corresponds, and FIG.
The figure is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a block diagram of a compression encoder to which the compression decoding device shown in the figure corresponds. 101.201...input terminal, 106,202...
Predictor, 105,203...Subtractor, 104.207
1... Divider, 102, 205... Table memory, 106... Arithmetic encoder, 107, 207... Output terminal 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 過去に入力された信号系列に基づいて入力される信号の
予測値と標準偏差を出力する第1の予測器と、信号から
前記第1の予測器の出力した予測値を減じる第1の減算
器と、前記第1の減算器の出力を前記第1の予測器の標
準偏差で割る第1の除算器と、予め記録されている確率
を前記第1の除算器の出力に応じて出力する第1のテー
ブルメモリと、前記第1のテーブルメモリの出力に応じ
て信号に対して算術符号化を実行する算術符号器とを具
備して信号を圧縮する圧縮符号化装置から出力される信
号から前記入力信号を復元する圧縮復号化装置であって
、前記第1の予測器と同じ機能の第2の予測器と、前記
圧縮復号化装置が復号した信号から前記第2の予測器の
出力した予測値を減じる第2の減算器と、前記第2の減
算器の出力を前記第2の予測器の標準偏差で割る第2の
除算器と、予め記録されている確率を前記第2の除算器
の出力に応じて出力する第2のテーブルメモリと、前記
第2のテーブルメモリの出力に応じて算術復号化を実行
する算術復号器とを具備することを特徴とする圧縮復号
化装置。
a first predictor that outputs a predicted value and standard deviation of an input signal based on a signal sequence input in the past; and a first subtractor that subtracts the predicted value output from the first predictor from the signal. a first divider that divides the output of the first subtracter by the standard deviation of the first predictor; and a first divider that outputs a pre-recorded probability according to the output of the first divider. 1 table memory, and an arithmetic encoder that performs arithmetic encoding on the signal according to the output of the first table memory, and compresses the signal. A compression decoding device for restoring an input signal, the second predictor having the same function as the first predictor, and a prediction output from the second predictor from the signal decoded by the compression decoding device. a second subtractor that subtracts a value; a second divider that divides the output of the second subtractor by the standard deviation of the second predictor; and a pre-recorded probability A compression decoding device comprising: a second table memory that outputs an output according to the output of the second table memory; and an arithmetic decoder that performs arithmetic decoding according to the output of the second table memory.
JP20104786A 1986-08-26 1986-08-26 Compression decoding device Pending JPS6356020A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20104786A JPS6356020A (en) 1986-08-26 1986-08-26 Compression decoding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20104786A JPS6356020A (en) 1986-08-26 1986-08-26 Compression decoding device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6356020A true JPS6356020A (en) 1988-03-10

Family

ID=16434524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20104786A Pending JPS6356020A (en) 1986-08-26 1986-08-26 Compression decoding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6356020A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0470125A (en) * 1990-07-10 1992-03-05 Sanyo Electric Co Ltd Method for coding sound signal
KR100332177B1 (en) * 1996-11-07 2002-04-12 모리시타 요이찌 Decoding method and decoding apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0470125A (en) * 1990-07-10 1992-03-05 Sanyo Electric Co Ltd Method for coding sound signal
KR100332177B1 (en) * 1996-11-07 2002-04-12 모리시타 요이찌 Decoding method and decoding apparatus
KR100332176B1 (en) * 1996-11-07 2002-04-12 모리시타 요이찌 Decoding method and decoding apparatus
KR100425614B1 (en) * 1996-11-07 2004-04-01 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Encoding method and encoding apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100624432B1 (en) Context adaptive binary arithmetic decoder method and apparatus
EP2487798B1 (en) Information compression-coding device, its decoding device, method thereof, program thereof and recording medium storing the program
JP4049791B2 (en) Floating-point format digital signal lossless encoding method, decoding method, each apparatus, and each program
JPH07283739A (en) Method and device to compress and extend data of short block
EP0576765A1 (en) Method for coding digital data using vector quantizing techniques and device for implementing said method
Kuroki et al. Lossless image compression by two-dimensional linear prediction with variable coefficients
US7738559B2 (en) Vector decoding method and apparatus and computer program
CA2147394C (en) Quantization of input vectors with and without rearrangement of vector elements of a candidate vector
US5511094A (en) Signal processor for a sub-band coding system
JPH07199996A (en) Device and method for waveform data encoding, decoding device for waveform data, and encoding and decoding device for waveform data
JP3801501B2 (en) Encoding apparatus, decoding apparatus, encoding / decoding apparatus, encoding method, decoding method, encoding / decoding method, and program
JPS6356020A (en) Compression decoding device
JP3277425B2 (en) Digital signal encoding method, encoding table generation method, encoding apparatus, and encoding method
Giurcăneanu et al. Adaptive context-based sequential prediction for lossless audio compression
JPS6356021A (en) Compression coding device
JPH01501434A (en) Reversible compression method and device for information carrying symbols
JP3889738B2 (en) Inverse quantization apparatus, audio decoding apparatus, image decoding apparatus, inverse quantization method, and inverse quantization program
JP2004266587A (en) Time-sequential signal encoding apparatus and recording medium
JPH0621828A (en) Vector quantizing decoder
JP3154293B2 (en) Audio signal band synthesis decoding device
Mohamed Wireless Communication Systems: Compression and Decompression Algorithms
JPH07170192A (en) Vector quantization device
Ulacha et al. A High Efficienct Binary Arithmetic Coder for Lossless Audio Compression
JPH08279757A (en) Hierarchical vector quantizer
KR0170205B1 (en) Coding and decoding method and the circuit thereof