JPS6356867A - High efficient coding system - Google Patents

High efficient coding system

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JPS6356867A
JPS6356867A JP61202164A JP20216486A JPS6356867A JP S6356867 A JPS6356867 A JP S6356867A JP 61202164 A JP61202164 A JP 61202164A JP 20216486 A JP20216486 A JP 20216486A JP S6356867 A JPS6356867 A JP S6356867A
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signal
block
normalized
normalization
stage
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Kenji Sugiyama
賢二 杉山
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To compress specified data quantity by applying normalizing processing sequentially to a signal block divided minutely into a block after normalizing processing is applied to the signal block being the object of coding. CONSTITUTION:Each block normallized once is divided respectively at each prescribed period while being divided further, the distribution of the signal in the amplitude direction is standardized at each new block to obtain a standardized signal subjected to application of the normalization at each new block. The processing is repeated at least once or over sequentially. The remaining parts in the signal standardizing processing by a 1st stage standardizing device 28 are move than those of a conventional system applying only one stage of signal standardizing processing by the quantity of the reduced standardized data, but the part is narrowed by the signal standardizing processing by standardizing devices 29, 30 applying the standardizing processing of the signal of a 2nd stage and the width is nearly the same as the case that the sample number N is four in the conventional system.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) デジタル信号の信号処理を行う記録、伝送機器、その他
の各種の機器において、信号をより少ない情報量で効率
的に符号化できるようにした高能率符号化方式に関する
ものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) This technology is used in recording, transmission equipment, and other various equipment that process digital signals to efficiently encode signals with a smaller amount of information. This relates to efficiency coding methods.

(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)が使用される。
(Prior art) When trying to digitize signals such as image signals and audio signals, the basic encoding method is to divide the signal level equally for each sample value and calculate the values included in each range. Linear quantization (equal quantization) is used in which quantization is replaced with one representative value.

そして、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(32階調)から8ビツト(256階調)、音声につ
いては8ビツトから16ビツト(65536階Ts)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。
When uniform quantization as described above is used to digitize a signal, in order to make the difference between the representative point and the original value indiscernible, it is generally necessary to use 6 bits (32nd order) for natural images. Since it is said that 8 bits (256 gradations) are required from 8 bits to 16 bits (65536 levels Ts) for audio, image signals or audio signals are digitized by uniform quantization as described above. When attempting to transmit and record digitalized signals, it is necessary to handle a large amount of information for each sample value. The problem is that it requires equipment that is larger in scale than the equipment used in other cases.

それで、より少ない情報量で信号を符号化するのに、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。
Therefore, even though the signal is encoded with a smaller amount of information, the parts where the signal changes little are sensitive to changes, and the parts where the signal changes rapidly are sensitive to changes, even if there is some error, it cannot be detected. It is well known that various high-efficiency encoding methods have been proposed in the past that take advantage of the difficult nature of human vision and hearing to reduce the amount of information for each sample.

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、あるい
は正規化)されるようにしたものを挙げることができる
As a specific example of the above-mentioned high-efficiency encoding method, a signal to be encoded is divided into blocks of a certain period, and the distribution of signal levels of the signals in each divided block is divided into blocks. can be transformed (normalized or normalized) so that each block has a substantially common state.

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
According to the conventional method, the distribution of signal levels within a block that includes a large portion of signal level changes in the signal to be encoded is widely distributed within the block; The distribution of signal levels within a block that includes a portion with little change in signal level in the signal to be encoded is biased toward some signal levels, so areas with no signal are deleted.

結局、符号化の対象にされて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。
In the end, the signal to be encoded is in a compressed state, so the signal obtained with this conventional method is the quantization representative point when quantizing the signal to be encoded. Even if quantization is performed using fewer quantization representative points (grayscales) than the number of quantization representative points (grayscales), the error will be large for signals that are inversely transformed in the decoding system for parts with large changes, but decoding for parts with small changes Since the error in the signal that has been inversely transformed by the system is reduced, there are fewer problems in view of the aforementioned characteristics of human vision and hearing.

、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
, when encoding is performed using the conventional method described above, information on what kind of conversion (standardization) has been performed on the signal for each block, that is, information indicating the state of standardization (standardization). However, as mentioned above, the amount of quantization information for each sample can be reduced, so it is possible to reduce the amount of information as a whole by making the block larger than a certain amount. It is.

ところで、符号化の対象にされている信号をある一定区
間毎に分割して得るブロックは、信号の種類により、時
間軸上に現われる音声や画像の走査線のように一次元の
ブロック、画像を水平方向と垂直方向との双方向から扱
う場合等の2次元のブロック、さらに動画像のように時
間軸方向をも考えた3次元のブロックが考えられ、また
、規格化の方法としては例えば次のようなものが知られ
ている。
By the way, the blocks obtained by dividing the signal to be encoded into certain intervals may be one-dimensional blocks, such as audio or image scanning lines that appear on the time axis, or images, depending on the type of signal. Two-dimensional blocks can be considered, such as when handling from both the horizontal and vertical directions, and three-dimensional blocks can also be considered, such as in the case of moving images, in which the time axis direction is also considered. Something like this is known.

「1」ブロック内のサンプル値の最大値と最小値とを用
いてブロック内の信号の規格化(正規化)を行う場合。
"1" When the maximum and minimum values of the sample values within the block are used to standardize (normalize) the signal within the block.

Yi=k(Xi−Xw+in)/(X+sax−Xmi
n)     −(1)ただし、l=1* 2t 3t
・・・NXi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)X win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 前記した(1)式に従い、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(正規化)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1
膳inのときには0となり、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Xmax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〜Y
nは、Oからkの間の値をとることになる。
Yi=k(Xi-Xw+in)/(X+sax-Xmi
n) −(1) However, l=1* 2t 3t
...NXi is the i-th input sample value (one-dimensional) Yi
is the i-th normalized sample value (one dimension) , the i-th normalized sample value Yi in the case where standardization (normalization) is performed using the maximum and minimum sample values in the block is the i-th normalized sample value Yi when the i-th input sample value Xi is the minimum sample value 1
It becomes 0 when the input sample value is set in, and becomes k when the i-th input sample value Xi is the maximum sample value Xmax in the block, so all normalized sample values for the N input sample values x1 to Xn in the block. Y1~Y
n will take a value between O and k.

「2」ブロック内のサンプル値の平均値を用いてブロッ
ク内の信号の規格化(正規化)を行う場合。
"2" When the average value of the sample values within the block is used to standardize (normalize) the signal within the block.

Yi=k(Xi−Xmean)/D     −(2)
ただし、 l” 1t 2 + 3 t・・・NXme
an=(1/N)ΣX1 ip/ Dは変化の程度を示すもので、次の1)〜3)などで示
されるものである。
Yi=k(Xi-Xmean)/D-(2)
However, l” 1t 2 + 3t...NXme
an=(1/N)ΣX1 ip/D indicates the degree of change, and is expressed by the following 1) to 3).

3)D=(1/N)l  Xi−Xmean  I  
     −(5)なお、ここでブロックは1次元のも
のであるとしている。
3) D=(1/N)l Xi-Xmean I
-(5) It is assumed here that the block is one-dimensional.

次に、1次元の信号における順次の一定の区間毎に対応
している順次の8個(N=8)づつのサンプルが、それ
ぞれ順次の1つのブロックA、Bに属するサンプルであ
るとされている場合を例にとり、前記した(1)式、す
なわち、 Yi=k(Xi−Xm1n)/(Xmax −Xm1n
)     −(1)に従い、前記の「1」に示したよ
うに、ブロック内のサンプル値の最大値Xmaxとブロ
ック内のサンプル値の最小値X m i nとを用いて
、ブロック内の各サンプル値Xiの規格化(正規化)を
行った場合を、第3図を参照して説明すると次のとおり
である。
Next, eight consecutive samples (N = 8) corresponding to each successive fixed interval in the one-dimensional signal are considered to be samples belonging to one sequential block A and B, respectively. Taking as an example the case where
) - According to (1), as shown in "1" above, each sample in the block is calculated using the maximum value Xmax of the sample values in the block and the minimum value The case where the value Xi is normalized will be explained with reference to FIG. 3 as follows.

第3図の(a)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A、B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って、この
第3図の(a)中でX wax AはブロックA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
レベルを示し、また、X■inAはブロックA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、さらに、第3図の(a)中でXmaxBは
ブロックB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示し、さらにまた、Xm1n
BはブロックB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ている。
Figure 3(a) shows the signals (sample values) belonging to individual blocks A and B obtained by dividing the discrete signal to be encoded into fixed intervals, and the horizontal direction of the diagram shows the signals (sample values) belonging to individual blocks A and B. For example, time is taken, and on the other hand, the signal level is taken in the vertical direction, and the sequential sample values of the signal are shown by white circles, and in (a) of FIG. XinA indicates the signal level corresponding to the largest sample value among the eight samples in block A, and X inA indicates the signal level corresponding to the smallest sample value among the eight samples in block A; In (a) of the figure, XmaxB indicates the signal level corresponding to the maximum sample value among the eight samples in block B, and furthermore, Xm1n
B indicates the signal level corresponding to the minimum sample value among the eight samples in block B.

第3図の(a)に示されている例においては、ブロック
Aに属する8個のサンプルは信号レベルの全山中の略々
30%程度の中白に存在し、また。
In the example shown in FIG. 3(a), the eight samples belonging to block A are present at approximately 30% of the total peak of the signal level.

ブロックBに属する8個のサンプルは信号レベルの略々
金山にわたって存在しているものとして示されている。
The eight samples belonging to block B are shown as existing over approximately a goldmine of signal levels.

前記した第3図の(a)に示されている符号化の対象に
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A、Hに属する各サンプルについて、前記した
個々のブロックA、B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なっ
て個々のブロックA、B毎に規格化(正規化)処理を施
こすと、第3図の(b)に示されているように、各ブロ
ックA。
For each sample belonging to individual blocks A and H obtained by dividing the discrete signal to be encoded shown in FIG. If the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized for each block A and B according to equation (1) above, and the standardization (normalization) process is performed for each block A and B, the result is as shown in Fig. 3. As shown in (b) of each block A.

B毎のサンプル値は、第3図の(a)に示されている規
格化前における各ブロックA、Bにおける最小の信号レ
ベルと対応するサンプル値を有するサンプルはOに規格
化され、また、第3図の(a)に示されている規格化前
における各ブロックA、 Bにおける最大の信号レベル
と対応するサンプル値を有するサンプルはkに規格化さ
れた状態の規格化済み信号が得られるのである。
As for the sample value for each B, the sample having the sample value corresponding to the minimum signal level in each block A, B before normalization shown in (a) of FIG. 3 is normalized to O, and Samples with sample values corresponding to the maximum signal level in each block A and B before normalization shown in (a) of Fig. 3 are normalized to k to obtain a normalized signal. It is.

前記のように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A。
Individual blocks A obtained by dividing the discrete signal to be encoded into fixed intervals as described above.

B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A、B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ない
、個々のブロックA、B毎に規格化(正規化)処理を施
こすために使用される規格化器の構成例を第4図に示す
Regarding the sample value of each sample belonging to B, the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized for each block A and B according to the equation (1) above, and the standardization is established for each block A and B. FIG. 4 shows an example of the configuration of a normalizer used to perform normalization processing.

第4図において、1は符号化の対象にされている離散信
号の入力端子、2〜5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は量子化データの出力端
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(3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。
In FIG. 4, 1 is the input terminal of the discrete signal to be encoded, and 2 to 5 are the time intervals of the aforementioned discrete signal (sampling period used to generate the discrete signal). 6 is a maximum value detection circuit, 7 is a minimum value detection circuit, 8 and 9 are quantization circuits, 10 to 15 are subtracters, 16 to 20 are dividers, 21.
22 is an output terminal for information indicating the normalization state (data indicating the normalization state), and 23 to 27 are output terminals for quantized data, which are subjected to encoding supplied to input terminal 1. The discrete signals are each supplied to a series circuit of delay circuits 2 to 5 whose time interval (sampling period used to generate discrete signal No. 3) is equal to the time interval of the discrete signal described above.

そして、前記した遅延回路5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(a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。
Then, at the time when the discrete signal X1 is outputted from the delay circuit 5 and given to the maximum value detection circuit 6, the minimum value detection circuit 7, and the subtracter 11, the discrete signal (A signal X2 is output and given to the maximum value detection circuit 6, minimum value detection circuit 7, and subtracter 12, and the discrete signal The discrete signal X(n-1) is supplied to the value detection circuit 6, the minimum value detection circuit 7, and the subtracter 13, and the discrete signal , the minimum value detection circuit 7, and the subtracter 14, and furthermore, the discrete signal Xn supplied to the input terminal 1 is supplied to the maximum value detection circuit 6.

最小値検出回路7と、減算器15とに与えられる。The signal is applied to the minimum value detection circuit 7 and the subtracter 15.

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
Xmax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Xi+ax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
(Flt号として供給する。
Thereby, the maximum value detection circuit 6 detects the maximum value Xmax among the sample values x1 to Xn of the N samples in one block and provides it to the quantization circuit 8. A quantized signal obtained by quantizing Xi+ax with appropriate accuracy is supplied to the subtracter 10 as a minuend (Flt number).

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X■i
nを検出してそれを址子化回vr9に与え、量子化回路
9では前記の最小値X win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10〜15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
In addition, the minimum value detection circuit 7 detects the minimum value X■i among the sample values X1 to Xn of N samples in one block.
n is detected and given to the quantization circuit vr9, and the quantization circuit 9 quantizes the above-mentioned minimum value It is supplied as a subtraction signal and sent to the output terminal 22.

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X min
に対する量子化信号を減算した43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。
The signal output from the subtracter 10 described above is the minimum value X min from the quantized signal for the maximum value Xmax described above.
No. 43, which is obtained by subtracting the quantized signal from Along with being sent to
It is supplied as a divisor signal to dividers 16-20.

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−Xmin)   −(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。
The above-mentioned dividers 16 to 20 include the above-mentioned subtractors 11 to 20.
15 is supplied as the dividend signal, the output terminals 23 to 27 from each of the dividers 16 to 20 have Yi==k(Xi −Xm1n).
/(Xmax-Xmin)-(1)i=1.2.
...N The normalized sample values Y1 to Yn subjected to the normalized signal processing according to the above equation (1) are output.

このように、前記した第4図示の符号化器からは、符号
化の対象にされている離散信号を一定区間毎に分割して
得た個々のブロックA、H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A、B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
れた量子化データ)が端子16〜20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
化の状態を示すデータ)が出力される。
In this way, the encoder shown in FIG. A standardized signal (normalized quantized data) obtained by normalizing the distribution in the amplitude direction of the signal according to the above-mentioned equation (1) for each of the above-mentioned individual blocks A and B is sent to the terminal 16. 20, and a signal indicating the normalization state of the signal to be set corresponding to the standardized signal (data indicating the normalization state) is output to the output terminals 21 and 22.

なお、符号化の対象にされる信号が多次元の場合の符号
化器としては、その次元でブロックを構成するために入
力の並列分配部分をそれに合わせて構成し、−度にブロ
ック内の信号が得られる様にすればよい、また最大値X
 waxの量子化と最小値X winの量子化は、規格
化サンプル値YiがOからkの間に入るようにするため
に、最大値X+iaxを切り上げ、最小値X winを
切り捨てとすることが必要である。
Note that when the signal to be encoded is multidimensional, the encoder configures the parallel distribution part of the input accordingly in order to configure a block in that dimension, and the signal in the block is , and the maximum value X
For quantization of wax and minimum value X win, it is necessary to round up the maximum value X + iax and round down the minimum value It is.

このようにして符号化された信号を復号する場合には(
1)式や(2)式の逆変換処理をすればよいことは当然
である。
When decoding a signal encoded in this way (
It goes without saying that inverse transformation processing of equations 1) and (2) may be performed.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、前記した従来の高能率符号化方式においては
、ブロック内での規格化を一度だけしか行っていないか
ら、1ブロツク内のサンプル数Nをどのように設定する
のかに応じて、メリット。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional high-efficiency encoding method described above, normalization is performed only once within a block, so how to determine the number of samples N within one block? Benefits depending on how you set it up.

デメリットが種々異なったものになる。The disadvantages vary.

すなわち、前記した従来の高能率符号化方式において、
例えば、1ブロツク内のサンプル数Nを大きくすると、
復号のために1ブロツク毎に必要とされる規格化データ
(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(規格化の状態を示すデータ))量
は、各サンプルあたりの量としてみると少なくて済むこ
とになるが、前記した規格化処理は1ブロツク内で均一
に行われるものであるから、1ブロツク内のサンプル数
Nが大きな場合には、1つのブロック内におけるサンプ
ルのサンプル値の振幅方向での分布の状態が多様になり
易く、適切な規格化処理が行われ難いために、サンプル
値の量子化に当り量子化ステップ数をかなり多くしなけ
れば、ブロック形状と相関を持った量子化誤差が発生し
やすくなる。
That is, in the conventional high-efficiency encoding method described above,
For example, when increasing the number of samples in one block, N,
The amount of standardized data (signal indicating the normalization state of the signal to be set corresponding to the standardized signal (data indicating the normalization state)) required for each block for decoding is: Although the amount required for each sample is small, the normalization process described above is performed uniformly within one block, so if the number of samples N in one block is large, one The state of the distribution of sample values in the amplitude direction of samples within a block tends to vary, making it difficult to perform appropriate normalization processing, so the number of quantization steps must be considerably increased when quantizing sample values. , quantization errors that are correlated with the block shape are likely to occur.

そして、前記のような状態で発生する量子化誤差は、人
間の視覚特性や聴jτ特性の性質からみて検知されやす
く、シたがって画質や音質の大きな劣化として現われ易
い、それで、前記の問題点が生じないようにするために
は量子化データ量を増やす必要があるが、そのようにす
れば当然のことながらデータ量の圧縮が不充分になって
しまう。
Furthermore, the quantization error that occurs in the above-mentioned state is easy to detect in view of the human visual characteristics and hearing jτ characteristics, and is therefore likely to appear as a large deterioration in image quality and sound quality. In order to prevent this from occurring, it is necessary to increase the amount of quantized data, but this naturally results in insufficient compression of the data amount.

一方、1ブロツク内のサンプル数Nを小さくして、1ブ
ロツク内の信号の局所的な特徴を捉えようとした場合に
は、各サンプル当りの規格化データ量が増大することに
なるから、1ブロツク内のサンプルl!INを小さくす
ることによって1、たとえ規格化されたサンプル値の量
子化データを削減できたとしても、全体としてのデータ
量はあまり減らすことができなくなってしまうし、また
、符号化の対象にされている信号が広い範囲にわたって
信号レベルの変化が小さい場合のように、1ブロツク内
のサンプル数Nが大きくてもよいときでも。
On the other hand, if we attempt to capture the local characteristics of the signal within one block by reducing the number of samples N within one block, the amount of normalized data for each sample will increase. Samples in the block! By reducing IN1, even if the quantized data of the standardized sample values can be reduced, the overall amount of data cannot be reduced much, and Even when the number of samples N in one block may be large, such as when the signal level varies little over a wide range.

前記のように1ブロツク内のサンプル数Nを小さくして
符号化処理が行われた場合には符号化処理が冗長となる
欠点がある。
If the encoding process is performed by reducing the number of samples N in one block as described above, there is a drawback that the encoding process becomes redundant.

符号化の対象にされている。信号を1ブロツク内のサン
プル数の異なる2種類の離散信号列として。
It is being encoded. The signal is treated as two types of discrete signal sequences with different numbers of samples in one block.

既述した従来法により前記した(1)式に従って規格化
する場合を例にとり、第5図を参照して前記した問題点
について説明すると次のとおりである。
The above-mentioned problems will be explained below with reference to FIG. 5, taking as an example the case where normalization is carried out according to the above-mentioned formula (1) using the conventional method mentioned above.

第5図は、1ブロツク内のサンプル数Nが8の場合(第
5図の(a)、(b))を1ブロツクの大きさが大きい
場合の例とし、また、1ブロツク内のサンプル数Nが4
の場合(第5図のCa)、(d))を1ブロツクの大き
さが小さい場合の例としている。
Figure 5 shows the case where the number of samples N in one block is 8 ((a) and (b) in Figure 5) as an example when the size of one block is large. N is 4
The cases (Ca in FIG. 5) and (d) are taken as examples where the size of one block is small.

また、第5図の(a)、(e)は同一の第1の信号を符
号化の対象にしているものであり、さらに、第5図の(
b)、(d)は同一の第2の信号を符号化の対象にして
いるものである。
In addition, (a) and (e) in FIG. 5 encode the same first signal, and (a) and (e) in FIG.
In b) and (d), the same second signal is encoded.

第5図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、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、した
がって、量子化は斜線の引かれていない残された部分に
対して行われるが、規格化されたサンプル値に対する量
子化レベル数(fk子化ステップ数)を同等とした場合
には、当然のことながら前記の残された部分の幅が狭い
ほど量子化によって発生する誤差は小さくなる。それは
各サンプル値の量子化が、規格化処理とは関係なく行な
われるためである。
The hatched areas in Figure 5 are areas that are excluded from quantization during the normalization process because there is no signal to be encoded, and therefore the quantization The conversion is performed on the remaining portions that are not shaded, but if the number of quantization levels (number of fk childization steps) for the standardized sample values is the same, it goes without saying that the above-mentioned The narrower the width of the remaining portion, the smaller the error caused by quantization. This is because quantization of each sample value is performed independently of normalization processing.

そして、信号の規格化が前記した(1)式に従った信号
処理によって行われる場合には、前記の残された部分の
幅は1ブロツク内のサンプルにおける最大のサンプル値
と最小のサンプル値との差となるので、1ブロツク内の
サンプル数Nが小さいほどその差は小さくなる。
When signal normalization is performed by signal processing according to equation (1) above, the width of the remaining portion is determined by the maximum sample value and minimum sample value of the samples within one block. Therefore, the smaller the number of samples N in one block, the smaller the difference.

第1の信号については第5図の(a)、(C)から明ら
かなように、サンプル数Nが8の場合に対し、サンプル
数Nが4の場合には半分以下となり、また、第2の信号
については第5図の(b)、(d)から明らかなように
、第5図の(d)における右側のブロックに関しては第
5図の(b)と同じであるが第5図の(d)における左
側のブロックに関しては第5図の(b)に示されている
ブロックに比べて、1/4程度に減少している。
As is clear from FIGS. 5(a) and (C), the first signal becomes less than half when the number of samples N is 4 compared to the case where the number of samples N is 8, and the second signal As is clear from FIG. 5(b) and (d), the right block in FIG. 5(d) is the same as FIG. 5(b), but the signal in FIG. The block on the left in (d) is reduced to about 1/4 compared to the block shown in (b) of FIG.

前記したところから規格化されたサンプル値に対する量
子化レベル数(量子化ステップ数)を同等とした場合に
は、1ブロツク内のサンプル数を小さくした方が誤差の
少ない良好な量子化ができることがわかる。
From the above, when the number of quantization levels (number of quantization steps) for standardized sample values is the same, it is possible to achieve better quantization with fewer errors by reducing the number of samples in one block. Recognize.

前記した例のような規格化を行って符号化が行われだ場
合における規格化済み信号(規格化された量子化データ
)と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(規格化の状態を示すデータ)と
のデータ伝を示すと次の第1表のようになる。
When encoding is performed with standardization as in the example above, the standardized signal (standardized quantized data) and the standardization of the signal that should be set corresponding to the standardized signal The data transmission with the signal indicating the state (data indicating the normalization state) is shown in Table 1 below.

第  1  表 ただし、前記した第1表は、入力されるサンプルは8 
bit、規格化処理後の量子化は1値あたり3 bit
の精度で行われているものとしている。
Table 1 However, in Table 1 above, the number of input samples is 8.
bit, quantization after normalization processing is 3 bits per value
It is assumed that the accuracy is as follows.

前記の第1表から判かるように、符号化の対象にされて
いる信号を1ブロツク内のサンプル数Nが8の場合とN
が4の場合とについて、信号の規格化が前記した(1)
式に従った信号処理によって行われる場合には、規格化
を行ったために必要とされる規格化データ量は2種のパ
ラメータで各8bitとなり、サンプル数Nが8の場合
には1ブロック当りの合計のデータ量が40bitで、
また1サンプル当り5 bitとなるが、これはもとの
データ量が8 bitであったのに対して5/8にデー
タ量が圧縮されていることになる。
As can be seen from Table 1 above, the number of samples N in one block is 8, and the signal to be encoded is
For the case where is 4, the standardization of the signal is as described above (1)
When signal processing is performed according to the formula, the amount of normalized data required for normalization is 8 bits each for two types of parameters, and when the number of samples N is 8, the amount of normalized data per block is The total amount of data is 40 bits,
Also, each sample has 5 bits, which means that the original data amount was 8 bits, but the data amount has been compressed to 5/8.

また、サンプル数Nが4の場合には1ブロック当りの合
計のデータ量が28bitで、1サンプル当り7 bi
tとなり、殆んどデータが圧縮されないことになる。こ
のように前記した従来の高能率符号化方式では比較的量
子化誤差の少ない符号化をしようとするとあまりデータ
量が圧縮ができないという問題点があった。
Furthermore, when the number of samples N is 4, the total amount of data per block is 28 bits, and 7 bits per sample.
t, and almost no data is compressed. As described above, the conventional high-efficiency encoding method described above has a problem in that the amount of data cannot be compressed very much when encoding with relatively small quantization errors is attempted.

(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。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides for signals belonging to individual blocks obtained by dividing a discrete signal to be encoded into fixed intervals, for each of the individual blocks.

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
れぞれ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ことを特徴と
する高能率符号化方式、及び前記した筋能率符号化方式
において、前記した各段階における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情報は
、前記した各段階における各1ブロック分の規格化済み
信号と対応して設定された信号の規格化の状態を示すデ
ータ量を全段階にわたって合計したデータ量が、信号の
規格化を1回だけ行うようにした場合に設定されるべき
信号の規格化の状態を示すデータ量と同等になるように
した高能率符号化方式を提供して前記した従来の問題点
を解消しようとするものである。
Means for obtaining a standardized signal in a state in which the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized for each individual block; Regarding the signals belonging to new individual blocks obtained by further dividing the individual blocks used to obtain each of the above-mentioned standardized signals into each fixed interval, the above-mentioned new For each individual block, the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized to obtain a normalized signal in a state in which the normalization has been performed for each new individual block. In the high-efficiency encoding method characterized by repeating the process once or more, and in the muscle efficiency encoding method described above, the normalization state of the signal that should be set corresponding to the standardized signal at each stage described above. The information indicating the standardization status of the signal is the total amount of data indicating the normalization status of the signal set corresponding to one block of the standardized signal at each stage described above. The present invention attempts to solve the above-mentioned conventional problems by providing a high-efficiency encoding method that is equivalent to the amount of data indicating the normalization state of the signal that should be set when the It is something to do.

(実施例) 以下、添付図面を参照して本発明の高能率符号化方式の
具体的な内容について詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, specific contents of the high-efficiency encoding method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の高能率符号化方式は、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
れぞれ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
ぞれ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。
The high-efficiency encoding method of the present invention calculates the amplitude of each signal for each block, which is obtained by dividing a discrete signal to be encoded into fixed intervals. Means for normalizing the distribution in the direction to obtain a normalized signal in a state in which the normalization has been applied to each individual block; Regarding the signals belonging to new individual blocks obtained by further dividing the individual blocks used to obtain each of the standardized signals into each fixed interval.

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
うようにした高能率符号化方式、及び前記した高能率符
号化方式において、前記した各段階における規格化済み
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
す情報は、前記した各段閏における各1ブロック分の規
格化済み信号と対応して設定された信号の規格化の状態
を示すデータ量を全段階にわたって合計したデータ量が
、信号の規格化を1回だけ行うようにした場合に設定さ
れるべき信号の規格化の状態を示すデータ量と同等にな
るようにした高能率符号化方式であり、この本発明の高
能率符号化方式は、従来方式のように、符号化の対象に
されている信号のブロックに対して1度だけ規格化処理
を施こすのではなく、ブロックに対して規格化処理を行
った後に、そのブロックを次第に細分化した状態のブロ
ックに対して順次に規格化処理を施こすという多段の規
格化処理を行うようにしたものである。
For each new individual block, the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized to obtain a standardized signal in a state where the normalization has been performed for each new individual block, In the high-efficiency encoding method in which the process is repeated at least once in sequence, and in the high-efficiency encoding method described above, the standardization of the signal to be set in correspondence with the standardized signal at each stage described above. The information indicating the status is the total amount of data indicating the normalization status of the signal set corresponding to one block of the standardized signal in each step, which is the total amount of data for all stages. This is a high-efficiency encoding method in which the amount of data indicating the normalization state of a signal is equal to the amount of data that should be set when standardization is performed only once, and the high-efficiency encoding method of the present invention Rather than performing standardization processing only once on the block of the signal to be encoded, as in the conventional method, the block is subjected to standardization processing and then the block is This method performs multi-stage standardization processing in which standardization processing is sequentially performed on blocks that are gradually subdivided.

そして、本発明の高能率符号化方式において行われる多
段にわたる規格化処理による信号の規格化は、それの全
段を通しての規格化処理の結果として、規格化を1度だ
け行ったと同等となればよいので、規格化処理の各段階
における規格化データ量は、1回だけ規格化処理を行う
ようにした場合における規格化データ量より少なくでき
るのである。
In addition, if the signal standardization through multi-stage standardization processing performed in the high-efficiency encoding method of the present invention is equivalent to normalization performed only once as a result of the standardization processing through all stages, then Therefore, the amount of standardized data at each stage of the standardization process can be made smaller than the amount of standardized data when the standardization process is performed only once.

これは信号の振幅が非常に小さくて規格化の精度が必要
とされる場合にも同等の量子化の精度を得られるように
するためのもので、信号の変化がある程度大きな場合に
は規格化の精度は下がるが。
This is to ensure that equivalent quantization accuracy can be obtained even when the signal amplitude is very small and standardization accuracy is required. Although the accuracy of is reduced.

このような場合には最終的には量子化誤差が大きなもの
になるから、前記した規格化の精度の低下は結局無視で
きる程度になり大きな問題にはならない。
In such a case, the quantization error will eventually become large, so the decrease in the standardization accuracy described above will eventually become negligible and will not pose a major problem.

信号の規格化を複数回行うようにした場合においては、
1段目の信号の規格化時に信号の変化の態様を大局的に
つかまえているので、後段における信号の規格化は、か
なり荒いものでも問題にならない、それで信号の規格化
を1段だけで行うようにした場合の規格化データ量が、
1ブロツク内のサンプル値の最大値Xwraxと最小値
Xm1nとに対して、それぞれ8ビツトであったとする
と、例えば、信号に規格化器“理を2回施こす場合には
、信号の規格化処理の1段目においては1ブロツク内の
サンプル値の最大値Xmaxと最小値X l1inとに
対して各6ビツト、信号の規格化処理の2段目では、そ
のときの1ブロツク内のサンプル値の最大値XmaXと
最小値Xm1nとに対して各2ビット程度とする。
If the signal is standardized multiple times,
Since the overall state of signal change is grasped during signal standardization in the first stage, there is no problem even if the signal standardization in the subsequent stage is quite rough, so signal standardization is performed in only one stage. The amount of normalized data is
Assuming that the maximum value Xwrax and the minimum value Xm1n of sample values in one block are each 8 bits, for example, if the signal is subjected to the normalization process twice, the normalization process of the signal is In the first stage, the maximum value Xmax and minimum value Xl1in of the sample values in one block are processed by 6 bits each, and in the second stage of signal normalization processing, the sample values in one block at that time are The maximum value XmaX and the minimum value Xm1n are each about 2 bits.

信号の規格化処理の2段目においては、信号の規格化の
ために使用される規格化器が複数になるので、全体とし
ての規格化データ量は、信号の規格化処理が1段だけの
場合よりやや多くなる。
In the second stage of signal standardization processing, multiple standardizers are used for signal standardization, so the overall amount of normalized data is the same as that of only one stage of signal standardization processing. Slightly more than usual.

第1図は、本発明の高能率符号化方式の実施に際して信
号の多段規格化のために使用されるFi置の構成例を示
すブロック図であって、この第1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28〜30としては、第4図を参照して説
明したと同様な構成態様のものを規格化器として使用す
ることができる。また、31は量子化器である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an Fi device used for multi-stage standardization of signals when implementing the high-efficiency encoding method of the present invention, and the apparatus shown in FIG. Reference numerals 28 to 30 are normalizers, and the normalizers 28 to 30 can have the same configuration as that described with reference to FIG. 4. . Further, 31 is a quantizer.

第1図において、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29.3
0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
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段目の規格器28と2段
目の2個の規格器29.30との合計3個の規格化器2
8〜30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8力される。
In FIG. 1, a normalizer 28 in the first stage normalizes a signal in which the number of samples N in one block is 8, and two normalizers 29 . 3
0 normalizes a signal in which the number of samples N in one block is 4, and the signal normalized by the first-stage standardizer 28 is divided into two and divided into two stages. The signal is supplied to standardizers 29 and 30, where it is further standardized, and then supplied to a quantizer 31, where it is quantized and output. Standardized data is processed by a total of three standardizers 2, the first stage standardizer 28 and the second stage two standardizers 29.30.
8 to 30, respectively, and quantized data is outputted from the quantizer 31.

次に前記のような信号の規格化を2段にわたって規格化
信号処理の状態を、既述した第5図に対応させて示す第
2図を参照して説明すると次のとおりである。第2図は
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る。
Next, the state of normalized signal processing in two stages of signal normalization as described above will be explained with reference to FIG. 2, which shows the state of normalized signal processing in correspondence with FIG. 5 described above. Figure 2 shows signals (
In the figure, the horizontal direction of the diagram shows time, while the vertical direction shows signal levels, and the successive sample values of the signal are shown by white circles.

第2図では第1図中の1段目の規格器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1図中の2段目の2個の規格器29.
30で規格化の対象にしている信号の1ブロックEl、
E2内のサンプル数Nが4の場合を示している。
In FIG. 2, the number of samples N in one block C of the signal targeted for standardization by the first-stage standardizer 28 in FIG. 1 is 8.
, and the two standards 29. in the second stage in FIG.
30, one block El of the signal targeted for standardization,
The case where the number of samples N in E2 is 4 is shown.

第2図中におけるX yaax C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、X
膳1nE1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
XmaxE2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、 X+m
1nE2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。
In Fig. 2, X yaax C is the signal level corresponding to the maximum sample value among the 8 samples in block C, and Xm1nC is the signal level corresponding to the minimum sample value among the 8 samples in block C. and XmaxEl is the signal level corresponding to the maximum sample value among the four samples in block E1.
1nE1 indicates the signal level corresponding to the minimum sample value among the four samples in block E1, furthermore, XmaxE2 indicates the signal level corresponding to the maximum sample value among the four samples in block E2, X+m
1nE2 indicates the signal level corresponding to the minimum sample value among the four samples in block E2.

また、第2図の(a)は既述した第5図の(a)。Moreover, (a) of FIG. 2 is (a) of FIG. 5 already mentioned.

(c)を参照して記載した第1の信号が符号化の対象に
されている信号であるとしており、他方、第2図の(b
)は第5図の(b)、(d)を参照して記載した第2の
信号が符号化の対象にされている信号であるとしている
It is assumed that the first signal described with reference to (c) is the signal targeted for encoding, and on the other hand, (b
) assumes that the second signal described with reference to FIGS. 5(b) and 5(d) is the signal to be encoded.

さらに、第2図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2図中の網線を
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¥1I29,
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。
Furthermore, in the shaded areas in Figure 2, there is no signal to be encoded, so
The portions that are excluded from the quantization target during the standardization process by the first-stage standardizer 28, and the portions indicated by hatched lines in FIG. 2, are the signals targeted for encoding. Because it does not exist, the second standard is ¥1I29,
This is a portion that is excluded from the quantization target during the normalization process by No. 30.

第2図をみると1段目の規格器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。
As shown in Fig. 2, the portion remaining after the signal standardization process by the first stage standardizer 28 is normalized compared to the conventional example in which the signal standardization process is performed in only one stage. Although it is slightly larger due to the reduction in the amount of data, it has become much narrower due to the signal normalization processing by the normalizer 29 and 30 that performs the signal normalization processing in the second stage, and the sample size in the conventional example is The width is not much different from that when the number N is 4, and the quantization error of each sample value is also the same.

2段目の規格器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 win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。
The standardization of the signal by the second-stage standardizer 29.30 is quite rough, with 2 bits (4 levels) each for the maximum sample value Xmax and the minimum sample value Xwin in one block. However, since the portion remaining after the signal standardization process by the first stage standardizer 28 is considerably narrow, it is sufficient to standardize the signal to the above-mentioned extent.

符号化の対象にされている信号に対する2段階の規格化
処理が、前記のような態様で行われた場合における規格
化済み信号(規格化された量子化データ)と、規格化済
み信号と対応して設定されめべき信号の規格化の状態を
示す信号(規格化の状態を示すデータ)とのデータ量を
示すと次の第2表のようになる。
Correspondence between the standardized signal (standardized quantized data) and the standardized signal when the two-stage standardization process for the signal to be encoded is performed in the manner described above The following Table 2 shows the amount of data between the signal indicating the standardization state (data indicating the standardization state) of the signal to be set.

第  2  表 各サンプル値の量子化データ量については従来方式の場
合と同一とすると、従来方式の場合と異なるのは規格化
データであり、信号の規格化処理の1段目については各
6ビツト、信号の規格化処理の2段目については各2ビ
ツトが2組で、8サンプルに対して20ビツトとなる。
Table 2 Assuming that the amount of quantized data for each sample value is the same as in the conventional method, the difference from the conventional method is the normalized data, and in the first stage of signal normalization processing, each 6-bit In the second stage of signal normalization processing, there are two sets of 2 bits each, resulting in 20 bits for 8 samples.

これより1サンプルあたりのデータ量は5.5ピツトと
なり従来方式においてサンプル数Nが8の場合に比べる
とわずかに多くなっているだけである。
From this, the amount of data per sample is 5.5 pits, which is only slightly larger than when the number of samples N is 8 in the conventional method.

本発明の高能率符号化方式は第1表と第2表を比較すれ
ば明らかなように、既述した従来の高能率符号化方式に
おいて比較的小さいブロックを使った場合と同等の量子
化誤差特性を持ち、かつ、必要とされるデータ量を大幅
に少なくすることができるのである。
As is clear from a comparison of Tables 1 and 2, the high-efficiency encoding method of the present invention has the same quantization error as the conventional high-efficiency encoding method described above when relatively small blocks are used. It has this characteristic and can significantly reduce the amount of data required.

(効果) 以上、詳細に説明したところから明らかなように1本発
明の高能率符号化方式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、それぞれ
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れ得
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。
(Effects) As is clear from the above detailed explanation, the high-efficiency encoding method of the present invention consists of individual blocks obtained by dividing the discrete signal to be encoded into fixed intervals. Means for normalizing the distribution of the signal in the amplitude direction for each of the individual blocks to obtain a normalized signal in a state in which the signal is standardized for each individual block; The standardized signals obtained in correspondence with the blocks of Regarding signals belonging to individual blocks.

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ノ新たな個々
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
うようにした高能率符号化方式、及び、前記した高能率
符号化方式において、前記した各段階における規格化済
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
示す情報は、前記した各段階における各1ブロック分の
規格化済み信号と対応して設定された信号の規格化の状
態を示すデータ量を全段階にわたって合計したデータ量
が、48号の規格化を1回だけ行うようにした場合に設
定されるべき(3号の規格化の状態を示すデータ量と同
等になるようにした高能率符号化方式であって、この本
発明の高能率符、号化方式では、信号の変化の程度が複
雑に変る場合においても、比較的小さい範囲の変化に合
わせて規格化を行うことができるために理想的な信号、
処理が行なわれ、規格化されたサンプル値の分布には無
駄な領域がなく、それにより比較的簡単でデータ量の少
ない量子化を行ったとしても、量子化誤差を少なくする
ことができ、特に信号がなだらかに変化する部分や大き
な変化部分に隣接する小さな変化部分などでの改善効果
が著るしい、また、この場合の誤差は視覚特性や聴覚特
性に合わせて合理的に分配することができるので、同等
の誤差量でも検知され難いものとすることができ、この
ため規格化されたサンプル値の量子化データ量を減らし
ても復号された信号の品質を保つことができ、高いデー
タ圧縮率を実現できる。さらに、規格化されたサンプル
値は簡単な量子化器で効率的に処理できるので、装置も
比較的簡単なものとすることができる。
For each new individual block, the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized to obtain a standardized signal in a state where the normalization has been performed for each new individual block, A high-efficiency encoding method that is repeated at least once in sequence, and a signal standardization that should be set corresponding to the standardized signal at each stage in the above-described high-efficiency encoding method. The information indicating the status is the total amount of data indicating the standardization status of the signal set corresponding to one block of the standardized signal at each stage described above, in accordance with No. 48. This is a high-efficiency encoding method that is designed to be equivalent to the amount of data indicating the normalization state in No. 3, which should be set when standardization is performed only once. Efficiency codes and coding systems can standardize signals within a relatively small range even when the degree of change in the signal changes in a complex manner.
The processed and normalized distribution of sample values has no wasted space, so that even with relatively simple and small data volume quantization, the quantization error can be reduced; The improvement effect is remarkable in areas where the signal changes gently or in areas where small changes are adjacent to large changes, and the error in this case can be distributed rationally according to visual and auditory characteristics. Therefore, even the same amount of error can be made difficult to detect. Therefore, even if the amount of quantized data of the standardized sample value is reduced, the quality of the decoded signal can be maintained, resulting in a high data compression rate. can be realized. Furthermore, since the normalized sample values can be efficiently processed with a simple quantizer, the apparatus can be relatively simple.

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

第1図は本発明の高能率符号化方式に使用される多段術
の信号規格化装置の一例構成のブロック図、第2図及び
第3図ならびに第5図は信号処理の説明図、第4図は信
号の規格化器の一例構成を示すブロック図である。 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(M敗信号を発生す
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
。 特許出願人  日本ビクター株式会社 (b) 柔3区 (c)(d) 1.事件の表示 昭和61年特許願第20216’z  号2、発明の名
称 高能率符号化方式 3、補正をする者 事件との関係    特 許 出願人 性 所 神奈川県横浜市神奈用区守屋町3丁目12番地
名称(432)  日本ビクター株式会社4、代理人 ファクシミリ03 (472) 2257番5、補正命
令の日付 (自発) 昭和 年 月 日(発送日 昭和 年 月 口)6、補
正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 (2)添付図面(第4図) 7、補正の内容 (1)明細書第8頁第11行〜第12行r2)D=・・
・  ・・・(5)」を次のように補正する。 r2) D=(1/N)n−〒3:フ ・・・(4)1
“″ 3) D=(1/N)Σ1Xi−X+++eanl  
  −・・(s)J+1 (2)明細書筒27頁第第11行乃至第30頁第20行
「うものとなっており、1段目の規格・・・ 充分であ
る。」を次のように補正する。 「うちのとなっており、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2
9.30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
規格化器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。 次に前記のような信号の規格化を2段にわたって規格化
信号処理の状態を、既述した第5図に対応させて示す第
2図を参照して説明すると次のとおりである。第2図は
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
している図である。 第2図では第1図中の1段目の規格化器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1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2図中におけるX wax C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、Xm
1nE1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X
m1nE1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、Xm1nE
2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2図の(a)は既述した第5図の(a)。 (c)を参照して記載した第1の信号が符号化の対象に
されている信号であるとしており、他方、第2図の(b
)は第5図の(b)、(d)を参照して記載した第2の
信号が符号化の対象にされている信号であるとしている
。 さらに、第2図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2図中の網線
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2図をみると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X waxとサンプル
値の最小値X win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。」 (3)添付図面第4図を別紙のように補正する。
FIG. 1 is a block diagram of an example configuration of a multi-stage signal standardization device used in the high-efficiency encoding system of the present invention; FIGS. 2, 3, and 5 are explanatory diagrams of signal processing; The figure is a block diagram showing an example configuration of a signal normalizer. 1... Input terminal of the discrete signal to be encoded, 2 to 5... Delay time equal to the time interval of the discrete signal (sampling period used to generate the M loss signal) a delay circuit that gives the signal 6...a maximum value detection circuit, 7...
Minimum value detection circuit, 8, 9... quantization circuit, 10 to 15
...Subtractor, 16-20...Divider, 21°22.
... Output terminal for information indicating the state of normalization (data indicating the state of normalization), 23-27... Output terminal for quantized data, 28-30... Standardizer, 31... Quantum Maker. Patent applicant: Victor Japan Co., Ltd. (b) Ju 3-ku (c) (d) 1. Indication of the case 1986 Patent Application No. 20216'z 2, Title of the invention High-efficiency encoding method 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent Applicant Location 3-12 Moriyamachi, Kanayō-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Address name (432) Victor Company of Japan Co., Ltd. 4, agent facsimile 03 (472) 2257 No. 5, date of amendment order (self-initiated) Showa year, month, day (shipment date Showa year, month, day) 6, subject of amendment (1) details Column for detailed description of the invention in the document (2) Attached drawings (Figure 4) 7. Contents of amendment (1) Specification, page 8, lines 11 to 12 r2) D=...
・・・・(5)'' shall be corrected as follows. r2) D=(1/N)n-〒3:F...(4)1
"" 3) D=(1/N)Σ1Xi-X+++eanl
-... (s) J+1 (2) From page 27, line 11 of the specification tube to page 30, line 20, "The specifications in the first column... are sufficient." Correct it as follows. The signal standardized by the first-stage standardizer 28 is divided into two and sent to the second-stage standardizer 28.
9.30, where it is further normalized, and then supplied to a quantizer 31, where it is quantized and output. Standardized data is processed by a total of three standardizers 28 to 30, the first stage standardizer 28 and the second stage two standardizers 29°30.
The quantized data is output from the quantizer 31. Next, the state of normalized signal processing in two stages of signal normalization as described above will be explained with reference to FIG. 2, which shows the state of normalized signal processing in correspondence with FIG. 5 described above. Figure 2 shows signals (
sample value). For example, time is plotted in the horizontal direction of the diagram, while signal levels are plotted in the vertical direction, with white circles showing successive sample values of a signal. In FIG. 2, the number of samples N in one block C of the signal targeted for standardization by the first stage normalizer 28 in FIG. Two normalizers 2
9. 1 block E of the signal targeted for standardization in 30
1, the number of samples N in E2 is 4. In FIG. 2, X wax C is the signal level corresponding to the maximum sample value among the eight samples in block C, and Xm1nC is the signal level corresponding to the minimum sample value among the eight samples in block C. show,
Also, XmaxEl is the signal level corresponding to the maximum sample value among the four samples in block E1,
1nE1 indicates the signal level corresponding to the minimum sample value among the four samples in block E1, and
m1nE1 is the signal level corresponding to the maximum sample value among the four samples in block E2, and Xm1nE
2 indicates the signal level corresponding to the minimum sample value among the four samples in block E2. Moreover, (a) of FIG. 2 is (a) of FIG. 5 already mentioned. It is assumed that the first signal described with reference to (c) is the signal targeted for encoding, and on the other hand, (b
) assumes that the second signal described with reference to FIGS. 5(b) and 5(d) is the signal to be encoded. Furthermore, in the shaded areas in Figure 2, there is no signal to be encoded, so
This is the part that is excluded from the quantization target during the standardization process by the first-stage normalizer 28, and the part indicated by the hatched line in FIG. 2 is the target of encoding. Since there is no signal, the second stage normalizer 29.
This is a portion that is excluded from the quantization target during the normalization process by No. 30. As shown in FIG. 2, the portion remaining after the signal normalization process by the first stage normalizer 28 is compared to the conventional example in which the signal normalization process is performed in only one stage. Although the amount has increased slightly due to the reduction in the amount of data, 2
It has become significantly narrower due to the signal normalization processing performed by the normalizers 29 and 30, which performs the signal normalization processing on the stage signals, and the width is not much different from the case where the number of samples N is 4 in the conventional example. The quantization errors of each sample value are also the same. The normalization of the signal by the second stage normalizer 29.30 is 1
2 bits (4
Even if the standardization processing of the signal by the first-stage standardizer 28 is quite rough, as in the case of However, it is sufficient. (3) Figure 4 of the attached drawings is amended as shown in the attached sheet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、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、それぞれ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れ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
繰返して行うことを特徴とする高能率符号化方式 2、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、それぞれ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れ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した高能率符号化方式において、前
記した各段階における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情報は、前記した各
段階における各1ブロック分の規格化済み信号と対応し
て設定された信号の規格化の状態を示すデータ量を全段
階にわたって合計したデータ量が、信号の規格化を1回
だけ行うようにした場合に設定されるべき信号の規格化
の状態を示すデータ量と同等になるようにした高能率符
号化方式
[Claims] 1. Regarding signals belonging to individual blocks obtained by dividing a discrete signal to be encoded into fixed intervals, for each of the individual blocks, in the amplitude direction of the signal, Means for obtaining a normalized signal in a state in which the distribution is normalized and normalized for each individual block;
Regarding the signals belonging to new individual blocks obtained by further dividing the individual blocks used to obtain each of the above-mentioned standardized signals into each fixed interval, For each block, the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized to obtain a normalized signal in a state in which the normalization has been performed for each new block, at least once or more. High-efficiency encoding method 2, which is characterized in that it is repeatedly performed, for signals belonging to individual blocks obtained by dividing the discrete signal to be encoded into fixed intervals, for each of the aforementioned individual blocks. , a means for obtaining a normalized signal in a state in which the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized and normalization has been carried out for each individual block, and a means for obtaining a normalized signal in a state in which the normalization has been carried out for each individual block, and the normalization obtained corresponding to the above-mentioned individual blocks. completed signal,
Regarding the signals belonging to new individual blocks obtained by further dividing the individual blocks used to obtain each of the above-mentioned standardized signals into each fixed interval, For each block, the distribution in the amplitude direction of the signal is normalized to obtain a normalized signal in a state in which the normalization has been performed for each new block, at least once or more. In a high-efficiency encoding method that is performed repeatedly, information indicating the normalization state of the signal that should be set in correspondence with the standardized signal at each of the above steps is for one block at each of the above steps. The amount of data that is the sum of the amount of data indicating the normalization status of the signal set corresponding to the normalized signal for all stages should be set when the signal is normalized only once. High-efficiency encoding method that equalizes the amount of data that indicates the normalization state of the signal
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184316A (en) * 1988-09-16 1993-02-02 Victor Company Of Japan, Ltd. System for very efficiently coding by performing interblock and intrablock normalization

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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