JPH0378382A - 符号化装置および復号化装置 - Google Patents

符号化装置および復号化装置

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JPH0378382A
JPH0378382A JP1215233A JP21523389A JPH0378382A JP H0378382 A JPH0378382 A JP H0378382A JP 1215233 A JP1215233 A JP 1215233A JP 21523389 A JP21523389 A JP 21523389A JP H0378382 A JPH0378382 A JP H0378382A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］ この発明は、ディジタル信号を情報量を圧縮する量子化
器に関するものである。
【従来の技術】
第５図は例えば”加藤他ｒＭＣ−ＤＣＴ符号化方式にお
ける符号化制御法の一提案」（昭和６２年電子情報通信
学会　情報、システム部門全国大会２０３）に示されて
いる従来の適応量子化符号化復号化器であり、図におい
て（１）は減算器、（２）は線形変換部、（３）は量子
化器、（４）は符号化部、（５）は逆量子化器、（６）
は逆線形変換部、（７）は加算器、（８）はフレームメ
モリ、（９）は適応制御部、（１０）は伝送路、（１１
）は復号化部である。 次に動作について説明する。ディジタル化された入力画
像信号（１００）に対し、フレームメモリ（８）に保持
されている１フレーム前の［ｉ！ｉ　像信号を予測値（
１０１）として差分を減算器（１）で求め、予測誤差信
号（１０２）とする。予測誤差信号（１０２）は線形変
換部（２）で例えば離散コサイン変換などの処理により
周波数領域の変換係数（１０３）に変換される。変換係
数（１０３）は量子化器（３）で適応制御部（９）から
与えられた量子化ステップサイズ（１０４）により離散
的なレベル（以下、量子化レベルと呼ぶ）（１０５）に
量子化される。符号化部（４）で量子化レベル（１０５
）の符号の割当てを行い　量子化ステップサイズ（１０
４）の情報と共に符号化データ（１０６）として伝送路
（１０）へ送出される。また、量子化レベル（１ｏ５ｆ
は量子化ステップサイズ（１０４）を用いて逆量子化器
（５）により復号変換係数（１０７）を得、逆線形変換
部（６）で復号予測誤差信号（１０８）を逆線形変換に
より求める。復号予測誤差信号（１０８）は予測値（１
０１）と加算器（７）で加算され、局部復号信号（１０
９）としてフレームメモリ（８）に保持され、次フレー
ムの予測値（１０１）として使われる。 一方、受信側では伝送路（１０）から送られてきた符号
化データ（１１０）を復号化部（１１）で量子化レベル
（１１１）に復号する。量子化レベル（１１１）は復号
化部（１１）から与えられる量子化ステップサイズ（１
０４＞を用いて逆量子化器（５）により復号変換係数（
１１２）を得、逆線形変換部（６）で復号予測誤差信号
（１１３）を逆線形変換により求める。復号予測誤差信
号（１１３）は予測値（１１４）と加算器（７）で加算
され、復号信号（１１５）として出力されると共にフレ
ームメモリ（８）に保持され、次フレームの予測値（１
１４）として使われる。 ここで量子化ステップサイズ（１０４）が適応制御され
て量子化の操作がおこなわれる量子化器（３）について
説明する。ディジタル化された入力画像信号（１００）
及び予測値（１０１）のダイナミックレンジを０がら２
５５、すなわち８ビツトとすると、予測誤差信号（１０
２）のダイナミックレンジは−２５５から２５５、すな
わち９ビツト（うち符号１ビツト）となる。９ビツトの
予測誤差信号（１０２）を８×８のブロックにまとめ、
２次元の離散コサイン変換により周波数領域の変換係数
（１０３）に変換すると変換係数（１０３）のダイナミ
ックレンジは−２０４８から２０４７、すなわち１２ビ
ツト（うち符号１ビツト）となる。したがって、量子化
器（３）への入力信号、逆量子化器（５）からの出力信
号のダイナミックレンジはともに−２０４８から２０４
７である。いま、簡単のために量子化器の特性は以下に
示すような量子化ステップサイズがすべての識別レベル
で一定であるミツドトレッド型の線形量子化特性とする
。 Ｑｄｅｃ（ｎ）＝　（ｌｎｌ　Ｘ　ｇ）　Ｘ　ｎ／１ｎ
ｊｑｒｅｐ（ｎ）　＝１　／　２　（Ｑｄｅｃ　（ｎ）
　＋　ｑｄｅｃ　（ｎ　＋　ｎ　／　ｌ　ｎ　ｌ　）　
）ｑｒｅｐ（０）　＝　０ ここで、ｑｄｅｅ（ｎ）は識別レベル、ｑｒ＠ｐ（ｎ）
は量子化代表値、ｇは量子化ステップサイズ、ｎは量子
化インデックスである。ただし、ｇは正の偶数とする。 第６図にこの量子化特性を示す。同図おいて横軸は量子
化器の識別レベル、縦軸は量子化代表値である。 たとえば、変換係数ＣＯが３ｇ≦Ｃｏ＜４ｇの場合、Ｃ
Ｏは３．５ｇに量子化され、符号化伝送される量子化イ
ンデックスは３となる。すなわち、第７図に示すように
量子化ステップサイズｇを３２としたとき、変換係数Ｃ
Ｏが６４≦Ｃｏ＜９６のものは量子化代表値８０に量子
化される。 適応量子化器においては量子化ステップサイズｇの大き
さは量子化の粗さと対応しており、量子化ステップサイ
ズｇが大きくなるに従って量子化は粗くなり、入力値と
量子化代表値の差（量子化誤差）は大きくなり復号され
る画質が劣化する。 しかし、前述のように入力値のダイナミックレンジは決
まっているため、量子化ステップサイズｇが大のとき、
符号化する量子化インデックスのダイナミックレンジは
小さくなり伝送する情報量の削減が図れる。たとえば、
量子化ステップサイズｇが１６のとき、量子化インデッ
クスのダイナミックレンジは−１２８から１２７である
のに対し、量子化ステップサイズｇが６４のとき、量子
化インデックスのダイナミックレンジは−３２から３１
となる。したがって、量子化ステップサイズｇを入力画
像に合わせて適応的に制御することにより、復号画像の
画質と伝送する情報量の最適化が図れる。 いま、量子化ステップサイズｇを変化させ、３０に設定
されたとすると、そのときの量子化特性は第８図のよう
になる。すなわち、変換係数ＣＯが２０４０≦Ｃｏ≦２
０４７のものは量子化代表値２０５５に量子化される。 また、負の場合も同様に、−２０４８≦ＣＯ≦２０４０
のものは量子化代表値−２０５５に量子化される。 ［発明が解決しようとする課題］ 従来の適応量子化符号化復号化器は以上のように構成さ
れているので、量子化ステップサイズを変化させたとき
量子化代表値が入力信号の許容範囲を越えてしまうとき
があり、量子化復号部において逆量子化器から出力され
る値が許容範囲を越えてしまうことにより動作の破綻が
発生するという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、量子化代表値がその許容範囲を越ることなく
、動作の破綻をきたさない適応量子化符号化復号化器を
得ることを目的とする。 ［課題を解決するための手段１ この発明に係る適応量子化符号化復号化器は、量子化符
号化部において離散レベルの代表値が許容範囲を越えな
いようリミッタを設けるか、もしくは量子化復号化部に
おいて出力信号レベルが許容範囲内となるようリミッタ
を設けたものである。 ［作用］ この発明における適応量子化符号化復号化器は、量子化
符号化部に設けられたリミッタにより離散レベルの代表
値が許容範囲を越えないようにされるか、もしくは量子
化復号化部に設けられたリミッタにより出力信号レベル
が許容範囲内となるようにされる。 ［実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１２）は量子化符号化部に設けたリミッ
タＡ、第２図において、（１３）は量子化復号化部に設
けたリミッタＢを示し、他は第５図と同様である。 第１図をもとに量子化符号化側での動作について説明す
る。まず、従来例と同様、変換係数（１０３）は量子化
器（３）で量子化ステップサイズ（１０４）により量子
化レベル（１０５）に量子化される。次に、リミッタＡ
（１２）では量子化ステップサイズ（１０４）と量子化
レベル（１０５）からその代表値が入力信号のダイナミ
ックレンジ、ここでは−２０４８から２０４７を越えな
いかを判定し、越えた場合には１レベル原点に近い量子
化レベルとして補正された量子化レベル（１１６）が出
力される。すなわち、第３図に示されるように量子化ス
テップサイズｇが３０のとき変換係数が２０１０から２
０４７のものは２０２５として量子化される。同図は変
換係数が正の場合であるが、負の場合も同様、−２０１
０から−２０４８が−２０２５として量子化される。 次に第２図をもとに量子化復号化部に設けられたリミッ
タＢの動作について説明する。復号化部の逆量子化器（
５）からの出力信号である復号変換係！（１１２）ｆｉ
　リミッ９Ｂ（１３）！：大入力れ、その値がダイナミ
ックレンジを越えた場合、その値は変換係数のダイナミ
ックレンジ範囲内の値に補正された変換係数（１１８）
が出力される。 また、量子化符号化の局部量子化復号化部においても逆
量子化器（５）の復号変挑係１（１０７）はリミッタＢ
（１３）により、ダイナミックレンジ範囲内の値に補正
された変換係＠！１（１１７）が出力される。すなわち
、第４図に示されるように量子化ステップサイズｇが３
０のとき変換係数が２０４０から２０４７のものは２０
４７として出力される。同図は変換係数が正の場合であ
るが、負の場合も同様で、−２０４０から−２０４８が
−２０４８として出力される。
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば量子化符号化部あるい
は量子化復号化部に容易な方法で実現できるリミッタを
設けるようにしたので、量子化による離散レベルの代表
値が入力信号の許容範囲を越えない、あるいは出力信号
レベルが許容範囲内に収まり、逆量子化時において動作
の破綻が起こらない装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図はこの発明の一実施例による適応量子化
符号化復号化器を示すブロック図、第３図はこの発明に
よる量子化符号化部に設けられたリミッタＡの特性をあ
られす図、第４図はこの発明による量子化復号化部に設
けられたリミッタＢの特性をあられす図、第５図は従来
の適応量子化符号化復号化器を示すブロック図、第６図
は量子化特性を説明する図、第７図、第８図は量子化ス
テップサイズがそれぞれ３２．３０のときの量子化特性
を説明する図である。また、（１）は減算器、（２）は
線形変換部、（３）は量子化器、（４）は符号化部、（
５）は逆量子化器、（６）は逆線形変換部、（７）は加
算器、（８）はフレームメモリ、（９）は適応制御部、
（１０）は伝送路、（１１）は復号化部、（１２）はリ
ミッタＡ。 （１３）はリミッタＢを示す。なお、図中、同一符号は
同一　または相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　　　　　大　　岩　　増　　
雄第 図 代表値 第 ４ 図 代表値 第 図 代表値 第 図 第 図・ 代表値 代表値 ８ 図・ テップサイズ９＝３０のとき

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 有限語長のディジタル入力信号を離散的なレベルに圧縮
    変換する量子化符号化復号化器において、各入力信号毎
    に量子化の刻み幅を適応的に変化させて量子化を行ない
    、離散レベルの代表値が入力信号の許容範囲を越えた場
    合には、量子化符号化部において許容範囲内の１レベル
    原点に近い離散レベルに符号化する手段または、量子化
    復号化部において出力信号レベルの許容範囲内にリミッ
    トする手段を備えたことを特徴とする適応量子化符号化
    復号化器。
JP1215233A 1989-08-21 1989-08-21 符号化装置および復号化装置 Expired - Lifetime JPH0828875B2 (ja)

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