JPH0461548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、デジタル信号の信号処理を行う記
録、伝送機器、その他各種の機器などにおいて、
信号処理の対象にされている信号をより少ない情
報量により効率的に符号化できるようにするため
の適応形データ削減装置、特に、符号化の対象に
されている離散信号における各サンプル値単位、
または、符号化の対象にされている離散信号を、
一定区間毎に分割して得た個々のブロツク単位で
略々一定のデータ量になるようにして符号化が行
われる如き高能率符号化方式による符号化手段に
より符号化されたデータを効率的に符号化できる
ようにした適応形データ削減装置に関する。

（従来技術） 画像信号や音声信号等の信号をデジタル化しよ
うとした場合の基本的な符号化手段としては、各
サンプル値に対して信号レベルを均等に分割し、
それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値で置
き換える直線量子化（均等量子化）が使用され
る。信号のデジタル化に当り前記のような均等量
子化が使用された場合に、代表点と本来の値との
差を判らなくするためには、一般に、自然画像に
ついては６ビツトから８ビツト、音声については
８ビツトから16ビツトが必要であるとされている
から、画像信号、あるいは音声信号を前記したよ
うな均等量子化によりデジタル化した信号を伝
送、記録しようとすると、各サンプル値に対して
前記のような多くの情報量を扱うことが必要とさ
れるために、前記の画像信号あるいは音声信号を
アナログ系で伝送、記録する場合に使用される装
置に比べて規模の大きな装置が必要となる点が問
題になる。そのため、より少ない情報量で信号を
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つても、それを検
知し難いという人間の視覚や聴覚の性質を利用し
て、各サンプルあたりの情報量を少なくするよう
にした各種の高能率符号化方式が従来から提案さ
れて来ていることは周知のとおりである。

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

そして、前記の従来方式によれば、符号化の対
象にされている信号における信号レベルの変化の
大きな部分を含んでいるブロツク内における信号
レベルの分布の態様はブロツク内に広く分布し、
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ツ
ク内における信号レベルの分布は、一部の信号レ
ベルに偏つているので信号のない領域が削除さ
れ、結局、符号化の対象にさ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。

前記した従来方式により符号化に行つた場合に
は、各ブロツ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、ブロツクをある程度以上大きくすることによ
り全体としての情報量を減らすことが可能であ
る。

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

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

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

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

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

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

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

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

前記した適応モード判定用信号形成回路４７で
は、入力信号を高能率符号化器４８において高能
率符号化した後に復号器４９により復号して、復
号器４９からの出力信号を平均二乗誤差信号検出
回路３８に与え、前記の平均二乗誤差信号検出回
路３８では前記した復号器４９の出力信号と入力
端子３２に供給されている入力信号との間の平均
二乗誤差信号を、処理モードを判定するための信
号として出力して、それをメモリ４１と信号観測
回路３９とに供給する。

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

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

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

前記した符号化モード設定回路４２には、前記
したメモリ４１から読出された平均二乗誤差信号
が与えられているから、符号化モード設定回路４
２ではメモリ４１から読出されてそれに供給され
る平均二乗誤差信号が、第１〜第３の領域のどの
領域に属するものであるのかに応じて所定のモー
ドが選択されてスイツチ５３，５４に切換制御信
号として供給される。

前記した切換スイツチ５３は、入力端子３２に
供給された入力信号を記憶しているメモリ４６か
ら読出された信号を、高能率符号化器５０〜５２
の何れかのものに選択的に供給し、また切換スイ
ツチ５４は前記した高能率符号化器５０〜５２か
出力された高能率符号化データが出力されるよう
にする。図中の高能率符号化器５０〜５２のブロ
ツク中に示されているＡ，Ｂ，Ｃの符号は、前記
した高能率符号化器５０〜５２において行われる
高能率符号化によつて、それぞれ、Ａビツト／画
素、Ｂビツト／画素、Ｃビツト／画素（ただし、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ）となるような信号処理が行われるこ
とを意味している。

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

（発明が解決しようとする問題点） 第７図を参照して説明した既提案の高能率符号
化方式、すなわち、入力信号における一定の情報
量の信号毎（例えば１画面分の信号毎）に信号の
状態を観測し、信号の各部分に対して前記した観
測結果に従い各異なる複数の高能率符号化器を選
択的に適用することにより、それぞれの１画面分
の画像信号が略々等しいデータ量の符号化データ
になるようにした高能率符号化方式によつて、有
効な適応処理が行われるようにするためには、一
定とされるべきデータ量の単位を大きくすること
が必要である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

また、前記の復号器３７には前記した非適応符
号化器３３からの出力信号における規格化データ
以外のデータが供給されている。

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

そして、前記の平均二乗誤差信号検出回路３８
では、前記した復号器３７からの出力信号と入力
端子３２に供給されている入力信号との間の平均
二乗誤差と対応する信号を、適応モードを判定す
る信号（適応モード判定用信号）として出力し
て、それをメモリ４１と信号観測回路３９とに供
給する。

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

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

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

前記した閾値の設定に関連する問題について第
２図を参照して説明すると次のとおりである。第
２図のａ〜ｃにおいて、横軸には二乗誤差信号の
大きさを示し、また、縦軸にはブロツク数を示し
ており、またTl１，Tu１，Tl２，Tu２などは、
誤差の多い方に設定される第１の領域、誤差の少
ない方に設定される第３の領域、前記した第１の
領域と第３の領域との間に設定される第２の領域
などの境界に設定される閾値を示している。

第２図のａ〜ｃにおいて、第２図のａは例えば
ある１枚の画像と対応する画像信号における二乗
誤差信号の大きさの頻度曲線であり、また、第２
図のｂ，ｃは前記した第２図のａに示されている
ような二乗誤差信号の大きさの頻度曲線が得られ
た画像信号とは異なる別の画像信号と対応する二
乗誤差信号の大きさの頻度曲線である。

さて、第２図のａに示すような二乗誤差信号の
大きさの頻度曲線が得られるような画像信号につ
いて、それの第１の領域と対応する画像信号に対
してはＡビツト／画素となるような信号処理を施
こし、また、第２の領域と対応する画像信号に対
してはＢビツト／画素となるような信号を施こ
し、さらに、第３の領域と対応する画像信号に対
してはＣビツト／画素となるような信号処理を施
こしたときに、１枚の画像と対応する画像信号の
全データ量が所定のデータ量になつたと仮定した
場合に、別の１枚の画像と対応する画像信号によ
る二乗誤差信号の大きさの頻度曲線が例えば第２
図のｂに示すようなものであつたとし、この第２
図のｂに示すような二乗誤差信号の大きさの頻度
曲線が得られるような画像信号についても、前記
した第２図のａに示すような二乗誤差信号の大き
さの頻度曲線の場合と同一の閾値によつて第１〜
第３の各領域が設定されたとして、それの第１の
領域と対応する画像信号に対してはＡビツト／画
素となるような信号処理を施し、また、第２の領
域と対応する画像信号に対してはＢビツト／画素
となるような信号処理を施こし、さらに、第３の
領域と対応する画像信号に対してはＣビツト／画
素となるような信号処理を施こした場合に得られ
る１枚の画像と対応する画像信号の全データ量
は、前記した第２図ａに示されている二乗誤差信
号の大きさの頻度曲線が得られるような１枚の画
像と対応する画像信号に対して信号処理を行つて
得られた全データ量とは当然のことながら異なつ
ているものになる。

それで、第２図のｂに示されている二乗誤差信
号の大きさの頻度曲線が得られるような画像信号
に信号処理を行つた場合でも、前記した第２図の
ａに示されている二乗誤差信号の大きさの頻度曲
線が得られるような画像信号に信号処理を行つた
場合と同様なデータ量のデータが得られるように
するためには、設定されるべき閾値として第２図
のｃ中に閾値Tl２，Tu２として示されているよ
うな第２図のａ，ｂに示されている閾値Tl１，
Tu１とは別の閾値に変更されることが必要とな
る。そして、前記した閾値は演算によつて容易に
求められる。

前記した符号化モード設定回路４２には、前記
したメモリ４１から読出された平均二乗誤差信号
が与えられているから、符号化モード設定回路４
２ではメモリ４１から読出されてそれに供給され
る平均二乗誤差信号が、第１〜第３の領域のどの
領域に属するものであるのかに応じて所定の閾値
が選択されて適応形代表点統合回路４３に供給す
るとともに、モードデータ｛前記した第１の領域
〜第３の領域の各領域にそれぞれ対応しているデ
ータについて、第１の領域に対応するデータにつ
いてはＡビツト／画素となされるような信号処理
モード、第２の領域に対応するデータについては
Ｂビツト／画素となされるような信号処理モー
ド、第３の領域に対応するデータについてはＣビ
ツト／画素となされるような信号処理モード（た
だし、Ａ＞Ｂ＞Ｃ）｝も出力する。

前記した適応形代表点統合回路４３では、入力
信号を記憶しているメモリ３５から読出されてそ
れに対して供給された信号について、前記した符
号化モード設定回路４２で設定された所定の閾値
に従つて可変ビツト落しを行うことにより第３図
に示されているような代表点の統合を行つてデー
タの削減を行う。

それで、第１図に示されている本発明の適応形
データ削減装置においては、入力信号における一
定の情報量の信号毎（例えば１画面分の信号毎）
に信号の状態を観測し、前記した一定の情報量の
信号毎の信号の各部分に対して前記した観測結果
に従つた可変ビツト落しを行うことにより第３図
に示されているような代表点の統合を行つてデー
タの削減が行われ、それぞれの入力信号における
一定の情報量の信号毎（例えば１画面分の信号
毎）の画像信号が略々等しいデータ量の符号化デ
ータになるようにされるのである。

次に、第４図〜第５図を参照して非適応符号化
器３３の構成例について説明する。第４図は第１
図中において符号３３で示されている非適応符号
化器の一例構成のブロツク図であり、この第４図
示の非適応符号化器３３は、符号化の対象にされ
ている離散信号を一定区間毎に分割して得た個々
のブロツクに属する信号について、前記の個々の
ブロツク毎に、それぞれ信号の振幅方向における
分布の規格化を行なつて個々のブロツク毎に規格
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ツ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ツクを、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
新たな個々のブロツクに属する信号について、前
記の新たな個々のブロツク毎に、それぞれ信号の
振幅方向における分布の規格化を行なつて前記の
新たな個々のブロツク毎に規格化が施こされた状
態の規格化済み信号を得ることを、順次に少なく
とも１度以上繰返して行うように構成された高能
率な非適応符号化器であつて、第４図に示されて
いる装置において２８〜３０はそれぞれ規格化器
であり、これらの各規格化器２８〜３０として
は、第６図に示されている規格器と同様な構成態
様のものを規格化器として使用することができ、
また、３１は量子化器である。

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

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

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

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

そして、前記した遅延回路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から離散信号Ｘ２
が出力されて、それが最大値検出回路６と、最小
値検出回路７と、減算器１２とに与えられ、ま
た、遅延回路３から離散信号Ｘ３が出力されて、
それが最大値検出回路６と、最小値検出回路７
と、減算器１３とに与えられ、さらに、前記した
遅延回路２から離散信号Ｘ（ｎ−１）が出力され
て、それが最大値検出回路６と、最小検出回路７
と、減算器１４とに与えられ、さらにまた、入力
端子１に供給された離散信号Xnが、最大値検出
回路６と、最小値検出回路７と、減算器１５とに
与えられる。

それにより、最大値検出回路６では１つのブロ
ツク内の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
Xmaxに対して適当な精度で量子化を行つて得た
量子化信号を減算器１０に非減数信号として供給
する。

また、最小値検出回路７では１つのブロツク内
のＮ個のサンプルのサンプル値Ｘ１〜Xnにおけ
る最小値Xminを検出してそれを量子化回路９に
与え、量子化回路９では前記の最小値Xminに対
して適当な精度で量子化を行つて得た量子化信号
を減算器１１〜１５に減数信号として供給すると
ともに、出力端子２２に送出する。

前記した減算器１０から出力された信号は、前
記した最大値Xmaxに対する量子化信号から最小
値Xminに対する量子化信号を減算した信号、す
なわち、１つのブロツク内の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−
Xmin）を表わす信号であり、その信号は出力端
子２位置に送出されるとともに、除算器１６〜２
０に対して除算信号として供給される。

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

このように、前記した第６図示の規格化器から
は、符号化の対象にされている離散信号を一定区
間毎に分割して得た個々のブロツクに属する各サ
ンプルのサンプル値について、前記した個々のブ
ロツク毎に、前記した(1)式に従つてそれぞれ信号
の振幅方向における分布の規格化を行つて得た規
格化済み信号（規格化された画素データ）が端子
２３〜２７に出力されるとともに、出力端子２
１，２２には規格化済み信号と対応して設定され
るべき信号の規格化の状態を示す信号（規格化デ
ータ）が出力される。

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

前記した第４図示の非適応符号化器３３におい
て信号の規格化を２段にわたつて行つている規格
化信号処理の状態を、第５図のａ，ｂに示すよう
なそれぞれ異なる２種類の信号について説明する
と次のとおりである。第５図のａ，ｂは符号化の
対象にされている離散信号を一定区間毎に分割し
て得た個々のブロツクＣ，Ｅ１，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つて、
信号の順次のサンプル値を白丸で示している図で
あり、第４図中の１段目の規化格器２８で規格化
の対象にしている信号の１ブロツクＣ内のサンプ
ル数Ｎが８であり、また、第４図中の２段目の２
個の規格化器２９，３０で規格化の対象にしてい
る信号の１ブロツクＥ１，Ｅ２内のサンプル数Ｎ
が４の場合を示している。

第５図のａ，ｂにおけるXmaxCはブロツク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、XminCはブロツク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XmaxE１はブロ
ツク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、XminE１はブ
ロツク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はブロツク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、XminE２はブロツクＥ２における４個のサ
ンプル中の最小のサンプル値と対応する信号レベ
ルを示している。

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

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

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

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

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

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

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

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

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