JPH05102860A - 符号化装置 - Google Patents

符号化装置

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JPH05102860A
JPH05102860A JP28954691A JP28954691A JPH05102860A JP H05102860 A JPH05102860 A JP H05102860A JP 28954691 A JP28954691 A JP 28954691A JP 28954691 A JP28954691 A JP 28954691A JP H05102860 A JPH05102860 A JP H05102860A
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JP
Japan
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quantization error
frame
quantization
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Withdrawn
Application number
JP28954691A
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English (en)
Inventor
Kazumasa Kunugi
和正 功刀
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化出力中の量子化誤差を少なくし、且つ
システム構成が簡単であり、量子化誤差補正レンジを容
易に変更できるようにした符号化装置を提供する。 【構成】 入力標本値xi より予測器16から出力される
前値複号値xipを減算器11で減算して予測誤差値e
i (n)を求め、この予測誤差値ei (n)と遅延回路
31によって1フレーム期間遅延された予測誤差値e
i (n−1)をファジィ推論部32に入力し、これらの情
報からn+1フレーム目に補正すべき量子化誤差Δε
(n+1)を推論する。推論された量子化誤差は減算器
33でn+1フレーム目の予測誤差より減算され、量子化
器12によって符号化出力yi を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像や音声情報のデ
ィジタル伝送システムなどに用いる符号化装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、画像あるいは音声情報をディジタ
ル伝送する場合、情報量を削減するために様々な符号化
装置が提案されている。これら符号化装置の一つに、隣
接する標本値間の相関性を利用して情報量の圧縮を図る
予測符号化方式(以下DPCM方式と略称する)があ
る。
【0003】DPCM方式は、既に伝送されている複号
値と、入力された標本値との差分値を量子化して伝送す
る方式である。図7に最も簡単な、前値予測符号化方式
(1つ前の複号値を予測値とする)のブロック構成図を
示す。図7において、減算器11は、入力標本値xi より
予測値(以後、予測値は前値複号値とする)を減算し差
分値ei を出力する。量子化器12は、この差分値ei
量子化して符号化出力yi を出力すると共に、出力yi
を逆量子化器13に印加する。逆量子化器13は符号化代表
値ei ′を出力し、この値と予測値xipを加算器14で加
算することにより入力標本値を復元する。リミッタ回路
15においては、復元された入力標本値に含まれる誤差に
より、入力標本値のDレンジをオーバーしないように振
幅制限を加えている。リミッタ回路15から出力された入
力標本値はDフリップ・フロップ16に印加される。した
がってDフリップ・フロップ16は予測器となる。
【0004】一般に、非線形量子化器では、入力標本値
と予測値との差分値について、差分値が小さい所では量
子化ステップを小さく、大きい所では量子化ステップを
大きくとっている。図8に、非線形量子化の様子を示
す。図中においてc1 ,c2 はそれぞれ量子化結果a1
(量子化入力値x1 に対する量子化結果)及びa2 (量
子化入力値x2 に対する量子化結果)に対する量子化誤
差を示す。したがって、量子化入力が大きくなるほど含
まれる量子化誤差は大きくなっている。なお図8におい
て、b1 はx1 に対する理想量子化値、b2 はx2 に対
する理想量子化値を示している。
【0005】以上のことから、図7に示されるDPCM
方式では、予測値と入力標本値との差分が大きくなると
含まれる量子化誤差は大きくなり、符号化出力データy
i を複号化した際の信号劣化の要因となる。
【0006】量子化誤差が出現する一例を図9に示す。
入力標本値がA1 ,A2 ,A3 と移り変わる場合、nフ
レーム目に対する予測値xip(n−1)とnフレームで
の入力標本値A2 との差分(予測誤差)による量子化デ
ータは、本来e(n)になるが、量子化誤差が含まれる
ため、e′(n)となる。nフレーム目の量子化誤差ε
i (n)により、n+1フレーム目に対する予測値はx
ip′(n)となり、本来の予測値xip(n)とは異なる
ので、n+1フレーム目の予測誤差に影響する。すなわ
ちこの図の場合、n+1フレーム目の予測誤差値は、本
来の値e(n+1)からnフレーム目の量子化誤差εi
(n)をひいた値e′(n+1)となっている。
【0007】かかる量子化誤差を少なくするため、DP
CM方式の修正が特開平2−285721号等で提案さ
れている。図10に修正を施したDPCM方式の一例を示
す。この方式は、所定レベル以上の量子化誤差を1フレ
ーム期間遅延して、この量子化誤差が、とり得る最大絶
対値以下の時のみ、差分値に対する誤差補正を実施する
ものである。
【0008】図10において、太線で示した部分がDPC
M方式の修正部分である。逆量子化器13より出力される
nフレーム目に含まれる量子化誤差を減算器21により抽
出し、この値の絶対値が所定値以上であるかをコアリン
グ回路22にて判別し、所定値以上であればフレームメモ
リ23に1フレーム期間遅延されて記憶される。1フレー
ム遅延された量子化誤差は回路24に設定された最大量子
化誤差以内であるかをゲート回路25にて判別され、この
条件を満たしていれば、減算器26によってn+1フレー
ム目の差分値から上記量子化誤差を減算し、量子化誤差
の補正を実施するようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来におけるDPCM
方式による符号化データにおいては、予測誤差すなわち
前値複号値と入力標本値との差分が大きくなると、符号
化データに含まれる量子化誤差も大きくなるという問題
点がある。
【0010】また、この問題点を解決するために、従来
のDPCM方式に修正を加え、量子化誤差を少なくしよ
うとする試みがなされているが、この誤差補正方式には
次のような問題点がある。すなわち、まず第1に、量子
化誤差の補正を実施するために、入力標本値と予測値と
の差分値等の状態を判別し、この判別結果を利用して量
子化誤差を少なくするような周辺回路を作成した場合、
回路構成が複雑となり、規模も大きくなるという問題点
がある。第2には、修正する量子化誤差の範囲を定め、
回路を作製した後、誤差補正の範囲の変更があった場合
など、回路修正の必要性を生じるケースが発生し余分な
工数をとられる。また、量子化誤差を補正する部分をソ
フトにて作成した場合も、誤差補正の範囲の変更があっ
た場合など、ソフトの修正を行わなければならないとい
う問題がある。
【0011】本発明は、従来の符号化方式における上記
問題点を解消するためになされたもので、符号化出力中
の量子化誤差を少なくし、且つシステム構成が簡単であ
り、量子化誤差補正レンジを容易に変更できるような符
号化装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、請求項1記載の発明は、所望のフレーム期
間移り変わる予測誤差を入力として、これら予測誤差か
ら類推され得る量子化誤差を、ファジィ推論により算出
する手段と、前記量子化誤差算出手段により算出された
量子化誤差を、所望フレーム期間より先の予測誤差値に
加算あるいは減算する手段とで符号化装置を構成するも
のである。
【0013】このように構成した符号化装置において
は、図1の(A)の概念図に示すように、量子化誤差を
ファジィ推論により算出する手段1に、nフレーム以前
の予測誤差情報ei (n),ei (n−1),ei (n
−2),・・・・・ を入力し、該手段1でnフレーム時の符
号化データに含まれている量子化誤差をファジィ推論に
より算出し、算出された量子化誤差の予測値Δε(n+
1)を、n+1フレーム目の予測誤差情報ei (n+
1)から減算手段で減算することによって、符号化デー
タに含まれる量子化誤差は低減される。
【0014】また請求項2記載の発明は、所望のフレー
ム期間移り変わる予測誤差及びこれら予測誤差の変化量
を入力として、類推され得る量子化誤差を、ファジィ推
論により算出する手段と、前記量子化誤差算出手段によ
り算出された量子化誤差を、所望フレーム期間より先の
予測誤差値に加算あるいは減算する手段とで符号化装置
を構成するものである。
【0015】このように構成した符号化装置において
は、図1の(B)の概念図に示すように、量子化誤差を
ファジィ推論により算出する手段1に、nフレーム以前
の予測誤差情報ei (n),ei (n−1),ei (n
−2),・・・・・ 、及びnフレーム以前の予測誤差の変化
量情報Δei (n),Δei (n−1),Δei (n−
2),・・・・・ を入力し、該手段1でnフレーム時の符号
化データに含まれている量子化誤差をファジィ推論によ
り算出し、算出された量子化誤差の予測値Δε(n+
1)を、n+1フレーム目の予測誤差情報ei (n+
1)から減算手段で減算することによって、符号化デー
タに含まれる量子化誤差は低減される。
【0016】
【実施例】次に実施例について説明する。図2は、請求
項1記載の発明の実施例を示すブロック構成図で、図7
に示した従来のものと同一又は対応する部材には同一符
号を付して、その説明を省略する。図2において破線部
で示した部分が、本発明において新たに加えられている
部分である。Dフリップ・フロップからなる予測器16か
ら出力される前値複号値xipを減算器11によって入力標
本値xi より減算する。この減算器11より出力される予
測誤差値ei (n)と遅延回路31によって1フレーム期
間遅延された予測誤差値ei (n−1)をファジィ推論
部32の入力とし、これらの情報から、n+1フレーム目
に補正すべき量子化誤差Δε(n+1)を推論する。推
論された量子化誤差は減算器33にてn+1フレーム目の
予測誤差ei (n+1)より減算され、量子化器12によ
って符号化出力yi を得るように構成されている。
【0017】図3は、請求項2記載の発明の実施例を示
すブロック構成図で、図7に示した従来のものと同一又
は対応する部材には同一符号を付して示しており、破線
部で示した部分が、本発明において新たに加えられてい
る部分である。図2に示した実施例と同様に、減算器11
より予測誤差値ei (n)が出力される。遅延回路31に
より遅延された予測誤差値ei (n−1)とnフレーム
での予測誤差値ei (n)との差Δei (n)を減算器
34で出力させる。減算器34より出力された値Δe
i (n)とnフレーム目の予測誤差値ei (n)をファ
ジィ推論部32の入力とし、これらの情報よりn+1フレ
ーム目に補正すべき量子化誤差Δε(n+1)を推論す
る。推論された量子化誤差は減算器33にてn+1フレー
ム目の予測誤差ei (n+1)より減算され、量子化器
12によって符号化出力yi を得るようになっている。
【0018】ファジィ推論部における動作は、図2及び
図3に示した実施例とも同様であり、以下図2に示した
実施例を参照にして説明する。図4に示すように、入力
標本値はA0 −A1 −A2 ,A0 −A3 −A4 ,A0
5 −A6 のように様々に変化する場合が考えられる。
したがって、これら入力標本値の変化に応じたきめ細か
な、量子化誤差の補正が望ましい。
【0019】(1)A0 −A1 −A2 の場合 n−1フレーム目の差分値e(n−1)とnフレーム目
の差分値e(n)3より、nフレーム目での量子化誤差
Δε3 を推論する。量子化誤差Δε3 は、n+1フレー
ム目の差分値e(n+1)3から減算する。
【0020】(2)A0 −A3 −A4 の場合 n−1フレーム目の差分値e(n−1)とnフレーム目
の差分値e(n)2より、nフレーム目での量子化誤差
Δε2 を推論する。量子化誤差Δε2 は、n+1フレー
ム目の差分値e(n+1)2から減算する。
【0021】(3)A0 −A5 −A6 の場合 n−1フレーム目の差分値e(n−1)とnフレーム目
の差分値e(n)1より、nフレーム目での量子化誤差
Δε1 を推論する。量子化誤差Δε1 は、n+1フレー
ム目の差分値e(n+1)1から減算する。
【0022】以上のように、入力標本値の変化に応じ
て、量子化誤差Δεをファジィ推論により推論し、この
値をn+1フレーム目の予測誤差値から減算する。なお
図中に示したxipは前値複号値であり、図2における予
測器16からの出力にあたる。
【0023】ファジィ推論は、差分値e(n−1)とe
(n)入力から量子化誤差ΔεをMIN-MAX ,重心法を用
いて演算する。差分値e(n−1)とe(n)、及び量
子化誤差Δεのメンバシップ関数は一例として、図5の
ように与えられる。NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PBは、差
分値,量子化誤差値を定性的に評価するためにメンバシ
ップ関数に与えた名称であり、下記の意味を持つ。 NB:NEGATIVE BIG,NM:NEGATIVE MEDIUM ,NS:NEGATI
VE SMALL,ZO:ZERO,PS:POSITIVE SMALL,PM:POSITI
VE MEDIUM ,PB:POSITIVE BIG
【0024】以上のメンバシップ関数を用いたファジィ
ルールの一例を下記に示し、図6に量子化誤差の算出例
を示す。 ルール1:IF e(n−1)=PS AND e(n)=PB
THEN Δε=PB ルール2:IF e(n−1)=PS AND e(n)=PM
THEN Δε=PS ルール3:IF e(n−1)=NS AND e(n)=NB
THEN Δε=NB ルール4:IF e(n−1)=PM AND e(n)=PB
THEN Δε=PM ルール5:IF e(n−1)=NM AND e(n)=NB
THEN Δε=NM ルール6:IF e(n−1)=NS AND e(n)=NM
THEN Δε=NS
【0025】図6において、nフレーム目の差分値が
A、n−1フレーム目の差分値がBの場合、ルール1,
2,4がアクティブとなり、量子化誤差を示すメンバシ
ップ関数の適合度の和集合は、図中の“U”で示すよう
になる。この集合の重心を算出した値が、求めるべき量
子化誤差の値ε(n+1)となる。
【0026】また量子化誤差の補正レンジの変更は、次
のようにして行われる。すなわち、ファジィ推論ブロッ
クの出力、すなわちnフレーム目の予測誤差値に含まれ
る量子化誤差Δε(n+1)は、あるビット列の出力と
なる。一方、ファジィ推論において推論出力は、一般的
なMIN-MAX ,重心法を用いた場合、重心値が推論出力と
なる。したがってこの重心値はデジタルのビット列で出
力されるので、このビット列の何ビット目までを使用す
るか決めるだけで、補正レンジを容易に変更させること
ができる。
【0027】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、従来のDPCM方式の符号化装置に、
ファジィ推論を応用することにより、符号化出力中の量
子化誤差を少なくすると共に、量子化誤差の補正のため
の周辺回路を簡略化できる。特に、専用ファジィ推論I
Cを用いることにより、大幅な符号化システムの縮小が
可能である。また量子化誤差の補正レンジを容易に変更
でき、補正レンジの変更等により回路修正のリスクが少
ないという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための概念図である。
【図2】請求項1記載の発明の実施例を示すブロック構
成図である。
【図3】請求項2記載の発明の実施例を示すブロック構
成図である。
【図4】入力標本値の変化に応じた量子化誤差の補正態
様を示す図である。
【図5】差分値及び量子化誤差のメンバシップ関数の一
例を示す図である。
【図6】ファジィルールに基づく量子化誤差の算出態様
を示す図である。
【図7】従来のDPCM方式の符号化装置の構成例を示
すブロック構成図である。
【図8】非線形量子化の態様を示す図である。
【図9】従来の符号化装置において量子化誤差が出現す
る説明図である。
【図10】従来提案された修正DPCM方式の符号化装置
を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
11 減算器 12 量子化器 13 逆量子化器 14 加算器 15 リミッタ 16 予測器 31 遅延回路 32 ファジィ推論部 33 減算器 34 減算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隣接する標本値間の相関性を利用して情
    報量の圧縮を図る予測符号化装置において、所望のフレ
    ーム期間移り変わる予測誤差を入力として、これら予測
    誤差から類推され得る量子化誤差を、ファジィ推論によ
    り算出する手段と、前記量子化誤差算出手段により算出
    された量子化誤差を、所望フレーム期間より先の予測誤
    差値に加算あるいは減算する手段とを備えていることを
    特徴とする符号化装置。
  2. 【請求項2】 隣接する標本値間の相関性を利用して情
    報量の圧縮を図る予測符号化装置において、所望のフレ
    ーム期間移り変わる予測誤差及びこれら予測誤差の変化
    量を入力として、類推され得る量子化誤差を、ファジィ
    推論により算出する手段と、前記量子化誤差算出手段に
    より算出された量子化誤差を、所望フレーム期間より先
    の予測誤差値に加算あるいは減算する手段とを備えてい
    ることを特徴とする符号化装置。
JP28954691A 1991-10-09 1991-10-09 符号化装置 Withdrawn JPH05102860A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28954691A JPH05102860A (ja) 1991-10-09 1991-10-09 符号化装置

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JP28954691A JPH05102860A (ja) 1991-10-09 1991-10-09 符号化装置

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JPH05102860A true JPH05102860A (ja) 1993-04-23

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ID=17744649

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JP28954691A Withdrawn JPH05102860A (ja) 1991-10-09 1991-10-09 符号化装置

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JP (1) JPH05102860A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014149342A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Axell Corp 音声信号圧縮装置及び音声信号圧縮方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014149342A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Axell Corp 音声信号圧縮装置及び音声信号圧縮方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107