JPH07120962B2 - 量子化方法とその装置 - Google Patents
量子化方法とその装置Info
- Publication number
- JPH07120962B2 JPH07120962B2 JP62185831A JP18583187A JPH07120962B2 JP H07120962 B2 JPH07120962 B2 JP H07120962B2 JP 62185831 A JP62185831 A JP 62185831A JP 18583187 A JP18583187 A JP 18583187A JP H07120962 B2 JPH07120962 B2 JP H07120962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quantization
- average error
- signal
- error power
- threshold value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像信号あるいは音声信号の伝送時間を短縮
する、あるいは蓄積記憶容量を削減するための符号化装
置に用いる量子化方法およびその装置に関する。
する、あるいは蓄積記憶容量を削減するための符号化装
置に用いる量子化方法およびその装置に関する。
（従来の技術） 画像あるいは音声信号に対するデータ圧縮方式には、情
報保存型の符号化と情報非保存型の符号化がある。情報
保存型の符号化とは、符号化の過程に量子化を含まない
ものを指し、符号化、復号化の処理によって原信号と全
く同一の信号を再生することが可能であるが、高い圧縮
率は得られない。
報保存型の符号化と情報非保存型の符号化がある。情報
保存型の符号化とは、符号化の過程に量子化を含まない
ものを指し、符号化、復号化の処理によって原信号と全
く同一の信号を再生することが可能であるが、高い圧縮
率は得られない。
一方情報非保存型の符号化とは、符号化の過程でなんら
かの量子化処理を含むものを指し、符号化、復号化の処
理によって再生信号の量子化雑音を含み品質の劣化に伴
うが高い圧縮率が得られる。
かの量子化処理を含むものを指し、符号化、復号化の処
理によって再生信号の量子化雑音を含み品質の劣化に伴
うが高い圧縮率が得られる。
量子化を含む情報非保存型の符号化においては、再生信
号の品質として低品質のものから高品質のものまで多種
多様な品質が要求される場合や、伝送路の容量や伝送時
間の制限によって多種多様な圧縮率での伝送が要求され
る場合がある。例えば、画像信号に対して大まかな画像
で良いから速く伝送したい場合もあれば、時間がかかっ
ても良いから高画質で伝送した場合もある。
号の品質として低品質のものから高品質のものまで多種
多様な品質が要求される場合や、伝送路の容量や伝送時
間の制限によって多種多様な圧縮率での伝送が要求され
る場合がある。例えば、画像信号に対して大まかな画像
で良いから速く伝送したい場合もあれば、時間がかかっ
ても良いから高画質で伝送した場合もある。
このような場合に対処するために、従来は画像信号の統
計量を測定し、この統計量に基づいて量子化器の量子化
ビット数（量子化後のビット数であり、量子化における
出力代表点の数に対応する）を変えていた。
計量を測定し、この統計量に基づいて量子化器の量子化
ビット数（量子化後のビット数であり、量子化における
出力代表点の数に対応する）を変えていた。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のように入力信号の統計量に基づいて量子化器の量
子化のビット数を変える場合、この統計量としては入力
信号の分散値などが用いられる。すなわち、量子化ビッ
ト数で量子化した場合の再生画像の品質を、入力信号の
統計量に基づいて推定して、必要な品質が得られる量子
化ビット数を決定する。しかし、このように画像の統計
量を用いて再生画像の品質を推定するので、実際に得ら
れる再生画像の品質を正確に制御できないという問題点
がある。
子化のビット数を変える場合、この統計量としては入力
信号の分散値などが用いられる。すなわち、量子化ビッ
ト数で量子化した場合の再生画像の品質を、入力信号の
統計量に基づいて推定して、必要な品質が得られる量子
化ビット数を決定する。しかし、このように画像の統計
量を用いて再生画像の品質を推定するので、実際に得ら
れる再生画像の品質を正確に制御できないという問題点
がある。
このような問題点を解決するために、入力信号を量子化
する単位毎（スカラー量子化の場合は各信号毎、ベクト
ル量子化の場合はベクトルに含まれる複数の信号毎）に
量子化ビット数を決定する方法もある。しかしこのよう
な方法を取った場合には、決定した量子化ビット数を示
す情報が入力信号を量子化する単位毎に必要となり、こ
の情報が膨大となるので高い圧縮率が得られないという
問題点がある。
する単位毎（スカラー量子化の場合は各信号毎、ベクト
ル量子化の場合はベクトルに含まれる複数の信号毎）に
量子化ビット数を決定する方法もある。しかしこのよう
な方法を取った場合には、決定した量子化ビット数を示
す情報が入力信号を量子化する単位毎に必要となり、こ
の情報が膨大となるので高い圧縮率が得られないという
問題点がある。
本発明は、全入力信号に対する誤差信号の平均電力を求
め、この平均誤差電力があらかじめ設定した閾値よりも
大きい場合には量子化ビット数を増加させて再度量子化
を行うことにより、再生画像の品質を正確に制御でき
る。
め、この平均誤差電力があらかじめ設定した閾値よりも
大きい場合には量子化ビット数を増加させて再度量子化
を行うことにより、再生画像の品質を正確に制御でき
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明の量子化方法は、量子化ビット数可変の量子化処
理において、あらかじめ設定した量子化ビット数で入力
信号を量子化した量子化出力と入力信号との誤差である
量子化誤差の電力を加算して全入力信号に対する平均誤
差電力を求め、この平均誤差電力とあらかじめ設定した
閾値とを比較して、上記平均誤差電力が上記閾値より大
きい場合に上記設定した量子化ビット数を増加させて、
上記入力信号を再度量子化することを特徴とする。
理において、あらかじめ設定した量子化ビット数で入力
信号を量子化した量子化出力と入力信号との誤差である
量子化誤差の電力を加算して全入力信号に対する平均誤
差電力を求め、この平均誤差電力とあらかじめ設定した
閾値とを比較して、上記平均誤差電力が上記閾値より大
きい場合に上記設定した量子化ビット数を増加させて、
上記入力信号を再度量子化することを特徴とする。
また本発明の量子化装置は、量子化ビット数可変の量子
化手段を用いた量子化装置において、入力信号を記憶す
る入力記憶手段と、上記量子化手段における量子化ビッ
ト数を記憶するビット数記憶手段と、上記量子化手段が
出力する量子化インデックスを受けて量子化出力を出力
する逆量子化手段と、上記記憶手段の出力と上記逆量子
化手段の出力との誤差信号を求める手段と、上記誤差信
号の電力を加算して全入力信号に対する平均誤差電力を
求める平均誤差電力計算手段と、上記平均誤差電力とあ
らかじめ設定した閾値とを比較する比較手段と、この比
較結果を参照して上記平均誤差電力が上記閾値より大き
い場合に上記平均誤差電力が上記閾値より小さくなるま
で上記ビット数記憶手段に記憶された上記量子化ビット
数を増加させて量子化処理を繰り返す制御を行う制御手
段とを有することを特徴とする。
化手段を用いた量子化装置において、入力信号を記憶す
る入力記憶手段と、上記量子化手段における量子化ビッ
ト数を記憶するビット数記憶手段と、上記量子化手段が
出力する量子化インデックスを受けて量子化出力を出力
する逆量子化手段と、上記記憶手段の出力と上記逆量子
化手段の出力との誤差信号を求める手段と、上記誤差信
号の電力を加算して全入力信号に対する平均誤差電力を
求める平均誤差電力計算手段と、上記平均誤差電力とあ
らかじめ設定した閾値とを比較する比較手段と、この比
較結果を参照して上記平均誤差電力が上記閾値より大き
い場合に上記平均誤差電力が上記閾値より小さくなるま
で上記ビット数記憶手段に記憶された上記量子化ビット
数を増加させて量子化処理を繰り返す制御を行う制御手
段とを有することを特徴とする。
（作用） 本発明の量子化方法について説明する。
量子化ビット数可変の量子化方法において、まずあらか
じめ設定した量子化ビット数で、入力信号を量子化す
る。そして、その量子化出力と入力信号との誤差である
量子化誤差の電力を、全入力信号に対して加算する。
じめ設定した量子化ビット数で、入力信号を量子化す
る。そして、その量子化出力と入力信号との誤差である
量子化誤差の電力を、全入力信号に対して加算する。
この加算結果から、全入力信号に対する平均誤差電力を
求め、あらかじめ設定した閾値との比較を行う。もし平
均誤差電力が閾値よりも小さい場合には、必要とする品
質の再生画像が得られるもので量子化処理を終了する。
求め、あらかじめ設定した閾値との比較を行う。もし平
均誤差電力が閾値よりも小さい場合には、必要とする品
質の再生画像が得られるもので量子化処理を終了する。
また、もし平均誤差電力が閾値よりも大きい場合には、
必要とする品質の再生画像が得られないので量子化ビッ
ト数を増加させて再度量子化処理を行う。そして、平均
誤差電力が閾値よりも小さくなるまで量子化ビット数を
増加させて量子化処理を繰り返すことにより、必要な品
質の再生画像を得ることができる。
必要とする品質の再生画像が得られないので量子化ビッ
ト数を増加させて再度量子化処理を行う。そして、平均
誤差電力が閾値よりも小さくなるまで量子化ビット数を
増加させて量子化処理を繰り返すことにより、必要な品
質の再生画像を得ることができる。
この閾値の値を変更することにより、再生画像の品質を
自由かつ正確に制御することができる。
自由かつ正確に制御することができる。
（実施例） 以下、図面により本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。入力
信号としては画像信号あるいは音声信号（例えば１サン
プル当たり８ビットの信号）そのままでも良いし、なん
らかの予測処理を行った後の予測誤差信号でも良い。ま
た、DCT（ディスクリート・コサイン変換）等の直交変
換を行った後の直行変換係数でも良い（例えば、８×８
を１ブロックとしたDCTを行った後の１係数８ビットの
信号）。
信号としては画像信号あるいは音声信号（例えば１サン
プル当たり８ビットの信号）そのままでも良いし、なん
らかの予測処理を行った後の予測誤差信号でも良い。ま
た、DCT（ディスクリート・コサイン変換）等の直交変
換を行った後の直行変換係数でも良い（例えば、８×８
を１ブロックとしたDCTを行った後の１係数８ビットの
信号）。
この入力信号は、入力記憶部１に記憶された後に信号10
1として読み出され、量子化部２で量子化が行われる。
この量子化部２における量子化ビット数（量子化後のビ
ット数であり、量子化における出力代表点の数に対応す
る）Ｂ（０）は、ビット数記憶部３にあらかじめ記憶さ
せておく。
1として読み出され、量子化部２で量子化が行われる。
この量子化部２における量子化ビット数（量子化後のビ
ット数であり、量子化における出力代表点の数に対応す
る）Ｂ（０）は、ビット数記憶部３にあらかじめ記憶さ
せておく。
第２図は量子化部２における量子化処理を示す説明図で
ある。第２図に示すように、入力信号のダイナミックレ
ンジａに対して２ビットの線形量子化を行う場合、量子
化部２の出力である量子化インデックス102は、０から
３のいずれかとなる。次に、この量子化インデックスは
逆量子化部４で逆量子化され、第２図に示したレベルの
量子化出力103が出力される。そして、減算部５におい
てこの量子化出力103と入力記憶部１に記憶された信号1
01との差分を求めて、差分信号104を出力する。
ある。第２図に示すように、入力信号のダイナミックレ
ンジａに対して２ビットの線形量子化を行う場合、量子
化部２の出力である量子化インデックス102は、０から
３のいずれかとなる。次に、この量子化インデックスは
逆量子化部４で逆量子化され、第２図に示したレベルの
量子化出力103が出力される。そして、減算部５におい
てこの量子化出力103と入力記憶部１に記憶された信号1
01との差分を求めて、差分信号104を出力する。
この差分信号104を受けて、平均誤差電力計算部６は差
分信号104の電力を計算して加算し、その合計を求め
る。この差分信号104の電力は、量子化誤差の電力に相
当する。同時に平均誤差電力計算部６からは、差分信号
104の電力の合計を入力信号のサンプル数で除算した結
果が、平均誤差電力105として出力される。
分信号104の電力を計算して加算し、その合計を求め
る。この差分信号104の電力は、量子化誤差の電力に相
当する。同時に平均誤差電力計算部６からは、差分信号
104の電力の合計を入力信号のサンプル数で除算した結
果が、平均誤差電力105として出力される。
そして、比較部７はこの平均誤差電力105とあらかじめ
設定した閾値THとの比較を行う。全入力信号の量子化処
理が終了した時点で、制御部８は比較部７の比較結果10
6を参照して、平均誤差電力105が閾値THよりも大きい場
合にはビット数記憶部３に設定された量子化ビット数Ｂ
（０）を読み出して、この値にあらかじめ設定した増分
ｄを加算して新たな量子化ビット数Ｂ（１）を書き込
む。それから、制御部８は平均誤差電力計算部６に制御
信号を出力して、電力の合計を０にする。その後に、制
御部８は量子化部２に制御信号を出力して、新たな量子
化ビット数Ｂ（１）による量子化処理を開始させる。
設定した閾値THとの比較を行う。全入力信号の量子化処
理が終了した時点で、制御部８は比較部７の比較結果10
6を参照して、平均誤差電力105が閾値THよりも大きい場
合にはビット数記憶部３に設定された量子化ビット数Ｂ
（０）を読み出して、この値にあらかじめ設定した増分
ｄを加算して新たな量子化ビット数Ｂ（１）を書き込
む。それから、制御部８は平均誤差電力計算部６に制御
信号を出力して、電力の合計を０にする。その後に、制
御部８は量子化部２に制御信号を出力して、新たな量子
化ビット数Ｂ（１）による量子化処理を開始させる。
このような処理を繰り返して、平均誤差電力105が閾値T
Hよりも小さくなった時点で量子化処理を終了する。す
なわち、平均誤差電力105があらかじめ設定した閾値TH
よりも小さくなっているので、再生画像の品質は保証さ
れる。
Hよりも小さくなった時点で量子化処理を終了する。す
なわち、平均誤差電力105があらかじめ設定した閾値TH
よりも小さくなっているので、再生画像の品質は保証さ
れる。
以上の説明では、量子化部３として信号をひとつずつ量
子化するスカラー量子化器の場合を説明したが、複数の
信号をまとめて量子化するベクトル量子化においても同
様の処理を行うことができる。例えば、画像信号の符号
化においてDCT変換後の変換係数を２進木探査によるベ
クトル量子化を行う場合には、入力ベクトルと量子化出
力ベクトルとの距離の２乗を誤差電力として、平均誤差
電力を求める。そして、この平均誤差電力と閾値との比
較により、２進木探査の深さ（量子化ビット数に相当す
る）を制御すれば良い。
子化するスカラー量子化器の場合を説明したが、複数の
信号をまとめて量子化するベクトル量子化においても同
様の処理を行うことができる。例えば、画像信号の符号
化においてDCT変換後の変換係数を２進木探査によるベ
クトル量子化を行う場合には、入力ベクトルと量子化出
力ベクトルとの距離の２乗を誤差電力として、平均誤差
電力を求める。そして、この平均誤差電力と閾値との比
較により、２進木探査の深さ（量子化ビット数に相当す
る）を制御すれば良い。
また、全探査のベクトル量子化を行う場合でも、量子化
ビット数に対応して代表ベクトルの記憶されているコー
ドブックを切り替えることによって、同様の制御を行う
ことができる。
ビット数に対応して代表ベクトルの記憶されているコー
ドブックを切り替えることによって、同様の制御を行う
ことができる。
（発明の効果） 以上述べたように、本発明の量子化方法およびその装置
を用いることによって、入力信号の統計量を用いて量子
化ビット数を決定する場合に比べてはるかに正確に再生
画像の品質を制御できる。
を用いることによって、入力信号の統計量を用いて量子
化ビット数を決定する場合に比べてはるかに正確に再生
画像の品質を制御できる。
また、入力信号を量子化する毎に量子化ビット数を決定
する場合に比べて、伝送または蓄積する情報が少なくな
るので高い圧縮率が得られる。
する場合に比べて、伝送または蓄積する情報が少なくな
るので高い圧縮率が得られる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は量
子化部２における量子化処理を示す説明図である。 １……入力記憶部、２……量子化部、３……ビット数記
憶部、４……逆量子化部、５……減算部、６……平均誤
差電力計算部、７……比較部、８……制御部、101……
信号、102……量子化インデックス、103……量子化出
力、104……差分信号、105……平均誤差電力、106……
比較結果。
子化部２における量子化処理を示す説明図である。 １……入力記憶部、２……量子化部、３……ビット数記
憶部、４……逆量子化部、５……減算部、６……平均誤
差電力計算部、７……比較部、８……制御部、101……
信号、102……量子化インデックス、103……量子化出
力、104……差分信号、105……平均誤差電力、106……
比較結果。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０３Ｍ 1/12 Ｃ (56)参考文献 特開 昭56−66929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−168344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−179897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−51828（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−72244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−135421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−78200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−169530（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−220300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−127440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−131（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−34697（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−31331（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−14360（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−8136（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−45014（ＪＰ，Ｂ２) 特表 昭59−500077（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】量子化ビット数可変の量子化方法におい
て、あらかじめ設定した量子化ビット数で入力信号を量
子化した量子化出力と入力信号との誤差である量子化誤
差の電力を加算して全入力信号に対する平均誤差電力を
求め、この平均誤差電力とあらかじめ設定した閾値とを
比較して、上記平均誤差電力が上記閾値より大きい場合
に上記設定した量子化ビット数を増加させて、上記入力
信号を再度量子化することを特徴とする量子化方法。 - 【請求項２】量子化ビット数可変の量子化手段を用いた
量子化装置において、入力信号を記憶する入力記憶手段
と、上記量子化手段における量子化ビット数を記憶する
ビット数記憶手段と、上記量子化手段が出力する量子化
インデックスを受けて量子化出力を出力する逆量子化手
段と、上記記憶手段の出力と上記逆量子化手段の出力と
の誤差信号を求める手段と、上記誤差信号の電力を加算
して全入力信号に対する平均誤差電力を求める平均誤差
電力計算手段と、上記平均誤差電力とあらかじめ設定し
た閾値とを比較する比較手段と、この比較結果を参照し
て上記平均誤差電力が上記閾値より大きい場合に上記平
均誤差電力が上記閾値より小さくなるまで上記ビット数
記憶手段に記憶された上記量子化ビット数を増加させて
量子化処理を繰り返す制御を行う制御手段とを有するこ
とを特徴とする量子化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62185831A JPH07120962B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 量子化方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62185831A JPH07120962B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 量子化方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6429121A JPS6429121A (en) | 1989-01-31 |
| JPH07120962B2 true JPH07120962B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16177641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62185831A Expired - Lifetime JPH07120962B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 量子化方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120962B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4374478B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2009-12-02 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 受信装置、受信方法、プログラム、および、情報記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5972244A (ja) * | 1982-10-18 | 1984-04-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 適応予測符号化方式 |
| JPH07123227B2 (ja) * | 1985-08-30 | 1995-12-25 | 日本電気株式会社 | 音声符号化器 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62185831A patent/JPH07120962B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6429121A (en) | 1989-01-31 |
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