JP2778166B2 - Method and apparatus for adaptive transform coding - Google Patents
Method and apparatus for adaptive transform codingInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、音声/音楽等の信号の帯域圧縮技術、特に
時間領域で得られる入力信号を他の領域に線形変換して
から行なう帯域圧縮技術に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a band compression technique for a signal such as voice / music, and more particularly to a band compression performed after linearly converting an input signal obtained in a time domain into another domain. About technology.
(従来の技術) 限られた伝送容量の回線を使用して、音声/音楽等の
信号に含まれる情報を効率良く伝送するために、その情
報量を減少させることを帯域圧縮といい、主として適応
差分パルス符号変調[ADPCM](ディジタル・コーディ
ング・オブ・ウェーブフォームズ、(Digital Coding o
f Waveforms)、プレンティス・ホール社(Prentice−H
all)、1984年、308ページ参照;以下、「文献1」)と
適応変換符号化[ATC](アイイーイーイー・トランザ
クションズ・オン・エイエスエスピー(IEEE TRANSACTI
ONS ON ASSP)27巻1号、1979年、89−95ページ参照;
以下、「文献2」)が知られている。以下、ATCの概要
を文献2に従って簡単に説明する。(Prior Art) To efficiently transmit information included in a signal such as voice / music using a line having a limited transmission capacity, reducing the amount of information is called band compression, and is mainly adapted. Differential Pulse Code Modulation [ADPCM] (Digital Coding of Waveforms, (Digital Coding
f Waveforms, Prentice-H
all), 1984, pp. 308; hereinafter, "Document 1") and adaptive transform coding [ATC] (IEEE TRANSACTI).
ONS ON ASSP) Vol. 27, No. 1, 1979, pp. 89-95;
Hereinafter, “Reference 2”) is known. Hereinafter, the outline of ATC will be briefly described according to Reference 2.
第4図は、ATCの一構成例を示したブロック図であ
る。線形変換、ビット配分、量子化からなる符号化器で
は、入力信号が入力端子1を経て線形変換回路3に供給
される。入力端子1には一般に離散的な値が供給され、
線形変換回路3で予め定められた整数Nに等しい入力サ
ンプルを単位としたN点離散線形変換が施される。Nは
ブロック長と呼ばれる。このN点離散線形変換として
は、ウォルシューアダマール変換(WAT)、離散フーリ
エ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、KL変換(KL
T)等が用いられる。線形変換回路3の出力である総数
Nの変換係数は後述するビット配分に従って量子化器4
でそれぞれ量子化され、多重化回路5へ供給される。量
子化器4内にはブロック長Nに等しい数の量子化器が含
まれており、各変換係数はそれぞれ専用の量子化器で量
子化される。ビット配分回路6では、変換係数の振幅に
対応した量子化ビット割当てを計算し、量子化器4へ供
給する。多重化回路5では、量子化器4から供給される
量子化された変換係数とビット配分回路6から供給され
るビット配分に用いた情報を多重化し、伝送路8に送出
する。FIG. 4 is a block diagram showing one configuration example of the ATC. In an encoder composed of linear conversion, bit allocation, and quantization, an input signal is supplied to a linear conversion circuit 3 via an input terminal 1. Generally, a discrete value is supplied to the input terminal 1,
The linear conversion circuit 3 performs N-point discrete linear conversion in units of input samples equal to a predetermined integer N. N is called the block length. The N-point discrete linear transform includes Walsh Hadamard transform (WAT), discrete Fourier transform (DFT), discrete cosine transform (DCT), and KL transform (KL
T) etc. are used. The total number N of conversion coefficients output from the linear conversion circuit 3 are quantized by the quantizer 4 according to the bit allocation described later.
, And is supplied to the multiplexing circuit 5. The quantizer 4 includes a number of quantizers equal to the block length N, and each transform coefficient is quantized by a dedicated quantizer. The bit distribution circuit 6 calculates a quantization bit allocation corresponding to the amplitude of the transform coefficient and supplies the calculated quantization bit allocation to the quantizer 4. The multiplexing circuit 5 multiplexes the quantized transform coefficient supplied from the quantizer 4 and the information used for bit allocation supplied from the bit allocation circuit 6, and sends out to the transmission line 8.
ビット配分、逆量子化、線形逆変換からなる復号化器
では、伝送路8からの多重化信号が分離回路9で分離さ
れ、量子化器4からの信号は逆量子化器10に、ビット配
分回路6からの信号は、ビット配分回路11へ供給され
る。ビット配分回路11では符号化器のビット配分回路6
と全く同様な方法で、各変換係数に対するビット配分が
決定される。逆量子化器10で、ビット配分回路11で決定
されたビット配分に従って逆量子化された変換係数は、
線形逆変換回路12で再び総数Nの時間領域の信号サンプ
ルに変換され、出力端子14に供給される。In a decoder consisting of bit allocation, inverse quantization, and linear inverse transform, the multiplexed signal from the transmission line 8 is separated by a separation circuit 9, and the signal from the quantizer 4 is subjected to bit allocation to an inverse quantizer 10. The signal from the circuit 6 is supplied to a bit distribution circuit 11. In the bit allocation circuit 11, the bit allocation circuit 6 of the encoder is used.
The bit allocation for each transform coefficient is determined in exactly the same manner as described above. In the inverse quantizer 10, the transform coefficient inversely quantized according to the bit allocation determined by the bit allocation circuit 11,
The signal is again converted into a total number N of time domain signal samples by the linear inverse conversion circuit 12 and supplied to the output terminal 14.
ビット配分回路における配分方法には、いくつかの種
類があるが、ここでは文献2に述べられている方法を第
5図(a),(b)を参照して説明する。この方法は、
復号化器において逆量子化したときの量子化二乗誤差が
最小になるようするもので、ビット配分に関する補助情
報量を削減するために変換係数を1度間引き、続いて補
間した値を用いてビット数の最適化を行なう。第4図に
示されるビット配分回路Iは、第5図(a)に示すよう
に構成される。第4図の線形変換回路3で得られた変換
係数は、第5図(a)の入力端子41を経て、間引き回路
42に供給される。間引き回路42では、N個の変換係数を
それぞれ二乗し、整数値M毎(MはNの約数)の平均値
を代表値として1/Mの間引きを行なう。得られたL=N/M
のサンプル値は量子化器43でそれぞれ量子化され、出力
端子44と逆量子化器45へ供給される。量子化器43、逆量
子化器45は省略される場合もある。補間回路46において
は、2を底とする対数をとった後、対数領域でM倍の線
形補間が行なわれる。補間された信号を用いて第4図の
量子化器4におけるビット配分が、次式によりビット数
最適化回路47で行なわれる。There are several types of allocation methods in the bit allocation circuit. Here, the method described in Reference 2 will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). This method
This is to minimize the quantization square error at the time of inverse quantization in the decoder. In order to reduce the amount of auxiliary information related to bit allocation, the transform coefficients are thinned out once, and then the bits are interpolated using the interpolated values. Perform number optimization. The bit distribution circuit I shown in FIG. 4 is configured as shown in FIG. The conversion coefficient obtained by the linear conversion circuit 3 shown in FIG. 4 passes through the input terminal 41 shown in FIG.
Supplied to 42. The thinning circuit 42 squares each of the N transform coefficients, and performs 1 / M thinning with an average value for each integer value M (M is a divisor of N) as a representative value. L = N / M obtained
Are sampled by a quantizer 43 and supplied to an output terminal 44 and an inverse quantizer 45. The quantizer 43 and the inverse quantizer 45 may be omitted in some cases. In the interpolation circuit 46, after taking a logarithm with a base of 2, linear interpolation of M times is performed in a logarithmic domain. The bit distribution in the quantizer 4 in FIG. 4 is performed by the bit number optimizing circuit 47 according to the following equation using the interpolated signal.
ここに、Riはi番目の変換係数(i=1,2,…‥N)に対
する割当てビット数、は1変換係数当りの平均割当て
ビット数、σi 2は補間回路46における補間で近似的に復
元されたi番目変換係数の二乗値である。結果は出力端
子48へ伝達され、量子化器4に供給される。式(1)を
用いてビット配分を行なうことにより、量子化二乗誤差
を最小にできることがアイイーイーイー・トランザクシ
ョンズ・オン・エイエスエスピー(IEEE TRANSACTIONS
ON ASSP)25巻4号、1977年、299−309ページ参照;
(以下、「文献3」)に示されている。出力端子44で得
られた間引かれた信号は、第4図の多重化回路5を経て
補助情報として伝送路8へ送出される。一方、第4図の
ビット配分回路11は第5図(b)に示すように構成され
る。第4図の分離回路9からの信号は入力端子49を経て
補間回路46に供給される。符号化器内のビット配分回路
6が量子化器43及び逆量子化器45を有する場合には、復
号化器内のビット配分回路11も対応して逆量子化器45を
有する。補間回路46、ビット数最適化回路47では、既に
説明した符号化器内の前記補間回路46、ビット数最適化
回路47と全く同様な補間及びビット数最適化が行なわれ
る。従って、第5図(a)の出力端子48と第5図(b)
の出力端子50には、全く等しいビット配分のための信号
が得られ、符号化器側と復号化器側で対応のとれた量子
化/逆量子化が行なわれる。 Here, R i is the number of allocated bits for the i-th transform coefficient (i = 1, 2,... ‥ N), is the average number of allocated bits per transform coefficient, and σ i 2 is the approximate value obtained by interpolation in the interpolation circuit 46. Is the square value of the i-th transform coefficient restored to The result is transmitted to the output terminal 48 and supplied to the quantizer 4. By performing the bit allocation using equation (1), it is possible to minimize the quantization squared error. IEEE Transactions on ISSP (IEEE TRANSACTIONS)
ON ASSP), Vol. 25, No. 4, 1977, pages 299-309;
(Hereinafter, “Reference 3”). The decimated signal obtained at the output terminal 44 is sent to the transmission line 8 as auxiliary information via the multiplexing circuit 5 shown in FIG. On the other hand, the bit distribution circuit 11 in FIG. 4 is configured as shown in FIG. 5 (b). The signal from the separation circuit 9 in FIG. 4 is supplied to the interpolation circuit 46 via the input terminal 49. When the bit allocation circuit 6 in the encoder has a quantizer 43 and an inverse quantizer 45, the bit allocation circuit 11 in the decoder also has an inverse quantizer 45 correspondingly. The interpolation circuit 46 and the bit number optimization circuit 47 perform the same interpolation and bit number optimization as the interpolation circuit 46 and the bit number optimization circuit 47 in the encoder described above. Therefore, the output terminal 48 of FIG.
A signal for exactly equal bit allocation is obtained at the output terminal 50 of the, and the corresponding quantization / dequantization is performed on the encoder side and the decoder side.
これまでの説明では、ビット配分回路6から多重化回
路5へ補助情報として供給される信号は第5図(a)の
出力端子44で得られる間引かれた変換係数の二乗値とし
てきた。しかし、この信号を復号化器へ伝送する目的
は、ビット配分に利用される変換係数の概略値を符号化
器と復号化器で共有することである。このための補助情
報の伝送方法として、間引かれた変換係数の二乗値以外
にも、PARCOR係数、ADPCM及びベクトル量子化による方
法等が知られている。In the description so far, the signal supplied as auxiliary information from the bit distribution circuit 6 to the multiplexing circuit 5 has been the square value of the thinned conversion coefficient obtained at the output terminal 44 in FIG. 5 (a). However, the purpose of transmitting this signal to the decoder is to share the approximate value of the transform coefficient used for bit allocation between the encoder and the decoder. As a method for transmitting auxiliary information for this purpose, a method using a PARCOR coefficient, ADPCM, vector quantization, and the like are known in addition to the square value of the thinned transform coefficient.
符号化器において、第4図の線形変換回路3の出力に
振幅が入力信号のパワーに依存しない変換係数を求める
目的で、入力信号を正規化することもできる。この場合
は、第6図に示すように入力信号は正規化回路2を経て
正規化された後、線形変換回路3へ供給される。復号化
器では、線形逆変換回路12の出力は逆正規化回路13で正
規化回路2と反対の処理を施されてから、出力端子14へ
伝達される。正規化に用いた基準値は多重化回路5で量
子化器4、ビット配分回路6からの信号と多重化され、
伝送路8を経て復号化器へ伝達される。復号化器側では
分離回路9で逆量子化器10、ビット配分回路11へ供給さ
れる信号と分離された後、逆正規化回路13へ伝達され
る。第7図(a)、(b)に、正規化回路2及び逆正規
化回路13の構成をそれぞれ示す。第7図(a)の入力端
子61には、第6図の入力端子1から入力信号サンプルが
供給される。入力信号サンプルはバッファ62に一時蓄積
された後、Nサンプル毎にまとめて乗算器63でスケーリ
ングを施され、出力端子65へ供給される。出力端子65か
らの出力信号は、第4図の線形変換回路3へ供給され
る。乗算器63の乗数は、入力サンプルの電力の1ブロッ
ク分の平均値の逆数である。この値は、平均零の入力信
号に対しては分散の逆数となり、分散計算回路64にて求
められた分散値から計算することができる。分散計算回
路64にて求められた分散値は乗算器63で入力サンプルの
正規化に使用されると同時に、出力端子66を経て第6図
の多重化回路5へ供給され、多重化の後、補助情報とし
て復号化器へ伝達される。一方、第7図(b)の逆正規
化回路では、第6図の線形逆変換回路12からの信号が入
力端子67を経て乗算器68に供給される。乗算器68では入
力端子69を経て得られた分散値を用いて出力信号を逆正
規化し、バッファ70に蓄積する。入力端子69に得られる
分散値は、第6図の多重化回路5、伝送路8及び分離回
路9を経て、符号化器から伝達される。バッファ70はN
個の復号化サンプル値を順に、出力端子71を経て第6図
の出力端子14に伝達する。In the encoder, the input signal can be normalized in order to obtain a conversion coefficient whose amplitude does not depend on the power of the input signal at the output of the linear conversion circuit 3 in FIG. In this case, as shown in FIG. 6, the input signal is normalized by the normalization circuit 2 and then supplied to the linear conversion circuit 3. In the decoder, the output of the linear inverse transform circuit 12 is subjected to processing opposite to that of the normalization circuit 2 by the inverse normalization circuit 13, and then transmitted to the output terminal 14. The reference value used for normalization is multiplexed by the multiplexing circuit 5 with the signals from the quantizer 4 and the bit allocation circuit 6,
The signal is transmitted to the decoder via the transmission line 8. On the decoder side, the signal is separated by the separation circuit 9 from the signal supplied to the inverse quantizer 10 and the bit distribution circuit 11, and then transmitted to the inverse normalization circuit 13. FIGS. 7A and 7B show the configurations of the normalization circuit 2 and the denormalization circuit 13, respectively. An input signal sample is supplied to the input terminal 61 in FIG. 7A from the input terminal 1 in FIG. After the input signal samples are temporarily stored in the buffer 62, they are collectively scaled by the multiplier 63 every N samples, and supplied to the output terminal 65. The output signal from the output terminal 65 is supplied to the linear conversion circuit 3 shown in FIG. The multiplier of the multiplier 63 is the reciprocal of the average value of one block of the power of the input sample. This value is the reciprocal of the variance for an input signal having a mean of zero, and can be calculated from the variance value obtained by the variance calculation circuit 64. The variance value obtained by the variance calculation circuit 64 is used by the multiplier 63 for normalization of the input sample, and at the same time, is supplied to the multiplexing circuit 5 of FIG. It is transmitted to the decoder as auxiliary information. On the other hand, in the inverse normalization circuit shown in FIG. 7B, the signal from the linear inverse transformation circuit 12 shown in FIG. 6 is supplied to the multiplier 68 via the input terminal 67. The multiplier 68 denormalizes the output signal using the variance value obtained via the input terminal 69 and accumulates the output signal in the buffer 70. The variance obtained at the input terminal 69 is transmitted from the encoder via the multiplexing circuit 5, the transmission line 8, and the demultiplexing circuit 9 shown in FIG. Buffer 70 is N
The decoded sample values are sequentially transmitted to the output terminal 14 of FIG. 6 via the output terminal 71.
(発明が解決しようとする課題) ブロック数Nは第4図及び第6図に示した線形変換回
路3及び線形逆変換回路12で行なわれる演算の分解能に
影響し、Nが大きいほど分解能が高くなり符号化復号化
による誤差が減少する。また、ビット配分に関する補助
情報は一定時間に含まれるブロック数に反比例し、Nが
大きいほど補助情報量は削減される。これは、一定の伝
送容量に対してより多くの主情報を送ることができるこ
とを意味し、符号化品質向上につながる。一方、非定常
信号に対しては、必ずしも大きなNが少ない誤差を与え
るとは限らない。同一ブロック内の入力サンプルに対し
ては同一の処理がなされるが、ブロックが長いと非定常
信号は同一ブロック内でその特性が変化してしまう可能
性があるからである。従って、非定常性の強い信号に対
しては、小さいブロック長Nで入力信号の性質の変化に
追随するような符号化を行なった方が良い。従来のATC
では、ブロック長Nが固定されていたために、前記の分
解能と入力信号の性質の変化への追従という相反する要
求に答えることができなかった。(Problems to be Solved by the Invention) The number of blocks N affects the resolution of the operations performed by the linear conversion circuit 3 and the linear inverse conversion circuit 12 shown in FIGS. 4 and 6, and the higher the N, the higher the resolution. In other words, errors due to encoding and decoding are reduced. The auxiliary information related to bit allocation is inversely proportional to the number of blocks included in a certain period of time. The larger the value of N, the smaller the amount of auxiliary information. This means that more main information can be sent for a given transmission capacity, which leads to improved coding quality. On the other hand, a large N does not always give a small error to an unsteady signal. This is because the same processing is performed on input samples in the same block, but if the block is long, the characteristics of an unsteady signal may change in the same block. Therefore, it is better to perform encoding that follows a change in the properties of the input signal with a small block length N for a signal having a strong non-stationary property. Conventional ATC
However, since the block length N was fixed, it was not possible to respond to the conflicting demands of following the resolution and the change in the properties of the input signal.
本発明の目的は、分解能と入力信号の性質の変化への
追従という相反する要求を満足しつつ、補助情報量を圧
縮して符号化品質を向上できる適応変換符号化の方法及
び装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for adaptive transform coding which can improve the coding quality by compressing the amount of auxiliary information while satisfying conflicting requirements of resolution and following changes in the properties of an input signal. It is in.
(課題を解決するための手段) 本発明は、ブロック長が指定されている場合には該指
定されたブロック長で線形変換を行ない、それ以外の場
合には、入力信号サンプルをバッファに蓄積し、複数の
ブロック長で線形変換を行ない、得られた変換係数及び
補助情報をそれぞれ独立に記憶すると同時に、前記複数
のブロック長に対応した変換係数のブロック間差分を求
め、前記複数のブロック長を大きさの順に並べたときに
隣接する2つのブロック長に対応した前記ブロック間差
分の比と前記ブロック間差分を用いて最適ブロック長を
決定し、該最適ブロック長に対応した前記記憶された変
換係数及び補助情報を選択し、該選択された変換係数に
対しては変換係数を用いて計算したビット配分により量
子化を行ない、該量子化出力とビット配分情報と前記選
択された補助情報を前記最適ブロック長と共に伝送/蓄
積することを特徴とする。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, when a block length is specified, linear conversion is performed with the specified block length, otherwise, input signal samples are stored in a buffer. Performing a linear transformation with a plurality of block lengths, storing the obtained transformation coefficients and auxiliary information independently of each other, and obtaining an inter-block difference of the transformation coefficients corresponding to the plurality of block lengths, and calculating the plurality of block lengths. An optimal block length is determined using the ratio of the inter-block difference corresponding to two adjacent block lengths and the inter-block difference when arranged in the order of size, and the stored transform corresponding to the optimal block length is determined. A coefficient and auxiliary information are selected, quantization is performed on the selected transform coefficient by bit allocation calculated using the transform coefficient, and the quantized output and bit allocation information are obtained. And transmitting / accumulating the information and the selected auxiliary information together with the optimum block length.
また本発明は、入力サンプルを蓄積するバッファと、
複数のブロック長で該複数のブロック長で線形変換を行
なう線形変換回路と、得られた変換係数を格納する第1
の記憶装置と、得られた補助情報を格納する第2の記憶
装置と、複数のブロック長に対応した前記変換係数を受
けて変換係数のブロック間差分を用いて最適ブロック長
を出力する差分検出回路と、該差分検出回路から供給さ
れる最適ブロック長と外部から供給されるブロック長指
定信号とを受けて該ブロック長指定信号に応じて出力を
選択する第1のセレクタと、前記第1の記憶装置の出力
を受けて前記第1のセレクタの出力に対応した値を選択
する第2のセレクタと、前記第2の記憶装置の出力を受
けて前記第1のセレクタの出力に対応した値を選択する
第3のセレクタと、前記第2のセレクタの出力に基づい
て変換係数に対するビット配分を計算するビット配分回
路と、該ビット配分回路で得られたビット配分に従って
前記第2のセレクタで選択された変換係数を量子化する
量子化器と、前記第1のセレクタの出力と前記量子化器
の出力と前記ビット配分回路の出力と前記第3のセレク
タの出力を多重化して伝送/蓄積する多重化回路を少な
くとも具備し、前記差分検出回路は、入力された変換係
数を複数のブロック長に応じて切換えるスイッチと、該
スイッチの複数の出力端子に接続された複数の記憶装置
と、該複数の記憶装置の出力のうち1つを選択するセレ
クタと、該セレクタ出力を前記入力された変換係数から
差引く減算器と、該減算器出力を二乗する乗算器と、該
乗算器の出力を累算する累算器と、該累算器の出力を格
納する第3の記憶装置と、該第3の記憶装置の複数の出
力から最大値を求める最大値検出回路と、該最大値検出
回路の出力を格納する第4の記憶装置と、該第4の記憶
装置の複数の出力のうちの2つのデータの比を求める除
算器と、該除算器の出力を格納する第5の記憶装置と、
該第5の記憶装置の出力を用いて最適ブロック長を決定
する最適ブロック長選択回路と、前記第3の記憶装置か
ら複数の出力を受けて該複数の出力の間の著しい変化を
検出する急変動検出回路と、該急変動検出回路の出力に
応じて前記最適ブロック長選択回路の出力と該急変動検
出回路の出力のいずれかを選択して出力する第5のセレ
クタから構成されることを特徴とする。The present invention also provides a buffer for storing input samples,
A linear conversion circuit for performing a linear conversion with a plurality of block lengths and a first block for storing the obtained conversion coefficient;
Storage device, a second storage device for storing the obtained auxiliary information, and difference detection for receiving the transform coefficient corresponding to a plurality of block lengths and outputting an optimal block length using an inter-block difference of the transform coefficient. A first selector for receiving an optimum block length supplied from the difference detection circuit and a block length designating signal supplied from outside, and selecting an output according to the block length designating signal; A second selector that receives the output of the storage device and selects a value corresponding to the output of the first selector; and receives the output of the second storage device and sets a value corresponding to the output of the first selector. A third selector for selecting, a bit allocation circuit for calculating a bit allocation for a transform coefficient based on an output of the second selector, and a second selector for selecting the second selector according to the bit allocation obtained by the bit allocation circuit. A quantizer for quantizing the transform coefficient selected in step (a), multiplexing the output of the first selector, the output of the quantizer, the output of the bit distribution circuit, and the output of the third selector to transmit / At least a multiplexing circuit for accumulating, the difference detection circuit includes a switch for switching an input transform coefficient according to a plurality of block lengths, a plurality of storage devices connected to a plurality of output terminals of the switch, A selector for selecting one of the outputs of the plurality of storage devices, a subtracter for subtracting the output of the selector from the input transform coefficient, a multiplier for squaring the output of the subtractor, and an output of the multiplier Accumulator, a third storage device for storing the output of the accumulator, a maximum value detection circuit for obtaining a maximum value from a plurality of outputs of the third storage device, Fourth storage device for storing the output of the circuit When the divider determining the ratio of the two data of the plurality of outputs of said fourth storage device, and a fifth storage device that stores the output of 該除 adder,
An optimal block length selection circuit for determining an optimal block length using the output of the fifth storage device; and a sudden block for receiving a plurality of outputs from the third storage device and detecting a remarkable change between the plurality of outputs. A fluctuation detecting circuit, and a fifth selector for selecting and outputting one of the output of the optimum block length selecting circuit and the output of the sudden fluctuation detecting circuit according to the output of the sudden fluctuation detecting circuit. Features.
(作用) 信号の性質と変換係数成分の分布には相関が有り、類
似の性質を有する信号は似通った変換係数成分分布を有
する。これは同一信号から取り出した複数のブロックに
おける変換係数についても正しい。従って、隣接ブロッ
ク間の変換係数の差分を監視して、差分が小さくなるよ
うなブロック長を用いることにより、分解能と入力信号
の性質の変化への追従という相反する要求を満足するこ
とができる。(Operation) There is a correlation between the property of the signal and the distribution of the transform coefficient component, and a signal having a similar property has a similar transform coefficient component distribution. This is true for transform coefficients in a plurality of blocks extracted from the same signal. Therefore, by monitoring the difference between the transform coefficients between the adjacent blocks and using a block length that reduces the difference, the conflicting requirements of following the change in the resolution and the property of the input signal can be satisfied.
本発明の適応変換符号化の方法及び装置は、入力信号
を線形変換して得られる変換係数のブロック間差分を用
いてブロック長Nを可変とすることにより、分解能と入
力信号の性質の変化への追従という相反する要求を満足
しつつ、補助情報量を圧縮して符号化品質を向上するこ
とができる。An adaptive transform coding method and apparatus according to the present invention is capable of changing a block length N by using an inter-block difference of a transform coefficient obtained by linearly transforming an input signal, so that a resolution and a change in properties of the input signal can be reduced. While compensating for the conflicting requirement of following, the encoding quality can be improved by compressing the amount of auxiliary information.
(実施例) 次に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
同図においては、ブロック長が指定されている場合には
該指定されたブロック長で符号化を行ない、それ以外の
場合には、入力信号に線形変換を行ない、得られた変換
係数を用いて最適ブロック長を決定し、最適ブロック長
を用いて符号化を行なう。このために、記憶装置25、2
6、セレクタ27、28、29、差分検出回路36及びブロック
長指定信号入力端子17が備えられている。Embodiment Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
In the figure, when a block length is specified, coding is performed with the specified block length, otherwise, a linear conversion is performed on the input signal, and the obtained conversion coefficient is used. The optimal block length is determined, and encoding is performed using the optimal block length. To this end, storage devices 25, 2
6, selectors 27, 28 and 29, a difference detection circuit 36 and a block length designation signal input terminal 17 are provided.
ブロック長指定信号入力端子17に入力信号が供給され
ないときは、入力端子1に供給された入力信号は、ブロ
ック長の一つの候補N1を用いて正規化回路2で入力信号
の分散値で正規化される。正規化された信号は線形変換
回路3においてN1点離散線形変換を施された後、記憶装
置25に記憶されると同時に差分検出回路36に供給され
る。また、正規化に用いた分散値は記憶装置26に記憶さ
れる。次に第2にブロック長N2に等しいサンプルに対し
て、N1の場合と同様にして正規化、線形変換が行なわ
れ、結果が記憶装置25、26に記憶され、差分検出回路36
に供給される。以上説明したN1、N2の場合と同様にし
て、複数のブロック長N3、N4、…‥Nnの場合について入
力信号による正規化及び線形変換が行なわれて対応する
変換係数と分散値が記憶回路25、26に記憶され、変換係
数はまた差分検出回路36に供給される。但し、通常N1<
N2<N3<N4…‥<Nnで、2Ni=Ni+1(1≦i<n)とす
る。ブロック長N1、N2、N3、N4、…‥Nnに対する変換係
数の計算が全て終了したとき、差分検出回路36で各ブロ
ック長候補値Ni(1≦i<n)の変換係数yj(Ni)(j=
1…‥Ni)とその1ブロック前の値zj(Ni)に対して変換
係数のブロック間差分二乗値の総和δ(Ni) が計算される。δ(Ni)を用いて最適ブロック長Nmが選
択され、セレクタ27に供給される。セレクタ27にはま
た、ブロック長選択信号が供給されている。セレクタ27
は、ブロック長選択信号が供給されているときは該ブロ
ック長選択信号を、それ以外の場合は差分検出回路36か
ら供給される最適ブロック長Nmを選択して、出力信号と
する。セレクタ27の出力信号により、セレクタ28及び29
において最適ブロック長Nmに対応した変換係数及び補助
情報が選択されて、変換係数は量子化器4とビット配分
回路6へ、補助情報である入力信号の分散値と最適ブロ
ック長Nmは多重化回路15へ、それぞれ供給される。最適
ブロック長Nmは量子化されてから多重化回路15に伝達さ
れる場合もある。ビット配分回路6では、セレクタ28か
ら供給された変換係数を用いてビット配分を行ない、得
られたビット配分情報を用いて量子化器4はセレクタ28
から供給される変換係数の量子化を行なう。量子化され
た変換係数、前記のビット配分情報は多重化回路15で、
前記最適ブロック長Nm及び入力信号の分散値と多重化さ
れて、伝送路8へ送出される。When the input signal to the block length specifying signal input terminal 17 is not supplied, the input signal supplied to the input terminal 1 is normalized by the variance value of the input signal normalization circuit 2 with a candidate N 1 block length Be transformed into After normalized signal is subjected to N 1 point discrete linear transformation in the linear conversion circuit 3 is supplied to the difference detection circuit 36 at the same time is stored in the storage device 25. The variance value used for the normalization is stored in the storage device 26. Then with respect to equal sample block length N 2 in the second, normalized in the same manner as in the N 1, linear transformation is performed, the results are stored in the storage device 25 and 26, the difference detection circuit 36
Supplied to As in the case of N 1, N 2 described above, a plurality of block length N 3, N 4, ... distributed normalized and linear conversion is performed corresponding transform coefficient by the input signal for the case of ‥ N n The values are stored in the storage circuits 25 and 26, and the conversion coefficients are also supplied to the difference detection circuit 36. However, usually N 1 <
N 2 <N 3 <N 4 ... ‥ <N n and 2N i = N i + 1 (1 ≦ i <n). When all the calculation of the conversion coefficients for the block lengths N 1 , N 2 , N 3 , N 4 ,... ‥ N n are completed, the difference detection circuit 36 converts each block length candidate value N i (1 ≦ i <n). Coefficient y j (N i ) (j =
1 ... ‥ N i) the sum of the inter-block difference square value of the transform coefficients that for one block previous value z j (N i) δ ( N i) Is calculated. The optimum block length N m is selected using δ (N i ) and supplied to the selector 27. The selector 27 is also supplied with a block length selection signal. Selector 27
It is the block length selection signal when the block length selection signal is supplied, otherwise selects the optimum block length N m supplied from the difference detection circuit 36, an output signal. Selectors 28 and 29 are output by the output signal of selector 27.
Optimum block length transform coefficients and side information corresponding to N m is selected, the transform coefficients and quantizer 4 bit allocation circuit 6, the dispersion value and the optimal block length N m of the input signal is an auxiliary information multiplexed in Are supplied to the conversion circuit 15. Optimally block length N m is sometimes transmitted to the multiplexing circuit 15 are quantized. The bit allocation circuit 6 performs bit allocation using the transform coefficient supplied from the selector 28, and the quantizer 4 uses the obtained bit allocation information to perform the bit allocation.
The quantization of the transform coefficient supplied from is performed. The quantized transform coefficient, the bit allocation information is a multiplexing circuit 15,
Is variance multiplexed with the optimum block length N m and the input signal, it is sent to the transmission line 8.
ブロック長指定信号入力端子17に入力信号が供給され
たときは、セレクタ27は供給されたブロック長Nsを選択
して、最適ブロック長Nmに設定する。従って、以降の量
子化は供給されたブロック長Nsに基づいて行なわれる。
次に、第2図を参照して実際の最適ブロック長選択の手
続について、n種類のブロック長から最適ブロック長を
決定する場合を例にとって説明する。ここでは説明を簡
単にするために、第2図に示したようにn=3(3通り
のブロック長から最適ブロック長を選択する)と仮定す
る。When supplied the input signal to the block length specifying signal input terminal 17, the selector 27 selects the supplied block length N s, is set to the optimum block length N m. Therefore, the quantization of subsequent performed based on the supplied block length N s.
Next, an actual procedure for selecting an optimum block length will be described with reference to FIG. 2 by taking as an example a case where the optimum block length is determined from n types of block lengths. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that n = 3 (the optimum block length is selected from three block lengths) as shown in FIG.
符号化器が動作を開始した時点の時刻t=0とする。
時刻N1T(Tはサンプリング周期)においては、第1図
の正規化回路内のバッファにN1個の入力信号サンプルが
蓄積される。この様子を第2図(a)の(A)に示す。
同図でN1(1)と表示された入力信号サンプル、すなわ
ちIと示されてハッチングを施された部分に対してブロ
ック長N1による線形変換を行ない、変換係数を記憶装置
に格納する。時刻N2Tには、バッファに第2のブロック
長N2(N1<N2)に等しいサンプルが蓄積される。この様
子を第2図(a)の(B)に示す。このとき、同図でN1
(2)と表示された入力信号サンプル、すなわちIIと示
されてハッチングを施された部分に対してブロック長N1
による線形変換を行ない、さらにN2(1)と表示された
入力信号サンプル、すなわちIと示されてハッチングを
施された部分とIIと示されてハッチングを施された部分
に対してブロック長N2による線形変換を行ない、それぞ
れの変換係数を記憶装置に格納する。時刻(N1+N2)T
には、バッファにN1+N2に等しいサンプルが蓄積され
る。この様子を第2図(a)の(C)に示す。このとき
には、同図でN1(3)と表示された入力信号サンプル、
すなわちIIIと示されてハッチングを施された部分に対
してブロック長N1による線形変換を行ない、変換係数を
記憶装置に格納する。さらに、時刻N3Tには、バッファ
に第3のブロック長N3(N1<N2<N3)に等しいサンプル
が蓄積される。この様子を第2図(a)の(D)に示
す。このとき、同図でN1(4)と表示された入力信号サ
ンプル、すなわちIVと示されてハッチングを施された部
分対してブロック長N1による線形変換を行ない、またN2
(2)と表示された入力信号サンプル、すなわちIIIと
示されてハッチングを施された部分とIVと示されてハッ
チングを施された部分に対してブロック長N2による線形
変換を行ない、さらにN3(1)と表示された入力信号サ
ンプル、すなわちI、II、III、IVと示されてハッチン
グを施された部分に対してブロック長N3による線形変換
を行ない、それぞれの変換係数を記憶装置に格納する。
以下、記憶装置に記憶された、N1(1)、N1(2)、N1
(3)、N1(4)に対応する変換係数、N2(1)とN
2(2)に対応する変換係数、及びN3(1)に対応する
変換係数を用いて、ブロック長N1、N2、N3に対する変換
係数のブロック間差分δ(N1)、δ(N2)、δ(N3)を
計算し、最適ブロック長Nmを決定する。It is assumed that time t = 0 when the encoder starts operating.
At time N 1 T (T is a sampling period), N 1 input signal samples are accumulated in the buffer in the normalization circuit of FIG. This situation is shown in FIG. 2A.
In the figure, an input signal sample indicated by N 1 (1), that is, a portion indicated by I and hatched is subjected to a linear conversion with a block length N 1 , and the conversion coefficient is stored in a storage device. At time N 2 T, samples equal to the second block length N 2 (N 1 <N 2 ) are accumulated in the buffer. This situation is shown in FIG. 2 (a) (B). At this time, N 1
The block length N 1 for the input signal sample indicated as (2), that is, the hatched portion indicated as II
, And the block length N for the input signal samples denoted as N 2 (1), that is, for the hatched portion denoted as I and the hatched portion denoted as II. The linear conversion by 2 is performed, and each conversion coefficient is stored in the storage device. Time (N 1 + N 2 ) T
Accumulates samples equal to N 1 + N 2 in the buffer. This situation is shown in FIG. 2 (A) (C). At this time, the input signal sample indicated by N 1 (3) in FIG.
That performs a linear transformation by the block length N 1 against decorated portions hatched been shown to III, to store the conversion factor to the storage device. Further, at time N 3 T, samples equal to the third block length N 3 (N 1 <N 2 <N 3 ) are accumulated in the buffer. This situation is shown in (D) of FIG. At this time, the input signal sample indicated by N 1 (4) in the same figure, that is, a portion indicated by IV and hatched is subjected to linear conversion by the block length N 1 and N 2
(2) a displayed input signal sample, ie performs linear transformation by the block length N 2 for the indicated shown a decorated portion and an IV hatches in part has been subjected to hatching with III, further N 3 (1) and displayed input signal samples, i.e. I, II, III, performs linear conversion by block length N 3 for the portion that has been subjected to hatching shown and IV, the respective transform coefficient storage device To be stored.
Hereinafter, N 1 (1), N 1 (2), N 1 stored in the storage device
(3), transform coefficients corresponding to N 1 (4), N 2 (1) and N
2 Using the transform coefficient corresponding to (2) and the transform coefficient corresponding to N 3 (1), block-to-block differences δ (N 1 ), δ () of the transform coefficients for the block lengths N 1 , N 2 , N 3 N 2 ) and δ (N 3 ) are calculated to determine the optimum block length N m .
以上の処理手続きをまとめて、第2図(b)に示す。
N3=2N2=4N1の場合を例にとると、最大ブロック長N3は
I、II、III、IVの4つの最小ブロック長N1で表すこと
ができる。I、II、III、IVのブロックの入力データに
対するブロック長N1を用いた線形変換はそれぞれII、II
I、IV、I′のブロックにおいて行なわれる。I+IIとI
II+IVのブロックの入力データに対するブロック長N2を
用いた線形変換はそれぞれIIIとI′のブロックにおい
て行なわれる。さらに、I+II+III+IVのブロックの
入力データに対するブロック長N3を用いた線形変換は
I′のブロックにおいて行なわれる。従って、最も処理
量が多いI′のブロックでは、IVに対するブロック長N1
を用いた線形変換、III+IVに対するブロック長N2を用
いた線形変換、I+II+III+IVに対するブロック長N3
を用いた線形変換、さらに変換係数のブロック間差分δ
(N1)、δ(N2)、δ(N3)の計算と、これらを用いた
最適ブロック長Nmの決定を行なわなければならない。す
なわち、これら全ての処理に要する時間はN1Tより短い
ことが前提となる。FIG. 2 (b) summarizes the above processing procedure.
Taking the case of N 3 = 2N 2 = 4N 1 as an example, the maximum block length N 3 can be represented by four minimum block lengths N 1 of I, II, III, and IV. I, II, III, respectively a linear conversion using a block length N 1 to the input data block of IV II, II
This is performed in blocks I, IV, and I '. I + II and I
Linear transformation using the block length N 2 for the input data of the block of II + IV is respectively performed in block III and I '. Furthermore, a linear conversion using a block length N 3 to the input data of the block of I + II + III + IV is carried out in blocks of I '. Therefore, in the block of I ′ having the largest processing amount, the block length N 1 with respect to IV
, Linear transformation using block length N 2 for III + IV, block length N 3 for I + II + III + IV
, And the inter-block difference δ between transform coefficients
(N 1 ), δ (N 2 ), δ (N 3 ) must be calculated, and the optimum block length N m must be determined using these. That is, it is assumed that the time required for all these processes is shorter than N 1 T.
第2図(b)から明らかなように、正規化回路2内の
バッファは最低N3Tの容量を持たねばならず、N3T毎にリ
セットされる。選択された最適ブロック長に対応した変
換係数がN3サンプルづき記憶装置から取り出され、量子
化器4で量子化された後、第1図の伝送路8に送出され
る。従って、伝送路8に送出されるデータは、第2図
(c)に示すように、N3を単位として同じブロック長が
連続する。以後、このブロック長をユニットブロックと
呼ぶ。次に、第3図を参照して差分検出回路36の動作を
詳細に説明する。As apparent from FIG. 2 (b), the buffer in the normalizing circuit 2 must have a capacity of at least N 3 T, and is reset every N 3 T. Transform coefficients corresponding to the selected optimal block length are taken out of the storage device in N 3 samples, quantized by the quantizer 4, and then sent out to the transmission line 8 in FIG. Accordingly, the data to be transmitted to the transmission path 8, as shown in FIG. 2 (c), the same block length N 3 as the unit is continuous. Hereinafter, this block length is called a unit block. Next, the operation of the difference detection circuit 36 will be described in detail with reference to FIG.
第3図に差分検出回路36の詳細を示す。第1図の線形
変換回路3から供給される信号は入力端子301に供給さ
れ、出力端子314からの信号はセレクタ27に伝達され
る。入力端子301に供給される変換係数はスイッチ302、
セレクタ304、減算器305に入力される。スイッチ302の
各出力端子には、それぞれ記憶装置3031、3032、…‥、
303nが接続されている。記憶装置3031、3032、…‥、30
3nはブロック長N1、N2、…‥、Nnに対応しており、303i
に1ブロック前の変換係数zj(Ni-1)(j=1…‥Ni)が
格納されている。セレクタ304はこれらの記憶装置30
31、3032、…‥、303nの出力からひとつを選択して減算
器306に伝達する。スイッチ302とセレクタ304は共に、
入力端子301に供給される変換係数によって制御され
る。セレクタ304の出力は、減算器305で入力端子301に
供給された変換係数から減算され、結果は乗算器306に
供給される。すなわち、あるブロック長Niに対応した変
換係数が入力端子301に供給されると、Niに対応した1
ブロック前の変換係数がセレクタ304で選択されて、入
力端子301に供給された現在のブロックの変換係数から
減算器305で減算される。同時に、現在の変換係数はス
イッチ302によって接続された記憶装置303iに格納され
る。乗算器306は減算器305から供給された変換係数のブ
ロック間差分を二乗する。これまでの演算は各変換係数
について行なわれる。得られたブロック間差分二乗値は
累算器307で累算され、変換係数のブロック間差分二乗
値の全変換係数に関する総和が求められる。以後、これ
を単に変換係数のブロック間差分と呼ぶ。累算器307の
出力である変換係数のブロック間差分は、ユニットブロ
ック毎に計算され、記憶装置308に格納される。FIG. 3 shows the details of the difference detection circuit 36. The signal supplied from the linear conversion circuit 3 in FIG. 1 is supplied to an input terminal 301, and the signal from an output terminal 314 is transmitted to a selector 27. The conversion coefficient supplied to the input terminal 301 is a switch 302,
The signals are input to the selector 304 and the subtractor 305. The output terminals of the switch 302 are connected to storage devices 303 1 , 303 2 ,.
303 n is connected. Storage devices 303 1 , 303 2 , ‥, 30
3 n corresponds to the block lengths N 1 , N 2 ,..., N n , and 303 i
Stores the transform coefficient z j (N i-1 ) (j = 1... ‥ N i ) of the previous block. The selector 304 selects these storage devices 30
One of the outputs of 3 1 , 303 2 ,..., 303 n is selected and transmitted to the subtractor 306. Switch 302 and selector 304 are both
It is controlled by the conversion coefficient supplied to the input terminal 301. The output of the selector 304 is subtracted from the transform coefficient supplied to the input terminal 301 by the subtractor 305, and the result is supplied to the multiplier 306. That is, when the conversion coefficient corresponding to a certain block length N i is supplied to the input terminal 301, corresponding to N i 1
The transform coefficient before the block is selected by the selector 304, and is subtracted by the subtractor 305 from the transform coefficient of the current block supplied to the input terminal 301. At the same time, the current conversion coefficients are stored in the storage device 303 i connected by the switch 302. The multiplier 306 squares the difference between blocks of the transform coefficient supplied from the subtractor 305. The calculation so far is performed for each transform coefficient. The obtained inter-block difference square value is accumulated by the accumulator 307, and the sum of all the conversion coefficients of the inter-block difference square value of the conversion coefficient is obtained. Hereinafter, this is simply called a difference between blocks of the transform coefficient. The inter-block difference of the transform coefficient output from the accumulator 307 is calculated for each unit block and stored in the storage device 308.
最大値検出回路309は、ユニットブロック単位で各ブ
ロック長候補値に対応する変換係数のブロック間差分の
最大値を検出し、記憶装置310に格納する。すなわち、
ユニットブロック毎に記憶装置310にはブロック長候補
値の数だけ、変換係数のブロック間差分最大値が格納さ
れることになる。除算回路316は、記憶装置310から供給
されたこれらの最大値max{δ(Ni)}を用いて隣接す
る最大値max{δ(Ni)}とmax{δ(Ni+1)の比 δR(i)=max{δ(Ni+1)}/max{δ(Ni)} ‥‥(3) を1≦i≦n−1に対して計算し、記憶装置315に格納
する。max{・}は最大値演算子である。最適ブロック
長選択回路311は、記憶装置315から供給されたこれらの
比δR(i)を用いて最適ブロック長を決定し、セレク
タ313に伝達する。最適ブロック長選択回路311では、mi
n{δR(i)}を与えるiを1≦i<n−1について探
索し、m=iと設定することで最適ブロック長Nmを決定
する。min{・}は最小値演算子である。The maximum value detection circuit 309 detects the maximum value of the difference between blocks of the transform coefficient corresponding to each block length candidate value for each unit block, and stores it in the storage device 310. That is,
For each unit block, the storage device 310 stores the maximum difference between blocks of the transform coefficient by the number of the block length candidate values. The division circuit 316 uses these maximum values max {δ (N i )} supplied from the storage device 310 to calculate the adjacent maximum values max {δ (N i )} and max {δ (N i + 1 ). The ratio δ R (i) = max {δ (N i +1)} / max {δ (N i )} ‥‥ (3) is calculated for 1 ≦ i ≦ n−1 and stored in the storage device 315. I do. max {·} is a maximum value operator. The optimum block length selection circuit 311 determines the optimum block length using the ratio δ R (i) supplied from the storage device 315, and transmits it to the selector 313. In the optimal block length selection circuit 311, mi
The optimum block length N m is determined by searching for i that gives n {δ R (i)} for 1 ≦ i <n−1 and setting m = i. min {·} is a minimum operator.
さらに平行して、急変動検出回路312で変換係数ブロ
ック間差分を用いて入力信号特性の急変動を検出し、急
変動が検出されたときには無条件に最小のブロック長を
選択する。これは、急変動検出回路312からセレクタ313
に供給されている信号を、セレクタ313が選択して出力
端子314に伝達することで行なわれる。入力信号特性の
急変動の検出は、記憶装置308から得られるδ(N1)の
値を比較して行なう。記憶装置308には1ユニットブロ
ックに対してNn/N1のδ(N1)が格納されているので、
隣接する全てのδ(N1)の比、δp+1(N1)/δp(N1)
及びδp(N1)/δp+1(N1)を1≦p<Nn/N1に対して
調べて、ひとつでも予め定められたしきい値Thを越える
ものがあれば、急変動が検出されたことにする。しきい
値Thは経験で決定する。In parallel, the sudden change detection circuit 312 detects a sudden change in the input signal characteristic using the difference between the transform coefficient blocks, and unconditionally selects the minimum block length when the sudden change is detected. This is because the sudden change detection circuit 312 selects the selector 313
Is transmitted by the selector 313 to the output terminal 314. The detection of the sudden change in the input signal characteristic is performed by comparing the value of δ (N 1 ) obtained from the storage device 308. Since the storage device 308 stores δ (N 1 ) of N n / N 1 for one unit block,
The ratio of all adjacent δ (N 1 ), δ p + 1 (N 1 ) / δ p (N 1 )
And δ p (N 1 ) / δ p + 1 (N 1 ) are checked for 1 ≦ p <N n / N 1 , and if any one exceeds a predetermined threshold value Th, the Assume that a change has been detected. The threshold Th is determined by experience.
これまでの実施例の説明では、正規化回路2が存在す
ることを前提としていたが、既に従来のATCの説明で第
4図と第6図を参照して述べたように、入力信号をその
分散で正規化する過程は省略することもできる。しか
し、従来例と異なりバッファは省略することはできな
い。なお、第1図において第6図に示した入力信号の正
規化を行なわないときは、記憶装置26及びセレクタ29は
不用となる。In the description of the embodiments up to this point, it has been assumed that the normalization circuit 2 is present. However, as already described with reference to FIGS. 4 and 6 in the description of the conventional ATC, the input signal is The process of normalizing by variance can be omitted. However, unlike the conventional example, the buffer cannot be omitted. In FIG. 1, when the input signal shown in FIG. 6 is not normalized, the storage device 26 and the selector 29 become unnecessary.
(発明の効果) 以上詳細に述べたように、本発明によれば異なるブロ
ック長で線形変換を行なって得られる変換係数のブロッ
ク間差分を用いて最適ブロック長を選択し、最適ブロッ
ク長に対応した変換係数を量子化して情報を伝送するた
めに、分解能と入力信号の性質の変化への追従という相
反する要求を満足しつつ、補助情報量を圧縮して符号化
品質を向上できる適応変換符号化の方法及び装置を提供
することができる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the optimal block length is selected using the difference between blocks of the transform coefficients obtained by performing the linear transformation with different block lengths, and the optimal block length is selected. An adaptive transform code that can compress the amount of auxiliary information and improve the coding quality while satisfying conflicting requirements of resolution and following changes in the properties of the input signal in order to transmit information by quantizing the transformed transform coefficients. It is possible to provide a method and an apparatus for the conversion.
第1図は本発明の1実施例を示すブロック図、第2図は
入力サンプルを格納するバッファの状態の一例と最適ブ
ロック長を選択する手続を示す図、第3図は第2図の差
分検出回路の詳細を示すブロック図、第4図は従来例を
示すブロック図、第5図(a),(b)は第4図のビッ
ト配分回路I及びビット配分回路IIの詳細を示す図、第
6図は他の従来例を示す図、第7図(a),(b)は第
6図における正規化回路及び逆正規化回路の詳細を示す
図である。 図において、1、17、301は入力端子、2は正規化回
路、3は線形変換回路、4は量子化器、6はビット配分
回路、8は伝送路、15は多重化回路、25、26、3031、…
‥、303n、308、310、315は記憶装置、27、28、29、30
4、313はセレクタ、36は差分検出回路、302はスイッ
チ、305は減算器、306は乗算器、307は累算器、309は最
大値検出回路、316は除算器、311は最適ブロック長選択
回路、312は急変動検出回路、16、314は出力端子をそれ
ぞれ示す。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a buffer state for storing input samples and a procedure for selecting an optimum block length, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing details of a detection circuit, FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example, and FIGS. 5 (a) and (b) are diagrams showing details of a bit distribution circuit I and a bit distribution circuit II of FIG. FIG. 6 is a diagram showing another conventional example, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are diagrams showing details of the normalization circuit and the denormalization circuit in FIG. In the figure, 1, 17, 301 are input terminals, 2 is a normalization circuit, 3 is a linear conversion circuit, 4 is a quantizer, 6 is a bit allocation circuit, 8 is a transmission line, 15 is a multiplexing circuit, and 25 and 26. , 303 1 , ...
‥, 303 n , 308, 310, 315 are storage devices, 27, 28, 29, 30
4, 313 are selectors, 36 is a difference detection circuit, 302 is a switch, 305 is a subtractor, 306 is a multiplier, 307 is an accumulator, 309 is a maximum value detection circuit, 316 is a divider, and 311 is an optimal block length selection. The circuit, 312 indicates a sudden fluctuation detection circuit, and 16 and 314 indicate output terminals, respectively.
Claims (2)
送/蓄積するために入力信号を適応変換符号化する際
に、ブロック長が指定されている場合には該指定された
ブロック長で線形変換を行ない、それ以外の場合には、
入力信号サンプルをバッファに蓄積し、複数のブロック
長で線形変換を行ない、得られた変換係数及び補助情報
をそれぞれ独立に記憶すると同時に、前記複数のブロッ
ク長に対応した変換係数のブロック間差分を求め、前記
複数のブロック長を大きさの順に並べたときに隣接する
2つのブロック長に対応した前記ブロック間差分の比と
前記ブロック間差分を用いて最適ブロック長を決定し、
該最適ブロック長に対応した前記記憶された変換係数及
び補助情報を選択し、該選択された変換係数に対しては
変換係数を用いて計算したビット配分により量子化を行
ない、該量子化出力とビット配分情報と前記選択された
補助情報を前記最適ブロック長と共に伝送/蓄積するこ
とを特徴とする適応変換符号化の方法。When an input signal is adaptively transformed and encoded in order to compress and transmit / store an information amount of a signal such as voice / music, if a block length is designated, the designated block is designated. Performs a linear transformation on the length, otherwise
The input signal samples are accumulated in the buffer, linear conversion is performed with a plurality of block lengths, and the obtained conversion coefficients and auxiliary information are stored independently, and at the same time, the difference between blocks of the conversion coefficients corresponding to the plurality of block lengths is calculated. Determine, determine the optimal block length using the ratio of the inter-block difference corresponding to two adjacent block lengths and the inter-block difference when the plurality of block lengths are arranged in order of size,
Selecting the stored transform coefficients and auxiliary information corresponding to the optimal block length, performing quantization on the selected transform coefficients by bit allocation calculated using the transform coefficients, and A method for adaptive transform coding, comprising transmitting / accumulating bit allocation information and the selected auxiliary information together with the optimal block length.
のブロック長で該複数のブロック長で線形変換を行なう
線形変換回路と、得られた変換係数を格納する第1の記
憶装置と、得られた補助情報を格納する第2の記憶装置
と、複数のブロック長に対応した前記変換係数を受けて
変換係数のブロック間差分を用いて最適ブロック長を出
力する差分検出回路と、該差分検出回路から供給される
最適ブロック長と外部から供給されるブロック長指定信
号とを受けて該ブロック長指定信号に応じて出力を選択
する第1のセレクタと、前記第1の記憶装置の出力を受
けて前記第1のセレクタの出力に対応した値を選択する
第2のセレクタと、前記第2の記憶装置の出力を受けて
前記第1のセレクタの出力に対応した値を選択する第3
のセレクタと、前記第2のセレクタの出力に基づいて変
換係数に対するビット配分を計算するビット配分回路
と、該ビット配分回路で得られたビット配分に従って前
記第2のセレクタで選択された変換係数を量子化する量
子化器と、前記第1のセレクタの出力と前記量子化器の
出力と前記ビット配分回路の出力と前記第3のセレクタ
の出力を多重化して伝送/蓄積する多重化回路を少なく
とも具備し、前記差分検出回路は、入力された変換係数
を複数のブロック長に応じて切換えるスイッチと、該ス
イッチの複数の出力端子に接続された複数の記憶装置
と、該複数の記憶装置の出力のうち1つを選択する第4
のセレクタと、該第4のセレクタ出力を前記入力された
変換係数から差引く減算器と、該減算器出力を二乗する
乗算器と、該乗算器の出力を累算する累算器と、該累算
器の出力を格納する第3の記憶装置と、該第3の記憶装
置の複数の出力から最大値を求める最大値検出回路と、
該最大値検出回路の出力を格納する第4の記憶装置と、
該第4の記憶装置の複数の出力のうちの2つのデータの
比を求める除算器と、該除算器の出力を格納する第5の
記憶装置と、該第5の記憶装置の出力を用いて最適ブロ
ック長を決定する最適ブロック長選択回路と、前記第3
の記憶装置から複数の出力を受けて該複数の出力の間の
著しい変化を検出する急変動検出回路と、該急変動検出
回路の出力に応じて前記最適ブロック長選択回路の出力
と該急変速検出回路の出力のいずれかを選択して出力す
る第5のセレクタから構成されることを特徴とする適応
変換符号化装置。2. A buffer for storing input samples, a linear conversion circuit for performing linear conversion with a plurality of block lengths and a plurality of block lengths, and a first storage device for storing obtained conversion coefficients. A second storage device that stores the auxiliary information, a difference detection circuit that receives the transform coefficients corresponding to a plurality of block lengths, and outputs an optimal block length using an inter-block difference of the transform coefficients; A first selector which receives an optimum block length supplied from the controller and an externally supplied block length designating signal and selects an output according to the block length designating signal; A second selector that selects a value corresponding to the output of the first selector, and a third selector that receives an output of the second storage device and selects a value corresponding to the output of the first selector.
, A bit allocation circuit that calculates a bit allocation for a conversion coefficient based on the output of the second selector, and a conversion coefficient selected by the second selector according to the bit allocation obtained by the bit allocation circuit. At least a quantizer for quantizing, and a multiplexing circuit for multiplexing and transmitting / accumulating an output of the first selector, an output of the quantizer, an output of the bit allocation circuit, and an output of the third selector. A switch for switching an input transform coefficient according to a plurality of block lengths; a plurality of storage devices connected to a plurality of output terminals of the switch; and an output of the plurality of storage devices. Fourth to select one of
A subtractor for subtracting the output of the fourth selector from the input transform coefficient, a multiplier for squaring the output of the subtractor, an accumulator for accumulating the output of the multiplier, A third storage device for storing an output of the accumulator, a maximum value detection circuit for obtaining a maximum value from a plurality of outputs of the third storage device,
A fourth storage device for storing the output of the maximum value detection circuit;
A divider for calculating a ratio of two data among a plurality of outputs of the fourth storage device, a fifth storage device for storing an output of the divider, and an output of the fifth storage device. An optimum block length selection circuit for determining an optimum block length;
A sudden change detecting circuit for receiving a plurality of outputs from the storage device and detecting a remarkable change between the plurality of outputs; an output of the optimum block length selecting circuit and An adaptive transform coding apparatus comprising a fifth selector for selecting and outputting one of the outputs of a detection circuit.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324334A JP2778166B2 (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Method and apparatus for adaptive transform coding |
| US07/613,122 US5235623A (en) | 1989-11-14 | 1990-11-14 | Adaptive transform coding by selecting optimum block lengths according to variatons between successive blocks |
| DE69028176T DE69028176T2 (en) | 1989-11-14 | 1990-11-14 | Adaptive transformation coding through optimal block length selection depending on differences between successive blocks |
| EP90121798A EP0428156B1 (en) | 1989-11-14 | 1990-11-14 | Adaptive transform coding by selecting optimum block lengths according to variations between successive blocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324334A JP2778166B2 (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Method and apparatus for adaptive transform coding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184098A JPH03184098A (en) | 1991-08-12 |
| JP2778166B2 true JP2778166B2 (en) | 1998-07-23 |
Family
ID=18164622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1324334A Expired - Lifetime JP2778166B2 (en) | 1989-11-14 | 1989-12-13 | Method and apparatus for adaptive transform coding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778166B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3283413B2 (en) * | 1995-11-30 | 2002-05-20 | 株式会社日立製作所 | Encoding / decoding method, encoding device and decoding device |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1324334A patent/JP2778166B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03184098A (en) | 1991-08-12 |
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