JPH0313012A - Highly efficient coding system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は音声信号や映像信号等をディジタル信号に変換
して伝送または記録する際の高能率符号化方式に関し、
特に差分ＰＣＭ方式と準瞬時圧伸方式との併用方式に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a high-efficiency encoding method for converting audio signals, video signals, etc. into digital signals and transmitting or recording them.
In particular, it relates to a combined method of differential PCM method and quasi-instantaneous companding method.
音声信号や映像信号をディジタル信号に変換して伝送す
るには、広帯域の伝送路が必要であり、また記録するに
は大容量のメモリを必要とする。Converting audio and video signals into digital signals and transmitting them requires a wideband transmission path, and recording them requires a large capacity memory.
このため、少ないビット数で能率よく信号の伝送または
記録を行うために、音声信号や映像信号の自己相関性を
利用した各種の高能率符号化方式が提案されている。Therefore, in order to efficiently transmit or record signals with a small number of bits, various high-efficiency encoding methods have been proposed that utilize the autocorrelation of audio and video signals.
高能率符号化方式の中で最も広く利用されているのは、
予測符号化または差分符号化（以下、差分ＰＣＭ、とい
う）と称される方式である。この方式は、既に符号化さ
れている過去の信号から現在の信号を予測し、その予測
誤差を符号化する方式である。しかし、この方式は連続
する信号の相関性が高い周波数成分の低い帯域では帯域
圧縮効果が期待されるが、信号の相関性が少なくなる周
波数成分の高い帯域になると、差分値が大きくなり元の
量子化数を上回る不都合が生じる。The most widely used high-efficiency encoding method is
This is a method called predictive coding or differential coding (hereinafter referred to as differential PCM). This method is a method in which a current signal is predicted from a past signal that has already been encoded, and the prediction error is encoded. However, although this method is expected to have a band compression effect in a band with low frequency components where continuous signals have high correlation, in a band with high frequency components where signal correlation is low, the difference value increases and the original This causes a problem that exceeds the number of quantizations.
そこで、連続するいくつかのサンプル値を１ブロツクと
してブロック毎に圧縮伸張則を切り換える準瞬時圧伸方
式を、差分ＰＣＭ方式と併用する方式が提案されている
。Therefore, a method has been proposed in which a quasi-instantaneous companding method is used in combination with the differential PCM method, in which several consecutive sample values are treated as one block and the compression/expansion rule is switched for each block.
例えば、ハイビジョン信号の１つであるＭＵＳＥ信号の
音声伝送用に開発された準瞬時圧伸差分ＰＣＭ （ＤＡ
ＮＣＥ）は、入力信号を１ｍｓ毎の区間（ブロック）に
分け、ブロック毎に最大差分を検出して圧伸則（レンジ
）を決定し、差分信号を圧縮する方式である。For example, quasi-instantaneous companding differential PCM (DA
NCE) is a method in which an input signal is divided into sections (blocks) of 1 ms each, the maximum difference is detected for each block, a companding rule (range) is determined, and the difference signal is compressed.
また自由等による「最適差分ビットによる差分圧伸ＰＣ
ＭＪ （電子情報通信学会論文誌ＡＶｏ１． Ｊ７１
−ＡＮα５）は、差分ＰＣＭに準瞬時圧伸を適用した場
合に生じる圧縮時の欠落ビットに起因した伝送誤差を解
決するために、準瞬時圧伸の際に求まる圧縮差分データ
をその伝送ビット数内でサンプル点ごとに補正するもの
である。この方式は、差分値に準瞬時圧伸を施した際に
求まるブロック化した圧縮差分データを順次復号し、原
信号と比較することで圧縮ビット数内で表現できる差分
データのうち最も誤差の少ないものとなるようにサンプ
ル点ごとに差分値を補正する第１の方式と、この第１の
方式においてスケール値を上下１ビットずつ変化させた
場合の圧縮差分データも計算して、原信号との誤差が最
小となる圧縮差分データを選択する第２の方式とがある
。Also, “Differential companding PC using optimal differential bits” by Jiyu et al.
MJ (IEICE Journal AVo1. J71
-ANα5) In order to resolve transmission errors caused by missing bits during compression that occur when quasi-instantaneous companding is applied to differential PCM, the compressed difference data obtained during quasi-instantaneous companding is The correction is made for each sample point within the range. This method sequentially decodes the compressed difference data obtained by applying quasi-instantaneous companding to the difference value, and compares it with the original signal.This method produces the least error among the difference data that can be expressed within the number of compressed bits. The first method is to correct the difference value for each sample point so that the difference value is corrected, and the compressed difference data when the scale value is changed by 1 bit above and below in this first method is also calculated, and the difference with the original signal is calculated. There is a second method in which compressed difference data with the minimum error is selected.
〔発明が解決しようとする課題）
差分ＰＣＭと準瞬時圧伸とを組み合わせる方式は、デー
タ伝送時にエラーが発生すると、誤った差分値がデコー
ダの出力に残るという不都合がある。前述のＤＡＮＣＥ
では、リーク係数を導入することにより誤った差分値が
一定時間後には零になるように対策されているが、例え
ば磁気ディスク等の記録媒体への信号の記録・再生時に
この方式を使用しランダムアクセスを行って信号を再生
すると、信号再生時の最初の値（初期値）が不定となる
ため、ランダムアクセスを行うたびにエラーが発生する
ことと等価になり、信号が正しく再生されないことにな
る。[Problems to be Solved by the Invention] A method that combines differential PCM and quasi-instantaneous companding has the disadvantage that if an error occurs during data transmission, an erroneous differential value remains in the output of the decoder. The aforementioned DANCE
In this method, a leak coefficient is introduced so that the erroneous difference value becomes zero after a certain period of time, but this method is used when recording and reproducing signals on a recording medium such as a magnetic disk. When accessing and reproducing the signal, the first value (initial value) at the time of signal reproduction becomes undefined, which is equivalent to an error occurring every time random access is performed, and the signal will not be reproduced correctly. .
また自由等の方式ではレンジ値は１ブロツク内の予測フ
ィルタの出力値の最大値で決定されるが、ｌブロック内
に突発的な大きな値があると他の小さな値の圧縮時の精
度が劣化し、最終的にデコーダ出力でのＳＮ比が劣化す
る。第２の方式ではレンジ値を決定する際に３種類（ｓ
、ｓ−１，ｓ＋１）のレンジ（直についてｌブロック
内のセグメントＳＮ比を最小とするレンジ値を選択して
いるが、演算負担が大きい。In addition, in the free method, the range value is determined by the maximum value of the output value of the prediction filter within one block, but if there is a sudden large value within one block, the accuracy when compressing other small values will deteriorate. However, the SN ratio at the decoder output eventually deteriorates. In the second method, three types (s
, s-1, s+1), the range value that minimizes the segment S/N ratio within l block is selected, but the calculation load is large.
また自由等の第１の方式では、データ圧縮時の丸め誤差
を伝送ビットの１／２ＬＳＢ以内にするために、実質的
に伝送ビットのＬＳＢ未満の０捨１人を行っているが、
正の最大値付近では丸め誤差が１／２ＬＳＢ以内になら
ない場合が発生し、かつ１人の操作による桁上がりが発
生した場合はレンジ値を変更する必要があり、操作が複
雑になる。In addition, in the first method such as Free, in order to reduce the rounding error during data compression to within 1/2 LSB of the transmitted bit, zeros less than the LSB of the transmitted bit are actually rounded off.
In the vicinity of the maximum positive value, the rounding error may not be within 1/2 LSB, and if a carry occurs due to one person's operation, it is necessary to change the range value, which complicates the operation.
この場合、レンジ値を変更せずに伝送ビットの最大値で
代用すると、実質的に切り捨てを行うことになり、丸め
誤差は１／２ＬＳＢ以内に保証されないという問題があ
る。４ビツトデータを２ビツトに圧縮する場合を例に説
明すると、第６図に示すように、１０進数で−８〜＋７
の値を伝送ビット２ビツトとレンジ値で圧縮する場合、
■ 桁上がりによるレンジ値変更操作を伴う。In this case, if the maximum value of the transmission bits is substituted without changing the range value, this will essentially result in truncation, and there is a problem that the rounding error cannot be guaranteed to be within 1/2 LSB. Taking the case of compressing 4-bit data to 2-bit data as an example, as shown in Figure 6, the data is compressed from -8 to +7 in decimal notation.
When compressing the value using 2 transmission bits and a range value, ■ An operation to change the range value due to carry is involved.
■ 丸め誤差が１／２ＬＳＢ以上となるときがある。■ There are times when the rounding error is 1/2 LSB or more.
■ 丸め誤差が正の値、負の値でアンバランスになり、
総じて丸め誤差が負になりやすい傾向がある。■ Rounding errors become unbalanced with positive and negative values,
Overall, rounding errors tend to be negative.
等の不都合がある。There are other inconveniences.
本発明は差分ＰＣＭに準瞬時圧伸を組み合わせる場合に
生じるこれらの不都合を除去することを目的とする。The present invention aims to eliminate these disadvantages that occur when combining differential PCM with quasi-instantaneous companding.
〔課題を解決するための手段］
本発明は入力ディジタル信号の各サンプル値と過去のサ
ンプル値から予測した予測値との差分値を求め差分デー
タとして送出するエンコーダと、上記差分データを累算
して上記ディジタル信号を復号するデコーダとからなる
高能率符号化方式において、上記エンコーダは上記入力
ディジタル信号の各サンプル値を所定のサンプル数毎に
ブロックに分割し上記各ブロック内の各差分値の大きさ
を判断してレンジ情報を出力するレンジ情報出力手段と
、上記各ブロック内のサンプル値を記憶し最初のサンプ
ル値を初期値として出力するサンプル値記憶手段と、上
記サンプル値記憶手段の出力とローカルデコーダの出力
との差分値を上記レンジ情報によって圧縮し圧縮差分デ
ータとして出力する圧縮差分データ出力手段とから構成
され、上記デコーダは上記レンジ情報に基づき上記圧縮
差分データを伸張する伸張手段と、上記初期値または上
記伸張手段の出力値と予測フィルタの出力値とを加算し
加算結果を上記予測フィルタに入力すると共に出力ディ
ジタル信号として出力する加算手段とから構成される。[Means for Solving the Problems] The present invention includes an encoder that calculates a difference value between each sample value of an input digital signal and a predicted value predicted from past sample values and sends it out as difference data, and an encoder that accumulates the difference data. In the high-efficiency encoding method, the encoder divides each sample value of the input digital signal into blocks for each predetermined number of samples, and calculates the magnitude of each difference value within each block. range information output means for determining the range information and outputting range information; sample value storage means for storing the sample values in each block and outputting the first sample value as an initial value; and the output of the sample value storage means. compressed difference data output means for compressing a difference value with the output of the local decoder using the range information and outputting it as compressed difference data; the decoder comprises an expansion means for expanding the compressed difference data based on the range information; It is comprised of an addition means for adding the initial value or the output value of the expansion means and the output value of the prediction filter, inputting the addition result to the prediction filter and outputting it as an output digital signal.
エンコーダにディジタル信号が入力されると、このディ
ジタル信号は１ブロツクＮサンプルに分割されてレンジ
情報出力手段に入力される。レンジ情報出力手段では、
Ｎサンプルの各差分値のレンジ値の度数分布を算出し、
その累積確率が所定値となるレンジ値に近い値をレンジ
情報として出力する。When a digital signal is input to the encoder, this digital signal is divided into one block of N samples and input to the range information output means. In the range information output means,
Calculate the frequency distribution of the range values of each difference value of N samples,
A value close to a range value whose cumulative probability is a predetermined value is output as range information.
またｌブロックＮサンプルに分割されたディジタル信号
はブロック毎にサンプル値記憶手段に記憶される。記録
が終了すると、最初のサンプル値が初期値として出力さ
れ、２番目以降のサンプル値がローカルデコーダの出力
と差分を取られて圧縮差分データ出力手段に入力される
。圧縮差分データ出力手段では、入力される差分値をレ
ンジ情報と伝送ビットとによって表現し、この伝送ビッ
トを圧縮差分データとして出力する。Further, the digital signal divided into l blocks and N samples is stored in the sample value storage means for each block. When recording is completed, the first sample value is output as an initial value, and the second and subsequent sample values are subtracted from the output of the local decoder and input to the compressed difference data output means. The compressed difference data output means expresses the input difference value using range information and transmission bits, and outputs the transmission bits as compressed difference data.
このようにしてエンコーダからはレンジ情報。In this way, the encoder provides range information.
ディジタル信号の最初のサンプル値（初期値）圧縮差分
データがそれぞれ出力される。The first sample value (initial value) compressed difference data of the digital signal is output.
デコーダでは、まず最初に入力されるサンプル値（初期
値）を出力ディジタル信号としてそのまま出力すると共
に予測フィルタに入力する。続いて入力される圧縮差分
データは伸張手段に入力され、同時に入力されるレンジ
情報により元の差分値に伸張される。伸張された差分値
は加算手段で予測フィルタの出力、すなわち初期値と累
算され、元のディジタル信号に復号されて出力されると
共に予測フィルタに再入力される。以下、同様にして順
次入力される圧縮差分データが加算手段および予測フィ
ルタによって累算され、元のディジタル信号が復号され
る。The decoder first outputs the first input sample value (initial value) as an output digital signal and inputs it to the prediction filter. The subsequently inputted compressed difference data is inputted to the expansion means and expanded to the original difference value based on the range information inputted at the same time. The expanded difference value is accumulated with the output of the prediction filter, that is, the initial value, by the addition means, decoded into the original digital signal, output, and re-input to the prediction filter. Thereafter, the compressed difference data sequentially input in the same manner is accumulated by the adding means and the prediction filter, and the original digital signal is decoded.
第１図は本発明による高能率符号化方式の一実施例を示
す構成図で、図（ａ）はエンコーダＥの構成を示し、図
（ｂ）はデコーダＤの構成を示す。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the high-efficiency encoding method according to the present invention. FIG. 1(a) shows the structure of an encoder E, and FIG. 1(b) shows the structure of a decoder D.
エンコーダＥは入力ディジタル信号の低域を抑圧するエ
ンファシス・フィルタ１、このエンファシス・フィルタ
ｌの出力に係数Ｋを乗算して予測値とする予測フィルタ
２、エンファシス・フィルタ１の出力と予測フィルタ２
の出力との差分値を求める演算回路３、この演算回路３
で１１（資）次算出される差分値から後述するレンジ値
の度数分布を求めレンジ情報として出力するレンジ情報
算出回路４、エンファシス・フィルり１の出力を１フ゛
ロンク（Ｎサンプル）分記憶するブロックメモリ５、後
述するローカルデコーダ６、ブロックメモリ５の出力と
ローカルデコーダ６の出力との差分値を求める演算回路
７、演算回路７の出力をレンジ情報に基づき圧縮し圧縮
差分データとして出力する圧縮回路８からなる。The encoder E includes an emphasis filter 1 that suppresses the low frequency range of an input digital signal, a prediction filter 2 that multiplies the output of the emphasis filter 1 by a coefficient K to obtain a predicted value, and an output of the emphasis filter 1 and a prediction filter 2.
An arithmetic circuit 3 that calculates the difference value between the output and the arithmetic circuit 3
A range information calculation circuit 4 that calculates the frequency distribution of range values (to be described later) from the difference values calculated 11th time and outputs it as range information, and a block that stores the output of emphasis fill 1 for 1 frame (N samples). A memory 5, a local decoder 6 to be described later, an arithmetic circuit 7 that calculates a difference value between the output of the block memory 5 and the output of the local decoder 6, and a compression circuit that compresses the output of the arithmetic circuit 7 based on range information and outputs it as compressed difference data. Consists of 8.
ローカルデコーダ６は圧縮回路８から出力される圧縮差
分データをレンジ情報に基づき伸張する伸張回路９、ブ
ロックメモリ５の出力と伸張回路９の出力とを切り換え
る切換スイッチ１０、切換スイッチ１０の出力と予測フ
ィルタ１１の出力とを加算する演算回路１２とを有し、
予測フィルタ１１の出力は演算回路１２に入力されると
共にローカルデコーダ６の出力として演算回路７に入力
される。The local decoder 6 includes an expansion circuit 9 that expands compressed differential data output from the compression circuit 8 based on range information, a changeover switch 10 that switches between the output of the block memory 5 and the output of the expansion circuit 9, and the output of the changeover switch 10 and prediction. and an arithmetic circuit 12 that adds the output of the filter 11.
The output of the prediction filter 11 is input to the arithmetic circuit 12 and is also input to the arithmetic circuit 7 as the output of the local decoder 6.
デコーダＤは送られて来る差分データを、同時に送られ
て来るレンジ情報に基づいて伸張する伸張回路２０、こ
の伸張回路２０の出力とブロックメモリ５から最初に送
られて来るサンプル値（初期値）とを切り換える切換ス
イッチ２１、切換スイッチ２１の出力と予測フィルタ２
２の出力とを加）Ｅするａ１回路２３、エンファシス・
フィルタ１と逆の特性を持つデエンファシス・フィルタ
２４からなり、演算回路２３の出力は予測フィルタ２２
およびデエンファシス・フィルタ２４に入力される。The decoder D includes an expansion circuit 20 that expands the received difference data based on range information that is sent at the same time, and a sample value (initial value) that is first sent from the output of this expansion circuit 20 and the block memory 5. A changeover switch 21 that switches between the output of the changeover switch 21 and the prediction filter 2
A1 circuit 23 which adds the output of 2) E, emphasis
It consists of a de-emphasis filter 24 with characteristics opposite to those of the filter 1, and the output of the arithmetic circuit 23 is connected to the prediction filter 22.
and is input to the de-emphasis filter 24.
この構成において、エンコーダ已にディジタル信号が入
力されると、このディジタル信号はエンファシス・フィ
ルタ１で低域が抑圧され、１ブロツクＮサンプルに分割
されて予測フィルタ２に人力される。予測フィルタ２は
入力値に係数Ｋを乗算して次の予測値とする一次子測フ
ィルタであり、ディジタル信号の最初のサンプル値（初
期値）ＳＰｌが入力された時点ではその出力は零となる
。In this configuration, when a digital signal is input across the encoder, the low frequency of this digital signal is suppressed by the emphasis filter 1, and the signal is divided into N samples per block and input to the prediction filter 2. The prediction filter 2 is a first-order filter that multiplies the input value by a coefficient K to obtain the next predicted value, and its output becomes zero when the first sample value (initial value) SPl of the digital signal is input. .
２番目以降のサンプル値は演算回路３で予測フィルタ２
の出力と演算され、得られた差分値がレンジ情報算出回
路４に入力される。The second and subsequent sample values are sent to the prediction filter 2 by the arithmetic circuit 3.
The difference value obtained is input to the range information calculation circuit 4.
レンジ情報算出回路４は１ブロツクＮサンプルの各差分
値のレンジ値の度数分布を算出し、その累積確率が所定
値となるレンジ値に近い値をレンジ情報Ｒとして出力す
るもので、例えば１６ビツトの差分値を４ビツトに圧縮
する場合、第２図に示すように、■ブロックＮサンプル
に対する（Ｎ−１）個の差分値（第２図（ａ））に対し
、上位有効４ビツトを抽出する際のレンジ値ｒ（２′の
ｒ）の度数分布を求め（第２図（ｂ））、その累積確率
が所定値ｐとなるレンジ値に近い値（この場合は５）を
レンジ情報Ｒとして出力する（第２図（Ｃ））。The range information calculation circuit 4 calculates the frequency distribution of the range values of each difference value of N samples of one block, and outputs as range information R a value close to the range value whose cumulative probability becomes a predetermined value. When compressing the difference value of The frequency distribution of the range value r (r of 2') when (Figure 2 (C)).
エンファシス・フィルタｌを通過した入力ディジタル信
号は、ブロックメモリ５に入力され、ブロック毎にＮサ
ンプルのデータが記録される。記録が終了すると、まず
最初のサンプル値ＳＰ１が初期値として出力され、同時
に切換スイッチ１０を介して演算回路１２に入力される
。切換スイッチ１０はこの時点ではメモリ５側に切り換
えられており、予測フィルタ１１の出力は「０」である
ので、サンプル値ＳＰＩはそのまま予測フィルタ１１に
入力される。The input digital signal that has passed through the emphasis filter I is input to the block memory 5, where N samples of data are recorded for each block. When recording is completed, the first sample value SP1 is output as an initial value and simultaneously input to the arithmetic circuit 12 via the changeover switch 10. At this point, the changeover switch 10 has been switched to the memory 5 side, and the output of the prediction filter 11 is "0", so the sample value SPI is input to the prediction filter 11 as is.
次いで、２番目のサンプル値ＳＰ２が出力されると、こ
のサンプル値ＳＰ２は演算回路７で予測フィルタ１１の
出力と差分が取られ、その差分値は圧縮回路８に人力さ
れる。圧縮回路８では、入力された差分値と、レンジ情
報Ｒおよび伝送ビットで表現できる正の最大値または負
の最大値とを比較し入力された差分値の方が大きいとき
は伝送ビットで表現できる正の最大値または負の最大値
を圧縮差分データＤ１として出力し、そうでないときに
はレンジ情報Ｒで決められた伝送ビットを抽出して圧縮
差分データＤ１として出力する。Next, when the second sample value SP2 is output, the difference between this sample value SP2 and the output of the prediction filter 11 is taken in the arithmetic circuit 7, and the difference value is input to the compression circuit 8. The compression circuit 8 compares the input difference value with the range information R and the maximum positive value or the maximum negative value that can be expressed by the transmission bits, and if the input difference value is larger, it can be expressed by the transmission bits. The maximum positive value or the maximum negative value is output as compressed difference data D1, and if not, the transmission bit determined by range information R is extracted and output as compressed difference data D1.
こうして得られた圧縮差分データＤ１は、同時にローカ
ルデコーダ６の伸張回路９に入力され、レンジ情報Ｒに
基づき伸張された後、切換スイッチ１０を経て演算回路
１２に人力される。演算回路１２では、伸張された差分
データと予測フィルタ１１の出力とが加算され予測フィ
ルタ１１に再入力される。このため予測フィルタ１１に
は、圧縮差分データＤ１を伸張した差分データとサンプ
ル値ＳＰ１との加算値が入力される。The compressed difference data D1 thus obtained is simultaneously input to the expansion circuit 9 of the local decoder 6, expanded based on the range information R, and then manually inputted to the arithmetic circuit 12 via the changeover switch 10. In the arithmetic circuit 12, the expanded difference data and the output of the prediction filter 11 are added together and re-inputted to the prediction filter 11. Therefore, the prediction filter 11 receives the sum of the difference data obtained by expanding the compressed difference data D1 and the sample value SP1.
以下、同様にしてブロックメモリ５からサンプル値が出
力される毎に、このサンプル値とローカルデコーダ６の
出力との差分値が圧縮され、圧縮差分データＤ２．Ｄ３
・・・、Ｄｉ、・・・として順次出力される。Thereafter, each time a sample value is output from the block memory 5, the difference value between this sample value and the output of the local decoder 6 is compressed, and the compressed difference data D2. D3
. . , Di, . . .
次に、デコーダＤにおける伸張処理について説明する。Next, the decompression process in decoder D will be explained.
まず、最初に入力されるサンプル値（初期値）ＳＰｌは
切換スイッチ２１を経て演算回路２３に人力される。こ
のとき、予測フィルタ２２の出力は零であるので、サン
プル値ＳＰ１はそのままデエンファイシス・フィルタ２
４に入力され、周波数特性が元に戻されて出力ディジタ
ル信号とじて出力されると共に、予測フィルタ２２に入
力される。First, the first input sample value (initial value) SPl is manually input to the arithmetic circuit 23 via the changeover switch 21. At this time, since the output of the prediction filter 22 is zero, the sample value SP1 is directly passed to the de-emphasis filter 2.
4, the frequency characteristics are returned to their original values, and the signal is output as an output digital signal, and is also input to the prediction filter 22.
次いで、圧縮差分データＤ１が伸張回路２０に入力され
ると、この圧縮差分データＤ１は同時に人力されるレン
ジ情報Ｒによって伸張され、初期値ＳＰ１の人力後に切
り換わっている切換スイッチ２１を介して演算回路２３
に入力される。伸張回路２０では、入力される圧縮差分
データＤ１とレンジ情報ＲとによりＤｔＸ２”を算出し
、算出結果が正ならば１／２ＸＬＳＢ（伝送ビットのＬ
ＳＢ）を、負ならば（１／２ｘＬＳＢ−１）をそれぞれ
加算して伸張データとして出力する。演算回路２３では
、この伸張データに予測フィルタ２２からの前サンプル
４ａ Ｓ Ｐ ｔを加算して復号する。以下同様にして
、順次送られてくる圧縮差分データＤ２ ｓ Ｄ３
＋・・・を復号する。Next, when the compressed difference data D1 is input to the expansion circuit 20, this compressed difference data D1 is expanded by the range information R input manually at the same time, and is calculated via the changeover switch 21 which is switched after the input of the initial value SP1. circuit 23
is input. The decompression circuit 20 calculates DtX2'' from the input compressed difference data D1 and range information R, and if the calculation result is positive,
SB), and if it is negative, (1/2xLSB-1) is added and output as expanded data. The arithmetic circuit 23 adds the previous sample 4a S P t from the prediction filter 22 to this expanded data and decodes it. Thereafter, compressed difference data D2 s D3 are sent sequentially in the same manner.
+... is decoded.
第３図および第４図は、１６ビツトの差分値を４ビツト
の差分データに圧縮して伝送する例を示すもので、第３
図は差分値が正の場合、第４図は差分値が負の場合をそ
れぞれ示し、共に図（ａ）は圧縮前の差分値（圧縮回路
８の人力）、図（ｂ）は圧縮後の差分データ（圧縮回路
８の出力）、図（Ｃ）は伸張後の差分値（伸張回路２０
の出力）をそれぞれ示している。この場合、伝送ビット
は４ビツト、レンジ情報Ｒは「８」、負数は２の補数表
示とする。Figures 3 and 4 show an example in which a 16-bit difference value is compressed into 4-bit difference data and transmitted.
The figure shows the case where the difference value is positive, and Figure 4 shows the case where the difference value is negative. In both figures, figure (a) shows the difference value before compression (manual power of the compression circuit 8), and figure (b) shows the case after compression. The difference data (output of the compression circuit 8), Figure (C) shows the difference value after expansion (the output of the expansion circuit 20).
output) are shown respectively. In this case, the transmission bits are 4 bits, the range information R is "8", and negative numbers are expressed as two's complement numbers.
エラー発生時の処理は、レンジ情報Ｒが誤った場合はそ
の前のブロックのレンジ情報を代用し、初期値ＳＰ１が
誤った場合はその前のブロックの最終復号サンプル値を
代用する。また圧縮差分データＤｉが誤った場合は伝送
ビットとしてｒＱ。In the process when an error occurs, if the range information R is incorrect, the range information of the previous block is substituted, and if the initial value SP1 is incorrect, the final decoded sample value of the previous block is substituted. If the compressed differential data Di is incorrect, rQ is transmitted as the transmission bit.
を代用し伸張する。データエラーにより発生した直流分
は予測フィルタの係数Ｋを適当に選ぶ（０＜Ｋ＜１）こ
とにより、所定時間後に「０」に収束させることが出来
る。Substitute and expand. The DC component generated due to the data error can be converged to "0" after a predetermined time by appropriately selecting the coefficient K of the prediction filter (0<K<1).
本発明によれば、各ブロック毎に初期値を伝送するよう
にしたので、データエラーが発生しても次ブロックまで
伝播することがなく、またランダムアクセスを行っても
初期値が定まっているので正しく信号が再生される。According to the present invention, since the initial value is transmitted for each block, even if a data error occurs, it will not propagate to the next block, and even if random access is performed, the initial value is fixed. The signal is reproduced correctly.
また圧縮時に有効ビット数未満を切り捨て、伸張時に値
が正であれば有効ビットの１／２ＬＳＢを加算し、負で
あれば（１／２ＬＳＢ−１）を加算しているので、圧縮
時の処理が節単になり、かつ丸め誤差を常に１／２ＬＳ
Ｂ以下とすることが出来、さらに丸め誤差が正と負で対
称となり再生信号の安定性が向上する。第５図は４ビツ
トを２ビツトに圧縮する場合を例として示した図で、第
６図の従来例と比較すると、圧縮時の桁上がりを意識す
る必要がないので処理が簡単になり、また丸め誤差が常
に１／２ＬＳＢ以下となり、さらに丸め誤差が正、負で
対称となる等の効果がある。Also, during compression, bits less than the number of effective bits are rounded down, and when decompressing, if the value is positive, 1/2LSB of the effective bits is added, and if it is negative, (1/2LSB - 1) is added, so the processing during compression is simple, and the rounding error is always reduced to 1/2LS
B or less, and furthermore, the rounding error becomes symmetric between positive and negative, improving the stability of the reproduced signal. Figure 5 shows an example of compressing 4 bits to 2 bits.Compared to the conventional example shown in Figure 6, there is no need to be aware of carry during compression, which simplifies the process. There are effects such that the rounding error is always 1/2 LSB or less, and the rounding error is symmetrical between positive and negative.
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図におけるレンジ情報算出回路の動作を説明するための
動作説明図、
第３図および第４図は本発明の詳細な説明するための信
号図、
第５図は本発明により４ビツトを２ビツトに圧縮する場
合の例を示す図、
第６図は従来例により４ビツトを２ビツトに圧縮する場
合の例を示す図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
3 and 4 are signal diagrams for explaining the present invention in detail. FIG. 5 is a diagram showing the operation of the range information calculation circuit shown in the figure. FIG. 6 is a diagram showing an example of compression from 4 bits to 2 bits according to a conventional example.
Claims (3)
プル値から予測した予測値との差分値を求め差分データ
として送出するエンコーダと、上記差分データを累算し
て上記ディジタル信号を復号するデコーダとからなる高
能率符号化方式において、 上記エンコーダは上記入力ディジタル信号の各サンプル
値を所定のサンプル数毎にブロックに分割し上記各ブロ
ック内の各差分値の大きさを判断してレンジ情報を出力
するレンジ情報出力手段と、上記各ブロック内のサンプ
ル値を記憶し最初のサンプル値を初期値として出力する
サンプル値記憶手段と、上記サンプル値記憶手段の出力
とローカルデコーダの出力との差分値を上記レンジ情報
によって圧縮し圧縮差分データとして出力する圧縮差分
データ出力手段とからなり、 上記デコーダは上記レンジ情報に基づき上記圧縮差分デ
ータを伸張する伸張手段と、上記初期値または上記伸張
手段の出力値と予測フィルタの出力値とを加算し加算結
果を上記予測フィルタに入力すると共に出力ディジタル
信号として出力する加算手段とからなることを特徴とす
る高能率符号化方式。(1) An encoder that calculates a difference value between each sample value of an input digital signal and a predicted value predicted from past sample values and sends it out as difference data, and a decoder that accumulates the difference data and decodes the digital signal. In the high-efficiency encoding method, the encoder divides each sample value of the input digital signal into blocks for each predetermined number of samples, determines the magnitude of each difference value in each block, and outputs range information. range information output means for storing the sample values in each block and outputting the first sample value as an initial value; The decoder includes a compressed difference data output means for compressing the compressed difference data based on the range information and outputting the compressed difference data as compressed difference data, and the decoder includes a decompression means for decompressing the compressed difference data based on the range information, and the initial value or the output value of the decompression means. and an output value of a prediction filter, and inputs the addition result to the prediction filter and outputs it as an output digital signal.
ファシス・フィルタを接続し、上記デコーダの出力に上
記エンファシス・フィルタと逆特性のデエンファシス・
フィルタを接続することを特徴とする請求項１記載の高
能率符号化方式。(2) An emphasis filter that suppresses low-frequency components is connected to the input of the encoder, and a de-emphasis filter with opposite characteristics to the emphasis filter is connected to the output of the decoder.
2. The high-efficiency encoding system according to claim 1, further comprising a filter connected thereto.
手段は上記差分値の有効ビット数未満を切り捨て、上記
デコーダにおける上記伸張手段は伸張したデータが正な
らば有効ビットの１／２ＬＳＢを加算し、負ならば（１
／２ＬＳＢ−１）を加算することを特徴とする請求項１
記載の高能率符号化方式。(3) The compressed difference data output means in the encoder rounds down the difference value less than the number of effective bits, and the decompression means in the decoder adds 1/2LSB of the effective bits if the decompressed data is positive, and if it is negative, ba(1
/2LSB-1) is added.
High-efficiency encoding method described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14664589A JPH0313012A (en) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | Highly efficient coding system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14664589A JPH0313012A (en) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | Highly efficient coding system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313012A true JPH0313012A (en) | 1991-01-22 |
Family
ID=15412416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14664589A Pending JPH0313012A (en) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | Highly efficient coding system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0313012A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089787A (en) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | Tracking apparatus |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP14664589A patent/JPH0313012A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089787A (en) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | Tracking apparatus |
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