JPH10233691A - Encoding system and decoding system - Google Patents
Encoding system and decoding systemInfo
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- JPH10233691A JPH10233691A JP8326098A JP8326098A JPH10233691A JP H10233691 A JPH10233691 A JP H10233691A JP 8326098 A JP8326098 A JP 8326098A JP 8326098 A JP8326098 A JP 8326098A JP H10233691 A JPH10233691 A JP H10233691A
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- unit
- block
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は音声、オーディオな
どを効率良く符号化復号する方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for efficiently encoding and decoding voice, audio, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】音声やオーディオ信号などのディジタル
符号化方式では、信号の冗長性を利用して信号伝達に必
要な伝送量を削減する。ここではアイ・エス・オー/ア
イ・イー・シー(International Org
anisation forStandardisat
ion/International Electro
technical Comission)の国際規格
(International Standard)1
1172−3のレイヤ(Layer)1で定められた符
号化方式を例に図3と図4を用いて説明する。2. Description of the Related Art In a digital encoding system for speech and audio signals, the amount of transmission required for signal transmission is reduced by utilizing signal redundancy. Here, IS O / I EC (International Org)
announcement forStandardisat
ion / International Electro
Technical Commission International Standard (International Standard) 1
A description will be given of an example of an encoding method defined by the layer 1 of Layer 1172-3 with reference to FIGS.
【0003】従来の符号化器は、入力端子1、信号変換
部2、分析部3、量子化部選択部4、量子化部、多重化
部6、出力端子7から構成される。量子化部としては量
子化ステップ数を変えたものを複数用意する。本例で
は、説明の簡単化のため、3ステップ量子化部51、7
ステップ量子化部52、15ステップ量子化部53の3
種類を用意した場合について示す。A conventional encoder comprises an input terminal 1, a signal conversion unit 2, an analysis unit 3, a quantization unit selection unit 4, a quantization unit, a multiplexing unit 6, and an output terminal 7. A plurality of quantization units having different numbers of quantization steps are prepared. In this example, for simplicity of explanation, the three-step quantization units 51 and 7 are used.
Step quantizer 52, 15 step quantizer 53-3
The case where types are prepared will be described.
【0004】入力端子1からディジタル化されたオーデ
ィオ信号を入力する。信号変換部2では、32個のオー
ディオ信号サンプルが入力される毎に、入力されたオー
ディオ信号を帯域分割して32個の周波数信号に変換す
る。さらに、この32個の周波数信号を1組として、1
2組の周波数信号を蓄積する。各周波数毎に12個の周
波数信号をまとめたものを1ブロックと呼ぶ。A digital audio signal is input from an input terminal 1. The signal converter 2 divides the input audio signal into bands and converts it into 32 frequency signals every time 32 audio signal samples are input. Further, these 32 frequency signals are set as one set, and
Store two sets of frequency signals. A set of 12 frequency signals for each frequency is called one block.
【0005】分析部3は、各周波数信号を量子化すると
きに許容される誤差を計算する。例えば、符号化品質の
評価として客観的な信号対雑音比を用いる場合などに
は、許容誤差を各周波数信号で一定にする。また、オー
ディオ符号化などにおいては、信号対雑音比などの客観
的数値のみならず、試聴における主観的評価が重視され
ため、再生音の聴感的品質劣化を最小限に押さえるよう
符号化雑音をコントロールする必要がある。このため、
入力されたオーディオ信号と周波数信号の少なくとも一
方を基に、許容誤差を求める。[0005] The analyzer 3 calculates an allowable error when quantizing each frequency signal. For example, when an objective signal-to-noise ratio is used as an evaluation of coding quality, the allowable error is made constant for each frequency signal. In addition, in audio coding, etc., not only objective numerical values such as the signal-to-noise ratio, but also subjective evaluations in trial listening are emphasized, so the coding noise is controlled to minimize the perceived quality deterioration of the reproduced sound. There is a need to. For this reason,
An allowable error is obtained based on at least one of the input audio signal and the frequency signal.
【0006】量子化部選択部4は、後述するように、周
波数信号を量子化するときに使用する量子化部を各ブロ
ック毎に決定する。[0006] As will be described later, the quantization unit selection unit 4 determines a quantization unit to be used when quantizing a frequency signal for each block.
【0007】量子化部では、ブロック内の周波数信号の
振幅値情報を求め、これを用いて周波数信号を符号化し
て、振幅値情報と周波数信号の符号を出力する。振幅値
情報は、表1に示すように、2dBの精度で求める。具
体的には、バッファに蓄積された1ブロック内の周波数
信号を検査して最大振幅値を検出した後、2dBの刻み
で切り上げた値を振幅値とする。本規格では、63種類
の振幅値情報が準備されており、振幅値情報の伝送には
6ビットを要する。The quantization section obtains amplitude value information of the frequency signal in the block, encodes the frequency signal using the information, and outputs the amplitude value information and the sign of the frequency signal. The amplitude value information is obtained with an accuracy of 2 dB as shown in Table 1. Specifically, a frequency signal in one block stored in the buffer is inspected to detect a maximum amplitude value, and a value rounded up by 2 dB is set as an amplitude value. In this standard, 63 types of amplitude value information are prepared, and transmission of the amplitude value information requires 6 bits.
【0008】[0008]
【表1】 [Table 1]
【0009】量子化特性は本規格では線形である。周波
数信号の大きさをC、振幅値をL、量子化ステップ数を
Sとおくと、表2にしたがって量子化ステップ数Sから
求まる係数AとBを用いて(A×C/L+B)×(S+
1)/2を計算し、この計算結果の小数点以下を切捨て
た上位Nビットを取り出した後、このNビットの最上位
ビットを反転させることにより周波数信号の符号を求め
る。復号装置における逆量子化部では、この符号の最上
位ビットを反転させたQを求め、2×(Q+1)/S×
Lを計算することにより、周波数信号の逆量子化信号を
得る。The quantization characteristic is linear in this standard. Assuming that the magnitude of the frequency signal is C, the amplitude value is L, and the number of quantization steps is S, using the coefficients A and B obtained from the number of quantization steps S according to Table 2, (A × C / L + B) × ( S +
1) / 2 is calculated, the upper N bits obtained by rounding off the decimal portion of the calculation result are extracted, and the sign of the frequency signal is obtained by inverting the most significant bit of the N bits. The inverse quantization unit in the decoding device obtains Q by inverting the most significant bit of the code, and calculates 2 × (Q + 1) / S ×
By calculating L, an inverse quantization signal of the frequency signal is obtained.
【0010】[0010]
【表2】 [Table 2]
【0011】量子化と逆量子化の具体的な動作を、1ブ
ロックの周波数信号の大きさが0.10,−0.15,
−0.03,0.20,0.05,0.44,0.0
5,−0.11,0.32,−0.40,0.92,
0.04である場合を例に示す。The specific operations of the quantization and the inverse quantization are as follows. The magnitude of the frequency signal of one block is 0.10, -0.15,
−0.03, 0.20, 0.05, 0.44, 0.0
5, -0.11,0.32, -0.40,0.92
An example in which it is 0.04 is shown.
【0012】このブロックでは、最大振幅値は0.92
であるので、振幅値としては1.0(indexは3)
を選択する。15ステップ量子化を適用する場合に得ら
れる符号は、前述の計算により、8,6,7,9,7,
10,7,6,9,4,14,7となる。逆量子化部で
は、これらの符号を復号して、0.133,−0.13
3,0.0,0.267,0.0,0.4,0.0,−
0.133,0.267,−0.400,0.933,
0.0を得る。In this block, the maximum amplitude value is 0.92
Therefore, the amplitude value is 1.0 (index is 3)
Select The codes obtained when the 15-step quantization is applied are 8, 6, 7, 9, 7, 7,
10, 7, 6, 9, 4, 14, and 7. The inverse quantization unit decodes these codes to obtain 0.133, -0.13
3,0.0,0.267,0.0,0.4,0.0,-
0.133, 0.267, -0.400, 0.933,
0.0 is obtained.
【0013】15ステップ量子化器53では、一つの周
波数信号の符号を伝送するためには4ビット必要である
ので、ブロック内12個すべての周波数信号の符号を伝
送するために48ビットを、振幅値情報を伝送するため
に6ビットを、合計54ビットを要する。また、量子化
部選択部4が3ステップ量子化器を選択している場合で
は、得られる符号は、1,1,1,1,1,2,1,
1,1,0,2,1となる。逆量子化された値は、0.
0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.667,
0.0,0.0,0.0,−0.667,0.667,
0.0となる。In the 15-step quantizer 53, four bits are required to transmit the code of one frequency signal. Therefore, 48 bits are used to transmit the codes of all 12 frequency signals in the block. It takes 6 bits to transmit the value information, for a total of 54 bits. When the quantization unit selection unit 4 selects the three-step quantizer, the obtained code is 1,1,1,1,1,2,1,1,2.
1,1,0,2,1. The dequantized value is 0.
0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.667,
0.0, 0.0, 0.0, -0.667, 0.667,
0.0.
【0014】したがって、1ブロックを伝送するために
必要なビット数は、各周波数信号の3レベル量子化値を
表す2ビットを12サンプルと、ブロックの振幅値を表
す6ビットの合計30ビットである。Therefore, the number of bits required to transmit one block is a total of 30 bits, i.e., 12 samples of 2 bits representing the three-level quantization value of each frequency signal and 6 bits representing the amplitude value of the block. .
【0015】逆量子化の計算で示されるように、量子化
誤差の大きさは各ブロックの(振幅値L)/(量子化ス
テップ数S)に比例するので、量子化ステップ数Sが大
きいほど、周波数信号の量子化精度を高めることができ
る。しかしながら、量子化ステップ数Sが大きくなる
と、各符号を表すために必要なビット数Nが大きくな
り、伝送レートが高くなる。したがって、量子化部選択
部4は、各周波数信号の量子化誤差の大きさが、分析部
3の定める許容誤差の大きさと比例するよう調整をおこ
ないながら、すべての周波数信号を符号化するために必
要なビット数が、伝送レートから定まる範囲内に収まる
よう量子化部を決定する。As shown by the inverse quantization calculation, the magnitude of the quantization error is proportional to (amplitude value L) / (quantization step number S) of each block. , The quantization accuracy of the frequency signal can be improved. However, when the number of quantization steps S increases, the number of bits N required to represent each code increases, and the transmission rate increases. Therefore, the quantization unit selection unit 4 adjusts the magnitude of the quantization error of each frequency signal so as to be proportional to the magnitude of the allowable error determined by the analysis unit 3 and encodes all the frequency signals. The quantization unit is determined so that the required number of bits falls within a range determined by the transmission rate.
【0016】多重化部6では、各ブロックの量子化部選
択情報と量子化部出力を多重化してビットストリームを
形成して、出力端子7から出力する。The multiplexing unit 6 multiplexes the quantization unit selection information of each block and the quantization unit output to form a bit stream, and outputs the bit stream from an output terminal 7.
【0017】また、従来技術による復号器は、図4に示
すように入力端子11、分離部12、3ステップ逆量子
化部81、7ステップ逆量子化部82、15ステップ逆
量子化部83、信号逆変換部13、出力端子14とから
構成される。The conventional decoder comprises an input terminal 11, a separating unit 12, a three-step inverse quantizing unit 81, a seven-step inverse quantizing unit 82, a 15-step inverse quantizing unit 83, as shown in FIG. It comprises a signal inversion section 13 and an output terminal 14.
【0018】復号側では、入力端子11で多重化された
信号を受信し、分解部12で量子化部選択情報と量子化
部出力とに分離する。量子化部選択情報により、符号化
側における量子化方法に対応した逆量子化部を3ステッ
プ逆量子化部81、7ステップ逆量子化部82、15ス
テップ逆量子化部83から選択する。各逆量子化部で
は、量子化部出力を振幅値情報と周波数信号の符号に分
離し、前述したように、振幅値情報を用いて周波数信号
の符号を逆量子化して各ブロックの周波数信号を再生す
る。信号逆変換部13では、周波数信号を時間領域信号
に逆変換し、出力端子14から出力する。On the decoding side, the multiplexed signal is received at the input terminal 11 and separated by the decomposer 12 into quantizer selection information and quantizer output. According to the quantization unit selection information, an inverse quantization unit corresponding to the quantization method on the encoding side is selected from the three-step inverse quantization unit 81, the seven-step inverse quantization unit 82, and the 15-step inverse quantization unit 83. In each inverse quantization unit, the output of the quantization unit is separated into amplitude value information and the code of the frequency signal, and as described above, the code of the frequency signal is inversely quantized using the amplitude value information to obtain the frequency signal of each block. Reproduce. The signal inverse converter 13 inversely converts the frequency signal into a time domain signal and outputs the signal from the output terminal 14.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、ブロ
ック内で共通の一つの量子化部を用いる。したがって、
周波数成分の振幅分布が一様でない場合、例えば、ブロ
ック内で極小数の周波数信号のみが突出した大きさの振
幅を持つ場合などでは、量子化された符号が偏り、符号
化効率が劣化する。In the prior art, one common quantization unit is used in a block. Therefore,
When the amplitude distribution of the frequency components is not uniform, for example, when only a minimum number of frequency signals have a prominent amplitude in a block, the quantized code is biased, and the coding efficiency is degraded.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号を周
波数信号に変換し複数個をまとめてブロックを形成する
信号変換部と、入力信号と周波数信号を分析して許容誤
差を求める分析部と、許容誤差を参照しながら各ブロッ
クの周波数信号を量子化するときに用いる量子化部を複
数の量子化部から選択するための量子化部選択情報を出
力する量子化部選択部と、量子化部選択情報にしたがっ
て周波数信号を量子化して振幅情報と符号を計算する複
数の量子化部と、振幅情報と符号と量子化部選択情報を
多重化する多重化部と、から構成される符号化方式にお
いて、複数の量子化部がブロックのすべての周波数信号
を符号化する量子化部とブロックの一部の周波数信号の
みを符号化する量子化部とをそれぞれ一つ以上含むこと
を特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a signal converter for converting an input signal into a frequency signal to form a block by combining a plurality of signals, and an analyzer for analyzing the input signal and the frequency signal to obtain an allowable error. A quantization unit selection unit that outputs quantization unit selection information for selecting a quantization unit to be used when quantizing the frequency signal of each block from the plurality of quantization units while referring to the allowable error; A plurality of quantization units for quantizing the frequency signal according to the quantization unit selection information to calculate the amplitude information and the code, and a multiplexing unit for multiplexing the amplitude information, the code, and the quantization unit selection information. In the quantization method, the plurality of quantization units include one or more quantization units for encoding all frequency signals of the block and one or more quantization units for encoding only some of the frequency signals of the block. I do.
【0021】また、本発明は、入力信号を振幅情報と符
号と量子化部選択情報とに分離する分離部と、量子化部
選択情報にしたがって振幅情報を用いて符号を逆量子化
する複数の逆量子化部と、逆量子化部の出力をまとめて
信号変換する信号逆変換部と、から構成される復号方式
において複数の逆量子化部がブロックのすべての周波数
信号を復号する逆量子化部とブロックの一部の周波数信
号のみを復号する逆量子化部とをそれぞれ一つ以上含む
ことを特徴とする。Also, the present invention provides a separation unit for separating an input signal into amplitude information, a code, and quantization unit selection information, and a plurality of units for dequantizing the code using the amplitude information according to the quantization unit selection information. Inverse quantization in which a plurality of inverse quantizers decode all the frequency signals of a block in a decoding method including an inverse quantizer and a signal inverse transformer that performs signal conversion on outputs of the inverse quantizer collectively. And a dequantizer for decoding only a part of the frequency signal of the block.
【0022】振幅の突出した周波数信号に対しては、振
幅情報、極性情報、周波数指標を用いて量子化および逆
量子化をおこなう。Quantization and inverse quantization are performed on the frequency signal having a prominent amplitude using amplitude information, polarity information, and a frequency index.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
1と図2を参照しながら、説明する。なお、本発明の実
施の形態では、4種類の量子化部および逆量子化部を用
いる場合について記すが、量子化部および逆量子化部の
数に制限はない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Although the embodiment of the present invention describes a case where four types of quantization units and inverse quantization units are used, the number of quantization units and inverse quantization units is not limited.
【0024】本発明による符号化器は、入力端子1、信
号変換部2、分析部3、量子化部選択部4、量子化部、
多重化部6、出力端子7から構成される。量子化部とし
ては従来例に対応した、3ステップ量子化部51、7ス
テップ量子化部52、15ステップ量子化部53の3種
類に加えて、パルス量子化部50が準備される。The encoder according to the present invention comprises an input terminal 1, a signal conversion unit 2, an analysis unit 3, a quantization unit selection unit 4, a quantization unit,
It comprises a multiplexing unit 6 and an output terminal 7. As the quantization unit, a pulse quantization unit 50 is prepared in addition to the three types of three-step quantization unit 51, 7-step quantization unit 52, and 15-step quantization unit 53 corresponding to the conventional example.
【0025】入力端子1からディジタル化されたオーデ
ィオ信号が入力される。信号変換部2では、32個のオ
ーディオ信号サンプルが入力される毎に、入力されたオ
ーディオ信号を帯域分割して32個の周波数信号に変換
する。さらに、この32個の周波数信号を1組として、
12組の周波数信号を蓄積する。各周波数毎に12個の
周波数信号をまとめて、1ブロックを形成する。信号変
換として、帯域分割に代えてフーリエ変換や離散コサイ
ン変換などを用いて、周波数指標が連続する変換係数を
複数個まとめて1ブロックとしてもよい。A digitized audio signal is input from an input terminal 1. The signal converter 2 divides the input audio signal into bands and converts it into 32 frequency signals every time 32 audio signal samples are input. Furthermore, these 32 frequency signals are set as one set,
Twelve sets of frequency signals are stored. Twelve frequency signals are collected for each frequency to form one block. As the signal conversion, Fourier transform, discrete cosine transform, or the like may be used instead of band division, and a plurality of transform coefficients having continuous frequency indices may be combined into one block.
【0026】分析部3では、従来技術と同様の手法で、
入力されたオーディオ信号と周波数信号などを用いて、
許容誤差の大きさを各周波数信号毎に計算する。In the analysis unit 3, the same method as in the prior art is used.
Using the input audio signal and frequency signal,
The magnitude of the permissible error is calculated for each frequency signal.
【0027】量子化部選択部4は、各周波数信号の量子
化誤差の大きさが許容誤差の大きさに比例するよう調整
をおこないながら、すべてのブロックを符号化するため
に必要なビット数が伝送レートから定まる許容範囲内に
収まるよう、各ブロックで用いる量子化部を決定する。
決定された量子化部では、後述するように、各ブロック
の周波数成分を符号化する。The quantization section selection section 4 adjusts the magnitude of the quantization error of each frequency signal so as to be proportional to the magnitude of the permissible error, and adjusts the number of bits necessary for encoding all the blocks. The quantization unit used in each block is determined so as to fall within an allowable range determined from the transmission rate.
The determined quantization unit encodes the frequency component of each block as described later.
【0028】多重化部6では、各ブロックの量子化部選
択情報、量子化部出力を多重化してビットストリームを
形成し、出力端子7から出力する。The multiplexing unit 6 multiplexes the quantization unit selection information and the quantization unit output of each block to form a bit stream, and outputs the bit stream from an output terminal 7.
【0029】また、本発明による復号器は、入力端子1
1、分離部12、パルス逆量子化部80、3ステップ逆
量子化部81、7ステップ逆量子化部82、15ステッ
プ逆量子化部83、信号逆変換部13、出力端子14と
から構成される。The decoder according to the present invention has an input terminal 1
1, a separation unit 12, a pulse inverse quantization unit 80, a three-step inverse quantization unit 81, a seven-step inverse quantization unit 82, a 15-step inverse quantization unit 83, a signal inverse transformation unit 13, and an output terminal 14. You.
【0030】入力端子11で多重化された信号を受信
し、分離部12で量子化部選択情報と量子化部出力に分
離する。量子化部選択情報により、符号化側における量
子化方法に対応した逆量子化部をパルス逆量子化部8
0、3ステップ逆量子化部81、7ステップ逆量子化部
82、15ステップ逆量子化部83から選択する。選択
された逆量子化部は、後述するように、量子化部出力を
用いて各ブロックの周波数信号を再生する。信号逆変換
部13では、周波数信号を時間領域信号に逆変換し、出
力端子14から出力する。The multiplexed signal is received at an input terminal 11 and separated by a separation unit 12 into quantization unit selection information and a quantization unit output. According to the quantization unit selection information, the inverse quantization unit corresponding to the quantization method on the encoding side is set to the pulse inverse quantization unit 8.
A selection is made from the 0, 3 step inverse quantization section 81, the 7 step inverse quantization section 82, and the 15 step inverse quantization section 83. The selected inverse quantization unit reproduces the frequency signal of each block using the output of the quantization unit, as described later. The signal inverse converter 13 inversely converts the frequency signal into a time domain signal and outputs the signal from the output terminal 14.
【0031】以下に、量子化および逆量子化の動作に関
して具体例を複数示す。A plurality of specific examples of the operation of quantization and inverse quantization will be described below.
【0032】第一の例としては、各ブロックの周波数信
号を符号化するときに、振幅値が突出している周波数信
号をパルス量子化部で、その他の周波数信号を従来の量
子化器で符号化する。従来の技術で説明に利用した例で
は、周波数信号0.92をパルス量子化器で符号化し、
その他の周波数信号0.10,−0.15,−0.0
3,0.20,0.05,0.44,0.05,−0.
11,0.32,−0.28,0.04を従来と同じ量
子化器で符号化する。As a first example, when a frequency signal of each block is encoded, a frequency signal having a prominent amplitude value is encoded by a pulse quantization unit, and other frequency signals are encoded by a conventional quantizer. I do. In the example used in the description of the conventional technology, the frequency signal 0.92 is encoded by a pulse quantizer,
Other frequency signals 0.10, -0.15, -0.0
3, 0.20, 0.05, 0.44, 0.05, -0.
11, 0.32, -0.28, and 0.04 are encoded by the same quantizer as the conventional one.
【0033】パルス量子化部では、一つの周波数信号を
振幅値、極性、周波数指標を求め、出力する。周波数信
号0.92を処理する例では、従来技術と同じ表1で示
されるindexと振幅値情報の関係を適用する場合、
振幅値情報として1.0(indexは3)、極性情報
として正を出力する。周波数信号0.92はブロック内
では11番めであるので、周波数指標情報は11であ
る。このように、パルス量子化部の出力では、振幅情報
用に6ビット、極性情報用に1ビット、ブロック内の1
2個の信号のいずれかを同定する周波数指標情報用に4
ビット必要である。突出した信号を除外することによ
り、最大振幅値は0.92から0.44へと半分以下に
なる。したがって、これらの信号に対しては、振幅値は
0.5(indexは6)となる。量子化誤差の大きさ
は各ブロックの(振幅値L)/(量子化ステップ数S)
に比例するので、従来例で15ステップ量子化部および
逆量子化部を用いる場合と同程度の大きさの量子化誤差
で量子化をおこなうためには、必要ステップ数を15ス
テップから7ステップに削減でき、各符号を伝送するた
めに必要なビット数を4から3に削減できる。7ステッ
プ量子化器を用いて11個の周波数信号を量子化して得
られる符号は4,2,3,4,3,6,3,2,5,
0,3である。復号側では、これらの符号を復号して、
0.143,−0.143,0.0,0.143,0.
0,0.429,0.0,−0.143,0.286,
−0.429,0.0を得る。The pulse quantizer obtains an amplitude value, a polarity, and a frequency index for one frequency signal, and outputs it. In the example of processing the frequency signal 0.92, when applying the relationship between the index and the amplitude value information shown in Table 1 same as the related art,
1.0 (index is 3) is output as amplitude value information, and positive is output as polarity information. Since the frequency signal 0.92 is the eleventh in the block, the frequency index information is eleven. As described above, in the output of the pulse quantization unit, 6 bits for the amplitude information, 1 bit for the polarity information, and 1 bit in the block
4 for frequency index information identifying either of the two signals
A bit is needed. By excluding the salient signals, the maximum amplitude value is less than half from 0.92 to 0.44. Therefore, for these signals, the amplitude value is 0.5 (index is 6). The magnitude of the quantization error is (amplitude L) / (quantization step number S) of each block.
Therefore, in order to perform quantization with a quantization error of the same size as that in the conventional example using the 15-step quantization unit and the inverse quantization unit, the required number of steps is reduced from 15 steps to 7 steps. The number of bits required for transmitting each code can be reduced from four to three. Codes obtained by quantizing 11 frequency signals using a 7-step quantizer are 4, 2, 3, 4, 3, 6, 3, 2, 5,
0,3. On the decoding side, these codes are decoded,
0.143, -0.143, 0.0, 0.143, 0.
0, 0.429, 0.0, -0.143, 0.286,
-0.429, 0.0 is obtained.
【0034】最終的には、本発明を用いると、表3に示
すように合計50ビットで1ブロックのすべての周波数
信号の符号を伝送でき、従来技術を用いた場合の54ビ
ットに比較して、必要ビット数を削減できる。Finally, when the present invention is used, the codes of all the frequency signals in one block can be transmitted with a total of 50 bits as shown in Table 3, which is compared with 54 bits when the conventional technique is used. , The required number of bits can be reduced.
【0035】[0035]
【表3】 [Table 3]
【0036】次に、量子化ステップが3の場合につい
て、本発明のパルス量子化および逆量子化を使用する例
を、従来技術で示した入力信号の例を再び引用して説明
する。Next, for the case where the number of quantization steps is 3, an example of using the pulse quantization and the inverse quantization of the present invention will be described with reference again to the example of the input signal shown in the prior art.
【0037】ステップ数が3であるブロックでは、量子
化された周波数信号の大きさは、0と±(振幅値情報で
示される振幅値)との3種類となる。つまり、0を中心
にして、振幅が正と負のパルスを配置することにより、
このブロック内の周波数信号を表現できる。伝送すべき
情報は、ブロック内の信号に共通の振幅値情報を一つ
と、パルスにより模擬する周波数信号の周波数指標と極
性符号である。In a block having three steps, the magnitude of the quantized frequency signal is of three types: 0 and ± (amplitude value indicated by amplitude value information). In other words, by arranging positive and negative pulses around 0,
The frequency signal in this block can be represented. The information to be transmitted is one piece of amplitude value information common to the signals in the block, a frequency index of a frequency signal simulated by a pulse, and a polarity code.
【0038】従来技術で示した入力信号の例では、3個
のパルスによりブロックの周波数信号を模擬できるの
で、1ブロック内で表現できる周波数成分の数を4まで
に限定した場合のビット配分の例を表4に示す。パルス
により模擬する周波数信号は、ブロック内で6,10,
11番めの信号であるので、6,10,11の情報を周
波数指標として符号化する。それぞれの極性情報は正、
負、正である。振幅値情報としては、最大振幅値を元に
1.0(index=3)、または、模擬する3つの周
波数信号の振幅値の平均値を元に0.630(inde
x=5)を用いる。In the example of the input signal shown in the prior art, since the frequency signal of the block can be simulated by three pulses, an example of bit allocation when the number of frequency components that can be expressed in one block is limited to four Are shown in Table 4. The frequency signal simulated by the pulse is 6, 10,
Since it is the eleventh signal, the information of 6, 10, 11 is encoded as a frequency index. Each polarity information is positive,
Negative and positive. The amplitude value information is 1.0 (index = 3) based on the maximum amplitude value, or 0.630 (index) based on the average value of the amplitude values of the three simulated frequency signals.
x = 5) is used.
【0039】振幅値情報、周波数指標と極性符号に必要
なビット数はそれぞれ6,1,4ビットである。必要な
合計ビット数は23ビットであり、従来技術の例による
30ビットより少ない。The number of bits required for the amplitude value information, the frequency index, and the polarity code are 6, 1, and 4 bits, respectively. The total number of bits required is 23 bits, less than 30 bits according to the prior art example.
【0040】符号化する周波数信号の数情報用のビット
数を1,2,3,4ビットに変化させるとき、それぞれ
2,4,8,16個までの周波数信号を模擬できる。必
要ビット数は、模擬する周波数信号の数をMとおくと、
それぞれ、6+1+M×(4+1),6+2+M×(4
+1),6+3+M×(4+1),6+4+M×(4+
1)である。したがって、1ブロック内で表現できる周
波数成分の数を4までに限定すると、従来技術の3ステ
ップ量子化を使う場合に比較して、常に必要ビット数が
少なくなる。When the number of bits for the number information of the frequency signal to be encoded is changed to 1, 2, 3, or 4 bits, up to 2, 4, 8, and 16 frequency signals can be simulated, respectively. The required number of bits is M, where M is the number of frequency signals to be simulated.
6 + 1 + M × (4 + 1) and 6 + 2 + M × (4
+1), 6 + 3 + M × (4 + 1), 6 + 4 + M × (4+
1). Therefore, if the number of frequency components that can be represented in one block is limited to four, the required number of bits is always smaller than in the case of using the conventional three-step quantization.
【0041】[0041]
【表4】 [Table 4]
【0042】また、パルス量子化および逆量子化を使用
する場合は、符号化する周波数信号の選択に制限を加え
ることにより、ビット数を削減することができる。例え
ば、1ブロック内12個の周波数信号を各グループ4個
の3グループに分割し、各グループからは1個の周波数
信号のみを符号化するという制限を加える。グループの
分け方の例としては、第1グループには1,4,7,1
0番めの周波数信号を、第2番グループには2,5,
8,11番めの周波数信号を、第3番グループには3,
6,9,12番めの周波数信号を割当てる。各グループ
内から一つの周波数信号を選択する基準としては、振幅
値の大きさを用いる。When pulse quantization and inverse quantization are used, the number of bits can be reduced by limiting the selection of frequency signals to be encoded. For example, there is a restriction that 12 frequency signals in one block are divided into three groups of four groups, and only one frequency signal is encoded from each group. As an example of how to divide a group, the first group is 1, 4, 7, 1
The 0th frequency signal is assigned to the second group,
The eighth and eleventh frequency signals are assigned to the third group,
The sixth, ninth, and twelfth frequency signals are assigned. The magnitude of the amplitude value is used as a criterion for selecting one frequency signal from each group.
【0043】従来技術の項で示した周波数信号の例で
は、第1番グループでは10番めの周波数信号(−0.
40)が、第2番グループでは11番めの周波数信号
(0.92)が、第3番グループでは6番めの周波数信
号(0.44)が、グループ内で最も振幅が大きい。つ
まり、各グループ内に割当てられた周波数信号の中で
は、4,4,2番めの周波数信号が大きい。したがっ
て、振幅値情報に加えて、これらの選択された周波数信
号の周波数指標として4,4,2を、極性の情報とし
て、負、正、正を、伝送すれば、周波数信号を復号側で
再生することができる。このとき、前述の例と同様に、
振幅値としては、最大振幅値を元に1.0(index
は3)、または、模擬する3つの周波数信号の振幅値の
平均値を元に0.630(indexは5)を用いる。In the example of the frequency signal shown in the section of the prior art, the tenth frequency signal (−0.
40), the eleventh frequency signal (0.92) in the second group and the sixth frequency signal (0.44) in the third group have the largest amplitude in the group. In other words, among the frequency signals assigned to each group, the fourth, fourth, and second frequency signals are large. Therefore, if in addition to the amplitude value information, 4, 4 and 2 are transmitted as frequency indices of these selected frequency signals and negative, positive and positive are transmitted as polarity information, the frequency signal is reproduced on the decoding side. can do. At this time, as in the previous example,
The amplitude value is 1.0 (index) based on the maximum amplitude value.
Is 3) or 0.630 (index is 5) based on the average value of the amplitude values of the three frequency signals to be simulated.
【0044】1ブロックの周波数信号を伝送するために
必要なビット数は、表5に示すように、ブロックの振幅
値情報用に6ビット、各グループにおいて4個の周波数
信号からいずれか一つを選択するための指標用に2ビッ
トと、選択した周波数信号の振幅の極性を表すために1
ビットを必要とする。したがって、合計15ビットであ
り、前述の実施例よりも一層のビット量削減を可能とす
る。As shown in Table 5, the number of bits required to transmit one block of frequency signals is 6 bits for block amplitude value information, and one of four frequency signals is used in each group. Two bits are used as an index for selection, and one bit is used to indicate the polarity of the amplitude of the selected frequency signal.
Requires a bit. Therefore, the total number is 15 bits, and the bit amount can be further reduced as compared with the above-described embodiment.
【0045】[0045]
【表5】 [Table 5]
【0046】1ブロックの周波数信号のグループへの分
割では、グループの分け方の例としては、第1グループ
には1,2,3,4番めの周波数信号を、第2番グルー
プには5,6,7,8番めの周波数信号を、第3番グル
ープには9,10,11,12番めの周波数信号を割当
ててもよい。In the division of the frequency signals of one block into groups, as an example of how to divide the groups, first, second, third and fourth frequency signals are assigned to the first group, and 5th signals are assigned to the second group. , 6, 7, and 8 frequency signals, and the ninth, tenth, eleventh, and twelfth frequency signals to the third group.
【0047】[0047]
【発明の効果】ブロック内の一部の周波数信号のみを符
号化および復号することが可能なパルス量子化部50と
パルス逆量子化部80を追加することにより、量子化に
必要ビット数を削減することができる。したがって、ブ
ロック内で一部の周波数信号が他の周波数信号より振幅
が大きい信号源に対しては、従来例より少ないビット量
で同じ符号化品質を達成することができ、符号化効率を
向上できる。The number of bits required for quantization is reduced by adding a pulse quantizer 50 and a pulse inverse quantizer 80 capable of encoding and decoding only a part of frequency signals in a block. can do. Therefore, for a signal source in which some frequency signals have a larger amplitude than other frequency signals in the block, the same coding quality can be achieved with a smaller amount of bits than in the conventional example, and coding efficiency can be improved. .
【図1】本発明による符号化方式を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an encoding method according to the present invention.
【図2】本発明による復号方式を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a decoding method according to the present invention.
【図3】従来技術による符号化方式を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an encoding method according to the related art.
【図4】従来技術による復号方式を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a decoding method according to the related art.
1 入力端子 2 信号変換部 3 分析部 4 ビット割当て部 50 パルス量子化部 51 3ステップ量子化部 52 7ステップ量子化部 53 15ステップ量子化部 6 多重化部 7 出力端子 11 入力端子 12 分離部 80 パルス逆量子化部 81 3ステップ逆量子化部 82 7ステップ逆量子化部 83 15ステップ逆量子化部 13 信号逆変換部 14 出力端子 Reference Signs List 1 input terminal 2 signal conversion unit 3 analysis unit 4 bit allocation unit 50 pulse quantization unit 51 3 step quantization unit 52 7 step quantization unit 53 15 step quantization unit 6 multiplexing unit 7 output terminal 11 input terminal 12 separation unit Reference Signs List 80 pulse inverse quantizer 81 3-step inverse quantizer 82 7-step inverse quantizer 83 15-step inverse quantizer 13 signal inverse transform unit 14 output terminal
Claims (2)
とめてブロックを形成する信号変換部と、入力信号と周
波数信号を分析して許容誤差を求める分析部と、許容誤
差を参照しながら各ブロックの周波数信号を量子化する
ときに用いる量子化部を複数の量子化部から選択するた
めの量子化部選択情報を出力する量子化部選択部と、量
子化部選択情報にしたがって周波数信号を量子化して振
幅情報と符号を計算する複数の量子化部と、振幅情報と
符号と量子化部選択情報を多重化する多重化部と、から
構成される符号化方式において、複数の量子化部がブロ
ックのすべての周波数信号を符号化する量子化部とブロ
ックの一部の周波数信号のみを符号化する量子化部とを
それぞれ一つ以上含むことを特徴とする符号化方式。1. A signal conversion unit for converting an input signal into a frequency signal to collectively form a plurality of blocks to form a block, an analysis unit for analyzing the input signal and the frequency signal to obtain a permissible error, and referring to the permissible error. A quantization unit selection unit that outputs quantization unit selection information for selecting a quantization unit used when quantizing a frequency signal of each block from a plurality of quantization units; and a frequency signal according to the quantization unit selection information. A plurality of quantization units for quantizing the amplitude and calculating the amplitude information and the code, and a multiplexing unit for multiplexing the amplitude information, the code and the quantization unit selection information. A coding method, wherein the unit includes at least one quantization unit for coding all frequency signals of the block and one or more quantization units for coding only a part of the frequency signals of the block.
情報とに分離する分離部と、量子化部選択情報にしたが
って振幅情報を用いて符号を逆量子化する複数の逆量子
化部と、逆量子化部の出力をまとめて信号変換する信号
逆変換部と、から構成される復号方式において、複数の
逆量子化部がブロックのすべての周波数信号を復号する
逆量子化部とブロックの一部の周波数信号のみを復号す
る逆量子化部とをそれぞれ一つ以上含むことを特徴とす
る復号方式。2. A demultiplexer for separating an input signal into amplitude information, a code and quantization section selection information, and a plurality of inverse quantization sections for dequantizing the code using the amplitude information according to the quantization section selection information. And a signal inverse transform unit for converting the output of the inverse quantizer collectively and a signal inverse transform unit, wherein a plurality of inverse quantizers decodes all frequency signals of the block and a block. And a dequantizer for decoding only a part of the frequency signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8326098A JPH10233691A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Encoding system and decoding system |
Applications Claiming Priority (1)
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Related Parent Applications (1)
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---|---|---|---|
JP8001881A Division JP2820096B2 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Encoding and decoding methods |
Publications (1)
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JPH10233691A true JPH10233691A (en) | 1998-09-02 |
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JP8326098A Pending JPH10233691A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Encoding system and decoding system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021530769A (en) * | 2019-06-12 | 2021-11-11 | シャンハイ カンブリコン インフォメーション テクノロジー カンパニー リミテッドShanghai Cambricon Information Technology Co., Ltd. | Quantization parameter determination method and related products in neural networks |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP8326098A patent/JPH10233691A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021530769A (en) * | 2019-06-12 | 2021-11-11 | シャンハイ カンブリコン インフォメーション テクノロジー カンパニー リミテッドShanghai Cambricon Information Technology Co., Ltd. | Quantization parameter determination method and related products in neural networks |
JP2021177369A (en) * | 2019-06-12 | 2021-11-11 | シャンハイ カンブリコン インフォメーション テクノロジー カンパニー リミテッドShanghai Cambricon Information Technology Co., Ltd. | Neural network quantization parameter determination method and related products |
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