JPH02237233A - 適応予測符号化・復号化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 適応予測符号化・復号化システムに関し、送信データの
冗長度の増加を極力抑えつつ、予測パラメータの伝送情
報に発生するエラーによる、復元されたデータの品質の
劣化を有効に防止することを目的とし、 送信側においては、入力信号をブロック単位に取り込ん
で予測分析をすることにより予測パラメータを求め、該
予測パラメータに基づき求めた予測信号と前記入力信号
との差分と、該予測パラメ一夕とを送信し、受信側にお
いては、前記予測パラメータを用いて前記予測信号を求
め、該予測パラメータと同時に受信した差分と該予測信
号との和を求めることにより前記入力信号を復元する適
応予測符号化・復号化システムにおいて、前記予測パラ
メータに誤り検出符号を付加して送信し、受信側にては
、該予測パラメータの誤り検出を行ない、誤りがあった
ときには、前のブロックの予測パラメータを用いて前記
予測信号を求めるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、適応予測符号化・復号化システムに関する。

音声データ信号、画像データ信号等を時間的にブロック
単位に区切って、予測分析を行ない、新ブロックのデー
タ信号を予測し、該新ブロックのデータ信号と予測した
データ信号との差分を求め、該差分データと、上記予測
に用いた予測パラメータとを送信することにより、デー
タを圧縮して送信し、受信側において、該予測パラメー
タから上記予測データ信号を求め、受信した差分との和
を求めることにより、上記データ信号を復元する適応予
測符号化・復号化方式は、良く知られている。

このような適応予測符号化・復号化システムにおいては
、回線状態等によって予測パラメータに誤りが生じた場
合には、復元されたデータの品質が致命的に劣化する。

例えば、近年、ディジタル無線等において、音声信号の
適応予測符号化・復号化が用いられているが、無線回線
におけるフェイジング等により、音声信号の予測パラメ
ータとして送信される、音声信号のピンチや予測係数等
にエラーが多く発生することが問題となっている。

そのため、適応予測符号化・復号化システムにおける予
測パラメータの伝送情報に発生するエラーに対する対策
が要望されている。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

従来、例えば、前記のディジクル無線システム等におい
ては、予測パラメータに誤り訂正符号を付加して送信し
、受信側において、該付加された誤り訂正符号によって
予測パラメータの伝送データ中の誤りビソトを発見して
修正するものがある。

しかしながら、誤り訂正符号は、伝送情報の冗長度を大
幅に増加させるので、符号化・復号化の本来の目的であ
る冗長度削減に反することになる。

特に、音声データの送受信の際には、予測パラメータの
データ量は音声の差分データ量に比較してさほど少なく
はないので、このような予測パラメータのデータに誤り
訂正符号を付加することによる冗長度の増加は、本来の
符号化の効果を大いに減ずるものとなる。

本発明は上記の問題点に鑑み、なされたもので、送信デ
ータの冗長度の増加を極力抑えつつ、予測パラメータの
伝送情報に発生するエラーによる、復元されたデータの
品質の劣化を有効に防止することが可能な適応予測符号
化・復号化システムを提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の基本構成図である。本図において、１
は差分手段、２は分析手段、３は第１の予測手段、４は
誤り検出符号発生手段、５は誤り検出手段、６は予測パ
ラメータ選択手段、７は予測パラメータ記憶手段、８は
第２の予測手段、そして、９は加算手段である。

分析手段２は、入力信号をブロック単位に取り込んで予
測分析をすることにより予測パラメータを求める。

第１の予測手段３は、該予測パラメータに基づき予測信
号を求める。

差分手段１は、前記入力信号と前記予測信号との差分を
求める。

これらは送信側に設けられる。

第２の予測手段８は、前記予測パラメータを用いて前記
予測信号を求める。

加算手段９は、前記差分と、前記第２の予測手段８にお
いて求めた予測信号との和を求める。

これらは受信側に設けられる。

本発明により前記送信側に更に設けられた誤り検出符号
発生手段４は、前記予測パラメータに対する誤り検出符
号を発生する。

本発明により前記受信側には更に上記誤り検出手段５、
予測パラメータ記憶手段７、そして、予測パラメータ選
択手段６が設けられる。

誤り検出手段５は、受信した予測パラメータと誤り検出
符号とから、該受信した予測パラメータにおける誤りを
検出する。

予測パラメータ記憶手段７は、過去のブロックの予測パ
ラメータを記憶する。

予測パラメータ選択手段６は、通常は受信した予測パラ
メータを、前記誤りが検出されたときは、前記予測パラ
メータ記憶手段７に記憶された過去のブロックの予測パ
ラメータを選択して前記第２の予測手段８に供給する。

〔作　用〕

送信側においては、入力信号をブロック単位に取り込ん
で予測分析をすることにより予測パラメータを求め、該
予測パラメータに基づき求めた予測信号と前記入力信号
との差分と、該予測パラメータとを送信し、受信側にお
いては、前記予測パラメータを用いて前記予測信号を求
め、該予測パラメータと同時に受信した差分と該予測信
号との和を求めることにより前記入力信号を復元する。

本発明により、前記予測パラメータは誤り検出符号と共
に送信され、受信側にては、該予測パラメータの誤り検
出を行ない、誤りがあったときには、過去のブロックの
予測パラメータを用いて前記予測信号を求め、受信デー
タを復元する。

一般に、誤り検出用の符号は、誤り訂正用の符号と比較
してかなり少ないデータ量で済む。したがって、冗長度
の増加が少なくなる。

また、伝送路において発生したエラーにより異常な値と
なった予測パラメータが用いられることばなくなるので
復元データの品質は改善される。

特に、前後のブロック間の相関の強いデータの場合には
、直前のブロックの予測パラメータを用いることにより
、品質の劣化はかなり少なくなる。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例として音声信号の符号化および
復号化を行なうシステムの構成を示すものである。

第２図において、１１は減算器、１２は分析手段、１３
は予測器、１４は誤り検出符号器、１５は量子化器、１
６は逆量子化器、１７は加算器、１８は多重化装置、２
０は伝送線路、２１ば多重分離装置、２２は誤り検出復
号器、２３はメモリ、２４はセレクタ、２５は予測器、
２６は加算器、そして、２７は逆量子化器である。

音声信号の符号化は、例えば、第３図に示すように、音
声を、所定のピンチを有する音源（声帯）からの声帯波
が、フィルタとしての声道を通過することにより形成さ
れるとするモデルに基づいて行なわれる。

したがって、この場合の予測パラメータは、上記のピッ
チと、声道を模擬する声道フィルタにおける予測係数が
主なものである。

また、音声の入力信号は、例えば、２　０ｍｓ程度の区
間に区切られ、各区間の音声信号が１フレームのデータ
を構成する。

第２図の分析手段１２においては、線型予測分析により
、上記の予測パラメータの最適なものを求める。この予
測パラメータは、送信されるために多重化装置１８に人
力される。

予測器１３は、自己の内部に記憶するデータと上記予測
パラメータに基づいて予測信号を求め、減算器１１にお
いて、入力信号との差分が求められる。

該差分は、量子化器１５において量子化され、送信され
るために多重化装置１８に入力される他、逆量子化器１
６において逆量子化され、さらに、加算器１７において
前記予測信号との和が求められることにより、入力信号
が復元されて予測器１３に供給される。これが以降の予
測信号の生成に用いられる。

本発明により設けられた誤り検出符号器１４は、前記予
測パラメータに対して誤り検出符号を発生し、送信のた
めに多重化装置１８に入力する。

多重化装置１８は、上記差分データ、予測パラメータ、
および該予測パラメータに対する誤り検出符号を多重化
して伝送路２０上に送出する。

受信側においては、多重分離装置２１は、伝送路２０上
を伝送されてきた多重化された信号から上記差分データ
、予測パラメータ、および該予測パラメータに対する誤
り検出符号を分離して、それぞれ、差分データは逆量子
化器２７へ、予測パラメータはセレクタ２４と誤り検出
復号器２２とへ、そして、誤り検出符号は誤り検出復号
器２２へ出力する。

誤り検出復号器２２は、上記予測パラメータと誤り検出
符号とから該予測パラメータ中の誤りを検出して、その
出力により、前記セレクタ２４を制御する。

セレクク２４ば、前記受信した予測パラメータと、メモ
リ２３に記憶される予測パラメータとのうち、一方を選
択して予測器　２５に供給する。

該選択は、通常は受信した予測パラメータを出力し、前
記誤り検出復号器２２が誤りを検出したときには、該メ
モリ２３に記憶する予測パラメータを選択するように行
なわれる。

該セレクタ２４の出力は、上記予測器２５に供給される
他に、上記メモリ２３に入力されて、その記憶内容を更
新する。

予測器２５は、上記予測パラメータと自己が記憶する過
去のデータとに基づいて予測信号を生成し、加算器２６
に供給する。

加算器２６ば、前記逆量子化器２７にて逆量子化された
差分データと上記予測信号との和を求め、これが復元さ
れたデータ、すなわち、音声再生信号となる。

該音声再生信号は、また、予測信号の作成のために予測
器２５にも入力される。

音声信号の１音の長さは、通常、長さ２　０　ｍ　ｓの
音声フレームの数フレーム分以上の長さに及び、この間
、上記の予測パラメータは殆ど共通である。

したがって、例え、１つのフレームのデータに誤りがあ
っても、その前のフレームの予測バラメタを用いること
により、再生した音声信号の品質は殆ど低下しない場合
が多い。

また、あるフレームでエラーが検出され、過去のフレー
ムの予測パラメータが用いられたとしても、次以降のフ
レームで誤りが回復すれば、システムは通常どおりの動
作に直ちに復帰する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、送信データの冗長度の増加を極力抑え
つつ、予測パラメータの伝送情報に発生するエラーによ
る、復元されたデータの品質の劣化を有効に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、 第２図は木発明の実施例の構成図、そして、第３図は音
声生成過程をモデル化して示す図である。 〔符号の説明〕 １・・・差分手段、２・・・分析手段、３・・・第１の
予測手段、４・・・誤り検出符号発生手段、５・・・誤
り検出手段、６・・・予測パラメータ選択手段、７・・
・予測パラメータ記憶手段、８・・・第２の予測手段、
９・・・加算手段、１１・・・減算器、１２・・・分析
手段、１３・・・予測器、１４・・・誤り検出符号器、
１５・・・量子化器、１６・・・逆量子化器、１７・・
・加算器、１８・・・多重化装置、２０・・・伝送線路
、２１・・・多重分離装置、２２・・・誤り検出復号器
、２３・・・メモリ、２４・・・セレクク、２５・・・
予測器、２６・・・加算器、２７・・・逆量子化器。 本発明の基本構成を示す図 第］　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信側においては、入力信号をブロック単位に取り
   込んで予測分析をすることにより予測パラメータを求め
   、該予測パラメータに基づき求めた予測信号と前記入力
   信号との差分と、該予測パラメータとを送信し、受信側
   においては、前記予測パラメータを用いて前記予測信号
   を求め、該予測パラメータと同時に受信した差分と該予
   測信号との和を求めることにより前記入力信号を復元す
   る適応予測符号化・復号化システムにおいて、前記予測
   パラメータに誤り検出符号を付加して送信し、受信側に
   ては、該予測パラメータの誤り検出を行ない、誤りがあ
   ったときには、前のブロックの予測パラメータを用いて
   前記予測信号を求めることを特徴とする適応予測符号化
   ・復号化システム。 ２、入力信号をブロック単位に取り込んで予測分析をす
   ることにより予測パラメータを求める分析手段（２）と
   、 該予測パラメータに基づき予測信号を求める第１の予測
   手段（３）と、 前記入力信号と前記予測信号との差分を求める差分手段
   （１）とを送信側に有し、 前記予測パラメータを用いて前記予測信号を求める第２
   の予測手段（８）と、 前記差分と、前記第２の予測手段（８）において求めた
   予測信号との和を求める加算手段（９）とを受信側に有
   してなる適応予測符号化・復号化システムにおいて、 前記送信側に、前記予測パラメータに誤り検出符号を発
   生する誤り検出符号発生手段（４）を設けて該誤り検出
   符号を該予測パラメータと共に送信し、 前記受信側に、 受信した予測パラメータと誤り検出符号とから該受信し
   た予測パラメータにおける誤りを検出する誤り検出手段
   （５）と、 過去のブロックの予測パラメータを記憶する予測パラメ
   ータ記憶手段（７）と、 通常は受信した予測パラメータを、前記誤りが検出され
   たときは、前記予測パラメータ記憶手段（７）に記憶さ
   れた過去のブロックの予測パラメータを選択して前記第
   ２の予測手段（８）に供給する予測パラメータ選択手段
   （６）とを設けてなることを特徴とする適応予測符号化
   ・復号化システム。