JPH02239300A - 音声符号器及び音声復号器 - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明は、音声信号の符号化方式の一つである波形符号
化方式で、特に適応デルタ変調（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄ
ｅｌＬａ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ以下ＡＤＭと略称する
）符号化方式における音声符号器及び音声復号器に関す
るものである． （従来技術とその問題点） ＡＤＭ符号化方式は、伝送中の符号誤りによる影響が少
なく、他の符号化方式に比べて同期が簡単であり小形で
低消費電力などといった特長を有・するため、ディジタ
ル移動無線等に応用されている。

第４図はＡＤＭ符号化方式の従来の符号器２２及び復号
器２３のブロック図である。図において、■は符号器の
アナログ入力信号、■は符号器２２で符号化されたディ
ジタル出力信号、■は復号器２３のディジタル入力信号
、■は復号器２３で復号化されたアナログ出力信号であ
る。符号器２２を構成する１は減算器（ＤＥＣ）　、２
は量子化器（ＱＴＺ）、３は符号化器（ＤＣ；Ｔ）　、
４はステップ幅制御器（ＳＴＰ）、５は加算器（ＡＤＤ
）、６は遅延素子（Ｄ）である。符号器２２で符号化さ
れたディジタル出力信号■は、例えば、１６ｋｂｐｓの
伝送速度で無線あるいは有線伝送路に送出される。受信
側の復号器２３を構成する１０は復号化器（ＤＥＴ）、
９はステップ幅制御器（ＳＴＰ）　、１１は加算器（Ａ
ＤＤ）、１２は遅延素子（Ｄ）であり、符号器２２の逆
操作でアナログ波形に復号されアナログ出力信号■とし
て出力される。尚、データは■，■のディジタル送受信
データを除き、量子化ビット数に対応した２進数値が用
いられる。

第２図は第４図の回路の動作原理を説明する波形例図で
ある。横軸は時間を縦軸は振幅を表す。

第２図及び第４図について基本動作を説明する。

減算器１の入力であるアナログ音声入力信号■をＸ　（
ｎＴ）とする。時分割された１ビット前の減算器ｌから
の出力Ｚ　（ｎＴ）が量子化器２で量子化され加算器５
で加算された予測信号Ｙ　（ｎＴ）は遅延素子６で１ビ
ット分の遅延時間Ｔだけ遅れＹ（ｎＴ−’！’）となっ
て減算器１に入力される。ここで、今回の入力Ｘ　（ｎ
Ｔ）と比較減算が行われる。従って、減算器１の出力Ｚ
　（ｎＴ）は次式で示される。

Ｚ　　（ｎＴ）＝　　Ｘ　　（ｎＴ）−　　Ｙ　　（ｎ
Ｔ　　　−７）この出力Ｚ　（ｎＴ）とステップ幅制御
器４から出力されるステップ幅Δ（ｎＴ）が量子化器２
に加えられ、量子化器２の出力Ｑ　（ｎＴ）及び符号化
器３の出力Ｂ（ｎＴ）は、Ｚ　（ｎＴ）の正負によりそ
れぞれ次のようになる。

Ｚ　（ｎＴ）≧０のとき Ｑ　（ｎＴ）−十Δ（ｎＴ）　，　　　Ｂ　（ｎＴ）　
＝　１Ｚ　（ｎＴ）　＜　Ｏのとき Ｑ　（ｎＴ）　＝−Δ（ｎＴ）　　，　　Ｂ　（ｎＴ）
　＝　０符号化器３の出力Ｂ　（ｎＴ）はステップ幅制
御器４に加えられてその出力ステップ幅Δ（ｎＴ）は、
連続する符号化器３の出力Ｂ　（ｎＴ）により増減する
。

すなわち、第２図に示すようにアナログ音声波形■が時
分割されるビット毎に曲線■と階段状波形Ｙ　（ｎＴ）
とが比較され、遅延時間Ｔ毎に繰り返されて送信ディジ
タル信号■として出力される。

加算器５からの出力である予測信号Ｙ　（ｎＴ）は、後
述する復号器２３の出力■の復号信号と同じ波形になる
ことが原波形に近い出力を得る条件である。

一方、復号器２３のディジタル入力信号■は、復号化器
１０，ステップ幅制御器９，加算器１１，遅延素子１２
によって符号器２２と逆の処理が行われ、アナログ出力
信号■すなわちＹ　（ｎＴ）が出力され音声信号が再生
される， 符号器２２．　２３のステップ幅制御器４，９のステッ
プ幅Δ（ｎＴ）の値は、例えば、３〜４ビットの区分で
連続して同じ符号のときステップ幅Δ（ｎＴ）は１．４
倍となり、異符号のとき０．９８倍となる。

さて、以上述べた動作原理に基づいた従来回路における
問題点について以下に述べる。

第３図は、符号器２２と復号器２３の動作を説明する波
形例図である。横軸は時間むを、縦軸は振幅を示す。図
において、■は入力音声信号、■の階段状波形は、回路
及び伝送路が正常な時の受信側復号器の出力波形である
。入力音声信号■を符号化した送信出力ディジタル信号
が（１１０１１０１０１００−・・一・〕のとき伝送路
の状態が悪いために伝送中に符号誤りを受け、第３図の
受信側のディジタル入力信号■のように３番目のビット
がＯから１に変わったとき、復号器ではそのビットにお
ける振幅が増大して出力波形■は波形ａのようになりア
ナログ音声信号になったとき原波形に比？て大きく変化
して音声が劣化することを示している． このように従来の回路構成では、デイジタル送受信デー
タ■と■との伝送路間で伝送中の符号誤りが発生した場
合、誤りの発生状況により振幅変動を起こす欠点があり
、特に、振幅が増大する方向すなわち送信信号のｒ■，
が伝送中にｒｌＪに変わるような符号誤りが発生した場
合には音声聴感上の劣化が大きいという問題点があった
。

（発明の目的） 本発明の目的は、前述ような伝送中の符号誤り発生時の
特に振幅増大による音声聴感上の劣化を抑えるようにし
たＡＤＭ符号化方式における音声符号器及び音声復号器
を提供することにある。

（発明の構成および作用） 本発明は、ビット毎に復号された信号Ｙ　（ｎＴ）とス
テップ幅Δ（ｎＴ）のｋ倍（ｋは２〜４程度で任意に設
定される）とを比較し、出力信号Ｙ　（ｎＴ）が△（ｎ
Ｔ）　Ｘ　ｋより大きいときＹ　（ｎＴ）を減衰させる
ように構成されたことを大きな特徴とするものである。

以下図面により本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の回路構成を示すブロック
図である。図において、符号器２０と復号器２１にそれ
ぞれ配置された７と１３は本発明の特徴を発揮するため
の比較減衰器（ＬＭ）である。その他の符号器２０の中
の１〜６、及び復号器２ｌの中の９〜１２はそれぞれ第
４図に示した従来の回路と同じである。

第５図は比較減衰器７及び１３の実施例を示す回路ブロ
ック図である。ｌ４は入力信号の振幅をｋ倍する増幅器
、１５は２つの入力電圧を比較しその大なる方のみを出
力する比較器、１６は減衰器、１７は切替器である．す
なわち、比較減衰器７．１３は、ステップ幅制御器４ま
たは９の出力ステップ幅Δ（ｎＴ）を一方の入力端子か
ら入力して増幅器１４によって電圧をｋ倍し、他方の端
子から入力される予測信号（符号器の場合）及び復号信
号（復号器の場合）Ｙ（ｎＴ）の振幅の絶対値と比較器
１５によって比較して切替器１７を切替えて次のような
減衰制御を行い出力するものである。

Ｙ（ｎＴ）ｌ≧△（ｎＴ）　Ｘ　ｋのとき切替器１７を
Ｃに切替えてＹ　（ｎＴ）をＹ　（ｎＴ）　Ｘ　Ｐにし
て出力する。

ｌ　Ｙ（ｎＴ）　ｌ　＜Δ（ｎＴ）　Ｘ　ｋのときは切
替器１７をｄに切替えてＹ　（ｎＴ）をそのまま出力す
る。

但し、ｋは２〜４の範囲で任意に設定される係数である
。また、ＰはＹ　（ｎＴ）を減衰させる係数であり、１
より小さ＜　０．８＜　Ｐ　＜０．９９の範囲で設定さ
れる。

この設定条件は、符号器２０における比較減衰器７に入
力する予測信号Ｙ　（ｎＴ）と、復号器２１における比
較減衰器１３に入力する復号信号Ｙ　（ｎＴ）とを同じ
波形にするために両比較減衰器７，１３にそれぞれ設定
される。

第３図は、Ｙ　（ｎＴ）の波形が主に正の部分について
表してあり、符号「０」が「１」に変わって振幅が増大
し、Ｙ　（ｎ？）がΔ（ｎＴ）　Ｘ　ｋを超えたとき比
較減衰器１３が動作してＹ　（ｎＴ）をＰ倍に減衰させ
る。

しかし、符号「１」がくるべきところ「０」がきたとき
は比較減衰器１３は動作しない。Ｙ　（ｎＴ）は絶対値
について制御されるため波形が負の部分でも同様な効果
があることは明らかである。

従って、ディジタルデータ■と■との伝送路間で伝送中
に符号誤りが発生した場合、復号された信号が符号誤り
のために正又は負で増大した振幅を減衰させる効果をも
つ。

第３図において、伝送中に符号誤りが発生し、受信入力
データ■の３番目のビットが「０」であるべきところ「
１」になった場合、従来の回路では復号波形ａとなり、
本発明による回路では復号波形ｂとなる。ここでは、ｋ
＝３．０　，　　Ｐ＝０．９の場合を示した． このように、符号誤りが、受信波形の正又は負のいずれ
の範囲でも振幅が増大する方向に発生した場合、従来の
回路では波形ａのようにかなりの振幅増大が発生するが
、本発明による回路では波形ｂのように振幅増大が抑え
られ原波形に近い復号化波形が得られることがわかる。

また、符号誤りが発生しない場合には、この比較減衰器
１３による影響はない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明を実施することによ
り、雑音等の多い伝送路の符号誤りによる復号波形の乱
れを軽減することができ、陸上移動通信等伝送中の符号
誤りの大きい回線に用いる場合、従来の回路に僅かな回
路部を追加するだけで、経済的で、音質劣化の少ない音
声復号器を実現することができ、大きい効果がある。

号器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）適応デルタ変調符号化方式によってアナログ入力
   信号を符号化する音声符号器において、前記アナログ入
   力信号が量子化され加算された予測信号を１ビット分遅
   延させた信号とステップ幅制御器のステップ幅出力とを
   入力し前記１ビット分遅延させた信号の振幅の絶対値と
   前記ステップ幅出力をｋ倍（ｋ＝２〜４）した信号の振
   幅とを１ビット毎に比較して前記１ビット分遅延させた
   信号の振幅の絶対値が前記ステップ幅出力をｋ倍した信
   号の振幅を超えたとき前記予測信号の振幅をＰ倍（０．
   ８＜Ｐ＜０．９９）するような比較減衰器を備えたこと
   を特徴とする音声符号器。
2. （２）適応デルタ変調符号化方式によりディジタル化さ
   れた信号を受信してアナログ信号に復号化する音声復号
   器において、 復号化された出力信号を１ビット分遅延させた信号とス
   テップ幅制御器のステップ幅出力とを入力し前記１ビッ
   ト分遅延させた信号の振幅の絶対値と前記ステップ幅出
   力をｋ倍（ｋ＝２〜４）した信号の振幅とを前記受信デ
   ィジタル信号のビット毎に比較して前記１ビット分遅延
   させた信号の振幅の絶対値が前記ステップ幅出力をｋ倍
   した信号の振幅を超えたとき前記復号化された出力信号
   の振幅をＰ倍（０．８＜Ｐ＜０．９９）するような比較
   減衰器を備えたことを特徴とする音声復号器。