JPH0248835A - 適応型差分ｐｃｍ方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は適応型差分ＰＣＭ方式、特に、デジタル信号伝
送系、電話回線による有線伝送システム。

半導体メモリ等を使用した音声、音声などの録再システ
ムなどに好適な適応型差分ＰＣＭ方式に関する。

（従来技術） デジタル信号の伝送あるいは記録再生などに際して使用
される適応型差分ＰＣＭ方式としては。

従来から各種形式のものが数多く提案されて来ており、
本出願人会社においても例えば特公昭５９−５２５８５
号公報や特公昭６０−５３９７１号公報において、制限
されたビット数で伝送されるべき差分パルス符号変調（
差分ＰＣＭ）信号を、入力の差分信号の信号レベルに応
じて得た予測値に基づいてビットシフトを行うように適
応処理したり、あるいは制限されたビット数で伝送され
るべき差分パルス符号変調（差分ＰＣＭ）信号のビット
シフトの制御を、原−アナログ信号の大振幅の状態の検
出結果や高周波数の状態の検出結果も用いた予測値に基
づいて行うように適応処理したりして差分ＰＣＭ信号に
特有な勾配過負荷雑音と粒状雑音とが低減できるように
した差分ＰＣＭ信号によるデジタル信号伝送方式を提案
している。

第１１図は前記した公報に記載されている差分ＰＣＭ信
号によるデジタル信号伝送方式の構成原理の概略を示す
ブロック図であって、この第１１図において、１は伝送
、記録再生などの対象にされているアナログ信号形態の
原信号の入力端子であり、前記した入力端子１に供給さ
れたアナログ信号はアナログ・デジタル変換器（ＡＤ）
６において樺本化と量子化とが行われてデジタル信号Ｘ
ｎに、なされて減算器７に被減数信号Ｘｎとして供給さ
れる。

前記の減算器７には前記した被減数信号Ｘｎよりも１１
１１本化周期前の信号に対応している信号Ｙｎ−１が減
数信号として供給されているから、減算器７からは（Ｘ
　ｎ　−（Ｙｎ−１））　＝　ｄ　ｎで示される差分信
号ｄｎが出力されて適応量子化器８に供給され、前記の
適応量子化器８では、それに入力された差分信号ｄｎを
適応処理して所定のビット数に適応量子化された信号Ｐ
ｎとして出力するが、適応量子化器８における適応処理
は、適応化制御回路における比較器１２から供給される
制御信号に基づいて行われる。

前記した適応量子化器８からの出力信号Ｐｎは。

符号化系の出力信号として伝送系または記録媒体を介し
て復号化系に供給されるとともに、適応逆量子化ｌＩ９
と予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１とに供給されている
。

第１２図は前記した第１１図中に示されている予測信号
生成回路（ＰＧＣ）１１（第１１図中の復号化系中に使
用されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１８も同一構
成）の具体的な構成例を示すブロック図であって、この
第１２図に示されている予測信号生成回路（Ｐ　ＧＣ）
　１１　（１６）における端子３，４．５などは、第１
１図中に示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１
．１６に示されている端子３，４．５と対応している。

前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１は、次の標本
化時刻における信号の予測値が発生できるような構成で
あれば、どのような構成のものであフてもよいが、第１
２図に例示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１
は１例えば特公昭６〇−５３９７１号公報に記載の第２
図中に示されている予測信号生成回路と同様なものであ
る。

第１２図に示されている予測信号生成回路１１において
、適応量子化ｌＩ８からの出力信号Ｐｎが入力端子３を
介して供給された絶対値回路２７からの出力信号は、係
数回路２８で２倍にされて減算器３０に被減算信号とし
て供給されるとともに。

１標本化周期の遅延器２９を介して前記した減算器３０
に対して減算信号として与えられることにより、前記の
減算器３０から出力端子５には、１次線形予測による次
の標本化時刻における予測信号ｑｎが出力信号として送
出されて比較器（レベル比較＠）１２に与えられる。

比較器１２に供給された予測信号ｑｎは、基準信号発生
回路１３で発生された基準信号（ミニマムの基準信号は
ｏｏｏｏ、マキシマムの基準信号は０１１１）と比較器
１２で比較される。

比較器１２では前記した基準信号発生回路１３から供給
されている基準信号（ミニマムの基準信号はｏｏｏｏ、
マキシマムの基準信号は０１１１）と、それに供給され
た予測信号ｑｎとの信号レベルの比較を行って、比較さ
れた予測信号ｑｎが現在伝送中の信号の量子化幅を上ま
わる信号レベルの信号（マキシマムの基準信号０１１１
を上まわるレベルの信号）か、あるいは現在伝送中の信
号の量子化幅を丁亥おる信号レベルの信号（ミニマムの
基準信号００００を下まわるレベルの信号）か、もしく
は、比較された予測信号ｑｎがマキシマムの基準信号０
１１１とミニマムの基準信号００００との間に入ってい
る信号か、の比較結果に応じた制御信号Ｃｎを適応量子
化器８に供給する。

それで、適応量子化器８では１例えば次のような適応量
子化動作を行う、すなわち、まず（１）前記した比較器
１２における比較の結果として、比較された予測信号ｑ
ｎがマキシマムの基準信号０１１１とミニマムの基準信
号００００との間に入っている信号であるとされた場合
には、適応量子化器８はそれまでの動作条件と同一の動
作条件での動作を続行する。

（２）前記した比較＠１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を上まわる信号レベルの
信号（マキシマムの基準信号０１１１を上まわるレベル
の信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器
８では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツ
プだけ量子化幅が大きくなるように変化した状態で行わ
れるようになされる。

（３）前記した比較＠１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を下まわる信号レベルの
信号（ミニマムの基準信号００００を下まわるレベルの
信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器８
では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツプ
だけ量子化幅が小さくなるように変化した状態で行われ
るようになされる。

前記した（１）〜（３）の各場合に対応して前記した制
御信号が比較器１２から適応量子化器８に供給される他
に、インバータ１０を介して適応逆量子化器９に供給さ
れる。

前記のようにして適応量子化１８８から符号化系の出力
信号として伝送系または記録媒体を介して復号化系に供
給される出力信号Ｐｎは、１次線形予測による予測信号
（傾斜予測信号、微分予測信号）によって適応量子化器
８によって適応量子化して伝送、記録媒体等を介して復
号化系に供給されるとともに、適応逆量子化ｌＩ９に供
給される。

前記した適応逆量子化器９に供給された信号Ｐｎに対し
て行われる逆量子化処理は、適応化制御回路における比
較ｓ１２からインバータ１ｏを介して供給される制御信
号に基づいて行われて、前記した減算器２からの出力信
号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを発生し、それを加
算器１４に供給する。

前記した加算器１４では１標本化周期（１／ｆｓ）前の
予測信号Ｙ（ｎ−１）と前記の信号ｄｎハツトとを加算
して１次の予測信号Ｙｎを出力して、それをレジスタ１
５に供給する。前記のレジスタ１５はそれに供給され−
た一信一号を１標本化周期（１／ｆｓ）だけ遅延させて
出力する遅延器としての動作を行う。

次に、第１１図中の復号化系に供給された信号Ｐｎは、
適応逆量子化器１７と予測信号生成回路（ＰＧＣ）１６
とに供給される。予測信号生成回路（ＰＧＣ）１６では
前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１について説明
したと同様な動作を行って出力信号ｑｎを出力し、それ
を比較器１８に供給する。

比較＠ｉｓでは前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１
６のａカ信号ｑｎと基準信号発生回路１９で発生された
基準信号（ミニマムの基準信号は００００、マキシマム
の基準信号は０１１１　）とを比較する。比較器１８か
ら出力された制御信号Ｃｎは適応逆量子化器１７と予測
信号生成回路（Ｐ　Ｇ　Ｃ）　１６とに供給される。

前記の適応逆量子化器１７では前記の比較器１８から供
給される制御信号Ｃｎによって所定の適応逆量子化動作
を行い、既述した符号化系における減算器２からの出力
信号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを出力して、それ
を加算＠２０に供給する。

加算器２０からの出力信号ｚｎはデジタル・アナログ変
換器２２に供給されるとともに、１標本、化周期の遅延
を信号に与える遅延器２１に供給されており、前記した
遅延器２１の出力信号は加算器２０で前記の適応逆量子
化器１７の出力信号に加算される。そして、前記した加
算器２０からの出力信号ｚｎは既述したアナログ・デジ
タル変換器６からの出力信号Ｘｎと対応しており、また
。

前記したデジタル・アナログ変換器２２から出力端子２
に出力されるアナログ信号は、入力端子１に供給された
アナログ信号に対応しているものになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、第１１図及び第１２図を参照して説明した適
応型差分ＰＣＭ方式では、１次線形予測によって次の標
本化時刻における予測信号（１次線形予測による予測信
号（傾斜予測信号、微分予測信号））を発生させている
ために１例えば信号のピーク値付近においては実際の信
号と予測信号とが大きく食い違うことが起こる点が問題
になった。

第１３図は前記の問題点を説明するための図であって、
この第１３図において順次の標本化時刻ｔｌ、　ｔ２．
ｔ３・・・に示されている実線図示の矢印は実際の信号
の大きさを示したものであり、また。

順次の標本化時刻ｔｌ、　ｔ２．ｔ３・・・に示されて
いる点線図示の矢印は、その標本化時刻で１標本化周期
だけ後の時点における信号の大きさを予測した予測信号
の大きさを示したものである。

第１３図中において１例えば時刻ｔ３において時刻ｔ４
における信号を予測した予測信号ｑ４は時刻ｔ４におけ
る実際の信号Ｐ４と大きく食い違っているが、このよう
なことが起こることは忠実な信号の伝送、記録再生にと
って支障を来たすので。

それの改善が求められた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は１ｓ本化周期前の傾斜の大きさに基づいて予測
を行うようにした場合に従来生じていた予測値と実際の
値との間の大きな食い違いが生じないように、予測信号
を求めるための期間を実際の１標本化周期よりも短くし
て行うにした適応型差分ＰＣＭ方式、すなわち、アナロ
グ信号を標本化量子化して得たｎビットのデジタル信号
をｎ〉ｍの関係にあるｍビットのデジタル信号に符号化
し、前記の符号化されたｍビットのデジタル信号をｎビ
ットのデジタル信号に復号化する適応型差分ＰＣＭ方式
であって、入力信号と入力信号の１標本化周期前の信号
に対応する信号との差分を得る減算器と、前記の減算器
の出力信号を入力させて適応量子化した信号を発生し、
それを符号化系の出力信号として出力させる適応量子化
器と、前記した適応量子化器の出力信号を逆量子化して
前記した減算器の出力信号に対応している信号を発生さ
せる第１の適応逆量子化器と、前記した第１の適応逆量
子化器の出力信号と前記した入力信号の１標本化周期前
の信号に対応する信号とを加算する加算量と、前記の加
算器の出力信号を一標本化周期だけ遅延させる遅延器と
、前記した適応量子化量の出力信号に対してに倍（ただ
し、Ｋは２以上）の標本化周波数変換が行われた状態の
予測信号形成用信号を発生させる手段と、前記した予測
信号形成用信号を用いて１次線形予測による予測信号を
発生させる手段を含み前記した適応量子するための制御
信号を発生する第１の適応化制御回路とによって構成さ
れた符号化系と、前記の符号化系によって発生された信
号が入力信号として供給され、その入力信号に対してに
倍（ただし、Ｋは２以上）の標本化周波数変換が行われ
た状態の予測信号形成用信号を得る手段と、前記した子
午化量を適応的に制御するための制御信号を発生する第
２の適応化制御回路と、前記の符号化系によって発生さ
れた信号が入力信号として供給されるとともに、前記の
第２の適応化制御回路の出力信号によって動作が制御さ
れる第２の適応逆量子化器と、前記の第２の適応逆量子
化器の出力信号が一方入力信号として供給される加算器
と、前記の加算器の出力信号を遅延器で１標本化周期だ
け遅延させた信号を前記の加算器に他方入力信号として
供給する手段とによって構成された復号化系とからなる
適応型差分ＰＣＭ方式、及び、アナログ信号を標本化量
子化して得たｎビットのデジタル信号をｎ＞ｍの関係に
あるｍビットのデジタル信号に符号化し、前記の符号化
されたｍビットのデジタル信号をｎビットのデジタル信
号に復号化する適応型差分ＰＣＭ方式であって、入力信
号と入力信号の１標本イζ周期前の信号に対応する信号
との差分を得る減音器と、前記の減算器の出力信号を入
力させて適応量子化した信号を発生し、それを符号化系
の出力信号として出力させる適応量子化器と、前記した
適応量子化器の出力信号を逆量子化して前記した減算器
の出力信号に対応している信号を発生させる第１の適応
逆量子化器と、前記した第１の適応逆量子化器の出力信
号と前記した入力信号の１榎本−イヒ周期前の信号に対
応する信号とを加算する加算器と、前記の加算器の出力
信号を一標本化周期だけ遅延させる遅延器と、前記した
適応量子化器の出力信号における各標本化周期毎の信号
をニュートンの後進補間公式に従ってに個（ただし、Ｋ
は２、以上）の点で補間されている状態の予測信号形成
用信号を発生させる手段と。

前記した予測信号形成用信号を用いて１次線形予応的に
制御するための制御信号を発生する第１の適応化制御回
路とによって構成された符号化系と、前記の符号化系に
よって発生された信号が入力信号として供給され、その
入力信号における各標本化周期毎の信号をニュートンの
後進補間公式に従ってに個（ただし、Ｋは２以上）の点
で補間されている状態の予測信号形成用信号を発生させ
る手段と、前記した予測信号形成用信号を用いて１次線
制御信号を発生する第２の適応化制御回路と、前記の符
号化系によって発生された信号が入力信号として供給さ
れるとともに、前記の第２の適応化制御回路の出力信号
によって動作が制御される第２の適応逆量子化器と、−
１前記の第２の適応逆量子化器の出力信号が一方入力信
号として供給される加算器と、前記の加算器の出力信号
を遅延器で１標本化周期だけ遅延させた信号を前記の加
算器に他方入力信号として供給する手段とによって構成
された復号化系とからなる適応型差分ＰＣＭ方式、なら
びにアナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデ
ジタル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信
号に符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル
信号をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分
ＰＣＭ方式であって、入力信号と入力信号のＩＩ１本化
周期前の信号に対応する信号との差分を得る減算器と、
前記の減算器の出力信号を入力させて適応量子化した信
号を発生し、それを符号化系の出力信号として出力させ
る適応量子化器と、前記した適応量子化器の出力信号を
逆量子化して前記した減算器の出力信号に対応している
信号を一発生させる第１の適応逆量子化器と、前記した
第１の適応逆量子化器の出力信号と前記した入力信号の
１標本化周期前の信号に対応する信号とを加算する加算
器と、前記の加算器の出力信号を一標本化周期だけ遅延
させる遅延器と、前記した適応量子化器の出力信号にお
ける次の標本化時刻の直前の信号をニュートンの前進補
間公式に従って補間して予測信号を発生させる補間予測
信号生成回路と、前記した補間予に制御するための制御
信号を発生する第１の適応化制御回路とによって構成さ
れた符号化系と、前記の符号化系によって発生された信
号が入力信号として供給され、その入力信号における次
の標本化時刻の直前の信号をニュートンの前進補間公式
に従って補間して予測信号を発生させる補間予測化器を
適応的に制御するための制御信号を発生する第２の適応
化制御回路と、前記の符号化系によって発生された信号
が入力信号として供給されるとともに、前記の第２の適
応化制御回路の出力信号によって動作が制御される第２
の適応逆量子化器と、前記の第２の適応逆量子化器の出
力信号が一方入力信号として供給される加算器と、前記
の加算器の出力信号を遅延器で１標本化周期だけ遅延さ
せた信号を前記の加算器に他方入力信号として供給する
手段とによって構成された復号化系とからなる適応型差
分ＰＣＭ方式を提供するものである。

（実施例） 以下、本発明の適応型差分ＰＣＭ方式を添付図面を参照
しながら詳細に説明する。第１図及び第５図ならびに第
８図は本発明の適応型差分ＰＣＭ方式の６異なる実施態
様のブロック図であり、第２図乃至第４図は第１図示の
実施例を説明するための図、第６図及び第７図は第５図
示の実施例を説明するための図、第９図及び第１０図は
第８図示の実施例を説明するための図である。

まず、第１図に示されている本発明の適応型差分ＰＣＭ
方式は、標本化Ｒ期首の傾斜の大きさに基づいて予測を
行うようにした場合に従来生じていた予測値と実際の値
との間の大きな食い違いが生じないようにするために、
オーバーサンプリング技術を用いて予測信号を求める期
間が実際の１標本化周期よりも短くなるようにして、ア
ナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデジタル
信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信号に符
号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル信号を
ｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分ＰＣＭ
方式であって、入力信号Ｘｎと入力信号の１標本化周期
前の信号に対応する信号Ｙｎ−１との差分ｄｎを得る減
算器７と、前記の減算器７の出力信号ｄｎを入力させて
適応量子化した信号Ｐｎを発生し、それを符号化系の出
力信号として出力させる適応量子化器８と、前記した適
応量子化器８の出力信号Ｐｎを逆量子化して前記した減
算器７の出力信号ｄｎに対応している信号ｄｎハツトを
発生させる第１の適応逆量子化器９と、前記した第１の
適応逆量子化器９の出力信号ｄｎハツトと前記した入力
信号Ｘｎの１標本化周期前の信号に対応する信号Ｙｎ−
１とを加算する加算器１４と、前記の加算器１４の出力
信号を一標本化周期だけ遅延させる遅延器１５と、前記
した適応量子化器８の出力信号に対してに倍（ただし、
Ｋは２以上）の標本化周波数変換が行われた状態の予測
信号形成用信号を発生させる手段（２３）と、前記した
予測信号形成用信号を用いて１器とを適応的に制御する
ための制御信号を発生する第１の適応化制御回路（１１
〜１３）とによって構成された符号化系と、前記の符号
化系によって発生された信号Ｐｎが入力信号として供給
され、その入力信号に対してに倍（ただし、Ｋは２以上
）の標本化周波数変換が行われた状態の予測信号形成用
信号を得る手段（２５）と、前記した予測信号を適応的
に制御するための制御信号を発生する第２の適応化制御
回路（１６，１８，１９）と、前記の符号化系によって
発生された信号Ｐｎが入力信号として供給されるととも
に、前記の第２の適応化制御回路の出力信号によって動
作が制御される第２の適応逆量子化器１７と、前記の第
２の適応逆量子化１１１７の出力信号ｄｎハツトと、前
記の第２の適応逆量子化器の出力信号ｄｎハツトが一方
入力信号として供給される加算器２０と、前記の加算１
８２０の出力信号ｚｎを遅延器２１で１標本化周期だけ
遅延させた信号を前記の加算ｌ１２０に他方入力信号と
して供給する手段とによって構成された復号化系とから
なる適応型差分ＰＣＭ方式である。

第１図に示されている本発明の適応型差分ＰＣＭ方式に
おいて、第１１図を参照して説明した従来の適応型差分
ＰＣＭ方式と対応している構成部分には、第１１図中で
使用した図面符号と同一の図面符号を使用している（こ
の点は１本発明の適応型差分ＰＣＭ方式の他の実施例を
示している第５図及び第８図についても同様である）。

第１図において、１は伝送、記録再生などの対象にされ
ているアナログ信号形態の原信号の入力端子であり、前
記した入力端子１に供給されたアナログ信号はアナログ
・デジタル変換器（ＡＤ）６において標本化と量子化と
が行われてデジタル信号Ｘｎになされて減算器７に被減
数信号Ｘｎとして供給される。

前記の減算器７には前記した被減数信号Ｘｎよりも１標
本化周期前の信号に対応している信号Ｙｎ−１が減数信
号として供給されているから、減算［７からは（Ｘ　ｎ
　−（Ｙｎ−１））＝　ｄ　ｎで示される差分信号ｄｎ
が出力さ〜れて適応量子化器８に供給され、前記の適応
量子Ａヒ器８では、それに入力された差分信号ｄｎを適
応処理して所定のビット数に適応量子化された信号Ｐｎ
として出力するが、適応量子化器８におけ一番適応処理
は、適応化制御回路における比較器１２から供給される
制御信号Ｃｎに基づいて行われる。

前記した適応量子化器８からの出力信号Ｐｎは、符号化
系の出力信号として伝送系または記録媒体を介して復号
化系に供給されるとともに、予測信号生成回路（ＰＧＣ
）１１、及び適応逆量子化器９ならびに適応量子化器８
の出力信号に対してに倍（ただし、Ｋは２以上）の標本
化周波数変換が行われた状態の予測信号形成用信号を発
生させうるように構成されたＦｓ変換回路２３にも供給
されている（第２図乃至第４図を参照して行われている
以下の記載においては、前記したＫが５である場合を例
示している）。

前記したＦｓ変換回路２３（復号化系に設けられている
Ｆｓ変換回路２５も同じ）は、第２図中のブロック３１
の部分とブロック３２の部分とに示されているような機
能を有するものとして例えばデジタル・フィルタにより
構成される。

すなわち、前記したＦｓ変換回路２３（復号化系に設け
られているＦ８変換回路２５も同じ）は、第２図中のブ
ロック３１の部分に示されているように、適応量子化器
８からの出力信号における時間軸上で連続する２つのも
のの間、例えば第３図の（ａ）に示されているように適
応量子化器８からの出力信号Ｐｎ−１と、前記の出力信
号Ｐｎ−１から１標本化周期だけ後に現われる出力信号
Ｐｎとの間における適応量子化器８の出力信号に対して
５倍（Ｋ倍におけるＫが５の場合の例）の標本化周波数
変換が行われた場合には、前記した１標本化周期が（Ｋ
−１）＝４個に等分された時間位置に第３図の（ｂ）に
示されているようにそれぞれ０が挿入され、次いで、第
２図中・のブロック３２に示されているように低域通過
濾波器を通過させて折返・し歪が生じないようにしく第
４図の（ａ）〜（ｃ）参照）、Ｆｓ変換回路２３からは
適応量子化器８からの出力信号Ｐｎ−１と、前記の出力
信号Ｐｎ−１から１標本化周期の後に呪われる出力信号
Ｐｎとの間の（Ｋ−１）個ミ４個に等分された時間位置
が第３図の（、）に示されているようにＰ’５ｎ−１，
Ｐ’５ｎ−２，Ｐ’５ｒｒ３．Ｐ’５ｎ−４の各信号に
より補間された信号が出力されて、第２図中のブロック
３３で示されているような機能を有する予測信号生成回
路（Ｐ　Ｇ　Ｃ）１１に供給される。

第１２図は前記した第１図中に示されている予測信号生
成回路（ＰＧＣ）１１（第１図中の復号化系中に使用さ
れている予測信号生成回路（ｐ　ａ　ｃ）１６も同一構
成）の具体的な構成例を示すブロック図であって、この
第１２図に示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１
１（１６）における端子３゜４．５などは、第１図中に
示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１．１６に
示されている端子３．４．５と対応している。

前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１は、次の標本
化時刻における信号の予測値が発生できるような構成で
あれば、どのような構成のものであってもよいが、第１
２図に例示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１
は１例えば特公昭６０−５３９７１号公報に記載の第２
図中に示されている予測信号生成回路と同様なものであ
り、この第１２図に示されている予測信号生成回路１１
において、Ｆｓ変換回路２３からの出力信号Ｐｎ、Ｐ’
５ｎ−１，Ｐ’５ｎ−２，Ｐ’５ｎ−３，Ｐ’５ｎ−４
の各信号毎に、絶対値回路２７からの出力信号が係数回
路２８で２倍にされて減算器３０に被減算信号として供
給されるとともに、１ｓ本化周期の遅延器２９を介して
前記した減算器３０に対して減算信号として与えられる
ことにより、前記の減算器３０からａカ端子５には、１
次線形予測による次の標本化時刻における予測信号ｑｎ
、すなわち、次の（１）式％式％（１） によって示される信号ｑｎが出力信号として送出されて
比較器（レベル比較＠）１２に与えられる。

比較器１２に供給された予測信号ｑｎは、基準信号発生
回路１３で発生された基準信号（ミニマムの基準信号は
００００、マキシマムの基準信号は０１１１）と比較器
１２で比較される。

比較器１２では前記した基準信号発生回路１３から供給
されている基準信号（ミニマムの基準信号はｏｏｏｏ　
、マキシマムの基準信号は０１１１）と、それに供給さ
れた予測信号ｑｎとの信号レベルの比較を行って、比較
された予測信号ｑｎが現在伝送中の信号の量子化幅を上
まわる信号レベルの信号（マキシマムの基準信号０１１
１を上まわるレベルの信号）か、あるいは脣す伝送中の
信号の量子化幅を下まわる信号レベルの信号（ミニマム
の基準信号００００を下まわるレベルの信号）か、もし
くは、比較された予測信号ｑｎがマキシマムの基準信号
０１１１とミニマムの基準信号００００との間に入って
いる信号か、の比較結果に応じた制御信号Ｃｎを適応量
子化器８に供給する。

それで、適応量子化器８では、例えば次のような適応量
子化動作を行う、すなわち、まず、（１）前記した比較
器１２における比較の結果として、比較された予測信号
ｑｎがマキシマムの基準信号０１１１とミニマムの基準
信号００００との間に入っている信号であるとされた場
合には、適応量子化器８はそれまでの動作条件と同一の
動作条件での動作を続行する。

（２）前記した比較器１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を上まわる信号レベルの
信号（マキシマムの基準信号０１１１を上まわるレベル
の信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器
８では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツ
プだけ量子化幅が大きくなるように変化した状態で行わ
れるようになされる。

（３）前記した比較器１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を下まわる信号レベルの
信号（ミニマムの基準信号ａａｏｏを下まわるレベルの
信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器８
では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツプ
だけ量子化幅が小さくなるように変化した状態で行われ
るようになされる。

前記した（１）〜（３）の各場合に対応して前記した制
御信号が比較器１２から適応量子化器８に供給される他
に、インバータ１０を介して適応逆量子化器９に供給さ
れる。

前記のようにして適応量子化器８から符号化系の出力信
号として伝送系または記録媒体を介して復号化系に供給
される出力信号Ｐｎは、１次線形予測による予測信号（
傾斜予測信号、微分予測信号）によって適応量子化器８
によって適応量子化して伝送、記録媒体等を介して復号
化系に供給されるとともに、適応逆量子化器９に供給さ
れる。

前記した適応逆量子化器９に供給された信号Ｐｎに対し
て行われる逆量子化処理は、適応化制御回路における比
較器１２からインバータ１０を介して供給される制御信
号に基づいて行われて、前記した減算器２からの出力信
号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを発生し、それを加
算器１４に供給する。

前記した加算器１４では１標本化周期（１／ｆｓ）前の
予測信号Ｙ（ｎ−１）と前記の信号ｄｎハツトとを加算
して、次の予測信号Ｙｎを出力して、それをレジスタ１
５に供給する。前記のレジスタ１５はそれに供給された
信号を１＠本化周期（１／ｆｓ）だけ遅延させて出力す
る遅延器としての動作を行う。

次に第１図中の復号化系に供給された信号Ｐｎは、適応
逆量子化器１７と予測信号生成回路（ＰＧＣ）１６とに
供給される。予測信号生成回路（ＰＧＣ）１６では前記
した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１について説明した
と同様な動作を行って出力信号ｑｎを出力し、それを比
較器１８に供給する。

比較器１８では前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１
６の出力信号ｑｎと基準信号発生回路１９で発生された
基準信号（ミニマムの基準信号は００００、マキシマム
の基準信号は０１１１　）とを比較する。比較器１８か
ら出力された制御信号Ｃｎは適応逆量子化器１７と予測
信号生成回路（Ｐ　Ｇ　Ｃ）　１６とに供給される。

前記の適応逆電子゛化量１７では前記の比較器１８から
供給される制御信号Ｃｎによって所定の適応逆量子化動
作を行い、既述した符号化系における減算［！２からの
出力信号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを出力して、
それを加算器２ｏに供給する。

加算器２０からの出力信号ｚｎはデジタル・アナ９グ変
換器２２に供給されるとともに、ｉ１１本化周期の遅延
を信号に与える遅延器２１に供給されており、前記した
遅延器２１の出力信号は加算器２０で前記の適応逆量子
化器１７の出力信号に加算される。そして、前記した加
算器２０からの出力信号ｚｎは既述したアナログ・デジ
タル変換器６からの出力信号Ｘｎと対応しており、また
、前記したデジタル・アナログ変換器２２から出力端子
２に出力されるアナログ信号は、入力端子１に供給され
たアナログ信号に対応しているものになっている。

このように第１図に示されている本発明の適応型差分Ｐ
ＣＭ方式では、１次線形予測によって次の標本化時刻に
おける予測信号（１次線形予測による予測信号（傾斜予
測信号、微分予測信号））を発生させるのに、オーバー
サンプリング技術を用いて予測信号を求める期間が実際
の１標本化局期よりも短くなるようにしているので、標
本化周期前の傾斜の大きさに基づいて予測を行うように
した場合に従来生じていた予測値と実際の値との間の大
きな食い違いは第３図の（ｄ）に示されているように生
じないようにできる。

次に、第５図に示されている本発明の適応型差分ＰＣＭ
方式は、標本化周期前の傾斜の大きさに基づいて予測を
行うようにした場合に従来生じていた予測値と実際の値
との間の大きな食い違いが生じないようにするために、
ニュートンの後進補間公式を用いて予測信号を求める期
間が実際の１標本化周期よりも短くなるように補間して
、アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデジ
タル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信号
に符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル信
号をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分Ｐ
ＣＭ方式であって、入力信号Ｘｎと入力信号の１標本化
周期前の信号に対応する信号Ｙｎ−１との差分ｄｎを得
る減算器７と、前記の減算器７の出力信号ｄｎを入力さ
せて適応量子化した信号Ｐｎを発生し、それを符号化系
の出力信号として出力させる適応量子化器８と、前記し
た適応量子化器８の出力信号Ｐｎを逆量子化して前記し
た減算器７の出力信号ｄｎに対応している信号ｄｎハツ
トを発生させる第１の適応逆量子化器９と、前記した第
１の適応逆量子化器９の出力信号ｄｎハツトと前記した
入力信号Ｘｎの１標本化周期前の信号に対応する信号Ｙ
ｎ−１とを加算する加算１１１４と、前記の加算器１４
の出力信号を一標本化周期だけ遅延させる遅延器１５と
、前記した適応量子化器８の出力信号における各標本化
周期毎の信号をニュートンの後進補間公式に従ってに個
（ただし、Ｋは２以上）の点で補間されている状態の予
測信号形成用信号を発生させる手段３４と、前記した予
測信号形成用信号を用いて１化器９とを適応的に制御す
るための制御信号を発生する第１の適応化制御回路（１
１〜１３）とによって構成された符号化系と、前記の符
号化系で発生された信号Ｐｎが入力信号として供給され
、その入力信号Ｐｎにおける各標本化周期毎の信号をニ
ュートンの後進補間公式に従ってに個（ただし、Ｋは２
以上）の点で補間されている状態の予測信号形成用信号
を発生させる手段３５と、前記した予測信号形成用信号
を用いて１次線形予測による予測信号を発生させる手段
を含み、第２の珀適赴シ量子化器１７を適応的に制御す
るための制御信号を発生する第２の適応化制御回路（１
６，１８゜１９）と、前記の符号化系によって発生され
た信号が入力信号として供給されるとともに、前記の第
２の適応化制御回路（１６，１８，１９）の出力信号に
よって動作が制御される第２の適応逆量子化器１７と、
前記の第２の適応逆量子化器１７の出力信号が一方入力
信号として供給される加算器２ｏと、前記の加算器２０
の出力信号を遅延器２１で１標本化周期だけ遅延させた
信号を前記の加算器２０に他方入力信号として供給する
手段とによって構成された復号化系とからなる適応型差
分ＰＣＭ方式である。

第５図において、１は伝送、記録再生などの対象にされ
ているアナログ信号形態の原信号の入力端子であり、前
記した入力端子１に供給されたアナログ信号はアナログ
・デジタル変換器（ＡＤ）６において標本化と量子化と
が行われてデジタル信号Ｘｎになされて減算器７に被減
数信号Ｘｎとして供給される。

前記の減算器７には前記した被減数信号Ｘｎよりも１標
本化周期前の信号に対応している信号Ｙｎ−１が減数信
号として供給されているから、減算器７からは（Ｘ　ｎ
　−（Ｙ　ｎ−１））　＝　ｄ　ｎで示される差分信号
ｄｎが出力されて適応量子化器８に供給され、前記の適
応量子化器８では、それに入力された差分信号ｄｎを適
応処理して所定のビット数に適応量子化された信号Ｐｎ
として出力するが、適応量子化器８における適応処理は
、適応化制御回路における比較器１２から供給される制
御信号Ｃｎに基づいて行われる。

前記した適応量子化器８からの出力信号Ｐｎは、符号化
系の出力信号として伝送系または記録媒体を介して復号
化系に供給されるとともに、予測信号生成回路（ＰＧＣ
）１１、及び適応逆量子化器９ならびに前記した適応量
子化器８の出力信号における各標本化周期毎の信号をニ
ュートンの後進補間公式に従ってに個（ただし、Ｋは２
以上）の点で補間されている状態の予測信号形成用信号
を発生させる補間回路３４にも供給されている（第６図
及び第７図を参照して行われている以下の記載において
は、前記したＫが４である場合を例示している）。

前記した補間回路３４（復号化系に設けられている補間
回路３５も同じ）は、第６図中のブロック３６の部分に
示されているように、適応量子化器８の出力信号におけ
る各標本化周期毎の信号Ｐｎ−１，Ｐｎ−２−を、ｕ　
＝　（Ｘ−Ｘｏ）／　ｈとして、Ｎ　Ｉｆ　（ｘ）＝ｆ
ｏ＋　（ｕΔｆ−１）＋　［（ｕ（ｕ＋１）Δ”ｆｏ／
２１コ＋・・・−＋ｒ（ｕ（ｕ＋１）＝（ｕ　−ｎ　＋
１）Δｆ−ｎ／ｎ！］　　−（２）前記の（２）式で示
される階差による補間多項式、すなわち、ニュートンの
後進補間公式に代入して演算して、例えば前記の出力信
号Ｐｎ−１からの１＃Ａ本化周期かに＝４個に等分され
た時間位置に補間値Ｐ　’５ｎ−１，Ｐ　’５ｎ−２，
Ｐ　’５ｎ−３，Ｐ　’５ｎ−４を出力して、それが第
６図中のブロック３７で示されているような機能を有す
る予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１に供給される。

第１２図は前記した第１図中に示されている予測信号生
成回路（ＰＧＣ）１１（第５図中の復号化系中に使用さ
れている予測信号生成回路（Ｐ　Ｇ　Ｃ）１６も同一構
成）の具体的な構成例を示すブロック図であって、この
第１２図に示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１
１（１６）における端子３゜４．５などは、第５図中に
示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１．１６に
示されている端子３，４．５と対応している。

前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１は、次の標本
化時刻における信号の予測値が発生できるような構成で
あれば、どのような構成のものであってもよいが、第１
２図に例示されている予測信号生成回路（ＰＧＣ）１１
は、例えば特公昭６〇−５３９７１号公報に記載の第２
図中に示されている予測信号生成回路と同様なものであ
り、この第１２図に示されている予測信号生成回路１１
において、補間回路３４からの出力信号Ｐｎ、Ｐ’５ｎ
−１、Ｐ　’　５ｎ−２，Ｐ　’　５ｎ−３，Ｐ　’　
５ｎ−４の各信号毎に、絶対値回路２７からの出力信号
が係数回路２８で８倍にされて減算器３０に被減算信号
として供給されるとともに、Ｉ１１本化周期の遅延器２
９を介して前記した減算器３０に対して減算信号として
与えられることにより、前記の減算器３０から出力端子
５には、１次線形予測による次の標本化時刻における予
測信号ｑｎ、すなわち、次の（１）式％式％） によって示される信号ｑｎが出力信号として送出されて
比較器（レベル比較器）１２に与えられる。

比較器１２に供給された予測信号ｑｎは、基準信号発生
回路１３で発生された基準信号（ミニマムの基準信号は
００００、マキシマムの基準信号は０１１１）と比較器
１２で比較される。

比較器１２では前記した基準信号発生回路１３から供給
されている基準信号（ミニマムの基準信号は００００、
マキシマムの基準信号は０１１１）と、それに供給され
た予測信号ｑｎとの信号レベルの比較ぎ行って、比較さ
れた予測信号ｑｎが現在伝送中の信号の量子化幅を上ま
わる信号レベルの信号（マキシマムの基準信号０１１１
を上まわるレベルの信号）か、あるいは現在伝送中の信
号の量す化幅を下まわる信号レベルの信号（ミニマムの
基準信号００００を下まわるレベルの信号）か、もしく
は。

比較された予測信号ｑｎがマキシマムの基準信号０１１
１とミニマムの基準信号００００との間に入っている信
号か、の比較結果に応じた制御信号Ｃｎを適応量子化器
８に供給する。

それで、適応量子化器８では、例えば次のような適応量
子化動作を行う、すなわち、まず。

（１）前記した比較＄１２における比較の結果として、
比較された予測信号ｑｎがマキシマムの基準信号０１１
１とミニマムの基準信号００００との間に入っている信
号であるとされた場合には、適応量子化器８はそれまで
の動作条件と同一の動作条件での動作を続行する。

（２）前記した比較器１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を上まわる信号レベルの
信号（マキシマムの基準信号０１１１　ヲ上まわるレベ
ルの信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化
器８では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステ
ツプだけ量子化幅が大きくなるように変化した状態で行
われるようになされる。

（３）前記した比較器１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を下まわる信号レベルの
信号（ミニマムの基準信号００００を下まわるレベルの
信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器８
では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツプ
だけ量子化幅が小さくなるように変化した状態で行われ
るようになされる。

前記した（１）〜（３）の各場合に対応して前記した制
御信号が比較器１２から適応量子化器８に供給される１
他に、インバータ１０を介して適応逆量子化器９に供給
される。

前記のようにして適応量子化器８から符号化系の出力信
号として伝送系または記録媒体を介して復号化系に供給
される出力信号Ｐｎは、１次線形予測による予測信号（
傾斜予測信号、微分予測信号）によって適応量子化器８
によって適応量子化して伝送、記録媒体等を介して復号
化系に供給されるとともに、適応逆量子化器９に供給さ
れる。

前記した適応逆量子化器９に供給された信号Ｐｎに対し
て行われる逆量子化処理は、適応化制御回路における比
較＠１２からインバータ１０を介して供給される制御信
号に基づいて行われて、前記した減算器２からの出力信
号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを発生し、それを加
算器１４に供給する。

前記した加算器１４では１標本化周期（１／ｆｓ）前の
予測信号Ｙ（ｎ−１）と前記の信号ｄｎハツトとを加算
して、次の予測信号Ｙｎを出力して、それをレジスタ１
５に供給する。前記のレジスタ１５はそれに供給された
信号をＩＩＪＩ本化周期（１／ｆｓ）だけ遅延させて出
力する遅延器としての動作を行う。

次に第５図中の復号化系に供給された信号Ｐｎは、適応
逆量子化器１７と補間回路３５とに供給される。前記し
た補間回路３５では符号化系、における既述した補間回
路３４と同様な動作を行って、それからの出力信号は予
測信号生成回路（Ｐ　Ｇ　Ｃ）１６に供給される。予測
信号生成回路（Ｐ　Ｇ　Ｃ）　１６では前記した予測信
号生成回路（ＰＧＣ）１１について説明したと同様な動
作を行って出力信号ｑｎを出力し、それを比較器１８に
供給する。

比較器１８では前記した予測信号生成回路（ＰＣｙＣ）
１６の出力信号ｑｎと基準信号発生回路１９で発生され
た基準信号（ミニマムの基準信号はｏｏｏｏ、マキシマ
ムの基準信号は０１１１　）とを比較する。比較器１８
から出力された制御信号Ｃｎは適応逆量子化器１７と予
測信号生成回路（Ｐ　Ｇ　Ｃ”）　１６とに供給される
。

前記の適応逆量子化器１７では前記の比較器１８から供
給される制御信号Ｃｎによって所定の適応逆量子化動作
を行い、既述した符号化系における減算器２からの出力
信号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを出力して、それ
を加算器２０に供給する。

加算器２０からの出力信号ｚｎはデジタル・アナログ変
換器２２に供給されるとともに、ｉ１１本化周期の遅延
を信号に与える遅延器２１に供給されており、前記した
遅延器２１の出力信号は加算器２０で前記の適応逆量子
化器１７の出力信号に加算される。そして、前記した加
算器２０からの出力信号ｚｎは既述したアナログ・デジ
タル変換器６からの出力信号Ｘｎと対応しており、また
、前記したデジタル・アナログ変換器２２から出力端子
２に出力されるアナログ信号は、入力端子１に供給され
たアナログ信号に対応しているものになっている。

このように第５図に示されている本発明の適応型差分Ｐ
ＣＭ方式では、１次線形予測によって次の標本化時刻に
おける予測信号（１次線形予測による予測信号（傾斜予
測信号、微分予測信号））を発生させるのに、ニュート
ンの後進補間公式を用いて行われる補間動作により予測
信号を求める期間が実際の１標本化周期よりも短くなる
ようにしているので、標本化周期前の傾斜の大きさに基
づいて予測を行うようにした場合に従来生じていた予測
値と実際の値との間の大きな食い違いは第７図に示され
ているように生じないようにできる。

次に、第８図に示されている本発明の適応型差分ＰＣＭ
方式は、標本化周期前の傾斜の大きさに基づいて予測を
行うようにした場合に従来生じていた予測値と実際の値
との間の大きな食い違いが生じないようにするために、
ニュートンの前進補間公式を用いて予測信号を求める期
間が実際の１標本化周期よりも短くなるように補間して
、アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデジ
タル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信号
に符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル信
号をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分Ｐ
ＣＭ方式であって、入力信号Ｘｎと入力信号の１標本化
周期前の信号に対応する信号Ｙｎ−１との差分ｄｎを得
る減算器７と、前記の減算器７の出力信号ｄｎを入力さ
せて適応量子化した信号Ｐｎを発生し、それを符号化系
の出力信号として出力させる適応量子化器８と、前記し
た適応量子化器８の出力信号Ｐｎを逆量子化して前記し
た減算器７の出力信号ｄｎに対応している信号ｄｎハツ
トを発生させる第１の適応逆量子化器９と、前記した第
一１の適応逆量子化器９の出力信号ｄｎハツトと前記し
た入力信号ＸｎのＩＩ！ｌ！本化周期前の信号に対応す
る信号Ｙｎ−１とを加算する加算器１４と、前記の加算
器１４の出力信号を一標本化周期だけ遅延させる遅延器
１５と、前記した適応量子化器８の出力信号における次
の標本化時刻の直前の信号をニュートンの前進補間公式
に従って補間して予測信号を発生させる補間予測信号生
成回路３９と、前記した補間予測信号生御するための制
御信号を発生する第１の適応化制御回路１２．１３とに
よって構成された符号化系と、前記の符号化系によって
発生された信号が入力信号として供給され、その入力信
号における次の標本化時刻の直前の信号をニュートンの
前進補間公式に従って補間して予測信号を発生させる補
間予測信号生成回路４１と、前記した補間予測信の制御
信号を発生する第２の適応化制御回路１８゜１９と、前
記の符号化系によって発生された信号が入力信号として
供給されるとともに、前記の第２の適応化制御回路の出
力信号によって動作が制御される第２の適応逆量子化器
１７と、前記の第２の適応逆量子化器１７の出力信号が
一方入力信号として供給される加算器２　、Ｏと、前記
の加算器２０の出力信号を遅延器°２１で１標本化周期
だけ遅延させた信号を前記の加算器２０に他方入力信号
として供給する手段とによって構成された復号化系とか
らなる適応型差分ＰＣＭ方式である。

第８図において１は伝送、記録再生などの対象にされて
いるアナログ信号形態の原信号の入力端子であり、前記
の入力端子１に供給されたアナログ信号はアナログ・デ
ジタル変換器（ＡＤ）６で標本化され量子化が行われて
デジタル信号Ｘｎになされて減算器７に被減数信号Ｘｎ
として供給される。

前記の減算器７には前記した被減数信号Ｘｎの１標本化
周期前の信号に対応している信号Ｙｎ−１が減数信号と
して供給されているから、減算器７の出力は（Ｘ　ｎ　
−（Ｙｎ−１））　＝　ｄ　ｎで示される差分信号ｄｎ
であり、それがリミッタ３８を介して適応量子化器８に
供給される。前記の適応量子化器８では、それに入力さ
れた差分信号ｄｎを適応処理して所定のビット数に適応
量子化された信号Ｐｎとして出力するが、適応量子化器
８における適応処理は、適応化制御回路における比較器
１２から供給される制御信号Ｏｎに基づいて行われる。

前記した適応量子化器８からの出力信号Ｐｎは。

符号化系の出力信号として伝送系または記録媒体を介し
て復号化系に供給されるとともに、適応逆量子化器９、
及び前記した適応量子化器８の出力信号における次の標
本化時刻の直前の信号をニュートンの前進補間公式に従
って補間して予測信号を発生させる補間予測信号生成回
路３９にも供給されている。前記した補間予測信号生成
回路３９（復号化系に設けられている補間予測信号生成
回路４１も同じ）は、第９図中のブロック４３の部分に
示されているように、適応量子化器８の出力信号におけ
る各標本化周期毎の信号Ｐｎ−１，Ｐｎ−２・・・より
階差を求め、次に第９図中のブロック４４に示されてい
るように、次の標本化時刻の直前の補間値を、　　ｕ　
＝　（Ｘ−Ｘｏ）／　ｈとしてＮ　　Ｉ　　（Ｘ）＝ｆ
ｏ＋ｕΔｆｏ＋　［（ｕ（ｕ−１）Δ”ｆｏ／２１］＋
−−＋［：（ｕ（ｕ−１）”（ｕ　−ｎ　＋１）Δｆｏ
／ｎｌ］　　−（３）前記の（３）式で示される階差に
よる補間多項式、すなわち、ニュートンの前進補間公式
で演算して、次の標本化時刻の直前の補間値Ｐ’５ｎ＋
４を第９図中のブロック４５で示されているように予測
信号ｑｎとして出力して、それを比較器（レベル比較器
）１２に与えられる。

比較１８１２に供給された予測信号ｑｎは、基準信号発
生回路１３で発生された基準信号（ミニマムの基準信号
はｏｏｏｏ　、マキシマムの基準信号は０１１１）と比
較＠１２で比較される。

比較器１２では前記した基準信号発生回路１３から供給
されている基準信号（ミニマムの基準信号は００００、
マキシマムの基準信号は０１１１）と、それに供給され
た予測信号ｑｎとの信号レベルの比較を行って、比較さ
れた予測信号ｑｎが現在伝送中の信号の量子化幅を上ま
わる信号レベルの信号（マキシマムの基準信号０１１１
を上まわるレベルの信号）か、あるいは現在伝送中の信
号の量子化幅を下まわる信号レベルの信号（ミニマムの
基準信号ｏｏｏｏを下まわるレベルの信号）か、もしく
は、比較された予測信号ｑｎがマキシマムの基準信号０
１１１とミニマムの基準信号００００との間に入ってい
る信号か、の比較結果に応じた制御信号Ｃｎを適応量子
化器８に供給する。

それで、適応量子化器８では、例えば次のような適応量
子化動作を行う、すなわち、まず、（１）前記した比較
器１２における比較の結果として、比較された予測信号
ｑｎがマキシマムの基準信号０１１１とミニマムの基準
信号００００との間に入っている信号であるとされた場
合には、適応量子化器８はそれまでの動作条件と同一の
動作条件での動作を続行する。

（２）前記した比較器１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を上まわる信号レベルの
信号（マキシマムの基準信号０１１１を上まわるレベル
の信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器
８では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツ
プだけ量子化幅が大きくなるように変化した状態で行わ
れるようになされる。

（３）前記した比較器１２で比較された予測信号ｑｎが
、現在伝送中の信号の量子化幅を下まわる信号レベルの
信号（ミニマムの基準信号ｏｏｏｏを下まわるレベルの
信号）であるとの比較の結果に対応して適応量子化器８
では次の標本化時刻に行われる量子化動作が１ステツプ
だけ量子化幅が小さくなるように変化した状態で行われ
るようになされる。

前記した（１）〜（３）の各場合に対応して前記した制
御信号が比較器１２から適応量子化器８に供給される他
に、インバータ１ｏを介して適応逆量子化器９に供給さ
れる。

前記のようにして適応量子化器８から符号化系の出力信
号として伝送系または記録媒体を介して復号化系に供給
される出力信号Ｐｎは、１次線形予測による予測信号（
傾斜予測信号、微分予測信号）によって適応量子化器８
によって適応量子化して伝送、記録媒体等を介して復号
化系に供給されるとともに、適応逆量子化器９に供給さ
れる。

前記した適応逆量子化器９に供給された信号Ｐｎに対し
て行われる逆量子化処理は、適応化制御回路における比
較器１２からインバータ１０を介して供給される制御信
号に基づいて行われて、前記した減算器２からの出力信
号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを発生し、それを加
算器１４に供給する。

前記した加算器１４ではＩＩ！１１本化周期（１／ｆｓ
）前の予測信号Ｙ（ｎ−１）と前記の信号ｄｎハツトと
を加算して、次の予測信号Ｙｎを出力して、それをリミ
ッタ４０を介してレジスタ１５に供給する。前記のレジ
スタ１５はそれに供給された信号を１標本化周期（１／
ｆｓ）だけ遅延させて出力する遅延器としての動作を行
う。

次に第８図中の復号化系に供給された信号Ｐｎは、適応
逆量子化器１７と補間予測信号生成回路４１とに供給さ
れる。前記した補間予測信号生成回路４１では符号化系
における既述した補間予測信号生成回路３９と同様な動
作を行って、それからの出力信号ｑｎを出力が比較器１
８に供給される。

比較器１８では前記した予測信号生成回路（ＰＧＣ）１
６の出力信号ｑｎと基準信号発生回路１９で発生された
基準信号（ミニマムの基準信号は００００、マキシマム
の基準信号は０１１１　）とを比較する。比較器１８か
ら出力された制御信号Ｃｎは適応逆量子化器１７に供給
される。

前記の適応逆量子化器１７では前記の比較器１８から供
給される制御信号Ｃｎによって所定の適応逆量子化動作
を行い、既述した符号化系における減算器２からの出力
信号ｄｎと略々等しい信号ｄｎハツトを出力して、それ
を加算器２０に供給する。

加算器２０からの出力信号ｚｎはリミッタ４２を介して
デジタル・アナログ変換器２２に供給されるとともに、
１標本化周期の遅延を信号に与える遅延器２１に供給さ
れており、前記した遅延器２１の出力信号は加算Ｉｌ！
Ｉ２０で前記の適応逆量子化８１１７の出力信号に加算
される。そして、前記した加算器２０からの出力信号ｚ
ｎは既述したアナログ・デジタル変換器６からの出力信
号Ｘｎと対応しており、また、前記したデジタル・アナ
ログ変換器２２から出力端子２に出力されるアナログ信
号は、入力端子１に供給されたアナログ信号に対応して
いるものになっている。

（発明の効果） 本発明の適応型差分ＰＣＭ方式は標本化周期前の傾斜の
大きさに基づいて予測を行うようにした場合に従来生じ
ていた予測値と実際の値との間の大きな食い違いが生じ
ないように、予測信号を求めるための期間を実際の１標
本化周期よりも短くして行うにした適応型差分ＰＣＭ方
式、すなわち。

アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデジタ
ル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信号に
符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル信号
をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分ＰＣ
Ｍ方式であって、入力信号と入力信号の１標本化周期前
の信号に対応する信号との差分を得る減算器と、前記の
減算器の出力信号を入力させて適応量子化した信号を発
生し、それを符号化系の出力信号として出力させる適応
量子化器と、前記した適応量子化器の出力信号を逆量子
化して前記した減算器の出力信号に対応している信号を
発生させる第１の適応逆量子化器と、前記した第１の適
応逆量子化器の出力信号と前記した入力信号のｉ１１本
化周期前の信号に対応する信号とを加算する加算器と、
前記の加算器の出力信号を一標本化周期だけ遅延させる
遅延器と、前記した適応量子化器の出力信号に対してに
倍（ただし、には２以上）の標本化周波数変換が行われ
た状態の予測信号形成用信号を発生させる手段と、前記
した予測信号形成用信号を用いて１次とを適応的に制御
するための制御信号を発生する第１の適応化制御回路と
によって構成された符号化系と、前記の符号化系によっ
て発生された信号が入力信号として供給され、その入力
信号に対してに倍（ただし、には２以上）の標本化周波
数変換が行われた状態の予測信号形成用信号を得る手段
と、前記した予測信号形成用信号を用いて１次線制御信
号を発生する第２の適応化制御回路と、前記の符号化系
によって発生された信号が入力信号として供給されると
ともに、前記の第２の適応化制御回路の出力信号によっ
て動作が制御される第２の適応逆量子化器と、前記の第
２の適応逆量子化器の出力信号と、第２の適応逆量子化
器の出力信号を遅延器で１標本化周期だけ遅延させた信
号とを加算する加算器とによって構成された復号化系と
からなる適応型差分ＰＣＭ方式、及び、アナログ信号を
標本化量子化して得たｎビットのデジタル信号をｎ＞ｍ
の関係にあるｍビットのデジタル信号に符号化し、前記
の符号化されたｍビットのデジタル信号をｎビットのデ
ジタル信号に復号化する適応型差分ＰＣＭ方式であって
、入力信号と入力信号の１標本化周期前の信号に対応す
る信号との差分を得る減算器と、前記の減算器の出力信
号を入力させて適応量子化した信号を発生し、それを符
号化系の出力信号として出力させる適応量子化器と、前
記した適応量子化器の出力信号を逆量子化して前記した
減算器の出力信号に対応している信号を発生させる第１
の適応逆量子化器と。

前記した第１の適応逆量子化器の出力信号と前記した入
力信号の１標本化周期前の信号に対応する信号とを加算
する加算器と、前記の加算器の出力信号を一標本化周期
だけ遅延させる遅延器と、前記した適応量子化器の出力
信号における各標本化周期毎の信号をニュートンの後進
補間公式に従ってに個（ただし、には２以上）の点で補
間されている状態の予測信号形成用信号を発生させる手
段と、前記した予測信号形成用信号を用いて１次線形予
応的に制御するための制御信号を発生する第１の適応化
制御回路とによって構成された符号化系と、前記の符号
化系によって発生された信号が入力信号として供給され
、その入力信号における各標本化周期毎の信号をニュー
トンの後進補間公式に従ってに個（ただし、には２以上
）の点で補間されている状態の予測信号形成用信号を発
生させる手段と、前記した予測信号形成用信号を用いて
１次線制御信号を発生する第２の適応化制御回路と５前
記の符号化系によって発生された信号が入力信号として
供給されるとともに、前記の第２の適応化制御回路の出
力信号によって動作が制御される第２の適応逆量子化器
と、前記の第２の適応逆量子化器の出力信号と、第２の
適応逆量子化器の出力信号を遅延器で１標本化周期だけ
遅延させた信号とを加算する加算器とによって構成され
た復号化系とからなる適応型差分ＰＣＭ方式、ならびに
アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデジタ
ル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信号に
符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル信号
をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分ＰＣ
Ｍ方式であって、入力信号と入力信号のＩ！！１本化周
本化周期分に対応する信号との差分を得る減算器と、前
記の減算器の出力信号を入力させて適応量子化した信号
を発生し、それを符号化系の出力信号として出力させる
適応量子化器と、前記した適応量子化器の出力信号を逆
量子化して前記した減算器の出力信号に対応している信
号ハツトを発生させる第１の適応逆量子化器と、前記し
た第１の適応逆量子化器の出力信号ハツトと前記した入
力信号の１標本化周期前の信号に対応する信号とを加算
する加算器と、前記の加算器の出力信号を一標本化周期
だけ遅延させる遅延器と、前記した適応量子化器の出力
信号における次の標本化時刻の直前の信号をニュートン
の前進補間公式に従って補間して予測信号を発生させる
補間予測信号生成回路と、前記した補間予に制御するた
めの制御信号を発生する第１の適応化制御回路とによっ
て構成された符号化系と、前記の符号化系によって発生
された信号が入力信号として供給され、その入力信号に
おける次の標本化時刻の直前の信号をニュートンの前進
補間公式に従って補間して予測信号を発生させる補間予
測化器を適応的に制御するための制御信号を発生する第
２の適応化制御回路と、前記の符号化系によって発生さ
れた信号が入力信号として供給されるとともに、前記の
第２の適応化制御回路の出力信号によって動作が制御さ
れる第２の適応逆量子化器と、前記の第２の適応逆量子
化器の出力信号が一方入力信号として供給される加算器
と、前記の加算器の出力信号を遅延器で１１１１本化周
期だけ遅延させた信号を前記の加算器に他方入力信号と
して供給する手段とによって構成された復号化系とから
なる適応型差分ＰＣＭ方式であって、この本発明の適応
型差分ＰＣＭ方式は、予測信号と実際の信号との食い違
いを小さくすることが可能であり、本発明方式によれば
既述した従来方式におけるような問題点を良好に解決で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第５図ならびに第８図は本発明の適応型差分
ＰＣＭ方式の６異なる実施態様のブロック図、第２図乃
至第４図は第１図示の実施例を説明するための図、第６
図及び第７図は第５図示の実施例を説明するための図、
第９図及び第１０図は第８図示の実施例を説明するため
の図、第１１図は適応型差分ＰＣＭ方式の従来例のブロ
ック図であり、第１２図は予測信号生成回路の構成例を
示すブロック図、第１３図は問題点を説明するための説
明図である １・・・記録再生などの対象にされているアナログ信号
形態の原信号の入力端子、２・・・出力端子、３〜５・
・・入力端子、６・・・アナログ・デジタル変換器（Ａ
Ｄ）、７，３０・・・減算器、８・・・適応量子化器、
９．１７・・・適応逆量子化器、１０，２４，２６・・
・インバータ、１１．１６・・・予測信号生成回路（Ｐ
ＧＣ）、１２・・・１３，１９・・・基準信号発生回路
、１４．２０・・・加算器、１５，２１，２９・・・遅
延器、１８・・・比較器、２２・・・デジタル・アナロ
グ変換器（Ｄ　Ａ）、２７・・・絶対値回路、２８・・
・係数回路３４．３５・・・補間回路、３８，４０．４
２・・・リミツタ。 ３９゜ ４１・・・補間予測信号生成回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデ
   ジタル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信
   号に符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル
   信号をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分
   ＰＣＭ方式であって、入力信号と入力信号の１標本化周
   期前の信号に対応する信号との差分を得る減算器と、前
   記の減算器の出力信号を入力させて適応量子化した信号
   を発生し、それを符号化系の出力信号として出力させる
   適応量子化器と、前記した適応量子化器の出力信号を逆
   量子化して前記した減算器の出力信号に対応している信
   号を発生させる第１の適応逆量子化器と、前記した第１
   の適応逆量子化器の出力信号と前記した入力信号の１標
   本化周期前の信号に対応する信号とを加算する加算器と
   、前記の加算器の出力信号を一標本化周期だけ遅延させ
   る遅延器と、前記した適応量子化器の出力信号に対して
   Ｋ倍（ただし、Ｋは２以上）の標本化周波数変換が行わ
   れた状態の予測信号形成用信号を発生させる手段と、前
   記した予測信号形成用信号を用いて１次線形予測による
   予測信号を発生させる手段を含み前記した適応量子化器
   及び第１の適応逆量子化器とを適応的に制御するための
   制御信号を発生する第１の適応化制御回路とによって構
   成された符号化系と、前記の符号化系によって発生され
   た信号が入力信号として供給され、その入力信号に対し
   てＫ倍（ただし、Ｋは２以上）の標本化周波数変換が行
   われた状態の予測信号形成用信号を得る手段と、前記し
   た予測信号形成用信号を用いて１次線形予測による予測
   信号を発生させる手段を含み、第２の適応逆量子化器を
   適応的に制御するための制御信号を発生する第２の適応
   化制御回路と、前記の符号化系によって発生された信号
   が入力信号として供給されるとともに、前記の第２の適
   応化制御回路の出力信号によって動作が制御される第２
   の適応逆量子化器と、前記の第２の適応逆量子化器の出
   力信号が一方入力信号として供給される加算器と、前記
   の加算器の出力信号を遅延器で１標本化周期だけ遅延さ
   せた信号を前記の加算器に他方入力信号として供給する
   手段とによって構成された復号化系とからなる適応型差
   分ＰＣＭ方式 ２、アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデ
   ジタル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信
   号に符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル
   信号をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分
   ＰＣＭ方式であって、入力信号と入力信号の１標本化周
   期前の信号に対応する信号との差分を得る減算器と、前
   記の減算器の出力信号を入力させて適応量子化した信号
   を発生し、それを符号化系の出力信号として出力させる
   適応量子化器と、前記した適応量子化器の出力信号を逆
   量子化して前記した減算器の出力信号に対応している信
   号を発生させる第１の適応逆量子化器と、前記した第１
   の適応逆量子化器の出力信号と前記した入力信号の１標
   本化周期前の信号に対応する信号とを加算する加算器と
   、前記の加算器の出力信号を一標本化周期だけ遅延させ
   る遅延器と、前記した適応量子化器の出力信号における
   各標本化周期毎の信号をニュートンの後進補間公式に従
   ってＫ個（ただし、Ｋは２以上）の点で補間されている
   状態の予測信号形成用信号を発生させる手段と、前記し
   た予測信号形成用信号を用いて１次線形予測による予測
   信号を発生させる手段を含み前記した適応量子化器及び
   第１の適応逆量子化器とを適応的に制御するための制御
   信号を発生する第１の適応化制御回路とによって構成さ
   れた符号化系と、前記の符号化系によって発生された信
   号が入力信号として供給され、その入力信号における各
   標本化周期毎の信号をニュートンの後進補間公式に従っ
   てＫ個（ただし、Ｋは２以上）の点で補間されている状
   態の予測信号形成用信号を発生させる手段と、前記した
   予測信号形成用信号を用いて１次線形予測による予測信
   号を発生させる手段を含み、第２の適応逆量子化器を適
   応的に制御するための制御信号を発生する第２の適応化
   制御回路と、前記の符号化系によって発生された信号が
   入力信号として供給されるとともに、前記の第２の適応
   化制御回路の出力信号によって動作が制御される第２の
   適応逆量子化器と、前記の第２の適応逆量子化器の出力
   信号が一方入力信号として供給される加算器と、前記の
   加算器の出力信号を遅延器で１標本化周期だけ遅延させ
   た信号を前記の加算器に他方入力信号として供給する手
   段とによって構成された復号化系とからなる適応型差分
   ＰＣＭ方式 ３、アナログ信号を標本化量子化して得たｎビットのデ
   ジタル信号をｎ＞ｍの関係にあるｍビットのデジタル信
   号に符号化し、前記の符号化されたｍビットのデジタル
   信号をｎビットのデジタル信号に復号化する適応型差分
   ＰＣＭ方式であって、入力信号と入力信号の１標本化周
   期前の信号に対応する信号との差分を得る減算器と、前
   記の減算器の出力信号を入力させて適応量子化した信号
   を発生し、それを符号化系の出力信号として出力させる
   適応量子化器と、前記した適応量子化器の出力信号を逆
   量子化して前記した減算器の出力信号に対応している信
   号を発生させる第１の適応逆量子化器と、前記した第１
   の適応逆量子化器の出力信号と前記した入力信号の１標
   本化周期前の信号に対応する信号とを加算する加算器と
   、前記の加算器の出力信号を一標本化周期だけ遅延させ
   る遅延器と、前記した適応量子化器の出力信号における
   次の標本化時刻の直前の信号をニュートンの前進補間公
   式に従って補間して予測信号を発生させる補間予測信号
   生成回路と、前記した補間予測信号生成回路の出力信号
   に基づいて前記した適応量子化量及び第１の適応逆量子
   化器とを適応的に制御するための制御信号を発生する第
   １の適応化制御回路とによって構成された符号化系と、
   前記の符号化系によって発生された信号が入力信号とし
   て供給され、その入力信号における次の標本化時刻の直
   前の信号をニュートンの前進補間公式に従って補間して
   予測信号を発生させる補間予測信号生成回路と、前記し
   た補間予測信号生成回路の出力信号に基づいて前記した
   第２の適応逆量子化器を適応的に制御するための制御信
   号を発生する第２の適応化制御回路と、前記の符号化系
   によって発生された信号が入力信号として供給されると
   ともに、前記の第２の適応化制御回路の出力信号によっ
   て動作が制御される第２の適応逆量子化器と、前記の第
   ２の適応逆量子化器の出力信号が一方入力信号として供
   給される加算器と、前記の加算器の出力信号を遅延器で
   １標本化周期だけ遅延させた信号を前記の加算器に他方
   入力信号として供給する手段とによって構成された復号
   化系とからなる適応型差分ＰＣＭ方式