JPH0420539B2 - - Google Patents

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JPH0420539B2
JPH0420539B2 JP15077786A JP15077786A JPH0420539B2 JP H0420539 B2 JPH0420539 B2 JP H0420539B2 JP 15077786 A JP15077786 A JP 15077786A JP 15077786 A JP15077786 A JP 15077786A JP H0420539 B2 JPH0420539 B2 JP H0420539B2
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JP
Japan
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threshold
unit
evaluation function
noise level
quantization
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JP15077786A
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Japanese (ja)
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JPS637042A (en
Inventor
Tomohiko Taniguchi
Koji Okazaki
Fumio Amano
Shigeyuki Umigami
Kazuo Murano
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、音声又は画像信号の符号化におい
て、符号化対象となる信号の情報量の冗長度に応
じて符号化情報ビツトの有効利用を図るために、
各フレーム毎に入力信号と再生信号のS/N又は
ノイズレベルを評価関数として複数の適応予測符
号化部内の各量子化器の量子化ビツトをそれらの
符号化部間で切り換えて可変ビツト速度(レー
ト)で符号化することを可能としたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a method for effectively utilizing encoded information bits in accordance with the redundancy of information amount of a signal to be encoded in encoding an audio or image signal.
Variable bit rate ( This makes it possible to encode the data at a certain rate.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、符号化伝送装置に関し、特に音声又
は画像信号等の情報量可変符号化伝送装置に関す
るものである。
The present invention relates to a coding/transmission device, and particularly to a variable amount coding/transmission device for audio or image signals, etc.

音声信号、画像信号等の高能率伝送化は、音声
信号等の高能率符号化伝送・音声蓄積応答サービ
ス等、広範な領域で適用されている。音声信号の
符号化伝送では、パケツト化伝送等、許容伝送量
に応じて符号化情報量を制御できる方式が求めら
れている。また、一方では、音声蓄積応答システ
ム等において高い再生音声品質を保ちつつ情報の
圧縮を行うために、無音時を含む情報発生量の少
ない部分は少ない情報量を割り当て、情報発生量
の多い部分には符号化情報量を多く割り当て、有
効な情報量の割り当て符号化方式が求められてい
る。
High-efficiency transmission of audio signals, image signals, etc. is being applied in a wide range of areas, such as high-efficiency encoding transmission of audio signals and voice storage response services. In the encoded transmission of audio signals, there is a need for a method such as packetized transmission that can control the amount of encoded information according to the permissible transmission amount. On the other hand, in order to compress information while maintaining high playback audio quality in voice storage response systems, etc., a small amount of information is allocated to parts with a small amount of information generation, including silent periods, and to parts with a large amount of information generation. There is a need for a coding system that allocates a large amount of encoded information and is effective in allocating the amount of information.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は本願出願人が既に昭和60年6月28日付
けで出願した特願昭60−142307号に開示した符号
化伝送装置を示すもので、複数の適応予測符号化
部1−1〜1−kと、量子化誤差電力算出部20
と、最適量子化決定部21と、選択部22と、多
重化部23と、で構成され、各適応予測符号化部
は量子化器Qi(i=1、2…k)と、逆量子化器
Qi-1(i=1、2…k)と、零予測器Hzと、極予
測器Hpと、種々の加算器Sia〜Sid(i=1、2…
k)と、から成つている。
FIG. 3 shows a coding/transmission device disclosed in Japanese Patent Application No. 142307/1987 filed by the applicant on June 28, 1985, which includes a plurality of adaptive predictive coding units 1-1 to 1-1. 1-k and quantization error power calculation unit 20
, an optimal quantization determining unit 21, a selecting unit 22, and a multiplexing unit 23, and each adaptive predictive coding unit includes a quantizer Qi (i=1, 2...k) and an inverse quantization unit. vessel
Qi -1 (i=1, 2...k), a zero predictor Hz, a polar predictor Hp, and various adders Sia~Sid (i=1, 2...
k).

現入力音声信号X(n)は加算器Siaにおいて各
予測値X′i(n)と比較され、その残差信号Ei(n)
が量子化器Qiで量子化されて残差信号の量子化
値Ii(n)とされ、受信側に伝送される。逆量子
化器Qi-1(n)は量子化値Ii(n)を逆量子化して
残差を復元した値Ei′(n)を出力する。予測器
Hz、Hpは復元値Ei′(n)に基づいて現時点の入
力を予測した上記の予測値X′i(n)を発生する。
The current input audio signal X(n) is compared with each predicted value X'i(n) in the adder Sia, and the residual signal Ei(n) is
is quantized by a quantizer Qi to produce a quantized value Ii(n) of the residual signal, which is transmitted to the receiving side. The inverse quantizer Qi -1 (n) inversely quantizes the quantized value Ii (n) and outputs a value Ei' (n) in which the residual is restored. predictor
Hz and Hp generate the above-mentioned predicted value X'i(n) which predicts the current input based on the restored value Ei'(n).

この場合、量子化器及び逆量子化器の量子化ス
テツプ更新速度Mi(I(n))(i=1、2…k)
は各適応予測符号化部毎に異なつており、残差Ei
(n)とその逆量子化値Ei′(n)との量子化誤差
信号ei=Ei(n)−Ei′(n)を基に量子化誤差電力
を量子化誤差電力算出部20でそれぞれ算出し、
そのうちの最小のものを最適量子化決定部21で
決定して当該適応予測符号化部を選択部22で選
択し、多重化部23で選択部22からの信号Iopt
(n)と決定部21からの信号Moptとを多重化す
るものである。
In this case, the quantization step update rate of the quantizer and inverse quantizer Mi(I(n)) (i=1, 2...k)
differs for each adaptive predictive coding unit, and the residual Ei
(n) and its inverse quantized value Ei′(n).The quantization error power calculation unit 20 calculates the quantization error power based on the quantization error signal e i =Ei(n)−Ei′(n). Calculate,
The optimum quantization determining section 21 determines the smallest one of them, the selecting section 22 selects the adaptive predictive coding section, and the multiplexing section 23 selects the signal Iopt from the selecting section 22.
(n) and the signal Mopt from the determining unit 21 are multiplexed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような符号化伝送装置はそれ自体有効なも
のであるが、量子化器及び逆量子化器における量
子化ビツト数は固定されており符号化伝送速度は
一定であつた。従つて、情報源の発生情報量に応
じて符号化伝送速度を可変にして符号化情報ビツ
トの有効利用が図られないとともに、パケツト化
伝送等において伝送許容情報量が可変となる場合
に許容情報量内で符号化することが出来ないとい
う問題点があつた。
Although such a coding transmission device is effective in itself, the number of quantization bits in the quantizer and inverse quantizer is fixed, and the coding transmission rate is constant. Therefore, it is not possible to make effective use of the encoded information bits by changing the encoding transmission rate according to the amount of information generated by the information source, and when the permissible amount of information to be transmitted is variable in packetized transmission, etc. There was a problem that it was not possible to encode within the amount.

従つて、この問題点を解決するための本発明の
目的は、発生情報量に応じて圧伸するため伝送速
度を可変にできる符号化伝送装置を提供すること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention to solve this problem is to provide an encoding/transmission apparatus that can vary the transmission speed for companding according to the amount of generated information.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は上記の目的を達成するための本発明の
符号化伝送装置の原理を示した図で、2−1,2
−2,…2−kは各々が量子化ビツト数の異なる
適応量子化器が逆量子化器を有する複数の適応予
測符号化部、3はフレーム毎に入力信号と各予測
符号化部の再生出力信号との間でS/N又はノイ
ズレベルの評価関数値を計算するとともに許容符
号化伝送速度に応じて決定される所定S/Nしき
い値又はノイズレベルしきい値に応じて適応予測
符号化部2−1,2−2,…2−kの量子化出力
を選択して伝送速度を制御する伝送速度制御部、
4は各フレーム毎に適応予測符号化部2−1,2
−2,…2−kを切り換える際に再生出力のデー
タ不連続を回避するために、選択された適応予測
符号化部の量子化ステツプサイズ及び適応予測パ
ラメータをこれ以外の適応予測符号化部に複写制
御を行うパラメータ複写制御部である。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of the encoder and transmitter of the present invention to achieve the above object, and 2-1, 2
-2,...2-k are a plurality of adaptive predictive coding units each having an adaptive quantizer with a different number of quantization bits and an inverse quantizer, and 3 is a reproduction of the input signal and each predictive coding unit for each frame. An adaptive predictive code is calculated according to a predetermined S/N threshold or noise level threshold determined according to the allowable encoding transmission rate while calculating the S/N or noise level evaluation function value between the output signal and the output signal. a transmission rate control unit that selects the quantized outputs of the quantization units 2-1, 2-2, ... 2-k and controls the transmission rate;
4 is an adaptive predictive encoding unit 2-1, 2 for each frame.
In order to avoid data discontinuity in the reproduced output when switching between -2,...2-k, the quantization step size and adaptive prediction parameters of the selected adaptive predictive encoder are changed to the other adaptive predictive encoders. This is a parameter copy control unit that performs copy control.

また、伝送速度制御部3では、入力信号電力が
無音状態に対応するしきい値より低い場合には、
量子化ビツト数を0に設定する。
In addition, in the transmission rate control unit 3, when the input signal power is lower than the threshold value corresponding to the silent state,
Set the number of quantization bits to 0.

〔作用〕[Effect]

本発明を示す第1図において、適応予測符号化
部2−1,2−2,…2−kはフレーム毎にそれ
ぞれ例えば1ビツトからkビツトの適応量子化器
及び逆量子化器を有し、伝送速度制御部3が各量
子化器による再生出力信号X1′(n),X2′(n),…
Xk′(n)と入力音声信号X(n)とのS/N又
はノイズレベルの評価関数値をフレーム毎に計算
するとともに許容符号化伝送速度に応じて決定さ
れる所定S/Nしきい値又はノイズレベルしきい
値に応じて適応予測符号化部2−1,2−2,…
2−kの量子化出力I1(n),I2(n),…Ik(n)を
選択することにより伝送速度を制御する。即ち、
求めたS/N評価関数値又はノイズレベル評価関
数値及び各々のしきい値に応じて各フレームの符
号化には何ビツトで符号化するのが適当かを決定
し、符号化に必要な情報量の多い信号の変化の激
しい部分には、より多くの符号化ビツトを割り当
て、少ない符号化ビツトでも音声品質が保たれる
部分には符号化ビツトを少なく割り当てる。入力
信号電力が無音状態に等しい場合には量子化ビツ
ト数は0に設定される。
In FIG. 1 showing the present invention, adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, ... 2-k each have, for example, a 1-bit to k-bit adaptive quantizer and inverse quantizer for each frame. , the transmission rate control unit 3 outputs the reproduced output signals X 1 ′(n), X 2 ′(n), . . . from each quantizer.
The evaluation function value of the S/N or noise level between X k ′(n) and the input audio signal X(n) is calculated for each frame, and a predetermined S/N threshold determined according to the allowable encoding transmission rate Adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, . . .
The transmission rate is controlled by selecting the quantized outputs I 1 (n), I 2 (n), . . . I k (n) of 2-k. That is,
The appropriate number of bits to encode each frame is determined according to the obtained S/N evaluation function value or noise level evaluation function value and each threshold value, and information necessary for encoding is determined. More coded bits are allocated to parts of a signal with a large amount of signal with rapid changes, and fewer coded bits are allocated to parts where voice quality can be maintained even with a small number of coded bits. If the input signal power is equal to silence, the number of quantization bits is set to zero.

パラメータ複写制御部4はフレーム毎に適応予
測符号化部を切り換える際に再生出力のデータ不
連続を回避するために、選択された適応予測符号
化部の量子化ステツプサイズΔl及び適応予測パ
ラメータP1,P2,…Pkをこれ以外の適応予測符
号化部に複写制御を行う。
In order to avoid data discontinuity in the reproduced output when switching the adaptive predictive coding unit for each frame, the parameter copy control unit 4 sets the quantization step size Δl and adaptive prediction parameter P 1 of the selected adaptive predictive coding unit. , P 2 , ...P k to other adaptive predictive coding units.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本願発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.

第2図は、第1図に概念的に示した本発明の符
号化伝送装置の実施例を示すもので、各適応予測
符号化部2−1,2−2,…2−kの構成は、第
3図の適応予測符号化部1−1,1−2,…1−
kの場合と同様に、量子化器Qi、逆量子化器
Qi-1、零予測器Hz、極予測器Hp、加算器Sia,
Sic,Sidを有するが、量子化誤差電力発生のため
の加算器Sibは用いられていない。各適応予測符
号化部は、加算器Sicから再生出力信号Xi(n)
を発生している。
FIG. 2 shows an embodiment of the coding/transmission apparatus of the present invention conceptually shown in FIG. 1, and the configuration of each adaptive predictive coding section 2-1, 2-2,...2-k is , adaptive predictive coding units 1-1, 1-2,...1- in FIG.
As in the case of k, quantizer Qi, inverse quantizer
Qi -1 , zero predictor Hz, polar predictor Hp, adder Sia,
Sic and Sid, but the adder Sib for generating quantization error power is not used. Each adaptive predictive coding unit receives a reproduced output signal Xi(n) from the adder Sic.
is occurring.

伝送速度制御回路3は、各適応予測符号化部2
−1,2−2,…2−kからの再生出力信号Xi
(n)と入力信号X(n)とからフレーム毎にS/
N又はノイズレベル評価関数値を算出する評価関
数値算出部11と、伝送路からの許容伝送量情報
を受けてしきい値S/Nth又はノイズレベルしき
い値Nthを設定するとともに無音状態に対応する
電力しきい値Pthも設定するしきい値調整回路1
2と、算出されたS/N評価関数値又はノイズレ
ベル評価関数値をしきい値調整回路12からのし
きい値S/Nth又はNthと比較する比較器13
と、比較器13での比較結果により最適な量子化
ビツト数を決定する量子化ビツト数決定部14
と、この量子化ビツト数決定部14で決定された
量子化ビツト数に対応する適応予測符号化部の量
子化された残差信号Ii(n)を選択する選択部1
5、及び選択された残差信号Ii(n)と量子化ビ
ツト数を示す補助情報とを多重化する多重化部1
6と、を有している。
The transmission rate control circuit 3 includes each adaptive predictive encoder 2
-1, 2-2,...2-k playback output signal Xi
(n) and input signal X(n) for each frame.
An evaluation function value calculation unit 11 that calculates N or a noise level evaluation function value, receives allowable transmission amount information from a transmission path, sets a threshold value S/Nth or a noise level threshold value Nth, and corresponds to a silent state. Threshold adjustment circuit 1 that also sets the power threshold Pth to
2, and a comparator 13 that compares the calculated S/N evaluation function value or noise level evaluation function value with the threshold S/Nth or Nth from the threshold adjustment circuit 12.
and a quantization bit number determination unit 14 that determines the optimum number of quantization bits based on the comparison result of the comparator 13.
and a selection unit 1 that selects the quantized residual signal Ii(n) of the adaptive predictive coding unit corresponding to the number of quantization bits determined by the quantization bit number determination unit 14.
5, and a multiplexing unit 1 that multiplexes the selected residual signal Ii(n) and auxiliary information indicating the number of quantization bits.
6.

伝送速度制御回路3は、また、入力信号X(n)
からその電力を算出する電力算出部17と、無音
伝送路状態に対応するしきい値Pthと電力算出部
17の出力とを比較して0ビツト量子化指示信号
を発生する比較器18と、をも含んでおり、量子
化ビツト数決定部14はその0ビツト量子化指示
信号によつて0ビツト信号を出力する。
The transmission speed control circuit 3 also receives an input signal X(n)
a power calculation unit 17 that calculates the power from the signal, and a comparator 18 that compares the output of the power calculation unit 17 with a threshold value Pth corresponding to a silent transmission path state and generates a 0-bit quantization instruction signal. The quantization bit number determining unit 14 outputs a 0-bit signal in response to the 0-bit quantization instruction signal.

尚、フレーム間でのデータの不連続を避けるた
めパラメータの複写制御部4が設けられている。
Note that a parameter copy control section 4 is provided to avoid data discontinuity between frames.

次に、第2図に示した本発明の実施例の動作を
説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be explained.

まず、本実施例における基本的な考え方を明ら
かにすると、量子化ビツト数の異なる適応量子化
器を有する複数の適応予測符号化部を並列に動作
させ、各適応予測符号化部の局部復号信号の音声
品質を評価する。
First, to clarify the basic idea of this embodiment, a plurality of adaptive predictive encoding units having adaptive quantizers with different numbers of quantization bits are operated in parallel, and the locally decoded signal of each adaptive predictive encoding unit is Evaluate the voice quality of.

この評価結果を、しきい値と比較し条件を満足
している符号化部のうちで最も量子化ビツト数の
少ないものを選択する。全ての符号化部が、この
しきい値を満足していない場合には、最も再生音
声品質の良い量子化ビツト数を選択する。また、
フレーム毎に無音検出を行い、無音区間は0ビツ
トの量子化を指示して残差信号を符号化しないこ
とで圧縮効果を上げようとするものである。
This evaluation result is compared with a threshold value, and the one with the smallest number of quantization bits is selected from among the encoding units that satisfy the conditions. If all the encoders do not satisfy this threshold, the number of quantization bits that provides the best reproduced audio quality is selected. Also,
Silence detection is performed for each frame, and quantization of 0 bits is instructed in the silent section, so that the residual signal is not encoded, thereby increasing the compression effect.

このような処理をフレーム毎に行つて符号化速
度を切り替えるが、フレーム境界での不連続を回
避するために選択された符号化部の量子化ステツ
プサイズ・予測係数・タツプデータを他の符号化
部に複写することも行う。
Such processing is performed for each frame to switch the encoding speed, but in order to avoid discontinuities at frame boundaries, the quantization step size, prediction coefficients, and tap data of the selected encoding unit are transferred to other encoding units. Copying may also be done.

具体的には、適応予測符号化部2−1,2−
2,…2−kにおいて、適応量子化器Qi及び逆
量子化器Qi-1の量子化ビツト数がそれぞれ異なつ
ている(量子化器と逆量子化器との量子化ビツト
数は同じ)。即ち、例えば、適応予測符号化部Q
1とQ1-1は1ビツト、Q2とQ2-1は2ビツ
ト、…QkとQk-1はkビツトの量子化を実現する
ので、それぞれの量子化ステツプサイズ更新速度
M1(I1(n)),M2(I2(n)),…Mk(Ik(n))が
対応
して異なつており、従つて、1ビツトの量子化器
Q1の場合、出力コードが2通り、2ビツトの量
子化器Q2の場合は4通り、そしてkビツトの量
子化器Qkの場合、2k通りあるため、それぞれ更
新速度M1(I1(n)),M2(I2(n)),…Mk(Ik(n
))
も2、4、…2k通り存在することになる。
Specifically, adaptive predictive encoding units 2-1, 2-
In 2, . That is, for example, the adaptive predictive encoding unit Q
1 and Q1 -1 realize 1-bit quantization, Q2 and Q2 -1 realize 2-bit quantization, ...Qk and Qk -1 realize k-bit quantization, so the update speed of each quantization step size is
M 1 (I 1 (n)), M 2 (I 2 (n)), ...M k (I k (n)) are correspondingly different, so for a 1-bit quantizer Q1 , there are 2 types of output codes, 4 types for the 2-bit quantizer Q2, and 2 k types for the k-bit quantizer Qk, so the update speed M 1 (I 1 (n)), M 2 (I 2 (n)),...M k (I k (n)
))
There are also 2, 4, ...2 k ways.

このような量子化ビツト数の異なる各適応予測
符号化部の局部復号信号、即ち再生出力信号
Xi′(n)の音声品質の尺度(各符号化部がどのく
らい良い再生音を与えるかの評価尺度)として、
例えばフレーム内S/Nとフレーム内ノイズレベ
ルの2通りが考えられる。
Locally decoded signals of each adaptive predictive coding unit having a different number of quantization bits, that is, reproduced output signals
As a measure of the audio quality of Xi'(n) (an evaluation measure of how well each encoder gives reproduced sound),
For example, two types can be considered: intra-frame S/N and intra-frame noise level.

まず、フレーム内S/Nを評価関数とする場
合、入力信号X(n)と再生出力信号Xi′(n)と
のS/N評価関数SNiは次の(1)式で表される。
First, when the intra-frame S/N is used as an evaluation function, the S/N evaluation function SNi between the input signal X(n) and the reproduced output signal Xi'(n) is expressed by the following equation (1).

SNi=−10log10(Σ(X(i)−X
′(n))2/ΣX(i)2)……(1) また、フレーム内ノイズレベルの評価関数N2
は次の(2)式で表される。
SNi=−10log 10 (Σ(X(i)−X
′(n)) 2 /ΣX(i) 2 )...(1) Also, the evaluation function N2 of the intra-frame noise level
is expressed by the following equation (2).

Ni=10log10(1/kΣ(X(i)−X′(n))2 …(2) これらの評価関数の値に対しては、伝送路側か
らの許容伝送量情報に基づきしきい値調整回路1
2がしきい値SNth又はNthを設定する。
Ni=10log 10 (1/kΣ(X(i)−X′(n)) 2 …(2) For the values of these evaluation functions, the threshold value is adjusted based on the allowable transmission amount information from the transmission line side. circuit 1
2 sets the threshold value SNth or Nth.

今、S/Nを評価関数とした場合、算出部11
でフレーム毎に各適応予測符号化部の再生出力信
号X1′(n),X2′(n),…Xk′(n)と入力音声信
号X(n)とから評価関数SN1,SN2,…SNk
を算出してしきい値SNthと比較器13で比較す
る。比較器13は上記の評価関数のうちしきい値
SNthより大きい値を与えているもののうち、量
子化ビツト数が最も少ないものを最適な量子化ビ
ツト数lとして選定して符号化伝送速度を最小に
するように量子化ビツト数決定部14に指示す
る。逆に評価関数SN1,SN2,…SNkが全て
しきい値SNthより小さい場合は、そのうちの最
小のものを最適な量子化ビツト数lとして選定し
符号化伝送速度を最大にするように量子化ビツト
数決定部14に指示する。
Now, if S/N is used as an evaluation function, calculation unit 11
For each frame, evaluation functions SN1 and SN2 are calculated from the reproduced output signals X 1 ′(n), X 2 ′(n), ...X k ′(n) of each adaptive predictive coding unit and the input audio signal X(n). ,…SNk
is calculated and compared with the threshold value SNth by the comparator 13. Comparator 13 selects a threshold value from among the above evaluation functions.
Instructs the quantization bit number determination unit 14 to select the one with the smallest number of quantization bits as the optimal quantization bit number l among those giving a value larger than SNth, thereby minimizing the encoding transmission rate. do. Conversely, if the evaluation functions SN1, SN2, ...SNk are all smaller than the threshold value SNth, the smallest one of them is selected as the optimal number l of quantization bits, and the quantization bits are set so as to maximize the encoding transmission rate. Instruct the number determining unit 14.

これはノイズレベルNを評価関数とした場合も
同様に実行される。
This is similarly executed when the noise level N is used as the evaluation function.

また、入力信号電力算出部17で算出された入
力信号電力を、無音状態に対応してしきい値調整
回路12で設定されたしきい値Pthと比較し、フ
レーム内の入力信号電力Pinが小さい場合は符号
化伝送を行う必要がないとして、“0”ビツトの
量子化を量子化ビツト数決定部14に指示する。
Also, the input signal power calculated by the input signal power calculation unit 17 is compared with the threshold value Pth set by the threshold adjustment circuit 12 corresponding to the silent state, and the input signal power Pin within the frame is small. In this case, it is assumed that there is no need to perform encoded transmission, and the quantization bit number determining unit 14 is instructed to quantize "0" bits.

以上のようにしてフレーム毎の量子化ビツト数
を決定し、その結果に従つて該当する適応予測符
号化部の量子化出力を選択部15で選択し、量子
化ビツト数決定部14からの量子化ビツト数を示
す補助情報と多重化部16で多重化する。
The number of quantization bits for each frame is determined as described above, and the selection section 15 selects the quantization output of the corresponding adaptive predictive coding section according to the result. The multiplexer 16 multiplexes the data with auxiliary information indicating the number of bits.

尚、フレーム間でのデータの不連続を避けるた
め、本出願人が「高能率符号化伝送装置」と題し
て昭和61年4月9日付けで出願した特願昭61−
80063号で開示したようにパラメータの複写制御
を行う必要がある。即ち、量子化ビツト数決定部
14から選択部15に送るべき量子化ビツト数l
に全ての適応予測符号化部を合わせる複写制御を
行う。即ち、各適応予測符号化部において、量子
化器及び逆量子化器に量子化ステツプサイズΔl
(n)を複写し、零予測器及び極予測器にそれぞ
れHzl,Hplを複写する。
In order to avoid data discontinuity between frames, a patent application filed by the present applicant on April 9, 1988 entitled "High-efficiency coding transmission device" has been filed.
It is necessary to control copying of parameters as disclosed in No. 80063. That is, the number l of quantization bits to be sent from the quantization bit number determination section 14 to the selection section 15
Copy control is performed to match all adaptive predictive coding units. That is, in each adaptive predictive coding section, the quantization step size Δl is applied to the quantizer and inverse quantizer.
Copy (n) and copy Hzl and Hpl to the zero predictor and polar predictor, respectively.

これにより、現フレームで最適と決定された適
応符号化部の当該フレームの終わりにおける量子
化ステツプサイズと、次フレームで最適と決定さ
れる適応予測符号化部の当該フレームの開始にお
ける量子化ステツプサイズとは常に一致すること
になり、フレームの境界における再生信号の不連
続は無くなる。
As a result, the quantization step size at the end of the frame of the adaptive encoder determined to be optimal for the current frame, and the quantization step size at the start of the relevant frame of the adaptive predictive encoder determined to be optimal for the next frame. will always match, and there will be no discontinuity in the reproduced signal at the frame boundary.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明の符号化伝送装置によれ
ば、各適応予測符号化部の音声品質の評価関数
(S/N、ノイズレベル)を用いて許容伝送容量
に応じて最適な量子化ビツト数を選定して符号伝
送速度を制御したので、音声の符号化において情
報量の冗長度に応じて均一の再生品質を与えるこ
とができ、圧縮効果が向上する。
As described above, according to the encoding and transmitting apparatus of the present invention, the optimum quantization bit is determined according to the allowable transmission capacity using the voice quality evaluation function (S/N, noise level) of each adaptive predictive encoding unit. Since the code transmission speed is controlled by selecting the number, uniform reproduction quality can be provided in accordance with the redundancy of the amount of information in audio encoding, and the compression effect is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る符号化伝送装置の原理ブ
ロツク図、第2図は本発明に係る符号化伝送装置
の実施例を示す回路図、第3図は従来の符号化伝
送装置を示すブロツク図、である。 第1図及び第2図において、2−1,2−2,
…2−kは適応予測符号化部、3は伝送速度制御
部、4はパラメータ複写部、Q1,Q2,…Qk
は量子化器、Q1-1,Q2-1,…Qk-1は逆量子
化器、11は評価関数値算出部、12はしきい値
調整回路、13,18は比較器、14は量子化ビ
ツト数決定部、15は選択部、16は多重化部、
17は入力信号電力算出部、である。尚、図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a principle block diagram of a coding/transmission device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the coding/transmission device according to the invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a conventional coding/transmission device. Figure. In Figures 1 and 2, 2-1, 2-2,
...2-k is an adaptive predictive coding unit, 3 is a transmission rate control unit, 4 is a parameter copying unit, Q1, Q2,...Qk
is a quantizer, Q1 -1 , Q2 -1 ,...Qk -1 is an inverse quantizer, 11 is an evaluation function value calculation unit, 12 is a threshold adjustment circuit, 13 and 18 are comparators, and 14 is a quantizer 15 is a selection unit; 16 is a multiplexing unit;
17 is an input signal power calculation section. In addition, in the figure,
The same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 各々が量子化ビツト数の異なる適応量子化器
と逆量子化器とを有する複数の適応予測符号化部
2−1,2−2,…2−kと、 フレーム毎に入力信号と各予測符号化部の再生
出力信号との間でS/N又はノイズレベルの評価
関数値を計算するとともに許容符号化伝送速度に
応じて決定される所定しきい値に応じて前記適応
予測符号化部の量子化出力を選択し伝送速度を制
御する伝送速度制御部3と、 各フレーム毎に前記適応予測符号化部を選択す
る際に再生出力のデータ不連続を回避するため
に、選択された適応予測符号化部の量子化ステツ
プサイズ及び適応予測パラメータをこれ以外の適
応予測符号化部に複写制御を行うパラメータ複写
制御部4と、 を備えたことを特徴とする符号化伝送装置。 2 前記伝送速度制御回路3が、音声入力信号と
各前記適応予測符号化部2−1,2−2,2−k
の再生出力信号とのフレーム内S/N評価関数値
を算出する算出部11と、許容伝送量に応じた
S/Nのしきい値を発生するしきい値調整回路1
2と、前記S/Nしきい値と前記S/N評価関数
値とを比較する比較器13と、その比較結果にお
いて前記S/Nしきい値より大きい値を与える
S/N評価関数値のうちで量子化ビツト数が最小
のものを選定し、前記S/N評価関数値が全て前
記S/Nしきい値より小さい場合は最大のものを
選定する量子化ビツト数決定部14と、前記決定
部14から出力される量子化ビツト数を示す信号
によりその量子化ビツト数に対応した適応予測符
号化部を選択する選択部15と、前記量子化ビツ
ト数を示す信号と選択された適応予測符号化部の
量子化出力信号とを多重化する多重化部16と、
で構成されている特許請求の範囲第1項に記載の
符号化伝送装置。 3 前記伝送速度制御回路3が、音声入力信号と
各前記適応予測符号化部2−1,2−2,2−k
の再生出力信号とのフレーム内ノイズレベル評価
関数値を算出する算出部11と、許容伝送量に応
じたノイズレベルのしきい値を発生するしきい値
調整回路12と、前記ノイズレベルしきい値と前
記ノイズレベル評価関数値とを比較する比較器1
3と、その比較結果において前記ノイズレベルし
きい値より小さい値を与えるノイズレベル評価関
数値のうちで量子化ビツト数が最小のものを選定
し、前記ノイズレベル評価関数値が全て前記ノイ
ズレベルしきい値より大きい場合は最小のものを
選定する量子化ビツト数決定部14と、前記決定
部14から出力される量子化ビツト数を示す信号
によりその量子化ビツト数に対応した適応予測符
号化部を選択する選択部15と、前記量子化ビツ
ト数を示す信号と選択された適応予測符号化部の
量子化出力信号とを多重化する多重化部16と、
で構成されている特許請求の範囲第1項に記載の
符号化伝送装置。 4 前記伝送速度制御回路3が、音声入力信号と
各前記適応予測符号化部2−1,2−2,2−k
の再生出力信号とのフレーム内S/N評価関数値
を算出する算出部11と、許容伝送量に応じた
S/Nのしきい値と無音状態に対応する電力しき
い値とを発生するしきい値調整回路12と、前記
S/Nしきい値と前記S/N評価関数値とを比較
する比較器13と、その比較結果において前記
S/Nしきい値より大きい値を与えるS/N評価
関数値のうちで量子化ビツト数が最小のものを選
定し、前記S/N評価関数値が全て前記S/Nし
きい値より小さい場合は最大のものを選定する量
子化ビツト数決定部14と、入力信号電力算出部
17と、前記無音状態に対応するしきい値と前記
入力信号電力とを比較する比較器18と、前記決
定部14から出力される量子化ビツト数を示す信
号によりその量子化ビツト数に対応した適応予測
符号化部を選択する選択部15と、前記量子化ビ
ツト数を示す信号と選択された適応予測符号化部
の量子化出力信号とを多重化する多重化部16
と、で構成され、前記決定部14は、前記比較器
18において前記無音状態に対応するしきい値よ
り入力信号電力の方が小さいと判定されたとき量
子化ビツト数を0に決定するものである特許請求
の範囲第1項に記載の符号化伝送装置。 5 前記伝送速度制御回路3が、音声入力信号と
各前記適応予測符号化部2−1,2−2,2−k
の再生出力信号とのフレーム内ノイズレベル評価
関数値を算出する算出部11と、許容伝送量に応
じたノイズレベルのしきい値と無音状態に対応す
る電力しきい値とを発生するしきい値調整回路1
2と、前記ノイズレベルしきい値と前記ノイズレ
ベル評価関数値とを比較する比較器13と、その
比較結果において前記ノイズレベルしきい値より
小さい値を与えるノイズレベル評価関数値のうち
で量子化ビツト数が最小のものを選定し、前記ノ
イズレベル評価関数値が全て前記ノイズレベルし
きい値より大きい場合は最小のものを選定する量
子化ビツト数決定部14と、入力信号電力算出部
17と、前記無音状態に対応するしきい値と前記
入力信号電力とを比較する比較器18と、前記決
定部14から出力される量子化ビツト数を示す信
号によりその量子化ビツト数に対応した適応予測
符号化部を選択する選択部15と、前記量子化ビ
ツト数を示す信号と選択された適応予測符号化部
の量子化出力信号とを多重化する多重化部16
と、で構成され、前記決定部14は、前記比較器
18において前記無音状態に対応するしきい値よ
り入力信号電力の方が小さいと判定されたとき量
子化ビツト数を0に決定するものである特許請求
の範囲第1項に記載の符号化伝送装置。
[Claims] 1. A plurality of adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, ... 2-k each having an adaptive quantizer and an inverse quantizer with different numbers of quantization bits, and The evaluation function value of S/N or noise level is calculated between the input signal and the reproduced output signal of each predictive encoding unit, and the a transmission rate control unit 3 that selects the quantized output of the adaptive predictive encoding unit and controls the transmission rate; and a transmission rate control unit 3 that selects the quantized output of the adaptive predictive encoding unit and controls the transmission rate; , a parameter copy control section 4 that controls copying of the quantization step size and adaptive prediction parameters of the selected adaptive predictive coding section to other adaptive predictive coding sections. Device. 2. The transmission rate control circuit 3 inputs the audio input signal and each of the adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, 2-k.
a calculation unit 11 that calculates an intra-frame S/N evaluation function value with respect to the reproduced output signal; and a threshold adjustment circuit 1 that generates an S/N threshold according to the allowable transmission amount.
2, a comparator 13 that compares the S/N threshold and the S/N evaluation function value, and an S/N evaluation function value that gives a value larger than the S/N threshold in the comparison result. a quantization bit number determination unit 14 that selects the one with the smallest number of quantization bits among them, and selects the largest one when all the S/N evaluation function values are smaller than the S/N threshold; a selection section 15 that selects an adaptive predictive coding section corresponding to the number of quantization bits based on a signal indicating the number of quantization bits outputted from the deciding section 14; a multiplexing unit 16 that multiplexes the quantized output signal of the encoding unit;
An encoding and transmitting device according to claim 1, comprising: 3 The transmission rate control circuit 3 inputs the audio input signal and each of the adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, 2-k.
a calculation unit 11 that calculates an intra-frame noise level evaluation function value with the reproduced output signal; a threshold adjustment circuit 12 that generates a noise level threshold according to the allowable transmission amount; and the noise level evaluation function value.
3, and select the one with the smallest number of quantization bits among the noise level evaluation function values that give a value smaller than the noise level threshold in the comparison results, and select the one with the smallest number of quantization bits, so that all the noise level evaluation function values are equal to the noise level. A quantization bit number determining section 14 selects the minimum number when it is larger than a threshold value, and an adaptive predictive coding section corresponding to the quantization bit number based on a signal indicating the quantization bit number output from the determining section 14. a selection unit 15 that selects the number of bits to be quantized; a multiplexing unit 16 that multiplexes the signal indicating the number of quantized bits and the quantized output signal of the selected adaptive predictive coding unit;
An encoding and transmitting device according to claim 1, comprising: 4 The transmission rate control circuit 3 inputs the audio input signal and each of the adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, 2-k.
a calculation unit 11 that calculates an intra-frame S/N evaluation function value with respect to the reproduced output signal; and a calculation unit 11 that generates an S/N threshold value corresponding to an allowable transmission amount and a power threshold value corresponding to a silent state. a threshold adjustment circuit 12; a comparator 13 that compares the S/N threshold and the S/N evaluation function value; and an S/N that provides a value larger than the S/N threshold in the comparison result. a quantization bit number determination unit that selects the one with the smallest number of quantization bits among the evaluation function values, and selects the largest one when all the S/N evaluation function values are smaller than the S/N threshold; 14, an input signal power calculation unit 17, a comparator 18 that compares the input signal power with a threshold corresponding to the silent state, and a signal indicating the number of quantization bits output from the determination unit 14. a selection unit 15 that selects an adaptive predictive coding unit corresponding to the number of quantized bits; and a multiplexing unit that multiplexes a signal indicating the number of quantized bits and a quantized output signal of the selected adaptive predictive coding unit. Part 16
The determining unit 14 determines the number of quantization bits to be 0 when the comparator 18 determines that the input signal power is smaller than the threshold value corresponding to the silent state. An encoding transmission device according to claim 1. 5 The transmission rate control circuit 3 inputs the audio input signal and each of the adaptive predictive coding units 2-1, 2-2, 2-k.
a calculation unit 11 that calculates an intra-frame noise level evaluation function value with the reproduced output signal; and a threshold that generates a noise level threshold corresponding to an allowable transmission amount and a power threshold corresponding to a silent state. Adjustment circuit 1
2, a comparator 13 that compares the noise level threshold and the noise level evaluation function value, and quantization among the noise level evaluation function values that give a value smaller than the noise level threshold in the comparison result. a quantization bit number determination unit 14 that selects the minimum number of bits, and selects the minimum number if the noise level evaluation function values are all greater than the noise level threshold; and an input signal power calculation unit 17. , a comparator 18 that compares the input signal power with a threshold value corresponding to the silent state, and a signal indicating the number of quantization bits output from the determining section 14 to perform adaptive prediction corresponding to the number of quantization bits. a selection section 15 that selects an encoding section; and a multiplexing section 16 that multiplexes a signal indicating the number of quantization bits and a quantized output signal of the selected adaptive predictive encoding section.
The determining unit 14 determines the number of quantization bits to be 0 when the comparator 18 determines that the input signal power is smaller than the threshold value corresponding to the silent state. An encoding transmission device according to claim 1.
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