JPH09172377A - 符号化・復号化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声等の信号をディジタルフィルタによって
複数のサブバンドへ分割したり、複数のサブバンドを元
の音声等の信号のバンドに合成したり場合に、各時間毎
の入力に対する出力を求めるのに必要な演算量を低減す
る。 【解決手段】 複数の時不変フィルタ１ａ〜ｃ、８ａ〜
ｃからそれぞれ構成される時変フィルタユニット１、８
が、各時刻における入力信号に対し、順次に機能するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号を効率的に符
号化する技術に関するものであり、特に、携帯電話や自
動車電話等を用いる移動通信方式において音声等の信号
の帯域を分割し、それぞれの帯域毎に信号を符号化する
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、音声等の信号を効率的に伝送
する方式として、主に、信号の情報量の冗長性を除去す
ることにより信号を圧縮する方法と、人間の聴覚の性質
を利用することにより信号を圧縮する方法とが採用され
ている。前者の方法としては、予測符号化、エントロピ
ー符号化、差分ＰＣＭ等がある。一方、後者の方法とし
ては、サブバンド符号化や変換符号化等がある。このサ
ブバンド符号化は、音声等の信号の所要帯域を複数のサ
ブバンドに分割し、それぞれのサブバンドを、聴覚の特
性を利用して最適なビット数で量子化する方法である。
より具体的には、音量が大きいサブバンドや聴覚が敏感
に働くサブバンドに対して多めのビット数を割り当てる
一方で、音量が小さいサブバンドや聴覚があまり敏感に
働かないサブバンドに対して少なめのビット数を割り当
てることにより、全体としてのビット数を低減する方法
である。このようにして、符号を圧縮することにより、
伝送路を効率的に利用している。なお、送信側でサブバ
ンドに分割された信号を、受信側で再び元の信号へ完全
に合成し再現する方法として、ＱＭＦ（Quadrature Mir
ror Filter）が広く用いられている。

【０００３】図３は、従来のサブバンド符号化システム
のブロック図である。このサブバンド復号化システム
は、音声等の信号の帯域を３つのサブバンドに分割し、
そのサブバンド毎に信号を符号化する符号化装置ＴＸ
と、その符号化された信号が伝送される伝送路Ｄと、伝
送された信号のサブバンドを元の信号のバンドへ合成す
る復号化装置ＲＸとから構成される。符号化装置ＴＸ
は、時不変フィルタ１１ａ〜ｃ、間引回路１２ａ〜ｃ、
符号化回路１３ａ〜ｃ、マルチプレクサ１４から構成さ
れる。復号化装置ＲＸは、デマルチプレクサ１５、復号
化回路１６ａ〜ｃ、補間回路１７ａ〜ｃ、時不変フィル
タ１８ａ〜ｃから構成される。伝送路Ｄは、主に、無線
伝送路から構成されている。

【０００４】音声等の信号（０．３〜３．４ｋＨｚ）
は、図示しないＡ／Ｄ回路において、サンプリング定理
の下、電話信号のダイナミックレンジを考慮して、８０
００回／秒、８ビット／回の条件でＡ／Ｄ変換された後
に、ディジタル信号として符号化装置ＴＸへ入力され
る。符号化装置ＴＸの時不変フィルタ１１ａ〜ｃに入力
されたディジタル信号は、それぞれ特定の周波数成分へ
分割される。例えば、時不変フィルタ１１ａが、０〜
１．２ｋＨｚの信号をろ波し、時不変フィルタ１１ｂ
が、１．２〜２．４ＫＨｚの信号をろ波し、時不変フィ
ルタ１１ｃが、２．４〜３．６ＫＨｚの信号をろ波す
る。そして、間引回路１２ａ〜ｃは、時不変フィルタ１
１ａ〜ｃによってろ波されたそれぞれの信号から、３ス
ロット置きに信号を抽出する。従って、抽出された信号
は、各サブバンド１．２ｋＨｚ帯域内の信号を（８００
０回／３）／秒でサンプリングした信号と同じである。
符号化回路１３ａ〜ｃは、間引き後の信号をＡＤＰＣＭ
（Adaptive Differential Pulse CodeModulation ）に
より符号化する。ＡＤＰＣＭのビット数は、各サブバン
ド毎に異なり、例えば、０〜１．２ｋＨｚのサブバンド
では２〜３ビットで符号化し、１．２〜２．４ＫＨｚの
サブバンドでは４〜５ビットで符号化し、２．４〜３．
６ｋＨｚのサブバンドでは１〜３ビットで符号化する。
最後に、マルチプレクサ１４は、符号化された信号を時
分割多重する。時分割多重された信号は、図示しないＰ
ＳＫ変調装置（Phase Shift Keying）やＱＡＭ変調回路
（Quadrature Amplitude Modulation ）により変調され
た後、伝送路Ｄを通して復号化装置ＲＸへ送出される。

【０００５】復号化装置ＲＸでは、デマルチプレクサ１
５が、受信した信号を時分割することにより、３つの信
号へ分離する。復号化回路１６ａ〜ｃは、その各分離さ
れた信号をＡＤＰＣＭにより復号する。補間回路１７ａ
〜ｃは、復号化された信号上の各スロットに２つの零信
号を挿入することにより、見かけ上８０００回／秒でサ
ンプリングされた信号であるかのように、その復号化さ
れた信号を変換する。時不変フィルタ１８ａ〜ｃは、時
不変フィルタ１１ａ〜ｃがそれぞれ処理する周波数成
分、即ち、０〜１．２ｋＨｚ、１．２〜２．４ｋＨｚ、
２．４〜３．６ｋＨｚという３つのサブバンドの成分の
みをそれぞれの信号から抽出し、最後にそれら抽出され
た信号を合成する。このようにして、符号化装置ＴＸに
入力された音声等の信号が、復号化装置ＲＸで復元され
ることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のサブ
バンド符号化システムで用いられる時不変フィルタ１
１、１８の伝達関数は、一般に、ｚ変換を用いて以下の
ように定義される（但し、Ｐは、サブバンドの数を示
し、Ｎは、フィルタの次数を示す）。 H_P(z)=h_P0+h_P1z^-1+h_P2z^-2+...+h_PNz^-N (a) F_P(z)=f_P0+f_P1z^-1+f_P2z^-2+...+f_PNz^-N (b) また、入力x(k)（ｋは、時刻を示す）に対する各時不変
フィルタの出力y(k)は、以下のようにして求められる。 y(k)=h_P0*x(k)+h_P1*x(k-1)+h_P2*x(k-2)+...+h_PN*x(k-N) (c) 従って、各時不変フィルタの出力を求めるには、一般
に、Ｎ＋１回の乗算とＮ回の加算を処理する必要があ
る。さらに、これらの処理をＰ組の時不変フィルタにつ
いて実行しなければならないので、全体としては、Ｐ×
（Ｎ＋１）回の乗算とＰ×Ｎ回の加算を処理する必要が
ある。サブバンドの組数Ｐが小さい場合には、これら全
体の演算量は比較的少ないので、処理に多くの時間を費
やすことはない。しかし、サブバンドの組数Ｐが大きい
場合には、それら全体の演算量は極めて多くなり、処理
に多くの時間を費やしたり、あるいは、大規模の処理回
路を必要としたりすることになる。このことは、高速処
理、小規模回路、低消費電力であることを要求される携
帯電話等においては、特に大きな問題点となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の問題点
を解決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明の符号化システムでは、符号化すべきデ
ィジタル信号の１／Ｐ（Ｐは任意の整数）の特定の成分
のみを通過させ、かつ、異なる数の遅延素子を有するＰ
組の時不変フィルタから構成されていることを特徴とす
る。また、その符号化用ディジタルフィルタは、その符
号化すべきディジタル信号の１／Ｐ（Ｐは任意の整数）
の特定の成分のみを通過させ、かつ、遅延素子を互いに
異なる数だけ有する、Ｎ次（Ｎは任意の整数）の係数か
らなるＰ組の時不変フィルタの全ての係数Ｎ×Ｐ組を記
憶する記憶部と、前記符号化すべきディジタル信号に対
し、前記Ｐ組の時不変フィルタの係数を、Ｐ組を一周期
として順番に用いることにより、前記Ｐ組の時不変フィ
ルタの出力を求める演算部とから構成されることを特徴
とする。

【０００８】本発明の第１の復号化システムでは、復号
化すべきディジタル信号の１／Ｐ（Ｐは任意の整数）の
特定の成分のみを通過させ、かつ、異なる数の遅延素子
を有するＰ組の時不変フィルタから構成されていること
を特徴とする。また、その復号用ディジタルフィルタ
は、その復号化すべきディジタル信号の１／Ｐ（Ｐは任
意の整数）の特定の成分のみを通過させ、かつ、遅延素
子を互いに異なる数だけ有する、Ｎ次（Ｎは任意の整
数）の係数からなるＰ組の時不変フィルタの全ての係数
Ｎ×Ｐ組を記憶する記憶部と、前記復号化すべきディジ
タル信号に対し、前記Ｐ組の時不変フィルタの係数をＰ
組を一周期として順番に用いることにより、前記Ｐ組の
時不変フィルタの出力の和を求める演算部とから構成さ
れることを特徴とする。

【０００９】本発明の第２の復号化システムでは、復号
化すべきディジタル信号の１／Ｐ（Ｐは任意の整数）の
特定の成分のみを通過させるＮ次（Ｎは任意の整数）の
係数からなるＰ組の時不変フィルタの全ての係数Ｎ×Ｐ
組のうち、Ｐ組の係数から構成され、前記Ｐ組の係数
が、互いに前記時不変フィルタを異にし、かつ、各組の
係数は異なるＰ組の時不変フィルタの係数から構成され
る１つの時変フィルタを有することを特徴とする。ま
た、その復号化用ディジタルフィルタは、復号化すべき
ディジタル信号の１／Ｐ（Ｐは任意の整数）の特定の成
分のみを通過させ、かつ、単位時間の遅延素子を互いに
異なる数だけ有する、Ｎ次（Ｎは任意の整数）の係数か
らなるＰ組の時不変フィルタの全ての係数Ｎ×Ｐ組を記
憶する記憶部と、前記復号化すべきディジタル信号に対
し、前記Ｎ×Ｐ組の係数のうち、前記時不変フィルタを
異にし、かつ、各組の係数は異なるＰ組の時不変フィル
タの係数から構成されるＰ組の係数を、Ｐ組を一周期と
して順番に用いることにより、前記Ｐ組の時不変フィル
タの出力を求める計算部とから構成されることを特徴と
する。 〈構成の内容〉以下、各構成要素について説明する。遅
延素子とは、入力信号を遅延させることができる素子を
いう。時不変フィルタとは、フィルタの係数が、時刻に
よって変化しないフィルタをいう。 〈作用、効果〉本発明の符号化システムでは、時変フィ
ルタを構成する時不変フィルタが、順次に入力信号に対
する出力信号を求める。従って、本発明によれば、同一
時刻において、２以上の時不変フィルタが動作すること
が無い。これによって、Ｐ組のサブバンドへ分割し、か
つ、Ｎ次のフィルタを用いる場合でも、従来と比較し
て、演算量をＮ＋１回の乗算とＮ回の加算へ低減でき
る。従って、高速に演算を処理でき、また、大きな記憶
領域を必要とせず、さらには、フィルタの制御用プログ
ラムの作成も容易となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のサブバンド符号化
システムを、実施の形態に沿って詳細に説明する。 〈符号化システムの説明〉図１は、具体例１のサブバン
ド符号化システムのブロック図である。このサブバンド
符号化システムは、符号化装置ＴＸと復号化装置ＲＸと
から構成されている。符号化装置ＴＸは、時変フィルタ
ユニット１、デマルチプレクサ２、符号化回路３ａ〜
ｃ、マルチプレクサ４から構成されている。復号化装置
ＲＸは、デマルチプレクサ５、復号化回路６ａ〜ｃ、マ
ルチプレクサ７、時変フィルタユニット８から構成され
ている。

【００１１】音声等の信号（０．３〜３．４ｋＨｚ）
は、図示しないＡ／Ｄ変換回路において、８０００回／
秒、８ビット／回の条件の下でＡ／Ｄ変換された後に、
ディジタル信号として符号化装置ＴＸへ入力される。４
次のディジタルフィルタである時変フィルタ１は、その
ディジタル信号を３つのサブバンドの成分へ分割する。
そして、符号化回路３ａ〜ｃは、それぞれのサブバンド
において、それぞれの信号をＡＤＰＣＭにより符号化す
る。さらに、マルチプレクサ４は、符号化された信号を
時分割多重する。一方、伝走路Ｄを介して受信された信
号は、デマルチプレクサ５によって３つの信号へ時分割
分離される。そして、各信号毎に復号回路６ａ〜ｃによ
って復号化される。さらに、復号化された信号は、マル
チプレクサ７によって時分割多重される。そして、時分
割多重された信号は、４次のディジタルフィルタである
時変フィルタユニット８へ入力される。

【００１２】時変フィルタユニット１は、模式的に、３
つの時不変フィルタ１ａ〜ｃとスイッチＳｔから構成さ
れる。それらの時不変フィルタ１ａ〜ｃは、ｚ演算子を
用いて以下のような伝達関数で表される。 H₀(z)=h₀₀+h₀₁z^-1+h₀₂z^-2+h₀₃z^-3+h₀₄z^-4 (1-1) H₁(z)z^-1=h₁₀z^-1+h₁₁z^-2+h₁₂z^-3+h₁₃z^-4+h₁₄z^-5 (1-2) H₂(z)z^-2=h₂₀z^-2+h₂₁z^-3+h₂₂z^-4+h₂₃z^-5+h₂₄z^-6 (1-3)

【００１３】また、入力ｘ(k) に対する出力ｙ(k) は、
以下のように表される。 y₀(k)=h₀₀*x(k)+h₀₁*x(k-1)+h₀₂*x(k-2)+h₀₃*x(k-3)+h₀₄*x(k-4) (2-1) y₁(k)=h₁₀*x(k-1)+h₁₁*x(k-2)+h₁₂*x(k-3)+h₁₃*x(k-4)+h₁₄*x(k-5) (2-2) y₂(k)=h₂₀*x(k-2)+h₂₁*x(k-3)+h₂₂*x(k-4)+h₂₃*x(k-5)+h₂₄*x(k-6) (2-3) ここで、仮想的に動作するスイッチＳｔを用いることに
よって、時刻０の場合には、時不変フィルタ１ａによっ
て処理された信号を出力し、時刻１の場合には、時不変
フィルタ１ｂによって処理された信号を出力し、時刻２
の場合には、時不変フィルタ１ｃによって処理された信
号を出力し、さらに、時刻３の場合には、時不変フィル
タ１ａによって処理された信号を出力させるというよう
に、次々に出力すべき信号を切り換えると、時刻０、
１、２、３、４、５、……における出力y(k)は、以下の
ようになる。 y(0)=h₀₀*x(0)+h₀₁*x(-1)+h₀₂*x(-2)+h₀₃*x(-3)+h₀₄*x(-4) (3-1) y(1)=h₁₀*x(0)+h₁₁*x(-1)+h₁₂*x(-2)+h₁₃*x(-3)+h₁₄*x(-4) (3-2) y(2)=h₂₀*x(0)+h₂₁*x(-1)+h₂₂*x(-2)+h₂₃*x(-3)+h₂₄*x(-4) (3-3) y(3)=h₀₀*x(3)+h₀₁*x(2)+h₀₂*x(1)+h₀₃*x(0)+h₀₄*x(-1) (3-4) y(4)=h₁₀*x(3)+h₁₁*x(2)+h₁₂*x(1)+h₁₃*x(0)+h₁₄*x(-1) (3-5) y(5)=h₂₀*x(3)+h₂₁*x(2)+h₂₂*x(1)+h₂₃*x(0)+h₂₄*x(-1) (3-6) ・ ・ ・

【００１４】よって、入力x(k)が時変フィルタユニット
１を通過した後の出力y(k)は、以下のように表せること
になる（但し、ｍは任意の整数とする）。 k=3mの場合： y(k)=h₀₀*x(k)+h₀₁*x(k-1)+h₀₂*x(k-2)+h₀₃*x(k-3)+h₀₄*x(k-4) (4-1) k=3m+1の場合： y(k)=h₁₀*x(k)+h₁₁*x(k-1)+h₁₂*x(k-2)+h₁₃*x(k-3)+h₁₄*x(k-4) (4-2) k=3m+2の場合： y(k)=h₂₀*x(k)+h₂₁*x(k-1)+h₂₂*x(k-2)+h₂₃*x(k-3)+h₂₄*x(k-4) (4-3)

【００１５】上述の式から、時刻０の時には式(4-1) を
用い、時刻１の時には式(4-2) を用い、時刻２の時には
式(4-3) を用い、さらに、時刻３の時には式(4-1) を用
いるというように、ある時刻にある一つの演算のみを処
理すれば出力y(k)が得られる。これにより、同時刻にお
いて、に式(4-1) 、(4-2) 、(4-3) の全てを一緒に演算
する必要が無いので、従来と比べて、演算量を低減する
ことが可能となる。

【００１６】また、時変フィルタユニット１は、時不変
フィルタユニット１の係数を記憶する記憶部１ｐと、そ
れらの係数と入力信号とを用いて出力を求める演算部１
ｑから構成される。記憶部１ｐは、以下のような係数群
H₀、H₁、H₂を記憶している。 H₀=[h₀₀,h₀₁,h₀₂,h₀₃,h₀₄] (5-1) H₁=[h₁₀,h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄] (5-2) H₂=[h₂₀,h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄] (5-3) 演算部１ｑは、時刻０においては、時刻０の入力信号x
(0)を処理するのに必要な係数群H₀を記憶部１ｐから読
み出し、それらの係数を使って出力信号Y(0)を求め、時
刻１においては、時刻１の入力信号x(1)を処理するのに
必要な係数群H₁を記憶部１ｐから読み出し、それらの係
数を使って出力信号y(1)を求め、時刻２においては、時
刻２の入力信号x(2)を処理するのに必要な係数群H₂を記
憶部１ｐから読み出し、それらの係数を使って出力信号
y(2)を求める。以下、時刻３においては、時刻０の時と
同じ係数群H0を使って、入力信号y(3)を求めるというよ
うな手順で、各時刻の出力を順次求めることになる。

【００１７】〈復号化システムの説明１〉時変フィルタ
ユニット８は、見かけ上、３つの時不変フィルタ８ａ〜
ｃ、スイッチＳr 、加算器Ａd から構成される。それら
の時不変フィルタ８ａ〜ｃは、以下のような伝達関数で
表される。 F₀(z)z^-2=f₀₀z^-2+f₀₁z^-3+f₀₂z^-4+f₀₃z^-5+f₀₄z^-6 (6-1) F₁(z)z^-1=f₁₀z^-1+f₁₁z^-2+f₁₂z^-3+f₁₃z^-4+f₁₄z^-5 (6-2) F₂(z)=f₂₀+f₂₁z^-1+f₂₂z^-2+f₂₃z^-3+f₂₄z^-4 (6-3) また、入力w(k)に対する出力v(k)を構成するv0(k) 、v1
(k) 、v2(k) は、以下のように表される。 v₀(k)=f₀₀*w(k-2)+f₀₁*w(k-3)+f₀₂*w(k-4)+f₀₃*w(k-5)+f₀₄*w(k-6) (7-1) v₁(k)=f₁₀*w(k-1)+f₁₁*w(k-2)+f₁₂*w(k-3)+f₁₃*w(k-4)+f₁₄*w(k-5) (7-2) v₂(k)=f₂₀*w(k)+f₂₁*w(k-1)+f₂₂*w(k-2)+f₂₃*w(k-3)+f₂₄*w(k-4) (7-3) 図１における入力信号w(k)は、仮想的に動作するスイッ
チＳr によって、順次に切り換えられるので、各時不変
フィルタ８ａ〜ｃは、所定の時刻のみに入力信号受信
し、他の時刻には入力信号を受信しない。よって、各時
不変フィルタ８ａ〜ｃに入力される信号は、以下のよう
に表すことができる。 w₀(k)=w(k):k=3m, w₀(k)=0:k≠3m (8-1) w₁(k)=w(k):k=3m+1, w₁(k)=0:k≠3m+1 (8-2) w₂(k)=w(k):k=3m+2, w₂(k)=0:k≠3m+2 (8-3) 従って、時刻０，１、２、３、４、５、…における出力
v(k)は、以下のようになる。 v(0)=v₀(0)+v₁(0)+v₂(0) =0+f₀₁*w(-3)+0+0+f₀₄*w(-6) +0+f₁₁*w(-2)+0+0+f₁₄*w(-5) +0+f₂₁*w(-1)+0+0+f₂₄*w(-4) =f₂₁*w(-1)+f₁₁*w(-2)+f₀₁*w(-3)+f₂₄*w(-4)+f₁₄*w(-5)+f₀₄*w(-6) (9-1) v(1)=v₀(1)+v₁(1)+v₂(1) =0+0+f₀₂*w(-3)+0+0 +0+0+f₁₂*w(-2)+0+0 +0+0+f₂₂*w(-1)+0+0 =f₂₂*w(-1)+f₁₂*w(-2)+f₀₂*w(-3) (9-2) v(2)=v₀(2)+v₁(2)+v₂(2) =f₀₀*w(0)+0+0+f₀₃*w(-3)+0 +f₁₀*w(1)+0+0+f₁₃*w(-2)+0 +f₂₀*w(2)+0+0+f₂₃*w(-1)+0 =f₂₀*w(2)+f₁₀*w(1)+f₀₀*w(0)+f₂₃*w(-1)+f₁₃*w(-2)+f₀₃*w(-3) (9-3) v(3)=v₀(3)+v₁(3)+v₂(3) =0+f₀₁*w(0)+0+0+f₀₄*w(-3) +0+f₁₁*w(1)+0+0+f₁₄*w(-2) +0+f₂₁*w(2)+0+0+f₂₄*w(-1) =f₂₁*w(2)+f₁₁*w(1)+f₀₁*w(0)+f₂₄*w(-1)+f₁₄*w(-2)+f₀₄*w(-3) (9-4) v(4)=v₀(4)+v₁(4)+v₂(4) =0+0+f₀₂*w(0)+0+0 +0+0+f₁₂*w(1)+0+0 +0+0+f₂₂*w(2)+0+0 =f₂₂*w(21)+f₁₂*w(1)+f₀₂*f₀₂*w(0) (9-5) v(5)=v₀(5)+v₁(5)+v₂(5) =f₀₀*w(3)+0+0+f₀₃*w(0)+0 +f₁₀*w(4)+0+0+f₁₃*w(1)+0 +f₂₀*w(5)+0+0+f₂₃*w(2)+0 =f₂₀*w(5)+f₁₀*w(4)+f₀₀*w(3)+f₂₃*w(2)+f₁₃*w(1)+f₀₃*w(0) (9-6) よって、入力信号が時不変フィルタユニット８を通過す
ることによる出力v(k)は、以下のように表せることにな
る（但し、ｍは任意の整数とする）。 k=3mの場合 v(k)=f₂₁*w(k-1)+f₁₁*w(k-2)+f₀₁*w(k-3)+f₂₄*w(k-4)+f₁₄*w(k-5)+f₀₄*w(k-6) (9-7) k=3m+1の場合 v(k)=f₂₂*w(k-2)+f₁₂*w(k-3)+f₀₂*w(k-4) (9-8) k=3m+2の場合 v(k)=f₂₀*w(k)+f₁₀*w(k-1)+f₀₀*w(k-2)+f₂₃*w(k-3)+f₁₃*w(k-4)+f₀₃*w(k-5) (9-9)

【００１８】各時刻における出力v(k)は、上述した式(9
-7) 、(9-8) 、(9-9) のうちのいずれかを用いれば求め
ることができる。従って、各時刻において１５回（３×
（４＋１）回）の乗算並び１２回（３×４回）の加算が
必要であった従来の技術に比べて、演算量を飛躍的に減
少させることが可能となる。

【００１９】また、時不変フィルタユニット８は、時不
変フィルタユニット８の係数を記憶する記憶部８ｐと、
それらの係数と入力信号とを用いて出力を求める演算部
８ｑから構成される。記憶部８ｐは、以下のような係数
群F₀、F₁、F₂を記憶している。 F₀=[f₀₀,f₀₁,f₀₂,f₀₃,f₀₄] (10-1) F₁=[f₁₀,f₁₁,f₁₂,f₁₃,f₁₄] (10-2) F₂=[f₂₀,f₂₁,f₂₂,f₂₃,f₂₄] (10-3) 演算部８ｑは、時刻０においては、時刻０の入力信号w
(0)を処理するのに必要な係数群F₀を記憶部８ｐから読
み出し、それらの係数を使って出力信号v(0) を求め、
時刻１においては、時刻１の入力信号w(1)を処理するの
に必要な係数群F₁を記憶部８ｐから読み出し、それらの
係数を使って出力信号v(1)を求め、時刻２においては、
時刻２の入力信号w(2)を処理するのに必要な係数群F₂を
記憶部８ｐから読み出し、それらの係数を使って出力信
号v(2)を求める。以下、時刻３においては、時刻０の時
と同じ係数群F₀を使って、出力信号v(3)を求めるという
ような手順で、各時刻の出力を順次求めることになる。

【００２０】〈復号化システムの説明２〉図２は、第２
の符号化システムのブロック図である。上述したよう
に、第２の符号化システムの特徴は、時不変フィル８ａ
〜ｃと時不変フィルタ８Ａ〜Ｃに置き換えることであ
る。図１における入力信号w(k)は、仮想的に動作するス
イッチＳｒによって、順次に切り換えられるので、各時
不変フィルタ８ａ〜ｃは、所定の時刻のみに入力信号を
受信し、他の時刻には入力信号を受信しない。よって、
各時不変フィルタ８ａ〜ｃに入力される信号は、以下の
ように表すことができる。 w₀(k)=w(k):k=3m, w₀(k)=0:k≠3m (11-1) w₁(k)=w(k):k=3m+1, w₁(k)=0:k≠3m+1 (11-2) w₂(k)=w(k):k=3m+2, w₂(k)=0:k≠3m+2 (11-3) また、式(7-1) 、(7-2) 、(7-3) と同様に、各時不変フ
ィルタ８ａ〜ｃの出力v(k)は、以下のように表すことが
できる。 v₀(k)=f₀₀*w(k-2)+f₀₁*w(k-3)+f₀₂*w(k-4)+f₀₃*w(k-5)+f₀₄*w(k-6) (12-1) v₁(k)=f₁₀*w(k-1)+f₁₁*w(k-2)+f₁₂*w(k-3)+f₁₃*w(k-4)+f₁₄*w(k-5) (12-2) v₂(k)=f₂₀*w(k)+f₂₁*w(k-1)+f₂₂*w(k-2)+f₂₃*w(k-3)+f₂₄*w(k-4) (12-3) ここで、各時刻における出力信号v(k)は、以下のように
表すことができる。 v(k)=v₀(k)+v₁(k)+v₂(k) 以下に、時刻を場合分けして、その出力を考察する。

【００２１】k=3mの場合： v₀(k)=0+f₀₁*w(k-3)+0+0+f₀₄*w(k-6) (13-1) v₁(k)=0+f₁₁*w(k-2)+0+0+f₁₄*w(k-5) (13-2) v₂(k)=0+f₂₁*w(k-1)+0+0+f₂₄*w(k-4) (13-3) 従って、出力v(k)は、以下のようになる。 v(k)=f₀₁*w(k-3)+f₀₄*w(k-6)+f₁₁*w(k-2)+f₁₄*w(k-5)+f₂₁*w(k-1)+f₂₄*w(k-4) =f₂₁*w(k-1)+f₁₁*w(k-2)+f₀₁*w(k-3)+f₂₄*w(k-4)+f₁₄*w(k-5)+f₀₄*w(k-6) (13-4)

【００２２】k=3m+1の場合： v₀(k)=0+0+f₀₂*w(k-4)+0+0 (14-1) v₁(k)=0+0+f₁₂*w(k-3)+0+0 (14-2) v₂(k)=0+0+f₂₂*w(k-2)+0+0 (14-3) 従って、出力v(k)は、以下のようになる。 v(k)=f₀₂*w(k-4)+f₁₂*w(k-3)+f₂₂*w(k-2) =f₂₂*w(k-2)+f₁₂*w(k-3)+f₀₂*w(k-4) (14-4)

【００２３】k=3m+2の場合： v₀(k)=f₀₀*w(k-2)+0+0+f₀₃*w(k-5)+0 (15-1) v₁(k)=f₁₀*w(k-1)+0+0+f₁₃*w(k-4)+0 (15-2) v₂(k)=f₂₀*w(k)+0+0+f₂₃*w(k-3)+0 (15-3) 従って、出力v(k)は、以下のようになる。 v(k)=f₀₀*w(k-2)+f₀₃*w(k-5)+f₁₀*w(k-1)+f₁₃*w(k-4)+f₂₀*w(k)+f₂₃*w(k-3) =f₂₀*w(k)+f₁₀*w(k-1)+f₀₀*w(k-2)+f₂₃*w(k-3)+f₁₃*w(k-4)+f₀₃*w(k-5) (15-4)

【００２４】従って、出力v(k)は、以下のような係数群
F₀、F₁、F₂からなる時変フィルタユニット８と入力w(k)
とによって表すことができる。 F₀=[f₂₁,f₁₁,f₀₁,f₂₄,f₁₄,f₀₄] (16-1) F₁=[f₂₂,f₁₂,f₀₂] (16-2) F₂=[f₂₀,f₁₀,f₀₀,f₂₃,f₁₃,f₀₃] (16-3) これらの時変フィルタは、F₀→F₁→F₂→F₀→F₁……とい
うように周期的に使用されるので、時刻０においては、
式(13-4)の演算のみを実行し、時刻１においては、式(1
4-4)の演算のみを実行するというように、ある時刻に２
つ以上の演算が実行されることはない。従って、従来と
比べて、演算量を低減することが可能となる。

【００２５】なお、記憶部８ｐ、演算部８ｑを構成する
ことにより、第１の符号化システムにおける時変フィル
タの機能と同様な機能を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例１のサブバンド符号化システム
のブロック図である。

【図２】本発明の具体例２のサブバンド符号化システム
のブロック図である。

【図３】従来のサブバンド符号化システムのブロック図
である。

【符号の説明】

ＴＸ 符号化装置 ＲＸ 復号化装置 １、８ 時変フィルタユニット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化すべきディジタル信号の１／Ｐ
   （Ｐは任意の整数）の特定の成分のみを通過させ、か
   つ、異なる数の遅延素子を有するＰ組の時不変フィルタ
   から構成されていることを特徴とする符号化システム。
2. 【請求項２】 符号化すべきディジタル信号の１／Ｐ
   （Ｐは任意の整数）の特定の成分のみを通過させ、か
   つ、遅延素子を互いに異なる数だけ有する、Ｎ次（Ｎは
   任意の整数）の係数からなるＰ組の時不変フィルタの全
   ての係数Ｎ×Ｐ組を記憶する記憶部と、 前記符号化すべきディジタル信号に対し、前記Ｐ組の時
   不変フィルタの係数を、Ｐ組を一周期として順番に用い
   ることにより、前記Ｐ組の時不変フィルタの出力を求め
   る演算部とから構成されることを特徴とする符号化用デ
   ィジタルフィルタ。
3. 【請求項３】 復号化すべきディジタル信号の１／Ｐ
   （Ｐは任意の整数）の特定の成分のみを通過させ、か
   つ、異なる数の遅延素子を有するＰ組の時不変フィルタ
   から構成されていることを特徴とする復号化システム。
4. 【請求項４】 復号化すべきディジタル信号の１／Ｐ
   （Ｐは任意の整数）の特定の成分のみを通過させ、か
   つ、遅延素子を互いに異なる数だけ有する、Ｎ次（Ｎは
   任意の整数）の係数からなるＰ組の時不変フィルタの全
   ての係数Ｎ×Ｐ組を記憶する記憶部と、 前記復号化すべきディジタル信号に対し、前記Ｐ組の時
   不変フィルタの係数をＰ組を一周期として順番に用いる
   ことにより、前記Ｐ組の時不変フィルタの出力の和を求
   める演算部とから構成されることを特徴とする復号化用
   ディジタルフィルタ。
5. 【請求項５】 復号化すべきディジタル信号の１／Ｐ
   （Ｐは任意の整数）の特定の成分のみを通過させるＮ次
   （Ｎは任意の整数）の係数からなるＰ組の時不変フィル
   タの全ての係数Ｎ×Ｐ組のうち、Ｐ組の係数から構成さ
   れ、 前記Ｐ組の係数が、互いに前記時不変フィルタを異に
   し、かつ、各組の係数は異なるＰ組の時不変フィルタの
   係数から構成される１つの時変フィルタを有することを
   特徴とする復号化システム。
6. 【請求項６】 復号化すべきディジタル信号の１／Ｐ
   （Ｐは任意の整数）の特定の成分のみを通過させ、か
   つ、単位時間の遅延素子を互いに異なる数だけ有する、
   Ｎ次（Ｎは任意の整数）の係数からなるＰ組の時不変フ
   ィルタの全ての係数Ｎ×Ｐ組を記憶する記憶部と、 前記復号化すべきディジタル信号に対し、前記Ｎ×Ｐ組
   の係数のうち、前記時不変フィルタを異にし、かつ、各
   組の係数は異なるＰ組の時不変フィルタの係数から構成
   されるＰ組の係数を、Ｐ組を一周期として順番に用いる
   ことにより、前記Ｐ組の時不変フィルタの出力の和を求
   める計算部とから構成されることを特徴とする復号化用
   ディジタルフィルタ。