JPH11340837A - 適応差分パルス符号変調方法及び装置 - Google Patents

適応差分パルス符号変調方法及び装置

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JPH11340837A
JPH11340837A JP10159805A JP15980598A JPH11340837A JP H11340837 A JPH11340837 A JP H11340837A JP 10159805 A JP10159805 A JP 10159805A JP 15980598 A JP15980598 A JP 15980598A JP H11340837 A JPH11340837 A JP H11340837A
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delay
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Miguel Hernandez Gamaso Jose
ホセ・ミゲル・エルナンデス・ガマソ
Amengual Gedan Juan
フアン・アメングアル・ゲダン
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/02Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
    • H04B14/06Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using differential modulation, e.g. delta modulation
    • H04B14/066Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using differential modulation, e.g. delta modulation using differential modulation with several bits [NDPCM]
    • H04B14/068Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using differential modulation, e.g. delta modulation using differential modulation with several bits [NDPCM] with adaptive feedback

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプルの処理時間を削減できる高速な適応
差分パルス符号変調方法および装置を提供する。 【解決手段】 基本的にCCITTの勧告G.726ま
たはG.727を満足する適応差分パルス符号変調AD
PCMの方法であって、ADPCM符号器において実現
され、それによって入力サンプルが与えられるとこの入
力サンプルからこのサンプルの推定値、すなわち推定信
号(SE)を減算することによって量子化差分信号(D
Q)が得られ、それによって予測モジュール(27)を
含むフィードバック・ループが形成される。予測モジュ
ール(27)は、前のフレームで、現フレーム・サンプ
ルに関する推定信号(SE)と第6次予測の部分推定信
号とを計算する。その結果、これらの動作はこのアルゴ
リズムの他の部分と並行して実行され、この符号化処理
全体の高速化が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、適応差分パルス符
号変調(ADPCM)方法および装置に関し、特にしか
し専用的にではなくディジタル・エンハンスド・コード
レス通信(DECT)システムに応用されるCCITT
勧告G.726またはG.727のコード変換アルゴリ
ズムにしたがって符号化および復号化する適応差分パル
ス符号変調(ADPCM)を採用するディジタル伝送シ
ステムのインタフェース装置に適用可能な、適応差分パ
ルス符号変調(ADPCM)方法および装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】電話交換機は、一つの加入者線を他の加
入者線に接続する、あるいはトランクを用いて他の電話
交換機に接続する働きをしている。このトランク接続
は、ワイヤ対に対して直接行うことができ、あるいは会
話をパルス符号変調(PCM)に変換する第1の段階を
使って、30チャネルごとに一つの送信回路と他の受信
回路とに対して行うことができる。ディジタル交換機
は、PCM符号器が各会話から取得したPCMサンプル
を125マイクロ秒ごとに1サンプルを処理する。
【0003】しかしながらCCITT勧告G.726ま
たはG.727にしたがって、ADPCM符号器で処理
された適応差分パルス符号変調ADPCMに変換された
ディジタル信号を送信するトランクが存在し、その結
果、これらのトランクは電話網上で伝送されるADPC
M信号を生成する。この信号が加入者に聞き取り可能に
なる前にこのADPCM信号は、ADPCM復号器で復
号化されるが、このADPCM復号器は、加入者が電話
の受話器を通して聞き取れるようにするために、PCM
復号器を用いてアナログ形式に変換されるディジタルP
CM信号を生成する。
【0004】このADPCM符号器は、PCM符号ワー
ドの入力信号を受信し、入力信号からこの信号の推定値
を減算することによって差分信号を得る。この信号は伝
送のために符号器のADPCM出力信号を生成する適応
量子化モジュールに適用される。逆量子化モジュール
は、ADPCM出力信号から量子化差分信号を生成す
る。入力信号の推定された値、すなわち推定信号は、該
入力信号の再構築版を生成するためにこの量子化差分信
号に加算される。これら再構築信号と量子化差分信号の
両者は、該入力推定信号を生成する予測モジュールに適
用され、それによってフィードバック・ループを完成さ
せる。
【0005】推定信号を規定する該アルゴリズムの係数
は、該予測モジュール内に組み込まれているメモリバン
クである多数の遅延モジュールの出力値に基づいて計算
される。これらの遅延モジュールはすべて、次のフレー
ム・サンプルが到着すると引き続いて読み取られる。一
旦この推定信号が生成されると、それは入力信号から減
算され、新しいADPCM出力信号を生成する差分信号
を形成する。このアルゴリズムは、新しいサンプルの到
着に先立って、予測モジュールを準備するために必要な
すべての動作の実行によって補完される。
【0006】一つのサンプルを処理するため、また次の
フレームまでその予測モジュールを動作可能状態にして
おくために必要な一連の動作は、非常に多く、一つのチ
ャネルの各サンプルごとに多数のクロックサイクルを必
要とし、またそれによってADPCM符号器が処理でき
るチャネル数を制限している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、1サ
ンプルの処理時間を削減することによって1フレーム当
たりの処理可能なサンプル数が増加し、これがADPC
M符号器/復号器が処理できるチャネル数を増加させる
ことと同じになるので、1フレーム当たりで最も多数の
チャネルの処理を達成するためにチャネル・サンプルの
ADPCM符号化処理・復号化処理を高速化することで
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】ADPCM符号器は、P
CM符号化ワードの入力信号を受け取って、フィードバ
ック・ループが形成されるように入力信号からこの信号
の推定値を減算することによって、量子化差分信号を生
成する。本発明のADPCM符号化方法は、前のフレー
ムに対して推定信号と第6次予測処理の部分推定信号と
いった信号の係数の計算を提示し、そのためこれらの信
号は演算の実行時に使われるクロックサイクルの数を著
しく増加させることなく他の演算と並行して推定され
る。
【0009】現フレームでは、この手順のこれら二つの
信号の値は、計算の初めから利用可能であり、このアル
ゴリズムは次のフレーム・サンプルである入力信号の到
着時にスタートする。こうして一つのサンプルの符号化
処理全体が高速化され、その結果本発明の適応差分パル
ス符号変調方法を実現するADPCM符号器/復号器
は、1フレーム当たりでより多くのチャネルを処理する
ことになる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の更に十分な説明は、添付
の図面に基づいて下記の記述のなかで提供される。
【0011】図1は、CCITT勧告G.726または
G.727に準拠するADPCM符号器の機能ブロック
図を示す。このADPCM符号器は、数個の機能モジュ
ールを含んでおり、これらには、加算装置22、適応量
子化装置23、適応逆量子化装置24、適応制御素子2
8、および予測素子27がある。これらの機能モジュー
ル各々の動作はよく知られており、CCITT勧告G.
726またはG.727に記載されている。
【0012】該予測モジュール27は、適応予測素子2
6を含み、これは量子化差分信号DQと前のフレーム
(Fy−1)の推定信号SEとから現フレームFyのサ
ンプルに関する推定信号SEを生成する。この推定信号
SEは、第1の加算装置22においてPCM符号化ワー
ドの入力信号SKから減算され、A法則またはμ法則に
したがって符号化され、差分信号DKを生成する。
【0013】該適応量子化装置23は、信号DKを量子
化してADPCM符号化ワードの出力信号IKを生成す
るために信号DKを評価するが、この信号IKは伝送回
線またはトランク上に伝送される。該適応逆量子化モジ
ュール24は、該出力信号IKを取り込んで量子化差分
信号DQを生成し、また第2の加算装置25では、この
信号DQは推定信号SEに加算されて再構築信号SRを
生成し、これは適応予測素子26に適用される。適応制
御モジュール28は、量子化差分信号DQと出力信号I
Kとを取り込んで、予測モジュール27の内部適応処理
を制御する制御信号TRを生成する。
【0014】図2は、適応予測素子と第2の加算装置2
5とを含む予測モジュール27の機能ブロック図を示
す。
【0015】該適応予測素子は、計算器モジュール41
内で推定信号SEを生成するが、このモジュールの入力
は、該推定信号SEの部分積である多数の信号WA1,
WA2およびWbi(y=1,・・,6)によって形成
される。このモジュール41は、別の出力信号である、
該適応予測素子の内部信号である第6次予測処理の部分
推定信号SEZを持っている。
【0016】第1の係数モジュール38は、第6次予測
処理の部分推定信号SEZと、量子化差分信号DQと、
制御信号TRと、読み取られるまでは第3の遅延モジュ
ール39に記憶されている前のフレーム(Fy−1)に
対応する遅延係数の第1のセットAn(n=1,2)と
から、係数の第1のセットAnR(n=1,2)を計算
する。
【0017】推定信号SEは、第6次予測処理の部分推
定信号SEZと、再構築信号と、遅延係数の第1のセッ
トAn(n=1,2)との関数である。
【0018】第2の加算器25は、再構築信号SR0
(遅延なしの再構築信号SR)を生成し、この信号は第
1の遅延モジュール34に適用されて、遅延を有する再
構築信号SR1を生成する。この信号SR1は、二つの
遅延を有する別の再構築信号が得られる第2の遅延モジ
ュール35に適用される。現フレームFyにおいて、こ
れら2個の信号SR1、SR2は、係数A1、A2と一
緒に第1の乗算器モジュール40に導入されるが、この
乗算器モジュール40は部分積WA1、WA2を生成
し、これらの部分積WA1、WA2は計算器モジュール
41において部分積WBiに加算されて、推定信号SE
と第6次予測処理の部分推定信号SEZとになる。
【0019】該第6次予測処理の部分推定信号SEZ
は、量子化差分信号DQと遅延係数の第2のセットBx
(x=1,・・,6)との関数である。第2の係数モジ
ュール33は、第1の遅延モジュール34によって読み
取られるまで記憶されている遅延を有する前の係数Bx
R(x=1,・・,6)を計算するために使われる。こ
のモジュール34の他の出力は、遅延係数の第2のセッ
トBxである。この遅延モジュール34の他の入力は、
変換器モジュール32内で生成される遅延なしの量子化
差分信号DQ0であり、この変換器モジュール32の入
力は量子化差分信号DQである。
【0020】第2の係数モジュール33は、入力信号と
して、量子化差分信号DQと、制御信号TRと、遅延1
〜6を有する多数の遅延量子化差分信号DQj(j=
1,・・,6)とを持っている。これら遅延量子化差分
信号DQjは、第1の遅延モジュール34で生成され
る。また遅延係数の該第2のセットBxもまた該係数モ
ジュール33への入力信号である。
【0021】該遅延係数Bxもまた、遅延差分信号DQ
jと一緒に第2の乗算器モジュール37に導入される
が、この乗算器モジュール37は部分積WBiを生成す
るものである。
【0022】動作状態において、チャネル・サンプルが
フレームFyに到着し、このチャネルに対応する様々な
信号と係数とが対応する遅延モジュールから読み取られ
て、推定信号SEと第6次予測処理からの部分推定信号
SEZとを計算するために使われる。
【0023】一旦、推定信号SEが生成されると、出力
信号IKが計算される。適応予測モジュール26へのす
べての入力信号、特に量子化差分信号DQと制御信号T
Rとが更新されると、新しい係数と遅延モジュール信号
とが生成でき、またこれらの信号は新しいチャネル・サ
ンプルが次のフレーム(Fy+1)に到着した際にこれ
らの信号が読み取られるまで、記憶することができる。
【0024】符号化処理を高速化するために、また乗算
器モジュール40、37は最も低速であるから、二つの
信号SEとSEZとは、これらの信号を計算するために
必要な係数が利用可能であるとの仮定の下で、次のフレ
ーム(Fy+1)のために現フレームFy内で計算さ
れ、その結果は新しいフレーム(Fy+1)においてこ
れらが読み取られるまで第4の遅延モジュール42内に
記憶される。こうしてモジュール40、37の動作は、
適応制御モジュール28内で必要な他の動作と並行して
行われる。
【0025】フレーム(Fy+1)のサンプルが到着す
ると、推定信号SEと第6次予測処理の部分推定信号S
EZとが利用可能であるから、第4のモジュール42が
読み取られADPCM符号器の出力信号IKを計算する
処理が行われる。この新しいサンプルに関する係数と信
号SE、SEZとの残りの部分は並行して計算される。
【0026】図3は、本発明による予測モジュール27
の機能ブロック図を示す。適応予測素子26はまた、第
4の遅延モジュール42を含んでおり、そのために、サ
ンプルが次のフレーム(Fy+1)に到着したときに、
推定信号SEと第6次予測処理からの部分信号SEZ
は、これらの信号が該適応予測素子26によって計算さ
れるのを待つ必要なしに、この第4の遅延モジュール4
2から読み取ることができる。
【0027】図4は、本発明による予測モジュールの詳
細な機能ブロック図を示す。このモジュールは、遅延の
ために記憶される前にそれらの入力の値を乗算器モジュ
ール40、37に使用させる、第4の遅延モジュール4
2を含んでいる。こうして第2の遅延モジュール35は
取り除かれる。その結果、1遅延分を有する再構築信号
SR1が、直接第1の乗算器モジュール40に適用され
る。更にこの乗算器モジュール40はまた、遅延なしの
再構築信号SR0を受け取る。本発明による適応予測モ
ジュールは、2遅延分を有する再構築信号SR2を生成
することはない。
【0028】同様に第1のセットの係数A1R、A2R
は第1の乗算器40に導入されて、部分積WA1R、W
A2Rを得るが、これらは計算器モジュール41に適用
される。このモジュール41はまた、第2の乗算器モジ
ュール37で生成された新しい部分積WBiRを受け取
る。計算器モジュール41で得られた出力信号SER、
SEZRは、これらが読み取られるまで第4の遅延モジ
ュール42内に記憶される。
【0029】一方、第2の乗算器モジュール37は、第
2のセットの遅延係数Bxを受け取らないで、前の遅延
されていない係数BxRを受け取る。また第2の乗算器
モジュール37は、量子化差分信号DQ6(6遅延分を
有する)を除いて、遅延のない量子化差分信号DQ0と
遅延のある量子化差分信号DQjとを受け取る。
【0030】予測モジュールの様々なモジュールを前述
の方法で接続すると、これによって現フレームFyに対
応する予測モジュールを設定する処理でその次のフレー
ム(Fy+1)に対応する推定信号SEと第6次予測処
理の部分推定信号SEZとが生成され、これらの信号は
読み取られるまで第4の遅延モジュール42に記憶され
る。こうして新しいサンプルが到着した瞬間から利用可
能なこれらの信号によって、各動作が並行して実行され
るので、符号化アルゴリズムは直ちに起動して、総括的
な方法でこれら両方の処理を高速化する。したがってサ
ンプルの処理時間は削減され、1フレーム当たりで更に
多くのチャネルを処理することが可能になる。
【0031】ADPCM復号器の場合には、これは、A
DPCM符号器のフィードバック・ループを構成するも
のと同じ役割を持っており、その結果、本発明による予
測モジュール27は、それに適用可能である。また処理
可能なチャネル数も増加する。
【図面の簡単な説明】
【図1】CCITT勧告G.726またはG.727に
準拠する、従来技術によるADPCM符号器の機能ブロ
ック図を示している。
【図2】CCITT勧告G.726またはG.727に
準拠する、従来技術による予測モジュールの機能ブロッ
ク図を示している。
【図3】本発明による予測モジュールの機能ブロック図
を示している。
【図4】本発明による予測モジュールの詳細な機能ブロ
ック図を示している。
【符号の説明】
22、25 加算装置 23 適応量子化装置 24 適応逆量子化装置 26 適用予測素子 27 予測素子 28 適応制御素子 32 変換器モジュール 33、38 係数モジュール 34、35、39、42 遅延モジュール 37、40 乗算器モジュール 41 計算器モジュール An、AnR 遅延係数 DK、DQ 量子化差分信号 IK 出力信号 SE 推定信号 SEZ 第6次予測処理の部分推定信号 SK 入力信号 SR0 再構築信号 Fy、Fy−1 フレーム TR 制御信号 WA1、WA2、Wbi 信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的にCCITTの勧告G.726ま
    たはG.727を満足する適応差分パルス符号変調(A
    DPCM)による符号化方法であって、量子化差分信号
    (DQ)は、フィードバック・ループが形成されるよう
    に入力信号(SK)からこの入力信号の推定された値、
    すなわち推定信号(SE)を減算することによって入力
    信号(SK)から得られる符号化方法において、決定さ
    れたフレーム(Fy)のサンプルに関する推定信号(S
    E)と第6次予測処理からの部分的推定信号(SEZ)
    とが、前のフレーム(Fy−1)において計算されるこ
    とを特徴とする適応差分パルス符号変調による符号化方
    法。
  2. 【請求項2】 前のフレーム(Fy−1)で計算された
    推定信号(SE)と第6次予測処理の部分的推定信号
    (SEZ)とが、現フレーム(Fy)の処理の初めに第
    4の遅延モジュール(42)で読み取られることを特徴
    とする、請求項1による符号化方法。
  3. 【請求項3】 フィードバック・ループ内に予測モジュ
    ール(27)を含む適応差分パルス符号変調(ADPC
    M)により、符号化方法を実現する符号化装置におい
    て、予測モジュール(27)はまた第4の遅延モジュー
    ル(42)を含み、該遅延モジュール(42)の出力が
    推定信号(SE)と第6次予測処理の部分推定信号(S
    EZ)とであることを特徴とする符号化装置。
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