JPS60103733A - 差分符号化方式 - Google Patents
差分符号化方式Info
- Publication number
- JPS60103733A JPS60103733A JP21121183A JP21121183A JPS60103733A JP S60103733 A JPS60103733 A JP S60103733A JP 21121183 A JP21121183 A JP 21121183A JP 21121183 A JP21121183 A JP 21121183A JP S60103733 A JPS60103733 A JP S60103733A
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は入力音声信号全符号化するノ（ルスコードモジ
ュレーション（ＰＣＭ）方式における音声品質を改善す
るための手段に関する。
ュレーション（ＰＣＭ）方式における音声品質を改善す
るための手段に関する。
（ｂ） 技術の背景
近年ディジタル処理技術の発達に伴い丘声ψ画像等のデ
ータ処理においてもディジタル処理における種々の特徴
を生かしてディジタル処理を適用することが広く行われ
るようになった。ＰＣＭは音声等の連続的なアナログ情
報を断続して不連続なパルスに標本化し、その振幅？自
然数通常、２准将号で量子化することによって実現して
いるＯ基本的なＰＣＭでは第１図（ａ）に示すように運
航波形に均一ステップの茄“子化を施して階段状ｌ／ｉ
：区切るため信号レベルの大小にか＼わらず一定量の世
子化雑音を発生する。従って均一ステップの址子化によ
るＰＣＭでは入力信号のレベルが低い程信号対量子化雑
音が劣化するのでこれを改善するため量子化のステップ
を均一とすることなく、例えば圧伸ＰＣＭ （’ ｔｉ
−２５５）では第１図（ｂ）従来の圧伸の量子化特性
図に示すように、低い信号レベルでは量子化のステップ
を小さく、大きい信号振幅は粗くするように、入力信号
の絶対振幅をはｙ対数的に圧伸して符号化する効率的な
方式が提供されている。この方式によれば８単位符号で
も低レベル信号の用予信雑音比金、同一最大振幅を共通
とし均一ステップに量子化するＰＣＭの１３単位符号に
おけるそれと同程度に抑えることが出来る。このことは
逆に最小量子化幅を同一にした均一ステップＰＣＭ方式
の１３単位に相当する最大振幅′ｆｆ：８却位で実現す
ることを示している。
ータ処理においてもディジタル処理における種々の特徴
を生かしてディジタル処理を適用することが広く行われ
るようになった。ＰＣＭは音声等の連続的なアナログ情
報を断続して不連続なパルスに標本化し、その振幅？自
然数通常、２准将号で量子化することによって実現して
いるＯ基本的なＰＣＭでは第１図（ａ）に示すように運
航波形に均一ステップの茄“子化を施して階段状ｌ／ｉ
：区切るため信号レベルの大小にか＼わらず一定量の世
子化雑音を発生する。従って均一ステップの址子化によ
るＰＣＭでは入力信号のレベルが低い程信号対量子化雑
音が劣化するのでこれを改善するため量子化のステップ
を均一とすることなく、例えば圧伸ＰＣＭ （’ ｔｉ
−２５５）では第１図（ｂ）従来の圧伸の量子化特性
図に示すように、低い信号レベルでは量子化のステップ
を小さく、大きい信号振幅は粗くするように、入力信号
の絶対振幅をはｙ対数的に圧伸して符号化する効率的な
方式が提供されている。この方式によれば８単位符号で
も低レベル信号の用予信雑音比金、同一最大振幅を共通
とし均一ステップに量子化するＰＣＭの１３単位符号に
おけるそれと同程度に抑えることが出来る。このことは
逆に最小量子化幅を同一にした均一ステップＰＣＭ方式
の１３単位に相当する最大振幅′ｆｆ：８却位で実現す
ることを示している。
（ｃ） 従来技術と問題点
従来におけるμｍ２５５方式では低レベル信号時におけ
る量子化雑音と最大振幅の点では優れているが入力信号
における絶対振幅を対数的に圧伸するので大振幅部分で
は量子化幅が粗くなるため、大振幅部分における化量信
号の再生忠実度が低下する問題点があづ、た。
る量子化雑音と最大振幅の点では優れているが入力信号
における絶対振幅を対数的に圧伸するので大振幅部分で
は量子化幅が粗くなるため、大振幅部分における化量信
号の再生忠実度が低下する問題点があづ、た。
（ｄ） 発明の目的
本発明の目的は上記の問題点を除去するため従来のμ〜
２５５方式と同一符号化データ量８ビツトでも、差分信
号として１サンプル８ビツトヲ使用しピット構成に工夫
を加え大振幅部分における量子化精度ひいては復号信号
における忠実度を改善する手段ｔｉ供するものである。
２５５方式と同一符号化データ量８ビツトでも、差分信
号として１サンプル８ビツトヲ使用しピット構成に工夫
を加え大振幅部分における量子化精度ひいては復号信号
における忠実度を改善する手段ｔｉ供するものである。
（ｅ） 発明の構成
入力信号とその隣接する予測値との差分ヲ標本化、量子
化して符号化するアナログ波形の差分符号化方式におい
て、符号器はアナログ入力信号を同期クロノクイ１号に
従いディジタル信号に変換する手段、変換手段の出力ｘ
（ｔ）とその予測値ｘ（ｔ−１＞との差分信号ｘ（ｔ）
−ｘ （ｔ −ｌ）を得る第１演算手段、第１演４手段
の出力をサンプリングクロック毎にバー予信する手段、
量子化手段の出力Ｑ （ｔ）と予測値ｘ（ｔ−ｔ）との
和ｘ （ｔ）を得る第２演算手段、第２演算手段の出力
を次タイミング予測値として保持する予測値保持手段、
第１演算手段の出力ｘ （ｔ） −ｘ（ｔ−１）に従い
矧・予信幅値△・２ｋを得る選択手段および選択手段の
量子化幅値に従い量子化手段の出力を符号化する手段を
具備ｌ〜、符号器はサンプリングクロック毎に選択手段
における量子化幅の値が公比２の等比数列をなす２ｋを
与えるｋとして３ビツトならひに符号化出力における２
進数５ビツトの計８ビット構成によシ入力信号を符号化
することを特徴とする差分符号化方式を提供することに
よって達成することが出来る。
化して符号化するアナログ波形の差分符号化方式におい
て、符号器はアナログ入力信号を同期クロノクイ１号に
従いディジタル信号に変換する手段、変換手段の出力ｘ
（ｔ）とその予測値ｘ（ｔ−１＞との差分信号ｘ（ｔ）
−ｘ （ｔ −ｌ）を得る第１演算手段、第１演４手段
の出力をサンプリングクロック毎にバー予信する手段、
量子化手段の出力Ｑ （ｔ）と予測値ｘ（ｔ−ｔ）との
和ｘ （ｔ）を得る第２演算手段、第２演算手段の出力
を次タイミング予測値として保持する予測値保持手段、
第１演算手段の出力ｘ （ｔ） −ｘ（ｔ−１）に従い
矧・予信幅値△・２ｋを得る選択手段および選択手段の
量子化幅値に従い量子化手段の出力を符号化する手段を
具備ｌ〜、符号器はサンプリングクロック毎に選択手段
における量子化幅の値が公比２の等比数列をなす２ｋを
与えるｋとして３ビツトならひに符号化出力における２
進数５ビツトの計８ビット構成によシ入力信号を符号化
することを特徴とする差分符号化方式を提供することに
よって達成することが出来る。
（ｆ） 発明の実施例
以下図面全参照しつ＼本発明の一実施例について説明す
る。
る。
第２図は本発明の一実施例における差分符号化方式のブ
ロック図および第３図はその符郵化手段における量子化
％１図を示す。
ロック図および第３図はその符郵化手段における量子化
％１図を示す。
図において１は符号器、２は復号器、１１はアナログ・
ディジタル変換回路（ＡＤＣ）、１２は第１演算回路、
１３は量子化回路、１４は第２演算回路、１５１は予測
値保持回路、１６はが予信幅速択回路、１７＃ｌ；ｉ符
号回路、２１１′ｉ復号回路および２２けディジタルア
ナログ変換回路（’ＤＡＣ）である。本発明の一実施例
においてはアナログ入力信号はＡＤＣ１１に入力され適
当なりロックでＰＡＭに変換される。このクロックは後
述する“紋予信回！！！６１３のサンプリングクロック
と同期しても非同期でも問題ない。但しアナログ入力信
号に含まれる最高周波数の少くとも２倍以上の繰返し周
波数金持つ標本化の条件を満足するものとする。ＡＤＣ
ｌｌの出力ｘ （ｔ）は紀１演貌回路１２に入力され予
測値保持回路１５に保持する予測値ｘ（ｔ−１）を減算
されてｘ（ｔ）ｘ（ｔ−１）が得られる。この第１演算
回Ｐｒ１２の出力は量子化回路１３に入力され、量子化
幅選択回路からの旬−予信幅によって量子化されＱ（ｔ
）が出力される。量子化回路１３による出力信号は符号
回路１７に送出される一方第２演算回路１４にも入力さ
れ他方の予測値保持回路１５の保持するｘ（、ｔ−りと
加算されてＱ（ｔ）＋ ｘ （ｔ−ｚ ） ＝ ｘ（ｔ
）が送出されて予測値保持回路の前のｊテータｘ（を−
〇に代る次タイミングの予測値となる。ＡＤＣ１１〜予
測値保持回路１５におけるサンプリングクロックのタイ
ミングに伴う各出力全整理すると第１表に示す出力信号
表のようにたる。
ディジタル変換回路（ＡＤＣ）、１２は第１演算回路、
１３は量子化回路、１４は第２演算回路、１５１は予測
値保持回路、１６はが予信幅速択回路、１７＃ｌ；ｉ符
号回路、２１１′ｉ復号回路および２２けディジタルア
ナログ変換回路（’ＤＡＣ）である。本発明の一実施例
においてはアナログ入力信号はＡＤＣ１１に入力され適
当なりロックでＰＡＭに変換される。このクロックは後
述する“紋予信回！！！６１３のサンプリングクロック
と同期しても非同期でも問題ない。但しアナログ入力信
号に含まれる最高周波数の少くとも２倍以上の繰返し周
波数金持つ標本化の条件を満足するものとする。ＡＤＣ
ｌｌの出力ｘ （ｔ）は紀１演貌回路１２に入力され予
測値保持回路１５に保持する予測値ｘ（ｔ−１）を減算
されてｘ（ｔ）ｘ（ｔ−１）が得られる。この第１演算
回Ｐｒ１２の出力は量子化回路１３に入力され、量子化
幅選択回路からの旬−予信幅によって量子化されＱ（ｔ
）が出力される。量子化回路１３による出力信号は符号
回路１７に送出される一方第２演算回路１４にも入力さ
れ他方の予測値保持回路１５の保持するｘ（、ｔ−りと
加算されてＱ（ｔ）＋ ｘ （ｔ−ｚ ） ＝ ｘ（ｔ
）が送出されて予測値保持回路の前のｊテータｘ（を−
〇に代る次タイミングの予測値となる。ＡＤＣ１１〜予
測値保持回路１５におけるサンプリングクロックのタイ
ミングに伴う各出力全整理すると第１表に示す出力信号
表のようにたる。
第１表 構成各部の出力信号表
こ＼で本方式では量子化回路１３に得られるル分長予信
出力金（指数部）×（真数部）の形で前者１／Ｃ３ビツ
ト、後者に５ビラトラ割当て＼符号化する。そして指数
部分には最小量子化幅を△とすれば公比２による等比数
列を割当て３ビツトにより△、２△、４△ １２８△を
衣現し最大量子化幅／△を７ピント相当にする〇一方Ａ
Ｄ部の符号化においては差分イぎ号値をｄｉとしたとき
ｌ ｄｉ ｌ≦２に＋４・△が成立するＫをめる。たソ
しＫ＜０ならば０とする。次に差信号に対応する指数部
値付△ｊ＝２ｋ・Δとして差分信号値Ａｉによる量子化
出力における真数部ｑ ｉ（Ｓビ゛ノドで表現する）を
算出すればこの差分出力Ｐ−２ｋ・Δ・ｑｉが本方式に
おいてめる８ビツト出力となる。尚真数部５ビットにつ
いては第３図に示すようＶＣ５ビツトの０〜３１全正負
表示を割１モね等スナップ配分とする０ 以上のようにすれば差分イ」−骨化出力はその最大振幅
／△は指数部における７ビソ（・相当と真ｒＩ１．部ｔ
こよる４ビツトによって１１ビツト相当となり、隣接タ
イミングに最大振’ＩＲＡ差信号が存在１−ることは少
いため、同じ８ビツト表示による８ｍ２５５方式（最大
＆ Ｗａがほぼ１２ビツト相当）に匹敵し、入力信号の
絶対振幅によらず予測値との差分イぎ号の太き延に応じ
て大振幅部分の変化についても量子化幅がΔ〜１２８Δ
を選Ｕく出来るのでμｍ２！５５に比較して極めて精度
の高い量子化が行われる。このため＾載物性を強調する
ような場合では従来に比較して遥かに精度の高いテーク
が得られ復号器２の説明を省略したが復調信号特にその
高域において忠実度の優れた符号化方式となる。尚復号
器２におけるサンプリングクロックは符号器ＩＫおける
サンプリングクロックに共通とする。以上はＡＤＣｌｌ
を先行させ、内部信号をディジタル処理によったがＡＤ
Ｃ１１を省略して代シに量子化回路１３から第２演算回
路１４に至る間にディジタル・アナログ変換回路全挿入
し、第１演算回路１２、第２演算回路１４および予測値
保持回路１５における情報をアナログ信号として処理し
童子化回路１３に相当する機能に一括標本化および量子
化を実行させても同様に実現出来る。この時は復号器２
もＤＡＣ２２を省略し腹骨回路２１相当分に符号器にお
ける量子化回路および符号回路の逆機能を持たせ、この
場合も復号器の第２演算回路１４相当および予測値保持
回路１５相当部分はアナログ信号処理によっても同様の
効果が得られることはいう迄もない。
出力金（指数部）×（真数部）の形で前者１／Ｃ３ビツ
ト、後者に５ビラトラ割当て＼符号化する。そして指数
部分には最小量子化幅を△とすれば公比２による等比数
列を割当て３ビツトにより△、２△、４△ １２８△を
衣現し最大量子化幅／△を７ピント相当にする〇一方Ａ
Ｄ部の符号化においては差分イぎ号値をｄｉとしたとき
ｌ ｄｉ ｌ≦２に＋４・△が成立するＫをめる。たソ
しＫ＜０ならば０とする。次に差信号に対応する指数部
値付△ｊ＝２ｋ・Δとして差分信号値Ａｉによる量子化
出力における真数部ｑ ｉ（Ｓビ゛ノドで表現する）を
算出すればこの差分出力Ｐ−２ｋ・Δ・ｑｉが本方式に
おいてめる８ビツト出力となる。尚真数部５ビットにつ
いては第３図に示すようＶＣ５ビツトの０〜３１全正負
表示を割１モね等スナップ配分とする０ 以上のようにすれば差分イ」−骨化出力はその最大振幅
／△は指数部における７ビソ（・相当と真ｒＩ１．部ｔ
こよる４ビツトによって１１ビツト相当となり、隣接タ
イミングに最大振’ＩＲＡ差信号が存在１−ることは少
いため、同じ８ビツト表示による８ｍ２５５方式（最大
＆ Ｗａがほぼ１２ビツト相当）に匹敵し、入力信号の
絶対振幅によらず予測値との差分イぎ号の太き延に応じ
て大振幅部分の変化についても量子化幅がΔ〜１２８Δ
を選Ｕく出来るのでμｍ２！５５に比較して極めて精度
の高い量子化が行われる。このため＾載物性を強調する
ような場合では従来に比較して遥かに精度の高いテーク
が得られ復号器２の説明を省略したが復調信号特にその
高域において忠実度の優れた符号化方式となる。尚復号
器２におけるサンプリングクロックは符号器ＩＫおける
サンプリングクロックに共通とする。以上はＡＤＣｌｌ
を先行させ、内部信号をディジタル処理によったがＡＤ
Ｃ１１を省略して代シに量子化回路１３から第２演算回
路１４に至る間にディジタル・アナログ変換回路全挿入
し、第１演算回路１２、第２演算回路１４および予測値
保持回路１５における情報をアナログ信号として処理し
童子化回路１３に相当する機能に一括標本化および量子
化を実行させても同様に実現出来る。この時は復号器２
もＤＡＣ２２を省略し腹骨回路２１相当分に符号器にお
ける量子化回路および符号回路の逆機能を持たせ、この
場合も復号器の第２演算回路１４相当および予測値保持
回路１５相当部分はアナログ信号処理によっても同様の
効果が得られることはいう迄もない。
（ｇ） 発明の詳細
な説明したように本発明によれば従来のＰＣＭ方式にお
いて代表されるμｍ２５５の大振幅部における粗い符号
化に対し差分符号化方式で且同−の８ピントを用い、量
子化幅△ｉの単位表示全３ビツトによる公比２とする等
比数列を加味した指数部と５ピツトによる直線形の真数
部表示の組合せによって最小量子化幅〜最大振幅中の広
域において精度の高い差分符号化による符号化方式が得
られるので有用である。
いて代表されるμｍ２５５の大振幅部における粗い符号
化に対し差分符号化方式で且同−の８ピントを用い、量
子化幅△ｉの単位表示全３ビツトによる公比２とする等
比数列を加味した指数部と５ピツトによる直線形の真数
部表示の組合せによって最小量子化幅〜最大振幅中の広
域において精度の高い差分符号化による符号化方式が得
られるので有用である。
第１図（ａ）は従来における基本の均一ビノチによる量
子化特性図、第１図（ｂ）は従来における圧伸（μｍ２
５５）による量子化特性図、第２図は本発明の一実施例
における差分符号化方式のブロック図および第３図はそ
の符号化手段における真数部の針子化特性図である。 晃１図 第 ２ 図
子化特性図、第１図（ｂ）は従来における圧伸（μｍ２
５５）による量子化特性図、第２図は本発明の一実施例
における差分符号化方式のブロック図および第３図はそ
の符号化手段における真数部の針子化特性図である。 晃１図 第 ２ 図
Claims (1)
- 入力信号とその隣接する予測値との差分を標本化、量子
化して符号化するアナログ波形の差分符号化方式におい
て、符号器はアナログ入力信号を同期クロック信号に従
いディジタル信号に変換する手段、変換手段の出力ｘ（
ｔ）とその予測値ｘ（ｔ−ｉ）との差分信号ｘ（ｔｌ−
ｘ（ｔ−１）を得る第１演算手段、第１演算手段の出力
をサンプリングクロック毎に量子化する手段、量子化手
段の出力Ｑ （ｔ）と予測値ｘ（ｔ−１）との和Ｘ（ｔ
）Ｔｈ得る第２演算手段、第２演算手段の出力を次タイ
ミング予測値として保持する予測値保持手段、第１演算
手段の出力ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−りに従い量子化幅値Δ・
２ｋを得る選択手段および選択手段の量子化幅値に従い
力１：量子化段の出力を符号化する手段を具備し、符号
器はサンプリングクロック毎に選択手段における量子化
幅の値が公比２の等比数列をなす２に４与えるｋとして
３ビツトならびに符号化出力における２進数５ビツトの
計８ビット構成により入力信号を符号化すること全特徴
とする差分符号化方式０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21121183A JPS60103733A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 差分符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21121183A JPS60103733A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 差分符号化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103733A true JPS60103733A (ja) | 1985-06-08 |
Family
ID=16602157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21121183A Pending JPS60103733A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 差分符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265220A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Nec Corp | データ圧縮装置及びその方法 |
-
1983
- 1983-11-10 JP JP21121183A patent/JPS60103733A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265220A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Nec Corp | データ圧縮装置及びその方法 |
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