JPS6129220A - Method of digital signal transmission - Google Patents
Method of digital signal transmissionInfo
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- JPS6129220A JPS6129220A JP15028184A JP15028184A JPS6129220A JP S6129220 A JPS6129220 A JP S6129220A JP 15028184 A JP15028184 A JP 15028184A JP 15028184 A JP15028184 A JP 15028184A JP S6129220 A JPS6129220 A JP S6129220A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
し産業上の利用分野〕
本発明は、PCM信号等のディジタル信号を伝送するデ
ィジクル信号伝送方法に関し、特に、ビット圧縮効率あ
るいはビット低減率を改善したディジタル信号伝送方法
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital signal transmission method for transmitting digital signals such as PCM signals, and particularly relates to a digital signal transmission method with improved bit compression efficiency or bit reduction rate. .
し従来の技術]
近年において、ディジタル技術の進歩に伴い、オーディ
オ信号やビデオ信号等のアナログ信号をサンプリングし
て量子化及び符号化処理を行ない、いわゆるPCM(パ
ルス・コード・モジュレーション)信号として伝送(記
録・再生を含んでもよい。)することが多くなっている
。[Conventional technology] In recent years, with the advancement of digital technology, analog signals such as audio signals and video signals are sampled, quantized and encoded, and transmitted as so-called PCM (pulse code modulation) signals ( This may include recording and playback).
このように、アナログ信号をPCMディジタル信号に変
換して伝送する際には、一般に、サンプリング周波数を
高くするほど伝送可能なアナログ信号の帯域が広くなり
、量子化ビット数を多くするほどダイナミックレンジが
広くなることが知られている。従って、元のアナログ信
号を高忠実度で、すなわち広帯域かつ大ダイナミック・
レンジでディジタル伝送しようとすると、高いサンプリ
ング周波数及び多くの量子化ビット数を要し、単位時間
当りに伝送するビット数、いわゆるビットレートが高く
なる。In this way, when converting an analog signal into a PCM digital signal and transmitting it, generally speaking, the higher the sampling frequency, the wider the analog signal band that can be transmitted, and the higher the number of quantization bits, the wider the dynamic range. known to be widespread. Therefore, the original analog signal can be reproduced with high fidelity, i.e. wideband and highly dynamic.
Digital transmission over a range requires a high sampling frequency and a large number of quantization bits, resulting in a high number of bits to be transmitted per unit time, the so-called bit rate.
しかしながら、伝送媒体(記録媒体を含んでもよい。)
の特性により上記ビットレートは制限を受け、また、送
受信側(あるいは記録・再生側)でのディジタル信号処
理速度度によっても上記ビットレートの制限が生じ、さ
らに現実問題として、PC”M信号記録再生装置等の製
品を供給する場合の経済性、コスト・パフォーマンス等
を考慮することにより、なるべく低いビットレートで高
品質の信号伝送あるいは記録再生を行うことが重要とな
る。However, transmission media (which may also include recording media)
The above-mentioned bit rate is limited by the characteristics of By considering economic efficiency, cost performance, etc. when supplying products such as devices, it is important to perform high-quality signal transmission or recording/playback at as low a bit rate as possible.
ところで、比較的低いビットレートで大きなグイナミン
ク・レンジの信号を伝送するための技術として、例えば
差分PCM方式のような線型予測を用いたディジタル信
号処理技術が知られている。By the way, as a technique for transmitting a signal in a large Guinamink range at a relatively low bit rate, a digital signal processing technique using linear prediction such as a differential PCM method is known.
例えば、本件発明者が先に提案した特願昭58−976
88号等においては、伝送すべきディジタル信号データ
の一定数ワード毎にブロック化し、複数個の予測フィル
タのうちのいずれ力)1個を介して伝送しており、上記
予測フィルタとしては、一般PCM(ストレートPCM
)データを出力するもの、差分PCMデータを出力する
ものおよび和分PGMデータを出力するものの3種類を
備え、入力信号ζこ応じてデータ圧縮効率が最も高くな
る最適の予測フィルタあるいはPCMモードを上記ブロ
ック毎に選ぶようにしている。この最適のPCMモード
の選択は、1ブロック内のストレートPCMデータの最
大絶対値、差分PCMデータの最大絶対値および和分P
CMデータの最大絶対値をそれぞれ検出し、これらの3
つのブロック内最大絶対値を互いに比較して最も小さく
なる値が得られるPCMモードを選ぶことにより行って
いる。For example, the patent application No. 58-976 proposed earlier by the inventor of the present invention
No. 88, etc., the digital signal data to be transmitted is divided into blocks every certain number of words and transmitted through one of a plurality of prediction filters. (Straight PCM
) data, one that outputs differential PCM data, and one that outputs summation PGM data. I try to select each block. This optimal PCM mode selection is based on the maximum absolute value of straight PCM data within one block, the maximum absolute value of differential PCM data, and the sum PCM mode.
Detect the maximum absolute value of each CM data, and calculate these three
This is done by comparing the maximum absolute values within two blocks and selecting the PCM mode that yields the smallest value.
ところで、このような予測フィルタ処理を行ったデータ
として、差分PCMデータや和分PCMデータが選択さ
れた場合には、元のサンプリング波高値データに復元す
るために、1ブロックにつき1ワードの基準となるサン
プリング波高値データ(ストレートPCMデータ)が必
要とされる。By the way, when differential PCM data or summation PCM data is selected as data that has been subjected to such predictive filter processing, one word per block is used as the standard in order to restore the original sampling peak value data. Sampling peak value data (straight PCM data) is required.
この基準データのワードは、入力信号に応じた最適の予
測フィルタとは無関係に常にストレートPCMデータが
選択されるため、ビット圧縮効率あるいはビット低減率
を改善する上での障害となっ 1ている。Since straight PCM data is always selected as the reference data word regardless of the optimal prediction filter according to the input signal, this is an obstacle to improving the bit compression efficiency or bit reduction rate.
このような実情に鑑み、本発明は、ビット圧縮効率ある
いはビット低減率をさらに改善し得るディジタル信号伝
送方法の提供を目的とするものである。In view of these circumstances, it is an object of the present invention to provide a digital signal transmission method that can further improve bit compression efficiency or bit reduction rate.
〔問題点を解決するための手段]
すなわち、本発明に係るディジタル信号伝送方法は、入
力ディジタル信号を時間軸に沿って一定ワード数毎にブ
ロック化し、1ブロック内の時間軸方向の所定位置の1
ワードを基準ワードとし、該ブロック内の基塩ワードよ
り前方部分のワード列および後方部分のワード列に対し
てそれぞれ独立に予測フィルタ処理を施して上記基準ワ
ードとともに伝送することを特徴としている。[Means for solving the problem] That is, the digital signal transmission method according to the present invention divides an input digital signal into blocks along the time axis for each fixed number of words, and blocks each block at a predetermined position in the time axis direction. 1
The present invention is characterized in that a word is used as a reference word, and prediction filter processing is performed independently on a word string in the front part and a word string in the rear part of the base word in the block, and the results are transmitted together with the reference word.
したがって、]ブブロクの前方部分と後方部分とで互い
に独立に予測フィルタ処理を施しているにもかかわらす
、基準ワードは1ブロックにつき1ワードで済み、実質
的にビット圧縮効率あるいはビット低減率を改善できる
・
〔実施例〕
以下、本発明に係るディジタル信号伝送方法の一例トシ
て、オーディオ・ビットレート・リダクション・システ
ムに適用した一実施例について、図面を参照しながら説
明する。Therefore, even though predictive filter processing is performed independently on the front and rear parts of blocks, only one reference word is required per block, which substantially improves bit compression efficiency or bit reduction rate. [Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the digital signal transmission method according to the present invention applied to an audio bit rate reduction system will be described with reference to the drawings.
第1図は、上記オーディオ・ビットレート・リダクショ
ン・システムのエンコーダ側の構成例を示している。こ
の第1図に示すエンコーダの入力端子1には、アナログ
・オーディオ信号を一定のサンプリング周波数fsで標
本化し、量子化及び符号化を施すことによって得られた
例えばlワード14ヒツトのディジタルPCM信号(サ
ンプリング波高値データ信号)が供給されている。この
入力ディジタル信号は、プリエンファシス回路2に送ら
れる。このブリ・エンファシス回路2は、信号の高域を
強調してSN比を向上するために用いられるものであり
、時定数は例えば50μs程度である。プリエンファシ
ス回路2からのディジタル信号(例えば1ワード14ビ
ツト)は、ブロック・メモリ3に送られている。ここで
、入力ディジタル信号は時間軸に沿って一定ワード数(
これを2n+1ワードとする。)毎にブロック化され、
このlブロンク分の20+1ワードのデータがブロック
・メモリ3に記憶される。ブロック・メモリ3から読み
出されたデータは、差分・和分演算回路4に送られ、例
えばそれぞれ1ブロック分のワード数の差分PCMデー
タ、ストレートPCMデータおよび和分FCMデータが
算出される。いま、入力ディジタル信号の1ブロック分
(2n十1ワード)のデータを、第2図に示すように時
間軸に沿って順次、X−H、X n+1+ ”’ r
Xl g xQ 、x11x2.・・・+xn 11
Xnとするとき、中央位置のデータx。FIG. 1 shows an example of the configuration of the encoder side of the audio bitrate reduction system. The input terminal 1 of the encoder shown in FIG. 1 receives, for example, an l-word 14-hit digital PCM signal ( A sampled peak value data signal) is supplied. This input digital signal is sent to a pre-emphasis circuit 2. This pre-emphasis circuit 2 is used to improve the signal-to-noise ratio by emphasizing the high frequency range of the signal, and has a time constant of, for example, about 50 μs. A digital signal (for example, 1 word of 14 bits) from the pre-emphasis circuit 2 is sent to a block memory 3. Here, the input digital signal has a fixed number of words (
This is assumed to be 2n+1 words. ) are divided into blocks,
The data of 20+1 words corresponding to this l block is stored in the block memory 3. The data read from the block memory 3 is sent to a difference/sum calculation circuit 4, and, for example, differential PCM data, straight PCM data, and sum FCM data each having the number of words for one block are calculated. Now, data of one block (2n11 words) of the input digital signal is sequentially written as X-H, X n+1+ ''' r
Xl g xQ , x11x2. ...+xn 11
When Xn is the data x at the center position.
のワードを基準ワードとして、上記差分PCMデータは
、
dl=xo7Xl 、 d−にXO−XIdrl=Xn
−1”n r ’ ”二x−,41−x。The above differential PCM data is as follows: dl=xo7Xl, d-XO-XIdrl=Xn
-1"n r '"2 x-, 41-x.
の2nワードが1ブロックにつき算出され、また上記和
分PCMデータは、
al = x6 +xt 、 a−1= X6 +
x−1az = x1+X2 、 a−2:X−1+
X−2のように1ブロックにつき2nワードが算出され
る。なお、上記ストレートPCMデータは、上記基準ワ
ードのデータ を除イテ、X−0〜X−1、xl〜xn
の2nワードが1ブロックにつき得られる。2n words of are calculated for each block, and the summed PCM data is as follows: al = x6 +xt, a-1 = X6 +
x-1az = x1+X2, a-2:X-1+
2n words are calculated for each block, such as X-2. In addition, the above straight PCM data excludes the data of the above reference word, X-0 to X-1, xl to xn.
2n words are obtained per block.
このようなlブロックにつき例えばそれぞれ2nワード
ずつの各PCMモード(差分PCM、和分PCMおよび
ストレートPCMの各モード)のデータは、%ブロック
内最大絶対値検出比較回路5に送られることにより、1
ブロック内の前半のデータ(添字が−n〜−1の各デー
タ)についての各モード毎の最大絶対値を検出して比較
し、また1ブロック内の後半のデータ(添字が1〜nの
各データ)についての各モード毎の最大絶対値を検出し
て比較することが行われる。すなわち、時間軸に沿って
前半93Aブロックについては、上記 (
差分PCMデータ(L、〜d−0のうちの最大絶対値d
=−1上記和分PCMデータa−1〜a−0のうちの最
大絶対値aM−および上記ストレート20閘デーりX−
1−、X−nのうちの最大絶対値XM−をそれぞれ検出
し、これらの3つの最大絶対値dM−+ ”M−および
XM−を互いに比較して値の最も小さいデータに対応す
るI) CMモードをモード選択・アダプティブ情報算
出回路6により選択する。また、後半の%ブロックにつ
いても、各PCMモードのデータdlxdn 、 at
〜anおよびXl−Xnのうちの各最大絶対値dM+
、 aM+およびXM+をそれぞれ検出し、これらを
比較して最も小さい値が得られるPCMモードをモー1
−選択・アダプティブ情報算出回路6により選択する。For example, data of each PCM mode (differential PCM, summation PCM, and straight PCM) of 2n words per l block is sent to the maximum absolute value detection comparison circuit 5 in % block,
The maximum absolute value for each mode is detected and compared for the data in the first half of the block (each data with subscripts from -n to -1), and the maximum absolute value of the data in the second half of one block (each data with subscripts 1 to n) is detected and compared. The maximum absolute value for each mode of data) is detected and compared. In other words, for the first half 93A block along the time axis, the above (
Difference PCM data (maximum absolute value d of L, ~d-0
=-1 Maximum absolute value aM- of the summed PCM data a-1 to a-0 and the straight 20-bar day X-
1-, X-n, and compare these three maximum absolute values dM-+ ``M- and XM- with each other to find the data corresponding to the smallest value. The CM mode is selected by the mode selection/adaptive information calculation circuit 6. Also, for the latter % block, the data dlxdn, at of each PCM mode is
Each maximum absolute value dM+ of ~an and Xl−Xn
, aM+ and XM+, and compare them to select the PCM mode that yields the smallest value.
- Selected by the selection/adaptive information calculation circuit 6.
このようなモード選択は、入力信号をディジクル伝送す
る際の圧縮効率が最も高くなるように行われるものであ
り、一般的には予測フィルタ特性の選択に対応するもの
であり、本件肛願人が先に提案した特願昭58−976
87〜9号、特願昭58−163054号、特願昭58
−166267号等において詳細に開示しているが、以
下動作原理を簡単に説明する。Such mode selection is performed to maximize the compression efficiency when digitally transmitting the input signal, and generally corresponds to the selection of predictive filter characteristics, and the applicant is Previously proposed patent application 1976-976
No. 87-9, Patent Application No. 163054/1982, Patent Application No. 1982
Although it is disclosed in detail in Japanese Patent No. 166267, etc., the operating principle will be briefly explained below.
第3図は入力信号周波数f、に対する各PCMモーF(
差分、和分およびストレートPCMモード)のダイナミ
ック・レンジの周波数特性を示しており、曲線Aが差分
PCMモードの、曲線Bが和分PCMモードの、また曲
線CがストレートPCMモードのそれぞれ周波数特性を
示している。なお、ディジタル化の際のサンプリング周
波数fsは32kH2としている。この第3図からも明
らかなように、差分PCMモードにおいては入力周波数
fiが低いほど量子化雑音に対するSN比が向上してダ
イナミック・レンジが大きくなり、また和分PCMモー
ドではftが高いほどダイナミック・レンジが大きくな
る。そこで、入力信号の周波数に応じて最もダイナミッ
ク・レンジが大きくなるモードを選択することにより、
ビット圧縮効率の高いディジタル信号伝送を行うもので
ある。例えば、差分PCMモードのダイナミック・レン
ジとストレートPCMモードのダイナミック・レンジと
が等しくなるのは、入力信号周波数fiがサンプリング
周波数の%となるときであり、この周波数fs/6のと
きには、一般にストレートPCMデータの最大絶対値と
差分PCMデータの最大絶対値とが等しくなる。また、
入力信号周波数f1がサンプリング周波数fsの%とな
るげi =fs / 3 )ときには、ストレートPC
,Mモードのダイナミック・レンジと和分PCMモード
のダイナミック・レンジとが等しくなり、このとき一般
にストレート、和分の各PCMデータの最大絶対値が互
いに等しくなる。したがって、差分、和分およびストレ
ートの各PCMモードのデータの最大絶対値をそれぞれ
検出し、これらの最大絶対値を比較して最小の値が得ら
れるPCMモードが結果的にダイナミック・レンジを最
も大きくとれる最適のモードとなる。このような最適の
PCMモードの選択は、本発明の場合、上記%ブロック
毎に行っている。Figure 3 shows each PCM mode F(
Curve A shows the frequency characteristics of the dynamic range of differential PCM mode, curve B shows the frequency characteristic of sum PCM mode, and curve C shows the frequency characteristics of straight PCM mode. It shows. Note that the sampling frequency fs during digitization is 32 kHz. As is clear from Fig. 3, in the differential PCM mode, the lower the input frequency fi, the better the S/N ratio against quantization noise and the larger the dynamic range, and in the summation PCM mode, the higher the ft, the greater the dynamic range.・The range becomes larger. Therefore, by selecting the mode that provides the largest dynamic range according to the frequency of the input signal,
It performs digital signal transmission with high bit compression efficiency. For example, the dynamic range of the differential PCM mode and the dynamic range of the straight PCM mode become equal when the input signal frequency fi is % of the sampling frequency, and when this frequency is fs/6, the dynamic range of the straight PCM mode becomes equal. The maximum absolute value of the data becomes equal to the maximum absolute value of the differential PCM data. Also,
When the input signal frequency f1 is % of the sampling frequency fs (i = fs / 3), the straight PC
, M mode and the sum PCM mode become equal, and at this time, generally, the maximum absolute values of the straight and sum PCM data become equal to each other. Therefore, the maximum absolute value of the data in each of the differential, summation, and straight PCM modes is detected, and these maximum absolute values are compared, and the PCM mode that yields the minimum value has the largest dynamic range. This is the best mode available. In the case of the present invention, such selection of the optimum PCM mode is performed for each % block.
再び第1図において、モード選択・アダプティブ情報算
出回路6からは、上記%ブロック毎に選択された最適の
PCMモードに応じてモード選択情報が出力され、この
モード選択情報はモード処理回路7およびマルチプレク
サ8に送られている。Referring again to FIG. 1, the mode selection/adaptive information calculation circuit 6 outputs mode selection information according to the optimal PCM mode selected for each % block, and this mode selection information is sent to the mode processing circuit 7 and the multiplexer. It has been sent to 8.
モード処理回路7には、差分・和分演算回路4およびブ
ロック・メモリ3からのデータがそれぞれ供給されるよ
うになっており、上記モード選択情報に応じたPCMモ
ードの上記%ブロック分のデータが再びブロック・メモ
リ3に送られ、このブロック・メモリ3よりレンジ処理
回路11に上記データが送られている。このブロック・
メモリ3からレンジ処理回路11に送られるデータは、
上記%ブロック毎に選択された差分、和分あるいはスト
レートの各モードのうちのいずれか最適のモードのデー
タであり、lワード14ビツトあるいは15ヒツト(差
分、和分PCMデータの場合)であるが、ダイナミック
・レンジが大きいことより通常レベルの信号は極めて少
ないビット数で表現されている。すなわち、上記1ワー
ド14ビツトあるいは15ビツトのデータのうちの大半
は数ビツト程度の少ないビット数で表現されている。The mode processing circuit 7 is supplied with data from the difference/sum calculation circuit 4 and the block memory 3, and the data for the above % blocks in the PCM mode according to the above mode selection information is supplied to the mode processing circuit 7. The data is sent again to the block memory 3, and from this block memory 3, the above data is sent to the range processing circuit 11. This block
The data sent from the memory 3 to the range processing circuit 11 is
The data is in the optimal mode of difference, sum, or straight selected for each % block above, and is 14 bits or 15 hits (in the case of difference and sum PCM data) of 1 word. Since the dynamic range is large, normal level signals are expressed with an extremely small number of bits. That is, most of the 14-bit or 15-bit data for one word is expressed by a small number of bits, about several bits.
レンジ処理回路11はいわゆるビット・シフトを行うシ
フタであり、%ブロック分の全データに 1対
してピーク値で正規化するように動作し、例えばこのビ
ット・シフト量を指数値とし、シフトされたデータを仮
数値とするようないわゆる浮動小数点表示を行うための
ものである。この場合の上記指数値に対応するビット・
シフト量の情報は、上記モード選択・アダプティブ情報
算出回路6よリアダプティブ情報あるいはレンジ情報と
して出力され、マルチプレクサ8およびレンジ処理回路
11にそれぞれ送られている。The range processing circuit 11 is a shifter that performs a so-called bit shift, and operates to normalize all data for a % block by a peak value. For example, this bit shift amount is used as an exponent value, and the shifted This is for so-called floating point display where data is used as a mantissa value. In this case, the bit corresponding to the above exponent value
The shift amount information is output as readaptive information or range information from the mode selection/adaptive information calculation circuit 6, and is sent to the multiplexer 8 and the range processing circuit 11, respectively.
レンジ処理回路11からのビット・シフトされたデータ
は、加算器12を介して再量子化器13に送られ、例え
ば1ワード7ビツトのデータに再量子化される。この再
量子化器13に関連して、いわゆるノイズ・シェイピン
グ処理のためのエラー・フィードバック回路14が設け
られている。The bit-shifted data from the range processing circuit 11 is sent via an adder 12 to a requantizer 13, where it is requantized into data of 7 bits per word, for example. Associated with this requantizer 13 is an error feedback circuit 14 for so-called noise shaping processing.
このエラー・フィードバック回路14は再量子化器13
の入力と出力との間で生じたエラー分(誤差分)を、減
算動作を行う加算器15により取り出し、このエラー分
を遅延回路16で例えば1サンプル周期だけ遅延した後
、フィードバック量調整回路1γにより所定量だけ減衰
させ、再童子化器13の入力側に設けられた減算動作を
行う加算器12に送って帰還(フィードバック)をかけ
ている。このようなエラー・フィードバックにより、再
量子化ノイズのスペクトル・パターンを変化させること
ができる。This error feedback circuit 14 is a requantizer 13
An adder 15 that performs a subtraction operation takes out the error amount (error amount) that has occurred between the input and output of The signal is attenuated by a predetermined amount, and sent to an adder 12 that performs a subtraction operation, which is provided on the input side of the redoji converter 13, and is fed back. Such error feedback allows the spectral pattern of the requantization noise to change.
ここで、再量子化器13から加算器15に送られる信号
をEl、加算器15からのエラー信号をE2とするとき
、特願昭58−97689号においても示したように、
となる。この式中のKは、フィードバック量調整回路1
7の減衰係数であり、fsはサンプリング周波数である
。この式中のKを変化させたときの周波数応答は第4図
のようになり、Kが1に近づくほどノイズ・スペクトル
が高域側に集中するようなノイズ・シェイピング作用が
得られる。このようなノイズ・シェイピング処理は、上
記モード選択・アダプティブ情報算出回路6からの上記
モード選択情報に応じて%ブロック毎に行われ、例えば
ストレートや和分PCMモードが選択されるときには入
力信号周波数が比較的高いわけであるから、上記係数K
を大きくする(1に近づける)ことによりノイズが高域
側に偏るようにし、入力信号によりノイズかマスキング
されるようにして聴感上のSN比の改善を図っている。Here, when the signal sent from the requantizer 13 to the adder 15 is El, and the error signal from the adder 15 is E2, as shown in Japanese Patent Application No. 58-97689, the following equation is obtained. K in this formula is the feedback amount adjustment circuit 1
7 and fs is the sampling frequency. The frequency response when K in this equation is changed is as shown in FIG. 4, and as K approaches 1, a noise shaping effect is obtained in which the noise spectrum concentrates on the high frequency side. Such noise shaping processing is performed for each % block according to the mode selection information from the mode selection/adaptive information calculation circuit 6. For example, when the straight or summation PCM mode is selected, the input signal frequency is Since it is relatively high, the above coefficient K
By increasing (bringing it close to 1), the noise is biased toward the high frequency side, and the noise is masked by the input signal, thereby improving the audible S/N ratio.
以上のように、再量子化器13により再量子化されるき
同時にノイズ・シェイピング処理の施された%ブロック
につきnワードで17−ド7ヒツトのデータは、マルチ
プレクサ8に送られている。As described above, the data of n words and 17-7 hits per % block, which has been requantized by the requantizer 13 and simultaneously subjected to the noise shaping process, is sent to the multiplexer 8.
このマルチプレクサ8には、ブロック・メモリ3からの
1ブロックにつき1ワードの基準となるデータXいモー
ド選択・アダプティブ情報算出回路6からの%ブロック
につきそれぞれ1ワードのモード選択情報Mおよびアダ
プティブ情報(レンジ情報)Rも送られており、これら
を1ブロック分まとめると、第5図に示すようになる。This multiplexer 8 receives one word of reference data per block from the block memory 3, and one word of mode selection information M and adaptive information (range) per % block from the mode selection/adaptive information calculation circuit 6. Information) R is also sent, and when these are put together for one block, it becomes as shown in FIG.
この第5図において、中央の基準ワードWQが上記lツ
ー下14ビットの基準デーグーに相当し、Wl−Wnの
nワードが上記入力データの前半%ブロック分のデータ
x1−wxnおよび基準データxoに基いて得られた1
ワード7ビソトの伝送信号データに相当し、さらに、こ
の前半%ブロックの各データに共通して用いられる例え
ば1ワード3ビツトのレンジ情f1.lJ:び1ワード
2ビツトのモード選択情報M+が設けられている。また
、第5図のW−n−W−、。In this FIG. 5, the center reference word WQ corresponds to the reference data of the lower 14 bits of the above l2, and the n words of Wl-Wn correspond to the data x1-wxn and the reference data xo for the first half % block of the input data. 1 obtained based on
This corresponds to the transmission signal data of 7 bits per word, and furthermore, range information f1. lJ: and mode selection information M+ of 1 word and 2 bits are provided. Also, W-n-W- in FIG.
R−およびM−が後半%ブロック分のそれぞれ伝送信号
データ、レンジ情報およびモード選択情報である。R- and M- are the transmission signal data, range information, and mode selection information for the latter % block, respectively.
この第5図に示すような各データがマルチプレクサ8に
おいて所定の伝送フォーマットに応じた例えばシリアル
信号に変換され、出力端子9を介して出力され、伝送媒
体(記録媒体を含んでもよい。)を介して伝送される。Each piece of data as shown in FIG. 5 is converted into, for example, a serial signal according to a predetermined transmission format in the multiplexer 8, outputted via the output terminal 9, and transmitted via a transmission medium (which may include a recording medium). transmitted.
次に第6図は、上述のエンコーダより伝送系を介して伝
送されたディジタル信号をデコードして元のディジタル
PCM信号(サンプリング波高値データ信号)に変換す
るためのデコーダの一例を示している。Next, FIG. 6 shows an example of a decoder for decoding the digital signal transmitted from the above-mentioned encoder via the transmission system and converting it into the original digital PCM signal (sampling peak value data signal).
この第6図において、上記伝送されたディジタル信号は
、入力端子21を介してマルチプレクサ22に供給され
る。このマルチプレクサ22は、例えば上記伝送ディジ
タル信号中のブロック同期信号やワード同期信号特に基
いて、前述した第5図の各ワードWo、Wl−Wn 、
M+ 、R+、W−1〜W−、;、M−、a−を互いに
分離し、アダプティブ処理(ビット・シフト)されたい
ずれかのモードの伝送信号ワードWl−Wn(またはW
−1〜W−n)をレンジ処理回路23に送る。この処理
回路23はマルチプレクサ22からのアダプティブ情報
(レンジ情報)R+(またはIL )の内容に基づき、
レンジ復元動作を行なう。例えば7ビツトのワードW1
〜Wn(またはW−1〜W−n)のMSB(符号を示す
ビット)を前記ヒツト・シフト分符号拡張し、さらにL
SBに続けて必要な無効ヒツトを付加して、全体として
14ビツトあるいは15ビツトのデータに変換する。こ
のデータは、モード選択ワードM+(またはM−)が指
示するPCMモードのデータであり、ストレートPCM
モードが選択されているときには前記データx0〜xn
(またはX−1〜X−n)、差分PCMモード時には前
記データdi−dn(またはd−1〜d−n)、和分P
CMモードでは前記データa1〜an(またはa−1,
−a−れ)となっている。このようなレンジ処理回路2
3からのデータは、ブロック・メモリ24に送られてお
り、このブロック・メモリ24と差分・和分演算回路2
5との間でデータが送受されている。この差分・和分演
算回路25には、マルチプレクサ22からの上記モード
情報M+(またはM−)および基準ワードWoのデータ
絢が供給されており、これらのデータに基いて元のサン
プリング波高値データxl””’Xr+(またはX−1
〜X−n)を復元するための演算を行う。すなわち、上
記%ブロック毎のデータについて、例えばエンコーダ側
で差分PCMモードが選択されているときにはデコーダ
側の差分・和分演算回路25で和分処理を行い、エンコ
ーダ側で和分PCMモードが選択されているときには差
分・和分演算回路25で差分処理を行うことにより、元
のストレート20Mデータに復元するわけである。なお
、エンコーダ側でストレートPCMモードが選択されて
いるときにはデコーダのレンジ処理回路23からのデー
タをそのまま用いることができることは勿論である。In FIG. 6, the transmitted digital signal is supplied to a multiplexer 22 via an input terminal 21. In FIG. This multiplexer 22 uses the block synchronization signal and word synchronization signal in the transmission digital signal, for example, to input each word Wo, Wl-Wn,
M+, R+, W-1 to W-, ;, M-, a- are separated from each other and adaptively processed (bit shifted) to transmit signal words Wl-Wn (or W
-1 to W-n) to the range processing circuit 23. This processing circuit 23 is based on the content of adaptive information (range information) R+ (or IL) from the multiplexer 22,
Perform range restoration operation. For example, the 7-bit word W1
The MSB (bit indicating the sign) of ~Wn (or W-1 ~ W-n) is sign-extended by the hit shift, and further L
Following the SB, necessary invalid hits are added to convert the data into 14 or 15 bits as a whole. This data is PCM mode data specified by mode selection word M+ (or M-), and is straight PCM mode data.
When the mode is selected, the data x0 to xn
(or X-1 to X-n), the data di-dn (or d-1 to d-n), sum P
In the CM mode, the data a1 to an (or a-1,
-a-re). Such a range processing circuit 2
The data from 3 is sent to the block memory 24, and this block memory 24 and the difference/sum calculation circuit 2
Data is being sent and received between 5 and 5. The difference/sum calculation circuit 25 is supplied with the mode information M+ (or M-) from the multiplexer 22 and the data of the reference word Wo, and based on these data, the original sampling peak value data xl ""'Xr+ (or X-1
˜X−n) is performed. That is, regarding the data for each % block, for example, when the difference PCM mode is selected on the encoder side, the difference/sum calculation circuit 25 on the decoder side performs summation processing, and the summation PCM mode is selected on the encoder side. When this happens, the difference/sum calculation circuit 25 performs differential processing to restore the original straight 20M data. It goes without saying that when the straight PCM mode is selected on the encoder side, the data from the range processing circuit 23 of the decoder can be used as is.
このようにして、差分・和分演算回路25により必要に
応じて差分・和分処理がなされ、ブロック・メモリ24
から元のストレートPCMデータx1〜xn(またはX
−1+”+ x−n )が出力されてマルチプレクサ2
6に送られる。このマルチプレクサ26にはマルチプレ
クサ22からの上記基準ワードWOのデータx、)も送
られており、上記1ブロック分の全てのストレー1−P
CMデータ(サンプリング波高値データ(X−□〜xn
がマルチプレクサ26から出力され、ディエンファシス
回路28を介してデコード出力端子29より取り出され
る。なお、ディエンファシス回路28は、エンコーダ側
のプリエンファシス回路2に対して逆の特性を有するも
のである。In this way, the difference/sum calculation circuit 25 performs difference/sum processing as necessary, and the block memory 24
from the original straight PCM data x1 to xn (or
−1+”+x−n) is output and sent to multiplexer 2.
Sent to 6. The data x, ) of the reference word WO from the multiplexer 22 is also sent to this multiplexer 26, and all the strays 1-P for one block are sent to this multiplexer 26.
CM data (sampling wave height data (X-□~xn
is output from the multiplexer 26 and taken out from the decode output terminal 29 via the de-emphasis circuit 28. Note that the de-emphasis circuit 28 has a characteristic opposite to that of the pre-emphasis circuit 2 on the encoder side.
以上のような構成のエンコーダおよびデコーダより成る
ディジタル信号伝送システムにおいて、基準ワードWo
(データX(1)のワード長をLOビット(例えば14
ビツト)とし、伝送信号ワードW1〜WnやW−1−W
−、のワード長をLlビット(例えば7ビツト)とし、
レンジ情報R+やR−のワード長をLRビット(例えば
3ビツト)とし、モード選択情報M+やM−のワード長
をLMビット(例えば2ビツト)とするとき、上記1ブ
ロック毎に伝送される総ビット数K A 211+1は
、KA2n+1=Lo +2(nLl +Ln+LM)
吉なる。ここで−例として、n=8.LO−14゜L1
=7 、LR=3 、LM=2とすれば、lブロック毎
に伝送されるサンプリング・データのワード数は17ワ
ードであり、総ビット数KA、7は136ビツトとなる
。これに対して、元の1ワード14ビツトのディジタル
PCMデータ(サンプリング波高値データ)の17ワ一
ド分の総ビット数KCl7は14X17’=238(ビ
ット)となり、トド圧縮効率ある0゛はトド低減率KA
I”/KCsr 。In the digital signal transmission system consisting of the encoder and decoder configured as described above, the reference word Wo
(Set the word length of data X(1) to LO bits (for example, 14
bits), and transmission signal words W1 to Wn and W-1-W.
-, the word length is Ll bits (for example, 7 bits),
When the word length of range information R+ or R- is LR bits (e.g. 3 bits) and the word length of mode selection information M+ or M- is LM bits (e.g. 2 bits), the total amount transmitted per block is The number of bits K A 211+1 is KA2n+1=Lo +2(nLl +Ln+LM)
Good luck. Here - as an example, n=8. LO-14゜L1
=7, LR=3, and LM=2, the number of words of sampling data transmitted for each l block is 17 words, and the total number of bits KA,7 is 136 bits. On the other hand, the total number of bits KCl7 for 17 words of the original 1-word 14-bit digital PCM data (sampled peak value data) is 14X17'=238 (bits), and 0゛, which is the compression efficiency, is Reduction rate KA
I”/KCsr.
は、略0.57となる。is approximately 0.57.
ところで、本件出願人が先に提案した特願昭58−97
687号等における本発明の先行技術においては、■ブ
ロックにつき一種類のモード選択およびレンジ選択を行
っており、例えば1ブロックにつきn+1ワードのサン
プリング・データを伝送する場合に、ワード長LOビッ
トの基準ワードを1ワード、ワード長L1ビットの伝送
信号ワードをnワード、ワード長り、Rビットのレンジ
情報を19−1−′およびワード長Lyビットのモード
選択情報を1ワード伝送するものとするときの1ブロッ
クの総ピント数KBrI+1は)KB n+1 = L
’o +nLl+L R十LMトナル。=例c!:L、
テ、1l=8’、 Lo =14 、 L1=7 、
LR=3 、 LM =2とすれば、1ブロックで9
ワードのサンプリング・データを伝送できることになり
、総ビット数KBo=75(ビット)となる。また、1
ワード14ビツトのサンプリング波高値データを9ワー
ド伝送するときの総ビット数KC9は、14X9=12
6(ビット)となるから、ビット低減率KB9/KCq
は略0.60となり、上記本発明の実施例の一例に示し
たビット低減率0.57の方が略0.03だけ優れてい
ることがわかる。By the way, the patent application filed in 1983-1997, which was previously proposed by the applicant
In the prior art of the present invention, such as in No. 687, one type of mode selection and range selection is performed for each block. For example, when transmitting sampling data of n+1 words per block, the word length LO bit standard is selected. When transmitting one word, n words of transmission signal word of word length L1 bits, one word of word length, R bits of range information 19-1-', and one word of mode selection information of word length Ly bits. The total number of focuses in one block KBrI+1 is )KB n+1 = L
'o +nLl+L R1LM tonal. = Example c! :L,
Te, 1l=8', Lo=14, L1=7,
If LR=3, LM=2, 9 in 1 block
Word sampling data can be transmitted, and the total number of bits KBo=75 (bits). Also, 1
The total number of bits KC9 when transmitting 9 words of sampling peak value data of 14 bits is 14X9=12
Since it is 6 (bits), the bit reduction rate KB9/KCq
is approximately 0.60, and it can be seen that the bit reduction rate of 0.57 shown in the example of the embodiment of the present invention is superior by approximately 0.03.
このような本発明の先行技術によるビット低減率KBn
+1/KCn+1と、本発明の実施例によるビット低減
率KAzn+x / KC2n+1とを比較してこれら
の比をとるとき、KCn+1= (n+1)Lo、 K
Czn+1= (2n+1 )L。The bit reduction rate KBn according to the prior art of the present invention is
+1/KCn+1 and the bit reduction rate KAzn+x/KC2n+1 according to the embodiment of the present invention are compared and their ratio is taken, KCn+1=(n+1)Lo, K
Czn+1=(2n+1)L.
であることより、
となる。このビット低減率の比の具体例を第7図に示す
。この第7図において、曲線Aは、LO=12、Ll−
4,LR=3.LM=1とし、nを2〜40に変化させ
たときのヒツト低減率の比を、また曲線Bは、Lo
=16.Ll:14.LR=:3、LM””1さし、n
を2〜40に変化させたときのビット低減率の比をそれ
ぞれ示すものである。Since , then . A specific example of this bit reduction rate ratio is shown in FIG. In this FIG. 7, curve A has LO=12, Ll-
4, LR=3. The ratio of the hit reduction rate when LM=1 and n is changed from 2 to 40, and curve B is Lo
=16. Ll:14. LR=:3, LM""1 insertion, n
It shows the ratio of the bit reduction rate when changing from 2 to 40.
この第7図からも明らかなように、本発明の実施例によ
れば、本件出願人が先に提案した上記先新技術に比べて
も、さらにビット圧縮あるいはビット低減を実現するこ
とが可能である。As is clear from FIG. 7, according to the embodiment of the present invention, it is possible to achieve further bit compression or bit reduction compared to the above-mentioned new technology previously proposed by the applicant. be.
ところで、上記実施例においては、差分、和分、ストレ
ートPCMモードの3種類を選択可能にしているが、一
般的には、互いに特性の異なる複数種類の予測フィルタ
のうちのいずれかを選択するようにしてもよい。すなわ
ち、予測フィルタの最も簡単なものとして、出力データ
y1が、時間軸上で隣接する2つの入力データX1.X
□−1の線形1次結合
yi ”Xi kxl−1
で表わされる予測フィルタを考えるとき、上記実施例の
3つのモードは、係数kを1.0.−1のいずれかとす
ることに対応しているわけであるが、これらの1.0.
−1以外の係数にも選択し得るようにして、4種類以上
の異なる予測フィルタ特性のうちの1種類を入力信号に
応じて上記%ブロック毎に選択するようにしてもよい。Incidentally, in the above embodiment, three types of prediction filters, differential, summation, and straight PCM modes, can be selected, but in general, one of a plurality of types of prediction filters with different characteristics is selected. You can also do this. That is, as the simplest prediction filter, output data y1 is composed of two input data X1 . X
When considering a prediction filter represented by a linear linear combination yi ``Xi kxl-1 of □-1, the three modes of the above embodiment correspond to setting the coefficient k to one of 1. However, these 1.0.
Coefficients other than -1 may also be selected, and one of four or more different predictive filter characteristics may be selected for each of the % blocks in accordance with the input signal.
また、時間軸上で連続する3個以上の入力データの線形
1次結合により出力データを得るような高次の予測フィ
ルタを用い、この予測フィルタの特性について、上記%
ブロック毎に最適のものを選択するように構成してもよ
い。In addition, using a high-order prediction filter that obtains output data by a linear combination of three or more input data that are continuous on the time axis, the characteristics of this prediction filter are
The configuration may be such that the optimum one is selected for each block.
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、例えば第5図に示す伝送すべきデータの伝送順序は
任意に設定でき、−例として、基準ワードWOを最初に
送り、次にモード選択情報M−,M+およびレンジ情報
R−,R+を送り、次に伝送信号ワードW−1−W−n
およびWl−Wnを順次送るようにしてもよい。また、
第2図の伝送すべきサンプリング・データの1ブロック
のうちの時間軸に沿った中央位置のワードを基準ワード
WOとしているが、この中央位置より前、後いずれか一
方に偏った位置のワードを基準ワードとし、この基準ワ
ードより前方、後方の各ワード数を互いに異なるように
設定してもよい。さらに、モード選択されるPCMモー
ドとしては、差分、和分、ストレートPCMモードのよ
うな基本的なモード以外にも、互いに異なる特性の複数
の予測フィルタを用い、これらの予測フィルタの特性を
入力信号に応じて選択するようにしてもよい。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, the transmission order of the data to be transmitted as shown in FIG. 5 can be arbitrarily set. Send mode selection information M-, M+ and range information R-, R+, then transmit signal words W-1-W-n
and Wl-Wn may be sent sequentially. Also,
The word at the center position along the time axis of one block of sampling data to be transmitted in Fig. 2 is the reference word WO, but the word at a position either before or after this center position A reference word may be used, and the number of words before and after the reference word may be set to be different from each other. Furthermore, in addition to basic modes such as differential, summation, and straight PCM modes, the PCM modes to be selected include a plurality of prediction filters with mutually different characteristics, and the characteristics of these prediction filters are applied to the input signal. The selection may be made depending on the
玄米
本発明に係るディジタル信号伝送≠雲によれば、■ブロ
ックを2分割し各分割部分に共通して1ワードの基準ワ
ードを設定し、各分割部分にはそれぞれ独立に最適のP
CMモード選択やレンジ選択等の適応処理を行っている
ため、2つの適応処理される部分に対して基準ワードが
1ワードで済4、ビット圧縮効率あるいはビット低減率
の大幅な改善が可能となる。Brown riceAccording to the digital signal transmission according to the present invention≠cloud, ■ A block is divided into two parts, a standard word of one word is set in common to each divided part, and each divided part is independently assigned the optimum P.
Since adaptive processing such as CM mode selection and range selection is performed, only one reference word is required for two adaptively processed parts4, making it possible to significantly improve bit compression efficiency or bit reduction rate. .
第1図は本発明の一実施例のエンコーダ側構成を示すブ
ロック回路図、第2図は伝送しようとするlブロン2分
のサンプリンク・データを示す図、第3図は各PCMモ
ードにおけるダイナミック。
レンジの周波数特性を示すグラフ、第4図はエラー・フ
ィードバックによるノイズ・シェイピンク特性を示すグ
ラフ、第5図は伝送される・1ブロックのワード構成を
示す図、第6図は本発明の一実一施例のデコーダ側構成
を示すブロック回路図、第7図は本発明の実施例と先行
技術とのビット低減率の比を示すグラフである。Fig. 1 is a block circuit diagram showing the encoder side configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing sample link data for 2 minutes to be transmitted, and Fig. 3 is a diagram showing the dynamic . A graph showing the frequency characteristics of the range, Fig. 4 a graph showing the noise shaping characteristics due to error feedback, Fig. 5 a diagram showing the word structure of one block transmitted, and Fig. 6 a graph showing the noise shaping characteristics due to error feedback. FIG. 7 is a block circuit diagram showing the decoder side configuration of the embodiment, and a graph showing the ratio of bit reduction rates between the embodiment of the present invention and the prior art.
Claims (1)
ブロック化し、1ブロック内の時間軸方向の所定位置の
1ワードを基準ワードとし、該ブロック内の基準ワード
より前方部分のワード列および後方部分のワード列に対
してそれぞれ独立に予測フィルタ処理を施して上記基準
ワードとともに伝送することを特徴とするディジタル信
号伝送方法。The input digital signal is divided into blocks along the time axis for each fixed number of words, one word at a predetermined position in the time axis direction within one block is used as a reference word, and the word string in the front part and the rear part of the reference word in the block is A digital signal transmission method characterized in that predictive filter processing is performed independently on each of the word strings and the results are transmitted together with the reference word.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15028184A JPS6129220A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Method of digital signal transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15028184A JPS6129220A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Method of digital signal transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6129220A true JPS6129220A (en) | 1986-02-10 |
Family
ID=15493540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15028184A Pending JPS6129220A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Method of digital signal transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6129220A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020106837A (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | シリコン・ワークス・カンパニー・リミテッド | Unevenness correction system |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP15028184A patent/JPS6129220A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020106837A (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | シリコン・ワークス・カンパニー・リミテッド | Unevenness correction system |
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