JPS6330031A

JPS6330031A - 可聴音信号伝送システム

Info

Publication number: JPS6330031A
Application number: JP17151886A
Authority: JP
Inventors: Gichu Oota; 義注太田; Toru Sanbe; 徹三瓶
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1988-02-08
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0740685B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、可聴音信号伝送システムに係り、特に聴感上
の音質を劣化させることなく高い情報圧縮率を得る可聴
音信号伝送システムに関する。

〔従来の技術〕

ディジタル画像メモリやディジタルテレビ電話など画像
とともに音声、音楽などの可聴音を高品質でディジタル
伝送する要求が高まっている。この要求に答えるために
、可聴音のディジタル伝送トシテハルス・コード・モジ
ュレーシヨン（ｐｕｌｓｅ、Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ　：以下ＰＣＭと記す）あるいはさらに高能率な
アダプティブ・ディファレンシャル・パルス−コード−
モジニレ−ジョン（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｉｆｆｅｒｅｎ
ｔｉａｌ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ　；以下Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＭと記す）、アダプティブ・
トランスフオーム・コーディング（Ａｄａｐｔｉｖｅ　
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｃｏｄｉｎｇ　：以下ＡＴＣと記
す）などが研究され実用に供されている。

たとえば高品質なＰＣＭの例として公知のコンパクト・
ディスク（Ｃｏｍｐｕｃｔ　Ｄｉｓｃ　；以下ＣＤと記
す）を考えると、情報量は約７００Ｋｂｉｔｓ　／　Ｓ
　（４４，１ＫＥｌｚサンプリング、１６ビツト線形Ｐ
ＣＭ符号化）と膨大なものとなり、ディジタルテレビ電
話などへの応用は困難である。

高品質のＡＤＰＣＭとしては、マサヒロ・タカ（Ｍａｓ
ａｈｉｒｏ　Ｔａｋａ　）氏らによるプロシーディング
・アイｅシー・ニー−ニス県ニス・ピー＠８６　（Ｐｒ
ｏｃｅｅｄ−ｉｎｇＩ　ＣＡＳ　Ｓ　Ｐ　８６）誌１９
８６年第２巻８１７〜８２０頁に掲載の「シー・シー・
アイ・ティー・ティー・スタンダーダイジ／グ・アクテ
ィピイティズ・オン・スピーチ・コーディングＪ　（Ｃ
ＣＩＴＴＳｔａｎｄａｒｄｉｚｉｎｇ　Ａｃｔｉｖｉｔ
ｅｓ　ｏｎ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｉｎｇ　　）と題し
た論文、ＡＴＣについて基本的な説明は、レイナー・ツ
エリンスキー（Ｒａ１ｎｅｒ　Ｚｅｌｉｎｓｋｉ　）氏
らによるアイ・イー・イー・イー、トランザクション・
オン・アコーステイノクス・スピーチ・アンド・シグナ
ル争プロセッシング・ボリューム・ニーΦニス・ニス・
ビー２５．ナンバー４．オーガスト１９７７年（ＩＥＥ
ＥＴｒａｎｓ、　Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ　、　５ｐｅｅｃ
ｈ　ａｎｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　、
　Ｖｏｌ。

ＡＳ　５Ｐ−２５，Ｎｎ４　、　Ａｕｇｕｓｔ　１９７
７　）、２９９〜３０９頁に掲載の「アダプティブ−ト
ランスフオーム・コーディング・オン・スピーチ・シグ
ナルズ」（’　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
　Ｃｏｄｉｎｇ　ｏｆ　５ｐｅｅｃｈ　Ｓｉｇｎａｌｓ
　　）と題した論文に述べられている。

これらの高能率な方法によれば先の単純な線形ＰＣＭ符
号化に比べ音質を劣化させずに３１５程度に情報圧縮が
可能であるが、さらに゛圧縮率を高めると量子化雑音が
増加し音質が劣化する。

従来のＣＤに使用された線形ＰＣＭ符号化は、単に物理
的な音圧（振幅）のダイナミックレンジのみから必要な
ビット数を決めている。今、第４図に示されるようなＩ
　ＫＨｚ　、　４０ｄＢの信号（純音）Ａと１００Ｈｚ
、　６２ｄＢの信号（純音）Ｂが混合された信号Ｃを考
える。個々の信号は人間にとって同じラウドネスに受聴
されるものである。ＩＫＥｌｚの信号ＡをたとえばＰＣ
Ｍで高精度（高品質）に符号化するに必要なビット数と
して９ビツトを必要としたとすると、混合された信号Ｃ
を符号化するには、２２（６２−４０＝２２　）　ｄＢ
だけ１００ｆｌｚの信号振幅が大きいため、先の９ビツ
トプラス４（２２÷６中４）ビットの計１３ビット必要
となる。

このような弊害を除く方法として、音声の分析が認識あ
るいは記録再生系ではプリエンファシスの手法が知られ
ている。これは音声信号のスペクトルが口の放射特性の
ため８００　Ｆｉｚ付近から６〜１０ｄＢ１０ｃｔの下
降特性をもつため、これを補正するために固定のたとえ
ば６ｄＢ１０ｃｔの上昇特性を与え、高域周波数と低域
周波数の振幅レベルを揃え、少ないビット数による分析
精度あるいは量子化誤差による音質劣化を防ぐものであ
る。

しかし、上昇特性のみでは、音楽信号のように１０ＫＥ
Ｉｚ以上の高い周波数の信号が存在する場合には、第５
図に示される等ラウドネス曲線かられかるように５ＫＨ
ｚ以上の高い周波数に対しても聴感感度が悪くなってい
るため不都合が起る。

たとえば、ＩＫＩ（ｚ　、　４０ｄＢの音圧の音と同じ
ラウドネスに感じろ１０　ＫＥＩｚの音圧は５３ｄＢで
ある。この２信号が混合された信号が６　ｄＦｌ／　ｏ
ｃ　ｔの上昇特性なかけられろと第６図に示されるよう
に現在の差である１３　（５３−４０＝１３　）　ｄＲ
はさらに２０ｄＢ増大して３３ｄｌ１３の信号りとなる
。したがって前述の説明と同様に、今Ｉ　ＫＨｚの信号
をＰＣＭで高精度に符号化するビット数として９ビツト
が必要だとすると、混合された信号ではさらに６ビツト
（３６÷６中６）多い１５ビツト必要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は先に説明したように、圧縮率を上げると
音質が劣化する。これは、人間の聴感特性を考慮せずに
、単に物理的な尺度たとえば振幅のダイナミックレンジ
から電子化精度を決めているためである。

本発明の目的は、量子化・符号化に際して、人間の聴感
特性を考慮し、圧縮率を上げても聴感的には音質が劣化
しないようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、可聴音信号に対し、フレツチャーマンソン
（Ｆｌｅｔｃｈｅｒ　−Ｍｕｎｓｏｎ　）の等ラウドネ
ス曲線の逆特性あるいはそれに等価な特性により、ブロ
ック単位で入力振幅レベルに適応してレベル補正を行い
、符号化し伝送する。モして復号化した後に、先の特性
とは逆の特性で振幅レベルを元にもどし受聴することに
より達成される。

第５図はフレッチャーマンソンの等ラウドネス曲線であ
る。（ＩＥ子通信学会纒、「聴覚と音声」１０版、第１
０４頁）縦軸は音圧、横軸は周波数である。図中の数字
はＩＫＨｚ純音の音圧すなわちラウドネスレベル（ホン
値）、カッコ内数字はラウドネス（ンーン値）である。

たとえば、Ｉ　ＫＨｚ　、　４０　ｄＢの音圧の音と同
じラウドネス（音の大きさ）に感するＫは、１００１１
ｚでは６２ｄＢ。

３ＫＨｚでは３７ｄＢＯ音圧の音となり、この曲線に沿
った純音はすべて同じラウドネスレベル４０ホンである
。

この等ラウドネス曲線たとえば４０ホンの曲線は次の事
を示している。

（１）人間の聴感は１〜５Ｋ１１ｚの音に対して感度が
高い。具体的にはＩ　ＫＨｚ　、　４０　ｄＢの音圧（
電気信号では信号振＠）と１００１’ｌｚ　、　６２ｄ
Ｂの音圧は同じ音の大きさに聴こえることから、ＩＫＨ
ｚでは１００　Ｆｉｚに比べ２２ｄＢも感度が高い。

（２）人間の通常の受聴範囲である１０〜９０ホンの音
を考えると、物理的な音圧のダイナミックレンジは全て
の周波数で同じであるが、人間の受聴すなわちラウドネ
スのダイナミックレンジは、１００Ｈｚでは音圧４０ｄ
Ｂ以下の音は感知できないため５０　（９Ｏ−４０＝５
０　）　ｄＢ　、　ＩＫＨｚでは８０（９０−１０＝８
０）ｄＢと周波数で異なる。第７図にこのダイナミック
レンジと周波数の関係を示す。ＩＫＨｚ以下のダイナミ
ックレンジは周波数に比例して小さくなり、Ｉ　ＫＨｚ
以上では一定である。このことはＩＫＨｚＫＨｚ以上数
で先のラウドネスのダイナミックレンジを精度よく再現
する量子化であれば、ＩＫＨｚ以下の周波数に対しては
先の量子化で十分であることを示している。

次にこのラウドネスのダイナミックレンジをどの程度の
ビット数で量子化すればよいかを考える。

一般に感覚器官は、与えられている刺激の物理的強度が
変化しても、変化による強度差が一定の値を超えなけれ
ば、変化を知覚できない。これを聴覚の音の強さすなわ
ち音の大きさくラウドネス）にあてはめると、与えられ
ている刺激である物理的な音圧が変化しても、変化によ
る音圧差が一定の値を超えなければ音の強さが変わった
と知覚できない。

刺激間の強度差と差を検知できる確率との間には一定の
関数関係があり、差を検知できる確率が１／２となる強
度差を弁別閾（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｌｉｍｅｎ　：
　Ｄ、Ｌ。

と記す）と定義する。Ｄ、　Ｌ、に相当する刺激間の強
度差を丁度可知差異（Ｊｕｓｔ　ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ
　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　：　Ｊｎｄと記す）と呼ぶ。

このＪｎｄはたとえば音圧という物理量で表示されるが
、音の強さという聴感心理量を音圧という物理尺度に投
影したものと見なせる。音圧という物理尺度内では、い
（らでも尺度を細かくとれるが、音の強さという聴感か
らすれば、ある分解能より細い分割は意味がない。言い
換えれば音の強さのり、　Ｌ、は心理領域の分解能から
みて、音圧という物理領域を量子化したことに相当する
。

第８図に、音の強さのり、　Ｌ、　（Δ■）および比弁
別域（ΔＩ／Ｉ）（Ｔは感覚レベル）と周波数の関係を
示す。図中の１〜７までの曲線群は、各々感覚レベル（
Ｉ）が５〜８０ｄＢをとった場合である。第９図は第８
図を書き直した、Ｄ、　Ｌ、と感覚レベル（Ｉ）の関係
を示す。

第８図、第９図において感覚レベル（５ｅｎｓａｔｉｏ
ｎｌｅｖｅｌ　）　Ｉは第５図の最小可聴域０ホンの値
をＯｄＢとして定義したものである。

第８図から感覚レベル■が３０ｄＢ以上１周波数が１２
８ＦＩｚ以上であればり、　Ｌ、　（ΔＩ）は一定であ
り、感覚レベルエが大きくなればり、Ｌ、（Δ工）は小
さく、周波数両端でり、Ｌ−（ΔＩ）が大ぎくなってい
る。

第９図から、感覚レペルエが６０ｄＢ以上で比弁別域（
ΔＩ／Ｉ）はほぼ一定値をとり、Ｗｅ　ｂ　ｅ　ｒの法
則「ΔＩ／Ｉ＝Ｒ：つまり、Ｄ、　Ｌ、はその刺激の物
理量（音圧）のレベルに比例する」が成立している。

以上の結果から次の点が導出される。

（３）先の（１）項の結論と同様に、聴感の分解能すな
わち音の強さのり、　Ｌ、は、感覚レベル■が小さい（
３０ｄＢ以下）つまり音圧が小さいつまり電気信号の振
幅が小さいとぎは、１〜５ＫＨｚで高くなる。

つまり振幅が小さいときは１〜５ＫＨｚ帯域外の信号に
対しては、１〜５ＫＨｚ帯域内の信号に比べて粗く量子
化してもよい。

つまり、１〜５ＫＨ７を精度よく量子化すれば、同じ量
子化ビット数であれば上記以外の帯域は十分精度よく量
子化されるはずである。

（４）　　感覚レベルが６０ｄＢ以上であれば比弁別閾
はほぼ一定値をとる。つまり人間の感知できる分解能は
感覚レベルによらず一定である。言い換えねばある一定
以上の音圧すなわち電気信号の振幅はそのレベルによら
ず一定の量子化でよい。

たとえば６０ｄＢの振幅も、８０ｄＢの振幅も同じビッ
ト数で量子化・符号化を行ってよい。

次に聴覚が感受しうる音圧と、そのり、　Ｌ、がわかれ
ば音圧について分析しうるステップ数は求まる。

たとえばＩＫＦｌｚの純音について最小可聴値ＯｄＢか
ら最大可聴値１２０ｄＢまで累積したり、　Ｌ、叩を考
える。

実際には低レベル程り、　Ｌ、が大きいためさらに小さ
なものとなる。

つまり、Ｏ〜１２０ｄＢの広いレンジでも聴感で分析し
うるステップ数はたかだか２８０ステツプである。直線
ＰＣＭで８ピット程度の情報量で済む。

通常の受聴範囲である１０〜９０ホンを考えれば、累積
ｎ、として約１１８で、直線ＰＣＭ符号化でも７ビツト
程度の情報量でよい。

以上、聴覚のダイナミックレンジ、分解能からすれば、
ＣＤにおける量子化ビット数は多すぎることがわかる。

これは先に説明したように、単に物理的な信号振幅のダ
イナミックレンジのみから量子化ビット数を決めている
ためである。

本発明は以上述べた聴覚の特性に基づくものであり、そ
の意図するところは、情報圧縮（簡単には量子化ビット
数の低減）を行っても聴感上は何ら変わらない品質をつ
るシステムを提供するにある。

このため、 ■　可聴音信号をフレクチャーマンソンの等ラウドネス
曲線の逆特性に通すことにより、その物理的振幅を心理
的な尺度としての振幅に投影する。

（２′；　　投影された振幅に対して、心理的な分解能
のステップ数で量子化・符号化する。

０）　　上記信号を復号化し、フレクチャーマンソンの
等ラウドネス曲線を通すことにより、元の物理的振幅に
もどす。

■　フレクチャーマンソンの等ラウドネス曲線は可聴音
の音圧レベルによりその形が異なるため、ｂ１聴音信号
系列を一定時間間隔でブロック分割１７、分割単位毎に
最適な等ラウドネス曲線を選択する。

の処理２行う。

具体的には次の処理を行う。

（１）入力可聴音信号に対して、フレクチャーマンソン
の等ラウドネス曲線あるいはその近似曲線と逆の特性と
利得をもつ信号処理回路手段を用い、周波数に依存する
振幅伸長あるいは圧縮を行う。たとえば１００Ｈｚ、　
６２ｄＢ振幅とＩ　ＫＲＺ　、　４０　ｄＢ振幅と１０
Ｋｔｌｚ　、　５３ｄＢ振幅の３種の純音（正弦波）が
混合された可聴音信号を考えると、この処理により各々
１００ＦＩｚ　、　１ＫＨｚ、　１０ＫＥＩｚの純音振
幅は４０ｄＢとなる。つまり同一ラウドネスレベルの各
周波数の振幅はすべて同一の振幅に圧縮変換される。

（２）上記信号処理回路手段を離散的知複数もち、この
回路手段の出力のうち、出力信号がクリップせずに最大
のものを１つ選択する。

（３）　　この信号に対して、有限のビット数たとえば
７ビツトで量子化・符号化（直線Ｐ　ＣＭ　）　ｔ、て
伝送する。この時同時に、どの信号処理回路手段の出力
の符号化なのかを示すために副情報として選択情報も符
号化して送る。

（４）伝送された信号の符号化データを復号化すると同
時に、先に選択した信号圧縮回路手段の選択情報も復号
化する。

（５）　　信号処理回路手段と対をなし、これと逆の特
性をもつ逆信号処理回路手段を複数もち、この回路手段
の１つを、選択情報をもとに選択する。

（６）復号化された信号を選択した逆信号処理回路手段
で伸長し受聴する。

〔作用〕

フレツチャーマンソンの等ラウドネス曲線の逆特性によ
るブロック単位の適応的なレベル補正は、人間の聴感感
度の高い１〜５ＫＨｚの可聴音を相対的に最大限に持ち
上げ、この帯域のＳ／Ｎ比を向上するように動作する。

それによって、この可聴音に対するＰＣＭ符号化に必要
な量子化ビット数は信号振幅を高精度に再現するに必要
最小限であればよく、従来のように聴感感度の低い帯域
の大振幅信号を再現するに必要な量子化ビット数よりも
少なくすることができ、情報量を圧縮することが可能と
なる。またこのように圧縮しても聴感上の音質が劣化す
ることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において１は入力端子、２−１〜２−４は第１０図に
示す周波数利得特性をもつ選択増幅回路、３−１〜３−
４は一定時間間隔の信号な記憶するバッファメモリ回路
、４−１〜４−４は信号のピーク値を記憶するピークホ
ールド回路、５は各ピークホールド回路のピーク値を一
定時間間隔で読み出しその信号がクリップされているか
労かを検出するとともにクリップしてない信号のうちで
最大のものを検出する最大位置検出回路、【５はバック
アメモリ回路の出力の一つを選択する選択回路、７は信
号を量子化・符号化する信号符号化回路、８は最大位置
検出回路の選択信号を符号化する選択信号符号化回路、
９は符号化された信号な復号化する信号復号化回路、１
０は符号化された選択信号を復号化する選択信号復号化
回路、１１−１〜１１−４は選択増幅回路２−１〜２−
４と逆の特性をもつ逆選択増幅回路、１２は出力端子で
ある。

第１０図に示す曲線は上から選択増幅回路２−１〜２−
４の周波数利得特性である。これらは、・３５図に示す
フレツチャーマンソン曲線のうち、感覚レベル２０　、
４０　、６０　、８０ホン時の曲線とまったく逆の特性
をもち、８０ホン時の曲線の逆特性を２−４、これを基
準（利得としてほぼＯｄＢ　）として、６０ホン時の曲
線の逆特性を２−３．４０ホン時の曲線の逆特性を２−
２．２０ホン時の曲線の逆特性を２−１としている。特
性２−１〜２−４は４ＫＥｌｚにおいて各々２０ｄＢの
利得差をもっている。

入力端子１にはマイクロホン等に集音された可聴音信号
が電気信号に変換増幅されて入力される。

今、この入力信号としては感覚レベルＯ〜９０ホンの音
圧に相等する電気信号を考える。４ＫＨｚ、９０ホンの
純音信号が基準の選択増幅回路２−４に入力された時の
出力振幅が最大（以後ｖｒｗｔと呼ぶ）であり、これ以
上の信号振幅は選択増幅回路の電源電圧あるいはＡＤ変
換回路の基準電圧により、その出力でクリップされるも
のとする。

入力信号は選択増幅回路２−１〜２−４に同時に入力さ
れ、各々第１０図に示す特性により振幅伸長（増幅）あ
るいは圧縮される。

たとえば４ＫＨｚ、８０ホンの信号が入力された場合に
は選択増幅回路２−４の出力は■ｗｘに比べ−１０ｄＢ
下の振幅レベルでありクリップしていないが、２−３の
出力は２０　ｄＢの利得をもつため、ＶＷ＋１０ｄＢと
なりクリップされたものとなる。２−２．２−１の出力
も同様にクリップされたものとなる。

また、たとえば１００［１ｚ、４０ホンの純音が入力さ
おだ場合には、（これは４ＫＨｚ、６０ホンの純音と同
じ音圧レベルすなわち振幅レベルをもっているが）選択
増幅回路２−４．２−３の出力はクリップされず、２−
２．２−１の出力はクリップされたものとなる。

各選択増幅回路の出力はバックアメモリ回路３−１〜３
−４に一時記憶される。これと同時にピークホールド回
路４−１〜４−４には各選択増幅回路の出力のピーク値
をホールドする。−時］ピ憶はたとえば選択増幅回路が
アナログ処理であればこの出力信号を標本化、ＡＤ変換
し、このデータをＲＡＭに記憶することで達成される。

もちろん選択増幅回路はディジタル処理でもよく、この
時は入力端子１と選択増幅回路の間に標本化、ｌ）変換
等の処理が必要となる。

最大位置検出回路５は各ピークホールド回路４−１〜４
−４にホールドされた値を一定時間毎に読み、バッファ
メモリ回路に記憶されている、選択増幅回路の一定時間
内の出力データの一つを選択する。この選択は各ホール
ド値のうちでクリップしていないものの中から最大なも
のを検索することで行う。

たとえば先の１００　Ｈｚ　、　４０ホンの音の場合に
は選択増幅回路２−３に接続されたバッファメモリ回路
３−３が選択される。

選択されたバッフツメモリ回路内のデータは、選択回路
６を介して、信号符号化回路７に入力され、そこで所定
のビット数で量子化・符号化される。たとえば７ビツト
で直線ＰＣＭ符号化される。

同時に最大位置検出回路５の選択信号も選択信号符号化
回路８で符号化される。

上述のように、信号符号化回路７に入力される振幅は、
入力端子ｌに印加される信号振幅にかかわらず、ピーク
値がほぼ７ｗ値となるように振幅が伸長あるいは圧縮さ
れる。伸長処理なのかあるいは圧縮処理なのかは入力信
号の周波数、振幅レベルにより異なる。入力信号が小さ
い時は、増幅すなわち振幅伸長されるが、この時は第１
０図の特性により、聴感感度の高い１〜５ＫＨｚ帯域は
他の帯域罠比べ相対的に持ち上げられたものとなつ℃い
る。

また、入力信号は一定時間毎にブロック化され、各ブロ
ック毎に上記の伸長あるいは圧縮処理が行われることに
なり、選択信号は各ブロックに１つ付随する。

符号化されたデータは各々伝送路を介して、信号復号化
回路９９選択信号復号化回路１０に伝送される。本実施
例では伝送路は分離されているが、多重化して一本の伝
送路で伝送してもよい。また伝送路に限ることなく、た
とえば符号化データを一端元ディスクなどの媒体に記録
し、後にこれを再生して復号化回路に入力する方法でも
よい。

符号化データは信号復号化回路９１選択信号復号化回路
１０で復号化される。復号化された入力信号は逆選択増
幅回路１１−１〜１１−４に同時に入力される。

逆選択増幅回路１１−１〜１１−４は各々、選択増幅回
路２−１〜２−４に対応し、第１０図に示す特性曲線の
逆つまり利得目盛りの符号を逆にした特性（＋６０ｄＢ
は一６０ｄＢとなる）をもっている。

この特注により、先に伸長された振幅は圧縮され、逆に
圧縮された振幅は伸長される。この操作により、８択増
幅回路で振幅圧縮あるいは伸長された信号が元の入力信
号にもどされる。

復号化された選択信号で逆選択増幅回路の出力の一つが
選択回路６で選択され、出力端子１２に出力される。た
とえば符号化した選択信号がパンツアメモリ回ｉ６３−
３　＆示すものであれば、この時の選択は逆選択増幅回
路１１−３の出力である。

以上の説明では第１０図に示すようにフレツチャーマン
ソン曲線をトレースする複雑な特性を選択増幅回路の特
性としたが、この特性が第１１図に示すようにフＶツチ
ャーマンソン曲線を直線で近似したものであっても同様
な効果が得られる。

また、選択増幅回路の数は４つに限ることなく１０ｄＢ
毎の８つにしてもよい。こうすることにより、より忠実
（（聴、〒＆レベル補正ができる。

第２図は本発明の他の一実施例を示す。第２図において
第１図と同一符号は同一物を示す。１３は逆選択増幅回
路データメモリ、１４はプログラマブル逆選択増幅回路
である。本実施例では符号化データが復号化されるまで
の動作は第１図と同様であるため説明を省略する。

逆選択増幅回路データメモリ１３には、第１１図に示す
各特性と逆の特性を規定する４組のデータが予め記憶さ
れており、復号化された選択信号でアドレッシングされ
、この１組のデータがプログラマブル逆選択増幅回路１
４に出力される。プログラマブル逆選択増幅回路１４は
この一組のデータにより、第１１図に示すうちの一特性
と逆の特性を一定時間内で与えられる。こうして、第１
図実施例と同様に選択増幅回路で振幅圧縮あるいは伸長
された信号は元の入力信号にもどされ、出力端子に出力
される。

本実施例によれば、復号化後の処理回路が第１図よりも
簡略化でき、経済的である。

第３図は本発明の他の一実施例を示す。第３図において
第１図と同一符号は同一物を示す。１５は選択フィルタ
回路、１６−１〜１６−４は各々平担な周波数特性をも
ち利得が６０．４０，２０．ＯｄＢの増幅回路、１７は
減衰データメモリ、１８はプログラマブル減衰回路、１
９は逆選択フィルタ回路である。

選択フィルタ回路１５は、第１１図のうちの１つの周波
数特性（■で示す）の形をもち、１〜５ＫＨｚの利得が
ＯｄＢのものである。この選択フィルタ回路１５と各増
幅回路１６−１〜１６−４が組み合わされて、第１２図
に示す４つの特性をもつものとなる。たとえば増幅回路
１６−１と組み合わされた場合は、第１２図の一番上に
示す特性となる。つまり選択フィルタ回路１５と増幅回
路１６−１〜１６−４の組み合わせが第２図の選択増幅
回路２−１〜２−４と同じ働きをする。ただ第２図にお
いては、第１１図に示すようにＩ　ＫＦＩｚ以下の周波
数−利得特性の傾きが各選択増幅回路で異なっているの
に対し、第３図では周波数−利得特性を決める選択フィ
ルタ回路が共通のため第１２図に示すようにその傾き（
形）は同じであり、利得が各々２０ｄＢずつ異なったも
のである。

減衰データメモリ１７は増幅回路１６−１〜１６−４の
利得に対応した減衰度データとして一６０ｄＢ、−４０
ｄＢ　、　−２０ｄＢ　、　ＯｄＢの値を記憶している
。

復号化された選択信号でこの減衰データメモリ１７をア
ドレッシングして、対応する減衰度をプログラマブル減
衰回路１８にセットする。プログラマブル減衰回路１８
は、一定時間間隔の間、セントされた減衰度で信号を減
衰させる。

逆選択フィルタ回路１９は選択フィルタ回路１５とは逆
の形の特性をもつ。この逆選択フィルタ回路１９とプロ
グラマブル減衰回路１８の組み合わせで第１図における
逆選択増唱回路と同じ働きをする。

信号の処理動作は第１図と同様なため説明を省略する。

また逆選択フィルタ回路とプログラマブル減衰回路の接
続頭片は逆であってもかまわない。

第３図の実施例によれば、８１図、第２図における複数
の選択増幅回路を１つの選択フィルタ回路と複数の異な
る利得をもつ増幅回路に変更できるため、回路構成を簡
略化することができる。

以上の説明では量子化・符号化を直線ＰＣＭ符　４号化
を例に説明したが、これに限ることはなく、ＡＤＰＣＭ
　、ＡＴＣ等のさらに高能率な符号化でもよ（）。

また量子化・符号化を一定のビット数で行う場合を説明
したが、選択増幅回路の選択に対して、量子化ビット数
を可変としてもよい。これは低レベルの信号程必埋的分
解能が粗いことを利用することである。たとえば選択増
幅回路２−１の出力が選択されたときは５ビツト、同じ
く２−２では６ビツト、２−３．２−４では７ビツトの
量子化とする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可聴音信号な聴感的に品質を落すこと
なくＣＤと同じ符号化を使用しても７／１６程度に圧縮
可能となるため、伝送回線使用コストの低減、記録媒体
への長時間記録が可能となるなどの効果がある。

さらに高能率な符号化を用いれば、７／１６Ｘ４〜古程
度の圧扁も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の他の一実施例を示すブロック図、第３図は本発
明の他の一実施例のブロック図、第４図は同一ラウドネ
スレベルの１００ＦＩｚとＩＫｋの純音およびその混合
された信号を示す波形図、第５図はフレツチャーマンソ
ンの等ラウドネス曲線を示す特性図、第６図は同一ラウ
ドネスレベルのＩＫｆｌｚと１０ＫＨｚの純音およびそ
の混合された信号を示す波形図、第７図はラウドネスの
ダイナミックレンジと周波数の関係を示す特性図、第８
図は音の強さのり、　Ｌ、および比弁別域と周波数の関
係を示す特性図、第９図はり、　Ｌ、と感覚レベルの関
係を示す特性図、第１０図は選択増幅回路の特性を示す
特性図、第１１図は直線近似された選択増幅回路の特性
を示す特性図、第１２図は選択フィルタ回路と増幅回路
を組み合わせた特性を示す特性図である。２−１〜２−４・・・選択増幅回路、３−１〜３−４・・・バッファメモリ回路、４−１〜４
−４・・・ピークホールド回路、７・・・符号化回路、
　　　９・・・復号化回路、１１−１〜１１−４・・・
逆選択増幅回路。代理人弁理士　／ト　川　勝　男「−゛第４０第　５図ＦｒｅｑＵｅｎＣ７Ｉｎ　　Ｃ７ＣＩｅＳ　　Ｐｅｒ　
５ｅＣＯハｄ第　６０躬　７図廟Ｘ数（Ｈｚ）躬　８　のＦｒｅｑｕｔｎ：ｉ第　Ｃ１１１１Ｓｃｎｓａｔ；ａｎ　　ＬａＶａｌ　　ｉｎ　ｄＢ第　
ＩＩ喝周、波数ＣＨＬ’１

Claims

【特許請求の範囲】１、可聴音信号をディジタル信号に符号化して伝送し、
伝送されたディジタル信号を復号化し可聴音信号を再生
するシステムにおいて、可聴音信号を符号化する前に、
可聴音信号を一定時間間隔でブロックに分割してブロッ
ク単位信号とし、ブロック単位信号を、そのレベルに適
応するフレツチヤーマンソンの等ラウドネス曲線の逆特
性をもつ回路手段で最大レベルになるごとく振幅を伸長
し、復号化以後にフレツチヤーマンソンの等ラウドネス
曲線の特性をもつ回路手段で振幅圧縮を行うことを特徴
とする可聴音信号伝送システム。２、特許請求の範囲第１項において、等ラウドネス曲線
を規定する情報を副情報として信号データと同時に伝送
することを特徴とする可聴音信号伝送システム。