JP2003523680A - 差動パルス符号変調システム - Google Patents
差動パルス符号変調システムInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3002—Conversion to or from differential modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/04—Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM]
- H03M3/042—Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM] with adaptable step size, e.g. adaptive differential pulse code modulation [ADPCM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
ADPCM環境の予測器係数の適応が高速にかつ計算的に効率よく収束する、ディジタルオーディオ信号を処理する改善された技術が提供される。この技術(図2)は、極に基づく予測器(210)の予測係数を更新し又は、適応させるのに使用されるフィルタされた再構成された信号(220)を発生するために白色化フィルタ(218)を採用する。
Description
【0001】
関連する出願の参照
[001]本出願は、発明の名称” 予測係数の更新に白色化フィルタを使用す
る適応差動パルス符号変調システム及び方法” の、2000年2月17日に出
願された米国仮特許出願番号60/183,280の優先権の利益を主張し、参
照によりここに組み込まれる。
る適応差動パルス符号変調システム及び方法” の、2000年2月17日に出
願された米国仮特許出願番号60/183,280の優先権の利益を主張し、参
照によりここに組み込まれる。
【0002】
発明の背景
発明の分野
[002]本発明は、一般的には、ディジタルオーディオ信号の符号化及び復号
に関連し、特に適応差動パルス符号変調(ADPCM)システム内の予測器の適
応に関連する。
に関連し、特に適応差動パルス符号変調(ADPCM)システム内の予測器の適
応に関連する。
【0003】
従来技術の説明
[003]図1を、以下の説明で参照する。ADPCMは、ネットワークを介し
て伝送するために音声及び他のオーディオ信号を符号化するのに良く知られた技
術である。そのようなシステムの標準的な実行は、国際電気通信同盟(ITU−
T)勧告G.722、64kビット毎秒内での7kHzオーディオ符号化に記載
されており、参照によりここに組み込まれる。
て伝送するために音声及び他のオーディオ信号を符号化するのに良く知られた技
術である。そのようなシステムの標準的な実行は、国際電気通信同盟(ITU−
T)勧告G.722、64kビット毎秒内での7kHzオーディオ符号化に記載
されており、参照によりここに組み込まれる。
【0004】
[004]1982年2月23日のAraseki他による米国特許番号4,3
17,208に記載されておりそして、参照によりここに組み込まれるように、
差動パルス符号変更システムは、現在の時間期間での各信号サンプルの予測値が
過去の時間期間での信号サンプルに基づいている、帯域圧縮システムである。そ
のような処理は、連続する信号サンプル間の高度の相関のために、音声及び同様
な帯域の信号に特に効果的である。時間jでの予測された信号Sjは、典型的に
は、一般的な式、 Sj=A1Sj−1+A2Sj−2+...AnSj−n により送信器102で得られ、ここで、A1、A2、...Anは、予測係数で
ある。予測係数は、入力信号Yjと予測された信号Sjの間の差が最小となるよ
うに選択され、これにより、次に量子化され受信器104に送信される予測誤差
Ejを最小化し、それによって、入力信号よりも非常に狭い伝送帯域幅を必要と
する。受信器104は一般的には送信器102と逆に動作し、それにより、入力
信号を再構成する。
17,208に記載されておりそして、参照によりここに組み込まれるように、
差動パルス符号変更システムは、現在の時間期間での各信号サンプルの予測値が
過去の時間期間での信号サンプルに基づいている、帯域圧縮システムである。そ
のような処理は、連続する信号サンプル間の高度の相関のために、音声及び同様
な帯域の信号に特に効果的である。時間jでの予測された信号Sjは、典型的に
は、一般的な式、 Sj=A1Sj−1+A2Sj−2+...AnSj−n により送信器102で得られ、ここで、A1、A2、...Anは、予測係数で
ある。予測係数は、入力信号Yjと予測された信号Sjの間の差が最小となるよ
うに選択され、これにより、次に量子化され受信器104に送信される予測誤差
Ejを最小化し、それによって、入力信号よりも非常に狭い伝送帯域幅を必要と
する。受信器104は一般的には送信器102と逆に動作し、それにより、入力
信号を再構成する。
【0005】
[005]音声又は関連するオーディオ信号の特性は時間と共に変化し、従って
、最適な係数値も変化する。効率的に予測係数を得ようとする1つの方法は、そ
れらを、そのような誤差を観測しながら、予測誤差Ejを最小化する目標に適応
させることであり、これは一般的には、ADPCMシステムを記述する。これら
のシステムに採用されている共通の形式の予測器は、予測器110と126のよ
うな極に基づく予測器であり、しばしば差信号又は残差信号と呼ばれる、予測誤
差Ej内のエネルギーを最小化する帰還ループを使用する。
、最適な係数値も変化する。効率的に予測係数を得ようとする1つの方法は、そ
れらを、そのような誤差を観測しながら、予測誤差Ejを最小化する目標に適応
させることであり、これは一般的には、ADPCMシステムを記述する。これら
のシステムに採用されている共通の形式の予測器は、予測器110と126のよ
うな極に基づく予測器であり、しばしば差信号又は残差信号と呼ばれる、予測誤
差Ej内のエネルギーを最小化する帰還ループを使用する。
【0006】
[006]送信器102と受信器104の間の頻繁な伝送エラーの現実により、
(逆量子化された)予測誤差
(逆量子化された)予測誤差
【0007】
【外1】
が、受信器104で発生し、そして、それによる再構成された入力信号
【0008】
【外2】
は、送信器102で受信された時再の入力信号Yjから離れる傾向にある。伝送
エラーの悪影響を徐々に除去するために、予測係数は、典型的には、一般的な式
、
エラーの悪影響を徐々に除去するために、予測係数は、典型的には、一般的な式
、
【0009】
【数23】
により得られ、ここで、j=1からnであり、δは1よりも大きい正の値、gは
適切な正の定数、
適切な正の定数、
【0010】
【外3】
は、iサンプル遅延された再構成された入力信号、そして、F1とF2は非減少
関数である。受信器104の予測係数値は、項(1−δ)の動作により、追跡さ
れ、又は、徐々に送信器102のそれらに集中するようになされる。伝送エラー
の有害な効果はこのように、部分的に克服できる。
関数である。受信器104の予測係数値は、項(1−δ)の動作により、追跡さ
れ、又は、徐々に送信器102のそれらに集中するようになされる。伝送エラー
の有害な効果はこのように、部分的に克服できる。
【0011】
[007]受信器の不安定性又は発振は、上述の予測係数を得るために、予測器
誤差信号
誤差信号
【0012】
【外4】
と、前の再構成された入力信号
【0013】
【外5】
を使用する、予測器の帰還ループのために、極に基づく予測器システム内でも発
生する。安定性チェックは、予測係数が望ましい範囲内にあることを補償するた
めにしばしば使用されるが、極の数のような複雑さが増加する、即ち係数が増加
する。
生する。安定性チェックは、予測係数が望ましい範囲内にあることを補償するた
めにしばしば使用されるが、極の数のような複雑さが増加する、即ち係数が増加
する。
【0014】
[008]Araseki他の米国特許番号4,317,208は、予測器12
0と128のような、ゼロ点に基づく予測器を採用するシステムを開示し、これ
は、帰還ループを使用しないが、極に基づく予測器よりも予測ゲインが低く、し
たがって鉄鋼処理を禁止又は低速化する。それらは、上述の不安定性を解決する
、極に基づく予測器と、ゼロ点に基づく予測器の組合せを提案し、そして、各々
の形式の予測器の優位点を得る。
0と128のような、ゼロ点に基づく予測器を採用するシステムを開示し、これ
は、帰還ループを使用しないが、極に基づく予測器よりも予測ゲインが低く、し
たがって鉄鋼処理を禁止又は低速化する。それらは、上述の不安定性を解決する
、極に基づく予測器と、ゼロ点に基づく予測器の組合せを提案し、そして、各々
の形式の予測器の優位点を得る。
【0015】
[009]Millarに1986年6月3日に発行された米国特許番号4,5
93,398では、参照によりここに組み込まれ、極に基づく予測器は、ゼロ点
に基づく予測器に接続されても、入力信号が等しい振幅のしかし異なる周波数の
2つのトーンを含む場合には、まだ誤追跡に弱いことが示されている。Mill
arは、特定の入力信号は、帰還ループにより駆動される極に基づく予測器適応
に、複数の安定状態を発生し得ることを示し、こらにより、受信器104は、送
信器102と異なる値で予測係数を安定化し得る。これは、受信器104とその
関連するオーディオ出力装置で歪んだ周波数応答を発生子が値である。
93,398では、参照によりここに組み込まれ、極に基づく予測器は、ゼロ点
に基づく予測器に接続されても、入力信号が等しい振幅のしかし異なる周波数の
2つのトーンを含む場合には、まだ誤追跡に弱いことが示されている。Mill
arは、特定の入力信号は、帰還ループにより駆動される極に基づく予測器適応
に、複数の安定状態を発生し得ることを示し、こらにより、受信器104は、送
信器102と異なる値で予測係数を安定化し得る。これは、受信器104とその
関連するオーディオ出力装置で歪んだ周波数応答を発生子が値である。
【0016】
[0010]Millarの特許は、ゼロ点に基づく予測器の低予測器ゲインに
関連する問題と、極に基づく予測器の誤追跡の問題を緩和することを提案する。
Millarにより記載され且つ図1に示されたシステムは、送信器102と受
信器104内の予測器手段は、信号
関連する問題と、極に基づく予測器の誤追跡の問題を緩和することを提案する。
Millarにより記載され且つ図1に示されたシステムは、送信器102と受
信器104内の予測器手段は、信号
【0017】
【外6】
と
【0018】
【外7】
のような、再構成された入力信号の値を含む引数を有しない非線形関数を含むア
ルゴリズムに基づく予測係数を得る。この係数適応は矢印119と127により
示されている。これは、すぐ前の過去のすべての係数値に依存する、予測された
信号Sjに依存する、信号
ルゴリズムに基づく予測係数を得る。この係数適応は矢印119と127により
示されている。これは、すぐ前の過去のすべての係数値に依存する、予測された
信号Sjに依存する、信号
【0019】
【外8】
のような、再構成された入力信号から予測係数が部分的に得られるArasek
iシステムと対照的である。
iシステムと対照的である。
【0020】
[0011]Millarシステムと方法は、実行するのに計算的に効果である
とする。従って、最適な予測係数と予測された信号Sjへの集束が従来システム
よりも更に高速に且つ効率的に起こる、システムと方法が必要である。
とする。従って、最適な予測係数と予測された信号Sjへの集束が従来システム
よりも更に高速に且つ効率的に起こる、システムと方法が必要である。
【0021】
発明の概要
[0012]改善された適応差動パルス符号変調(ADPCM)システムと方法
は、ネットワーク接続により共に接続され且つディジタルオーディオ信号を処理
するように構成された符号化器と復号器を有する。特に、記述された技術は、A
DPCM環境での予測器係数の適応に関連している。システムの構成要素はプロ
セッサにより実行可能な命令としてソフトウェア形式で又は、ディジタル回路と
してハードウェア形式で実行される。さらに、記載されたシステムと方法を実行
する装置は、同じように配置された遠隔装置との双方向通信のために、符号化器
と復号器の両方を有するように構成されるの好ましく、又は、符号化器又は復号
器単独で構成されても良い。
は、ネットワーク接続により共に接続され且つディジタルオーディオ信号を処理
するように構成された符号化器と復号器を有する。特に、記述された技術は、A
DPCM環境での予測器係数の適応に関連している。システムの構成要素はプロ
セッサにより実行可能な命令としてソフトウェア形式で又は、ディジタル回路と
してハードウェア形式で実行される。さらに、記載されたシステムと方法を実行
する装置は、同じように配置された遠隔装置との双方向通信のために、符号化器
と復号器の両方を有するように構成されるの好ましく、又は、符号化器又は復号
器単独で構成されても良い。
【0022】
[0013]符号化器では、ディジタル化された入力信号は、減算器に与えられ
、減算器は、入力信号から極に基づく予測器により発生された予測された信号を
減算することにより差信号を得る。量子化後に、復号器に送信されそそいて、逆
量子化され、差信号は加算器により予測された信号に加算されて再構成された入
力信号を供給し、これは、予測器と減算器に帰還される。符号化器には、更に、
再構成された入力信号を受信し且つそれをフィルタされた再構成された信号を発
生するためのフィルタリングアルゴリズムに与えるための白色化フィルタが設け
られる。フィルタされた再構成された信号は、極に基づく予測器の予測係数を更
新又は適応するのに使用され、それにより、最適予測係数に、更に高速にかつ計
算的に効率よい収束を提供する。
、減算器は、入力信号から極に基づく予測器により発生された予測された信号を
減算することにより差信号を得る。量子化後に、復号器に送信されそそいて、逆
量子化され、差信号は加算器により予測された信号に加算されて再構成された入
力信号を供給し、これは、予測器と減算器に帰還される。符号化器には、更に、
再構成された入力信号を受信し且つそれをフィルタされた再構成された信号を発
生するためのフィルタリングアルゴリズムに与えるための白色化フィルタが設け
られる。フィルタされた再構成された信号は、極に基づく予測器の予測係数を更
新又は適応するのに使用され、それにより、最適予測係数に、更に高速にかつ計
算的に効率よい収束を提供する。
【0023】
[0014]復号器は、符号化器と逆に動作し、符号化器から量子化された差信
号を受信し、そして、音声再生手段に送るために入力信号を再構成するためにそ
れを処理する。ここに記載されているADPCM技術を採用する装置は、例えば
、ITU−TG.722に記載されているような従来技術を採用する装置と共に
相互に動作することができることに注意する。更に、ここに記載されている技術
は、例えば、1つの例は、周波数サブバンド処理に対する複数の符号化器及び/
又は復号器の採用のような、種々の実行に対して適応され得ることに注意する。
号を受信し、そして、音声再生手段に送るために入力信号を再構成するためにそ
れを処理する。ここに記載されているADPCM技術を採用する装置は、例えば
、ITU−TG.722に記載されているような従来技術を採用する装置と共に
相互に動作することができることに注意する。更に、ここに記載されている技術
は、例えば、1つの例は、周波数サブバンド処理に対する複数の符号化器及び/
又は復号器の採用のような、種々の実行に対して適応され得ることに注意する。
【0024】
[0015]本発明の他の実施例は、特定の入力信号に対して信号対雑音比を最
大にするように動作する、符号化器と復号器に追加の予測器を有する。追加の予
測器は、ゼロ点に基づく予測器であることが好ましく、そこからの出力は、予測
された信号を発生するために極に基づく予測器出力と合計される。
大にするように動作する、符号化器と復号器に追加の予測器を有する。追加の予
測器は、ゼロ点に基づく予測器であることが好ましく、そこからの出力は、予測
された信号を発生するために極に基づく予測器出力と合計される。
【0025】
好適な実施例の説明
[0020]図2は、本発明に従ったADPCMシステム200の第1の実施例
である。ADPCMシステム200は、ISDNライン、部分T1ライン、ディ
ジタル衛生リンク、無線モデム又は、同様な伝送サービスのようなネットワーク
接続206により通信できるように接続された、符号化器202及び復号器20
4を有する。符号化器202では、典型的には音声を表すディジタル入力信号が
従来の減算器208に与えられる。入力信号は、Yjで表され、サンプル期間j
での値を表す。減算器208は、入力信号Yjから極に基づく予測器210によ
り発生される予測された信号Sjを減算することにより差信号Ejを得る。差信
号Ejは、ネットワーク接続206を介して復号器204に伝送するための量子
化された数値表現Njを得るために、従来の量子化器212により量子化される
。量子化器112は、適応形式が好ましいが、しかし、固定ステップサイズを使
用する量子化器も使用される。
である。ADPCMシステム200は、ISDNライン、部分T1ライン、ディ
ジタル衛生リンク、無線モデム又は、同様な伝送サービスのようなネットワーク
接続206により通信できるように接続された、符号化器202及び復号器20
4を有する。符号化器202では、典型的には音声を表すディジタル入力信号が
従来の減算器208に与えられる。入力信号は、Yjで表され、サンプル期間j
での値を表す。減算器208は、入力信号Yjから極に基づく予測器210によ
り発生される予測された信号Sjを減算することにより差信号Ejを得る。差信
号Ejは、ネットワーク接続206を介して復号器204に伝送するための量子
化された数値表現Njを得るために、従来の量子化器212により量子化される
。量子化器112は、適応形式が好ましいが、しかし、固定ステップサイズを使
用する量子化器も使用される。
【0026】
[0021]数値表現Njは、従来の逆量子化器214にも与えられ、それは、
再発生された差信号Djを得る。従来の加算器216は、再発生された差信号D j を予測された信号Sj(極に基づく予測器210による出力)へ加算し、再構
成された入力信号Xjを供給する。再構成された入力信号Xjは、次に極に基づ
く予測器210に与えられ、それは、以下の公式 Sj=a1 jSj−1+a2 jSj−2+...an jSj−n に従って、予測された信号Sjを計算する。ここで、Sj−1は、サンプル期間
j−1での予測された信号の蓄積された値であり、Sj−2は、サンプル期間j
−2での予測された信号の蓄積された値であり、a1 jからan jはサンプル期
間jでの予測器係数であり、ここでnは極に基づく予測器210の極の全数に対
応する。ADPCMシステム200の1つの実施例では、極に基づく予測器21
0は2つの極に制限され、関係、 Sj=a1 jSj−1+a2 jSj−2 を生じる。予測器210により発生された予測された信号Sjは、加算器216
に与えられ、帰還ループを完成する。
再発生された差信号Djを得る。従来の加算器216は、再発生された差信号D j を予測された信号Sj(極に基づく予測器210による出力)へ加算し、再構
成された入力信号Xjを供給する。再構成された入力信号Xjは、次に極に基づ
く予測器210に与えられ、それは、以下の公式 Sj=a1 jSj−1+a2 jSj−2+...an jSj−n に従って、予測された信号Sjを計算する。ここで、Sj−1は、サンプル期間
j−1での予測された信号の蓄積された値であり、Sj−2は、サンプル期間j
−2での予測された信号の蓄積された値であり、a1 jからan jはサンプル期
間jでの予測器係数であり、ここでnは極に基づく予測器210の極の全数に対
応する。ADPCMシステム200の1つの実施例では、極に基づく予測器21
0は2つの極に制限され、関係、 Sj=a1 jSj−1+a2 jSj−2 を生じる。予測器210により発生された予測された信号Sjは、加算器216
に与えられ、帰還ループを完成する。
【0027】
[0022]予測器係数a1 jとa2 jは、一般的な式、
a1 j+1=a1 j(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2
)
a2 j+1=a2 j(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2
,a1 j)
に従って更新され、ここで、Xf jはサンプル期間jでの再構成された入力信号
Xjのフィルタされたバージョンであり、δ1、δ2、g1及びg2は、適切な
正の定数であり、そして、F1とF2は、相関、符号相関又は、他の関係よりな
る、非線形関数である。フィルタされ再構成された信号Xf jの計算を以下に説
明する。
Xjのフィルタされたバージョンであり、δ1、δ2、g1及びg2は、適切な
正の定数であり、そして、F1とF2は、相関、符号相関又は、他の関係よりな
る、非線形関数である。フィルタされ再構成された信号Xf jの計算を以下に説
明する。
【0028】
[0023]一般的には、白色化フィルタは、より平坦な信号スペクトラムを供
給するように信号のスペクトラムを修正し、それにより、周波数の関数としてエ
ネルギーの変化を少なくする。完全な白色雑音信号は、各周波数で等しいエネル
ギーを有することに注意する。従って、本システム及び方法内での白色化フィル
タの使用は、適応極に基づく予測器210と226の集束に関する効果に対して
少なくとも好ましい。
給するように信号のスペクトラムを修正し、それにより、周波数の関数としてエ
ネルギーの変化を少なくする。完全な白色雑音信号は、各周波数で等しいエネル
ギーを有することに注意する。従って、本システム及び方法内での白色化フィル
タの使用は、適応極に基づく予測器210と226の集束に関する効果に対して
少なくとも好ましい。
【0029】
[0024]図2に戻ると、白色化フィルタ218は、再構成された信号Xjを
受信し、且つ,フィルタされた再構成された信号Xf jを発生するためにフィル
タアルゴリズムにそれを与える。白色化フィルタ218の安定な動作を保証する
ために、フィルタ係数a2 fj+1とa1 fj+1は、1回おきの時間ステップ
(即ちjの奇数値)で、以下に述べるクランプを受ける。 a2 fj+1は最大値12288と最小値−12288にクランプされ、そして
、 a1 fj+1は、大きさが15360−a2 fj+1にクランプされる。
受信し、且つ,フィルタされた再構成された信号Xf jを発生するためにフィル
タアルゴリズムにそれを与える。白色化フィルタ218の安定な動作を保証する
ために、フィルタ係数a2 fj+1とa1 fj+1は、1回おきの時間ステップ
(即ちjの奇数値)で、以下に述べるクランプを受ける。 a2 fj+1は最大値12288と最小値−12288にクランプされ、そして
、 a1 fj+1は、大きさが15360−a2 fj+1にクランプされる。
【0030】
このクランプルーチンは、
temp=15360−a2 fj+1;
if a1 fj+1>temp、then a1 fj+1はtempに等しく設
定される; if a1 fj+1<−temp、then a1 fj+1は−tempに等し
く設定されると例示される。白色化フィルタ218により出力されたフィルタさ
れた再構成された信号Xf j出力は、上述のようにそして、矢印220により図
2上に示されているように、予測係数a1 j+1とa2 j+1を更新するのに使
用される。
定される; if a1 fj+1<−temp、then a1 fj+1は−tempに等し
く設定されると例示される。白色化フィルタ218により出力されたフィルタさ
れた再構成された信号Xf j出力は、上述のようにそして、矢印220により図
2上に示されているように、予測係数a1 j+1とa2 j+1を更新するのに使
用される。
【0031】
[0025]好適な実行に従って、白色化フィルタ218は、2つのゼロ点を有
し、関係、 Xf j=Xj−a1 fXj−1−a2 fXj−2 を生じる。ここで、a1 fとa2 fは1次及び2次のフィルタ係数である。フィ
ルタ係数a1 fとa2 fは各時間ステップjで、以下の式
し、関係、 Xf j=Xj−a1 fXj−1−a2 fXj−2 を生じる。ここで、a1 fとa2 fは1次及び2次のフィルタ係数である。フィ
ルタ係数a1 fとa2 fは各時間ステップjで、以下の式
【0032】
【数24】
に従って、更新され、ここで、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそ
して、負の引数に対しては−1の値を返す符号関数である。
して、負の引数に対しては−1の値を返す符号関数である。
【0033】
[0026]ADPCMシステム200の計算的に経済的な実行に従って、予測
器係数の値は、1サンプル期間jごとに凍結される。1回おきの間隔でのみ極に
基づく予測器210に対する予測器係数を再計算することにより、計算資源は保
存される。この実行は以下の式、 偶数のjに対して、 a2 j+1=a2 j;及び、 a1 j+1=a1 j; 奇数のjに対して、
器係数の値は、1サンプル期間jごとに凍結される。1回おきの間隔でのみ極に
基づく予測器210に対する予測器係数を再計算することにより、計算資源は保
存される。この実行は以下の式、 偶数のjに対して、 a2 j+1=a2 j;及び、 a1 j+1=a1 j; 奇数のjに対して、
【0034】
【数25】
【0035】
【数26】
であり、ここで、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の引
数に対しては−1の値を返す符号関数であり、且つ、
数に対しては−1の値を返す符号関数であり、且つ、
【0036】
【数27】
により記述される。
【0037】
安定性を保証するために、a2 j+1とa1 j+1は、a2 fj+1とa1 f j+1
に、上述のようにクランプされる。即ち、
a2 j+1は最大値12288と最小値−12288にクランプされ、そして、
a1 j+1は、大きさが15360−a2 j+1にクランプされる。
a1 j+1は、大きさが15360−a2 j+1にクランプされる。
【0038】
このクランプルーチンは、
temp=15360−a2 j+1;
if a1 j+1>temp、then a1 j+1はtempに等しく設定さ
れる; if a1 j+1<−temp、then a1 j+1は−tempに等しく設
定されると例示される。
れる; if a1 j+1<−temp、then a1 j+1は−tempに等しく設
定されると例示される。
【0039】
[0027]復号器204は、符号化器202とは逆に動作する。逆量子化器2
22はネットワーク接続206を介して数値表現Njを受信し、再発生された差
信号Djを得る。加算器224は、再構成された入力信号Xjを発生するために
、再発生された差信号Djを極に基づく予測器226により発生された予測され
た信号Sjと加算する。再構成された入力信号Xjは、入力信号Yjにより表現
された音声の再生のために、(典型的には、D/A変換器とスピーカを有する)
音声発生手段に送られる。
22はネットワーク接続206を介して数値表現Njを受信し、再発生された差
信号Djを得る。加算器224は、再構成された入力信号Xjを発生するために
、再発生された差信号Djを極に基づく予測器226により発生された予測され
た信号Sjと加算する。再構成された入力信号Xjは、入力信号Yjにより表現
された音声の再生のために、(典型的には、D/A変換器とスピーカを有する)
音声発生手段に送られる。
【0040】
[0028]復号器204では、再構成された入力信号Xjは、更に白色化フィ
ルタ230と極に基づく予測器226に与えられる。極に基づく予測器226は
、符号化器202の極に基づく予測器210と実質的に同一に動作し、そして、
出力として予測された信号Sjを発生し、これは、加算器224に与えられて帰
還ループが完成する。符号化器202の白色化フィルタ218と実質的に同一に
動作する白色化フィルタ230は、上述のように矢印228により図2に示され
たように、予測器係数を更新する極に基づく予測器226により使用するために
、出力としてフィルタされた再構成されたXf j信号を供給する。
ルタ230と極に基づく予測器226に与えられる。極に基づく予測器226は
、符号化器202の極に基づく予測器210と実質的に同一に動作し、そして、
出力として予測された信号Sjを発生し、これは、加算器224に与えられて帰
還ループが完成する。符号化器202の白色化フィルタ218と実質的に同一に
動作する白色化フィルタ230は、上述のように矢印228により図2に示され
たように、予測器係数を更新する極に基づく予測器226により使用するために
、出力としてフィルタされた再構成されたXf j信号を供給する。
【0041】
[0029]当業者は、符号化器202と復号器204の種々の構成要素は、典
型的には、汎用プロセッサにより実行されるプログラム命令として、ソフトウェ
ア形式で実行されることは理解されよう。代わりに、符号化器202及び/又は
復号器204の1つ又はそれ以上の構成要素は、ディジタル回路として、ハード
ウェア形式で実行されてもよい。
型的には、汎用プロセッサにより実行されるプログラム命令として、ソフトウェ
ア形式で実行されることは理解されよう。代わりに、符号化器202及び/又は
復号器204の1つ又はそれ以上の構成要素は、ディジタル回路として、ハード
ウェア形式で実行されてもよい。
【0042】
[0030]更に、当業者は、極に基づく予測器210と226は2極の実行と
して上述したが、本発明に従ったそれには制限されず、そして、いくつの極を持
つ極に基づく予測器とともにでも実行されることが可能であることは理解されよ
う。
して上述したが、本発明に従ったそれには制限されず、そして、いくつの極を持
つ極に基づく予測器とともにでも実行されることが可能であることは理解されよ
う。
【0043】
[0031]本発明で実現されるADPCM技術は、符号化と復号処理の速度と
性能を改善するために種々の既知の方法で適応されることも注意する。例えば、
送信する実体は、入力信号を複数の周波数制限されたサブバンドに分割し、各サ
ブバンドは、符号化器202と実質的に同一の方法で動作する別々の符号化器に
与えられる。サブバンド符号化された信号は、ネットワーク接続を介して、受信
する実体に伝送するために多重される。受信する実体は、受信された信号を複数
のサブバンド信号に分離し、そして、各サブバンド信号を実質的に復号器204
と同一に動作する別の復号器に向ける。サブバンド化された再構成された信号は
、その後に結合されそして、音声再生手段に送られる。
性能を改善するために種々の既知の方法で適応されることも注意する。例えば、
送信する実体は、入力信号を複数の周波数制限されたサブバンドに分割し、各サ
ブバンドは、符号化器202と実質的に同一の方法で動作する別々の符号化器に
与えられる。サブバンド符号化された信号は、ネットワーク接続を介して、受信
する実体に伝送するために多重される。受信する実体は、受信された信号を複数
のサブバンド信号に分離し、そして、各サブバンド信号を実質的に復号器204
と同一に動作する別の復号器に向ける。サブバンド化された再構成された信号は
、その後に結合されそして、音声再生手段に送られる。
【0044】
[0032]本発明の他の実施例では、特定の入力信号に対して信号対雑音比を
最大とするために、更なる予測器が極に基づく予測器と結合される。ADPCM
システム300の図3の実施例を参照すると、符号化器302は、従来のゼロ点
に基づく予測器306の付加だけ、図2の実施例の符号化器202から異なる。
ゼロ点に基づく予測器306は、再発生された差信号Djを受信し、そして、ゼ
ロ点に基づく部分予測信号Sjzを発生し、予測された信号Sjを供給するため
に、加算器308により、(図2の実施例内のSjと等しい)部分的に極に基づ
く予測信号Sjpに加算される。予測された信号Sjは、次に極に基づく予測器
210と減算器208の期間ループに与えられる。ゼロ点に基づく予測器306
は、帰還ループを有しておらず、そして、その予測器係数は再発生された差信号
Djに依存して従来のように更新されることに注意する。
最大とするために、更なる予測器が極に基づく予測器と結合される。ADPCM
システム300の図3の実施例を参照すると、符号化器302は、従来のゼロ点
に基づく予測器306の付加だけ、図2の実施例の符号化器202から異なる。
ゼロ点に基づく予測器306は、再発生された差信号Djを受信し、そして、ゼ
ロ点に基づく部分予測信号Sjzを発生し、予測された信号Sjを供給するため
に、加算器308により、(図2の実施例内のSjと等しい)部分的に極に基づ
く予測信号Sjpに加算される。予測された信号Sjは、次に極に基づく予測器
210と減算器208の期間ループに与えられる。ゼロ点に基づく予測器306
は、帰還ループを有しておらず、そして、その予測器係数は再発生された差信号
Djに依存して従来のように更新されることに注意する。
【0045】
[0033]同様に、復号器304は、ゼロ点に基づく予測器310を含むだけ
、図2の実施例の復号器204と異なる。再発生された差信号Djは、ゼロ点に
基づく予測器310に与えられ、これは、出力としてゼロ点に基づく予測信号S jz を発生する。加算器312は、予測された信号Sjを発生するために、ゼロ
点に基づく部分的予測信号Sjzと、極に基づく予測器226により供給される
極に基づく部分予測信号Sjpを結合する。
、図2の実施例の復号器204と異なる。再発生された差信号Djは、ゼロ点に
基づく予測器310に与えられ、これは、出力としてゼロ点に基づく予測信号S jz を発生する。加算器312は、予測された信号Sjを発生するために、ゼロ
点に基づく部分的予測信号Sjzと、極に基づく予測器226により供給される
極に基づく部分予測信号Sjpを結合する。
【0046】
[0034]本発明の他の実施例は、予測器、即ち図1と2の極に基づく予測器
210と226及び/又は図3のゼロ点に基づく予測器306と310、に対す
る適切な係数を決定するのに、少なくとも1つのルックアップテーブルを使用す
る。例えば、第1の極に基づく予測器係数は、その前の値、量子化された予測誤
差プラス全ゼロ予測器の和の現在の値の符号及び、量子化された予測誤差プラス
全ゼロ予測器の和の前の値の符号の、3つの量の関数である。この実施例では、
予測係数値を決定するのに計算は必要ないがしかし、予測器の同一及び、入力−
出力特性は保存される。
210と226及び/又は図3のゼロ点に基づく予測器306と310、に対す
る適切な係数を決定するのに、少なくとも1つのルックアップテーブルを使用す
る。例えば、第1の極に基づく予測器係数は、その前の値、量子化された予測誤
差プラス全ゼロ予測器の和の現在の値の符号及び、量子化された予測誤差プラス
全ゼロ予測器の和の前の値の符号の、3つの量の関数である。この実施例では、
予測係数値を決定するのに計算は必要ないがしかし、予測器の同一及び、入力−
出力特性は保存される。
【0047】
[0035]オーディオ会議又はビデオ会議の終点のような、上述のADPCM
技術を使用する装置は、典型的には、ネットワーク接続を介して双方向通信が装
備され、そして、遠隔の主点へ伝送するために局部的オーディオを符号化するた
めの(符号化器202又は302のような)符号化器と、遠隔の終点から受信さ
れたオーディオ信号を復号するための(復号器204又は304にような)復号
器の両方が設けられることは、理解されるべきである。
技術を使用する装置は、典型的には、ネットワーク接続を介して双方向通信が装
備され、そして、遠隔の主点へ伝送するために局部的オーディオを符号化するた
めの(符号化器202又は302のような)符号化器と、遠隔の終点から受信さ
れたオーディオ信号を復号するための(復号器204又は304にような)復号
器の両方が設けられることは、理解されるべきである。
【0048】
[0036]更に、本発明の上述のADPCM技術を採用する装置は、前述のM
illarの引用文献及びITU−T G.722の引用文献内に記載されたよ
うな幾つかの従来技術のADPCM技術を採用する装置と共に、優位に動作でき
ることに注意する。
illarの引用文献及びITU−T G.722の引用文献内に記載されたよ
うな幾つかの従来技術のADPCM技術を採用する装置と共に、優位に動作でき
ることに注意する。
【0049】
[0037]最後に、本発明を、好適な実施例を参照して特に示し且つ説明した
が、当業者には、本発明の範囲から離れることなく、構成及び細部に、種々の変
更を行うことが可能であることが理解されることは、一般的に、注意すべきであ
る。
が、当業者には、本発明の範囲から離れることなく、構成及び細部に、種々の変
更を行うことが可能であることが理解されることは、一般的に、注意すべきであ
る。
【図1】
従来技術のADPCMシステムを示す図である。
【図2】
本発明の第1の実施例に従ったADPCMシステムを示す図である。
【図3】
本発明の第2の実施例に従った他のADPCMシステムを示す図である。
Claims (38)
- 【請求項1】 符号化器と復号器を有する、適応差動パルス符号変調システ
ムであって、 符号化器は、 jはサンプル期間を示し、入力信号Yjと予測された信号Sjの間の差である
、差信号Ejを得るようになされた減算器と、 再発生された差信号Djを得るために符号化器逆量子化器に伝送するために且
つ、再発生された差信号Djを得るためにネットワークを介して量子化器に接続
された復号器逆量子化器に伝送するために、数値表現Njを得るために差信号E j を量子化するようになされた量子化器と、 再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再構成された入力信
号Xjを得るようになされた符号化器加算器と、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つフィルタされた再構成された信号X f j を発生するように成された符号化器白色化フィルタFeとを有し、フィルタ
された再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXj−n に従って発生され、Xj−nはサンプル期間j−nでの再構成された入力信号X j の値であり、且つ、 nは白色化フィルタFeに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つ予測された信号Sjpを発生するよ
うに成された符号化器予測器Pepを有し、予測された信号Sjpは少なくとも
予測された信号Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1+aj 2Sj−2...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測器Pepに対応する予測器係数aj npの数であり、且つ、 予測された信号Sjを加算器に与える、符号化器帰還ループと、 符号化器から復号器に数値表現Njを伝送するようになされた伝送手段とを有
し、且つ、 復号器は、 ネットワークを通して量子化器に接続され且つ、数値表現Njを受信し且つ再
発生された差信号Djをそこから得るようになされた復号器逆量子化器と、 再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再構成された入力信
号Xjを得るようになされた復号器加算器と、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つフィルタされた再構成された信号X f j を発生するように成された復号器白色化フィルタFdとを有し、フィルタさ
れた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXj−n に従って発生され、Xj−nはサンプル期間j−nでの再構成された信号Xjの
値であり、且つ、 nは白色化フィルタFdに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つ予測された信号Sjpを発生するよ
うに成された復号器予測器Pdpを有し、予測された信号Sjpは少なくとも予
測された信号Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1+aj 2Sj−2...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測器Pdpに対応する予測器係数aj npの数であり、且つ、 予測された信号Sjを復号器加算器に与える、復号器帰還ループとを有するシ
ステム。 - 【請求項2】 更に、 再発生された差信号Djを受信し且つ予測された信号Sjzを発生するように
なされた第2の符号化器予測器Pezと、 予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測された信号S j を、符号化器で得る第2の符号化器加算器と、 再発生された差信号Djを受信し且つ予測された信号Sjzを発生するように
なされた第2の復号器予測器Pdzと、 予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測された信号S j を、復号器で得る第2の復号器加算器とを有する請求項1に記載のシステム。 - 【請求項3】 npは2であり、 予測器係数aj 1は、式 aj+1 1=aj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ) に従って更新され、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 予測器係数aj 2は、式 aj+1 2=aj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ,aj 1) に従って更新され、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ F2は非線形関数である、請求項1に記載のシステム。
- 【請求項4】 nは2であり、 フィルタタップ係数af 1は、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 1=afj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ) に従って更新され、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 フィルタタップ係数af 2は、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 2=afj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ,afj 1) に従って更新され、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ F2は非線形関数である、請求項1に記載のシステム。
- 【請求項5】 フィルタタップ係数a1 fjは、式 【数1】 に従って更新され、かつ フィルタタップ係数a2 fjは、式 【数2】 に従って更新され、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の
引数に対しては−1の値を返す符号関数である、請求項4に記載のシステム。 - 【請求項6】 1サンプル期間jおきに、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数3】 に維持され、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数4】 に維持され、 afj+1 1>15360−afj+1 2の時に、afj+1 1は、(153
60−afj+1 2)に等しく設定され、 afj+1 1<−(15360−afj+1 2)の時に、afj+1 1は、−
(15360−afj+1 2)に等しく設定される請求項5に記載のシステム。 - 【請求項7】 更に、 再発生された差信号Djを受信し且つ予測された信号Sjzを発生するように
なされた第2の符号化器予測器Pezと、 予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測された信号S j を、符号化器で得る第2の符号化器加算器と、 再発生された差信号Djを受信し且つ予測された信号Sjzを発生するように
なされた第2の復号器予測器Pdzと、 予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測された信号S j を、復号器で得る第2の復号器加算器とを有する請求項5に記載のシステム。 - 【請求項8】 1サンプル期間jおきに、 予測器PepとPdpに対応する予測器係数aj npは、変更されずに維持され
る請求項1に記載のシステム。 - 【請求項9】 偶数のjに対して、 aj+1 1=aj 1であり、且つ、 aj+1 2=aj 2である場合には、 奇数のjに対して 【数5】 であり、 sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の引数に対しては−
1の値を返す符号関数であり、且つ、 【数6】 である、請求項8に記載のシステム。 - 【請求項10】 ディジタルオーディオ信号を符号化する符号化器であって
、 jはサンプル期間を示し、入力信号Yjと予測された信号Sjの間の差である
、差信号Ejを得るようになされた減算器と、 再発生された差信号Djを得るために符号化器逆量子化器に伝送するために且
つ、再発生された差信号Djを得るために量子化器に接続された復号器逆量子化
器に伝送するために、数値表現Njを得るために差信号Ejを量子化するように
なされた量子化器と、 再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再構成された入力信
号Xjを得るようになされた加算器と、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つフィルタされた再構成された信号X f j を発生するように成された白色化フィルタとを有し、フィルタされた再構成
された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされ再構成さ
れた信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つ予測された信号Sjpを発生するよ
うに成された予測器を有し、予測された信号Sjpは少なくとも予測された信号
Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1+aj 2Sj−2−...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測器に対応する予測器係数aj npの数であり、且つ、 予測された信号Sjを加算器に与える、帰還ループとを有する符号化器。 - 【請求項11】 符号化器は更に、 再発生された差信号Djを受信し且つ、少なくとも予測された信号Sjの成分
である予測された信号Sjzを発生するようになされた第2の予測器と、 予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測された信号S j を得る第2の加算器と、を有する請求項10に記載のシステム。 - 【請求項12】 nは2であり、 フィルタタップ係数af 1は、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 1=afj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ) に従って更新され、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 フィルタタップ係数af 2は、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 2=afj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ,afj 1) に従って更新され、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ F2は非線形関数である、請求項10に記載のシステム。
- 【請求項13】 フィルタタップ係数a1 fは、式 【数7】 に従って更新され、かつ フィルタタップ係数a2 fは、式 【数8】 に従って更新され、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の
引数に対しては−1の値を返す符号関数である、請求項12に記載のシステム。 - 【請求項14】 1サンプル期間jおきに、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数9】 に維持され、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数10】 に維持され、 afj+1 1>15360−afj+1 2の時に、afj+1 1は、(153
60−afj+1 2)に等しく設定され、 afj+1 1<−(15360−afj+1 2)の時に、afj+1 1は、−
(15360−afj+1 2)に等しく設定される請求項13に記載のシステム
。 - 【請求項15】 1サンプル期間jおきに、 予測器に対応する予測器係数aj npは、変更されずに維持される請求項10に
記載のシステム。 - 【請求項16】 符号化器は、ビデオ会議装置又はアプリケーションの構成
要素であるか又は、ビデオ会議装置又はアプリケーションに接続されている、請
求項10に記載のシステム。 - 【請求項17】 適切に関連する符号化器により符号化されたディジタルオ
ーディオ信号を復号する復号器であって、 符号化器に接続され且つ、jはサンプル期間を示し、入力信号Yjと予測され
た信号Sjの間の差である差信号Ejの量子化された表現である、数値表現Nj を受信し且つ再発生された差信号Djをそこから得るようになされた逆量子化器
と、 再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再構成された入力信
号Xjを得るようになされた加算器と、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つフィルタされた再構成された信号X f j を発生するように成された白色化フィルタとを有し、フィルタされた再構成
された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された入力信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 再構成された入力信号Xjを受信し、且つ予測された信号Sjpを発生するよ
うに成された予測器を有し、予測された信号Sjpは少なくとも予測された信号
Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1−aj 2Sj−2−...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測器に対応する予測器係数aj npの数であり、且つ、 予測された信号Sjを加算器に与える、帰還ループとを有する復号器。 - 【請求項18】 再発生された差信号Djを受信し且つ、少なくとも予測さ
れた信号Sjの成分である、予測された信号Sjzを発生するようになされた第
2の予測器と、 予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測された信号S
jを得る第2の加算器とを有する請求項17に記載のシステム。 - 【請求項19】 nは2であり、 フィルタタップ係数af 1は、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 1=afj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ) に従って更新され、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 フィルタタップ係数af 2は、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 2=afj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ,afj 1) に従って更新され、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ F2は非線形関数である、請求項17に記載のシステム。
- 【請求項20】 フィルタタップ係数af 1は、式 【数11】 に従って更新され、かつ フィルタタップ係数af 2は、式 【数12】 に従って更新され、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の
引数に対しては−1の値を返す符号関数である、請求項19に記載のシステム。 - 【請求項21】 1サンプル期間jおきに、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数13】 に維持され、 フィルタタップ係数afj+1 1は範囲 【数14】 に維持され、 afj+1 1>15360−afj+1 2の時に、afj+1 1は、(153
60−afj+1 2)に等しく設定され、 afj+1 1<−(15360−afj+1 2)の時に、afj+1 1は、−
(15360−afj+1 2)に等しく設定される請求項20に記載のシステム
。 - 【請求項22】 1サンプル期間jおきに、 予測器に対応する予測器係数aj npは、変更されずに維持される請求項17に
記載のシステム。 - 【請求項23】 復号器は、ビデオ会議装置又はアプリケーションの構成要
素であるか又は、ビデオ会議装置又はアプリケーションに接続されている、請求
項17に記載のシステム。 - 【請求項24】 ディジタルオーディオ信号を符号化及び復号する方法であ
って、 jはサンプル期間を示し、入力信号Yjと予測された信号Sjの間の差である
、差信号Ejを符号化器で得るステップと、 再発生された差信号Djを得るために符号化器逆量子化器に伝送するために且
つ、再発生された差信号Djを得るためにネットワークを介して量子化器に接続
された復号器逆量子化器に伝送するために、数値表現Njを得るために差信号E j を量子化するステップと、 第1の加算器で、再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再
構成された入力信号Xjを得るステップと、 白色化フィルタFeで、再構成された入力信号Xjを受信するステップと、 白色化フィルタFeによりフィルタされた再構成された信号Xf jを発生する
ステップとを有し、フィルタされた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタFeに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 予測器Pepで、再構成された入力信号Xjを受信するステップと、 予測器Pepにより予測された信号Sjpを発生するステップを有し、予測さ
れた信号Sjpは少なくとも予測された信号Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1−aj 2Sj−2−...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測器Pepに対応する予測器係数aj npの数であり、且つ、 帰還を設けるために予測された信号Sjを第1の加算器に与えるステップと、 復号器で数値表現Njを受信するステップと、 数値表現Njから再発生された差信号Djを得るステップと、 第2の加算器で、再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再
構成された入力信号Xjを得るステップと、 白色化フィルタFdで、再構成された入力信号Xjを受信するステップと、 白色化フィルタFdにより、フィルタされた再構成された信号Xf jを発生す
るステップとを有し、フィルタされた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタFdに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 予測器Pdpで、再構成された入力信号Xjを受信するステップと、 予測器Pdpにより、予測された信号Sjpを発生するステップとを有し、予
測された信号Sjpは少なくとも予測された信号Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1−aj 2Sj−2−...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測器Pdpに対応する予測器係数aj npの数であり、且つ、 帰還を設けるために、予測された信号Sjを第2の加算器に与えるステップと
とを有する方法。 - 【請求項25】 更に、 符号化器の予測器Pezで、再発生された差信号Djを受信するステップと、 予測器Pezにより、予測された信号Sjzを発生するステップと、 符号化器で、予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測
された信号Sjを得るステップと、 復号器の予測器Pdzで、再発生された差信号Djを受信するステップと、 予測器Pdzにより、予測された信号Sjzを発生するステップと、 復号器で、予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測さ
れた信号Sjを得るステップとを有する請求項24に記載の方法。 - 【請求項26】 npは2であり、更に、 予測器係数aj 1を、式 aj+1 1=aj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 予測器係数aj 2を、式 aj+1 2=aj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ,aj 1) に従って更新するステップとを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ
F2は非線形関数である、請求項24に記載の方法。 - 【請求項27】 nは2であり、更に、 フィルタタップ係数af 1を、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 1=afj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 フィルタタップ係数af 2を、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 2=afj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ,afj 1) に従って更新するステップを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ F2は非線形関数である、請求項24に記載の方法。
- 【請求項28】 フィルタタップ係数a1 fは、式 【数15】 に従って更新され、かつ フィルタタップ係数a2 fは、式 【数16】 に従って更新され、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の
引数に対しては−1の値を返す符号関数である、請求項27に記載の方法。 - 【請求項29】 1サンプル期間jおきに、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数17】 に維持され、 フィルタタップ係数afj+1 1は範囲 【数18】 に維持され、 afj+1 1>15360−afj+1 2の時に、afj+1 1は、(153
60−afj+1 2)に等しく設定され、 afj+1 1<−(15360−afj+1 2)の時に、afj+1 1は、−
(15360−afj+1 2)に等しく設定される請求項28に記載の方法。 - 【請求項30】 更に、 符号化器の予測器Pezで、再発生された差信号Djを受信するステップと、 予測器Pezにより、予測された信号Sjzを発生するステップと、 符号化器で、予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測
された信号Sjを得るステップと、 復号器の予測器Pdzで、再発生された差信号Djを受信するステップと、 予測器Pdzにより、予測された信号Sjzを発生するステップと、 復号器で、予測された信号Sjpと予測された信号Sjzとの和である予測さ
れた信号Sjを得るステップとを有する請求項28に記載の方法。 - 【請求項31】 npは2であり、更に、 予測器係数aj 1を、式 aj+1 1=aj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 予測器係数aj 2を、式 aj+1 2=aj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ,aj 1) に従って更新するステップとを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ
F2は非線形関数である、請求項28に記載の方法。 - 【請求項32】 適応差分パルス符号化変調システム内の2極予測器内の係
数を適応させる方法であって、 白色化フィルタFdにより、フィルタされた再構成された信号Xf jを発生す
るステップとを有し、フィルタされた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された入力信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタFdに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 予測器係数aj 1を、式 aj+1 1=aj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 予測器係数aj 2を、式 aj+1 2=aj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ,aj 1) に従って更新するステップとを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ
F2は非線形関数である、方法。 - 【請求項33】 更に、 フィルタタップ係数af 1を、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 1=afj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 フィルタタップ係数af 2を、各サンプル期間jで、一般化された式 afj+1 2=afj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j−2 ,afj 1) に従って更新するステップを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ F2は非線形関数である、請求項32に記載の方法。
- 【請求項34】 フィルタタップ係数a1 fは、式 【数19】 に従って更新され、かつ フィルタタップ係数a2 fは、式 【数20】 に従って更新され、sgn[ ]は、非負の引数に対しては1の値をそして、負の
引数に対しては−1の値を返す符号関数である、請求項32に記載の方法。 - 【請求項35】 1サンプル期間jおきに、 フィルタタップ係数afj+1 2は範囲 【数21】 に維持され、 フィルタタップ係数afj+1 1は範囲 【数22】 に維持され、 afj+1 1>15360−afj+1 2の時に、afj+1 1は、(153
60−afj+1 2)に等しく設定され、 afj+1 1<−(15360−afj+1 2)の時に、afj+1 1は、−
(15360−afj+1 2)に等しく設定される請求項34に記載の方法。 - 【請求項36】 適応差分パルス符号化変調システム内の2極予測器内の係
数を適応させる方法を機械により実行させることが可能な命令を実現する機械読
出し可能な媒体であって、その方法は、 白色化フィルタにより、フィルタされた再構成された信号Xf jを発生するス
テップとを有し、フィルタされた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 予測器係数aj 1を、式 aj+1 1=aj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 予測器係数aj 2を、式 aj+1 2=aj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ,aj 1) に従って更新するステップとを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ
F2は非線形関数である、媒体。 - 【請求項37】 適応差分パルス符号化変調システム内の2極予測器内の係
数を適応させる方法を実行する命令を実現するディジタル回路であって、その方
法は、 白色化フィルタにより、フィルタされた再構成された信号Xf jを発生するス
テップとを有し、フィルタされた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された信号Xf jの値であり、且つ、 nは白色化フィルタに対応するフィルタタップ係数af nの数であり、 予測器係数aj 1を、式 aj+1 1=aj 1(1−δ1)+g1・F1(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ) に従って更新するステップを有し、δ1とg1は適切な正の定数であり、且つ F1は非線形関数であり、且つ、 予測器係数aj 2を、式 aj+1 2=aj 2(1−δ2)+g2・F2(Xf j,Xf j−1,Xf j− 2 ,aj 1) に従って更新するステップとを有し、δ2とg2は適切な正の定数であり、且つ
F2は非線形関数である、ディジタル回路。 - 【請求項38】 適応差動パルス符号変調システムであって、 第1の実体において、 jはサンプル期間を示し、入力信号Yjと予測された信号Sjの間の差である
、差信号Ejを得る手段と、 数値表現Njを得るために差信号Ejを量子化する手段と、 数値表現Njに基づいて、再発生された差信号Djを得る手段と、 数値表現Njを、ネットワークを介して量子化手段に接続された逆量子化手段
に伝送する手段と、 再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再構成された入力信
号Xjを得る手段と、 フィルタされた再構成された信号Xf jを発生する手段とを有し、フィルタさ
れた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された信号Xf jの値であり、且つ、 nはフィルタされた再構成された信号を発生する手段に対応する係数af nの
数であり、 予測された信号Sjpを発生する手段を有し、予測された信号Sjpは少なく
とも予測された信号Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1−aj 2Sj−2−...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測された信号を発生する手段に対応する予測器係数aj npの数で
あり、且つ、 予測された信号Sjを再構成された信号Xjを得る手段に与える、帰還手段と
を有し、且つ、 第2の実体で、 数値表現Njから再発生された差信号Djを得る逆量子化手段と、 再発生された差信号Djと予測された信号Sjの和である再構成された入力信
号Xjを得る第2の手段と、 フィルタされた再構成された信号Xf jを発生する第2の手段とを有し、フィ
ルタされた再構成された信号Xf jは、式 Xf j=Xj−af 1Xj−1−af 2Xj−2−...af nXf j−n に従って発生され、Xf j−nはサンプル期間j−nでのフィルタされた再構成
された信号Xf jの値であり、且つ、 nはフィルタされた再構成された信号を発生する第2の手段に対応する係数a f n の数であり、 予測された信号Sjpを発生する第2の手段を有し、予測された信号Sjpは
少なくとも予測された信号Sjの成分であり且つ、式 Sjp=aj 1Sj−1−aj 2Sj−2−...aj npSj−np に従って発生され、Sj−npは、サンプル期間j−npでの予測された信号S j の値であり、 npは、予測された信号を発生する手段に対応する係数aj npの数であり、
且つ、 予測された信号Sjを再構成された入力信号Xjを得る手段に与える、帰還手
段とを有するシステム。
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