JP3119063B2 - 符号情報処理方式並びにその符号装置及び復号装置 - Google Patents

符号情報処理方式並びにその符号装置及び復号装置

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JP3119063B2
JP3119063B2 JP06001253A JP125394A JP3119063B2 JP 3119063 B2 JP3119063 B2 JP 3119063B2 JP 06001253 A JP06001253 A JP 06001253A JP 125394 A JP125394 A JP 125394A JP 3119063 B2 JP3119063 B2 JP 3119063B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は符号情報処理方式並びに
その符号装置及び復号装置に関し、更に詳しくは一量子
化点当たりの平均符号ビット数が整数とはならない様な
符号情報の伝送又は外部メモリへの記録等に好適する符
号情報処理方式並びにその符号装置及び復号装置に関す
る。
【0002】一般に、伝送路にはフレーム同期信号やオ
ーバヘッド情報等が挿入され、またディスク等の外部メ
モリの所定サイズに区切られた各記憶エリアには検査ビ
ット情報等が挿入されるため、これらの資源(伝送路、
外部メモリ等)に整合するような符号情報の一量子化点
当たりの平均符号ビット数は整数とはならない場合が生
じる。伝送又は記録可能な一量子化点当たりの平均符号
ビット数を例えば8.5ビットとすると、毎回9ビット
の符号情報を生成してもこれらを伝送又は記録できない
し、また毎回8ビットの符号情報を生成しても資源の有
効利用とはならない。そこで、かかる伝送路や外部メモ
リを最大限に利用できるような符号情報処理方式並びに
その符号装置及び復号装置の提供が望まれる。
【0003】
【従来の技術】図9は従来の一例の符号情報処理方式の
構成を示す図で、図において40はベクトル量子化法に
よる音声の符号装置、7は符号部、71 はコードブック
(CB)、72 は乗算器、73 はゲインgの適応予測部
(AP)、74 は音声の合成フィルタ(F)、75 は合
成フィルタ係数a1 〜aP の適応予測部(AP)、76
は減算器、77 は符号化制御部、5は送信部、30は伝
送路、50はベクトル量子化法による音声の復号装置、
6は受信部、8は復号部、81 は上記コードブック71
と同一のコードブック(CB)、82 は乗算器、83
ゲインgの適応予測部(AP)、84 は音声の合成フィ
ルタ(F)、85 は合成フィルタ係数a1〜aP の適応
予測部(AP)である。
【0004】符号部7では、コードブック71 よりある
音声駆動源信号系列(コードベクトル)en を選択して
再生音声信号系列xn を形成し、入力音声信号系列yn
に対する誤差電力Eを求める。符号化制御部77 では、
誤差電力Eの評価を行うと共に、コードブック71 をス
キャンして該誤差電力Eが最小となるような再生音声信
号系列xn を選択し、その時のコードブック71 のイン
デックス情報を符号情報Aとして復号装置50に伝送す
る。そして、復号部8では、受信した符号情報Aに基づ
き上記符号部7において誤差電力Eが最小と評価された
と同じ再生音声信号系列xn を再生し、出力する。
【0005】図10は従来の符号情報処理方式の動作タ
イミングチャートである。例えば、符号部7は音声信号
n の5サンプル毎に符号情報Aを発生し、これを符号
情報の実質的な伝送速度13.6kbpsの伝送路30
に伝送する。音声のサンプリング周波数は8kHz (周
期125μS)であるから、5サンプルでは周期625
μSとなり、この区間に8.5ビット分の符号情報Aを
伝送できることになる。しかし、伝送路30は整数ビッ
トの符号情報しか伝送できない。そこで、従来は、8ビ
ットの符号情報A1 と9ビットの符号情報A2 とを図示
の如く交互に伝送していた。
【0006】またこのために、図9の符号部7では、例
えば29 =512個分の共通のコードベクトルを格納し
ているコードブック71 を備え、符号化制御部77 は、
第1のフェーズではその半分(28 =256個分)をス
キャンすることにより8ビットの符号情報A1 を生成
し、また第2のフェーズではその全部をスキャンするこ
とにより9ビットの符号情報A2 を生成していた。
【0007】あるいは、図示しないが、符号部7は9ビ
ット符号情報A2 の生成用に最適化された512個分の
コードベクトルを格納しているコードブックと8ビット
符号情報A1 の生成用に最適化された256個分のコー
ドベクトルを格納しているコードブックとを別々に備
え、符号化制御部77 はフェーズに応じてこれらを切り
替えてスキャンしていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
複数のコードブックを別々に備える方式であると、コー
ドブック全体のメモリ容量が増す上、メモリの煩雑な切
替制御が必要になる。また、上記のように単一のコード
ブック71 の全部及び半分を交互にスキャンする方式で
あると、例えば9ビットの符号情報A2 の生成用に最適
化されたコードブック(各コードベクトル)71 を使用
して8ビットの符号情報A1 が生成されることになり、
これでは全体として最適の符号化特性は得られない。逆
の場合も同様である。
【0009】更にまた、上記ゲインg、合成フィルタ係
数a1 〜aP 及び誤差電力評価等における演算精度にも
問題を生じる。即ち、これらの演算は、本来なら演算装
置(例えばDSP:Digital Signal Processor)のフル
ビット(例えば16ビット)を使用した例えば固定小数
点方式により可能な限り高精度の演算を行いたい。しか
し、例えば8ビットの符号情報A1 の生成時には、演算
結果の最上位ビットが小数点を超えないように各データ
を正規化できたとしても、9ビットの符号情報A2 の生
成時には演算結果の最上位ビットが小数点を超えてしま
う場合がある。又は、この逆の場合もある。従って、演
算の簡素化、高速化を要求されるような場合には演算の
精度を何れか一方に合わせる必要が生じ、このために全
体としての演算精度が低下していた。
【0010】本発明の目的は、任意ビットレートの伝送
路や任意記憶サイズの外部メモリ等に整合して常に最適
の符号情報の符号化/復号を行える符号情報処理方式並
びにその符号装置及び復号装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題は図1の構成
により解決される。即ち、本発明(1)の符号情報処理
方式は、Q個(但し、Qは2X 以下の最大の整数で、X
は正の小数)の各量子化点情報を夫々Zビット(但し、
ZはXより大きい最小の整数)で時系列に発生する符号
情報源1と、符号情報源1の出力の各N個(但し、N×
Y=整数で、YはXの小数点未満の数)の符号情報A1
〜AN をバッファリングすると共に、該符号情報A1
N に対して以下の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき各Pビット(但し、P=X×N)の符号情報H
を合成する情報合成部2と、前記Pビットの符号情報H
をバッファリングすると共に、該符号情報Hに対して以
下の演算、 A1 =H/QN-12 =(H−A1 N-1 )/QN-2 … AN-1 =(H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2
2 )/Q AN =H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2 2
N-1 Q 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
分離部3とを備え、情報合成部2の出力の各符号情報H
を伝送路に伝送し又は外部の記憶手段に記憶すると共
に、前記伝送路から受信し又は前記記憶手段から読み出
した各符号情報Hから情報分離部3により前記N個の符
号情報A1 〜AN を分離するものである。
【0012】また本発明(2)の符号装置は、Q個(但
し、Qは2X 以下の最大の整数で、Xは正の小数)の各
量子化点情報を夫々Zビット(但し、ZはXより大きい
最小の整数)で時系列に発生する符号情報源1と、符号
情報源1の出力の各N個(但し、N×Y=整数で、Yは
Xの小数点未満の数)の符号情報A1 〜AN をバッファ
リングすると共に、該符号情報A1 〜AN に対して以下
の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき各Pビット(但し、P=X×N)の符号情報H
を合成する情報合成部2とを備えるものである。
【0013】また本発明(5)の復号装置は、Q個(但
し、Qは2X 以下の最大の整数で、Xは正の小数)の各
量子化点情報を夫々Zビット(但し、ZはXより大きい
最小の整数)で表した各N個(但し、N×Y=整数で、
YはXの小数点未満の数)の符号情報A1 〜AN に基づ
いて、以下の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき情報合成した各Pビット(但し、P=X×N)
の符号情報Hを復号する復号装置において、前記Pビッ
トの符号情報Hをバッファリングすると共に、該符号情
報Hに対して以下の演算、 A1 =H/QN-12 =(H−A1 N-1 )/QN-2 … AN-1 =(H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2
2 )/Q AN =H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2 2
N-1 Q 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
分離部3を備えるものである。
【0014】また本発明(8)の符号情報処理方式は、
1 ,Q2 ,…,QN 個(但し、Q 1 〜QN は夫々2X1
〜2XN以下の最大の整数で、X1 〜XN は正の小数)の
各量子化点情報を夫々Z1 〜ZN ビット(但し、Z1
N は夫々X1 〜XN より大きい最小の整数)で発生す
る符号情報源1と、符号情報源1の出力の各N個(但
し、NはX1 〜XN の各小数点未満の数Y1 〜YN の和
が整数となる時の出力の個数)の符号情報A1 〜AN
バッファリングすると共に、該符号情報A1 〜A N に対
して以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
N-1 N +AN に基づき各Pビット(但し、P=X1 +X2 +…+
N )の符号情報Hを合成する情報合成部2と、前記P
ビットの符号情報Hをバッファリングすると共に、該符
号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/Q2 3 …QN2 =(H−A1 2 3 …QN )/Q3 4 …QN … AN-1 =(H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …Q
N −…−AN-2 N-1N )/QNN =H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …QN
…−AN-2 N-1 N−AN-1 N 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
分離部3とを備え、情報合成部2の出力の各符号情報H
を伝送路に伝送し又は外部の記憶手段に記憶すると共
に、前記伝送路から受信し又は前記記憶手段から読み出
した各符号情報Hから情報分離部3により前記N個の符
号情報A1 〜AN を分離するものである。
【0015】また本発明(9)の符号装置は、Q1 ,Q
2 ,…,QN 個(但し、Q1 〜QNは夫々2X1〜2XN
下の最大の整数で、X1 〜XN は正の小数)の各量子化
点情報を夫々Z1 〜ZN ビット(但し、Z1 〜ZN は夫
々X1 〜XN より大きい最小の整数)で発生する符号情
報源(1)と、符号情報源(1)の出力の各N個(但
し、NはX1 〜XN の各小数点未満の数Y1 〜YN の和
が整数となる時の出力の個数)の符号情報A1 〜AN
バッファリングすると共に、該符号情報A1 〜A N に対
して以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
N-1 N +AN に基づき各Pビット(但し、P=X1 +X2 +…+
N )の符号情報Hを合成する情報合成部2とを備える
ものである。
【0016】また本発明(10)の復号装置は、Q1
2 ,…,QN 個(但し、Q1 〜Q N は夫々2X1〜2XN
以下の最大の整数で、X1 〜XN は正の小数)の各量子
化点情報を夫々Z1 〜ZN ビット(但し、Z1 〜ZN
夫々X1 〜XN より大きい最小の整数)で表した各N個
(但し、NはX1 〜XN の各小数点未満の数Y1 〜Y N
の和が整数となる時の出力の個数)の符号情報A1 〜A
N に基づいて、以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
N-1 N +AN に基づき情報合成した各Pビット(但し、P=X1 +X
2 +…+XN )の符号情報Hを復号する復号装置におい
て、前記Pビットの符号情報Hをバッファリングすると
共に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/Q2 3 …QN2 =(H−A1 2 3 …QN )/Q3 4 …QN … AN-1 =(H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …Q
N −…−AN-2 N-1N )/QNN =H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …QN
…−AN-2 N-1 N−AN-1 N 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
分離部3を備えるものである。
【0017】
【作用】本発明(1)においては、理解の簡単のために
一量子化点当たりの平均符号ビット数が8.5ビットの
場合の一具体例を説明する。符号情報源1はQ=362
個(但し、Q=362は2X =28.5 以下の最大の整
数)の各量子化点情報を夫々Z=9ビット(但し、Z=
9はX=8.5より大きい最小の整数)で時系列に発生
する。
【0018】情報合成部2は符号情報源1の出力の各N
=2個(但し、N×Y=2×0.5=1=整数で、Y=
0.5はX=8.5の小数点未満の数)の符号情報
1 ,A 2 をバッファリングすると共に、該符号情報A
1 ,A2 に対して以下の演算、 H=A1 Q+A2 =A1 ×362+A2 に基づき各P=17ビット(但し、P=X×N=8.5
×2=17)の符号情報Hを合成する。
【0019】そして、この情報合成部2の出力の各符号
情報Hを伝送路に伝送し又は外部の記憶手段に記憶する
と共に、前記伝送路から受信し又は前記記憶手段から読
み出した各符号情報Hから情報分離部3により前記N=
2個の符号情報A1 ,A2 を以下の如く分離する。即
ち、情報分離部3は前記P=17ビットの符号情報Hを
バッファリングすると共に、該符号情報Hに対して以下
の演算、 A1 =H/Q2-1 =(A1 ×362+A2 )/362=
12 =H−A1 Q=(A1 ×362+A2 )−A1 ×3
62=A2 但し、A1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N=2個の符号情報A1 ,A2 を分離す
る。
【0020】従って、本発明(1)によれば、実質的に
任意ビットレートの伝送路や任意記憶サイズの外部メモ
リ等を常に最大限に利用するような最適の符号情報の符
号化及び復号を行える。また本発明(2)の符号装置に
おいて、符号情報源1はQ個(但し、Qは2X以下の最
大の整数で、Xは正の小数)の各量子化点情報を夫々Z
ビット(但し、ZはXより大きい最小の整数)で時系列
に発生する。そして、情報合成部2は符号情報源1の出
力の各N個(但し、N×Y=整数で、YはXの小数点未
満の数)の符号情報A1 〜AN をバッファリングすると
共に、該符号情報A1 〜AN に対して以下の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき各Pビット(但し、P=X×N)の符号情報H
を合成する。
【0021】好ましくは、符号情報源1は、信号再生に
係るQ個のコードベクトルを有するコードブック1
1 と、入力信号と前記コードブック11 の各コードベク
トルに基づき得られる再生信号との間の誤差信号を求
め、該誤差信号が最小となるときの前記コードブック1
1 の参照インデックスを符号情報として出力する符号化
制御部17 とを備える。
【0022】従って、このようなコードブック11 は一
個備えれば良く、メモリ容量の節約になる上、従来のよ
うに別々のコードブックを切り替える制御も、また共通
のコードブックを異なる方法でスキャンする煩雑な制御
も必要としない。また、一組のQ個のコードベクトルを
最適化しておくことで最適の符号化特性(符号器)が得
られる。更にまた、ゲインg、合成フィルタ係数a1
P 及び誤差電力評価等における演算精度も最適のもの
に一本化できる。
【0023】また好ましくは、符号情報源1は、入力信
号をQ個の符号点情報にスカラー量子化する量子化部1
9 を備える。また本発明(5)の復号装置において、情
報分離部3は上記Pビットの符号情報Hをバッファリン
グすると共に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/QN-12 =(H−A1 N-1 )/QN-2 … AN-1 =(H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2
2 )/Q AN =H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2 2
N-1 Q 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき上記N個の符号情報A1 〜AN を分離する。
【0024】好ましくは、分離されたN個の符号情報A
1 〜AN により信号再生に係るQ個のコードベクトルを
有するコードブック41 を順次付勢すると共に、得られ
た各コードベクトルに基づき再生信号を生成する復号部
4を備える。従って、このようなコードブック41 は一
個備えれば良く、メモリ容量の節約になる上、従来のよ
うに別々のコードブックを切り替える制御も、また共通
のコードブックを異なる方法でスキャンする煩雑な制御
も必要としない。また、一組のQ個のコードベクトルを
符号側に合わせて最適化しておくことで最適の復号特性
(復号器)が得られる。更にまた、ゲインg、合成フィ
ルタ係数a1 〜aP 及び誤差電力評価等における演算精
度も最適のものに一本化できる。
【0025】また好ましくは、分離されたN個の符号情
報A1 〜AN を順次逆スカラー量子化することにより再
生信号を生成する復号部4を備える。本発明(8)にお
いては、理解の簡単のために一量子化点当たりの平均符
号ビット数が夫々8.5ビット、9.3ビット及び8.
2ビットの場合の一具体例を説明する。
【0026】即ち、符号情報源1はQ1 =362個,Q
2 =630個,Q3 =294個(但し、Q1 =362は
X1=28.5 以下の最大の整数,Q2 =630は2X2
9. 3 以下の最大の整数,Q3 =294は2X3=28.2
以下の最大の整数)の各量子化点情報を夫々Z1 =9ビ
ット,Z2 =10ビット,Z3 =9ビット(但し、Z 1
=9,Z2 =10,Z3 =9は夫々X1 =8.5,X2
=9.3,X3 =8.2より大きい最小の整数)で発生
する。
【0027】情報合成部2は符号情報源1の出力の各N
=3個(但し、N=3はX1 =8.5,X2 =9.3,
3 =8.2の各小数点未満の数Y1 =0.5,Y2
0.3,Y3 =O.2の和が整数(例えば1)となる時
の出力の個数=3)の符号情報A1 〜A3 をバッファリ
ングすると共に、該符号情報A1 〜A3 に対して以下の
演算、 H=A1 2 3 +A2 3 +A3 =A1 ×630×294+A2 ×294+A3 に基づき各P=26ビット(但し、P=X1 +X2 +X
3 =8.5+9.3+8.2=26)の符号情報Hを合
成する。
【0028】そして、この情報合成部2の出力の各符号
情報Hを伝送路に伝送し又は外部の記憶手段に記憶する
と共に、前記伝送路から受信し又は前記記憶手段から読
み出した各符号情報Hから情報分離部3により前記N=
3個の符号情報A1 〜A3 を以下の如く分離する。即
ち、前記P=26ビットの符号情報Hをバッファリング
すると共に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/Q2 3=(A1 ×630×294+A2 ×
294+A3 )/630×294=A12 =(H−A1 ×Q2 ×Q3 )/Q3={(A1 ×6
30×294+A2 ×294+A3 )−A1 ×630×
294}/294=A23 =(A1 ×630×294+A2 ×294+A3
−(A1 ×630×294)−(A2 ×294)=A3 但し、A1 ,A2 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N=3個の符号情報A1 〜A3 を分離す
る。
【0029】従って、本発明(8)によれば、実質的に
任意ビットレートの伝送路や任意記憶サイズの外部メモ
リ等を常に最大限に利用するような最適の符号情報の符
号化及び復号を行える。また本発明(9)の符号装置に
おいて、符号情報源1はQ1 ,Q2 ,…,QN個(但
し、Q1 〜QN は夫々2X1〜2XN以下の最大の整数で、
1 〜XN は正の小数)の各量子化点情報を夫々Z1
N ビット(但し、Z1 〜ZN は夫々X1〜XN より大
きい最小の整数)で発生する。そして、情報合成部2は
符号情報源1の出力の各N個(但し、NはX1 〜XN
各小数点未満の数Y1 〜YN の和が整数となる時の出力
の個数)の符号情報A1 〜AN をバッファリングすると
共に、該符号情報A1 〜AN に対して以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
N-1 N +AN に基づき各Pビット(但し、P=X1 +X2 +…+
N )の符号情報Hを合成する。
【0030】また本発明(10)の復号装置において、
情報分離部3は上記Pビットの符号情報Hをバッファリ
ングすると共に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/Q2 3 …QN2 =(H−A1 2 3 …QN )/Q3 4 …QN … AN-1 =(H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …Q
N −…−AN-2 N-1N )/QNN =H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …QN
…−AN-2 N-1 N−AN-1 N 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する。
【0031】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明による実施例
を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一
又は相当部分を示すものとする。図2は実施例の符号情
報処理方式の構成を示す図で、図において10はベクト
ル量子化法による音声の符号装置、1は符号部、11
例えば28.5 以下の最大の整数、即ち、362個の最適
化された音声駆動源信号系列(コードベクトル)を有す
るコードブック(CB)、12 は乗算器、13 はゲイン
gの適応予測部(AP)、14 は音声の合成フィルタ
(F)、15 は合成フィルタ係数a1 〜aPの適応予測
部(AP)、16 は減算器、17 は符号化制御部、2は
情報合成部、5は送信部、30は伝送路、20は同じく
ベクトル量子化法による音声の復号装置、6は受信部、
4は復号部、41 は上記のコードブック11 と同一のコ
ードブック(CB)、42 は乗算器、43 はゲインgの
適応予測部(AP)、44 は音声の合成フィルタ
(F)、45 は合成フィルタ係数a1 〜aP の適応予測
部(AP)である。
【0032】符号装置10において、符号部1では、コ
ードブック11 よりある音声駆動源信号系列en を選択
して再生音声信号系列xn を形成し、入力音声信号系列
nに対する誤差電力Eを求める。符号化制御部17
は、誤差電力Eの評価を行うと共に、コードブック11
をスキャンして該誤差電力Eが最小となるような再生音
声信号系列xn を選択し、その時のコードブック11
インデックス情報を符号情報Aとして時系列に出力す
る。
【0033】情報合成部2は符号部1の出力の各2個の
符号情報A1 ,A2 をバッファリングすると共に、該符
号情報A1 ,A2 に対して以下の演算、 H=A1 ×362+A2 を行うことにより各17ビットの符号情報Hを合成し、
これを送信部5を介して伝送路30に伝送する。
【0034】復号装置20において、受信部6は受信し
た符号情報Hを情報分離部3に出力し、情報分離部3は
17ビットの符号情報Hをバッファリングすると共に、
該符号情報Hに対して以下の順序で以下の演算、 A1 =H/362=A12 =H−A1 ×362=A2 但し、A1 は商で、小数点未満切り捨て を行うことにより前記2個の符号情報A1 ,A2 を分離
する。そして、復号部4では、分離された符号情報
1 ,A2 に基づき上記符号部1において誤差電力Eが
最小と評価されたと同じ再生音声信号系列xn を再生
し、出力する。
【0035】図3は実施例の情報合成及び分離部のブロ
ック図で、図において2は情報合成部、21 ,22 ,2
6 ,210はレジスタ、24 は乗算器、28 は加算器、3
は情報分離部、31 ,35 ,36 はレジスタ、32 は乗
算器、33 は減算器、34 は除算器、37 はセレクタ
(SEL)である。なお、図の各信号ラインには必要な
ビット数を付記してある。
【0036】情報合成部2において、符号部1より最初
の符号情報A1 が発生すると、該符号情報A1 はこれに
同期したクロック信号φ1 によりレジスタ22 にロード
される。その後、乗算器24 で(A1 ×362)の演算
を行い、その結果を前記クロック信号φ1 よりも僅かに
遅れたクロック信号φ1 ´でレジスタ26 にロードす
る。
【0037】符号部1より次の符号情報A2 が発生する
と、該符号情報A2 はこれに同期したクロック信号φ2
によりレジスタ21 にロードされる。その後、加算器2
8 でレジスタ26 とレジスタ21 の出力を加算し、結果
の(A1 ×362+A2 )の内容を前記クロック信号φ
2 よりも僅かに遅れたクロック信号φ2 ´でレジスタ2
10にロードする。以下、上記と同様の処理を繰り返す。
【0038】情報分離部3において、受信部6より最初
の受信符号情報Hが出力されると、該符号情報Hはこれ
に同期したクロック信号φ4 によりレジスタ31 にロー
ドされる。その後、除算器34 で(H/362)の演算
を行い、結果の商=A1 (但し、小数点未満切り捨て)
を前記クロック信号φ4 よりも僅かに遅れたクロック信
号φ41でレジスタ36 にロードする。引き続き、乗算器
2 でレジスタ36 の出力A1 に基づき(A1 ×36
2)の演算を行うと共に、減算器33 で乗算器3 2 の出
力に基づき(H−A1 ×362)の減算を行い、その結
果を前記クロック信号φ41よりも僅かに遅れたクロック
信号φ42でレジスタ35 にロードする。
【0039】そして、セレクタ37 は復号部4における
復号動作に同期した選択信号Sにより前記分離された符
号情報A1 ,A2 を順に選択し、復号部4に提供する。
以下、上記と同様の処理を繰り返す。図4は実施例の符
号情報処理方式の動作タイミングチャートである。情報
合成部2では、符号部1によりサンプリング周波数8k
z による音声信号yn の5サンプル毎にベクトル量子
化された各8.5ビット分の符号情報A1,A2 を合成
して合計17ビットの符号情報Hを形成すると共に、こ
れを送信部5を介して符号情報の実質的な伝送速度1
3.6kbpsの伝送路30に隙間無く伝送する。
【0040】一方、情報分離部3では、受信部6で受信
された17ビットの符号情報Hを各8.5ビット分の符
号情報A1 ,A2 に分離すると共に、これらを復号部4
に提供し、復号部4において再生音声信号系列xn を再
生する。かくして、平均符号ビット数=8.5ビットの
最適化された符号情報Aの生成(符号化)、伝送(又は
外部メモリへの蓄積)及び復号が常に完全な整合をもっ
て実現される。
【0041】図5は他の実施例の情報合成及び分離部の
ブロック図で、図において2は情報合成部、21
3 ,26 ,27 ,210はレジスタ、24 ,25 は乗算
器、28,29 は加算器、3は情報分離部、31
5 ,36 ,311はレジスタ、32 ,38 は乗算器、3
3 ,39 は減算器、34 ,310は除算器、37 はセレク
タ(SEL)である。
【0042】なお、この例ではQ1 =362個は2X1
8.5 以下の最大の整数、Q2 =630個は2X2=2
9.3 以下の最大の整数、Q3 =294個は2X3=28.2
以下の最大の整数と考えても良い。情報合成部2におい
て、符号部1より最初の符号情報A1 が発生すると、該
符号情報A1 はこれに同期したクロック信号φ1 により
レジスタ23 にロードされる。その後、乗算器25
(A1 2 3 )の演算を行い、その結果を前記クロッ
ク信号φ1 よりも僅かに遅れたクロック信号φ1 ´でレ
ジスタ27 にロードする。
【0043】符号部1より次の符号情報A2 が発生する
と、該符号情報A2 はこれに同期したクロック信号φ2
によりレジスタ22 にロードされる。その後、乗算器2
4 で(A2 3 )の演算を行い、その結果を前記クロッ
ク信号φ2 よりも僅かに遅れたクロック信号φ2 ´でレ
ジスタ26 にロードする。加算器29 はレジスタ27
レジスタ26 の各出力を加算する。
【0044】符号部1より更に次の符号情報A3 が発生
すると、該符号情報A3 はこれに同期したクロック信号
φ3 によりレジスタ21 にロードされる。その後、加算
器2 9 の出力とレジスタ21 の各出力A3 とを加算し、
結果の(A1 2 3 +A23 +A3 )の内容を前記
クロック信号φ3 よりも僅かに遅れたクロック信号φ 3
´でレジスタ210にロードする。以下、上記と同様の処
理を繰り返す。
【0045】情報分離部3において、受信部6より最初
の受信符号情報Hが出力されると、該符号情報Hはこれ
に同期したクロック信号φ4 によりレジスタ31 にロー
ドされる。その後、除算器310で(H/Q2 3 )の演
算を行い、結果の商=A1 (但し、小数点未満切り捨
て)を前記クロック信号φ4 よりも僅かに遅れたクロッ
ク信号φ41でレジスタ311にロードする。引き続き、乗
算器38 でレジスタ311の出力A1 に基づき(A1 2
3 )の演算を行うと共に、減算器39 で(H−A1
2 3 )の減算を行う。
【0046】更にその後、除算器34 で減算器39 の出
力に基づき(H−A1 2 3 )/Q3 の演算を行い、
結果の商=A2 (但し、小数点未満切り捨て)を前記ク
ロック信号φ41よりも僅かに遅れたクロック信号φ42
レジスタ36 にロードする。更にその後、乗算器32
レジスタ36 の出力A2 に基づき(A2 3 )の演算を
行うと共に、減算器33 で{(H−A1 2 3 )−
(A2 3 )}の減算を行い、その結果のA3 を前記ク
ロック信号φ42よりも僅かに遅れたクロック信号φ43
レジスタ35 にロードする。そして、セレクタ37 は復
号部4における復号動作に同期した選択信号Sにより前
記分離された符号情報A1 ,A2 ,A3 を順に選択し、
復号部4に提供する。以下、上記と同様の処理を繰り返
す。
【0047】なお、本実施例のような情報合成部2及び
情報分離部3は、これらに接続する符号部1及び復号部
4が夫々に異なるQ1 ,Q2 ,Q3 個の各コードベクト
ルから成る各3組のコードブック11 ,41 を備え、こ
れらを所定の同期の下で切り替えて使用するような場合
の符号情報処理方式に好適する。図6は他の実施例の符
号情報処理方式の構成を示す図で、図において1A 〜1
C は夫々異なるQ1 ,Q2 ,Q3 個の各コードベクトル
から成る各1組のコードブック11A,11B,11C(不図
示)を備える符号部、2は情報合成部(情報多重部)、
3は情報分離部(情報多重分離部)、4A 〜4C は夫々
符号部1A 〜1Cに対応する各1組のコードブック
1A,41B,41C(不図示)を備える復号部である。
【0048】図示の如く並列に設けられた各符号部1A
〜1C の各符号情報A1 〜A3 は情報合成部2で多重合
成され、対応する符号情報Hが送信部5より伝送され
る。一方、受信部6により受信された符号情報Hは情報
分離部3で前記3つの各符号情報A1 〜A3 に多重分離
され、同じく並列に設けられた復号部1A 〜1C に夫々
出力される。
【0049】図7は更に他の実施例の符号情報処理方式
の構成を示す図で、図において10はスカラー量子化法
による音声の符号装置、1は符号部、19 は量子化部、
10は符号化部、111はステップサイズ適応制御部、2
は図3と同じ方式の情報合成部、5は送信部、30は伝
送路、20は同じくスカラー量子化法による音声の復号
装置、6は受信部、3は図3と同じ方式の情報分離部、
4は復号部、46 は復号化部、47 はステップサイズ適
応制御部である。
【0050】符号装置10において、量子化部19 は後
述の量子化幅Δn に従って入力の音声信号yn をQ個
(例えば362個)の符号点(量子化点)の何れか一つ
にスカラー量子化する。符号部110は得られた量子化デ
ータに従って対応する符号情報A(但し、量子化幅Δn
の情報を含む)を形成する。ステップサイズ適応制御部
11は過去の符号情報Aに基づいて量子化部19 におけ
る量子化誤差を最小とするような量子化幅Δn を決定
し、これを量子化部19 及び符号化部110に出力する。
そして、情報合成部2はN個の符号情報A1 〜AN を合
成し、得られた符号情報Hを送信部5を介して伝送路3
0に伝送する。
【0051】復号装置20において、情報分離部3は受
信部6で受信した符号情報Hを前記N個の符号情報A1
〜AN に分離する。そして、復号部4は分離された各符
号情報A1 〜AN をその中に含まれる量子化幅Δ1 〜Δ
N の情報に従って夫々Q個(同じく362個)の音声信
号レベルxn の何れか一つに再生(逆スカラー量子化)
し、出力する。
【0052】なお、上記各実施例の情報合成部2及び情
報分離部3では複数のレジスタと四則演算回路を使用し
て実時間で符号情報の合成/分離の演算を行う場合を示
したが、これに限らない。予めこのような演算を行った
結果の情報をRAM,ROM等の記憶手段に記憶してお
き、テーブル変換処理により上記各数式に従う符号情報
の合成/分離を行うように構成しても良い。
【0053】図8は実施例の符号変換テーブルを説明す
る図で、図は一量子化点当たりの平均符号ビット数が
8.5ビットの場合を示している。他の場合も容易に類
推できる。情報合成部2のROM(不図示)は符号化情
報A1 ,A2 の組をアドレス入力として図8の符号変換
テーブルに基づき対応する合成情報Hのデータを読み出
す。また情報分離部3のROM(不図示)は合成情報H
をアドレス入力として図8の符号(逆)変換テーブルに
基づき対応する符号化情報A1 ,A2 の組のデータを読
み出す。こうすれば、四則演算回路及びこれに付随する
レジスタ等を省略できると共に、簡単な回路(メモリ)
構成により高速な演算を実現できる。
【0054】また、上記実施例では情報合成部2及び情
報分離部3をハードウエアで構成したが同等の機能をソ
フトウエアで実現しても良い。この場合には図8に示す
ような符号変換テーブルを採用する方式が有用であるこ
とは言うまでも無い。また、上記実施例では一例のベク
トル量子化法及びスカラー量子化法による符号装置及び
復号装置について述べたが、本発明は他のいかなる方式
による符号装置及び復号装置についても適用できる。
【0055】また、上記実施例ではN個はN×Y=整数
「1」を満足する個数、又はN個はX1 〜XN の各小数
点未満の数Y1 〜YN の和が整数「1」となる時の出力
の個数としたが、N個はN×Yが2以上の整数となる時
の個数、又はY1 〜YN の和が2以上の整数となる時の
出力の個数でも良い。また、上記実施例では音声符号及
び復号装置への適用例を示したが、本発明は他の画像情
報等の符号及び復号装置にも適用できる。
【0056】また、上記本発明に好適なる複数の実施例
を具体的に示したが、本発明思想を逸脱しない範囲内
で、構成及びその組み合わせの様々な変更を行えること
は明らかである。
【0057】
【発明の効果】以上述べた如く本発明の符号情報処理方
式は、上記構成であるので、任意ビットレートの伝送路
や任意記憶サイズの外部メモリ等に整合して常に最適の
符号情報の符号化/復号を行える。また、本発明の符号
装置及び復号装置は、上記構成であるので、簡単な構成
により常に最適の符号装置及び復号装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の原理を説明する図である。
【図2】図2は実施例の符号情報処理方式の構成を示す
図である。
【図3】図3は実施例の情報合成及び分離部のブロック
図である。
【図4】図4は実施例の符号情報処理方式の動作タイミ
ングチャートである。
【図5】図5は他の実施例の情報合成及び分離部のブロ
ック図である。
【図6】図6は他の実施例の符号情報処理方式の構成を
示す図である。
【図7】図7は更に他の実施例の符号情報処理方式の構
成を示す図である。
【図8】図8は実施例の符号変換テーブルを説明する図
である。
【図9】図9は従来の一例の符号情報処理方式の構成を
示す図である。
【図10】図10は従来の符号情報処理方式の動作タイ
ミングチャートである。
【符号の説明】
1 符号情報源 2 情報合成部 3 情報分離部 4 復号部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04L 25/49 G10L 9/18 C E (72)発明者 信本 俊明 福岡県福岡市博多区博多駅前3丁目22番 8号 富士通九州ディジタル・テクノロ ジ株式会社内 (72)発明者 江口 修英 福岡県福岡市博多区博多駅前3丁目22番 8号 富士通九州ディジタル・テクノロ ジ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−154530(JP,A) 国際公開92/10035(WO,A1) 「The Art of Compu ter Programming 第4 分冊 準数値算法/算術演算」、D. E.Knuth原著、中川訳、1986. 8.25、サイエンス社発行、pp137− 147 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/02

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Q個(但し、Qは2X 以下の最大の整数
    で、Xは正の小数)の各量子化点情報を夫々Zビット
    (但し、ZはXより大きい最小の整数)で時系列に発生
    する符号情報源(1)と、 符号情報源(1)の出力の各N個(但し、N×Y=整数
    で、YはXの小数点未満の数)の符号情報A1 〜AN
    バッファリングすると共に、該符号情報A1 〜AN に対
    して以下の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき各Pビット(但し、P=X×N)の符号情報H
    を合成する情報合成部(2)と、 前記Pビットの符号情報Hをバッファリングすると共
    に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/QN-12 =(H−A1 N-1 )/QN-2 … AN-1 =(H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2
    2 )/Q AN =H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2 2
    N-1 Q 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
    分離部(3)とを備え、 情報合成部(2)の出力の各符号情報Hを伝送路に伝送
    し又は外部の記憶手段に記憶すると共に、前記伝送路か
    ら受信し又は前記記憶手段から読み出した各符号情報H
    から情報分離部(3)により前記N個の符号情報A1
    N を分離することを特徴とする符号情報処理方式。
  2. 【請求項2】 Q個(但し、Qは2X 以下の最大の整数
    で、Xは正の小数)の各量子化点情報を夫々Zビット
    (但し、ZはXより大きい最小の整数)で時系列に発生
    する符号情報源(1)と、 符号情報源(1)の出力の各N個(但し、N×Y=整数
    で、YはXの小数点未満の数)の符号情報A1 〜AN
    バッファリングすると共に、該符号情報A1 〜AN に対
    して以下の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき各Pビット(但し、P=X×N)の符号情報H
    を合成する情報合成部(2)とを備えることを特徴とす
    る符号装置。
  3. 【請求項3】 符号情報源(1)は、 信号再生に係るQ個のコードベクトルを有するコードブ
    ック(11 )と、 入力信号と前記コードブック(11 )の各コードベクト
    ルに基づき得られる再生信号との間の誤差信号を求め、
    該誤差信号が最小となるときの前記コードブック
    (11 )の参照インデックスを符号情報として出力する
    符号化制御部(17 )とを備えることを特徴とする請求
    項2の符号装置。
  4. 【請求項4】 符号情報源(1)は、入力信号をQ個の
    符号点情報にスカラー量子化する量子化部(19 )を備
    えることを特徴とする請求項2の符号装置。
  5. 【請求項5】 Q個(但し、Qは2X 以下の最大の整数
    で、Xは正の小数)の各量子化点情報を夫々Zビット
    (但し、ZはXより大きい最小の整数)で表した各N個
    (但し、N×Y=整数で、YはXの小数点未満の数)の
    符号情報A1 〜AN に基づいて、以下の演算、 H=A1 N-1 +A2 N-2 +…+AN-1 Q+AN に基づき情報合成した各Pビット(但し、P=X×N)
    の符号情報Hを復号する復号装置において、 前記Pビットの符号情報Hをバッファリングすると共
    に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/QN-12 =(H−A1 N-1 )/QN-2 … AN-1 =(H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2
    2 )/Q AN =H−A1 N-1 −A2 N-2 −…−AN-2 2
    N-1 Q 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
    分離部(3)を備えることを特徴とする復号装置。
  6. 【請求項6】 分離されたN個の符号情報A1 〜AN
    より信号再生に係るQ個のコードベクトルを有するコー
    ドブック(41 )を順次付勢すると共に、得られた各コ
    ードベクトルに基づき再生信号を生成する復号部(4)
    を更に備えることを特徴とする請求項5の復号装置。
  7. 【請求項7】 分離されたN個の符号情報A1 〜AN
    順次逆スカラー量子化することにより再生信号を生成す
    る復号部(4)を更に備えることを特徴とする請求項5
    の復号装置。
  8. 【請求項8】 Q1 ,Q2 ,…,QN 個(但し、Q1
    N は夫々2X1〜2 XN以下の最大の整数で、X1 〜XN
    は正の小数)の各量子化点情報を夫々Z1 〜ZN ビット
    (但し、Z1 〜ZN は夫々X1 〜XN より大きい最小の
    整数)で発生する符号情報源(1)と、 符号情報源(1)の出力の各N個(但し、NはX1 〜X
    N の各小数点未満の数Y1 〜YN の和が整数となる時の
    出力の個数)の符号情報A1 〜AN をバッファリングす
    ると共に、該符号情報A1 〜AN に対して以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
    N-1 N +AN に基づき各Pビット(但し、P=X1 +X2 +…+
    N )の符号情報Hを合成する情報合成部(2)と、 前記Pビットの符号情報Hをバッファリングすると共
    に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/Q2 3 …QN2 =(H−A1 2 3 …QN )/Q3 4 …QN … AN-1 =(H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …Q
    N −…−AN-2 N-1N )/QNN =H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …QN
    …−AN-2 N-1 N−AN-1 N 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
    分離部(3)とを備え、 情報合成部(2)の出力の各符号情報Hを伝送路に伝送
    し又は外部の記憶手段に記憶すると共に、前記伝送路か
    ら受信し又は前記記憶手段から読み出した各符号情報H
    から情報分離部(3)により前記N個の符号情報A1
    N を分離することを特徴とする符号情報処理方式。
  9. 【請求項9】 Q1 ,Q2 ,…,QN 個(但し、Q1
    N は夫々2X1〜2 XN以下の最大の整数で、X1 〜XN
    は正の小数)の各量子化点情報を夫々Z1 〜ZN ビット
    (但し、Z1 〜ZN は夫々X1 〜XN より大きい最小の
    整数)で発生する符号情報源(1)と、 符号情報源(1)の出力の各N個(但し、NはX1 〜X
    N の各小数点未満の数Y1 〜YN の和が整数となる時の
    出力の個数)の符号情報A1 〜AN をバッファリングす
    ると共に、該符号情報A1 〜AN に対して以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
    N-1 N +AN に基づき各Pビット(但し、P=X1 +X2 +…+
    N )の符号情報Hを合成する情報合成部(2)とを備
    えることを特徴とする符号装置。
  10. 【請求項10】 Q1 ,Q2 ,…,QN 個(但し、Q1
    〜QN は夫々2X1〜2XN以下の最大の整数で、X1 〜X
    N は正の小数)の各量子化点情報を夫々Z1〜ZN ビッ
    ト(但し、Z1 〜ZN は夫々X1 〜XN より大きい最小
    の整数)で表した各N個(但し、NはX1 〜XN の各小
    数点未満の数Y1 〜YN の和が整数となる時の出力の個
    数)の符号情報A1 〜AN に基づいて、以下の演算、 H=A1 2 3 …QN +A2 3 4 …QN +…+A
    N-1 N +AN に基づき情報合成した各Pビット(但し、P=X1 +X
    2 +…+XN )の符号情報Hを復号する復号装置におい
    て、 前記Pビットの符号情報Hをバッファリングすると共
    に、該符号情報Hに対して以下の演算、 A1 =H/Q2 3 …QN2 =(H−A1 2 3 …QN )/Q3 4 …QN … AN-1 =(H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …Q
    N −…−AN-2 N-1N )/QNN =H−A1 2 3 …QN −A2 3 4 …QN
    …−AN-2 N-1 N−AN-1 N 但し、A1 〜AN-1 は商で、小数点未満切り捨て に基づき前記N個の符号情報A1 〜AN を分離する情報
    分離部(3)を備えることを特徴とする復号装置。
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