JP3294024B2 - 音声信号の符号化伝送方法 - Google Patents
音声信号の符号化伝送方法Info
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- H04B14/06—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using differential modulation, e.g. delta modulation
- H04B14/066—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using differential modulation, e.g. delta modulation using differential modulation with several bits [NDPCM]
- H04B14/068—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using differential modulation, e.g. delta modulation using differential modulation with several bits [NDPCM] with adaptive feedback
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- 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]
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音声信号を符号化して伝
送する方法に関する。
送する方法に関する。
【０００２】音声をディジタル装置により伝送し記憶す
ることは、実際的な利点をもたらす。例えば再生能力が
良好であり、高い長時間時定数、障害の影響を受けにく
い等である。さらに、音声は適切な方法により符号化で
き、従ってその伝送又は記憶に必要なデータ量が顕著に
低減される。
ることは、実際的な利点をもたらす。例えば再生能力が
良好であり、高い長時間時定数、障害の影響を受けにく
い等である。さらに、音声は適切な方法により符号化で
き、従ってその伝送又は記憶に必要なデータ量が顕著に
低減される。
【０００３】
【従来の技術】この形式の方法は１９８４年に”デジタ
ル通信に関するチューリッヒ国際会議”でＭａｎｆｒｅ
ｄ Ｄｉｅｔｒｉｃｈ氏により発表された。これは、６
４ｋｂｉｔ／ｓ広帯域音声符号化のためのＣＣＩＴＴ標
準のための提案である。
ル通信に関するチューリッヒ国際会議”でＭａｎｆｒｅ
ｄ Ｄｉｅｔｒｉｃｈ氏により発表された。これは、６
４ｋｂｉｔ／ｓ広帯域音声符号化のためのＣＣＩＴＴ標
準のための提案である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の方法を強度推測値の計算の面で簡単化する、とりわけ
所要演算時間を減少することにある。
の方法を強度推測値の計算の面で簡単化する、とりわけ
所要演算時間を減少することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、音声信号をデジタル化して符号装置に供給し、デジ
タル化した前記音声信号から予測入力信号を減算するス
テップと、余りの残差信号をその推測強度により除算し
て前記残差信号を正規化するステップと、これにより形
成した正規化信号を量子化器／符号化器に供給するステ
ップと、前記量子化器／符号化器の出力信号をチャネル
を介して伝送しかつ復号化器に供給し、次いで逆量子化
器に供給し、前記逆量子化器の出力信号を推測強度と乗
算するステップと、前記推測強度と前記逆量子化器の前
記出力信号とを乗算して得た信号）を予測信号に加算し
て、前記予測信号を発生する予測器のための制御信号を
形成し、復号化を符号化と同様に行うステップとを有
し、前記推測強度を、前記逆量子化器の前記出力信号の
絶対値を形成し、１からのこの出力信号の絶対値のずれ
を、より高い周波数の信号成分を減衰して累算及び制限
することにより求めることにより解決される。
り、音声信号をデジタル化して符号装置に供給し、デジ
タル化した前記音声信号から予測入力信号を減算するス
テップと、余りの残差信号をその推測強度により除算し
て前記残差信号を正規化するステップと、これにより形
成した正規化信号を量子化器／符号化器に供給するステ
ップと、前記量子化器／符号化器の出力信号をチャネル
を介して伝送しかつ復号化器に供給し、次いで逆量子化
器に供給し、前記逆量子化器の出力信号を推測強度と乗
算するステップと、前記推測強度と前記逆量子化器の前
記出力信号とを乗算して得た信号）を予測信号に加算し
て、前記予測信号を発生する予測器のための制御信号を
形成し、復号化を符号化と同様に行うステップとを有
し、前記推測強度を、前記逆量子化器の前記出力信号の
絶対値を形成し、１からのこの出力信号の絶対値のずれ
を、より高い周波数の信号成分を減衰して累算及び制限
することにより求めることにより解決される。
【０００６】
【実施例】次に説明する符号化方式は、再帰的予測器を
有するＡＤＰＣＭ−ＣＯＤＥＣである（Ｍ．Ｄｉｅｔｒ
ｉｃｈ著”６４ｋｂｉｔ／ｓでの広帯域音声符号化のた
めのロバストＡＤＰＣＭアルゴリズムのパーフォマンス
及び実施”，デジタル通信に関するインターナショナル
チューリッヒセミナ，１９８４）。
有するＡＤＰＣＭ−ＣＯＤＥＣである（Ｍ．Ｄｉｅｔｒ
ｉｃｈ著”６４ｋｂｉｔ／ｓでの広帯域音声符号化のた
めのロバストＡＤＰＣＭアルゴリズムのパーフォマンス
及び実施”，デジタル通信に関するインターナショナル
チューリッヒセミナ，１９８４）。
【０００７】図１のブロック回路図は、符号装置及び復
号装置の信号及び動作を示す。図１において１により符
号器が示され、２により復号装置が示されている。符号
装置１及び復号装置２の中にはそれぞれ１つの適応形予
測器３及び強度推測器４及び復号化器５が含まれてい
る。さらに符号器１は１つの符号化器６を有する。
号装置の信号及び動作を示す。図１において１により符
号器が示され、２により復号装置が示されている。符号
装置１及び復号装置２の中にはそれぞれ１つの適応形予
測器３及び強度推測器４及び復号化器５が含まれてい
る。さらに符号器１は１つの符号化器６を有する。
【０００８】まず初めに信号経過に基づいて符号装置１
及び復号装置２の動作を説明する。
及び復号装置２の動作を説明する。
【０００９】
【外２】
【００１０】
【外３】
【００１１】
【外４】
【００１２】
【外５】
【００１３】
【外６】
【００１４】予測フィルタ係数を更新する種々の方法が
公知である。その１つはいわゆる積の正負の符号方法
（ＰＶＭ）である。この方法の１つの利点は、除算が不
要なことにあり、これは、符号の実施の際の所要の演算
能力において顕著となる。除算はマイクロプロセッサに
より通常は反復的に計算され、従って、例えばデジタル
信号プロセッサにより１つの命令サイクルの中で実行さ
れる加算及び乗算に比して大幅に長い演算時間を必要と
する。式（１）及び（２）は積の正負の符号方法を表
す。
公知である。その１つはいわゆる積の正負の符号方法
（ＰＶＭ）である。この方法の１つの利点は、除算が不
要なことにあり、これは、符号の実施の際の所要の演算
能力において顕著となる。除算はマイクロプロセッサに
より通常は反復的に計算され、従って、例えばデジタル
信号プロセッサにより１つの命令サイクルの中で実行さ
れる加算及び乗算に比して大幅に長い演算時間を必要と
する。式（１）及び（２）は積の正負の符号方法を表
す。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【外７】
【００１７】正弦関数の値は計算する必要がない。これ
らの値はルックアップテーブルから読取ることができ
る。ＳＮ比（ＳＮＲ）及び予測利得Ｇｐは、男性及び女
性の音声の音声サンプルで測定される。予測利得は約１
６．５ｄＢであり、ＳＮ比は約３２ｄＢである。
らの値はルックアップテーブルから読取ることができ
る。ＳＮ比（ＳＮＲ）及び予測利得Ｇｐは、男性及び女
性の音声の音声サンプルで測定される。予測利得は約１
６．５ｄＢであり、ＳＮ比は約３２ｄＢである。
【００１８】ＳＮＲは式（３）により計算され、その際
ｓinは符号装置力信号であり、ｓoutは復号装置出力信
号である。
ｓinは符号装置力信号であり、ｓoutは復号装置出力信
号である。
【００１９】
【数２】
【００２０】予測利得Ｇｐはつぎのように計算できる。
【００２１】ＧP＝σs 2／σe 2 σs 2＝Ｖ（ｓ）ｎ））、σs 2＝Ｖ（ｅ（ｎ））
【００２２】
【外８】
【００２３】
【外９】
【００２４】ｋ及びｄ及びｐの値は、従来技術に基づい
て実験的に求められ。
て実験的に求められ。
【００２５】正規化された予測誤差信号ｕ（ｎ）は、１
６段量子化器６により４ビットワードに符号化される。
量子化段は、正規化された予測誤差信号ｕ（ｎ）の振幅
密度分布から最小の量子化器障害出力を考慮して求めら
れた。次の表は、量子化器６の８つの正の期間を示し、
所属の量子化された値及び符号ワードを示す。その上、
音声サンプルに基づいて求められた振幅期間頻度が記載
されている。量子化器６の負の特性曲線は、図４に示さ
れている正の特性曲線に対して対称である。
６段量子化器６により４ビットワードに符号化される。
量子化段は、正規化された予測誤差信号ｕ（ｎ）の振幅
密度分布から最小の量子化器障害出力を考慮して求めら
れた。次の表は、量子化器６の８つの正の期間を示し、
所属の量子化された値及び符号ワードを示す。その上、
音声サンプルに基づいて求められた振幅期間頻度が記載
されている。量子化器６の負の特性曲線は、図４に示さ
れている正の特性曲線に対して対称である。
【００２６】 期 間 上 限 量子化された値 頻度値 符号ワード ｕ（ｎ） Ｐ(ｕ(ｎ)) Ｃ（ｎ） ０ 0.000 - - - １ 0.305 0.151 0.144 000 ２ 0.629 0.459 0.112 001 ３ 0.993 0.799 0.089 010 ４ 1.409 1.187 0.066 011 ５ 1.915 1.632 0.046 100 ６ 2.589 2.195 0.028 101 ７ 3.628 2.983 0.012 110 ８ - 4.382 0.003 111 前述の符号化方式は、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）ＭｏｔｏｒｏｌａＤＳＰ５６００１で実施されてい
る。この実施は音声記憶の領域内で行われている。ＤＳ
Ｐ５６００１は２４ビット・固定小数点数演算で動作
し、従ってすべての符号の変数及び定数は２４ビット精
度で表すことができる。計算は、ＤＳＰの拡張された累
算器レジスタにより４８又は５６ビット精度で行われ
る。
Ｐ）ＭｏｔｏｒｏｌａＤＳＰ５６００１で実施されてい
る。この実施は音声記憶の領域内で行われている。ＤＳ
Ｐ５６００１は２４ビット・固定小数点数演算で動作
し、従ってすべての符号の変数及び定数は２４ビット精
度で表すことができる。計算は、ＤＳＰの拡張された累
算器レジスタにより４８又は５６ビット精度で行われ
る。
【００２７】図５は符号装置１のフローチャートを示
す。復号装置２も同様に構成されているが、この場合に
はｕ（ｎ）の計算及び量子化のルーチンがない。符号装
置１及び復号装置２は目標ハードウェアで同時に作動さ
れないので、それらの共通のルーチンはプログラムコー
ドの中にただ１つだけ含まれている。この手法により復
号器の大きさのメモリ場所が節約できる。
す。復号装置２も同様に構成されているが、この場合に
はｕ（ｎ）の計算及び量子化のルーチンがない。符号装
置１及び復号装置２は目標ハードウェアで同時に作動さ
れないので、それらの共通のルーチンはプログラムコー
ドの中にただ１つだけ含まれている。この手法により復
号器の大きさのメモリ場所が節約できる。
【００２８】本発明の方法を実施する際に、技術的な限
定条件に起因して所要演算規模を小さくすることが考慮
された。
定条件に起因して所要演算規模を小さくすることが考慮
された。
【００２９】所要演算量を減少する措置は、前述の強度
推測値Ｉ（ｎ）の計算の簡単化である。公知の符号化方
式を説明する際にＩ（ｎ）は、信号プロセッサにより例
えば多項式近似法により近似されるされる指数関数２x
を用いて計算される。このために通常は複数のプログラ
ムステップが必要である。
推測値Ｉ（ｎ）の計算の簡単化である。公知の符号化方
式を説明する際にＩ（ｎ）は、信号プロセッサにより例
えば多項式近似法により近似されるされる指数関数２x
を用いて計算される。このために通常は複数のプログラ
ムステップが必要である。
【００３０】本発明の方法を１つの変形では、Ｉ（ｎ）
を計算する際に指数の整数部分のみが考慮される。これ
により指数関数は簡単なビットの桁のシフト演算操作す
ることができる。この簡単化により所要演算時間を１２
％減少できる。その上、所要メモリ場所量を約１０％減
少できる。
を計算する際に指数の整数部分のみが考慮される。これ
により指数関数は簡単なビットの桁のシフト演算操作す
ることができる。この簡単化により所要演算時間を１２
％減少できる。その上、所要メモリ場所量を約１０％減
少できる。
【００３１】この場合の欠点は、残差信号の振幅が大き
くなり、これにより量子化誤差が大きくなることにあ
る。
くなり、これにより量子化誤差が大きくなることにあ
る。
【００３２】両方の方法を比較すると、整数のみにより
近似される指数の場合にはＳＮＲが、多項式近似法（こ
の場合のＳＮＲは約３３ｄＢ）の場合に比して０．７％
小さい。主観的な聴力検査ではこの差は感知できなかっ
た。
近似される指数の場合にはＳＮＲが、多項式近似法（こ
の場合のＳＮＲは約３３ｄＢ）の場合に比して０．７％
小さい。主観的な聴力検査ではこの差は感知できなかっ
た。
【図１】本発明の方法を実施する広帯域ＡＤＰＣＭ−Ｃ
ＯＤＥＣのブロック回路図である。
ＯＤＥＣのブロック回路図である。
【図２】図１の配置の予測フィルタのブロック回路図で
ある。
ある。
【図３】図１の装置の強度推測器のブロック回路図であ
る。
る。
【図４】図１の装置のための量子化特性曲線の正の部分
を示す図である。
を示す図である。
【図５】図１の装置のための音声記憶モジュールのプロ
グラム構成のフローチャートである。
グラム構成のフローチャートである。
１ 符号装置 ２ 復号装置 ３ 予測器 ４ 強度推測器 ５ 復号器 ６ 符号器 ７ チャネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−259096（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43898（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−73099（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−106599（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−51300（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−45614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/36 G10L 19/00
Claims (2)
- 【請求項１】 【外１】 前記逆量子化器の前記出力信号（ｕ（ｎ））の絶対値を
形成し、 １からのこの出力信号（ｕ（ｎ））の絶対値のずれを、
より高い周波数の信号成分を減衰して累算及び制限する
ことにより求めることを特徴とする音声信号の符号化伝
送方法。 - 【請求項２】 推測強度を指数関数２xを用いｘの整数
部分のみを考慮して求めること特徴とする請求項１に記
載の音声信号の符号化伝送方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4340387.5 | 1993-11-26 | ||
| DE4340387A DE4340387C1 (de) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | Verfahren zur codierten Übertragung von Sprachsignalen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202713A JPH07202713A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3294024B2 true JP3294024B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=6503552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28540594A Expired - Fee Related JP3294024B2 (ja) | 1993-11-26 | 1994-11-18 | 音声信号の符号化伝送方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5715366A (ja) |
| JP (1) | JP3294024B2 (ja) |
| DE (1) | DE4340387C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7036804B2 (ja) | 2016-09-26 | 2022-03-15 | トルンプ ヴェルクツォイクマシーネ ゲーエムベーハー＋シーオー．ケージー | 板状工作物の加工のための工具および工具機械並びに方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2171922C (en) * | 1995-03-31 | 2001-12-11 | Joseph Michael Nowack | Decoder and method therefor |
| US6352536B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-03-05 | Sherwood Services Ag | Bipolar electrosurgical instrument for sealing vessels |
| JP3462066B2 (ja) * | 1998-01-29 | 2003-11-05 | 株式会社東芝 | Ａｄｐｃｍ圧縮装置、ａｄｐｃｍ伸長装置及びａｄｐｃｍ圧縮伸長装置 |
| US7657793B2 (en) * | 2006-04-21 | 2010-02-02 | Siemens Corporation | Accelerating software rejuvenation by communicating rejuvenation events |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677423A (en) * | 1986-01-06 | 1987-06-30 | American Telephone & Telegraph, At&T Bell Laboratories | ADPCM coder-decoder including partial band energy transition detection |
| IL80103A0 (en) * | 1986-09-21 | 1987-01-30 | Eci Telecom Limited | Adaptive differential pulse code modulation(adpcm)system |
| US5083310A (en) * | 1989-11-14 | 1992-01-21 | Apple Computer, Inc. | Compression and expansion technique for digital audio data |
| JPH04127747A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Toshiba Corp | 可変レート符号化方式 |
| US5319573A (en) * | 1992-01-15 | 1994-06-07 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for noise burst detection in a signal processor |
| US5317522A (en) * | 1992-01-15 | 1994-05-31 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for noise burst detection in a signal processor |
-
1993
- 1993-11-26 DE DE4340387A patent/DE4340387C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-11-17 US US08/342,059 patent/US5715366A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-18 JP JP28540594A patent/JP3294024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7036804B2 (ja) | 2016-09-26 | 2022-03-15 | トルンプ ヴェルクツォイクマシーネ ゲーエムベーハー＋シーオー．ケージー | 板状工作物の加工のための工具および工具機械並びに方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07202713A (ja) | 1995-08-04 |
| US5715366A (en) | 1998-02-03 |
| DE4340387C1 (de) | 1994-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020219 |
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