JPH01264421A - 符号化フレーム構成処理方式 - Google Patents

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、信軌度の低い伝送路を介して信号をディジタ
ル伝送するときに適用される適応符号化方式に関するも
ので、特に適応ビット配分を行う音声符号化についての
符号化フレーム構成処理方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の伝送系に用いられる符号化方式は、符号誤りのき
わめて少ない高信頼度のディジタル信号伝送路を前提と
して構成されていたため、移動無線伝送路のように符号
誤りが頻発する劣悪な伝送系に適用する場合には、符号
の誤り率を低く抑えるために誤り訂正符号化技術等の高
信頼化技術が適用されていた。しかし、これらの技術を
用いても符号誤りの発生を完全に防ぐことは難しく、移
動無線伝送路等に適用する場合には誤りが残留すること
になる。

適応ビット配分を用いると、フレーム毎に変化する信号
に応じて量子化ビット数が変わるため。

量子化ビット数（適応ビット配分情１１りを符号化し伝
送することが必要である。適応ビット配分情報に伝送路
での誤りが残留すると、誤りのある適応ビット配分情報
が復号されることになる。この誤差を含む適応ビット配
分情報を基に受信ビット系列をアンバンキングすると、
ビットのパッキング位置に誤解が生じることになり、送
られた情報とそれを量子化したビットとの対応に誤りが
生じる。この状況を第２図を用いて説明する。

伝送される（誤り無しの）ビット配分情報（Ｎ子化ビッ
ト数）と、この量子化ビット数で量子化された符号化ビ
ット系列とを、対応するようにして第２図（ａｌに示す
。この例では、第１サブ区間での量子化ビット数は４ビ
ツト、第２サブ区間以下では３ビツトである。受信され
た（誤りがある）ビット配分情報（量子化ビット数）と
、この量子化ピッ１−ＩＯで量子化された符号化ビット
系列とを。

同様にして第２図１ｂ）に示す。伝送路での誤りが第１
サブ区間のビット配分情報に生じた結果、３ビツト鼠子
化と誤解された例である。その結果、量子化ビットのバ
フキング位置に誤解が生じ、第１サブ区間の１部および
第２サブ区間以下の信号はその信号の量子化ビットとは
別のビットを元に復号されることになる。例えば、受信
側で復号される。第１フレームの第２サンプル５ａ１２
は、？ｌｌフレームのビット配分情報の誤りにより、Ｓ
、ＩＬの第４ビツトと８．１２の第１および第２ビツト
から構成されることになる。そのため、受信側で５ｊ１
２から復号された値は送信側で３．１２に符号化される
前の値と全く異なるものとなり、大きな歪みが生じる。

以上述べたように、従来の符号化方式では、符号化され
たビットと復号化するピントの位置の誤解に対して、特
別の対策を施していなかったため適応ビット配分を用い
る符号化においてビット配分情報に誤りが発生すると、
復号信号には大きな歪みが生じるという問題点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は誤りのある適応ピント配分情報を復号した場合
であっても、適応量子化されたサブ区間信号の復号にお
いて量子化ビットの位置の誤解を極力押さえ７また誤解
が発生してもその影響を小さくすることを目的とする。

〔目的を実現する手段〕

復号された適応ビット配分情報に誤りがあっても、複数
の特定ビットについては復号過程でその位置についての
誤解が発生しないように符号化フレームを構成し１位置
の誤解の生じないピント位置に最も重要度の高いビット
をパッキングするようにしており、そのため信号を一定
時間のフレー・ムに分割し、フレーム毎に信号を一定ビ
ット数に圧縮して符号化する処理方式において、フレー
ム内の信号を、複数のサブ区間に分割する手段と。

サブ区間の信号をベクトルまたはスカラ量子化する手段
と、ベクトルまたはスカラ量子化における量子化ビット
配分をフレーム毎に適応的に決定する手段およびその量
子化ビット配分情報を符号化する手段とを備え、該量子
化ビット配分情報に誤りが発生しても、フレームの符号
化ビット数が一定でかつサブ区間の信号数が固定という
条件を利用して、復号過程で、誤解が生しない特定のビ
ット位置を持つ符号化フレームを構成し、該特定ビット
位置に最も重要度の高いビットをバンキングする手段を
備えることを特徴とする。

〔作　用〕

本発明は、フレームの符号化ビット数一定およびサブ区
間の信号数固定という条件を用いて１例えば、サブ区間
の最初と最後との信号のように。

量子化ビット配分情報に誤りが生じても誤解の生じない
ビット位置に、最も重要度の高いビットをパッキングし
ているため、伝送路で発生した誤りによって適応ビット
配分情報の符号化ビットに誤りが生しても、その影否を
最小とし、復号信号に生しる歪みを小さく押さえること
ができる。

〔実施例１〕 本発明は、信号をフレーム化し各フレームをサブ区間に
分けそれぞれのサブ区間に配分される量子化ピント数を
フレーム毎に決定する手段を含む符号化方式に適用され
る。以下では、音声信号を符号化する場合を取上げて説
明する。音声符号化方式の中でも、各フレームの音声を
周波数領域でＮ個のサブ区間に分割する帯域分割符号化
方式Ｃ３ＢＣ：サブバンド符号化方式）を例にとって本
発明の１実施例を説明する。本実施例では各サブ区間に
含まれるサンプルの数は等しく、これをＭとする。本発
明は他の分割方法にも適用でき。

たとえば時間軸上で音声信号をサブ区間に分ける時間分
割符号化２さらに帯域分割符号化と時間分割符号化の両
方を用いてサブ区間に分割する符号化に対しても適用で
きる。

第１図は本発明の一実施例符号化方式を示す。

図中、ｌはサブ区間分割変換部、２ば量子化部。

３は適応ビット配分処理部、４はパッキング部。

５は多重化部、６は逆多重化部、７は逆パッキング部、
８は逆里子化部、９は逆適応ビット配分処理部、１０は
サブ区間分合酸部を表わしている。本発明は、線形予測
符号化、適応変換符号化等の処理をさらに含む符号化処
理方式においても、第１図図示の構成を含む符号化処理
方式が用いられていれば適応することができる。

まず説明に用いる表記法を定義しておく。第ｎ（ｎ−１
〜Ｎ）サブ区間のサンプルの量子化ビット数をに７と表
す。さらに、第ｎサブ区間の第ｍｃｍ＝ｉ〜Ｍ）サンプ
ルを符号化したビット　（ビット数はに、）のＭ　Ｓ　
Ｂ　（Ｍｏｓｔ　５１ｇｎ１ｆｉｃａｎｔ　Ｂｉｔ）を
Ｓ　（ｎ、　ｍ、　　１）と表し、ＭＳＢよりも１ビッ
ト重みが減るとＳ　（ｎ、ｍ、２）　　と表し、順番に
数を′増して行きＬＳＢをｓ　　（ｎ＋　　ｍ、　　Ｋ
１１　）　と表すこととする。

パッキング法１ 最低域の第１サンプル、その上の帯域の第１サンプル、
さらにその上の帯域の第１サンプルの順番にパフキング
し最高域の第１サンプルまでバンキングし、最低域の第
２サンプルという順番でパッキングし最高域の第Ｍ（最
後の）サンプルまでパッキングして完了する。

パッキングする順番を、上記の記号を用いて第１表に示
す。１行目の左端のビットから順にバンキングを始め、
右端まで来たら９次の行を左端のビットから順にパッキ
ングし、右下のビットをパッキングして終了する。ただ
し第１表の例では。

帯域を低域、中域、高域の３帯域に分割し、低域のサン
プルには３ビツト、中域のサンプルに２ビツト、高域の
サンプルにはｌビットの■子化ビットが配分されるとし
、各帯域内のサンプル数を５とする。第１表において、
左端から右端までは（ε号数固定の条件により６ビツト
固定であるため。

左端と右端のビットは、もし、量子化ビット配分情報に
誤りが発生しても、誤解は発生しない。

第　　１　　表 ムリ阻 パフキング法２は、パッキング法１と類似した手法であ
るが、低域のサンプルをバンキングした後その上の帯域
を飛ばして２つ上の帯域のサンプルをパッキングする点
に特徴がある。それ以降については、順に高い周波数の
帯域をバンキングしていき、最後に低域より１つ上の帯
域をバンキングする。帯域数、ビット配分、および帯域
のサンプル数がパッキング法１と同じ場合について、同
様のビットを表現記号を用いてパッキングの順番を第２
表に示す。

５１（１＋Ｏ＋ｌｊ＋ｂＬｌ＋０＋ＺＪ＋）（１＋５＋
Ｊ）　、ｂ（３１ｂ、ＩＪ、Ｓ（Ｚ、ｂ、Ｚ）、　　　
Ｓ（２，ｂ、ｌ）誤解の発生しない位置である右端と左
端（アンダーライン）に、低域および高域のＭＳＢをバ
・７キングしている点が特徴である。

バンキング法３ 分割された各帯域に、その帯域の持つ重要度の順番で１
名前（番号）を付ける。最も重要な帯域をす５２次に重
要な帯域をｂ２とし１重要度の最も低い帯域をす、ｌと
呼ぶこととする。ｂ１帯域の第１サンプルをパッキング
したｅ、ｂｚ帯域を飛ばしてｂ３帯域の第１サンプルを
バンキングする。

次からは順にｂ４．、ｂ、・・・それぞれの帯域の第１
サンプルをパッキングしていき、ｂＨ帯域の第１サンプ
ルの次にｂ２帯域の第１サンプルをパッキングする。第
２サンプルについても、同様にパ・ノキングを進める。

これを繰り返して、第１サンプルまでパッキングしてｌ
フレームのパッキングが終わる。帯域数を３．ｂ１帯域
へのビット配分を３ビツト、ｂ２帯域へのビット配分を
２ビツト　ｂコ帯域へのビット配分を１ビツトで、各帯
域のサンプル数５の場合について、ビットを表す記号を
用いてパッキングの順番を第３表に示す。誤解の発生し
ない位置である右端と左端（アンダーライン）に、最重
要および次に重要な帯域のＭＳＢをバンキングしている
点が特徴である 〔′実施例２〕 ｌフレームの音声をＮ個のサブ区間に分けるが。

各サブ区間に含まれるサンプル数が異なる場合の実施例
について説明する。ただし、各サブ区間に含まれるサン
プル数には条件があり、どのサブ区間のサンプル数も最
少数のサンプルのサブ区間のサンプル数の整数倍の関係
にあるものとする。ここでは、音声を周波数軸にそって
３つの帯域（低域、中域、高域）信号に分けそれぞれを
サブ区間（８号として符号化処理方式の場合について説
明する。最少サンプル数（Ｓサンプル）の帯域を最高域
とし、低域、中域、高域のサンプル数が、５ＸＲＬ　、
ＳＸＲＭ　、Ｓ　　（Ｓ、ＲＬ、ＲＭ　＋　　は整数と
する）であって、それぞれの帯域の量子化ビット数が３
．２．１ビツトの場合について説明する。

バヱ土ｌ五抜土 ビットを表す記号を用いてパッキングの順番を。

左上から右下の順に、第４表に示す。アンダーラインの
ビットについては位置に誤解が生じない。

以下余白 第４表 バ・７キング法２ ビットを表す記号を用いてパッキングの順番を。

左上から右′下の順に、第５表に示す。アンダーライン
のビットについては位置に誤解が生じない。

〔本発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば、量子化ビット配
分情報に誤りが発生しても符号化と復号化の間で位置に
誤解の生じないビットが必ず存在するようにし、さらに
この誤解の生じない位置に重要なビットをパッキングす
ることを特徴とじている。そのため、量子化ビット配分
情報に発生した誤りの影響が重要なビットの復号に及ぶ
ことを軽減でき、符号誤りによる信号の歪みを小さくで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例ブロック図、第２図は従来の
方式において適応ビット配分情報に誤りが発生した場合
に、復号されるピッ１ル位置に誤解が生ずることを説明
する図である。 図中、ｌはサブ区間分割変換部、２は量子化部。 ３は適応ビット配分処理部、４はパッキング部。 ５は多重化部、６は逆多重化部、７は逆バンキング部、
８は逆量子化部、９は逆適応ビット配分処理部、１０は
サブ区間分合底部を表わす。 特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　信号を一定時間のフレームに分割し、フレーム毎に信
   号を一定ビット数に圧縮して符号化する処理方式におい
   て、 フレーム内の信号を、複数のサブ区間に分割する手段と
   、サブ区間の信号をベクトルまたはスカラ量子化する手
   段と、ベクトルまたはスカラ量子化における量子化ビッ
   ト配分をフレーム毎に適応的に決定する手段およびその
   量子化ビット配分情報を符号化する手段とを備え、 該量子化ビット配分情報に誤りが発生しても、フレーム
   の符号化ビット数が一定でかつサブ区間の信号数が固定
   という条件を利用して、 復号過程で、誤解が生じない特定のビット位置を持つ符
   号化フレームを構成し、該特定ビット位置に最も重要度
   の高いビットをパッキングする手段を備えることを特徴
   とする符号化フレーム構成処理方式。