JPH0143491B2 - - Google Patents
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- JPH0143491B2 JPH0143491B2 JP59183853A JP18385384A JPH0143491B2 JP H0143491 B2 JPH0143491 B2 JP H0143491B2 JP 59183853 A JP59183853 A JP 59183853A JP 18385384 A JP18385384 A JP 18385384A JP H0143491 B2 JPH0143491 B2 JP H0143491B2
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- Japan
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- noise
- received code
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- delta modulation
- sample
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Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
本発明は、音声等のアナログ信号のデイジタル
伝送に用いるデルタ変調方式の品質改善に関する
ものである。 通信のデイジタル化に必要な各種の音声符復号
方式が検討されている。そのうち、デルタ変調
（各種の適応法を用いた適応デルタ変調方式が提
案されているが、本発明はこれらの適応方法に関
係なく適用できるので、以下、これらを総称して
デルタ変調と呼ぶ。）は、音声信号等を高速度で
標本化して１ビツトで符号化するもので、符復号
器の構成が簡単であるほか、ワード同期やフレー
ム同期を必要としないこと、伝送符号誤りに強い
ことなど、他の符復号方式に比べて優れた特徴を
持つている。しかし、伝送帯域幅に制限のある移
動通信等に適用するために、16kbps程度に情報
伝送速度を落とすと、符号化雑音が強くなり、復
号音声の品質が劣化する。 デルタ変調の符号化雑音は、傾斜過負荷雑音と
粒子性雑音に大別される。第１図は、デルタ変調
符号部への入力信号と復号サンプル値系列の典型
例を示したものであるが、図中に斜線を施した領
域が傾斜過負荷雑音に当たり、同種受信符号列
（図では＋の連続）に対応している。図中に点を
施した領域が粒子性雑音に当たり、受信符号列の
交番（図では＋−＋）に対応している。両種の雑
音は共に品質劣化の要因となるが、16kbps程度
の情報伝送速度では、粒子性雑音の方がより耳障
りとなる。 本発明は、上述の受信符号列と符号化雑音の対
応関係に着目し、受信符号列の観測に基づいて粒
子性雑音を軽減し、復号音声の品質を改善するこ
とを目的としている。 デルタ変調復号部において、サンプル時点ｉの
受信符号をbi、復号出力をzi、本発明を適用した
軽減処理後の出力をyiと各々標記することとし、
１サンプル前の受信符号bi-1とbiが異符号（bi-1≠
bi）のときに、 yi-1＝ａ・zi-2＋（１−ａ）zi-1 …(1) とし、bi-1とbiが同符号（bi-1＝bi）のときに、 yi-1＝zi-1 …(2) とする。ただし、ａは重み係数である。以上の式
(1)及び(2)で説明した本発明の構成図を第２図に示
す。 以下、図に従い本発明を説明する。第１図は、
前述のとおり、デルタ変調における受信符号列と
符号化雑音の一般的な対応関係を示した図で、１
１は符号部への入力波形、１２は復号出力、１３
は受信符号列、１４はサンプリング間隔である。
第２図が本発明の構成を示したブロツク図で、２
１は受信符号列、２２は復号出力のサンプル、２
３は１サンプル遅延回路、２４は重み付け加算を
用いた符号化雑音軽減処理部、２５は符号化雑音
軽減後の出力である。 第１図で斜線を施した傾斜過負荷雑音は、符号
部入力波形１１の傾斜（サンプル値の差分）より
もデルタ変調の量子化ステツプサイズ（復号出力
１２の階段の高さに当たる）が小さいため、復号
出力が入力波形の変化に追従できないことによつ
て生じる。一方、本発明で問題としている粒子性
雑音（第１図に点を施した）は、符号部入力の傾
斜に比べ、量子化ステツプサイズが大きすぎるた
め（適応デルタ変調においては、同ステツプサイ
ズを適応的に急に小さくできないため。）、符号部
入力波形１１に対して復号出力１２が符号の交番
する誤差（粒子性雑音）を示し、これが聞き取り
上の障害となる。このとき受信符号列１３も交番
している。したがつて、第２図に示した受信符号
列２１のうち、biとbi-1を比較し、それが交番し
ているときに、重み付け加算を用いた符号化雑音
軽減処理部２４で(2)式に示した前後の復号サンプ
ル値（復号サンプル値系列２２のうちzi-1及び
zi-2）の一種の平均操作を行うことによつて、粒
子性雑音を軽減させることができる。なお、本発
明の適用により受信符号列biと軽減処理後の出力
yi-1には１サンプル分の遅延（16kHzサンプリン
グにおいては62.5μsに当たる。）が生じるが、実
用上問題にならない。 デルタ変調の一例として複合適応デルタ変調
（中津井、“複合適応デルタ変調の品質評価”、日
本音響学会・昭和58年度秋季研究発表会・講演論
文集、223ページに所載）に、本発明を適用した
場合の効果を以下に説明する。16kbps複合適応
デルタ変調の計算機シミユレーシヨンにおいて、
符号部への入力サンプル値系列をxi、復号部にお
いて本発明による軽減処理を施した後の出力サン
プル値系列をyi、受信符号列をbiとし、符号雑音
niを ni＝xi−yi …(3) とし、biとbi-1が異符号（bi≠bi-1）のときniは粒
子性雑音riであるとし、次式で定義されるセグメ
ンタル信号対雑音比Ｓ／NQ Ｓ／NQ＝１／ＮN-1 〓j=0 10log10（M 〓i=1 X2 jM+i／M 〓i=1 n2 jM+i） …(4) 及び(4)式におけるniをriで置き換えたセグメン
タル信号対粒子性雑音比Ｓ／NGを客観品質尺度
として採用した。ただし、(4)式のＭはセグメント
のサンプル数であり、256（16ｍｓに相当）とし、
Ｎはセグメントの総数である。(1)式の重み係数ａ
を０から１まで変化させ、男女各２名の発声した
文章の音声資料を用いて、先に定義した客観品質
尺度を実測した結果を第３図に示す。なお、ａ＝
０は軽減処理のない場合に当たる。第３図から、
重み係数ａの増加に伴つてＳ／NQ及びＳ／NG
共に改善されており、特に、粒子性雑音に対する
Ｓ／NGの改善が著しいことが分かる。 以上に示した客観品質尺度上の改善を主観的に
評価するために、11名の被験者を用いて対比較試
験を実施した。評価対象としては、重み係数ａが
０，0.3，0.6及び1.0の４条件で前述の文章の音声
資料を処理したものを用いた。対比較試験結果よ
り算出した好みの比率（％）を第１表に示す。軽
減処理のないａ＝０の場合に比べて軽減処理のあ
る場合の好みの比率はいずれも高く、特に、ａ＝
０とａ＝0.3の条件間ではｔ検定で統計的に有意
な差が示された。
伝送に用いるデルタ変調方式の品質改善に関する
ものである。 通信のデイジタル化に必要な各種の音声符復号
方式が検討されている。そのうち、デルタ変調
（各種の適応法を用いた適応デルタ変調方式が提
案されているが、本発明はこれらの適応方法に関
係なく適用できるので、以下、これらを総称して
デルタ変調と呼ぶ。）は、音声信号等を高速度で
標本化して１ビツトで符号化するもので、符復号
器の構成が簡単であるほか、ワード同期やフレー
ム同期を必要としないこと、伝送符号誤りに強い
ことなど、他の符復号方式に比べて優れた特徴を
持つている。しかし、伝送帯域幅に制限のある移
動通信等に適用するために、16kbps程度に情報
伝送速度を落とすと、符号化雑音が強くなり、復
号音声の品質が劣化する。 デルタ変調の符号化雑音は、傾斜過負荷雑音と
粒子性雑音に大別される。第１図は、デルタ変調
符号部への入力信号と復号サンプル値系列の典型
例を示したものであるが、図中に斜線を施した領
域が傾斜過負荷雑音に当たり、同種受信符号列
（図では＋の連続）に対応している。図中に点を
施した領域が粒子性雑音に当たり、受信符号列の
交番（図では＋−＋）に対応している。両種の雑
音は共に品質劣化の要因となるが、16kbps程度
の情報伝送速度では、粒子性雑音の方がより耳障
りとなる。 本発明は、上述の受信符号列と符号化雑音の対
応関係に着目し、受信符号列の観測に基づいて粒
子性雑音を軽減し、復号音声の品質を改善するこ
とを目的としている。 デルタ変調復号部において、サンプル時点ｉの
受信符号をbi、復号出力をzi、本発明を適用した
軽減処理後の出力をyiと各々標記することとし、
１サンプル前の受信符号bi-1とbiが異符号（bi-1≠
bi）のときに、 yi-1＝ａ・zi-2＋（１−ａ）zi-1 …(1) とし、bi-1とbiが同符号（bi-1＝bi）のときに、 yi-1＝zi-1 …(2) とする。ただし、ａは重み係数である。以上の式
(1)及び(2)で説明した本発明の構成図を第２図に示
す。 以下、図に従い本発明を説明する。第１図は、
前述のとおり、デルタ変調における受信符号列と
符号化雑音の一般的な対応関係を示した図で、１
１は符号部への入力波形、１２は復号出力、１３
は受信符号列、１４はサンプリング間隔である。
第２図が本発明の構成を示したブロツク図で、２
１は受信符号列、２２は復号出力のサンプル、２
３は１サンプル遅延回路、２４は重み付け加算を
用いた符号化雑音軽減処理部、２５は符号化雑音
軽減後の出力である。 第１図で斜線を施した傾斜過負荷雑音は、符号
部入力波形１１の傾斜（サンプル値の差分）より
もデルタ変調の量子化ステツプサイズ（復号出力
１２の階段の高さに当たる）が小さいため、復号
出力が入力波形の変化に追従できないことによつ
て生じる。一方、本発明で問題としている粒子性
雑音（第１図に点を施した）は、符号部入力の傾
斜に比べ、量子化ステツプサイズが大きすぎるた
め（適応デルタ変調においては、同ステツプサイ
ズを適応的に急に小さくできないため。）、符号部
入力波形１１に対して復号出力１２が符号の交番
する誤差（粒子性雑音）を示し、これが聞き取り
上の障害となる。このとき受信符号列１３も交番
している。したがつて、第２図に示した受信符号
列２１のうち、biとbi-1を比較し、それが交番し
ているときに、重み付け加算を用いた符号化雑音
軽減処理部２４で(2)式に示した前後の復号サンプ
ル値（復号サンプル値系列２２のうちzi-1及び
zi-2）の一種の平均操作を行うことによつて、粒
子性雑音を軽減させることができる。なお、本発
明の適用により受信符号列biと軽減処理後の出力
yi-1には１サンプル分の遅延（16kHzサンプリン
グにおいては62.5μsに当たる。）が生じるが、実
用上問題にならない。 デルタ変調の一例として複合適応デルタ変調
（中津井、“複合適応デルタ変調の品質評価”、日
本音響学会・昭和58年度秋季研究発表会・講演論
文集、223ページに所載）に、本発明を適用した
場合の効果を以下に説明する。16kbps複合適応
デルタ変調の計算機シミユレーシヨンにおいて、
符号部への入力サンプル値系列をxi、復号部にお
いて本発明による軽減処理を施した後の出力サン
プル値系列をyi、受信符号列をbiとし、符号雑音
niを ni＝xi−yi …(3) とし、biとbi-1が異符号（bi≠bi-1）のときniは粒
子性雑音riであるとし、次式で定義されるセグメ
ンタル信号対雑音比Ｓ／NQ Ｓ／NQ＝１／ＮN-1 〓j=0 10log10（M 〓i=1 X2 jM+i／M 〓i=1 n2 jM+i） …(4) 及び(4)式におけるniをriで置き換えたセグメン
タル信号対粒子性雑音比Ｓ／NGを客観品質尺度
として採用した。ただし、(4)式のＭはセグメント
のサンプル数であり、256（16ｍｓに相当）とし、
Ｎはセグメントの総数である。(1)式の重み係数ａ
を０から１まで変化させ、男女各２名の発声した
文章の音声資料を用いて、先に定義した客観品質
尺度を実測した結果を第３図に示す。なお、ａ＝
０は軽減処理のない場合に当たる。第３図から、
重み係数ａの増加に伴つてＳ／NQ及びＳ／NG
共に改善されており、特に、粒子性雑音に対する
Ｓ／NGの改善が著しいことが分かる。 以上に示した客観品質尺度上の改善を主観的に
評価するために、11名の被験者を用いて対比較試
験を実施した。評価対象としては、重み係数ａが
０，0.3，0.6及び1.0の４条件で前述の文章の音声
資料を処理したものを用いた。対比較試験結果よ
り算出した好みの比率（％）を第１表に示す。軽
減処理のないａ＝０の場合に比べて軽減処理のあ
る場合の好みの比率はいずれも高く、特に、ａ＝
０とａ＝0.3の条件間ではｔ検定で統計的に有意
な差が示された。
【表】
＊ 有意差
以上のように、本発明は極めて簡単な処理によ
り客観的にも主観的にも品質改善効果を示してお
り、特に、人の聴感上で有意な改善効果を示した
ことの意義は大きい。
以上のように、本発明は極めて簡単な処理によ
り客観的にも主観的にも品質改善効果を示してお
り、特に、人の聴感上で有意な改善効果を示した
ことの意義は大きい。
第１図はデルタ変調における受信符号列と符号
化雑音の一般的な対応関係を示し、第２図は本発
明の構成を示し、第３図は本発明を適応した場合
に達成される客観的品質改善例である。図におい
て、１１……符号部への入力波形、１２……復号
出力、１３……受信符号列、１４……サンプリン
グ間隔、２１……受信符号列、２２……復号出力
のサンプル、２３……１サンプルの遅延回路、２
４……重み付け加算を用いた符号化雑音軽減処理
部、２５……符号化雑音軽減後の出力である。
化雑音の一般的な対応関係を示し、第２図は本発
明の構成を示し、第３図は本発明を適応した場合
に達成される客観的品質改善例である。図におい
て、１１……符号部への入力波形、１２……復号
出力、１３……受信符号列、１４……サンプリン
グ間隔、２１……受信符号列、２２……復号出力
のサンプル、２３……１サンプルの遅延回路、２
４……重み付け加算を用いた符号化雑音軽減処理
部、２５……符号化雑音軽減後の出力である。
Claims (1)
- １ デルタ変調の復号器の出力について、現受信
符号と１サンプル前の受信符号が異なる場合に、
１サンプル前の復号出力と２サンプル前の復号出
力との重み付け加算を行い、該重み付け加算値を
１サンプル前の出力とし、現受信符号と１サンプ
ル前の受信符号が同一の場合には、１サンプル前
の復号出力をそのまま１サンプル前の出力とする
ことを特徴とするデルタ変調復号器用雑音軽減方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18385384A JPS6162233A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | デルタ変調復号器用雑音軽減方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18385384A JPS6162233A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | デルタ変調復号器用雑音軽減方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162233A JPS6162233A (ja) | 1986-03-31 |
| JPH0143491B2 true JPH0143491B2 (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=16142969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18385384A Granted JPS6162233A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | デルタ変調復号器用雑音軽減方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6162233A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437900B1 (ko) * | 1996-12-24 | 2004-09-04 | 엘지전자 주식회사 | 음성코덱의음성데이터복원방법 |
| CN108233938B (zh) * | 2016-12-14 | 2021-06-01 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种基于fpga的ttp物理层解码方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221759A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Adaptive delta modulator and demodulator |
| JPS5586219A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-28 | Ibm | Adaptive delta modulating system |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18385384A patent/JPS6162233A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221759A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Adaptive delta modulator and demodulator |
| JPS5586219A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-28 | Ibm | Adaptive delta modulating system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6162233A (ja) | 1986-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |