JPH02131611A - デイジタル信号処理装置 - Google Patents

デイジタル信号処理装置

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JPH02131611A
JPH02131611A JP28545588A JP28545588A JPH02131611A JP H02131611 A JPH02131611 A JP H02131611A JP 28545588 A JP28545588 A JP 28545588A JP 28545588 A JP28545588 A JP 28545588A JP H02131611 A JPH02131611 A JP H02131611A
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Naoto Iwahashi
直人 岩橋
Kenzo Akagiri
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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】 A産業上の利用分野 本発明はディジタル信号処理装置に関し、例えばオーデ
ィオ信号等を高品質で記録、再生、伝送するようになさ
れたディジタル信号処理装置に適用して好適なものであ
る. B発明の概要 本発明は、ディジタル信号処理装置において、ノイズフ
ィルタの次数を予測化フィルタに比して高く設定するこ
とにより、従来に比して信号対量子化雑音比を改善する
ことができる. C従来の技術 従来、この種のディジタル信号処理装置においては、適
応予測符号化法(adaptive predicti
vecoding : A P C )の手法を用いて
オーディオ信号を符号化して情報圧縮することにより、
S/N比、明瞭度等の劣化を未然に防止してオーディオ
信号を高い伝送効率で伝送するようになされたものがあ
る(特開昭59−223033号公報、特開昭60−2
23034号公報、特開昭61−158217号公報、
特開昭6l158218号公報》. すなわち第4図において、1はディジタル信号処理装置
を示し、入カディジタル信号S1を予測化フィルタ3に
与える. 予測化フィルタ3は、第5図に示すように、直列接続さ
れた2つの遅延回路4A及び4Bの出力信号を乗算器5
A及び5Bで重み付けした後加算器6で加算するように
なされた2次のフィルタ回路で構成され、これにより乗
算器5A及び5Bの重み付け量でフィルタ特性が決まる
ようになされている. ディジタル信号処理装置1においては、当該予測化フィ
ルタ3の出力信号を人カディジタル信号SIと共に加算
器7に与えることにより、予測化フィルタ3の出力信号
と入力ディジタル信号SIの差信号でなる残差信号Sz
lを得る.線型予測分析器8は、当該残差信号SZ+を
受け、これにより入力ディジタル信号Slのスペクトラ
ム形状を所定期間ごとに検出し、当該検出結果に基づい
てパラメータ信号SPを出力して予測化フイルタ3のフ
ィルタ特性を切り換える.すなわち、入力ディジタル信
号S1のスペクトラムが、高い周波数帯域に分布してい
る場合は、乗算器5A及び5Bの重み付け量を値0に選
定し(以下ストレートPCMモードと呼ぶ)、残差信号
SZ+のスペクトラム形状を入力ディジタル信号Sl 
のスベクトラム形状と一敗させる.これに対して、スト
レートPCMモードから順次平坦なスペクトラム形状に
近づくと、乗算器5A及び5Bの重み付け量を、当該ス
ペクトラム形状に応じて値0.9375及び0 (以下
1次差分PCMモードと呼ぶ”) 、{11.7968
75及び−0.8125 (以下2次差分PCMモード
と呼ぶ)に切り換える.これにより予測化フィルタ3に
おいては、残差信号SZ+が小さくなるようにフィルタ
特性が切り換わる. さらに線型予測分析器8は、パラメータ信号spを予測
化フィルタ9及び伝送対象の予測化フィルタ10に出力
すると共に、残差信号Solの最大値に基づいてフロー
テイング係数信号S,を乗?器11に出力し、これによ
り所定のダイナミックレンジに補正された残差信号SZ
+を再量子化器l2に入力する. すなわち再量子化器l2は、加算器l3及び乗算器l1
を介して残差信号S■を受け、当該残差信号SZIを再
量子化して伝送対象に送出する.これに対して伝送対象
側においては、伝送路L1に送出された伝送信号SLI
を、乗算器11の逆特性でなる乗算器L8及び加算器2
0を介して予測化フィルタlOに受け、当該予測化フィ
ルタlOの出力信号を加算器20に帰還するようになさ
・れている. かくして予測化フィルタ10をパラメータ信号S,に基
づいて予測化フィルタ3と同様のフィルタ特性に切り換
えることにより、伝送イε号SLIを復号し得”Sこれ
により入力ディジタル信号SIに代えて残差信号Sol
を伝送した分、高い伝送効率で入カディジタル信号S1
を伝送し得るようになされている. このとき再量子化器12は、加算器21を介して入出力
信号の差信号S。を得、当該差信号S−,を乗算器11
の逆特性でなる乗算器22及び予測化フィルタ3と同特
性でなる予測化フィルタ9を介して加算器13に帰還す
ることにより、再量子化の際に生じる量子化雑音(すな
わち再量子化誤差信号でなり以下再量子化雑音と呼ぶ)
を抑圧するようになされている. ところで、この種のディジタル信号処理装置においては
、ノイズシェービングの手法を用いて再量子化雑音のス
ベクトラム形状を切り換えることにより、聴感上の信号
対量子化雑音比(SNR)を改善するようになされたも
のが提案されている(III!EETRANSACTI
ONS ON ACOUSTICS,SPEECH,A
NDSIGNAL PROCI’SS4NG.VOL.
ASSP−27,NO.3,JUNE 1979、電子
情報通信学会誌 4/’87 VOL.70.NO.4
頁392〜400、特開昭59−223032号公報、
特開昭60−103746号公報、特開昭61−158
220号公報)。
このノイズシェービングの手法は、再量子化雑音のスベ
クトラム形状をオーディオ信号のスペクトラム形状に近
偵させることにより、聴感上のマスキング効果を利用し
て信号対量子化雑音比を改善することを内容としている
. すなわち、第4図の構成においては、例えばストレー}
PCMモードにおいて、予測化フィルタ9の重み付け量
を予測化フィルタ3の重み付け量と異なる値に選定する
ことにより、再量子化雑音のスペクトラム形状をオーデ
ィオ信号のスペクトラム形状に近似させることができ、
これにより信号対量子化雑音比を改善し得るようになさ
れている. D発明が解決しようとする問題点 ところが、実際上第4図の構成においてノイズシェービ
ングの手法を用いる場合、信号対量子化雑音比の改善効
果が未だ不十分な問題があった.本発明は、以上の点を
考慮してなされたもので、従来に比して信号対量子化雑
音比を改善することができるディジタル信号処理装置を
提案しようとするものである. ?問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、予測化
フィルタ3と、予測化フィルタ3の入力信号S1及び出
力信号との差信号S■を出力する予測誤差検出手段7と
、差信号SZIを再量子化して出力する再量子化手段l
1、!2と、再量子化の際に生じる再量子化誤差信号S
ffを再量子化手段11、12に帰還するノイズフィル
タ41とを有するディジタル信号処理装置40において
、予測化フィルタ3に比して、ノイズフィルタ4lの次
数を高くする. F作用 予測化フィルタ3に比して、ノイズフィルタ4lの次数
を高くすれば、その分再量子化雑音のスペクトラム形状
を所望の形状に整形することができる. G実施例 第4図との対応部分に同一符号を付して示す第1図にお
いて、40は全体としてノイズシェービングの機能を備
えたディジタル信号処理装置を示し、予測化フィルタ9
に代えてノイズフィルタ41を設ける, 第2図に示すようにノイズフィルタ4lは、n段の直列
接続された遅延回路42A、42B、・・・・・・、4
2X1各遅延回路42A,42B、・・・・・・42X
の出力信号を重み付けする乗算器43A、43B、・・
・・・・、43X及び重み付けされた出力信号を加算す
る加算器44B、・・・・・・、44Xで構成されるよ
うになされたn次のフィルタ回路で構成されている. 従って、従来予測化フィルタ3と同じ次数の予測化フィ
ルタ9に代えて、次数の高いノイズフィルタ4lを用い
るようにしたことにより、再量子化雑音を従来に比して
所望の形状に近いスペクトラム形状に整形することがで
きる. すなわち第3図に示すように、ストレートPcMモード
、1次差分PCMモード及び2次差分PCMモードにお
いて、伝送対象側で復調された出力信号S0に含まれる
再量子化雑音SRを、それぞれ次式 S.= 1 −  1.336782−’+0.642
−”・・・・・・ (1) S.− 1 −  0.52−’         ・
・・・・・ (2)S,1= 1 − 0.32り  
   ・・・・・・(3)で表されるスペクトラム形状
にする. このようにすれば、ストレートPCMモードから順次高
い周波数帯域のスペクトラムが減少する1次差分PCM
モード及び2次差分PCMモードにおいて、当該スベク
トラムの減少に応じて再量子化雑音S.のスベクトラム
形状を、順次平坦なスベクトラム形状に整形することが
でき、その分ストレー}PCMモード以外のモードにお
いても、聴感上のマスキング効果を利用して信号対量子
化雑音比を改善することができる. ところで予測化フィルタ3の周波数特性をP(Z)、ノ
イズフィルタ41の周波数特性をR (Z)とおくと、
再量子化雑音のスペクトラム形状S.は、平坦な周波数
特性をΔとおいて、次式と表し得る。
従って再量子化雑音のスベクトラム形状S,を選定する
場合、次式 F  (Z)  =  1.336782−’+0.6
42−″F  (Z)−  0.52−’ F  (Z)−  0.32−’ 《7》 とおいて、(1)〜(3)式をまとめて、次式S7 −
Δ (1−F  (Z)  )て表せば、(8)式から
、次式 の関係が得られる. 従って、(9)式を解いて、次式 R  (Z)  −F  (Z)  +P  (Z)−
F  (Z)  ・ P  (Z) ・・・・・・ (10) の関係が得られる. ここで、ストレー}PCMモード、1次差分PCMモー
ド及び2次差分PCMモードにおいては、重み付け係数
がそれぞれ値0、値0.9375及び0、値1.796
875及び−0.8125でなることから、P (Z)
は、それぞれ、次式 P  (Z)  −0             ・・
・・・・ (11)P  (Z)  −0.93752
−’        ・・・・・・ (12)P  (
Z)  −1.7968752−’−0.81252−
”(l3) で表すことができる。
従って、(10)式にそれぞれ(5)〜(7)式及び(
11)〜(13)式を代入することにより、次式 R  (Z)=  1.336782−’+0.642
−”(l4) R  (Z)−1.43752−’+  0.4687
52−1(l5) R  (Z)  =2.0968752−’−1.35
15632 2−1+  0.243752−3 を得ることができ、ストレートPCMモードにおいては
、1段目及び2段目の乗算器43A及び43Bの重み付
け係数を値1.33678及び0.64とおき、3段目
以降を値0とおけばよいことが解る.さらに、1次差分
PCMモードにおいては、1段目及び2段目の乗算器4
3A及び43Bの重み付け係数を値1.4375及び0
.46875とおき、3段目以腎を{M Oとおけばよ
く、2次差分PCMモードにおいては、1段目、2段目
及び3段目の乗算器43A、43B及び43Cの重み付
け係数を値2.096875、−1.351563及び
0.24375とおき、4段目以降を値0とおけばよい
ことが解る. かくして、ストレートPCMモード、1次差分PCMモ
ード及び2次差分PCMモードにおいて、重み付け係数
を切り換えてノイズフィルタ4lのフィルタ特性を切り
換えることにより、再量子化雑音のスペクトラム形状を
(1)〜(3)式で表される形状に整形することができ
る. 以上の構成によれば、ノイズフィルタ410次数を予測
化フィルタ3に比して高く設定すると共に、当該ノイズ
フィルタ41のフィルタ特性を予測化フィルタ3のフィ
ルタ特性に応じて切り換えることにより、再量子化雑音
のスペクトラム形状を所望の形状に整形し得、かくして
信号対量子化雑音比を従来に比して改善することができ
る.なお上述の実施例においては、ストレートPCMモ
ード、1次差分PCMモード及び2次差分PCMモード
を備えたデジタル信号処理装置に本発明を適用した場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、適応予測符
号化法を用いてデジタル信号を伝送するようになされた
デジタル信号処理装置に広く通用することができる. のスベクトラム形状を示す特性曲線図、第4図は従来の
ディジタル信号処理装置を示すブロック図、第5図はそ
の予測化フィルタを示すブロック図である. 1、40・・・・・・ディジタル信号処理装置、3、9
、lO・・・・・・予測化フィルタ、12・・・・・・
再量子化器、41・・・・・・ノイズフィルタ. H発明の効果

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 予測化フィルタと、 上記予測化フィルタの入力信号及び出力信号との差信号
    を出力する予測誤差検出手段と、 上記差信号を再量子化して出力する再量子化手段と、 上記再量子化の際に生じる再量子化誤差信号を上記再量
    子化手段に帰還するノイズフィルタとを有するディジタ
    ル信号処理装置において、上記予測化フィルタに比して
    、上記ノイズフィルタの次数を高くするようにした ことを特徴とするディジタル信号処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206563B1 (en) * 2003-04-17 2007-04-17 Apogee Technology, Inc. Reduction of radio frequency interference (RFI) produced by switching amplifiers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61158217A (ja) * 1984-12-29 1986-07-17 Sony Corp 信号伝送装置

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