JPH02143712A - Digital signal processor - Google Patents

Digital signal processor

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JPH02143712A
JPH02143712A JP29877788A JP29877788A JPH02143712A JP H02143712 A JPH02143712 A JP H02143712A JP 29877788 A JP29877788 A JP 29877788A JP 29877788 A JP29877788 A JP 29877788A JP H02143712 A JPH02143712 A JP H02143712A
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value
requantization
signal
threshold value
threshold
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直人 岩橋
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Abstract

PURPOSE:To reduce a quantizing error by selecting a proper quantized value and a threshold level for each prescribed period so as to quantize the input signal. CONSTITUTION:The unit is provided with an optimum quantizing analyzer 6 selecting a quantized value and a threshold level based on an input signal S21 for each prescribed period and quantizers 7,8,10 - 12 quantizing the input signal S21 based on the quantized value and the threshold level. Then the quantized value and the threshold level are selected for each prescribed period based on the input signal S21 and the input signal S21 is quantized based on the quantized value and the threshold level. Thus, the quantizing error is suppressed.

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通用して好適なものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a digital signal processing device, and is suitable for use in, for example, a digital signal processing device designed to record, reproduce, and transmit audio signals and the like in high quality. It is something.

3、発明の詳細な説明 以下の順序で本発明を説明する。3. Detailed description of the invention The present invention will be explained in the following order.

A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術(第3図) D発明が解決しようとする問題点(第3図)E問題点を
解決するための手段(第1図)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、所定期間
毎に、最適な量子化値及びしきい値を選定して入力信号
を量子化することにより、量子化誤差を低減することが
できる。
A: Industrial field of application B: Overview of the invention C: Prior art (Fig. 3) D: Problem to be solved by the invention (Fig. 3) E: Means for solving the problem (Fig. 1) Overview The present invention makes it possible to reduce quantization errors in a digital signal processing device by selecting an optimal quantization value and threshold value and quantizing an input signal every predetermined period.

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伝送することにより、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59−223
033号公報、特開昭60−223034号公報、特開
昭61−158217号公報、特開昭61−15821
8号公報、特願昭63−46595号、特願昭63−6
1724号、特願昭63−61725号、特願昭63−
65192号)。
C. Prior Art Conventionally, in this type of digital signal processing device, an adaptive predictive coding method has been used.
vecoding: By encoding and transmitting the audio signal using the APC method, the S/N
There is a method that prevents deterioration of ratio, clarity, etc. and transmits data with high transmission efficiency (Japanese Patent Laid-Open No. 59-223
033, JP 60-223034, JP 61-158217, JP 61-15821
Publication No. 8, Japanese Patent Application No. 63-46595, Japanese Patent Application No. 63-63
No. 1724, Patent Application No. 63-61725, Patent Application No. 63-
No. 65192).

すなわち、所定の予測化フィルタに入力ディジタル信号
を受け、当該予測化フィルタの出力信号と入力ディジタ
ル信号との差信号でなる残差信号を得る。
That is, an input digital signal is received by a predetermined prediction filter, and a residual signal consisting of a difference signal between the output signal of the prediction filter and the input digital signal is obtained.

このとき、入力ディジタル信号を所定期間ごとにブロッ
ク化し、各ブロックごとに線型予測分析(linear
 predictive coding : L P 
C)の手法を適用して予測化フィルタの周波数特性を切
り換えることにより、残差信号が小さくなるようにする
At this time, the input digital signal is divided into blocks for each predetermined period, and each block is subjected to linear predictive analysis (linear predictive analysis).
Predictive coding: LP
By applying the method C) and switching the frequency characteristics of the prediction filter, the residual signal is made small.

さらに第3図に示すように、各ブロックBLI、BL2
、・・・・・・、の残差信号521(第3図(A))の
最大値に応じて、残差信号SKIをビットシフトした後
、最上位ビットから例えば2ビツトのデータを伝送する
Further, as shown in FIG. 3, each block BLI, BL2
After bit-shifting the residual signal SKI according to the maximum value of the residual signal 521 (FIG. 3(A)) of , ..., for example, 2-bit data is transmitted from the most significant bit. .

従って各ブロックごとに量子化値y0、yl、)’z、
yi(第3図(B))が切り換えられ、これにより伝送
するデータのダイナミックレンジを切り換えて残差信号
S2Iを再量子化する。
Therefore, for each block, the quantized values y0, yl, )'z,
yi (FIG. 3(B)) is switched, thereby switching the dynamic range of the data to be transmitted and requantizing the residual signal S2I.

かくして当該残差信号を再量子化して、再量子化された
残差信号を予測化フィルタの係数(すなわち予測化フィ
ルタの周波数特性を表す)及びビットシフト量と共に伝
送することにより、入力ディジタル信号を直接伝送する
場合に比して、入力ディジタル信号を高い伝送効率で伝
送することができ、併せてS/N比、明瞭度等の劣化を
未然に防止し得る。
Thus, by requantizing the residual signal and transmitting the requantized residual signal together with the coefficients of the prediction filter (that is, representing the frequency characteristics of the prediction filter) and the bit shift amount, the input digital signal is Compared to the case of direct transmission, input digital signals can be transmitted with higher transmission efficiency, and deterioration of S/N ratio, clarity, etc. can be prevented.

D発明が解決しようとする問題点 ところで、この種のディジタル信号処理装置においては
、再量子化の際に誤差の発生を避は得す、このため伝送
側で復号した際にこの誤差分が雑音成分として重畳され
ることを避は得ない。
Problem to be solved by the invention D By the way, in this type of digital signal processing device, it is inevitable that errors occur during requantization, and therefore, when decoding on the transmission side, this error becomes noise. It is inevitable that they will be superimposed as components.

従って、この雑音成分(以下再量子化誤差と呼ぶ)を抑
圧することができれば、さらに高い品位で所望の入力デ
ィジタル信号を伝送し得ると考えられる。
Therefore, if this noise component (hereinafter referred to as requantization error) can be suppressed, it is considered possible to transmit a desired input digital signal with even higher quality.

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、従来に
比して再量子化誤差を抑圧し得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。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it is an object of the present invention to propose a digital signal processing device that is capable of suppressing requantization errors compared to the prior art.

EI’J1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、入力信
号321に基づいて、所定期間ごとに量子化値yj及び
しきい値Xjを選定する最適量子化分析器6と、量子化
(IIyj及びしきい値Xjに基づいて、入力信号SZ
Iを量子化する量子化器7.8.10.11、工2とを
備えるようにする。
Means for Solving the EI'J1 Problem In order to solve this problem, the present invention uses optimal quantization analysis to select the quantization value yj and the threshold value Xj at each predetermined period based on the input signal 321. 6 and quantization (based on IIyj and threshold Xj), the input signal SZ
A quantizer 7.8.10.11 for quantizing I, and a quantizer 2 are provided.

F作用 入力信号SZtに基づいて、所定期間ごとに量子化(l
IIyj及びしきい値Xjを選定し、当該量子化値y、
及びしきい値Xjに基づいて、人力信号Solを量子化
するようにすれば、量子化誤差を抑圧することができる
Based on the F-effect input signal SZt, quantization (l
IIyj and threshold value Xj are selected, and the quantized value y,
If the human input signal Sol is quantized based on the threshold value Xj and the threshold value Xj, the quantization error can be suppressed.

G実施例 (G1)最適量子化の原理 再量子化誤差εは、再量子化する入力信号の各サンプル
値をx1サンプル値Xの確立分布をP(x)、再量子化
のしきい値をXj、再量子化値をyjとおくと、次式 %式% ここで、Mは再量子化値yJの数を表す。
Example G (G1) Principle of optimal quantization The requantization error ε is expressed as: x1 is each sample value of the input signal to be requantized; P(x) is the probability distribution of the sample value X; and P(x) is the threshold for requantization. Letting Xj and the requantization value to be yj, the following formula % Formula % Here, M represents the number of requantization values yJ.

従って、(1)式をそれぞれy、及びX、で微分して0
とおけば、次式 ’Ij +’li◆1 Z (j=1.2、・・・・・・、M−1)(j=1.2、
・・・・・・、M)    ・・・・・・ (3)の関
係が得られる。
Therefore, by differentiating equation (1) with respect to y and X, respectively, we obtain 0
Then, the following formula 'Ij +'li◆1 Z (j=1.2, ......, M-1) (j=1.2,
. . . , M) . . . The relationship (3) is obtained.

従って、各ブロックごとに(2)及び(3)式の関係を
満足するように、再量子化のしきい値X、及び再量子化
値をyjを選定すれば、再量子化誤差εが最小値になる
ように再量子化することができる(以下最適量子化と呼
ぶ)。
Therefore, if the requantization threshold value X and the requantization value yj are selected so as to satisfy the relationships of equations (2) and (3) for each block, the requantization error ε can be minimized. It is possible to requantize it so that it becomes a value (hereinafter referred to as optimal quantization).

(G2)第1の実施例 第1図において、1は全体としてディジタル信号処理装
置を示し、上述の最適量子化の原理に基づいて、各ブロ
ックごとに再量子化のしきい値XJ及び再量子化値y、
を選定する。
(G2) First Embodiment In FIG. 1, 1 indicates a digital signal processing device as a whole, and based on the above-mentioned principle of optimal quantization, the requantization threshold value XJ and the requantization threshold are set for each block. value y,
Select.

すなわちディジタル信号処理装置1は、予測化フィルタ
2に16ビツトの入力ディジタルオーディオ信号S、を
与え、減算器3を介して当該予測化フィルタ2の出力信
号と入力ディジタルオーディオ信号S1との差信号でな
る残差信号SZIを得る。
That is, the digital signal processing device 1 provides a 16-bit input digital audio signal S to the prediction filter 2, and generates a difference signal between the output signal of the prediction filter 2 and the input digital audio signal S1 via the subtracter 3. A residual signal SZI is obtained.

これに対してLPG分析回路4は、入力ディジタルオー
ディオ信号SIを20 Ctasec)の区間ごとにブ
ロック化し、各ブロックごとに線型予測分析の手法を適
用して、予測化フィルタ2の周波数特性を切り換える予
測化フィルタパラメータptzを出力する。
On the other hand, the LPG analysis circuit 4 divides the input digital audio signal SI into blocks for each section of 20 Ctasec, applies a linear predictive analysis method to each block, and performs prediction that switches the frequency characteristics of the prediction filter 2. output filter parameter ptz.

これにより、各ブロックごとに残差信号S2Iの最大値
が最小になるように、予測化フィルタ2の周波数特性が
切り換えられるようになされている。
Thereby, the frequency characteristics of the prediction filter 2 are switched so that the maximum value of the residual signal S2I becomes the minimum for each block.

これに対して最適量子化分析器6は、残差信号SKIの
各ブロックごとに、第2図に示すロイドマックス(LI
OYD−MAX)の手法を適用した処理手順を実行し、
これにより16ビツトの残差信号S2Iを2ビツトに再
量子化する際のしきい値X、及び再量子化値yjを選定
する。
On the other hand, the optimal quantization analyzer 6 analyzes the Lloyd max (LI) shown in FIG. 2 for each block of the residual signal SKI.
Execute the processing procedure applying the OYD-MAX) method,
Thereby, the threshold value X and the requantization value yj for requantizing the 16-bit residual signal S2I to 2 bits are selected.

すなわち最適量子化分析器6は、再量子化のしきい値x
i(j=o、■、2.3.4)を初期設定した後、ステ
ップSPIからステップSP2に移って、第1の内部カ
ウンタkを値1に設定し、続いてステップSP3に移っ
て第2の内部カウンタjを値lに設定する。
That is, the optimal quantization analyzer 6 determines the requantization threshold x
After initializing i (j=o, 2's internal counter j is set to the value l.

ここで第1の内部カウンタには、当該処理手順の繰り返
し処理数をカウントするために用いられ、第2の内部カ
ウンタjは、再量子化のしきい値X、の数をカウントす
るために用いられる。
Here, the first internal counter is used to count the number of repetitions of the processing procedure, and the second internal counter j is used to count the number of requantization thresholds X. It will be done.

続いて最適量子化分析器6は、ステップSP4に移って
第1の内部レジスタYを値0に設定すると共に、第3の
内部カウンタCを値0に設定した後、ステップSP5に
移って、第4の内部カウンタiを値0に設定する。
Next, the optimal quantization analyzer 6 moves to step SP4 and sets the first internal register Y to the value 0, and sets the third internal counter C to the value 0, and then moves to step SP5 to set the first internal register Y to the value 0. 4's internal counter i is set to the value 0.

ここで第4の内部カウンタiは、残差信号S2Iを構成
するlブロック内のサンプル数をカウントするために用
いられる。
Here, the fourth internal counter i is used to count the number of samples in l blocks constituting the residual signal S2I.

続いて最適量子化分析器6は、ステップSP6に移って
、入力された残差信号S2Iのサンプル値X(1)(こ
の場合i=0でなる)が、しきい値XJ−1からしきい
値X70間(この場合しきい値X、からしきい値x、の
範囲でなり、しきい値xo =−■、x4 =■でなる
)に位置するか否か判断し、ここで否定結果が得られる
と、ステップSP7に移って、第4の内部カウンタiを
値lだけインクリメントする。
Next, the optimal quantization analyzer 6 moves to step SP6, and the sample value X(1) (i=0 in this case) of the input residual signal S2I is changed from the threshold value XJ-1 to the threshold value. It is determined whether or not the value is located between the values X70 (in this case, it is in the range from threshold Once obtained, the process moves to step SP7, where the fourth internal counter i is incremented by the value l.

これに対して、ステップSP6において肯定結果が得ら
れると、ステップSP8に移って、第1の内部レジスタ
Yにサンプル値X(!、を加算すると共に、第3の内部
カウンタCを値1だけインクリメントして、続くステッ
プSP7に移る。
On the other hand, if a positive result is obtained in step SP6, the process moves to step SP8, where the sample value X (!) is added to the first internal register Y, and the third internal counter C is incremented by the value 1. Then, the process moves to the next step SP7.

かくして第3の内部カウンタCは、しきい値Xj−1か
らしきい値X、の間に位置するサンプル値x tt> 
の数をカウントする。
Thus, the third internal counter C calculates the sample value xtt> located between the threshold value Xj-1 and the threshold value X.
Count the number of.

続いて最適量子化分析器6は、ステップSP9に移って
、第4の内部カウンタiの値がブロック内のサンプル数
Nと一致するか否か判断し、この場合否定結果が得られ
、ステップSP6に戻る。
Next, the optimal quantization analyzer 6 moves to step SP9 and determines whether the value of the fourth internal counter i matches the number of samples N in the block. In this case, a negative result is obtained, and the process proceeds to step SP6. Return to

従って最適量子化分析器6は、ステップSP6において
、サンプル値X (!l  (+ = 0 )に続くサ
ンプル値X。、  (i=1)について、しきい値x0
からしきい値x1の範囲に位置するか否か判断する。
Therefore, in step SP6, the optimal quantization analyzer 6 calculates the threshold value x0 for the sample value X., (i=1) following the sample value
It is determined whether or not it is located within the range of the threshold value x1.

ここで肯定結果が得られるとステップSP8において第
1の内部レジスタYに加算されると共に第3の内部カウ
ンタCがインクリメントされるのに対し、否定結果が得
られるとステップSP7を経てステップSP9に移る。
If a positive result is obtained here, it is added to the first internal register Y and the third internal counter C is incremented in step SP8, whereas if a negative result is obtained, the process moves to step SP9 via step SP7. .

かくして、順次ステップ5P6−SP?−5P9−3P
6又はステップ5P6−3P8−3P?−3P9−3P
6の処理ループLOOP 1を繰り返すことにより、し
きい値x0からしきい値x。
Thus, sequential steps 5P6-SP? -5P9-3P
6 or step 5P6-3P8-3P? -3P9-3P
By repeating the processing loop LOOP 1 of 6, the threshold value x0 is changed to the threshold value x.

の範囲に位置するサンプル値X、ム)が第1の内部レジ
スタYに順次加算されると共に加算されたサンプル値X
。、の数が第3の内部カウンタCに格納される。
Sample values X, M) located in the range of are sequentially added to the first internal register Y, and the added sample value
. , is stored in the third internal counter C.

さらに、当該処理ループLOOP 1が繰り返される度
に、第4の内部カウンタiの値が値1ずつインクリメン
トされることから、全体でN回繰り返されるとステップ
SP7で第4の内部カウンタiの値が値Nに設定される
Furthermore, each time the processing loop LOOP 1 is repeated, the value of the fourth internal counter i is incremented by 1, so if it is repeated N times in total, the value of the fourth internal counter i is increased in step SP7. Set to the value N.

従ってブロック内のサンプルの数が値Nでなることから
、ブロック内の全てのサンプル値X(ム。
Therefore, since the number of samples in the block is the value N, all the sample values in the block are X(mu).

について当該処理ループLOOP lが繰り返されると
、ステップSP9において肯定結果が得られ、最適量子
化分析器6はステップ5PIOに移る。
When the processing loop LOOP l is repeated for , a positive result is obtained in step SP9, and the optimal quantization analyzer 6 moves to step 5 PIO.

かくして、当該処理ループLOOPIを繰り返すことに
より、次式 %式%(4) の演算処理を実行するようになされている。
Thus, by repeating the processing loop LOOPI, the arithmetic processing of the following formula (%) (4) is executed.

続いてステップ5PIOにおいて最適量子化分析器6は
、第1の内部レジスタYの値及び第3の内部カウンタC
の値に基づいて、次式 3式% で表される第1の再量子化値y、を選定する。
Subsequently, in step 5 PIO, the optimal quantization analyzer 6 calculates the value of the first internal register Y and the third internal counter C.
Based on the value of , the first requantization value y expressed by the following equation 3 is selected.

かくして、しきい値x0からしきい値X、の範囲に位置
するサンプル値X (41の和を得た後、その平均値を
再量子化値y、に設定することができ、これによりしき
い値x0からしきい値X、の範囲において、再量子化誤
差εを最小にする再量子化値ylを選定することができ
る。
Thus, after obtaining the sum of sample values X (41) located in the range from threshold x0 to threshold In the range from the value x0 to the threshold value X, a requantization value yl that minimizes the requantization error ε can be selected.

最適量子化分析器6は、第1の再量子化値ylを所定の
レジスタ回路に格納した後、続いてステップ5PIIに
移って、第2の内部カウンタjの値を値lだけインクリ
メントする。
After storing the first requantization value yl in a predetermined register circuit, the optimal quantization analyzer 6 then proceeds to step 5PII and increments the value of the second internal counter j by the value l.

続いて、ステップ5P12に移って、第2の内部カウン
タjの値が再量子化値yjの数M(この場合2ビツトに
再量子化することがらM=4でなる)と一致するか否か
判断し、この場合否定結果が得られてステップSP4に
戻る。
Next, the process moves to step 5P12, and it is determined whether the value of the second internal counter j matches the number M of requantized values yj (in this case, M=4 since requantization is performed to 2 bits). In this case, a negative result is obtained and the process returns to step SP4.

ここで最適量子化分析器6は、続いて第1の内部レジス
タY及び第3の内部カウンタCを(i 0に設定した後
、ステップSP5に移って、第4の内部カウンタiを値
0に設定し、続いてテップSP6に移って、入力された
残差信号S2Iのサンプル値X(!l  (i=0)が
、しきい値x1からしきい値x2の範囲に位置するか否
か判断する。
Here, the optimal quantization analyzer 6 subsequently sets the first internal register Y and the third internal counter C to (i 0), then moves to step SP5 and sets the fourth internal counter i to the value 0. setting, and then moves to step SP6 to judge whether or not the sample value X(!l (i=0) of the input residual signal S2I is located in the range from the threshold value x1 to the threshold value x2. do.

かくして、再び処理ループLOOPIが繰り返され、こ
れによりしきい値x0からしきい値x1の間に第1の再
量子化値y1を選定した場合と同様に、しきい値X、か
らしきい値X!の間のサンプル値X (i)が順次加算
されて第1の内部レジスタYに格納されると共に加算さ
れたサンプル値X、□、の数が第3の内部カウンタCに
格納される。
In this way, the processing loop LOOPI is repeated again, whereby the first requantization value y1 is selected between the threshold value x0 and the threshold value x1. ! The sample values X (i) between them are sequentially added and stored in the first internal register Y, and the number of added sample values X, □, is stored in the third internal counter C.

最適量子化分析器6は、ブロック内の全てのサンプル値
X li)について処理ループLOOPIが繰り返され
ると、ステップ5PIOに移って、次式 y2 “− 〇 (x、:5X t+>< Xり          −
・・・ (6)で表される第2の再量子化値y8を選定
し、これによりしきい値x1からしきい値x2の間に再
量子化誤差εを最小にする再量子化値y2を選定する。
When the processing loop LOOPI is repeated for all sample values Xli) in the block, the optimal quantization analyzer 6 moves to step 5PIO and calculates the following equation y2 "- 〇(x,:5X t+><Xri-
... Select the second requantization value y8 expressed by (6), and thereby the requantization value y2 that minimizes the requantization error ε between the threshold value x1 and the threshold value x2. Select.

続いて最適量子化分析器6は、ステップ5P11で第2
の内部カウンタjをインクリメントした後、ステップ5
P12に移って、第2の内部カウンタjの値が再量子化
値yjの数Mと一致するか否か判断をする。
Subsequently, the optimal quantization analyzer 6 performs the second
After incrementing the internal counter j of
Proceeding to P12, it is determined whether the value of the second internal counter j matches the number M of requantized values yj.

かくして、ステップ5P12−5P4−3P5−LOO
PI−3PIO−3PI 1−3P12の処理ループL
OOP2を繰り返すことにより、順次しきい値X、から
しきい値x1、しきい値x1からしきい値Xヨ、しきい
値Xtからしきい値x8、しきい値X、からしきい値X
1間に再量子化誤差εを最小にする再量子化値)’J 
 (j−1,2,3,4)を選定することができ、これ
により(3)弐の一般式で表される再量子化値y、を選
定することができる。
Thus, steps 5P12-5P4-3P5-LOO
PI-3PIO-3PI 1-3P12 processing loop L
By repeating OOP2, sequentially from threshold X, to threshold x1, from threshold x1 to threshold Xyo, from threshold Xt to threshold x8, from threshold X, to threshold X
requantization value that minimizes the requantization error ε during 1)'J
(j-1, 2, 3, 4) can be selected, and thereby the requantization value y expressed by the general formula (3) 2 can be selected.

これに対して、全てのしきい値XJ間に再量子化値yj
が選定されると、ステップspHにおいて第2の内部カ
ウンタjの値が値Mにインクリメントされる。
On the other hand, the requantization value yj between all thresholds
is selected, the value of the second internal counter j is incremented to the value M in step spH.

従って、この場合ステップ5P12において肯定結果が
得られ、最適量子化分析器6は、ステップ5P13に移
る。
Therefore, in this case, a positive result is obtained in step 5P12, and the optimal quantization analyzer 6 moves to step 5P13.

ここで最適量子化分析器6は、再び第2の内部カウンタ
jを値1に設定した後、ステップ5P14に移って、再
量子化値yJ及びyj、I (この場合j=1でなるこ
とから、再量子化値yl及びy寞でなる)について、次
式 の関係で表される第2のしきい値x1を選定する。
Here, the optimal quantization analyzer 6 sets the second internal counter j to the value 1 again, and then moves to step 5P14 to requantize the values yJ and yj,I (since j=1 in this case). , the requantized value yl, and the y value), a second threshold value x1 expressed by the following relationship is selected.

これにより、再量子化値y1及び12間に(2)式の一
般式で表される第2のしきい値x1を選定することがで
き、再量子化41! y +及び’It間に再量子化誤
差慮を最小にする第2のしきい値X。
As a result, the second threshold value x1 expressed by the general formula (2) can be selected between the requantization values y1 and 12, and the requantization value 41! A second threshold X that minimizes requantization error considerations between y + and 'It.

を選定することができる。can be selected.

続いて最適量子化分析器6は、ステップ5PI5に移っ
て第2の内部カウンタjの値を値lだけインクリメント
した後、ステップ5P16に移って第2の内部カウンタ
jの値が再量子化値y、の数M(M=4)と−敗するか
否か判断する。
Next, the optimal quantization analyzer 6 moves to step 5PI5 and increments the value of the second internal counter j by the value l, and then moves to step 5P16, where the value of the second internal counter j becomes the requantized value y. , the number M (M=4) - determine whether or not the player loses.

この場合ステップ5P16においては、否定結果が得ら
れ、最適量子化分析器6は、ステップ5P14に戻る。
In this case, a negative result is obtained in step 5P16, and the optimal quantization analyzer 6 returns to step 5P14.

かくして、第2の内部カウンタjがインクリメントされ
た後、当該ステップ5P14を繰り返すことにより、第
2のしきい値X、の場合と同様に、再量子化値yt及び
73間に再量子化誤差εを最小にする第3のしきい値x
8が選定される。
Thus, after the second internal counter j is incremented, by repeating the step 5P14, the requantization error ε is set between the requantization value yt and 73, similarly to the case of the second threshold value X. The third threshold value x that minimizes
8 is selected.

従って、ステップ5P14−SP15−3PI6−5P
14の処理ループLOOP3を繰り返すことにより、再
量子化値y1から再量子化値y8、再量子化値y2から
再量子化値y3、再量子化値y、から再量子化値14間
にそれぞれ再量子化誤差εを最小にするしきい値Xj 
 (j=1.2.3)を選定することができる。
Therefore, steps 5P14-SP15-3PI6-5P
By repeating 14 processing loops LOOP3, requantization is performed between requantization value y1 and requantization value y8, between requantization value y2 and requantization value y3, and between requantization value y and requantization value 14, respectively. Threshold value Xj that minimizes the quantization error ε
(j=1.2.3) can be selected.

これに対して、全ての再量子化値14間にしきい値Xj
が選定されると、ステップ5P15において第2の内部
カウンタjの値が値Mにインクリメントされ、これによ
りステップ5P16において肯定結果が得られ、最適量
子化分析器6は、ステップ5PITに移る。
On the other hand, the threshold value Xj
is selected, the value of the second internal counter j is incremented to the value M in step 5P15, which results in a positive result in step 5P16, and the optimal quantization analyzer 6 moves to step 5PIT.

ここで最適量子化分析器6は、第1の内部カウンタにの
値を値lだけインクリメントした後、ステップ5P18
に移って第1の内部カウンタにの値が所定値5に一致す
るか否か判断する。
Here, the optimal quantization analyzer 6 increments the value of the first internal counter by the value l, and then in step 5P18
Then, it is determined whether the value of the first internal counter matches the predetermined value 5 or not.

この場合、当該ステップ5P18において否定結果が得
られ、最適量子化分析器6は、ステップSP3に戻る。
In this case, a negative result is obtained in step 5P18, and the optimal quantization analyzer 6 returns to step SP3.

従って最適量子化分析器6は、再びステップSP3の処
理手順を実行した後、処理ループLOOP2を繰り返し
、これにより初期化されたしきい値に代えて、処理ルー
プLOOP3を繰り返して選定されたしきい値X7間に
、再度再量子化誤差癒を最小にする再量子化値y、を選
定する。
Therefore, the optimal quantization analyzer 6 executes the processing procedure of step SP3 again, then repeats the processing loop LOOP2, and instead of using the threshold value initialized by this, the optimal quantization analyzer 6 repeats the processing loop LOOP3 and uses the selected threshold value. The requantization value y that minimizes the requantization error recovery is again selected between the values X7.

続いて再量子化値y、が再選定されると、最適量子化分
析器6はステップ5P13の処理手順を実行した後、処
理ループLOOP3を繰り返し、これにより再選定され
た再量子化値yj間に、再量子化誤差8を最小にするし
きい値X、を再設定し、ステップ5P17に移る。
Subsequently, when the re-quantization value y, is re-selected, the optimal quantization analyzer 6 executes the processing procedure of step 5P13, and then repeats the processing loop LOOP3, thereby re-selecting the re-quantization value yj. Then, the threshold value X that minimizes the requantization error 8 is reset, and the process moves to step 5P17.

かくして、第1の内部カウンタにの値が所定値5に一敗
するまで、ステップ5P18−3P3−LOOP2−3
P 13−LOOP3−3P 17−3P1Bの処理ル
ープLOOP4が繰り返され、これにより再量子化処理
全体の再量子化誤差を収束させるように、交互に再量子
化値yj及びしきい値Xjが選定される。
In this way, steps 5P18-3P3-LOOP2-3 are repeated until the value in the first internal counter reaches the predetermined value 5.
The processing loop LOOP4 of P13-LOOP3-3P17-3P1B is repeated, and the requantization value yj and the threshold value Xj are alternately selected so that the requantization error of the entire requantization process is converged. Ru.

これに対して、処理ループLOOP4が5回繰り返され
ると、ステップ5P1Bで肯定結果が得られ、最適量子
化分析器6はステップ5P19に移って当該処理手順を
終了し、これにより最適化した再量子化値yJ及びしき
い値X、が選定される。
On the other hand, when the processing loop LOOP4 is repeated five times, a positive result is obtained in step 5P1B, and the optimal quantization analyzer 6 moves to step 5P19 to end the processing procedure, thereby re-quantizing the optimized The conversion value yJ and the threshold value X are selected.

実際上、当該処理ループLOOP4を5回繰り返すよう
にすれば、再量子化処理全体の再量子化誤差を必要上十
分な範囲で最適化することができ、かくして従来に比し
て再量子化誤差を低減することができる。
In practice, if the processing loop LOOP4 is repeated five times, the requantization error of the entire requantization process can be optimized within a necessary and sufficient range, and thus the requantization error is lower than the conventional one. can be reduced.

さらに最適量子化分析器6は、続くブロックにおいて初
期化されたしきい値に代えて、直前のブロックで最適化
されたしきい値X、を用いて、当該処理手順を繰り返す
ようになされている。
Further, the optimal quantization analyzer 6 uses the threshold value X optimized in the immediately preceding block instead of the threshold value initialized in the subsequent block, and repeats the processing procedure. .

この場合、オーディオ信号においては、各ブロック間に
相関があり、前のブロックで最適化されたしきい値Xj
を初期値として用いることにより、処理ループLOOP
4の繰り返し数を5回程度に小さくても、最適化された
再量子化値yj及びしきい値Xjを得ることができる。
In this case, in the audio signal, there is a correlation between each block, and the threshold value Xj optimized for the previous block
By using as the initial value, the processing loop LOOP
Optimized requantization value yj and threshold value Xj can be obtained even if the number of repetitions of 4 is reduced to about 5 times.

従ってその分、全体として短時間の内に最適化された再
量子化値Yt及びしきい値Xjを得ることができること
から、再量子化処理を簡略化することができる。
Therefore, the requantization value Yt and the threshold value Xj that are optimized as a whole can be obtained within a short time, thereby simplifying the requantization process.

さらに最適量子化分析器6は、各ブロックごとに、最適
化された再量子化値y、及びしきい値X、を最適量子化
パラメータP0として再量子化器7及び逆再量子化器8
に出力すると共に、伝送対象の逆再量子化器9に出力す
る。
Furthermore, the optimal quantization analyzer 6 uses the optimized requantization value y and the threshold value
At the same time, it is output to the inverse requantizer 9 to be transmitted.

再量子化器7は、最適量子化パラメータP0に基づいて
、最適化された再量子化値y、及びしきい値Xjで残差
信号S2Iを再量子化し、その結果得られる2ビツトの
再量子化信号SLを伝送対象に出力する。
The requantizer 7 requantizes the residual signal S2I with the optimized requantization value y and threshold value Xj based on the optimal quantization parameter P0, and the resulting 2-bit requantizer output the conversion signal SL to the transmission target.

これに対して、逆再量子化器8は最適量子化パラメータ
P、に基づいて再量子化信号SLを復号する。
On the other hand, the inverse requantizer 8 decodes the requantized signal SL based on the optimal quantization parameter P.

減算器10は、逆再量子化器8の出力信号及び残差信号
sitの差信号を得ることにより、再量子化誤差信号S
Ztを得、当該再量子化誤差信号SZZを予測化フィル
タ11に出力する。
The subtracter 10 obtains a difference signal between the output signal of the inverse requantizer 8 and the residual signal sit, thereby generating a requantization error signal S.
Zt is obtained, and the requantization error signal SZZ is output to the prediction filter 11.

予測化フィルタ11は、予測化フィルタパラメータpp
zに応じて、予測化フィルタ2と同一の周波数特性に切
り換わり、再量子化誤差信号S2□の周波数特性を補正
した後、減算器12を介して再量子化器7に帰還するよ
うになされている。
The predictive filter 11 has predictive filter parameters pp
z, the signal is switched to the same frequency characteristic as the prediction filter 2, and after correcting the frequency characteristic of the requantization error signal S2□, it is fed back to the requantizer 7 via the subtracter 12. ing.

これにより、再量子化誤差信号S2□のスペクトラム形
状においては、エネルギが最小の平坦なスペクトラム形
状に補正される。
As a result, the spectrum shape of the requantization error signal S2□ is corrected to a flat spectrum shape with minimum energy.

これに対して伝送対象においては、逆再量子化器9で再
量子化信号SLを復号し、これにより2ビツトの再量子
化信号SLを再量子化前の残差信号SK+に復号した後
、減算器14を介して予測化フィルタ15に出力する。
On the other hand, in the transmission target, the inverse requantizer 9 decodes the requantized signal SL, thereby decoding the 2-bit requantized signal SL into the residual signal SK+ before requantization. It is output to the prediction filter 15 via the subtracter 14.

予測化フィルタ15は、予測化フィルタパラメータPF
Zに応じて、予測化フィルタ2と同一の周波数特性に切
り換わり、逆再量子化器9の出力信号を減算器14に帰
還することにより、復号された残差信号S21をディジ
タルオーディオ信号StOに復号する。
The prediction filter 15 has a prediction filter parameter PF.
According to Z, the frequency characteristic is switched to the same as that of the prediction filter 2, and the output signal of the inverse requantizer 9 is fed back to the subtracter 14, thereby converting the decoded residual signal S21 into the digital audio signal StO. Decrypt.

かくして伝送対象に対して、2ビツトの再量子化信号S
t、を順次伝送すると共に、各ブロックごとに予測化フ
ィルタパラメータP2□及び最適量子化パラメータP、
を伝送するだけで、16ビツトの入力ディジタルオーデ
ィオ信号S1を伝送することができる。
Thus, for the transmission target, the 2-bit requantized signal S
t, and the predictive filter parameter P2□ and the optimal quantization parameter P, for each block.
The 16-bit input digital audio signal S1 can be transmitted by simply transmitting the 16-bit input digital audio signal S1.

因にこの実施例において、再量子化器7、逆量子化器8
、減算器10及び12と予測化フィルタ11は、入力さ
れた残差信号Solを最適化された再量子化値yj及び
しきい値Xjで量子化する量子化器を構成する。
Incidentally, in this embodiment, the requantizer 7 and the inverse quantizer 8
, subtracters 10 and 12, and prediction filter 11 constitute a quantizer that quantizes the input residual signal Sol using the optimized requantization value yj and threshold value Xj.

以上の構成によれば、ロイドマックスの手法を通用して
最適化された再量子化値yj及びしきい値X、を得、当
該最適化された再量子化値yj及びしきい値X、で残差
信号Solを再量子化することにより、各ブロックごと
に再量子化誤差を抑圧し得、かくして従来に比して高い
品位で入力ディジタルオーディオ信号S1を伝送するこ
とができる。
According to the above configuration, the optimized requantization value yj and threshold X are obtained through Lloyd Max's method, and the optimized requantization value yj and threshold X are By requantizing the residual signal Sol, requantization errors can be suppressed for each block, and thus the input digital audio signal S1 can be transmitted with higher quality than before.

(G3)他の実施例 なお上述に実施例においては、ロイドマックスの手法を
適用して最適化された再量子化値yJ及びしきい値X、
を得る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
例えばマックス(MAX)の手法、パンチルディッチ(
PANTER−DITE)の手法、スミス(SMITH
)の手法等種々の手法を広く適用することができる。
(G3) Other embodiments In the embodiments described above, the requantization value yJ and the threshold value X, which are optimized by applying Lloyd Max's method,
Although the present invention is not limited to this, the present invention is not limited to this.
For example, MAX's method, Pantilditch (
PANTER-DITE) method, Smith (SMITH)
) can be widely applied.

この場合例えばマックスの手法を適用する場合、しきい
値の初期値Xjから、次式 %式%(9) を解いて、順次再量子化値yj及びしきい値XJを得た
後、次式 の収束条件を調べ、ここで当該収束条件を満足するとき
、次式 %式% とおいて、(8)及び(9)式を繰り返すことにより、
最適化された再量子化値yJ及びしきい値X、を得るこ
とができる。
In this case, for example, when applying the Max method, from the initial value Xj of the threshold value, solve the following formula % formula (9) to sequentially obtain the requantized value yj and the threshold value XJ, and then solve the following formula When the convergence condition is checked and the convergence condition is satisfied, the following formula is set as %, and by repeating formulas (8) and (9),
An optimized requantization value yJ and threshold value X can be obtained.

ここで、δ及びΔは適当な微小量でなる。Here, δ and Δ are appropriate minute amounts.

さらに上述の実施例においては、16ビツトの入力ディ
ジタルオーディオ信号Slを2ビツトの再量子化信号に
再量子化して伝送する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、種々のビット量、種々の入力ディジタル
信号を、所望ビットの再量子化信号に再量子化する場合
に広く適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, a case was described in which a 16-bit input digital audio signal Sl is requantized into a 2-bit requantized signal and transmitted, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various bit amounts, The present invention can be widely applied to requantizing various input digital signals into requantized signals of desired bits.

さらに上述の実施例においては、誤差が収束するように
順次再量子化値y、及びしきい値X、を再量子化選定し
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例え
ば予め数種類の再量子化値yj及びしきい値X、を選定
しておき、この中から再量子化誤差が最も小さくなる再
量子化値y。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which the requantization value y and the threshold value X are sequentially requantized so that the error converges. A requantization value yj and a threshold value X are selected, and from among these, a requantization value y that gives the smallest requantization error is selected.

及びしきい値Xjを選定するようにしてもよい。and the threshold value Xj may be selected.

さらに上述の実施例においては、ブロック化してLPG
分析した残差信号SZIについて、当該ブロックごとに
再量子化値y、及びしきい値Xjを選定する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、LPG分析とは無
関係に残差信号をブロック化し、再量子化値yJ及びし
きい値Xjを選定するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the LPG is
Regarding the analyzed residual signal SZI, the case has been described in which the requantization value y and the threshold value Xj are selected for each block, but the present invention is not limited to this, and the residual signal can be It is also possible to form blocks and select the requantization value yJ and the threshold value Xj.

さらに上述の実施例においては、LPG分析した結果得
られる残差信号321を再量子化する場合について述べ
たが、本発明は残差信号を再量子化するに限らず、種々
の入力信号を量子化する場合に広く適用することができ
る。
Furthermore, in the above embodiment, a case was described in which the residual signal 321 obtained as a result of LPG analysis was requantized, but the present invention is not limited to requantizing the residual signal, but also quantizing various input signals. It can be widely applied when

さらに上述の実施例においては、ディジタル信号を伝送
する場合について述べたが、本発明はディジタル信号を
伝送する場合に限らず、所望のディジタル信号を記録再
生する場合等に広く適用することができる。
Furthermore, in the above-described embodiments, the case of transmitting a digital signal has been described, but the present invention is not limited to transmitting a digital signal, but can be widely applied to recording and reproducing a desired digital signal.

H発明の効果 上述のように本発明によれば、所定期間ごとに最適化さ
れた再量子化値及びしきい値を選定し、当該再量子化値
及びしきい値で入力信号を量子化することにより、従来
に比して量子化の際に生じる量子化誤差を低減すること
ができ、かくして所望の入力信号を高い品位で量子化す
ることができるディジタル信号処理装置を得ることがで
きる。
H Effects of the Invention As described above, according to the present invention, an optimized requantization value and threshold are selected at predetermined intervals, and an input signal is quantized using the requantization value and threshold. By doing so, it is possible to reduce the quantization error that occurs during quantization compared to the conventional method, and thus it is possible to obtain a digital signal processing device that can quantize a desired input signal with high quality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるディジタル信号処理装置を示すブ
ロック図、第2図はその動作の説明に供するフローチャ
ート、第3図は従来の再量子化の説明に供する信号波形
図である。 1・・・・・・ディジタル信号処理装置、2.11.1
5・・・・・・予測化フィルタ、4・・・・・・LPC
分析回路、6・・・・・・最適量子化分析器、7・・・
・・・再量子化器、8.9・・・・・・逆再量子化器。
FIG. 1 is a block diagram showing a digital signal processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining its operation, and FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining conventional requantization. 1...Digital signal processing device, 2.11.1
5... Prediction filter, 4... LPC
Analysis circuit, 6... Optimal quantization analyzer, 7...
...Requantizer, 8.9...Inverse requantizer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力信号に基づいて、所定期間ごとに量子化値及びしき
い値を選定する最適量子化分析器と、上記量子化値及び
しきい値に基づいて、上記入力信号を量子化する量子化
器と を具えることを特徴とするディジタル信号処理装置。
[Claims] An optimal quantization analyzer that selects a quantization value and a threshold at predetermined intervals based on an input signal; 1. A digital signal processing device comprising: a quantizer that performs quantization.
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