JPH0258430A - Adaptive quantizer - Google Patents
Adaptive quantizerInfo
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- JPH0258430A JPH0258430A JP20835688A JP20835688A JPH0258430A JP H0258430 A JPH0258430 A JP H0258430A JP 20835688 A JP20835688 A JP 20835688A JP 20835688 A JP20835688 A JP 20835688A JP H0258430 A JPH0258430 A JP H0258430A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、適応差分PCM符号化方式(以下ADPCM
方式という)等に用いられる適応量子化器に係シ、特に
、音声/モデムの両信号に好適な符号器及び復号器に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is based on an adaptive differential PCM coding method (hereinafter referred to as ADPCM).
The present invention relates to adaptive quantizers used in systems such as quantizers and the like, and particularly to encoders and decoders suitable for both voice and modem signals.
ADPCM方式九つ方式上、アイ・イー・イー・イー、
クローバル、テレコミユニケージ、J/ズ、コンファレ
ンス(1984年)、第23・1@1頁から第23−1
・4頁(IEgE GL、0BAL ’rELECOM
U−NICATIONS C0NFEtRENC:E
1984. pp23・1・1−23・1・4)におい
て論じられているように、量子化器の適応のスピードを
変化させる方法として、音声用高速適応変数九とモデム
用低速適応変数ylヲスピードコントロールパラメータ
aよと呼ばれる一次結合変数を用いて適応的Vcf化さ
せるDLQ (Dynamia Locking Qu
antizsr )を採用している。On the nine ADPCM methods, I.E.E.
Cloval, Telecomuniage, J/Z, Conference (1984), pp. 23.1@1 to 23-1.
・4 pages (IEgE GL, 0BAL'rELECOM
U-NICATIONS C0NFEtRENC:E
1984. As discussed in pp. 23.1.1-23.1.4), as a method of changing the speed of adaptation of the quantizer, the speed control of the fast adaptive variable 9 for voice and the slow adaptive variable yl for modem is used. DLQ (Dynamia Locking Qu
antizsr) is adopted.
すなわち、量子化器適応変数yは
y(k+1)=a、 (k)yu(k−1)+(1−a
□0))y、(k−1)で与えられ、alを、 o<a
工く1でモデム信号入力時 a工→1
音声信号入力時 a工→0
となる様に制御する事によって、入力信号に適合した量
子化器適応変数を選択するようにしである。That is, the quantizer adaptation variable y is y(k+1)=a, (k)yu(k-1)+(1-a
□0))y, (k-1) given by, al, o<a
In Step 1, when a modem signal is input, the quantizer adaptation variable is selected such that when the modem signal is input, the quantizer adaptation variable is controlled such that when the modem signal is input, the quantizer adaptation variable is 1, and when the audio signal is input, the quantizer adaptation variable is 0.
第5図に、上記a工発生回路のブロック講成図を示す、
を子化値I (k)より、量子化器の入力信号である予
測残差信号の大きさを示すIli F (I)を回路2
1により発生させる6次段の短時間リーク積分回路22
でF (IJの短時間平均+11 d、、(k) t、
回路22に並列に設けた長時間リーク積分回路23でF
(I)の長時間平均値d1.11(k)を計算する。FIG. 5 shows a block diagram of the above-mentioned a generator circuit.
From the child value I (k), Ili F (I), which indicates the magnitude of the prediction residual signal that is the input signal of the quantizer, is calculated by circuit 2.
The sixth stage short-time leak integration circuit 22 generated by 1
F (short-time average of IJ + 11 d,, (k) t,
The long-term leak integration circuit 23 installed in parallel with the circuit 22
Calculate the long-term average value d1.11(k) of (I).
そして、比較回路24で、dl、l#(k)とdml
(k)の比較を行ない、スピードコントロールパラメー
タ史trfG′ft、I dos (k)−dml (
k) I <αdml(kJ の時 G=OI dm
s (k) del(k) l >αdml (k)
の時 Q、≦1(αは定数)
として計算する。次に、該更1iFrtaによりリーク
積分回路25でスピードコントロールパラメータa p
(k)を計算し、リミッタ回路26で該計算値a。Then, in the comparison circuit 24, dl, l#(k) and dml
(k) and speed control parameter history trfG′ft, I dos (k)−dml (
k) I < αdml (when kJ G=OI dm
s (k) del(k) l > αdml (k)
Calculate as Q, ≦1 (α is a constant). Next, according to the further 1iFrta, the speed control parameter a p
(k), and the limiter circuit 26 calculates the calculated value a.
を
0≦a、≦1
に制限する事により、スピードコントロールパラメータ
alを算出する。The speed control parameter al is calculated by limiting 0≦a and ≦1.
従来の技術は、予測残差信号の大きさによりスピードコ
ントロールパラメータを発生させるため、9600 b
psモデム信号の様に、予測残差信号の大きさの変化で
音声信号と区別する事が困難である場合、スピードコン
トロールパラメータを入力信号に適合して設定できない
ため、量子化器適応変数が入力信号に対して最適となら
ずビットエラーが生じてしまうという問題がある。In the conventional technology, the speed control parameter is generated based on the magnitude of the prediction residual signal.
When it is difficult to distinguish the prediction residual signal from a voice signal due to changes in the magnitude of the prediction residual signal, such as a ps modem signal, the speed control parameter cannot be set to match the input signal, so the quantizer adaptive variable is used as the input signal. There is a problem in that it is not optimal for the signal and bit errors occur.
本発明の目的は、入力信号が音声信号あるいはモデム信
号である場合にこの入力信号に適合したスピードコン)
a−ルパラメータを発生させ、入力信号に対して最適な
適応愛子化を行なう事ができる適応量子化器を提供する
ことにある。The object of the present invention is to provide a speed converter adapted to the input signal when the input signal is an audio signal or a modem signal.
An object of the present invention is to provide an adaptive quantizer that can generate an a-rule parameter and perform optimal adaptive quantization on an input signal.
上記目的は、音声信号とモデム信号の量子化値の分布状
態の差を表す評価関数を設けて該関数値の出力によりス
ピードコントロールパラメータ更新tを発生させること
により達成される。つまり、適応量子化器に、量子化器
出力値の出現確率に応じた評価関数と該関数出力t−積
分する手段と、適応化が低速の場合に入力信号と予測信
号との変化が逆なために起こる差信号の増大に対し適応
速度の追随を抑制して適応量子化器の状級を保持する手
段とを設けることで、達成される。The above object is achieved by providing an evaluation function that represents the difference in the distribution state of quantization values of the audio signal and the modem signal, and generating the speed control parameter update t by outputting the function value. In other words, the adaptive quantizer includes an evaluation function according to the probability of appearance of the quantizer output value and a means for integrating the function output t, and when the adaptation is slow, the changes in the input signal and the predicted signal are reversed. This is achieved by providing a means for suppressing the adaptive speed to follow the increase in the difference signal that occurs due to the increase in the difference signal and maintaining the state of the adaptive quantizer.
入力が音声信号である場合、レベル変動が激しいため、
量子化直重は広範囲に渡ってなだらかな分布となる。一
方、入力がモデム信号である場合、定常状ta4に於け
るレベルVillぼ一定であるため、量子化直重の分布
は、ある値を中心とし急岐となる。When the input is an audio signal, the level fluctuations are large, so
The quantization weight has a smooth distribution over a wide range. On the other hand, when the input is a modem signal, since the level Vill in the steady state ta4 is approximately constant, the distribution of the quantization direct weight takes a sharp turn around a certain value.
そこで、音声信号とモデム信号の量子化値の分布状態の
差を表す評価関数により、入力信号が音声信号であるか
、あるいはモデム信号であるかが分かる。従って、この
評価関数を使用することで、スピードコントロールパラ
メータを入力信号に適合して設定することが可能となる
。Therefore, it can be determined whether the input signal is an audio signal or a modem signal using an evaluation function that represents the difference in the distribution state of quantized values between the audio signal and the modem signal. Therefore, by using this evaluation function, it becomes possible to set the speed control parameter in accordance with the input signal.
以下、本発明の一実施例を第1図乃至第4図を参照して
説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
第1図は、本発明の一実施例に係る適応量子化器のスピ
ードコントロールパラメータ計算回路のフロック講成図
である。このスピードコントロールパラメータ計算回路
は、評価関数11、リーク積分器12、比較器13、リ
ミッタ14から成る。FIG. 1 is a block diagram of a speed control parameter calculation circuit for an adaptive quantizer according to an embodiment of the present invention. This speed control parameter calculation circuit includes an evaluation function 11, a leak integrator 12, a comparator 13, and a limiter 14.
本ブロックの入力信号であるADPCM量子化値1(k
)’?、ff(a[al i Kj リf換シ、H(l
I(k)l )を計算する。該H(I I(k)l
)は、+11<a III>bの時 H(III)≦
1 ■a<III<b H(III)≦
0 ■の様な値をとる関数で、この−例を第3図に示
す。ADPCM quantization value 1 (k
)'? , ff(a[al i Kj ref exchange, H(l
Calculate I(k)l). The H(I I(k)l
) is +11<a III>b when H(III)≦
1 ■a<III<b H(III)≦
This is a function that takes a value such as 0 (2), and an example of this is shown in FIG.
次K、該出力H(II(k)l)をリーク積分器12に
より積分する。第4図に該リーク積分器のプロツク図を
示す。51は加算器、52は乗算器、56は遅延器であ
る。βはリーク乗数で
0くβく1
で1に十分近く、1より小さ゛い数が使用される。Next, the output H(II(k)l) is integrated by the leakage integrator 12. FIG. 4 shows a block diagram of the leakage integrator. 51 is an adder, 52 is a multiplier, and 56 is a delay device. β is a leakage multiplier, and a number between 0 and 1 is sufficiently close to 1, and a number smaller than 1 is used.
入力信号が音声信号の時、I I(k) Iは第2図の
破線に示す様な分布となるので、入力信号がモデム信号
(第2図の実線)である場合に比べて、H(l I(k
)l )は、上記■の発生が多くなる。従って、H(l
I(k)I )のリーク積分(直d(k)は、音声信
号入力時 d (k)→2
モデム信号入力時 d(k)→0
となる傾向を持つ。従って、該リーク積分値を回路13
で閾値δと比較し、
d(k)〉δの時 G(k)=1 (音声入力時)
d(k)(δの時 G(k)=0 (モデム入力
時)の様にG(k)’に計算し、再び回路12でリーク
積分を行ない、回路14で
に制限する事によって、スピードコントロールパラメー
タaよ(klを計算する。When the input signal is an audio signal, I (k) I has a distribution as shown in the broken line in Figure 2, so compared to when the input signal is a modem signal (solid line in Figure 2), H( l I(k
)l) causes the above-mentioned (■) to occur more often. Therefore, H(l
The leakage integral (direct d(k) of I(k)I) tends to be d(k) → 2 when an audio signal is input, and d(k) → 0 when a modem signal is input. Therefore, the leakage integral value is circuit 13
When d(k)>δ, G(k)=1 (during voice input)
d(k) (when δ, G(k) = 0 (at modem input), calculate G(k)', perform leakage integration again in circuit 12, and limit the speed by circuit 14. Calculate the control parameter a (kl).
前記音声用高速適応変数yuとモデム用低速適応変数y
、(k)を、上記スピードコントロールパラメータaよ
(k) Kより一次結合し、
y(k)= a、*yu(k)+ (1−a、 ) y
、(k)量子化器適応変数)’(k)f!:計算する。The high-speed adaptive variable yu for voice and the low-speed adaptive variable y for modem
, (k) are linearly combined from the above speed control parameter a to (k) K, and y(k) = a, *yu(k) + (1-a, ) y
, (k) quantizer adaptation variable)'(k)f! :calculate.
上述の様にして求めたスピードコントロールパラメータ
は、リーク積分を行ない数サンプル間で発生する前記パ
ラメータ更itの平均値となる様制御を行なうので、回
線エラー等が生じても、スピードコントロールパラメー
タの状態が直ちに反転する事はなく、符号/復号器がそ
れぞれ異なった適応パラメータで制御される事はない。The speed control parameter obtained as described above is controlled to be the average value of the parameter changes that occur over several samples by performing leakage integration, so even if a line error or the like occurs, the state of the speed control parameter remains unchanged. is not immediately reversed, and the code/decoders are not controlled with different adaptation parameters.
本発明によれば、入力信号の種類に適合して量子化器の
適応のスピードを設定できるので、入力信号の種類によ
らず良好な量子化器適応制御が行なえる。According to the present invention, the adaptive speed of the quantizer can be set in accordance with the type of input signal, so that excellent adaptive control of the quantizer can be performed regardless of the type of input signal.
第1図は本発明の一実施例に係る適応量子化器のスピー
ドコントロールパラメータ計算回路のブロック構成図、
第2図は音声信号及びモデム信号の夫々の量子化値の分
布グラフ、第3図は評価関数の一例の特性図、第4図は
第1図に示すリーク積分器の詳細ブロック構成図、第5
図は従来の適応量子化器のスピードコントロールパラメ
ータ計算回路のブロック構成図である。
11・・・評価関数
12・・・リーク積分器
13・・・比較器
14・・・リミッタ
51・・・加算器
52・・・乗算器
53・・・遅延器。FIG. 1 is a block diagram of a speed control parameter calculation circuit of an adaptive quantizer according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a distribution graph of quantization values of audio signals and modem signals, Fig. 3 is a characteristic diagram of an example of an evaluation function, Fig. 4 is a detailed block diagram of the leakage integrator shown in Fig. 1, 5
The figure is a block diagram of a speed control parameter calculation circuit of a conventional adaptive quantizer. 11... Evaluation function 12... Leak integrator 13... Comparator 14... Limiter 51... Adder 52... Multiplier 53... Delay device.
Claims (1)
号から、該入力信号の予測信号を引いた差信号を適応量
子化器で量子化する手段と、高速適応変数を発生する手
段と、低速適応変数を発生する手段を有する適応量子化
器において、上記量子化器出力値の出現確率に応じた評
価関数と、該関数出力を積分する手段と、適応化が低速
の場合入力信号と予測信号の変化方向が逆なために起こ
る差信号の増大に対して適応速度の追随を抑え適応量子
化器の状態を保持する手段とを設けた事を特徴とする適
応量子化器。1. Means for quantizing a difference signal obtained by subtracting a predicted signal of the input signal from a digitized input signal input at each sampling time using an adaptive quantizer, means for generating a high-speed adaptive variable, and a low-speed In an adaptive quantizer having a means for generating an adaptive variable, an evaluation function according to the probability of occurrence of the output value of the quantizer, a means for integrating the function output, and an input signal and a prediction signal when the adaptation is slow. 1. An adaptive quantizer comprising means for suppressing adaptation speed tracking and maintaining the state of the adaptive quantizer in response to an increase in the difference signal caused by the opposite change direction of the adaptive quantizer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20835688A JPH0258430A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Adaptive quantizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20835688A JPH0258430A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Adaptive quantizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0258430A true JPH0258430A (en) | 1990-02-27 |
Family
ID=16554937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20835688A Pending JPH0258430A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Adaptive quantizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0258430A (en) |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP20835688A patent/JPH0258430A/en active Pending
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