JPH03154443A - 情報伝送装置 - 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、音楽および音声信号を圧縮して伝送する情報
伝送装置に関するものである。

従来の技術 近年、テレビ電話などのように伝送路の容量が限られた
媒体を用いて、より高品質な音声や画像を伝送するため
に、信号圧縮技術を用いた情報伝送装置が考案されてき
ている。

以下図面を参照しながら上述した従来の情報伝送装置の
一例について説明する。

第５図は従来の情報伝送装置の構成を示すものである。

第５図において、５１は周波数帯域分割器、５２は記憶
器、５３は最大値検出器、５４は定数記憶器、５５は第
１の符号化器、５６は第２の符号化器、５７は第１の復
号化器、５８は第２の復号化器、５９は最大値記憶器、
６０は倍数器、６１は周波数帯域合成器で図示のごとく
接続されている。

以上の様に構成された情報伝送装置について、以下周波
数帯域分割数を２４とした場合の動作を説明する。まず
符号化について説明する。

入力信号を周波数帯域分割器５１で２４帯域に帯域分割
し、各帯域毎の信号を記憶器５２で一定時間記憶する。

つぎに記憶器５２に記憶された信号より、最大値検出器
５３で各帯域毎に最大値を検出し、定数記憶器５４にあ
らかじめ記憶された各帯域毎に定められたビット数を用
いて、記憶器５２で一定時間記憶された信号を、各帯域
毎に第１の符号化器５５で符号化して出力する。

つぎに、最大値検出器５３の出力を第２の符号化器５６
で各帯域毎に６ビットで符号化し出力する。

つぎに復号化について説明する。

第１の符号化器５５の出力を第１の復号化器５７に人力
し、各帯域が何ビットで符号化されているかを定数記憶
器５４を用いて解読し、各帯域毎に復号し倍数器６０に
入力する。

また、第２の符号化器５６の出力を第２の復号化器５８
に人力し各帯域毎の最大値を復号し、最大値記憶器５９
に入力する。

倍数器６０では、最大値記憶器５９と、第１の復号化器
５７の出力を用い帯域毎の信号を復号する。

次に、倍数器６０で帯域毎に復号された信号を周波数帯
域合成器６１で合成し、元の信号を復号し出力する。

（例えば、「ロー　ビットレート　コーディング　オブ
　ハイクラオリティ　オーディオ　シグナルズ アン　イントロダクション　トウ　ザ　マスカム　シス
テム （Ｌｏｗ　　ｂｔｔ−ｒａｔｅ　　ｃｏｄｉｎｇｏｆ　
　ｈｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ　　ａｕｄｆ。

ｓｉｇｎａｌｓ Ａｎ　　１ｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ｔｏ　　ｔｈｅ
ＭＡＳＣＡＭ　　ｓｙｓｔｅｍ）」、イービーニーレビ
ュー　テクニカル　ナンバー２３０　　（ＥＢＵＲｅｖ
ｉｅｗ　　Ｔｅｃｈｎｔｃａｌ、Ｎａ２３０）シイ、タ
イレ、シイ、シュトル、エム、リンク（Ｇ、Ｔｈｅｔｌ
ｅ、　　　Ｇ、５ｔｏｌｌ、　　　Ｍ。

１ｉｎｋ）共著　第７１〜第９４頁） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、復号化器で復号
する場合、符号化器と同じ定数を必要とする。また、定
数記憶器に複数の定数を記憶し、入力信号の特性に併せ
て変更した場合、復号化器にその定数を伝送しなければ
ならず圧縮効率が悪いこと、また伝送すべきデータ量は
、定数記憶器に定められた定数により決まり、データ量
を変更するには、定数記憶器に定められた定数を変更し
なければ対応できないという課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、復号化器で復号するにあたり
定数を必要としない符号化を符号化器で行ない、効率よ
く圧縮符号化すると共に、データ量を容易に制御できる
情報伝送装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の情報伝送装置は、入
力信号を周波数軸上で複数帯域に分割する周波数帯域分
割器と、周波数帯域分割器の出力信号を一定時間記憶す
る記憶器と、一定時間記憶された信号の最大値を検出し
最大値の有効上位桁を検出する有効上位桁検出器と、帯
域毎にあらかしめ定められた定数を記憶している定数記
憶器と、あらかじめ定められた定数と前記有効上位桁検
出器の出力を用いて帯域毎の指数部を決定する指数部決
定器と、一定時間記憶された信号を指数部を用いて計算
した仮数部を符号化し符号化信号を出力する第１の符号
化器と、第１の符号化器で発生するビットＩを帯域単位
で計算し、あらかじめ定められたビット量を超えるかも
しくは一定時間記憶された信号を全て符号化してもあら
かじめ定められたビット量に満たない場合は、符号化打
ち切り信号を出力するビット量制御器と、指数部を符号
化し符号化信号を符号化打ち切り信号を受信するまで出
力し、符号化打ち切り信号を受信すると特定の符号語を
出力する第２の符号化器と、第１の符号化器の出力と第
２の符号化器の出力上を時間軸多重する多重化器とを備
え、瞬時に復号可能な非等長符号を出力し、符号化打ち
切り信号が入力されると符号化を打ち切る第１の符号化
器からなる帯域分割符号化装置と、帯域分割符号化装置
から出力される符号化信号を指数部と仮数部に分離する
分離器と、仮数部を復号する第１の復号化器と、指数部
を復号する第２の復号化器と、第１の復号化器および第
２の復号化器の入力ビット数を計数するビット数計数器
と、第２の復号化器の出力を一定時間記憶する指数部記
憶器と、指数部記憶器の出力と第１の復号化器の出力よ
り帯域毎の信号を復号する倍数器と、帯域毎の信号を元
の信号に復号する周波数帯域合成器からなる帯域分割復
号化とを備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、従来復号器側にも必要
とした定数記憶器を不必要にし、加えて、定数記憶器に
記憶した複数の定数を用いたとしても、どの定数を用い
たか伝送する必要がな（、符号化効率を改善すると共に
容易にビット量が制御できることとなる。

実施例 以下本発明の一実施例の情報伝送装置について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における情報伝送装置の構成
を示すものである。第１図において、１は帯域分割符号
化装置、２は帯域分割復号化装置で図示のごとく接続さ
れている。第２図は帯域分割符号化装置１の更に詳細な
構成を示すものである。第２図において、２１は周波数
帯域分割器、２２は記憶器、２３は有効上位桁検出器、
２４は指数部決定器、２５は定数記憶器、２６は第１の
符号化器、２７は第２の符号化器、２日はビット量制御
器、２９は多重化器で図示のごとく接続されている。第
３図は帯域分割を４とした場合の符号化された指数部と
仮数部を多重化する方法を説明する模式図で、３１は第
１帯域の指数部、３２は第２帯域の指数部、３３は第３
帯域の指数部、３４は第４帯域の指数部、３５は第１帯
域の仮数部、３５は第２帯域の仮数部、３７は第３帯域
の仮数部、３８は第４帯域の仮数部、３９は特定符号語
、４０は第３帯域の仮数部で所定のビット量を超えた部
分、３２１は仮数部が全て零の場合の指数部を示してい
る。

以上の様に構成された情報伝送装置の符号化装置につい
て、以下第１図、第２図及び第３図を用いて、入力信号
を１０ｋＨｚでサンプリングされたディジタルデータと
し、周波数分割を等帯域幅、４帯域としＱＭＦ　（クウ
オドラチャー・ミラー・フィルター）を用い帯域分割器
を実現し、記憶器の記憶時間をｉｏｍｓとした場合の動
作を説明する。入力信号を周波数帯域分割器２１で４帯
域に帯域分割し、各帯域毎に記憶器２２で２５サンプル
記憶する。

つぎに記憶器２２に記憶された２５サンプルより、有効
上位桁検出器２３で各帯域毎に最大値の有効上位桁を検
出する。ここで有効上位桁とは、サンプル値をＳとした
とき以下の様に表わされる。

まずＳの絶対値１３１をとり、それを２進数で表わす。

Ｓ　ｌ　＝ａｏ２°＋　ａ　１２’　＋　・・＋　ａ、
１２”　＋　ａｎ　４１２”　’　＋　・・としたとき
のａ、、、１．ａ、、。２．・・・ａ　、＝　Ｏとなる
ｎの値である。

つぎに指数部決定器２４で、有効上位桁検出器２３の出
力と、定数記憶器２５に記憶された各帯域毎の定数を各
帯域毎に減算し、指数部を決定する。そして第１の符号
化器で各帯域毎に４ビットで符号化し多重化器２９に出
力する。

つぎに記憶器２２で１０ｍ５分記憶された信号は、指数
部決定器２４によって決まった帯域毎の指数部を用い、
第１の符号化器２６で信号を仮数部で表わしたのち、そ
の仮数部を瞬時に復号可能な非等長符号の一種であるハ
フマン符号を用い符号化し多重化器２９に出力する。ま
たその時の発生ピッｔ−ｉｔをピッ）Ｉ制御器２日に出
力する。ビット量制御器２８では発生ビット量と所定の
ビット量を比較し、所定のビット量を超えた場合は、符
号化打ち切り信号を出力する。

ここでは、第３帯域の仮数部で所定のビット量を超えた
場合の多重化方法を第３図（ａ）と（ｂ）を用いて説明
する。第３帯域の仮数部で所定のビット量を超えた部分
４０が発生すると、ピッ）！制御器２８より符号化打ち
切り信号が出力され第３図（ｂＪに示す様に、第３図（
ａ）の第２帯域の仮数部３６の直後から、所定のビット
量になるまで特定符号語３９を出力する。

つぎに４帯域のデータを全て符号化し、所定のビット量
と一致した場合は、多重化器２９の出力は第３図（Ｃ）
に示すようになる。

また、所定のビット量に満たない場合は、ビット量制御
器２８より符号化打ち切り信号が出力され、第２の符号
化器２７で特定符号語３９を、第３図（ｄ）に示すよう
に所定のビット量になるまで出力する。

本実施例では、特定符号語３９は仮数部が全て零の場合
の指数部を示す符号語３２１と、同じ符号語を用いてい
る。

この様にビット量制御器より出力された符号化打ち切り
信号で、第１．第２の符号化器を制御することで容易に
発生ビット量が制御できる。また、仮数部をハフマン符
号化する事により、符号語の区切りが明確になり、従来
の樺に何ビットで符号化したかを示すための定数を復号
化器に伝送する必要がない。

つぎに復号化について説明する。

第４図は、帯域分割復号化装置２の更に詳細な構成を示
すものである。第４図において、４１は分離器、４２は
第１の復号化器、４３は第２の復号化器、４４は指数部
記憶器、４５は倍数器、４６は周波数帯域合成器、４７
はビット数計数器で図示のごとく接続されている。

以上の様に構成された情報伝送装置の復号化装置につい
て、以下第３図、第４図を用いてその動作を説明する。

まずビット数計数器４７をリセットし、入力信号を分離
器４１で指数部と仮数部に分離する。第３図に示す様に
、最初の４ビットは必ず第１帯域の指数部であるから第
２の復号化器４３に入力する。ここで第１帯域の指数部
を復号し指数部記憶器４４に出力すると共にビット数計
数器４７に４ビットを加算する。このとき、復号された
符号語が第３図（ｄ）の第２帯域の指数部３２１の符号
語と一致すれば、その帯域の仮数部は全て零であること
を示し、すぐつぎの４ビットかつぎの帯域の指数部であ
ることを示しているから、分離器４１でつづく４ビット
を第２の復号化器４３に入力し、ビット数計数器４７に
４ビットを加算する。

ここで指数部の符号語が、第３図（ｄ）の指数部３２１
の符号語でなければ、この帯域の仮数部が２５サンプル
存在するので、第１の復号器４２で２５サンプル復号し
、そのビット数をビット数計数器４７に加算する。倍数
器４５で指数部記憶器４４に記憶された値を用いて第１
帯域の信号を復号する。同様にして第２１＃域、第３帯
域および第４帯域の信号を復号し、周波数帯域合成器４
６で、元の信号を復号できる。

この様にしてビット数計数器４７に加算して復号し、所
定のビット数になればビット数計数器４７をリセットし
、次の１０ｍ５分のデータを復号する。

従来の復号化器は、何ビットで符号化したかを示すため
の定数を復号化器に伝送するかあるいは復号器であらか
じめ用意しないと復号できなかったが、本実施例の帯域
分割復号化器は、復号時に従来の様な定数を必要としな
いことにより従来より効率のよい符号化器の実現が可能
となる。また、ビット量制御器より出力された符号化打
ち切り信号で、第１．第２の符号化器を制御することで
容易に発生ビット量の制御が実現可能となる。

以上の櫟に本実施例によれば、入力信号を周波数軸上で
複数帯域に分割する周波数帯域分割器と、周波数帯域分
割器の出力信号を一定時間記憶する記憶器と、一定時間
記憶された信号の最大値を検出し最大値の有効上位桁を
検出する有効上位桁検出器と、帯域毎にあらかじめ定め
られた定数を記憶している定数記憶器と、あらかじめ定
められた定数と前記有効上位桁検出器の出力を用いて帯
域毎の指数部を決定する指数部決定器と、一定時間記憶
された信号を指数部を用いて計算した仮数部を符号化し
符号化信号を出力する第１の符号化器と、第１の符号化
器で発生するビット量を帯域単位で計算し、あらかじめ
定められたビット量を超えるかもしくは一定時間記憶さ
れた信号を全て符号化してもあらかじめ定められたビッ
トｉに満たない場合は、符号化打ち切り信号を出力する
ビット量制御器と、指数部を符号化し符号化信号を符号
化打ち切り信号を受信するまで出力し、符号化打ち切り
信号を受信すると特定の符号語を出力する第２の符号化
器と、第１の符号化器の出力と第２の符号化器の出力と
を時間軸多重する多重化器とを備え、瞬時に復号可能な
非等長符号を出力し、符号化打ち切り信号が入力される
と符号化を打ち切る第１の符号化器からなる帯域分割符
号化装置と、帯域分割符号化装置から出力される符号化
信号を指数部と仮数部に分離する分離器と、仮数部を復
号する第１の復号化器と、指数部を復号する第２の復号
化器と、第１の復号化器および第２の復号化器の入力ビ
ット数を計数するビット数計数器と、第２の復号化器の
出力を一定時間記憶する指数部記憶器と、指数部記憶器
の出力と第２の復号化器の出力より帯域毎の信号を復号
する倍数器と、帯域毎の信号を元の信号に復号する周波
数帯域合成器からなる帯域分割復号化とを備えたもので
あり、復号時に定数を必要としない効率のよい情報伝送
装置を実現することができる。

なお、本実施例において、帯域分割数を４とし、記憶器
の記憶時間を１０ｍ５としているが、一般に任意の分割
数、記憶時間でよい。また、第１の符号化器を４ビット
としているが一般に任意のビット数でよい。また、仮数
部が全て零の場合を示す指数部の符号語と、符号化打ち
切り信号を入力した時に第２の符号化器が出力する特定
符号語とを同一としているが、一般に異なる符号語を用
いてもよい。また、第１の符号化器をハフマン符号化器
、第１の復号化器をハフマン復号化器としているがこれ
に限ることなく、瞬時に復号可能な非等長符号を用いる
ことで同様にして符号化効率を改善できる。

発明の効果 以上のように本発明の実施例は、入力信号を周波数軸上
で複数帯域に分割する周波数帯域分割器と、周波数帯域
分割器の出力信号を一定時間記憶する記憶器と、一定時
間記憶された信号の最大値を検出し最大値の有効上位桁
を検出する有効上位桁検出器と、帯域毎にあらかじめ定
められた定数を記憶している定数記憶器と、あらかじめ
定められた定数と前記有効上位桁検出器の出力を用いて
帯域毎の指数部を決定する指数部決定器と、一定時間記
憶された信号を指数部を用いて計算した仮数部を符号化
し符号化信号を出力する第１の符号化器と、第１の符号
化器で発生するビットｉｔを帯域単位で計算し、あらか
じめ定められたビット量を超えるかもしくは一定時間記
憶された信号を全て符号化してもあらかじめ定められた
ピッｌ−１に満たない場合は、符号化打ち切り信号を出
力するビット量制御器と、指数部を符号化し符号化信号
を符号化打ち切り信号を受信するまで出力し、符号化打
ち切り信号を受信すると特定の符号語を出力する第２の
符号化器と、第１の符号化器の出力と第２の符号化器の
出力とを時間軸多重する多重化器とを備え、瞬時に復号
可能な非等長符号を出力し、符号化打ち切り信号が入力
されると符号化を打ち切る第１の符号化器からなる帯域
分割符号化装置と、帯域分割符号化装置から出力される
符号化信号を指数部と仮数部に分離する分離器と、仮数
部を復号する第１の復号化器と、指数部を復号する第２
の復号化器と、第１の復号化器および第２の復号化器の
入力ビット数を計数するビット数計数器と、第２の復号
化器の出力を一定時間記憶する指数部記憶器と、指数部
記憶器の出力と第１の復号化器の出力より帯域毎の信号
を復号する倍数器と、帯域毎の信号を元の信号に復号す
る周波数帯域合成器からなる帯域分割復号化とを備えた
ものであり、復号時に定数を必要としない効率のよい情
報伝送装置を実現できると共に、必ず所定のビット量を
超えない情報伝送装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における情報伝送装置の構成
図、第２図は本発明の一実施例における帯域分割符号化
装置の構成図、第３図は帯域分割を４とした場合の符号
化された指数部と仮数部を多重化する方法を説明する模
式図、第４図は本発明の一実施例における帯域分割復号
化装置の構成図、第５図は従来の情報伝送装置の構成図
である。 ２１・・・・・・周波数帯域分割器、２２・・・・・・
記憶器、２３・・・・・・有効上位桁検出器、２４・・
・・・・指数部決定器、２５・・・・・・定数記憶器、
２６・・・・・・第１の符号化器、２７・・・・・・第
２の符号化器、２８・・１・・・ピントｉ制御器、２９
・・・・・・多重化器、３１・・・・・・第１帯域の指
数部、３２・・・・・・第２帯域の指数部、３３・・・
・・・第３帯域の指数部、３４・・・・・・第４帯域の
指数部、３５・・・・・・第１帯域の仮数部、３６・・
・・・・第２帯域の仮数部、３７・・・・・・第３帯域
の仮数部、３８・・・・・・第４帯域の仮数部、３９・
・・・・・特定符号語、４０・・・・・・第３帯域の仮
数部で所定のビット量を超えた部分、３２１・・・・・
・仮数部が全て零の場合の指数部、４１・・・・・・分
離器、４２・・・・・・第１の復号化器、４３・・・・
・・第２の復号化器、４４・・・・・・指数部記憶器、
４５・・・・・・倍数器、４６・・・・・・周波数帯域
合成器、４７・・・・・・ビット数計数器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を周波数軸上で複数帯域に分割したのち
   一定時間記憶し、前記記憶された信号を指数部と仮数部
   に分離し、これらをそれぞれ符号化して符号化信号を出
   力する帯域分割符号化装置と、前記帯域分割符号化装置
   の出力信号を入力し、これをそれぞれ復号化したのち元
   の信号に復号する帯域分割復号化装置とを備え、前記帯
   域分割符号化装置は、入力信号を周波数軸上で複数帯域
   に分割する周波数帯域分割器と、前記周波数帯域分割器
   の出力信号を一定時間記憶する記憶器と、前記一定時間
   記憶された信号の最大値を検出し前記最大値の有効上位
   桁を検出する有効上位桁検出器と、前記帯域毎にあらか
   じめ定められた定数を記憶している定数記憶器と、前記
   あらかじめ定められた定数と前記有効上位桁検出器の出
   力を用いて前記帯域毎の指数部を決定する指数部決定器
   と、前記一定時間記憶された信号を前記指数部を用いて
   仮数部を計算し前記仮数部を符号化し符号化信号を出力
   する第１の符号化器と、前記第１の符号化器で発生する
   ビット量を帯域単位で計算し、あらかじめ定められたビ
   ット量を超えるかもしくは前記一定時間記憶された信号
   を全て符号化してもあらかじめ定められたビット量に満
   たない場合は、符号化打ち切り信号を出力するビット量
   制御器と、前記指数部を符号化し符号化信号を前記符号
   化打ち切り信号を受信するまで出力し、前記符号化打ち
   切り信号を受信すると特定の符号語を出力する第２の符
   号化器と、前記第１の符号化器の出力と前記第２の符号
   化器の出力とを時間軸多重する多重化器とを備え、前記
   第１の符号化器は、瞬時に復号可能な非等長符号を出力
   し、前記符号化打ち切り信号が入力されると符号化を打
   ち切ることを特徴とする情報伝送装置。
2. （２）帯域分割復号化装置は、帯域分割符号化装置から
   出力される符号化信号を指数部と仮数部に分離する分離
   器と、前記仮数部を復号する第１の復号化器と、前記指
   数部を復号する第２の復号化器と、前記第１の復号化器
   および前記第２の復号化器の入力ビット数を計数するビ
   ット数計数器と、前記第２の復号化器の出力を一定時間
   記憶する指数部記憶器と、前記指数部記憶器の出力と前
   記第１の復号化器の出力より帯域毎の信号を復号する倍
   数器と、前記帯域毎の信号を元の信号に復号する周波数
   帯域合成器とを備えた請求項（１）記載の情報伝送装置
   。
3. （３）周波数帯域分割器の出力を前記周波数帯域分割器
   の帯域周波数の２倍で再サンプリングした信号を一定時
   間記憶する記憶器とした請求項（１）記載の情報伝送装
   置。