JPH0338700A - 適応変換符号化の方法及び装置 - 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】 本発明は、音声／音楽等の信号の帯域圧縮技術、特に時
間領域で得られる入力信号を他の領域に線形変換してか
ら行なう帯域圧縮技術に関する。

（従来の技術） 限られた伝送容量の回線を便用して、音声／音楽等の信
号に含まれる情報を効率良く伝送するために、その情報
員を減少させることを帯域圧縮といい、主として適応差
分パルス符号変調［ＡＤＰＣＭＩ　　Ｃディジタル・コ
・−ディング・オン・ウェーブフォームズ、（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ　　Ｃｏｄｉｎｌｉｔ、ｏ　ｆ　Ｗａｖ　ｅ　ｆ
　ｏ　ｒｍｓ）　、プレンティス・ホール社（Ｐｒｅｎ
ｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９８４年、３０８ページ参照
；　以下、「文献ＩＪ）と適応変換符号化［ＡＴＣコ　
（アイイーイーイー・トランザクションズ・オン・エイ
ニスエスピー（ＩＥＥＥ　　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ
　　ＯＮ　　ＡＳＳＰ）２７巻Ｆ号、１９７９年、８９
−９５ページ参照；　以下、「文献２」）が知られてい
る。以下に、ＡＴＣの概要を文献２に従って簡単に説明
する。

第６図は、ＡＴＣの一構成例を示したブロック図である
。符号化器では、入力信号が入力端子１を経て線形変換
回路３に供給される。入力端子１には一般に離散的な値
が供給され、線形変換回路３で予め定められた整数Ｎに
等しい入力サンプルを単位としたＮ点離散線形変換が施
される。Ｎはブロック長と呼ばれる。このＮ点離散線形
変換としては、ウオルシュ−アダマール変換（ＷＡＴ）
、離散フーリエ変換（ＤＦＴ＞、離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）、ＫＬ逆変換ＫＬＴ）等が用いられる。線形変換
回路３１Ｄ出力である総数Ｎの変換係数は後述するビッ
ト配分に従って量子化器４でそれぞれ量子化され、多重
化回路ら・＼供給される。量子化器４内シこはブロック
長Ｎに等しい数の量子化器が含まれており、各変換係数
はそれぞれ専用の量子化器で量子化される。ビット配分
回路６では、変換係数の振幅に対応した量子化ビット割
当てを計算し、量子化器４へ供給する。多重化回路５で
は、量子化器４から供給される量子イヒされた変換係数
とビット配分回路６から供給されるビット配分に用いた
情報を多重化し、伝送路１２に送出される。

復号化器では、伝送路１２からの多重化信号が分離回路
１３で分離され、量子化器４からの信号は逆量子化器１
４に、ビット配分回路６からの信号は、ビット配分回路
１５へ供給される。ビット配分回路１５では符号化器の
ビット配分回路６と全く同様な方法で、各変換係数に対
するビット配分が決定される。逆量子化器１４で、ビッ
ト配分回路１５で決定されたビット配分に従って逆量子
化された変換係数は、線形逆変換回路１６で再び総数Ｎ
の時間領域の信号サンプルに変換され、出力端子１８に
供給される。

ビット配分回路における配分方法には、いくつかの種類
があるが、ここでは文献２に述べられている方法を第６
図を参照して説明する。この方法は、復号化器において
逆量子化したときの量子化二乗誤差が最小になるようす
るもので、補助情報量を削減するために変換係数を１度
間引き、続いて補間した値を用いてビット数の最適化を
行なう。

第５図に示されるビット配分回路工は、第６図（ａ）の
通りに構成される。線形変換器３で得られた変換係数は
、第６図（ａ）の入力端子４１を経て、間引き回路４２
シこ供給される。間引き回路４２では、Ｎ個の変換係数
の二乗を計算し、整数値Ｍ毎（ＭはＮの約数）の平均値
を代表値としでｉ／Ｈの間引きを行なう。得られたし−
Ｎ／Ｈのサンプル値は量子化器４３でそれぞれ量子化さ
れ、出力端子４４と補間回路４５へ供給される。量子化
器４３は省略される場合もある。補間回路４５において
は、２を底とする対数をと−）た後１．対数領域でＭ倍
の補間が行なわれる。補間された信号を用いて前記量子
化器４におけるビット配分が、次式によりビット数最適
化回路４６で行なわれ、その結果が出力端子４７へ伝達
され、量子化器４に供給される。

−４ ここに、Ｒ，は１番目の変換係数に対する割当てビット
数、Ｒは１変換係数当りの平均割当てビット数、σ１２
は補間回路４６における補間で近似的に復元されたｉ番
目変換係数の二乗値である。式（１）を用いてビット配
分を行なうことにより、量子化二乗誤差を最小にできる
ことがアイイーイーイー・トランザクションズ・オン・
エイニスエスピー（ＩＥＥＢ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ
Ｓ　　ＯＮ　ＡＳＳＰ）２５巻４号、１９７７年、２９
９−３０９ページ参照；　（以下、「文献３」）に示さ
れている。出力端子４４で得られた間引かれた信号は、
多重化回路５を経て補助情報として送出される。一方、
ビット配分回路１５は第６図（ｂ）に示すように構成さ
れる。

分離回路１３からの信号は入力端子４８を経て補間回路
４５に供給される。符号化器内のビット配分回路６が量
子化器４３を有する場合には、復号化器内のビット配分
回路１５も対応して逆量子化器４９を有する。補間回路
４５、ビット数最適化回路４６では、既に説明した符号
化器内の前記補間回路４５、ビット数最適化回路４６と
全く同様な補間及びビット数最適化が行なわれる。従っ
て、第６図（ａ）の出力端子４７と第６図（ｂ）の出力
端子５０には、全く等しいビット配分のための信号が得
られ、符号化器側と復号化器側で対応のとれた量子化／
逆量子化が行なわれる。

これまでの説明では、ビット配分回路６から多重化回路
５へ補助情報として供給される信号は第６図（ａ）の出
力端子４４で得られる間引かれた変換係数の二乗値とし
てきた。しかし、この信号を復号化器へ伝送する目的は
、ビット配分に利用される変換係数の概略値を符号化器
と復号化器で共有することである。従って、間引かれた
変換係数の二乗値以外にも、ＰＡＲＣＯＲ係数、ＡＤＰ
ＣＭ及びベクトル量子化による方法等が知られている。

符号化器において線形変換回路３の出力に、振幅が入力
信号のパワーに依存しない変換係数を求める目的で、入
力信号を正規化することもできる。

この場合は、第７図に示すように入力信号は正規化回路
２を経て正規化された後、線形変換回路３へ供給される
。復号化器では、線形逆変換回路１６の出力は逆正規化
回路１７で正規化回路２と反対の処理を施されてから、
出力端子１８へ伝達される。

第８図（ａ）、（ｂ）に、正規化回路２及び逆正規化回
路１７の構成をそれぞれ示す。第８図（ａ）の入力端子
６１には、第７図の入力端子１から入力信号サンプルが
供給される。入力信号サンプルはバッファ６２に一時蓄
積された後、Ｎサンプル毎にまとめて乗算器６３でスケ
ーリングを施され、出力端子６５を経て線形変換回路３
へ供給される。乗算器６３の乗数ｌよ、入力サンプルの
電力の１ブロック分の平均値である。この値は、平均零
の入力信号に対しては分散となり、分散計算回路６４に
て求められる。

分散計算回路６４にて求められた分散値は乗算器６３で
入力サンプルの正規化に使用されると同時に、出力端子
６６を経て第７図の多重化回路５へ供給され９多電化の
後、補助情報として復号化器へ伝達される。一方、第８
図（ｂ）の逆正規化回路では、第７図の線形逆変換回路
１６からの信号が入力端子６７を経て乗算器６８に供給
される。乗算器６８では入力端子６９を経て得られた分
散値の逆数を用いて出力信号を逆正規化し、バッファ７
０に蓄積する。入力端子６９に得られる分散値は、第７
図の多重化回路５、伝送路１２及び分離回路１３を経て
、符号化器から伝達される。バッファ７０はＮ個の復号
化サンプル値を順に、出力端子７１を経て第７図の出力
端子■８に伝達する。

（発明が解決しようとする課題） ブロック数Ｎは線形変換回路３及び線形逆変換回路１６
で行なわれる演算の分解能に影響し、Ｎが大きいほど分
解能が高くなり符号化復号化による誤差が減少する。一
方、非定常信号に対しては、必ずしも大きなＮが少ない
誤差を与えるとは限らない。同一ブロック内の入力サン
プルに対しては同一の処理がなされるが、ブロックが長
いと非定常信号は同一ブロック内でその特性が変化して
しまう可能性が有るからである。従って、非定常性の強
い信号に対しては、小さいブロック長Ｎで入力信号の性
質の変化に追随するような符号化を行なった方が良い。

一方、ブロック長Ｎが大きいほど符号化遅延時間が増し
、通信等のように符号化復号化による誤差よりも即時性
が重要となる応用には短いブロック長が望ましい。従来
のＡＴＣでは、ブロック長Ｎが固定されていたために、
前記の分解能と入力信号の性質の変化への追従という相
反する要求に答えることができなかった。さらに、符号
化遅延を重視する応用と、符号化復号化誤差を重視する
応用の両方に対応することはできなかった。

本発明の目的は、遅延時間より符号化復号化による誤差
が重要な場合には、分解能と入力信号の性質の変化への
追従という相反する要求を満足させ、符号化遅延時間が
重要となる場合には、短いブロック長で符号化し、符号
化遅延を最小にできる、適応変換符号化の方法及び装置
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ブロック長が指定されている場合には該指定
されたブロック長で符号化を行ない、それ以外の場合に
は、複数のブロック長で独立に符号化し、符号化された
信号及び付随する情報をそれぞれ独立に記憶すると同時
に符号化された信号を前記符号化に対応したブロック長
で独立に復号化し、該復号化された信号と前記入力信号
を用いてそれぞれのブロック長に対応した複数の誤差を
求め、該複数の誤差を比較して最小の誤差を与える最適
ブロック長を決定し、該最適ブロック長に対応した前記
記憶された符号化信号及び付随する情報を選択し、前記
最適ブロック長と共に伝送／Ｍ積することを特徴とする
。

また本発明は、ブロック長が指定されている場合には該
指定されたブロック長で符号化を行ない、それ以外の場
合には、入力信号サンプルをバッファに蓄積し、−組の
予め定められた数のうちの最小の数をブロック長とした
符号化を行ない、さらに符号化出力に対して復号化を行
ない、得られた復号化出力と前記入力信号サンプルとを
用いて誤差を求めて記憶装置に格納し、以上の操作を前
記符号化器と復号化器を時分割多重使用して前記１組の
予め定められた数全部に対して小さい数から順に行ない
、前記記憶装置に格納された値を比較し、前記−組の予
め定められた数のうちで最小の前記誤差を与える最適ブ
ロック長を決定し、該最適ブロック長に対応した前記符
号化信号及び付随する情報を選択し、前記最適ブロック
長と共に伝送／蓄積することを特徴とする。

また本発明は、ブロック長が指定されている場合には該
指定されたブロック長で符号化を行ない、それ以外の場
合には、入力信号サンプルをバッファに蓄積し、−組の
予め定められた数のうちの最小の数をブロック長として
線形変換と量子化を少なくとも含む符号化を行ない、さ
らに前記線形変換出力に対して線形逆変換を行ない、該
線形逆変換で得られた出力と前記入力信号サンプルとを
用いて誤差を求めて記憶装置に格納し、以上の操作を前
記符号化器と復号化器を時分割多重使用して前記１組の
予め定められた数全部に対して小さい数から順に行ない
、前記記憶装置に格納された値を比較し、前記−組の予
め定められた数のうちで最小の前記誤差を与える最適ブ
ロック長を決定し、該最適ブロック長に対応した前記符
号化信号及び付随する情報を選択し、前記最適ブロック
長と共に伝送／蓄積することを特徴とする。

また本発明は、複数のブロック長で独立に符号化するた
めの複数の符号化器と、符号化された信号及び付随する
情報をそれぞれ独立に格納する記憶装置と、同時に前記
符号化器で符号化された信号を符号化に対応したブロッ
ク長で独立に復号化する複数の復号化器と、該復号化器
で復号化された信号と前記入力信号を用いてそれぞれの
ブ、ロック長に対応した複数の誤差を求める誤差計算回
路と、該複数の誤差を比較して最小の誤差を与える最適
ブロック長を決定する誤差比較回路と、該最適ブロック
長に対応した前記符号化信号及び付随する情報を前記記
憶装置から選択する第１のセレクタと、該選択された符
号化信号及び付随する情報と前記最適ブロック長を多重
化する第１の多重化回路と、前記複数の符号化器の出力
を入力とし、ブロック長を指定する指定信号で制御され
る第２のセレクタと、該第２のセレクタの出力と前記指
定信号を多重化する第２の多重化回路と、前記第１と第
２の多重化回路出力を前記指定信号で切換えて伝送／蓄
積するための第３のセレクタを少なくとも具備すること
を特徴とする。

また本発明は、入力サンプルを蓄積するバッファと、該
バッファの読み出しタイくングを制御するための複数の
クロックを発生するクロック発生器と、該クロック発生
器から供給される複数のクロックをブロック長を指定す
る指定信号に応じて選択して前記バッファに供給する第
４のセレクタと、１組の予め定められた数のうちの最小
の数をブロック長とした符号化を行なう符号化器と、符
号化出力を復号化する゛復号化器と、該復号化器の出力
と前記入力信号サンプルとを用いて誤差を求める誤差計
算回路と、該誤差を格納する記憶装置と、該記憶装置に
格納された値を比較して前記１組の予め定められた数の
うちで最小の前記誤差を与える数を最適ブロック長とし
て出力する誤差比較回路と、前記１組の予め定められた
敷金てに対応する符号化信号及び付随する情報を順に受
けて記憶し、最適ブロック長に従って選択・多重化して
伝送／蓄積する選択・多重化回路とを具備することを特
徴とする。

また本発明は、入力サンプルを蓄積するバッファと、該
バッファの読み出しタイ截ングを制御するための複数の
クロックを発生するクロック発生器と、該クロック発生
器から供給される複数のクロックをブロック長を指定す
る指定信号に応じて選択して前記バッファに供給する第
４のセレクタと、１組の予め定められた数のうちの最小
の数をブロック長として少なくとも線形変換と量子化を
含む符”量化を行なう符号化器と、線形変換出力を線形
逆変換する線形逆変換回路と、該線形逆変換回路の出力
と前記入力信号サンプルとを用いて誤差を求める誤差計
算回路と、該誤差を格納する記憶装置と、該記憶装置に
格納された値を比較して前記１組の予め定められた数の
うちで最小の前記誤差を与える数を最適ブロック長とし
て出力する誤差比較回路と、前記１組の予め定められた
敷金てに対応する符号化信号及び付随する情報を順に受
けて記憶し、最適ブロック長に従って選択・多重化して
伝送／蓄積する選択・多重化回路とを具備することを特
徴とする。

（作用） 本発明の適応変換符号化の方法及び装置は、切替スイッ
チを設け、遅延時間より符号化復号化による誤差が重要
な場合には、ブロック長Ｎを可変として分解能と入力信
号の性質の変化への追従という相反する要求を満足させ
、符号化遅延時間が重要となる場合には、スイッチを切
替えて指定した短いブロック長で符号化し、符号化遅延
を最小にする。

（実施例） 次に図面を参照して本発明について詳細に説明する。第
１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。入
力端子１で得られた入力信号サンプルは、ｎ個の符号化
器１００１．１００２−−−・−１００゜（ｎは整数）
に同時に供給される。それぞれの符号化器では互に異な
ったブロック長Ｎ１、Ｎ２、・・・・・Ｎｎを用いて符
号化が行なわれ、符号化出力及びビット配分関連等の補
助情報は記憶装置１１０１に供給され、それぞれ独立に
記憶される。一方、符号化出力は、ｎ個の復号化器１０
２１．１０２２・・・・・１０２゜にも同時に供給され
る。それぞれの復号化器では符号化で用いたブロック長
Ｎ１、Ｎ２、・・・・・Ｎ、を用いて復号化が行なわれ
、復号化出力は誤差計算回路１０３に伝達される。誤差
計算回路１０３では、ｎ個の復号化器１０２１．１０２
２・・・・・１０２．から供給された復号化信号と入力
端子ｌから供給された入力信号を用いてブロック長Ｎ１
、Ｎ２、・・・・・Ｎｎに対応した符号化復号化による
誤差５ｄ（Ｎ１）Ｓｄ（Ｎ２）・・・・・　５ｄ（Ｎｎ
）が計算される。誤差Ｓ、の計算は、例えば、符号化前
の信号Ｓｉと復号化後の信号Ｓｑを用いて、次式に従っ
て行なうことができる。

５ａ＝ｓｑ２／（ｓ＋２−８Ｑ２）＋＋＋＋・＋＋＋＋
＋＋・＋＋＋　（２）但し、Ｎ１〈Ｎ２・・・・・くＮ
ｎで、通常２Ｎ１＝Ｎ、、（１≦ｉ＜ｎ）とする。ブロ
ック長Ｎ１、Ｎ２、・・・・・Ｎｎに対する誤差の計算
が全て終了したとき、５ａ（Ｎｔ）、５ｄ（Ｎ２）、”
”・５ｄ（Ｎｎ）は同時に誤差比較回路１０４へ供給さ
れ、最小の誤差ｓ　ｄｍｉｎを与える最適ブロック長Ｎ
ｍが検出され、セレクタ１０５と多重化回路１０６へ供
給される。Ｎｍは、量子化されてから多重化回路１０６
に伝達される場合もある。セレクタ１０５では、誤差比
較回路１０４から伝達された最適ブロック長Ｎｆｆ１を
用いて、これに対応した符号化出力及びビット配分関連
等の補助情報を記憶装置１０１から選択し、多重化回路
１０６に供給する。多重化回路１０６では最適ブロック
長Ｎｍ、これに対応した符号化出力及びビット配分関連
等の補助情報を多重化し、セレクタ１１１に供給する。

一方、ｎ個の符号化器１００１．１００２−・−・１０
０ｎの出力はさらに、セレクタ１０９にも同時に供給さ
れる。セレクタ１０９は入力端子１０８に供給されるブ
ロック長を指定する指定信号に対応して符号化器１００
１．１００２・・・・・１００ｎのいずれかの出力を選
択し、多重化回路１１０に伝達する。多重化回路１１０
には前記指定信号も供給されており、セレクタ１０９の
出力と指定信号が多重化されて、セレクタ１１１に供給
される。セレクタ１１１は、指定信号にょって多重化回
路１１０の出力と多重化回路１０６のいずれかを選択し
、出力端子１０７を経て伝送／蓄積のために送出する。

入力端子１０８に指定信号が供給されているときには、
常にセレクタ１１１は多重化回路１１０の出力を、入力
端子１０Ｂに指定信号が供給されていないときには多重
化回路１０６の出力を選択する。すなわち、入力端子１
０８に指定信号が供給されているときには、最適ブロッ
ク長で符号化された信号の代りに指定されたブロック長
で符号化された信号が伝送／蓄積されることになる。

第１図に示されたｎ個の符号化器１０００．１００２・
・・・・１００．及びｎ個の復号化器１０２１．１Ｏ２
２・・・・・１０２ｎの構成に制限はなく、いかなる構
成の符号化器／１１号化器花器使用することができる。

例えば、第６図及び第８図に示した従来例の符号化器／
復号化器を使用することができる。

次に本発明の他の実施例について詳細に説明する。第２
図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。同図
において、第２図においては、符号化器２０１を時分割
多重使用して複数通りのブロック長に対して符号化を行
ない、それぞれの符号化信号に対する符号化復号化誤差
を計算して、最小の誤差を与える符号化信号を選択して
伝送路に送出する点にある。これに伴って、符号化器内
に復号化器２０３、誤差計算回路２０５、複数のブロッ
ク長に対する誤差を記憶するための記憶装置２０６、最
小の誤差を与える最適ブロック長を決定するための誤差
比較回路２０７が付加され、各ブロック長に対応する符
号化信号及びビット配分に関する付随情報を記憶し、そ
の中から最適ブロック長に対応した値を選択し、最適ブ
ロック長と多重化する選択・多重化回路２０２で多重化
回路５が置き換えられている。

次に、第２図の実施例の動作について説明する。

符号化器では、入力端子上に供給された信号はバッファ
２００に一時蓄積され、符号化器２０１で符号化が行な
われる。符号化器２０１の出力は、復号化器２０３に供
給されて復号化が行なわれる。復号化器２０３の出力は
、誤差計算回路２０５へ供給される。すなわち、符号化
器２０１と復号化器２０３では符号化された信号に対し
て復号化を行ない、受信／再生側の復号化器で得られる
信号を符号化器で再現している。一方、誤差計算回路２
０３へはバッファ２００の出力、すなわち符号化前の信
号も供給されている。

誤差計算回路２０３では、これらの符号化前と復号化後
の信号を用いて誤差を計算する。誤差ｓｄの計算は、例
えば、符号化前の信号ｓＩと復号化後の信号Ｓｑを用い
て、次式に従って行なうことができる。

５ｄ＝ｓｑ２／（ｓ１２−８Ｑ２）・・・・・・・・・
・・・・・・（２）以上の処理で、　ブロック長Ｎ、に
対する誤差５ｄ（Ｎ、）の計算が終了して、５ｄ（Ｎ、
）は、記憶装置２０６に記憶される。次にバッファ２０
０にＭ積された第２のブロック長Ｎ２（Ｎｔ＜Ｎ２）に
等しいサンプルが、符号化器２０１で符号化される。以
下、Ｎ。

の場合と同様にして　Ｓ　ｄ（Ｎ　２）が計算される。

５ｄ（Ｎ２）は、記憶装置２０６に記憶される。以上説
明したＮ４、Ｎ２の場合と同様にして、複数のブロック
長Ｎ３、Ｎ４、・・・・・Ｎｎの場合についての誤差Ｓ
　ｄ　（Ｎ　３）、ｄ（Ｎ４）・・・・・５ｄ（Ｎ、）
を計算し、記憶装置２０６に記憶する。但し、　Ｎ１く
Ｎ２くＮ３くＮ４・・・・・くＮｒｌで、通常２ＮＨ＝
Ｎ１．１とする。

ブロック長Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、・・・・・Ｎｎに
対する誤差の計算が全て終了したとき、５ｄ（Ｎ１）、
５ｄ（Ｎ２）、５ａ（Ｎ３）、ｓ、、１（Ｎ４）−−−
５ａ（Ｎｎ）は同時に誤差比較回路２０７へ供給され、
最小の誤差ｓｄｍｉｎを与える最適ブロック長Ｎｍが検
出され、選択・多重化回路２０２へ供給される。Ｎ１．
ｌは、量子化されてから選択・多重化回路２０２に伝達
される場合もある。一方、選択・多重化回路２０２には
それぞれのブロック長に対応した符号化器２０１の出力
及びビット配分の情報の出力が蓄積されており、後に供
給される最適ブロック長に対応した値が選択され、最適
ブロック長と多重化され、伝送路１２に送出される。

最適ブロック長の代りに指定した１つのブロック長で符
号化するために、入力端子２１０、クロック発生回路２
０８、セレクタ２０９が用意されている。

クロック発生回路２０８は、複数のブロック長に対応し
てバッファ２００を制御するためのクロックを発生する
。セレクタ２０９はこれらのクロックから入力端子２１
０にて指定されたブロック長に対応するものを選択して
、バッファ２００と選択・多重化回路２０２に供給する
。複数のブロック長に対して時分割多重で符号化を行な
い、最適ブロック長を決定する場合には、セレクタ２０
９はブロック長に対応したクロックを順に切替えてバッ
ファ２００に供給する。

第３図（ａ）、（ｂ）は選択・多重化回路２０２の構成
例を示す。第３図（ａ）の例では、入力端子２１に最適
ブロック長が、入力端子２２に各ブロック長に対応した
第８図の量子化器４の出力が、入力端子２３に各ブロッ
ク長に対応したビット配分回路６の出力が、入力端子２
４に各ブロック長に対応した入力サンプルの分散値が供
給される。各ブロック長に対応した３種の入力信号、す
なわち量子化器４の出力、ビット配分回路６の出力及び
入力サンプルの分散値は多重化回路２５で多重化された
後、スイッチ３７と記憶装置２６に記憶される。入力端
子２１に供給された最適ブロック長に対応する量子化器
４の出力、ビット配分回路６の出力及び入力サンプルの
分散値がセレクタ２７において選択され、セレクタ３８
を経て多重化回路２８に伝達される。多重化回路２８で
は、セレクタ２７から供給された多重化信号にさらに最
適ブロック長が多重化され、出力端子２９を経て、第２
図の伝送路１２に送出される。

一方、符号化遅延が重視される応用の場合には、入力端
子３９に指定信号が供給される。この指定信号により、
スイッチ３７とセレクタ３８が制御され、多重化回路２
５の出力は記憶装置ｆｆ１２６とセレクタ２７を経由せ
ずに直接多重化回路２８へ供給される。従って、入力端
子３９に指定信号が供給されているときには、入力端子
２２．２３．２４へ供給される信号が多重化されて直接
セレクタ３８に供給される。入力端子３９の指定信号と
しては、第２図のセレクタ２０９からのクロック、すな
わち入力端子２１０で指定したブロック長に対応したク
ロックが供給される。

このクロックはバッファ２００の制御クロックと同一な
ので、バッファ２００で用いられたブロック長に対応し
てスイッチ３７とセレクタ３８が制御される。

第３図（ｂ）の例では、各ブロック長に対応した３種の
入力信号、すなわち量子化器４の出力、ビット配分回路
６の出力及び入力サンプルの分散値が、多重化されずに
独立した記憶装置３０．３Ｌ　３２とスイッチ５０．５
１．５２に供給される。これら３種の入力信号は、セレ
クタ３３．３４．３５においてそれぞれ入力端子２１に
供給された最適ブロック長に対応した値が選択され、セ
レクタ５３．５４．５５を経て最適ブロック長と共に多
重化回路３６で多重化される。多重化信号は、出力端子
２９を経て、第２図の伝送路１２に送出される。符号化
遅延が重視される応用の場合には、入力端子３９に指定
信号が供給される。以下の動作は第３図（ａ）を用いて
説明した通りである。スイッチ３７がスイッチ５０．５
Ｌ　５２に、セレクタ３８がセレクタ５３．５４．５５
にそれぞれ対応する。次に、第４図を参照して第２図の
バッファ２００の動作について、複数のブロック長から
最適ブロック長を決定する場合を例にとって説明する。

符号化器が動作を開始した時点の時刻１＝０とする。時
刻Ｎ１Ｔ（Ｔはサンプリング周期）においては、バッフ
ァ２００にＮ１個の入力信号サンプルが蓄積される。こ
の様子を第４図（ａ）に示す。ブロック長Ｎ、に対する
符号化及び誤差５ｄ（Ｎｔ）の計算を行ない、５ｄ（Ｎ
、）は、記憶装置に記憶される。

時刻Ｎ２Ｔには、バッファ２００に第２のブロック長Ｎ
２（Ｎ、＜Ｎ２）に等しいサンプルが蓄積される。

この様子を第４図（ｂ）に示す。以下、符号化が行なわ
れて、Ｎ、の場合と同様にしてｓ、：１（Ｎ２）が計算
され、記憶装置に記憶される。バッファ２００は時刻Ｎ
３Ｔに第４図（Ｃ）にで示したようになり、Ｎ１、Ｎ２
の場合と同様にして、誤差５ｄ（Ｎ３）が計算される。

今、第４図に示したようにｎ＝３　（３通りのブロック
長から最適ブロック長を選択する。

）の場合を仮定すると、誤差５ｄ（Ｎ３）の計算力軸冬
了した時点で、最適ブロック長が決定される。最適ブロ
ック長がＮ、であった場合には、バッファ２００に蓄積
されたサンプル値のうち古い物からＮ１個のサンプルが
廃棄され、第４図（ｄ）に示すように（Ｎ３−Ｎ１）個
のサンプルがバッファ内に残る。

引続きバッファ２００内の最初のＮ１サンプル（第４図
（ｄ）中工で示される部分）を用いて、次の最適ブロッ
ク長を選択するための誤差計算が開始される。Ｎ、につ
いての誤差計算が終了した時点では、誤差計算にΔＮＴ
秒要すると仮定すれば、バッファ２００内に蓄積された
サンプルは第４図（ｅ）に示す通りとなる。次にバッフ
ァ２００内の最初のＮ２サンプル（第４図（ｅ）中工と
■で示される部分）を用いて、Ｎ２に対応する誤差計算
が行なわれる。以下同様にＮ３に対応する誤差が計算さ
れ、２番目の最適ブロック長が決定される。一方、１番
目の最適ブロック長がＮ２であった場合には、バッファ
２００に蓄積されたサンプル値のうち古い物からＮ２個
のサンプルが廃棄され、第４図（ｆ）に示すように（Ｎ
３　　Ｎ２）個のサンプルがバッファ内に残る。

引続きバッファ２００内の最初のＮ１サンプル（第４図
（ｆ）中１で示される部分）を用いて、次の最適ブロッ
ク長を選択するための誤差計算が開始される。Ｎ１につ
いての誤差計算が終了した時点では、誤差計算に△ＮＴ
秒要すると仮定すれば、バッファ２００内に蓄積された
サンプルは第４図（ｇ）に示す通りとなる。次にバッフ
ァ２００内の最初のＮ２サンプル（第４図（ｇ）中工と
■で示される部分）を用いて、Ｎ２に対応する誤差計算
が行なわれる。以下同様にＮ３に対応する誤差が計算さ
れ、２番目の最適ブロック長が決定される。以上の処理
により、入力信号サンプルに対して各ブロック毎に異な
ったブロック長を適用したことになる。第４図（ｈ）に
選択された最適ブロック長の一例を示す。

第５図に本発明のもう１つの実施例を示す。第５図と第
２図の違いは、第２図の符号化器と復号化器の代りに符
号化器と線形逆変換回路２０４が用いられていることで
ある。これにより、符号化信号な復号化してから入力信
号と比較して誤差を求める代りに、符号化器で線形変換
された直後の信号を取り出して線形逆変換し、入力信号
に対する誤差を求めている。誤差計算の目的（よ、ブロ
ック長による影響を調べるためで、ブロック長による誤
差の影響は符号化器中で線形変換に対するものが支配的
である。従って、第５図に示した実施例でも、第２図と
同等な効果が得られ、回路は第２図に比べて簡単になる
。

第２図及び第５図の実施例における符号化器及び復号化
器の構成に制限はなく、いかなる構成の符号化器／復号
化器でも使用することができる。

例えば、第１図の場合と同様に、第６図及び第８図に示
した従来例の符号化器／復号化器を使用することができ
る。

（発明の効果） 以上詳細に述べたように、本発明によれば、遅延時間よ
り符号化復号化による誤差が重要な場合には、異なるブ
ロック長に対する符号化復号化を行なって誤差を比較し
、受信側で復号化した際に最小の誤差を得られるような
最適ブロック長を選択し、最適ブロック長を用いて符号
化を行なって情報を伝送するために、分解能と入力信号
の性質の変化への追従という相反する要求を満足させ、
符号化遅延時間が重要となる場合には、指定した短いブ
ロック長で符号化し、符号化遅延を最小にすることがで
きる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の１実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は第２図
中の選択・多重化回路の詳細を示すブロック図、第４図
は入力サンプルを格納するバッファの状態の一例を示す
図、第５図は本発明の別の実施例を示すブロック図、第
６図は従来例を示すブロック図、第７図は第６図のビッ
ト配分回路Ｉ及びビット配分回路■の詳細を示す図、第
８図は他の従来例を示す図、第９図は第８図における正
規化回路及び逆正規化回路の詳細を示す図である。

図において、１．１０８．２１０は入力端子、１００１
．１００゜・・・・・１００ｎは符号化器、１０１．２
０５は記憶装置、１０２１．１０２２・・・・・１０２
ｎは復号化器、　１０３．２０５は誤差計算回路、１０
４．２０７は誤差比較回路、１０５．１０９．１１１．
２０９ばセレクタ、１０６．１１０は多重化回路、１０
７は出力端子、２００はバッファ、２０１は符号化器、
２０２は選択・多重化回路、２０３は復号化器、２０４
は線形逆変換回路、２０８はクロック発生回路、１２は
伝送路をそれぞれ示す。

ミ＼１　− ３ｃＩ 寛　３ 図 （ら） １ｈノ １ゝＪ 壱　二　記 ＼む ｌ′ＶＪ １”・ｈ 蜀も

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）音声／音楽等の信号の情報量を圧縮して伝送／蓄
   積するために入力信号を適応変換符号化する際に、ブロ
   ック長が指定されている場合には該指定されたブロック
   長で符号化を行ない、それ以外の場合には、複数のブロ
   ック長で独立に符号化し、符号化された信号及び付随す
   る情報をそれぞれ独立に記憶すると同時に符号化された
   信号を前記符号化に対応したブロック長で独立に復号化
   し、該復号化された信号と前記入力信号を用いてそれぞ
   れのブロック長に対応した複数の誤差を求め、該複数の
   誤差を比較して最小の誤差を与える最適ブロック長を決
   定し、該最適ブロック長に対応した前記記憶された符号
   化信号及び付随する情報を選択し、前記最適ブロック長
   と共に伝送／蓄積することを特徴とする適応変換符号化
   の方法。 （２）音声／音楽等の信号の情報量を圧縮して伝送／蓄
   積するために入力信号を適応変換符号化する際に、ブロ
   ック長が指定されている場合には該指定されたブロック
   長で符号化を行ない、それ以外の場合には、入力信号サ
   ンプルをバッファに蓄積し、一組の予め定められた数の
   うちの最小の数をブロック長とした符号化を行ない、さ
   らに符号化出力に対して復号化を行ない、得られた復号
   化出力と前記入力信号サンプルとを用いて誤差を求めて
   記憶装置に格納し、以上の操作を前記符号化器と復号化
   器を時分割多重使用して前記１組の予め定められた数全
   部に対して小さい数から順に行ない、前記記憶装置に格
   納された値を比較し、前記一組の予め定められた数のう
   ちで最小の前記誤差を与える最適ブロック長を決定し、
   該最適ブロック長に対応した前記符号化信号及び付随す
   る情報を選択し、前記最適ブロック長と共に伝送／蓄積
   することを特徴とする適応変換符号化の方法。 （３）音声／音楽等の信号の情報量を圧縮して伝送／蓄
   積するために入力信号を適応変換符号化する際に、ブロ
   ック長が指定されている場合には該指定されたブロック
   長で符号化を行ない、それ以外の場合には、入力信号サ
   ンプルをバッファに蓄積し、一組の予め定められた数の
   うちの最小の数をブロック長として線形変換と量子化を
   少なくとも含む符号化を行ない、さらに前記線形変換出
   力に対して線形逆変換を行ない、該線形逆変換で得られ
   た出力と前記入力信号サンプルとを用いて誤差を求めて
   記憶装置に格納し、以上の操作を前記符号化器と復号化
   器を時分割多重使用して前記１組の予め定められた数全
   部に対して小さい数から順に行ない、前記記憶装置に格
   納された値を比較し、前記一組の予め定められた数のう
   ちで最小の前記誤差を与える最適ブロック長を決定し、
   該最適ブロック長に対応した前記符号化信号及び付随す
   る情報を選択し、前記最適ブロック長と共に伝送／蓄積
   することを特徴とする適応変換符号化の方法。 （４）符号化の際に、入力信号に線形変換を施して変換
   係数を得、該変換係数を用いてビット配分を決定し、該
   ビット配分に従って前記変換係数の量子化を行ない、該
   量子化された変換係数と前記ビット配分に用いた変換係
   数を多重化して伝送／蓄積する請求項１、２または３記
   載の適応変換符号化の方法。 （５）符号化の際に、入力信号サンプルをバッファに一
   時蓄積した後に線形変換する、請求項４記載の適応変換
   符号化の方法。 （６）符号化の際に、バッファ内のサンプルの分散を計
   算し、該分散を計算したサンプルを前記分散値で正規化
   し、最適ブロック長に対応した前記分散値を選択・多重
   化して伝送／蓄積する、請求項５記載の適応変換符号化
   の方法。 （７）符号化の際に、変換係数の二乗値を複数のグルー
   プに分割し、該グループ毎の前記二乗値の平均値をもっ
   て代表値とする間引きを行ない、補間して前記間引き前
   と同数のサンプル値を近似的に再現し、該補間された値
   を用いてビット配分を決定し、最適ブロック長に対応し
   た前記間引かれた値を選択・多重化して伝送／蓄積する
   、請求項４、５または６に記載の適応変換符号化の方法
   。 （８）符号化の際に、変換係数を量子化したときの二乗
   誤差が最小になるようにビット配分を決定する、請求項
   ４、５、６または７に記載の適応変換符号化の方法。 （９）符号化の際に、付随する情報を量子化した後、多
   重化して伝送／蓄積する、請求項４、５、６、７または
   ８に記載の適応変換符号化の方法。 （１０）請求項１または２に記載された復号化の際に、
   請求項４に記載された方法による符号化信号を受け、請
   求項４に記載された量子化された変換係数とビット配分
   に用いた情報に分離し、該ビット配分のための情報を用
   いてビット配分を決定し、該ビット配分に従って前記量
   子化された変換係数の逆量子化を行ない、該逆量子化さ
   れた結果に請求項４に記載された線形変換の逆変換を施
   すことを特徴とする適応変換符号化の方法。 （１１）請求項１または２に記載された復号化の際に、
   線形逆変換を施した後バッファに格納し、１サンプルず
   つ出力する請求項１０記載の適応変換符号化の方法。 （１２）請求項１または２に記載された復号化の際に、
   請求項６に記載された方法による符号化信号を受け、請
   求項６に記載された分散値を量子化された変換係数と分
   離し、該分散値で出力サンプルを逆正規化する、請求項
   １１記載の適応変換符号化の方法。 （１３）請求項１または２に記載された復号化の際に、
   請求項７に記載された方法による符号化信号を受け、請
   求項７に記載された間引かれた変換係数の二乗値を用い
   てビット配分を決定し、該ビット配分に従って前記量子
   化された変換係数の逆量子化を行なう請求項１０、１１
   または１２に記載の適応変換符号化の方法。 （１４）請求項１または２に記載された復号化の際に、
   請求項８に記載された方法による符号化信号を受け、請
   求項８に記載された方法によりビット配分を決定し、該
   ビット配分に従って前記量子化された変換係数の逆量子
   化を行なう請求項１０、１１、１２または１３に記載の
   適応変換符号化の方法。 （１５）請求項１または２に記載された復号化の際に、
   請求項９に記載された方法による符号化信号を受け、量
   子化された変換係数と多重化された信号を分離して逆量
   子化を行なう、請求項１０、１１１２、１３または１４
   に記載の適応変換符号化の方法。 （１６）入力信号を適応変換符号化する際に、複数のブ
   ロック長で独立に符号化するための複数の符号化器と、
   符号化された信号及び付随する情報をそれぞれ独立に格
   納する記憶装置と、同時に前記符号化器で符号化された
   信号を符号化に対応したブロック長で独立に復号化する
   複数の復号化器と、該復号化器で復号化された信号と前
   記入力信号を用いてそれぞれのブロック長に対応した複
   数の誤差を求める誤差計算回路と、該複数の誤差を比較
   して最小の誤差を与える最適ブロック長を決定する誤差
   比較回路と、該最適ブロック長に対応した前記符号化信
   号及び付随する情報を前記記憶装置から選択する第１の
   セレクタと、該選択された符号化信号及び付随する情報
   と前記最適ブロック長を多重化する第１の多重化回路と
   、前記複数の符号化器の出力を入力とし、ブロック長を
   指定する指定信号で制御される第２のセレクタと、該第
   ２のセレクタの出力と前記指定信号を多重化する第２の
   多重化回路と、前記第１と第２の多重化回路出力を前記
   指定信号で切換えて伝送／蓄積するための第３のセレク
   タを少なくとも具備することを特徴とする適応変換符号
   化装置。 （１７）入力信号を適応変換符号化する際に、入力サン
   プルを蓄積するバッファと、該バッファの読み出しタイ
   ミングを制御するための複数のクロックを発生するクロ
   ック発生器と、該クロック発生器から供給される複数の
   クロックをブロック長を指定する指定信号に応じて選択
   して前記バッファに供給する第４のセレクタと、１組の
   予め定められた数のうちの最小の数をブロック長とした
   符号化を行なう符号化器と、符号化出力を復号化する復
   号化器と、該復号化器の出力と前記入力信号サンプルと
   を用いて誤差を求める誤差計算回路と、該誤差を格納す
   る記憶装置と、該記憶装置に格納された値を比較して前
   記１組の予め定められた数のうちで最小の前記誤差を与
   える数を最適ブロック長として出力する誤差比較回路と
   、前記１組の予め定められた数全てに対応する符号化信
   号及び付随する情報を順に受けて記憶し、最適ブロック
   長に従って選択・多重化して伝送／蓄積する選択・多重
   化回路とを具備することを特徴とする適応変換符号化装
   置。 （１８）入力信号を適応変換符号化する際に、入力サン
   プルを蓄積するバッファと、該バッファの読み出しタイ
   ミングを制御するための複数のクロックを発生するクロ
   ック発生器と、該クロック発生器から供給される複数の
   クロックをブロック長を指定する指定信号に応じて選択
   して前記バッファに供給する第４のセレクタと、１組の
   予め定められた数のうちの最小の数をブロック長として
   少なくとも線形変換と量子化を含む符号化を行なう符号
   化器と、線形変換出力を線形逆変換する線形逆変換回路
   と、該線形逆変換回路の出力と前記入力信号サンプルと
   を用いて誤差を求める誤差計算回路と、該誤差を格納す
   る記憶装置と、該記憶装置に格納された値を比較して前
   記１組の予め定められた数のうちで最小の前記誤差を与
   える数を最適ブロック長として出力する誤差比較回路と
   、前記１組の予め定められた数全てに対応する符号化信
   号及び付随する情報を順に受けて記憶し、最適ブロック
   長に従って選択・多重化して伝送／蓄積する選択・多重
   化回路とを具備することを特徴とする適応変換符号化装
   置。 （１９）符号化器は、入力信号に線形変換を施して変換
   係数を得る線形変換回路と、該変換係数を用いてビット
   配分を決定するビット配分回路と、該ビット配分に従っ
   て前記変換係数の量子化を行なう量子化器とを有し、多
   重化回路では最小の誤差を与える最適ブロック長と量子
   化された変換係数とビット配分に用いた変換係数を多重
   化して伝送／蓄積する請求項１６、１７または１８記載
   の適応変換符号化装置。 （２０）符号化器は、入力信号サンプルを一時蓄積して
   から線形変換するためのバッファを有する、請求項１９
   記載の適応変換符号化装置。 （２１）符号化器は、バッファ内のサンプルの分散を計
   算し、該サンプルを前記分散値で正規化するための正規
   化回路を有し、該正規化回路からの信号も記憶・選択・
   多重化して伝送／蓄積する、請求項２０記載の適応変換
   符号化装置。 （２２）符号化器は、変換係数を二乗した後複数のグル
   ープに分割し、該グループ毎の前記二乗値の平均値をも
   って代表値とする間引きを行なう間引き回路と、該間引
   き回路の出力を補間して前記間引き前と同数のサンプル
   値を近似的に再現する補間回路と、該補間された値を用
   いて最適ビット配分を決定するビット数最適化回路から
   なるビット配分回路を有し、該間引き回路の出力も記憶
   ・選択・多重化して伝送／蓄積する、請求項１９、２０
   または２１に記載の適応変換符号化装置。 （２３）符号化器は、最適ブロック長を量子化する第２
   の量子化器と、ビット配分に用いた情報を量子化する第
   ３の量子化器と、正規化回路の出力を量子化する第４の
   量子化器とを有する請求項１９、２０、２１または２２
   に記載の適応変換符号化装置。 （２４）請求項１６または１７に記載された復号化器は
   、請求項１９に記載された適応変換符号化装置による符
   号化信号を受け、請求項１９に記載された量子化された
   変換係数、最適ブロック長及びビット配分に用いる情報
   を分離する分離回路と、該ビット配分に用いる情報第２
   の補助情報を用いてビット配分を決定する第２のビット
   配分回路と、該第２のビット配分回路の出力に従って前
   記分離回路出力の量子化された変換係数の逆量子化を行
   なう第１の逆量子化器と、前記最適ブロック長を用いて
   該第１の逆量子化器出力に請求項２０に記載された線形
   変換の逆変換を施す第２の線形逆変換回路とを少なくと
   も具備することを特徴とする適応変換符号化装置。 （２５）請求項１６または１７に記載された復号化器は
   、出力信号を格納するバッファを有し、該バッファに格
   納された値を１サンプルずつ出力する、請求項２４記載
   の適応変換符号化装置 （２６）請求項１６または１７に記載された復号化器は
   、請求項２１に記載された適応変換符号化装置による符
   号化信号を受け、分離された請求項２１に記載の分散値
   で出力信号を逆正規化する逆正規化回路を有する、請求
   項２４または２５記載の適応変換符号化装置（２７）請
   求項１６または１７に記載された復号化器は、請求項２
   ２に記載された適応変換符号化装置による符号化信号を
   受け、請求項２２に記載の間引かれた信号を補間する第
   ２の補間回路と、該第２の補間回路において補間された
   値を用いて請求項２２に記載された方法によりビット数
   の最適化を行なうビット数最適化回路よりなる第２のビ
   ット配分回路を有し、該ビット配分に従って前記量子化
   された変換係数の逆量子化を行なう請求項２４、２５ま
   たは２６に記載の適応変換符号化装置。 （２８）請求項１６または１７に記載された復号化器は
   、最適ブロック長を逆量子化する第２の逆量子化器と、
   ビット配分を決定する情報を逆量子化する第３の逆量子
   化器と、逆正規化に用いる分散値を第３の補助情報を逆
   量子化する第４の逆量子化器とを有する請求項２４、２
   ５、２６または２７に記載の適応変換符号化装置。