JPH0346417A

JPH0346417A - オーディオ信号伝送方式

Info

Publication number: JPH0346417A
Application number: JP18181489A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Sato; 一美佐藤; Hidehira Iseda; 衡平伊勢田; Fumio Amano; 文雄天野; Shigeyuki Umigami; 重之海上
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1991-02-27

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】〔概　　要〕オーディオ信号の高能率な情報圧縮を行うための符号化
・復号化方式に関し、いろいろな楽音を含んだオーディオ信号に対応して予測
性能を向上したオーディオ信号伝送方式を実現すること
を目的とし、オーディオ入力信号をそれぞれ予測係数の更新速度が異
なる予測器を用いた複数のＡＤＰＣＭ符号器により符号
化し、その中で一定フレーム時間内の予測残差信号の値
が最小となるＡＤＰＣＭ符号器を選択して量子化残差出
力と共に多重化して伝送し、受信側ではその選択された
ＡＤＰＣＭ符号器の予測係数の更新速度でＡＤＰＣＭ復
号化するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はオーディオ信号伝送方式に関し、特にオーディ
オ信号の高能率な情報圧縮を行うための符号化・復号化
方式に関するものである。

近年、ディジタル信号処理ＬＳＩ技術の進展に伴い、音
声信号の高能率な情報圧縮を行う音声符号器の開発が盛
んに行われるようになって来ているが、更に最近では音
声信号よりも高い周波数帯域（１５Ｋｌ（ｚ帯域、２０
ＫＩ（ｚ帯域）を対象としたオーディオ信号の伝送方式
の検討が進められている。

〔従来の技術〕

従来から用いられているオーディオ信号伝送方式の一例
としては、第５図に示すように、サブバンドＡＤＰＣＭ
を用いた符号化方式が挙げられる。

このサブバンドＡＤＰＣＭ方式では、オーディオ入力信
号を帯域分割フィルタｌＯによって例えば２つの周波数
帯域に分割し、各帯域毎にＡＤＰＣＭ符号化を符号器１
１ａ、ｌｌｂで行って多重化部１２で多重化し、受信側
では、分離部１２で各帯域毎の符号化出力に分離し、そ
れぞれＡＤＰＣＭ復号器１４ａ、１４ｂで復号化した後
、帯域合成フィルタ１５で帯域合成してオーディオ信号
を再生する方式である。

この方式に用いられる周知のＡＤＰＣＭ符号器及びＡＤ
ＰＣＭ復号器がそれぞれ第６図（ａ）及びい）に示され
ており、同図（ａ）において、Ｑは入力信号Ｘと予測信
号Ｘ°との残差信号ｙを量子化した量子化残差出力ｑを
発生する量子化器、Ｑ−’は量子化残差出力ｑを逆量子
化して局部復号化信号ｙを出力する逆量子化器、Ｐは局
部復号化信号から予測信号Ｘ°を発生する予測器である
。そして、同図（ロ）においては、逆量子化器Ｑ−’で
量子化残差出力ｑを逆量子化して局部復号化信号ｙ”を
発生し、予測器Ｐからの予測信号Ｘ°との和を再生信号
として出力するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来のオーディオ信号伝送方式に用いられる
予測器は音声信号を対象に予測係数の更新速度が一定値
に設定されたものであり、オーディオ信号の場合、調波
構造の明確なもの（弦楽器、管楽器）、周波数帯域の広
いもの（鍵盤楽器）、スペクトラムが平坦なもの（打楽
器）などいろいろな楽音が存在しているため、低域の周
波数帯域に集約された音声信号に基づいて一定値に設定
された一種類の予測器では予測性能の向上が望めない。

従って、本発明は、いろいろな楽音を含んだオーディオ
信号に対応して予測性能を向上したオーディオ信号伝送
方式を実現することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］上記の目的を達成するため、本発明に係るオーディオ信
号伝送方式は、第１図に原理的に示すように、符号化側
において、オーディオ入力信号をそれぞれ予測係数の更
新速度が異なる予測器Ｐ１〜Ｐ、を用いて符号化する複
数のＡＤＰＣＭ符号ＨＣ３〜Ｃ１ｌと、該ＡＩ）ＰＣＭ
符号ｉｓ　Ｃ１〜ＣＮの中で一定フレーム時間内の予測
残差信号の値が最小となるＡＤＰＣＭ符号器を決定する
評価部２と、該評価部２で決定されたＡＤＰＣＭ符号器
の番号に対応したＡＤＰＣＭ符号器の量子化残差出力を
選択する選択部３と、該選択部３の出力と該ＡＤＰＣＭ
符号器の番号を多重化して伝送路へ送出する多電化部４
と、を備えている。

また、復号化側では第２図に原理的に示すように、伝送
路からの該量子化残差出力と該ＡＤＰＣＭ符号器の番号
とを分離する分離部５と、該ＡＤＰＣＭ符号器の番号に
相当する予測係数の更新速度を選択する選択部６と、選
択された更新速度の予測器Ｐ、により該量子化残差出力
を復号化するＡＤＰＣＭ復号器７と、を備えている。

〔作　　　用〕第１図の符号化側では、オーディオ入力信号をＡＤＰＣ
Ｍ符号器０１〜ＣＨに共通して入力してそれぞれ符号化
するが、各符号器Ｃ５〜ＣＨの予測器Ｐ１〜ＰＭはそれ
ぞれ予測係数の更新速度が異なるように設定されている
ため、オーディオ信号のような周波数が多岐に渡る楽音
に対しては予測係数の更新速度が異なる予測器Ｐ、−Ｐ
、により種々の予測信号を発生させることができる。

従って、ＡＤＰＣＭ符号器Ｃ３〜Ｃ，ｌの中で一定フレ
ーム時間内の予測残差信号の値が最小となるＡＤＰＣＭ
符号器を評価部２で決定し、この決定されたＡＤＰＣＭ
符号器の番号に対応したＡＤＰＣＭ符号器の量子化残差
出力を選択部３で選択して多重化部４を介して伝送すれ
ばオーディオ人力に対して最適な予測符号化が行われる
こととなる。

そして、復号化側では第２図に示すように、分離部５で
分離されたＡＤＰＣＭ符号器の番号に相当する予測係数
の更新速度を選択部６で選択してＡＤＰＣＭ復号器７の
予測器Ｐ、に与えることにより符号化側でのオーディオ
入力信号を再生することができる。

〔実　施　例〕

第３図には、本発明によるオーディオ信号伝送方式に用
いるＡＤＰＣＭ符号器及び復号器における予測器の一実
施例が示されている。

第３図に示す予測器は、良く知られたトランスバーサル
フィルタを用いたもので、その出力信号である第１図に
も示した予測信号Ｓａｗ（ｋ）は逆量子化器Ｑ−’から
得られる局部復号信号をＳ、Ｎ（ｋ）とすると次式■の
ように表される。

Ｓ、Ｎ（ｋ）−Σａｎｔ（ｋ−１）・５ｒ１１（ｋ−Ｉ
）　　　”’■ここで予測係数ａｎｔ（ｋ）はグラデイ
エンド法により次式■で示される。

ａ　＋＋１（ｋ）＊（１−Ｌ、４）ａｎｉ（ｋ−１）４
ＧＨｓｇｎ　　［５ＦＮＣｋ）］　ｓｇｎ　　［Ｓｒｗ
（ｋ−１）コ・・・・■ ここでＬＨはリーク定数、ＧＨはゲイン定数であり、更
新速度を規定するものである。

従って、各ＡＤＰＣＭ符号器／復号器の予測器Ｐはそれ
ぞれ互いに異なったリーク定数Ｌ９とゲイン定数Ｇ、が
予め設定された式■の予測係数演算部２０を持っており
、この演算部２０によって演算された予測係数ａＮｔ（
ｋ）を各タップ２１に与えることにより、予測係数の更
新速度が異なった予測器となっている。尚、２２は遅延
素子である。

第４図は本発明の応用例を示したもので、この応用例で
は、いろいろな楽音から成るオーディオ信号を扱うため
、オーディオ入力信号を帯域分割フィルタ３１〜３３に
より４つの周波数帯域（０〜６ＫＨｚ　、　　６〜１２
ＫＨｚ　、　　１２〜１８ＫＩＩｚ　、　　１８〜２４
ＫＨｚ）に分割し、帯域毎に電力算出部３４で信号電力
を求め、各信号電力に応した量子化ビット配分（固定の
ビット数又は適応的に割り当てたビット数）をビット配
分部３５で求めて４つの周波数帯域の信号をそれぞれ符
号化する符号器３６〜３９に与える。

この場合、符号器３６〜３９においては、ビット配分部
３５によるビット配分の制限から量子化ビット数の少な
い帯域が生ずる。その結果、量子化ビット数の少ない帯
域の符号器では量子化誤差による量子化雑音が多くなり
符号化品質の劣化の原因となる。

このため、低域側のＯ〜６にＨｚ　７ｉ１び６〜１２Ｋ
Ｈ２については第６図に示すような従来からのＡＤＰＣ
Ｍ符号器を用いるが、高域側の１２〜１８にＨｚ及び１
８〜２４ＫＨｚではビット配分量が少なくなるので第１
図に示す本発明の符号器が用いられている。

従って、符号器３８．３９においては、予測係数の更新
則が異なる予測器を含んだ複数のＡＤＰＣＭ符号化を行
い、その中で予測残差信号の値が一番小さいＡＤＰＣＭ
を選択して符号化を行うことにより、量子化ビット数の
少ない帯域における符号化品質を向上させることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明に係るオーディオ信号伝送方式によれば、オーデ
ィオ入力信号をそれぞれ予測係数の更新速度が異なる予
測器を用いた複数のＡＤＰＣＭ符号器により符号化し、
その中で一定フレーム時間内の予測残差信号の値が最小
となるＡＤＰＣＭ符号器を選択して量子化残差出力と共
に多重化して伝送し、受信側ではその選択されたＡＤＰ
ＣＭ符号器の予測係数の更新速度でＡＤＰＣＭ復号化す
るように構成したので、フレーム時間毎に入力信号を最
も良く予測する予測器を使用して符号化ができるために
予測利得が増加し符号化品質の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るオーディオ信号伝送方式の符号
化側の原理構成ブロック図、第２図は、本発明に係るオーディオ信号伝送方式の復号
化側の原理構成ブロック図、第３図は、本発明に用いる予測器の一実施例を示す図、第４図は、本発明の応用例を示すブロック図、第５図は
、サブバンドＡＤＰＣＭを用いた従来方式を示すブロッ
ク図、第６図は、ＡＤＰＣＭの一般的な構成を示すブロック図
、である。第１図及び第２図において、Ｃ３〜ＣＨ・・・ＡＤＰＣＭ符号器、Ｐ１〜Ｐｎ、Ｐｓ・・・予測器、Ｑ・・・量子化器、Ｑ弓・・・逆量子化器、２・・・評価部、３・・・選択部、４・・・多重化部５・・・分離部、６・・・選択部。図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）オーディオ入力信号をそれぞれ予測係数の更新速
度が異なる予測器（Ｐ＿１〜Ｐ＿Ｎ）を用いて符号化す
る複数のＡＤＰＣＭ符号器（Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎ）と、該Ａ
ＤＰＣＭ符号器（Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎ）の中で一定フレーム
時間内の予測残差信号の値が最小となるＡＤＰＣＭ符号
器を決定する評価部（２）と、該評価部（２）で決定されたＡＤＰＣＭ符号器の番号に
対応したＡＤＰＣＭ符号器の量子化残差出力を選択する
選択部（３）と、該選択部（３）の出力と該ＡＤＰＣＭ符号器の番号を多
重化して伝送路へ送出する多重化部（４）と、を備えた
ことを特徴とするオーディオ信号伝送方式。
（２）伝送路からの該量子化残差出力と該ＡＤＰＣＭ符
号器の番号とを分離する分離部（５）と、該ＡＤＰＣＭ
符号器の番号に相当する予測係数の更新速度を選択する
選択部（６）と、選択された更新速度の予測器（Ｐ＿３）により該量子化
残差出力を復号化するＡＤＰＣＭ復号器（７）と、を備
えたことを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号伝
送方式。