JPH039662B2 - - Google Patents
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- JPH039662B2 JPH039662B2 JP58145899A JP14589983A JPH039662B2 JP H039662 B2 JPH039662 B2 JP H039662B2 JP 58145899 A JP58145899 A JP 58145899A JP 14589983 A JP14589983 A JP 14589983A JP H039662 B2 JPH039662 B2 JP H039662B2
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- multiplier
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/02—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
- H04B14/04—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は音声や音声の帯域内データの帯域圧縮
のための量子化器において、量子化ステツプサイ
ズを量子化器出力信号に応じて逐次更新する適応
量子化器に係り、特に、伝送ビツト誤りに対する
特性劣化を最小限にする方式（Robust化方式）
に関する。
のための量子化器において、量子化ステツプサイ
ズを量子化器出力信号に応じて逐次更新する適応
量子化器に係り、特に、伝送ビツト誤りに対する
特性劣化を最小限にする方式（Robust化方式）
に関する。
従来の量子化器ステツプサイズ適応方式におい
て、次式によつてステツプサイズの圧伸を行う方
式が採用されている。
て、次式によつてステツプサイズの圧伸を行う方
式が採用されている。
Δo＝Δo-1〓Mo-1 ―――(1)
ここで、Moは量子化器出力Ioによつて決まる
係数であり、これによつてステツプサイズの圧伸
を適応的に行つている。γは充分１に近く、１よ
りは小さい定数（例えば0.98）である。これは、
伝送エラーによつて符号器側の量子化器と復号器
側の量子化器におけるステツプサイズに相違を生
じた場合、徐々にその影響が減少するように設け
られたものである。
係数であり、これによつてステツプサイズの圧伸
を適応的に行つている。γは充分１に近く、１よ
りは小さい定数（例えば0.98）である。これは、
伝送エラーによつて符号器側の量子化器と復号器
側の量子化器におけるステツプサイズに相違を生
じた場合、徐々にその影響が減少するように設け
られたものである。
ここで、(1)式に基づいて量子化を行う量子化器
の例を第１図に示す。
の例を第１図に示す。
ａ図は送信側を、ｂ図は受信側を示している。
ａ図において、入力信号Xoは量子化器１１に入
力され、量子化されてIoとして出力されるが、こ
の時のステツプサイズΔoは次の様にして求めら
れている。
ａ図において、入力信号Xoは量子化器１１に入
力され、量子化されてIoとして出力されるが、こ
の時のステツプサイズΔoは次の様にして求めら
れている。
つまり、量子化出力を１サンプル分遅延回路１
２により遅延した信号Io-1を係数発生回路に入力
し、係数Mo-1を得る。一方、量子化ステツプサ
イズを遅延回路１４により遅延した１サンプル前
の量子化ステツプサイズΔo-1に基づいて、テー
ブル１５からΔo-1〓なる値を出力する。係数器１
６によりMo-1とΔo-1〓を乗算し量子化ステツプサ
イズΔoを求める。
２により遅延した信号Io-1を係数発生回路に入力
し、係数Mo-1を得る。一方、量子化ステツプサ
イズを遅延回路１４により遅延した１サンプル前
の量子化ステツプサイズΔo-1に基づいて、テー
ブル１５からΔo-1〓なる値を出力する。係数器１
６によりMo-1とΔo-1〓を乗算し量子化ステツプサ
イズΔoを求める。
一方、ｂ図においては、入力Ioを逆量子化器２
１により逆量子化し、X^oを出力するが、この時
のステツプサイズΔo′はａ図と同様に遅延回路２
２，２４，係数発生回路２３，テーブル２５，乗
算器２６により求めている。
１により逆量子化し、X^oを出力するが、この時
のステツプサイズΔo′はａ図と同様に遅延回路２
２，２４，係数発生回路２３，テーブル２５，乗
算器２６により求めている。
この適応量子化方式をデイジタル信号処理用プ
ロセツサ（DSP）を使つて行う場合に問題とな
るのは、関数Δ〓の実現方法である。すなわちテ
ーブルを用いてΔ〓を計算する場合、十分な精度
で行うためにはテーブルの量が増大し、特に汎用
DSPを用いる場合には望ましくないという欠点
があつた。
ロセツサ（DSP）を使つて行う場合に問題とな
るのは、関数Δ〓の実現方法である。すなわちテ
ーブルを用いてΔ〓を計算する場合、十分な精度
で行うためにはテーブルの量が増大し、特に汎用
DSPを用いる場合には望ましくないという欠点
があつた。
本発明の目的は、簡単な計算で伝送誤りに対す
る特性劣化を最小限にする適応量子化器のロバー
スト化方式の提供にある。
る特性劣化を最小限にする適応量子化器のロバー
スト化方式の提供にある。
上記目的を達成するため、本発明では、現在の
量子化ステツプサイズと、量子化ステツプサイズ
の最大値の逆数の２分の１より小さい正の定数と
前記ステツプサイズの積を１より減じた値との積
について量子化器出力により定まる圧伸係数を乗
ずることで、次のサンプルに対する量子化ステツ
プサイズを与える。
量子化ステツプサイズと、量子化ステツプサイズ
の最大値の逆数の２分の１より小さい正の定数と
前記ステツプサイズの積を１より減じた値との積
について量子化器出力により定まる圧伸係数を乗
ずることで、次のサンプルに対する量子化ステツ
プサイズを与える。
本発明では、Δの誤更新の影響を減らすために
はΔに１より小さい数を乗ずればよいことに注目
し、更にΔが大きいほど減らし方を大きくすれば
速く収束することを考慮し、係数（１−αΔ）を
乗算することで、Δをγ乗することと同じ効果を
実現している。そして、これを多項式で表すと、
前記(1)式のΔ〓をΔ（１−αΔ）に代えて次式にな
る。
はΔに１より小さい数を乗ずればよいことに注目
し、更にΔが大きいほど減らし方を大きくすれば
速く収束することを考慮し、係数（１−αΔ）を
乗算することで、Δをγ乗することと同じ効果を
実現している。そして、これを多項式で表すと、
前記(1)式のΔ〓をΔ（１−αΔ）に代えて次式にな
る。
Δo＝Δo-1（１−αΔo-1）Mo-1 ――(1′)
ここで、Mo-1は従来と同様な、ステツプサイ
ズ圧伸の為の係数である。αは定数であり、伝送
ビツトエラーによつて差異を生じた符号器側のス
テツプサイズΔo′と真のステツプサイズΔoとの比
が１に収束するように設定する。従つて関数Δo〓
を用いる場合に比べてテーブルの準備の必要が無
く、DSPで処理する場合に適している。
ズ圧伸の為の係数である。αは定数であり、伝送
ビツトエラーによつて差異を生じた符号器側のス
テツプサイズΔo′と真のステツプサイズΔoとの比
が１に収束するように設定する。従つて関数Δo〓
を用いる場合に比べてテーブルの準備の必要が無
く、DSPで処理する場合に適している。
以下に、(2)式で示される本発明のステツプ更新
式を用いることで、伝送誤りの影響が軽減される
ことを示す。個々で、実現上の観点からΔの取り
うる範囲としては、上限、下限を持つものとす
る。即ち、次式を満たすものとする。
式を用いることで、伝送誤りの影響が軽減される
ことを示す。個々で、実現上の観点からΔの取り
うる範囲としては、上限、下限を持つものとす
る。即ち、次式を満たすものとする。
Δmin≦Δ≦Δmax ―――(2)
この時、αが以下の(3)式条件を満たす場合には
ΔとΔ′の比が１に収束する。即ち、伝送誤りの
影響が無くなることを以下に示す。
ΔとΔ′の比が１に収束する。即ち、伝送誤りの
影響が無くなることを以下に示す。
０＜α＜１／（2Δmax） ―――(3)
伝送誤りや内場合には、送信側、及び受信側の
量子化ステツプサイズは一致しており、この場合
をΔとする。ある時点で伝送誤りが発生し、その
結果、受信側の量子化ステツプサイズがΔ′とな
つたとする。
量子化ステツプサイズは一致しており、この場合
をΔとする。ある時点で伝送誤りが発生し、その
結果、受信側の量子化ステツプサイズがΔ′とな
つたとする。
誤りが発生した以降の任意の時点ｎ−１での量
子化ステツプサイズを基に、時点ｎでの量子化ス
テツプサイズは以下の様に与えられる。
子化ステツプサイズを基に、時点ｎでの量子化ス
テツプサイズは以下の様に与えられる。
Δo′＝Δo-1′（１−αΔo-1）Ｍ（Io-1） ――(4)
ここで、伝送誤りが無かつた場合の量子化ステ
ツプサイズ（あるいは送信側の量子化ステツプサ
イズ）ΔoとΔo′との比ηoは次式で示される。
ツプサイズ（あるいは送信側の量子化ステツプサ
イズ）ΔoとΔo′との比ηoは次式で示される。
ηo＝Δo／Δo′
＝Δo-1（１−αΔo-1）Mo-1／Δo-1′（１−α
Δo-1′）Mo-1 ηo-1１−αΔo-1／１−αΔo-1′ ―――(5) ここで、(2)式から Δnio／Δnax≦ηo≦Δnax／Δnio ――(6) となる。
Δo-1′）Mo-1 ηo-1１−αΔo-1／１−αΔo-1′ ―――(5) ここで、(2)式から Δnio／Δnax≦ηo≦Δnax／Δnio ――(6) となる。
ηoを以下の二つの場合に分けて、何れの場合に
も１に収束することを次に示す。
も１に収束することを次に示す。
(i) 次式が成り立つ場合
Δo-1＞Δo-1′（ηo-1＞１） ――(7)
(2)式よりΔo-1′≦Δmaxとなる。また、(5)式よ
り、 ηo-1−ηo＝ηo-1−ηo-1１−αΔo-1／１−αΔo
-1′ ＝ηo-1α（Δo-1−Δo-1′）／１−α
Δo-1′ となり、同時に、 ηo−１＝Δo-1（１−αΔo-1）／Δo-1′（１−α
Δo-1′）−１ ＝
（Δo-1−Δo-1′）（１−α（Δo-1＋Δo-1′）／Δo-
1′（１−αΔo-1′） となる。ここで、(7)式より Δo-1−Δo-1′＞０， (3)式より １−αΔo-1＞１−αΔnax＞０， １−α（Δo-1＋Δo-1′）＞１−2αΔnax＞０ であるから、 ηo−１＞０ 故に、 １＜ηo＜ηo-1 ―――(8) となる。ηoは(7)式を満たすので、以降任意のｎに
対し(8)式で示される関係が成立する。これは、ηo
が一様に減衰し、且つ下限を持つことからηが収
束することを示している。この時の収束値をη+
と表す。(5)式より ηo＝ηo-1１／Δo-1′−αΔo-1／Δo-1′／１／
Δo-1′−α ηo-1１／Δo-1′−αηo-1／１／Δo-1′−α
―(9) となる。η+は(9)式のηo，ηo-1をη+で置き換えた場
合を満足すべきであるから、 η+＝η+１／Δo-1′−αη+／１／Δo-1′−α―
―(10) となる。ηo≠０であるから、 １＝１／Δo-1′−αη+／１／Δo-1′−α， １／Δo-1′−α＝１／Δo-1′−αη+， αη+＝α， η+＝１ となる。したがつてηoが１に収束することが証明
される。
り、 ηo-1−ηo＝ηo-1−ηo-1１−αΔo-1／１−αΔo
-1′ ＝ηo-1α（Δo-1−Δo-1′）／１−α
Δo-1′ となり、同時に、 ηo−１＝Δo-1（１−αΔo-1）／Δo-1′（１−α
Δo-1′）−１ ＝
（Δo-1−Δo-1′）（１−α（Δo-1＋Δo-1′）／Δo-
1′（１−αΔo-1′） となる。ここで、(7)式より Δo-1−Δo-1′＞０， (3)式より １−αΔo-1＞１−αΔnax＞０， １−α（Δo-1＋Δo-1′）＞１−2αΔnax＞０ であるから、 ηo−１＞０ 故に、 １＜ηo＜ηo-1 ―――(8) となる。ηoは(7)式を満たすので、以降任意のｎに
対し(8)式で示される関係が成立する。これは、ηo
が一様に減衰し、且つ下限を持つことからηが収
束することを示している。この時の収束値をη+
と表す。(5)式より ηo＝ηo-1１／Δo-1′−αΔo-1／Δo-1′／１／
Δo-1′−α ηo-1１／Δo-1′−αηo-1／１／Δo-1′−α
―(9) となる。η+は(9)式のηo，ηo-1をη+で置き換えた場
合を満足すべきであるから、 η+＝η+１／Δo-1′−αη+／１／Δo-1′−α―
―(10) となる。ηo≠０であるから、 １＝１／Δo-1′−αη+／１／Δo-1′−α， １／Δo-1′−α＝１／Δo-1′−αη+， αη+＝α， η+＝１ となる。したがつてηoが１に収束することが証明
される。
(ii) Δo-1＜Δo-1′（ηo-1＜１）の場合
(i)の場合と不等号の向きが逆になるだけで、同
様に、 １＞ηo＞ηo-1 となり、ηoが収束することが示される。この時の
収束値をη-とすると、(9)式のηo，ηo-1をη-で置き
換えた式から(i)と同様に η-＝１ となり、ηoは１に収束することが示される。
様に、 １＞ηo＞ηo-1 となり、ηoが収束することが示される。この時の
収束値をη-とすると、(9)式のηo，ηo-1をη-で置き
換えた式から(i)と同様に η-＝１ となり、ηoは１に収束することが示される。
以上のように、上記(i)，(ii)の何れの場合もηは
１に収束する。よつて、本発明の適応量子化方式
は伝送誤りの影響を軽減化する効果があることが
示される。
１に収束する。よつて、本発明の適応量子化方式
は伝送誤りの影響を軽減化する効果があることが
示される。
第２図ａ，ｂは本発明実施例による量子化器を
示し、図中１７，１８，２７，２８は乗算器，１
９，２９は加算器であり第１図と同一回路には同
一符号を付与している。
示し、図中１７，１８，２７，２８は乗算器，１
９，２９は加算器であり第１図と同一回路には同
一符号を付与している。
まずａ図の符号器側からXoを量子化する場合
を例にとつて説明すると、遅延回路１２からの１
サンプリング分遅延した出力Io-1に応じた係数
Mo-1は乗算器１６に入力される。
を例にとつて説明すると、遅延回路１２からの１
サンプリング分遅延した出力Io-1に応じた係数
Mo-1は乗算器１６に入力される。
一方、遅延回路１４で遅延されたステツプサイ
ズΔo-1は乗算器１７，１８に入力される。
ズΔo-1は乗算器１７，１８に入力される。
乗算器１８はステツプサイズΔo-1と定数αの
乗算（αΔo-1）を行い、その出力を加算器１９に
入力する。加算器１９は“１”から（αΔo-1）を
算し（１−αΔo-1）、乗算器１７に入力する。乗
算器１７はΔo-1と（１−αΔo-1）を乗算し｛Δo-1
（１−αΔo-1）｝、乗算器１６へ出力する。乗算器
１６はMo-1と｛Δo-1（１−αΔo-1）｝を乗算し
｛Δo-1（１−αΔo-1）Mo-1｝、次のステツプサイズ
Δoとして量子化器１１に出力する。
乗算（αΔo-1）を行い、その出力を加算器１９に
入力する。加算器１９は“１”から（αΔo-1）を
算し（１−αΔo-1）、乗算器１７に入力する。乗
算器１７はΔo-1と（１−αΔo-1）を乗算し｛Δo-1
（１−αΔo-1）｝、乗算器１６へ出力する。乗算器
１６はMo-1と｛Δo-1（１−αΔo-1）｝を乗算し
｛Δo-1（１−αΔo-1）Mo-1｝、次のステツプサイズ
Δoとして量子化器１１に出力する。
次に復号器側について説明すると、Ioが入力し
てきた場合、係数発生回路２３からはMo-1′が乗
算器２６へ出力される。一方、乗算器２８では
αΔo-1′なる乗算を行い、加算器２９へ出力する。
加算器２９は（１−αΔo-1′）なる加算を行い、
乗算器２７へ出力する。乗算器２７ではΔo-1′
（１−αΔo-1′）なる乗算を行い、乗算器２６へ出
力する。乗算器２６はΔo-1′（１−αΔo-1′）Mo-1
なる乗算を行い、ステツプサイズΔo′として逆量
子化器２１へ出力する。
てきた場合、係数発生回路２３からはMo-1′が乗
算器２６へ出力される。一方、乗算器２８では
αΔo-1′なる乗算を行い、加算器２９へ出力する。
加算器２９は（１−αΔo-1′）なる加算を行い、
乗算器２７へ出力する。乗算器２７ではΔo-1′
（１−αΔo-1′）なる乗算を行い、乗算器２６へ出
力する。乗算器２６はΔo-1′（１−αΔo-1′）Mo-1
なる乗算を行い、ステツプサイズΔo′として逆量
子化器２１へ出力する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、大量のテーブルを準備する必
要がないため、回路規模を小さくでき、特にハー
ドウエアとして汎用DSPを用いる場合に便利で
ある。また、Δoの大きな場合の収束速度が速い
ので、伝送エラーによるΔoとΔo〓との差が大きい
場合、即ち影響が大のエラーに対して有効である
という理由からＳ／Ｎ的にも従来方式に比べて有
効である。
要がないため、回路規模を小さくでき、特にハー
ドウエアとして汎用DSPを用いる場合に便利で
ある。また、Δoの大きな場合の収束速度が速い
ので、伝送エラーによるΔoとΔo〓との差が大きい
場合、即ち影響が大のエラーに対して有効である
という理由からＳ／Ｎ的にも従来方式に比べて有
効である。
第１図ａ，ｂは従来の適応量子化方式を示す
図、第２図ａ，ｂは本発明による適応量子化方式
を示す図である。 図において、１１は量子化器、２１は逆量子化
器、１２，１４，２２，２４は遅延回路、１５，
２５はテーブル、１６，１７，１８，２６，２
７，２８は乗算器、１９，２９は加算器をそれぞ
れ示している。
図、第２図ａ，ｂは本発明による適応量子化方式
を示す図である。 図において、１１は量子化器、２１は逆量子化
器、１２，１４，２２，２４は遅延回路、１５，
２５はテーブル、１６，１７，１８，２６，２
７，２８は乗算器、１９，２９は加算器をそれぞ
れ示している。
Claims (1)
- １ ステツプサイズを量子化器出力信号に応じて
逐次更新する量子化器において、現在の量子化ス
テツプサイズと、量子化ステツプサイズの最大値
の逆数の２分の１より小さい正の定数と前記ステ
ツプサイズの積を１より減じた値との積について
量子化器出力により定まる圧伸係数を乗ずること
で、次のサンプルに対する量子化ステツプサイズ
を与えることを特徴とした適応量子化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145899A JPS6062751A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 適応量子化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145899A JPS6062751A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 適応量子化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6062751A JPS6062751A (ja) | 1985-04-10 |
| JPH039662B2 true JPH039662B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=15395629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145899A Granted JPS6062751A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 適応量子化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6062751A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550753A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-12 | Nec Corp | Quantizer of adaptive type |
| JPS594320A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-11 | Nec Corp | 適応量子化器 |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP58145899A patent/JPS6062751A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550753A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-12 | Nec Corp | Quantizer of adaptive type |
| JPS594320A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-11 | Nec Corp | 適応量子化器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6062751A (ja) | 1985-04-10 |
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