JPH04188914A - 量子化誤差低減装置 - 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、例えばオーディオ信号等の量子化の際に発生
する量子化誤差を低減する量子化誤差低減装置に関する
ものである。

〔発明の概要〕

本発明は、量子化器で発生した量子化誤差をノイズフィ
ルタを介して量子化器の入力側に帰還するようにした量
子化誤差低減装置において、量子化器の入力側に加算す
るパルスノイズのレベルを、ノイズフィードバック量に
応じて制御するようにしたことにより、量子化ノイズを
滑らかにして目立たなくすることか可能な量子化誤差低
減装置を提供するものである。

〔従来の技術〕

従来より、入力信号を例えばサンプリング周波数ｆｓで
の標本化とその後の量子化処理によってディジタル信号
化し、更にこのディジタル信号を再量子化してビット数
を低減するような場合、この再量子化を行う量子化器で
発生した量子化誤差をノイズフィルタを介して上記量子
化器の入力側に帰還することで、量子化誤差（量子化ノ
イズ或いは量子化歪み）を低減する、いわゆる、エラー
・フィードバックによる量子化誤差低減処理（いわゆる
ノイズシェービング処理）が行われることかある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記入力信号は、例えばオーディオ信号、ビ
デオ信号等の様々な信号である。これら信号は、通常、
レベル、スペクトル等が時間と共に変化するものである
。

このため、上記量子化誤差低減装置において、上記量子
化器の入力側に帰還されるノイズフィードバック量が例
えば−時的に低下して（ゼロに近づ（）、上記エラーフ
ィードバックがかかりにくくなることが起こる場合があ
る。すなわち、ノイズシェービングの形状がフラットに
近づくようなことが起こる場合がある。

この時、例えば、上記量子化器での量子化のワード長が
例えば２ビット或いは４ビツトのように非常に短い場合
、又は、上記入力信号のスペクトルが孤立的（例えば正
弦波か一つのパルス）な信号でかつ当該人力信号の周波
数が標本化時のサンプリング周波数ｆｓと比例関係にな
っている場合、或いは、これらが複合的に発生した場合
には、上記量子化器での量子化ノイズ自身も、通常時の
ホワイトノイズではなく、孤立化したスペクトルをもつ
ノイズとなってしまうことがある。

このように量子化ノイズ自身が孤立成分（スペクトル）
をもつノイズになると、当該量子化ノイズか目立つよう
になる。すなわち、例えば、入力信号がオーディオ信号
である場合、上記再量子化によって上記孤立化成分（ス
ペクトル）を含む量子化ノイズを育することになったオ
ーディオ信号を、後に再生すると、この量子化ノイズが
耳につき易くなる。

そこで、本発明は、上述のような実情に鑑みて提案され
たものであり、量子化誤差低減装置において、例えば、
ノイズフィードバック量が低下したくノイズシェービン
グの特性がフラットに近づいた）場合であっても、量子
化ノイズに孤立成分（スペクトル）が発生しないように
して（量子化ノイズを滑らかにして）、量子化ノイズが
目立たないようにすることが可能な量子化誤差低減装置
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の量子化誤差低減装置は、上述の目的を達成する
ために提案されたものであり、量子化器で発生した量子
化誤差をノイズフィルタを介して上記量子化器の入力側
に帰還するようにした装置において、上記量子化器の入
力側に帰還するノイズフィードバック量を検出する検出
手段と、該検出手段の検出出力に応じて、上記量子化器
の入力側に加算するパルスノイズのレベルを制御する制
御手段とを育してなるものである。ここで、上記パルス
ノイズは、サンプリング周波数ｆｓのｌ／２の周波数（
ｆｓ／２）のパルスである。

〔作用〕

本発明によれば、量子化器の入力側に帰還するノイズフ
ィードバック量を検出しており、この検出出力かゼロに
近づいた時、量子化器の入力側にいわゆるデイザノイズ
に相当するパルスノイズを加算するようにしているため
、量子化ノイズスペクトルへの孤立成分の発生を防止で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第１図に、本発明の第１の実施例装置の概略構成のブロ
ック図を示す。

この第１図に示す本実施例装置は、量子化器ｌｌで発生
した量子化誤差をノイズフィルタ１３を介して上記量子
化器１１の入力側に帰還するようにしたものであって、
上記量子化器１１の入力側に帰還するノイズフィードバ
ック量を検出する検出手段であるレベル検出回路１５と
、該レベル検出回路１５の検出出力に応じて、上記量子
化器ｌｌの入力側に加算器１６によって加算されるパル
スノイズのレベルを制御する制御手段としてのゲ−ト回
路１７とを有してなるものである。

すなわち、この第１図の入力端子ｌには、例えばオーデ
ィオ信号或いはビデオ信号等がサンプリング周波数ｆｓ
でサンプリングされて得られたディジタル信号が供給さ
れており、この信号が量子化器＋１で再量子化されて出
力端子２から出力されるようになっている。なお、以下
の実施例ではオーディオ信号を扱うものとする。

ここで、本実施例装置は、上記量子化器１１の出力から
当該量子化器１１への入力を減算することでこの量子化
器１１での再量子化の際に発生する量子化誤差を得る加
算器１２と、該加算器１２の出力をフィルタリング処理
して出力するノイズフィルタ１３と、該ノイズフィルタ
１３の出力を上記量子化器１１０入力側に加算する加算
器ＩＯとでいわゆるエラーフィードバック回路を構成し
ている。このエラーフィードバック回路によって、量子
化誤差低減処理（いわゆるノイズシェービング処理）が
行われるようになる。

上記ノイズフィルタ１３の出力は、上記レベル検出回路
１５へも送られるようになっている。当該レベル検出回
路１５では、上記ノイズフィルタ１３の出力すなわち上
記量子化器１１に帰還されるノイズフィードバック量の
検出を行っている。

このレベル検出回路１５からのノイズフィードバック量
検出出力は、比較回路１８に送られる。

当該比較回路１８には、端子１８を介して参照信号が供
給されている。この参照信号は、例えば、量子化器１１
から上記ノイズフィルタ１３を介して該量子化器１１の
入力側に帰還されるノイズフィードバック量がある所定
量以下（或いは所定量以上）となっているか否かを比較
するための比較の対照となる信号である。ここで、この
参照信号に基づく上記所定量とは、前述したように、量
子化誤差低減装置において上記ノイズフィードバック量
が低下する（例えばゼロに近づく）ことで、上記量子化
器１１での量子化ノイズ自身に孤立成分（スペクトル）
が発生するようになる時の、当該ノイズフィードバック
量に等しい量である。すなわち、上記ノイズフィルタ１
３からのノイズフィードバック量（レベル検出回路１５
の出力）か上記所定量以下となっていれば、上記量子化
器ｌｌの量子化ノイズが上記孤立成分をもつようになる
虞れがある。上記比較回路１８で上記参照信号と上記ノ
イズフィードバック量検出出力とが比較されて、該ノイ
ズフィードバック量検出出力が上記参照信号に基づく所
定量以下であるとされた場合（すなわちノイズシェービ
ング特性がフラットに近づいた場合）は、そのことを示
す信号が、ゲート回路１７に送られる。

当該ゲート回路１７には、端子２０から上記サンプリン
グ周波数ｆｓのｆｓ／２の周波数のパルスノイズが供給
されている。上記ゲート回路１７は、上記比較回路１８
の出力に応じてゲートを開閉するものであって、上記比
較回路１８の出力が上記所定量以下であることを示す信
号であるときに、ゲートを開き、それ以外の時に当該ゲ
ートを閉じるようになっている。ここで、上記パルスノ
イズは、いわゆるデイザノイズに相当するものであって
、第２図に示すように、正、負の振幅を有すると共にサ
ンプリング周波数ｆｓのｆｓ／２の周波数のパルスであ
る。また、この振幅は、上記量子化器１１で行われる再
量子化のＬＳＢ分あればよい。

このゲート回路１７を介した上記パルスノイズは、加算
器１６に送られるようになっている。この加算器１６は
、上記量子化器１１の入力側に配置されて、上記オーデ
ィオ信号が供給されているため、駿量子化器１１への入
力信号に上記パルスノイズが加算されるようになる。

したがって、上記第１の実施例装置によれば、上記ノイ
ズフィルタ１３からのノイズフィードバック量（レベル
検出回路１５の出力）が参照信号に基づく所定量以下と
なっている時すなわちノイズシェービング特定がフラッ
トに近づき上記量子化ノイズ自身に孤立成分（スペクト
ル）が発生する虞れがある時には、上記量子化器１１の
入力側に上記デイザノイズに相当する上記パルスノイズ
が供給される。これにより、例えば、上記量子化器１１
へのノイズフィードバック量が所定量以下となったとし
ても、量子化ノイズに孤立成分（スペクトル）が発生し
なくなり（量子化ノイズが滑らかになり）、量子化ノイ
ズが目立たないようになる。

第３図には、本発明の第２の実施例装置の概略構成のブ
ロック図を示す。なお、この第３図において、第１図の
構成と同様なものには、第１図と同じ指示符号を付して
その説明を省略する。

この第３図の装置は、第１図の装置における制御手段で
あるゲート回路１７の代わりに、ゲイン制御回路２１を
設けたものである。すなわち、この第３図において、レ
ベル検出回路１５の検出出力は、直接ゲイン制御回路２
１に送られる。このゲイン制御回路２１は、上記レベル
検出回路１５の検出出力に応じて、上記端子２０からの
上記周波数ｆｓ／２のパルスノイズのゲインを制御する
ようにしている。このゲイン制御回路２１を用いること
により、上記レベル検出回路１５の検出出力すなわちノ
イズフィードバック量に応じたレベルのパルスノイズを
、上記量子化器１１の入力側に加算することか可能とな
る。ただし、このゲイン１１１１１回路２１において、
ゲインを上げた場合でも、当該パルスノイズの振幅は、
第１図の例と同様に、再量子化のＬＳＢ分までとする。

また、上記ゲイン制御回路２１によれば、上記パルスノ
イズのゲインを例えばゼロにすることで、上記量子化器
１１の入力側に上記パルスノイズを加算しないようにす
ることが可能となる。これにより、第１１Ｎでのゲート
回路Ｉ７でのスイッチングと同様な動作を行うこともで
きる。

上述のように、この第２の実施例装置によれば、上記ゲ
イン制御回路２１では、第１図の場合のようりパルスノ
イズの加算のスイッチング動作と共に、量子化器１１か
らのノイズフィードバック量に応じてゲインをリニアに
変化させたパルスノイズを、当該量子化器１１の入力側
に加算することができるため、当該量子化器１１からの
ノイズフィードバック量の変化に適応的に対応すること
ができるようになる。

〔発明の効果〕

本発明の量子化誤差低減装置においては、量子化器の入
力側に加算するパルスノイズのレベルを、ノイズフィー
ドバック量に応じて制御するようにしたことにより、例
えば、ノイズフィードバック量が低下した（ノイズシェ
ービングの特性かフラットに近づいた）場合であっても
、量子化ノイズに孤立成分（スペクトル）が発生しない
ようにして（量子化ノイズを滑らかにして）、量子化ノ
イズを目立たなくすることが可能なとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例装置の概略構成のブロッ
ク図、第２図はパルスノイズを示す波形図、第３図は本
発明の第２の実施例装置の概略構成のブロック図である
。 １０．１６・・・・加算器 １１・・・・・・量子化器 １３・・・・・・ノイズフィルタ Ｉ４・・・・・・レベル検出回路 Ｊ７・・・・・・ゲート回路 １８・・・・・・比較回路 ２１・・・・・・ゲイン制御回路 特許出願人　　　　ソニー株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 量子化器で発生した量子化誤差をノイズフィルタを介し
   て上記量子化器の入力側に帰還するようにした量子化誤
   差低減装置において、 上記量子化器の入力側に帰還するノイズフィードバック
   量を検出する検出手段と、 該検出手段の検出出力に応じて、上記量子化器の入力側
   に加算するパルスノイズのレベルを制御する制御手段と を有してなることを特徴とする量子化誤差低減装置。