JPH043695B2 - - Google Patents

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JPH043695B2
JPH043695B2 JP2717983A JP2717983A JPH043695B2 JP H043695 B2 JPH043695 B2 JP H043695B2 JP 2717983 A JP2717983 A JP 2717983A JP 2717983 A JP2717983 A JP 2717983A JP H043695 B2 JPH043695 B2 JP H043695B2
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signal
circuit
pcm
adpcm
adaptive
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Publication of JPH043695B2 publication Critical patent/JPH043695B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/04Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM]
    • H03M3/042Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM] with adaptable step size, e.g. adaptive differential pulse code modulation [ADPCM]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はPCM符号化とADPCM符号化を交互
にくり返す場合の、ADPCM回路、特に量子化ノ
イズを累積しないADPCM復号回路に関する。
ADPCMに関しては1980年4月IEEE発行の
“Proceedings of IEEE”488頁〜525頁に詳しく、
また、伝送路ビツト誤りに対して強い特性を持た
せた改良形ADPCMに関しては1982年5月IEEE
発行の“Proceeding of ICASSP′82”960頁〜
963頁に詳しい。以下、本発明の説明に必要とな
る範囲で、前記第2の文献に基づいてADPCMを
説明する。 第1図は従来のADPCM符号及び復号回路を示
したもので、入力信号端子1、減算器2、適応量
子化回路3、逆適応量子化回路4、加算器5、適
応予測回路6および符号出力端子7からなる
ADPCM符号回路と、符号入力端子8、逆適応量
子化回路9、加算器10、適応予測回路11およ
び出力端子12からなるADPCM復号回路を示し
ている。 適応量子化回路3は入力信号がMビツト長で表
示されている場合、出力信号としてMより小さい
Nビツト長出力信号を得る回路で、入力信号を2N
−1個の閾値を用いて判定し、判定結果をNビツ
トで出力するものである。つまり、ある標本時刻
jでの量子化幅を△j、この時の入力信号xjが nj・△jxj<(nj+1)・△j、 nj∈{0、±1、±2、…±(2N-1−1)、 −2N-1} (1) N:割当量子化ビツト数 であれば、出力信号はnjであり、次の標本時刻
(j+1)での量子化幅△j+1は適応量子化回路入
力信号レベルに応じて次式を用いて圧伸させる。 △j+1=△〓j・M(nj) (2) ただし、ここでM(nj)はnjにより一意的に定
まる乗数であり、8kHzで標本化された音声信号
を4ビツト(N=4)に符号化する場合に用いら
れる乗数の一例を表1に示す。
The present invention relates to an ADPCM circuit that alternately repeats PCM encoding and ADPCM encoding, and particularly to an ADPCM decoding circuit that does not accumulate quantization noise.
For details regarding ADPCM, please refer to "Proceedings of IEEE" published by IEEE in April 1980, pages 488-525.
In addition, regarding an improved ADPCM with characteristics that are resistant to bit errors on the transmission path, the May 1982 IEEE
Published “Proceeding of ICASSP′82” page 960~
Details on page 963. Hereinafter, ADPCM will be explained based on the second document to the extent necessary for explaining the present invention. Figure 1 shows a conventional ADPCM code and decoding circuit, including an input signal terminal 1, a subtracter 2, an adaptive quantization circuit 3, an inverse adaptive quantization circuit 4, an adder 5, an adaptive prediction circuit 6, and a code output. Consists of terminal 7
The figure shows an ADPCM decoding circuit including an ADPCM code circuit, a code input terminal 8, an inverse adaptive quantization circuit 9, an adder 10, an adaptive prediction circuit 11, and an output terminal 12. The adaptive quantization circuit 3 is a circuit that obtains an output signal with a length of N bits smaller than M when the input signal is expressed with a length of M bits .
-1 threshold value is used for judgment, and the judgment result is output in N bits. In other words, if the quantization width at a certain sample time j is △ j , the input signal x j at this time is n j・△ j x j <(n j +1)・△ j , n j ∈{0, ±1, ± 2,...±(2 N-1 -1), -2 N-1 } (1) If N is the allocated number of quantization bits, the output signal is n j , and the output signal at the next sampling time (j+1) is The quantization width Δj +1 is companded using the following equation according to the input signal level of the adaptive quantization circuit. △ j+1 = △〓 j・M(n j ) (2) Here, M(n j ) is a multiplier uniquely determined by n j , and the audio signal sampled at 8kHz is converted into 4 bits ( Table 1 shows an example of the multipliers used when encoding N=4).

【表】 式(2)においてβは1より正定数に定めておけ
ば、適応予測回路が時不変フイルタである限りは
△〓jの演算が過去の量子化幅をリークさせる作用
があるため伝送路ビツト誤りに対して強くなる事
が知られており、詳しくは1975年IEEE発行の
「Transactions on Communications」第1362頁
〜第1365頁を参照されたい。逆適応量子化回路4
及び9は前記適応量子化回路3のNビツト出力信
号、および伝送されて来たNビツト量子化回路出
力信号が入力されると、前記閾値に対応してMビ
ツトの再生入力信号を出力するもので x^j=njj+0.5△j (3) により伝送信号を逆量子化する。このx^jの事は代
表値と呼ばれている。 式(1)、式(3)で示される量子化の特性は閾値間の
幅が一定であるため、代表値間も同じ幅で一定と
なつており、線形量子化特性と呼ばれている。一
般には閾値間の幅、代表値間の幅も一定とはなら
ず、量子化すべき信号の統計的な分布関数に依存
した幅を持たせるのが常であるが詳しくは後述す
る。適応予測回路6および11の伝達関数は同一
で、これをP(Z)とすると、 P(Z)=ki=1 aj iZ-i (4) となる。ここで{aj i|i=1、…、k}は時刻j
の予測係数と呼ばれており時刻jにおける予測器
入力信号をx^j、逆量子化器出力信号をe^jとすれ
ば、e^j 2を最小とする様に各係数を変化させる。 つまり、各係数は aj+1 i=(1−δ)aj i+g・e^j・x^j-i (5) として時々刻々変化させるとよい事が知られてい
る。ここでδ及びgは1より小の正定数である。 以下第1図に従つて従来のADPCM符号回路、
復号回路について述べる。時刻jにおける入力信
号標本値xjが端子1からADPCM符号化回路に入
力されると、減算器2により入力信号xjと適応予
測回路6の出力信号x〓jの差が計算され、誤差信号
ejとして適応量子化回路3へ入力される。 適応量子化回路3は前述した様にejをNビツトの
符号njに変換し、端子7から出力されると同時に
逆適応量子化回路4へ入力される。逆適応量子化
回路4ではnjよりMビツトの誤差信号e^jを再生す
る。再生された誤差信号e^jと適応予測回路6の出
力x〓jは加算器5により加え合せられ量子化入力信
号x^jを再生する。この後、適応量子化回路3、逆
適応量子化回路4の量子化幅及び適応予測回路6
の係数は前述した様に次の入力信号の符号化を行
なうために修正される。前述したように適応予測
回路の係数修正は誤差信号e^jのパワー、つまりe^2 j
を最小化する様に修正されるため、ej信号はxj
号に比べダイナミツク・レンジが小さくなり、同
一ビツトで符号化する事を考えれば小さくなつた
分だけ適応量子化回路3によつて発生する誤差も
小さくなり、精度よく符号化できる事になる。 一方従来形のADPCM復号回路では、受信され
た量子化符号njが端子8から入力され、逆適応量
子化回路9により再生誤差信号x^jを発生する。こ
のe^jと適応予測回路11の出力x〓jは加算器10に
より加算されx^jを合成して、出力端子12へ出力
し、かつ適応予測回路11へ次の標本時刻の予測
を行なうために加える。ADPCM復号回路側でも
適応量子化符号njもしくは誤差信号e^jより、逆適
応量子化回路の量子化幅を式(2)に従つて時々刻々
変化させ、かつx^jとx〓jの差、つまり、e^jのパワー
を最小化する様に適応予測回路11の係数を式(5)
に従つて変化させる。 ADPCM符号回路と復号回路では、逆適応量子
化回路4,9および適応予測回路6,11の内部
状態が一致しておれば、ADPCM符号回路/復号
回路のe^j、x^j、x〓jの値は一致する。このため
ADPCM符号回路と復号回路が距離的に離れて設
けられていても端子1に加わる入力信号xjと端子
12から出力されるx^jはほとんど同一の値を取る
ことになる。ところで、符号回路の端子7から復
号回路の端子8までの間は伝送路となるが、伝送
路には熱雑音等によりビツト誤りが発生する可能
性がある。この場合ADPCM復号回路が不安定状
態に陥つて復帰できない事が多い。これは以下の
様に説明できる。 ADPCM復号回路の逆適応量子化回路9の出力
e^jより出力端子12までの伝達関数D(Z)を、
適応予測回路11の伝達関数として式(4)を用いて
求めると、 となる。aj iは前述した様にe^jより計算される値で
あり、伝送路ビツト誤りが発生するとADPCM復
号回路適応の予測回路の予測係数の修正値は
ADPCM符号回路の適応予測回路の予測係数とは
異なる値となる。式(6)は予測係数により決定され
る極をK個持つており、上記の伝送路ビツト誤り
の結果ADPCM復号回路側では極の位置がZ平面
上で単位円外に出てしまうことがある。この様な
状況になるとADPCM復号回路は発振状態とな
り、再び正しい動作にはもどれない。(前記第2
の文献参照) 前記第2の文献ではこの不安定状態を除くた
め、式(6)を以下の様に式展開して、適応的に動く
極を除いた伝達関数を持つADPCM符号回路及び
復号回路を実現している。 ここで係数{a^iは固定定数であり、{bj i}が適
応係数である。(1+Mi=1 bj iZ-i)の項は式(6)を(1
ki=1 a^iZ-i)で割つた答を(M+1)項でうち切
つたものである。固定係数{a^i}を音声の平均的
な性質にあつた値に選べば上記のうち切り誤差も
小さく、符号化品質の劣化はほとんどない。ここ
で音声の平均的な性質にあつた固定係数{a^i}の
求め方は、前記第1の文献の498頁に詳しい。 式(7)に基いた従来方式のADPCM符号回路及び
復号回路を第2図に示す。第2図は入力端子1、
減算器21,22、適応量子化回路3、逆適応量
子化回路4、加算器51,52、適応性フイルタ
61、固定フイルタ62、出力端子7からなる
ADPCM符号回路と、入力端子8、逆適応量子化
回路9、加算器101,102、適応フイルタ1
11、固定フイルタ112、出力端子12からな
るADPCM復号回路からなる。固定フイルタ62
および112は、式(4)で使用された固定予測係数
{a^j}を用いて以下の伝送関数を持つ。 P2(Z)=Mi=1 a^iZ-i (8) また、適応フイルタ61,111は以下の伝送
関数を持つ。 P1(Z)=ki=1 bj iZ-i (9) ただし、適応係数は各々以下の様に修正され、
これはej信号のパワーを最小化する方向に修正さ
れる事が第2文献に述べられている。 bj+1 i=(1−δ)bj i+ge^j-ie^j (10) いま、端子1から入力信号xjが入力されると、
減算器21で固定フイルタ62の出力x〓jと差が取
られyjとなり、減算器22へ入力される。減算器
22ではyjから適応フイルタの出力y〓jを減算し、
適応量子化回路3に加えられる。適応量子化回路
3はejを量子化し、符号njを出力端子7から出力
するとともに逆適応量子化回路4に加えられ、量
子化された誤差信号e^jを得る。e^jは適応フイルム
61に入力され、次の標本時刻でのフイルタ演算
に使用されるとともに、適応フイルタ61の出力
y〓jを加算器51により加えられ、y〓jとして加算器
52へ伝えられる。加算器52ではy^jとx〓jが加算
され入力信号xjの量子化信号x^jを再生し、次の標
本時刻でのフイルタ演算に使用される。このた
め、固定フイルタ62の出力が入力信号の平均的
なふるまいに適したものであれば第1の誤差信号
yjの振幅レベルが減少し、この信号から適応フイ
ルタ61の出力を減じられた第2の誤差信号ej
さらにレベルの低い信号となる。一般的に言つて
第1図の適応予測回路6、は再生量子化入力値か
ら次の入力信号値を予測するのに対して、第2図
の適応フイルタ61は誤差信号から次の入力信号
を予測することになり能力的には第2図の適応フ
イルタ61、の方が低いが、固定フイルタ62が
平均的な入力信号の性質に関する信号を発生して
いるため、第2図の符号化器も全体としては第1
図の符号器と比べ孫色ない符号化が可能となつて
いる。 次に第2図のADPCM復号回路の動作を説明す
る。入力端子8から量子化符号が入力されると逆
適応量子化回路9は量子化された誤差信号e^jを再
生し、適応フイルタ111に入力し、次の標本時
刻の適応フイルタ演算に用い、かつ、加算器10
1により適応フイルタ111の出力y〓jと加算され
y^jを再生する。y^jは固定フイルタ112の出力x〓j
と加算器102により加算され量子化された符号
器測入力信号x^jを再生し、出力端子12及び固定
フイルタ112へ供給される。適応フイルタ11
1と固定フイルタ112の伝達関数P1(Z)及び
P2(Z)は式(8)および式(9)に示す通りであり、逆
適応量子化回路9の出力から出力端子12までの
伝達関数D(Z)は D(Z)=1+P1(Z)/1−P2(Z) (11) となるため、式(7)と一致し、適応的に動く極をZ
平面上で持たないため、伝送路ビツト誤りが発生
しても安定な動作を期待できる。 以上の外、ADPCM符号/復号回路としては第
2図の固定フイルタ62,112を極の動きうる
範囲を制限して使用する適応零点/適応極形の予
測フイルタを持つ事もあるが、同様に説明できる
ため、詳細は省略する。 以上、ADPCM符号/復号回路について見て来
たが、このADPCM回路を既存PCM網に導入す
る事を考えると、第3図で示すようにPCMで符
号化された信号はADPCM符号化され、再び
PCM符号化され伝送される形態が生ずる。第3
図では、ADPCM符号/復号回路を2段縦続接続
した場合を示している。この結果、PCM符号化
とADPCM符号化が交互に行なわれる状況が発生
する。 一般にADPCM符号/復号回路内部の演算は、
8ビツト非線形PCMを線形化すると14ビツト相
当となるため、PCM並の符号化を行なう必要性
から14ビツト以上の線形符号を用いて実行されて
いる。このため、ADPCM符号/復号回路と他の
ADPCM符号/復号回路との間が、ADPCM内部
演算ビツト数と等しいか多い線形符号ビツトで接
続できるとすればADPCM符号/復号回路を縦続
接続させても接続自体による劣化はない。このた
め、最初のADPCM符号/信号回路とそれに続く
ADPCM符号/信号回路の内部状態が全て一致し
ておればADPCM符号/復号回路を縦続接続させ
ても内部状態はADPCM符号/復号回路で同様に
変化し、何段に亘つて縦続接続させても、1段分
のADPCM回路の劣化に留まる。 しかしながら、前述した様にADPCM符号/復
号回路とそれに続くADPCM符号/復号回路間は
非線形8ビツトPCM符号で接続される。このた
め、縦続接続すると、使用可能ビツト数が少くな
る事、および、使用可能ビツト数の各ビツトの重
み付けが非線形である事に起因した接続自体の劣
化を伴う。この接続自体による劣化は、最初の
ADPCM符号/復号回路とそれに続くADPCM符
号/復号回路の内部状態がある時点で一致してい
ても、入力PCM符号が劣化分だけ異なる事に起
因して選択ADPCM符号が異なつて来る。選択
ADPCM符号が異なると、適応量子化の式(2)で与
えられる表1に示された乗数が異なる事、また、
式(5)、式(10)の適応予測係数が異なつて来る事よ
り、内部状態が一致しなくなつて来る。このため
縦続接続を行なつた場合の劣化は、上記PCM接
続の劣化分に加え、ADPCM符号/復号回路によ
る劣化分が縦続接続段数分だけ累積する事とな
り、非常に大きな劣化が発生する。 上記の内部状態の一致が崩壊して行く機構に関
しては、ADPCM符号/復号回路で使用される量
子化回路の閾値と代表値の関係が式(1)と式(3)で示
される線形量子化特性を持つている限りにおいて
はIEEE1979年発行の“Proceedings of
1979ISCAS”の969頁〜970頁に詳しく述べられ
ており、また、一度内部状態が一致すれば、閾値
間隔と代表値間隔が一致しているという線形量子
化特性の性質を利用してこの内部状態の一致を維
持する手法(同文献のTable2参照)についても
述べられている。 しかしながら、従来の内部状態維持手法は、量
子化能力を向上させるために一般に行なわれてい
る非線形量子化特性を有するADPCM符号/復号
回路には応用できない。この非線形量化特性と
は、量子化回路へ入力される信号の統計的分布を
調べて、この分布に適した閾値と代表値を決定す
るもので、例えば分布関数がガウス分布の場合
で、量子化符号ビツト数が4の場合は表2の様に
定められる事がIRE1960年5月発行の
“Transactions on Information Theory”の7
頁〜12頁に詳しく述べられている。
[Table] In Equation (2), if β is set to be a positive constant rather than 1, as long as the adaptive prediction circuit is a time-invariant filter, the calculation of △〓 j has the effect of leaking the past quantization width, so it is not transmitted. It is known that it is resistant to bit errors.For details, please refer to "Transactions on Communications" published by IEEE in 1975, pages 1362 to 1365. Inverse adaptive quantization circuit 4
and 9 outputs an M-bit reproduced input signal in accordance with the threshold value when the N-bit output signal of the adaptive quantization circuit 3 and the transmitted N-bit quantization circuit output signal are input. Then, the transmitted signal is dequantized by x^ j =n jj +0.5△ j (3). This x^ j is called the representative value. Since the quantization characteristics shown by equations (1) and (3) have a constant width between threshold values, the width between representative values is also constant, and is called a linear quantization characteristic. In general, the width between threshold values and the width between representative values are not constant, and they usually have widths that depend on the statistical distribution function of the signal to be quantized, which will be described in detail later. The transfer functions of the adaptive prediction circuits 6 and 11 are the same, and if this is P(Z), then P(Z)= ki=1 a j i Z -i (4). Here, {a j i |i=1,...,k} is time j
If the predictor input signal at time j is x^ j and the inverse quantizer output signal is e^ j , each coefficient is changed so that e^ j 2 is minimized. That is, it is known that each coefficient should be changed from time to time as a j+1 i = (1-δ)a j i +g·e^ j ·x^ ji (5). Here, δ and g are positive constants smaller than 1. Below, according to Figure 1, the conventional ADPCM code circuit,
The decoding circuit will be described. When the input signal sample value x j at time j is input to the ADPCM encoding circuit from terminal 1, the difference between the input signal x j and the output signal x〓 j of the adaptive prediction circuit 6 is calculated by the subtracter 2, and the error signal
It is input to the adaptive quantization circuit 3 as e j . As described above, the adaptive quantization circuit 3 converts e j into an N-bit code n j , which is output from the terminal 7 and simultaneously input to the inverse adaptive quantization circuit 4. The inverse adaptive quantization circuit 4 reproduces an M-bit error signal e^ j from nj . The reproduced error signal e^ j and the output x〓 j of the adaptive prediction circuit 6 are added by an adder 5 to reproduce the quantized input signal x^ j . After this, the quantization width of the adaptive quantization circuit 3 and the inverse adaptive quantization circuit 4 and the adaptive prediction circuit 6 are determined.
The coefficients of are modified to encode the next input signal as described above. As mentioned above, the coefficient correction of the adaptive prediction circuit is based on the power of the error signal e^ j , that is, e^ 2 j
Since the dynamic range of the e j signal is smaller than that of the x j signal, the dynamic range of the e j signal is smaller than the The errors that occur are also reduced, allowing for highly accurate encoding. On the other hand, in the conventional ADPCM decoding circuit, the received quantization code n j is inputted from the terminal 8, and the inverse adaptive quantization circuit 9 generates the reproduction error signal x^ j . This e^ j and the output x〓 j of the adaptive prediction circuit 11 are added by the adder 10, and x^ j is combined and output to the output terminal 12, and the next sample time is predicted to the adaptive prediction circuit 11. Add for. On the ADPCM decoding circuit side, the quantization width of the inverse adaptive quantization circuit is changed moment by moment according to equation (2 ) from the adaptive quantization code n j or the error signal e^ j , and The coefficients of the adaptive prediction circuit 11 are calculated using equation (5) to minimize the difference, that is, the power of e^ j .
Change according to. In the ADPCM encoding circuit and decoding circuit, if the internal states of the inverse adaptive quantization circuits 4 and 9 and the adaptive prediction circuits 6 and 11 match, e^ j , x^ j , x〓 of the ADPCM encoding circuit/decoding circuit The values of j match. For this reason
Even if the ADPCM encoding circuit and the decoding circuit are provided at a distance, the input signal x j applied to the terminal 1 and the x^ j output from the terminal 12 take almost the same value. Incidentally, the line between the terminal 7 of the encoding circuit and the terminal 8 of the decoding circuit is a transmission line, and there is a possibility that bit errors may occur in the transmission line due to thermal noise or the like. In this case, the ADPCM decoding circuit often falls into an unstable state and cannot recover. This can be explained as follows. Output of inverse adaptive quantization circuit 9 of ADPCM decoding circuit
The transfer function D(Z) from e^ j to output terminal 12 is
When the transfer function of the adaptive prediction circuit 11 is determined using equation (4), becomes. As mentioned above, a j i is a value calculated from e^ j , and when a transmission path bit error occurs, the correction value of the prediction coefficient of the prediction circuit adapted to the ADPCM decoding circuit is
This value is different from the prediction coefficient of the adaptive prediction circuit of the ADPCM code circuit. Equation (6) has K poles determined by the prediction coefficients, and as a result of the above transmission line bit error, the pole position may move outside the unit circle on the Z plane on the ADPCM decoding circuit side. . In such a situation, the ADPCM decoding circuit enters an oscillating state and cannot return to normal operation again. (The second
In the second document, in order to eliminate this unstable state, Equation (6) is expanded as shown below to create an ADPCM encoding circuit and decoding circuit with a transfer function that excludes adaptively moving poles. has been realized. Here, the coefficient {a^ i is a fixed constant, and {b j i } is an adaptive coefficient. The term (1+ Mi=1 b j i Z -i ) transforms equation (6) into (1
ki=1 a^ i Z -i ) is divided by the (M+1) term. If the fixed coefficient {a^ i } is selected to a value that suits the average nature of speech, the above-mentioned truncation error will be small, and there will be almost no deterioration in encoding quality. Here, the method for determining the fixed coefficient {a^ i } that matches the average nature of speech is detailed on page 498 of the above-mentioned first document. FIG. 2 shows a conventional ADPCM encoding circuit and decoding circuit based on equation (7). Figure 2 shows input terminal 1,
Consists of subtracters 21 and 22, adaptive quantization circuit 3, inverse adaptive quantization circuit 4, adders 51 and 52, adaptive filter 61, fixed filter 62, and output terminal 7
ADPCM code circuit, input terminal 8, inverse adaptive quantization circuit 9, adders 101, 102, adaptive filter 1
11, a fixed filter 112, and an output terminal 12. Fixed filter 62
and 112 have the following transfer function with the fixed prediction coefficients {a^ j } used in equation (4). P2(Z)= Mi=1 a^ i Z -i (8) Furthermore, the adaptive filters 61 and 111 have the following transmission function. P1(Z)= ki=1 b j i Z -i (9) However, each adaptation coefficient is modified as follows,
The second document states that this is corrected to minimize the power of the e j signal. b j+1 i = (1-δ)b j i +ge^ ji e^ j (10) Now, when input signal x j is input from terminal 1,
The subtracter 21 takes the difference from the output x〓 j of the fixed filter 62 to obtain y j , which is input to the subtracter 22. The subtracter 22 subtracts the output y〓 j of the adaptive filter from y j ,
It is added to the adaptive quantization circuit 3. The adaptive quantization circuit 3 quantizes e j and outputs the code n j from the output terminal 7, which is also applied to the inverse adaptive quantization circuit 4 to obtain a quantized error signal e^ j . e^ j is input to the adaptive film 61 and used for filter calculation at the next sampling time, and the output of the adaptive filter 61
y〓 j is added by an adder 51 and is transmitted to an adder 52 as y〓 j . The adder 52 adds y^ j and x〓j to reproduce the quantized signal x^ j of the input signal xj , which is used for filter operation at the next sampling time. Therefore, if the output of the fixed filter 62 is suitable for the average behavior of the input signal, the first error signal
The amplitude level of y j decreases, and the second error signal e j obtained by subtracting the output of the adaptive filter 61 from this signal becomes a signal with an even lower level. Generally speaking, the adaptive prediction circuit 6 in FIG. 1 predicts the next input signal value from the reproduced quantized input value, whereas the adaptive filter 61 in FIG. 2 predicts the next input signal value from the error signal. Although the adaptive filter 61 in FIG. 2 has a lower ability to predict, since the fixed filter 62 generates a signal related to the characteristics of the average input signal, the encoder in FIG. is also the first overall
Compared to the encoder shown in the figure, it is possible to perform encoding that is less complex than the encoder shown in the figure. Next, the operation of the ADPCM decoding circuit shown in FIG. 2 will be explained. When the quantization code is input from the input terminal 8, the inverse adaptive quantization circuit 9 reproduces the quantized error signal e^ j , inputs it to the adaptive filter 111, and uses it for the adaptive filter calculation at the next sample time. and adder 10
1, the output y〓 of the adaptive filter 111 is added to j
Play y^ j . y^ j is the output x〓 j of fixed filter 112
The encoder measurement input signal x^ j which is added and quantized by the adder 102 is reproduced and supplied to the output terminal 12 and the fixed filter 112. Adaptive filter 11
1 and the transfer function P1 (Z) of the fixed filter 112 and
P2(Z) is as shown in equations (8) and (9), and the transfer function D(Z) from the output of the inverse adaptive quantization circuit 9 to the output terminal 12 is D(Z)=1+P1(Z) /1−P2(Z) (11), which is consistent with equation (7), and the adaptively moving pole is Z
Since it is not held on a flat surface, stable operation can be expected even if transmission line bit errors occur. In addition to the above, the ADPCM encoding/decoding circuit may have an adaptive zero point/adaptive pole shape prediction filter that uses the fixed filters 62 and 112 shown in FIG. The details are omitted as they can be explained easily. We have looked at the ADPCM encoding/decoding circuit above, but when considering introducing this ADPCM circuit into an existing PCM network, as shown in Figure 3, the signal encoded with PCM will be encoded with ADPCM again.
A form that is PCM encoded and transmitted occurs. Third
The figure shows a case where two stages of ADPCM encoding/decoding circuits are connected in cascade. As a result, a situation occurs in which PCM encoding and ADPCM encoding are performed alternately. Generally, the calculations inside the ADPCM encoder/decoder circuit are as follows:
When 8-bit nonlinear PCM is linearized, it becomes equivalent to 14 bits, so a linear code of 14 bits or more is used to perform encoding comparable to PCM. Therefore, the ADPCM encoding/decoding circuit and other
If the ADPCM encoding/decoding circuit can be connected with linear code bits that are equal to or greater than the number of ADPCM internal operation bits, even if the ADPCM encoding/decoding circuits are connected in cascade, there will be no deterioration due to the connection itself. For this reason, the first ADPCM code/signal circuit and the subsequent
If the internal states of the ADPCM code/signal circuits all match, even if ADPCM code/decoding circuits are connected in cascade, the internal states will change in the same way in the ADPCM code/decoding circuits, no matter how many stages they are connected in cascade. , the deterioration of the ADPCM circuit is limited to one stage. However, as described above, the ADPCM encoding/decoding circuit and the following ADPCM encoding/decoding circuit are connected by a nonlinear 8-bit PCM code. For this reason, when cascaded, the number of usable bits decreases, and the connection itself deteriorates due to non-linear weighting of each bit in the number of usable bits. Deterioration due to this connection itself is due to the initial
Even if the internal states of the ADPCM encoding/decoding circuit and the following ADPCM encoding/decoding circuit match at a certain point in time, the selected ADPCM codes will differ because the input PCM codes differ by the amount of degradation. choice
If the ADPCM code is different, the multiplier shown in Table 1 given by the adaptive quantization equation (2) will be different, and
Since the adaptive prediction coefficients of equations (5) and (10) become different, the internal states become inconsistent. Therefore, in the case of cascade connection, in addition to the deterioration due to the PCM connection, the deterioration due to the ADPCM encoding/decoding circuit is accumulated by the number of cascade connection stages, resulting in very large deterioration. Regarding the above mechanism in which the coincidence of internal states collapses, the relationship between the threshold value and the representative value of the quantization circuit used in the ADPCM encoding/decoding circuit is expressed by equations (1) and (3). As long as it has the characteristics, the IEEE 1979 “Proceedings of
1979 ISCAS”, pages 969 to 970, and once the internal states match, the threshold interval and the representative value interval match, which is the property of linear quantization. (See Table 2 of the same document). However, conventional internal state maintenance methods are not suitable for ADPCM with nonlinear quantization characteristics, which is commonly used to improve quantization ability. It cannot be applied to encoding/decoding circuits.This nonlinear quantization characteristic examines the statistical distribution of the signal input to the quantization circuit and determines a threshold value and representative value suitable for this distribution.For example, a distribution function When is a Gaussian distribution, and the number of quantization code bits is 4, it is determined as shown in Table 2, according to 7 of "Transactions on Information Theory" published by IRE May 1960.
Details are given on pages 1-12.

【表】 表2よりも明らから様に閾値間間隔及び代表値
間隔は式(1)及び式(3)で与えられる線形量子化特性
とは異なり一定幅ではなくなる。このため、閾値
間隔と代表値間隔が一定である事を利用した従来
の内部状態の一致を維持させる手法は適応できな
くなり、この様な量子化回路を有するADPCM符
号/復号回路を非線形PCM符号化を介して縦続
接続させると特性劣化の累積が発生した。 本発明の目的は非線形量子化特性を有する
ADPCM符号/復号回路を非線形PCM符号化を
介しても特性劣化が累積しないADPCM復号回路
を提供する事にある。 本発明の他の目的はADPCM符復号回路の適応
予測回路の構造や適応量子化回路の量子化特性に
依存することなく縦続接続時の特性劣化が累積し
ない方法を提供する事にある。 本発明によるADPCM復号回路は標本時刻毎に
入力非線形符号化PCM信号を線形化した信号と
適応的に予測された予測信号との差である残差信
号を適応的に量子化するADPCM符号器から出力
される符号信号を受信し、非線形PCM復号信号
を出力するADPCM復号回路において、前記
ADPCM符号器からの量子化符号信号より、符号
器側での前記残差信号に対応して、代表残差信
号、低極限残差信号および高極限残差信号を発生
し、かつ、前記量化符号信号により次の標本時刻
での量子化特性を決定する逆適応量化回路と、前
記逆適応量子化回路からの前記代表残差信号に、
後述する適応予測信号を加え、代表復号信号を発
生する加算手段と、前記代表復号信号を非線形符
号化PCMに変換する非線形PCM変換回路と、前
記非線形PCM変換回路の出力を線形化する線形
PCM変換回路と、前記線形PCM変換回路の出力
信号から、後述する適応予測信号を減じ、代表復
号残差信号を発生する減算手段と、前記代表復号
残差信号と、前記低極限残差信号および前記高極
限残差信号の比較により、前記非線形PCM変換
器出力信号をそのままあるいは+1又は−1を加
算して非線形PCM復号信号とする手段と、前記
代表復号信号、もしくは、前記代表復号信号と前
記代表残差信号を入力し、現時刻での適応予測信
号を発生し、かつ、次の標本時刻での予測特性を
決定する適応予測回路とから少なくとも構成さ
れ、適応逆量子化回路の出力に代表残差信号のみ
でなく高低両極限残差信号をも出力させ、これ等
の値により代表復号信号の非線形PCM符号を修
正して非線形PCM復号信号とする事を特徴とす
るADPCM復号回路である。 以下図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。第4図は本発明の第2図に示すADPCM回路
に対する一実施例であり、入力端子8、逆量子化
回路91、加算器101〜104、減算器105
〜106、適応フイルタ111、固定フイルタ1
12、線形−非線形PCM変換回路120、非線
形−線形PCM変換回路121、比較回路123、
選択回路124、出力端子126からなつてお
り、適応フイルタ111、固定フイルタ112、
加算器101,102は第2図のADPCM復号回
路と同一のものである。また、線形−非線形
PCM変換回路120、非線形−線形PCM変換回
路121の詳細は1970年9月Bell System
Laboratories発行の“BSTJ”1555頁〜1588頁に
説明されているものが利用できる。逆適応量子化
器91は入力ADPCM符号nを入力されると、表
2に示されたnに対応する代表値、閾値及びn+
1の閾値の各々に量子化幅△jを乗じた値を出力
するもので、この様にすると代表値は両閾値で示
される区間を代表した形を取る。nが8の場合n
+1の閾値として充分大きな数値(例えば10000)
を仮想的に設けて利用する。 いま端子8にADPCM符号njが入力されたとす
ると、逆適応量子化回路91はADPCM符号nj
対応して表2に示された代表値と閾値に現在の量
子化幅△jを乗ぜられた値を出力する。この出力
信号は、符号器側の残差信号ejに対応する代表残
差信号e^jと、この代表残差信号e^jが代表している
信号値の区間の両極限を示す値となつており、大
きい方をTHU、小さい方をTHLとする。適応フ
イルタ111と固定フイルタ112では現時刻で
の予測値(総和をPjとする。)を出力中であるの
で、代表残差信号e^jに対して加算器101と10
2により適応フイルタ111と固定フイルタ11
2の出力予測値を各々加算する事により、代表復
号信号x^jを得る。従つて次式が成り立つ。 x^j=e^j+Pj (12) ここでも代表復号信号x^jは区間(TEL+Pj
THU+Pj)を代表する値となつている。 代表復号信号x^jは線形−非線形PCM変換器1
20により通常の8ビツトPCM符号Xに変換さ
れる。さらにXは再び非線形−線形PCM変換器
121によりPCM量子化信号x^R j変換された後、
減算器105と106により、適応フイルタ11
1と固定フイルタ112の現時刻の出力予測値を
各々減算する事により、代表復号残差信号eR jへ変
換され比較器123へ入力される。 従つて、代表復号残差信号eR jは次式で与えられ
る。 eR j=xR j−Pj (13) いま、eR jが区間〔THL、THU)内に存在する
時を考える。比較器123はこの状況で選択回路
124によりPCM符号Xを選択出力する。次段
でのADPCM符号回路の内部状態が現段の内部状
態と同一であるとすれば、次段のADPCM符号回
路ではxR jが線形入力として用いられ、かつ、eR j
区間〔THL、THU)内にある信号に対しては現
段と同じADPCM符号が割当てられる。このため
現段と次段のADPCM符号/復号回路の内部状態
は同一となる。 次に、eR jが区間〔THL、THU)になく、eR j
THUの場合を考える。現段ADPCM符号回路の
入力信号も非線形PCM信号であり、かつ、代表
復号信号x^jをPCM量子化した値がxR jであり、eR j
とxR jの関係は(13)式で示されるから区間
〔THL+Pj、THU+Pj)に少くとも1個PCMの
代表値が入つているはずである。(PCM代表値が
この区間になければ、この区間を生成した
ADPCM符号は選択されないはずである。) さらに区間〔THL+Pj、THU+Pj)内にある
代表値x^jをPCM量子化した値がxR jであるから
PCMの量子化閾値は〔THL+Pj、x^j〕に存在
し、xR j>THU+PjであるからPCMの量子化幅は
2(xR j−x^j)〜2(xR j−THL−Pj)となり、この
様な状況はPCMの量子化幅がADPCMの量子化
幅の1倍から高々2倍程度となつた時に発生する
事が理解されよう。この様な場合、xR jを発生した
非線形PCMコードXと、現段ADPCM符号回路
の入力非線形PCMコードとの差はx^jが〔THL+
Pj、THU+Pj)にあり、xR jはない事よりXの方
が1だけ高いPCMコードである事は明らかであ
る。 また、非線形PCM符号は特殊な極性振幅表現
であるため、比較回路123はこの状況で選択回
路124を働らかせ、xR jが正の時(xR jを発生した
非線形PCMコードXのMSB(ost
ignificant it)が1の時に相当)は、Xに加
算器103で+1(最小ステツプサイズ分)、負の
時(XのMSBが0の時に相当)は、Xに加算器
104で−1したものを出力として選択させるた
め、現段ADPCM符号回路の入力PCM信号と、
次段ADPCM符号回路の入力信号が完全に等しく
なり、内部状態の一致が維持される事が理解され
よう。 さらに、eR jが区間〔THL、THU)になく、す
なわちxR jが区間〔THL+Pj、THU+Pj)になく
eR j<THLの場合について考える。この場合も少
くとも1個のPCM代表値が区間〔THL+Pj
THU+Pj)に入つているかずである。また、こ
の区間内の代表値x^jをPCM量子化した値がxR j
あるから、PCMの量子化閾値は〔x^j、THU+
Pj)に存在する。このためPCMの量子化幅は2
(x^j−xR j)〜2(THU+Pj+xR j)となりこの場合
もPCMの量子化幅がADPCMの量子化幅の1倍
から高々程度となつた時に発生する事が理解され
よう。この様な場合、xR jを発生した非線形PCM
コードXと、現段ADPCM符号回路の入力非線形
PCMコードとの差はXの方が1だけ小さいPCM
コードとなつている事は明白であろう。このた
め、比較回路123はこの状況で選択回路124
を働らかせ、xR jが正の時(XのMSBが1の時に
相当)はXに加算器104で−1、負の時(Xの
MSBが0の時に相当)は加算器103で+1し
たものを出力として選択させるため、現段
ADPCM符号回路の入力PCM信号と次段
ADPCM符号回路の入力PCM信号が完全に等し
くなり内部状態の一致が維持される。 なお、第3図における適応フイルタ111及び
固定フイルタの動作は従来のADPCMの説明とし
て第2図を用いて説明した通りである。 以上の様に本発明に従えばADPCM符号/復号
回路をPCM符号/復号回路を介して多段に亘つ
て接続しても、ADPCM符号/復号回路の各内部
状態が一致すればADPCM符号/復号回路1段分
の特性劣化のみとなる性質を有するADPCM復号
回路が実現できる。 また、第4図は第2図のADPCM回路に対する
本発明の説明を行なつたが、第1図のADPCM回
路に対しても容易に応用可能である。さらに、第
2図のADPCM回路における予測フイルタ112
は固定フイルタであつたが、適応フイルタであつ
ても本発明の本質を変えるものでない。 さらに、容易に類推できる様に、逆適応量子化
回路91の出力をe^j、(THL−e^j)、(THU−e^j
の様に、代表値と、代表値から極限値までの長さ
となる様にし、eR jをxR jからx^jを減算して得る方法
も本発明に含まれる。
[Table] As is clear from Table 2, the inter-threshold interval and the representative value interval are not constant widths, unlike the linear quantization characteristics given by equations (1) and (3). For this reason, the conventional method of maintaining coincidence of internal states using constant threshold intervals and representative value intervals is no longer applicable, and ADPCM encoding/decoding circuits with such quantization circuits are converted to nonlinear PCM encoding. When connecting in cascade via , an accumulation of characteristic degradation occurred. The object of the present invention is to have nonlinear quantization characteristics.
An object of the present invention is to provide an ADPCM decoding circuit in which characteristic deterioration does not accumulate even if the ADPCM encoding/decoding circuit is subjected to nonlinear PCM encoding. Another object of the present invention is to provide a method that does not depend on the structure of the adaptive prediction circuit of the ADPCM code/decoder circuit or the quantization characteristics of the adaptive quantization circuit, and does not accumulate characteristic deterioration during cascade connection. The ADPCM decoding circuit according to the present invention is an ADPCM encoder that adaptively quantizes a residual signal, which is the difference between a signal obtained by linearizing an input nonlinearly encoded PCM signal and an adaptively predicted prediction signal, at each sample time. In the ADPCM decoding circuit that receives the output code signal and outputs the nonlinear PCM decoded signal,
From the quantization code signal from the ADPCM encoder, a representative residual signal, a low limit residual signal, and a high limit residual signal are generated corresponding to the residual signal on the encoder side, and the quantization code an inverse adaptive quantization circuit that determines the quantization characteristic at the next sampling time based on the signal; and the representative residual signal from the inverse adaptive quantization circuit;
an addition means that adds an adaptive prediction signal to be described later to generate a representative decoded signal; a nonlinear PCM conversion circuit that converts the representative decoded signal into a nonlinear encoded PCM; and a linear PCM conversion circuit that linearizes the output of the nonlinear PCM conversion circuit.
a PCM conversion circuit, a subtraction means for subtracting an adaptive prediction signal, which will be described later, from an output signal of the linear PCM conversion circuit to generate a representative decoded residual signal, the representative decoded residual signal, the low limit residual signal, and means for converting the output signal of the nonlinear PCM converter as it is or by adding +1 or -1 to a nonlinear PCM decoded signal by comparing the high limit residual signals; It is composed of at least an adaptive prediction circuit that inputs a representative residual signal, generates an adaptive prediction signal at the current time, and determines the prediction characteristics at the next sample time, and outputs a representative residual signal from the adaptive inverse quantization circuit. This ADPCM decoding circuit is characterized in that it outputs not only a residual signal but also high and low extreme residual signals, and uses these values to modify the nonlinear PCM code of a representative decoded signal to produce a nonlinear PCM decoded signal. The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 4 shows an embodiment of the ADPCM circuit shown in FIG. 2 of the present invention, including an input terminal 8, an inverse quantization circuit 91, adders 101 to 104, and a subtracter 105.
~106, adaptive filter 111, fixed filter 1
12, linear-nonlinear PCM conversion circuit 120, nonlinear-linear PCM conversion circuit 121, comparison circuit 123,
It consists of a selection circuit 124, an output terminal 126, an adaptive filter 111, a fixed filter 112,
Adders 101 and 102 are the same as the ADPCM decoding circuit shown in FIG. Also, linear-nonlinear
Details of the PCM conversion circuit 120 and nonlinear-linear PCM conversion circuit 121 were published in September 1970 by Bell System.
The one described in "BSTJ" published by Laboratories, pages 1555-1588 can be used. When the inverse adaptive quantizer 91 receives the input ADPCM code n, it calculates the representative value, threshold value, and n+ corresponding to n shown in Table 2.
A value obtained by multiplying each of the threshold values of 1 by the quantization width Δj is output, and in this way, the representative value takes a form that represents the interval indicated by both threshold values. If n is 8, then n
A sufficiently large number as a +1 threshold (e.g. 10000)
Establish and use it virtually. Assuming that an ADPCM code n j is now input to the terminal 8, the inverse adaptive quantization circuit 91 multiplies the representative value and threshold value shown in Table 2 corresponding to the ADPCM code n j by the current quantization width △ j . Output the value. This output signal includes a representative residual signal e^ j corresponding to the residual signal e j on the encoder side, and a value indicating both limits of the signal value interval represented by this representative residual signal e^ j . The larger one is THU and the smaller one is THL. Since the adaptive filter 111 and the fixed filter 112 are outputting the predicted value at the current time (the total sum is P j ) , the adders 101 and 10
2, the adaptive filter 111 and the fixed filter 11
By adding the two predicted output values, a representative decoded signal x^ j is obtained. Therefore, the following formula holds. x^ j = e^ j + P j (12) Here again, the representative decoded signal x^ j is the interval (TEL + P j ,
THU + P j ). Representative decoded signal x^ j is linear-nonlinear PCM converter 1
20, it is converted into a normal 8-bit PCM code X. Furthermore, after X is again converted into a PCM quantized signal x^ R j by the nonlinear-linear PCM converter 121,
The subtracters 105 and 106 allow the adaptive filter 11
1 and the predicted output value of the fixed filter 112 at the current time, it is converted into a representative decoded residual signal e R j and input to the comparator 123 . Therefore, the representative decoded residual signal e R j is given by the following equation. e R j =x R j −P j (13) Now, consider when e R j exists within the interval [THL, THU). In this situation, the comparator 123 selects and outputs the PCM code X by the selection circuit 124. Assuming that the internal state of the ADPCM code circuit at the next stage is the same as the internal state of the current stage, x R j is used as a linear input in the ADPCM code circuit at the next stage, and e R j is the interval [THL , THU) are assigned the same ADPCM code as the current stage. Therefore, the internal states of the ADPCM encoding/decoding circuits at the current stage and the next stage are the same. Next, e R j is not in the interval [THL, THU) and e R j >
Consider the case of THU. The input signal of the current stage ADPCM encoding circuit is also a nonlinear PCM signal, and the value obtained by PCM quantizing the representative decoded signal x^ j is x R j , and e R j
Since the relationship between and x R j is expressed by equation (13), there should be at least one representative value of PCM in the interval [THL+P j , THU+P j ). (If the PCM representative value is not in this interval, this interval is
ADPCM code should not be selected. ) Furthermore, since the value obtained by PCM quantizing the representative value x^ j in the interval [THL+P j , THU+P j ) is x R j
The quantization threshold of PCM exists at [THL + P j , x^ j ], and since x R j > THU + P j , the quantization width of PCM is between 2 (x R j −x^ j ) and 2 (x R j − It will be understood that such a situation occurs when the quantization width of PCM becomes from one to at most twice the quantization width of ADPCM. In such a case, the difference between the nonlinear PCM code X that generated x R j and the input nonlinear PCM code of the current ADPCM code circuit is
P j , THU + P j ), and it is clear that X is a higher PCM code by 1 than x R j is absent. In addition, since the nonlinear PCM code has a special polarity amplitude expression, the comparison circuit 123 activates the selection circuit 124 in this situation, and when x R j is positive (the MSB of the nonlinear PCM code X that generated x R j ( Most S
ignificant B it) is 1), the adder 103 adds +1 to X (minimum step size), and when it is negative (corresponds to when the MSB of X is 0), the adder 104 adds -1 to X. In order to select a signal as an output, the input PCM signal of the current stage ADPCM code circuit and
It will be understood that the input signals of the next-stage ADPCM code circuit become completely equal, and the coincidence of internal states is maintained. Furthermore, e R j is not in the interval [THL, THU), that is, x R j is not in the interval [THL+P j , THU+P j ).
Consider the case where e R j <THL. In this case as well, at least one PCM representative value is in the interval [THL+P j ,
THU + P j ). Also, since the value obtained by PCM quantizing the representative value x^ j in this interval is x R j , the PCM quantization threshold is [x^ j , THU +
P j ). Therefore, the quantization width of PCM is 2
(x^ j −x R j ) ~ 2 (THU + P j + x R j ), and it can be understood that this also occurs when the quantization width of PCM becomes from 1 times to at most the quantization width of ADPCM. . In such a case, the nonlinear PCM that generated x R j
Code X and the input nonlinearity of the current ADPCM code circuit
The difference from the PCM code is that X is smaller by 1 PCM
It is obvious that it is a code. Therefore, in this situation, the comparison circuit 123 selects the selection circuit 124.
When x R j is positive (corresponding to when the MSB of X is 1), adder 104 adds -1 to
(equivalent to when the MSB is 0) is selected as the output by +1 in the adder 103, so
Input PCM signal of ADPCM code circuit and next stage
The input PCM signals of the ADPCM code circuit become completely equal, and the internal states remain consistent. Note that the operations of the adaptive filter 111 and the fixed filter in FIG. 3 are as described using FIG. 2 as a description of the conventional ADPCM. As described above, according to the present invention, even if ADPCM encoding/decoding circuits are connected in multiple stages via PCM encoding/decoding circuits, if the internal states of the ADPCM encoding/decoding circuits match, the ADPCM encoding/decoding circuit It is possible to realize an ADPCM decoding circuit having a property that the characteristics deteriorate only by one stage. Further, although the present invention has been explained in FIG. 4 with respect to the ADPCM circuit of FIG. 2, it can be easily applied to the ADPCM circuit of FIG. 1 as well. Furthermore, the prediction filter 112 in the ADPCM circuit of FIG.
is a fixed filter, but even if it is an adaptive filter, it does not change the essence of the present invention. Furthermore, for easy analogy, the output of the inverse adaptive quantization circuit 91 is e^ j , (THL−e^ j ), (THU−e^ j )
The present invention also includes a method in which e R j is obtained by subtracting x^ j from x R j such that the length is the representative value and the length from the representative value to the limit value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のADPCM符号/復号回路を示す
ブロツク図、第2図は他の従来のADPCM符号/
復号回路を示すブロツク図、第3図はADPCM符
号/復号回路の縦続接続を示すブロツク図、第4
図は本発明のADPCM復号回路を示すブロツク図
である。 図において、91……逆適応量子化回路、11
1……適応フイルタ、112……固定フイルタ、
101〜104……加算器、105〜106……
減算器、120……線形−非線形PCM変換器、
121……非線形−線形PCM変換器、123…
…比較回路、124……選択回路である。
Figure 1 is a block diagram showing a conventional ADPCM encoding/decoding circuit, and Figure 2 is a block diagram showing a conventional ADPCM encoding/decoding circuit.
Figure 3 is a block diagram showing the decoding circuit. Figure 4 is a block diagram showing the cascade connection of ADPCM code/decoding circuits.
The figure is a block diagram showing an ADPCM decoding circuit according to the present invention. In the figure, 91...inverse adaptive quantization circuit, 11
1...Adaptive filter, 112...Fixed filter,
101-104... Adder, 105-106...
Subtractor, 120...Linear-nonlinear PCM converter,
121...Nonlinear-linear PCM converter, 123...
. . . comparison circuit, 124 . . . selection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 標本時刻毎に入力非線形符号化PCM信号を
線形化した信号と適応的に予測された予測信号と
の差である残差信号を適応的に量子化する
ADPCM符号器から出力される符号信号を受信
し、非線形PCM復号信号を出力するADPCM復
号回路において、前記ADPCM符号器からの量子
化符号信号より、符号器側での前記残差信号に対
応して、代表残差信号、低極限残差信号および高
極限残差信号を発生し、かつ、前記量子化符号信
号により次の標本時刻での量子化特性を決定する
逆適応量子化回路と、前記逆適応量子化回路から
の前記代表残差信号に、後述する適応予測信号を
加え、代表復号信号を発生する加算手段と、前記
代表復号信号を非線形符号化PCMに変換する非
線形PCM変換回路と、前記非線形PCM変換回路
の出力を線形化する線形PCM変換回路と、前記
線形PCM変換回路の出力信号から、後述する適
応予測信号を減じ、代表復号残差信号を発生する
減算手段と、前記代表復号残差信号と、前記低極
限残差信号および前記高極残差信号の比較によ
り、前記非線形PCM変換器出力信号を、そのま
まあるいは+1又は−1を加算して非線形PCM
復号信号とする手段と、前記代表復号信号、もし
くは、前記代表復号信号と前記代表残差信号を入
力し、現時刻での適応予測信号を発生し、かつ、
次の標本時刻での予測特性を決定する適応予測回
路とから少なくとも構成され、適応逆量子化回路
の出力に代表残差信号のみでなく高低両極限残差
信号をも出力させ、これ等の値により代表復号信
号の非線形PCM符号を修正して非線形PCM復号
信号とする事を特徴とするADPCM復号回路。
1. Adaptively quantize the residual signal, which is the difference between the linearized input nonlinear encoded PCM signal and the adaptively predicted prediction signal, at each sample time.
In an ADPCM decoding circuit that receives a code signal output from an ADPCM encoder and outputs a nonlinear PCM decoded signal, the quantization code signal from the ADPCM encoder corresponds to the residual signal on the encoder side. , an inverse adaptive quantization circuit that generates a representative residual signal, a low limit residual signal, and a high limit residual signal, and determines a quantization characteristic at the next sampling time based on the quantization code signal; an addition means that adds an adaptive prediction signal, which will be described later, to the representative residual signal from the adaptive quantization circuit to generate a representative decoded signal; a nonlinear PCM conversion circuit that converts the representative decoded signal into a nonlinear encoded PCM; a linear PCM conversion circuit that linearizes the output of the nonlinear PCM conversion circuit; a subtraction means that subtracts an adaptive prediction signal, which will be described later, from an output signal of the linear PCM conversion circuit to generate a representative decoded residual signal; By comparing the difference signal with the low limit residual signal and the high limit residual signal, the nonlinear PCM converter output signal is converted into a nonlinear PCM converter as it is or by adding +1 or -1.
a means for generating a decoded signal; and inputting the representative decoded signal or the representative decoded signal and the representative residual signal to generate an adaptive prediction signal at the current time, and
It is composed of at least an adaptive prediction circuit that determines the prediction characteristics at the next sample time, and outputs not only the representative residual signal but also the high and low extreme residual signals as the output of the adaptive inverse quantization circuit. An ADPCM decoding circuit characterized in that a nonlinear PCM code of a representative decoded signal is modified to produce a nonlinear PCM decoded signal.
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