JPH0574253B2 - - Google Patents
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- JPH0574253B2 JPH0574253B2 JP58097687A JP9768783A JPH0574253B2 JP H0574253 B2 JPH0574253 B2 JP H0574253B2 JP 58097687 A JP58097687 A JP 58097687A JP 9768783 A JP9768783 A JP 9768783A JP H0574253 B2 JPH0574253 B2 JP H0574253B2
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 23
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 11
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
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- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 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
- H04B14/046—Systems or methods for reducing noise or bandwidth
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
〔産業上の利用分野〕
本発明は、PCM信号等のデイジタル信号を伝
送するデイジタル信号伝送方法に関し、特に適応
型処理された差分あるいは和分PCM信号をビツ
ト効率良くエラー伝播現象を抑制した状態で伝送
し得るようなデイジタル信号伝送方法に関する。 〔背景技術とその問題点〕 近年において、デイジタル技術の進歩に伴な
い、オーデイオ信号やビデオ信号等のアナログ信
号をサンプリングして量子化及び符号化処理を行
ない、いわゆるPCM（パルスコードモジユレーシ
ヨン）信号として伝送（記録・再生も含む。）す
ることが多くなつている。 このように、アナログ信号をPCMデイジタル
信号に変換して伝送する際には、一般に、サンプ
リング周波数を高くするほど伝送可能なアナログ
信号の帯域が広くなり、量子化ビツト数を多くす
るほどダイナミツクレンジが広くなることが知ら
れている。従つて、元のアナログ信号を高忠実度
で、すなわち広帯域かつ大ダイナミツクレンジで
デイジタル伝送しようとすると、高いサンプリン
グ周波数及び多くの量子化ビツト数を要し、単位
時間当りに伝送するビツト数、いわゆるビツトレ
ートが高くなる。 しかしながら、伝送媒体（記録媒体も含む。）
の特性により上記ビツトレートは制限を受け、ま
た、送受信側（記録・再生側）でのデイジタル信
号処理速度等によつても上記ビツトレートの制限
が生じ、さらに現実問題として、PCM信号記録
再生装置等の製品を供給する場合の経済性、コス
トパフオーマンス等を考慮することにより、なる
べく低いビツトレートで高品質の信号伝送あるい
は記録再生を行なうことが重要となる。 ところで、比較的低いビツトレートで大きなダ
イナミツクレンジの信号を伝送するための技術と
して、差分PCM方式や適応型差分PCM方式等が
知られているが、これらの方式はエラー伝播現象
の悪影響を受け易く、またエラー訂正能力をある
程度確保しようとすると、冗長度が増大し、ビツ
トレート低減効果が有効に得られない。 〔発明の目的〕 本発明は上述の点に鑑み、エラー伝播現象を短
かい時間におさえ込むことができ、エラー伝播減
衰用の係数を大きくし、適応型（アダプテイブ）
処理を大きくすることにより、ダイナミツクレン
ジの拡大効果を大幅に改善でき、しかも簡易な符
号構造により冗長度を低くおさえたままで高い訂
正能力を得ることができるようなデイジタル信号
伝送方法の提供を目的とする。 〔発明の概要〕 すなわち、本発明に係るデイジタル信号伝送方
法の特徴は、通常のPCM信号のサンプリング値
を伝送する一般PCMモードと、時間軸上で隣り
合うサンプリング値の差分値をデイジタル化して
伝送する差分PCMモードとを選択可能とし、上
記モード選択された一般PCM信号のサンプリン
グ値又は上記差分値を適応量子化処理して得られ
るデイジタルデータの複数ワードを１ブロツクと
して伝送し、この伝送されたデイジタルデータを
受信し、デコードするデイジタル信号伝送方法に
おいて、この１ブロツク内に、少なくとも上記適
応量子化処理の量子化情報ワードと、上記サンプ
リング値を示すデイジタルデータのワードと、上
記一般PCMモード及び差分PCMモードにおける
ブロツク内のワードの最大絶対値を比較すること
により最も大きな圧縮が得られるモードを指定す
るモード選択情報ワードとを配して伝送し、これ
らの伝送された量子化情報ワードと、サンプリン
グ値データワードと、モード選択情報ワードとに
基づいてデコード処理を行うことである。 〔実施例〕 本発明の実施例の説明に先立ち、一般のPCM、
差分PCM、和分PCMの差違、及び適応型（アダ
プテイブ）処理について説明する。 先ず、一般PCMと差分PCMとについて説明す
ると、第１図に示すような入力信号をサンプリン
グした各サンプリング波高値ｈを量子化し符号化
したものが一般PCMデータであるのに対し、隣
接サンプリング値間の差分値ｄを量子化し符号化
したものが差分PCMデータである。そして、入
力波形が比較的ゆつくりと変化するとき、すなわ
ちサンプリング周波数に比べて入力信号周波数が
低い場合には、サンプリング波高値に比べて上記
差分値が小さく、同じ量子化ビツト数の条件で、
差分PCMの方が一般PCMよりも大きなダイナミ
ツクレンジを得ることができる。 ここで、一定周波数i（角周波数ωi＝2πi）の正
弦波入力信号を一定のサンプリング周波数sでサ
ンプリングし、隣接サンプリング値間の差分値を
とる場合について考察する。 先ず、入力信号としての時間ｔの関数（ｔ）
を、 （ｔ）＝sinωiｔ ……(1) とするとき、サンプリング周期Ts（＝１／s）の
ときの差分値ｄ（ｔ）は、 ｄ（ｔ）＝（ｔ）−（ｔ−Ts） ＝sinωiｔ−sinωi（ｔ−１／s）……(2) このｄ（ｔ）の最大値を求めるために、(2)式を
微分して、 d′（ｔ）＝ωi（１−cosωi／s）sinωiｔ ＋sinωi／scosωiｔ ……(3) この(3)式のd′（ｔ）＝０とおいて、 tanωiｔ＝１−cosωi／s／sinωi／s ……(4) この(4)式より、
送するデイジタル信号伝送方法に関し、特に適応
型処理された差分あるいは和分PCM信号をビツ
ト効率良くエラー伝播現象を抑制した状態で伝送
し得るようなデイジタル信号伝送方法に関する。 〔背景技術とその問題点〕 近年において、デイジタル技術の進歩に伴な
い、オーデイオ信号やビデオ信号等のアナログ信
号をサンプリングして量子化及び符号化処理を行
ない、いわゆるPCM（パルスコードモジユレーシ
ヨン）信号として伝送（記録・再生も含む。）す
ることが多くなつている。 このように、アナログ信号をPCMデイジタル
信号に変換して伝送する際には、一般に、サンプ
リング周波数を高くするほど伝送可能なアナログ
信号の帯域が広くなり、量子化ビツト数を多くす
るほどダイナミツクレンジが広くなることが知ら
れている。従つて、元のアナログ信号を高忠実度
で、すなわち広帯域かつ大ダイナミツクレンジで
デイジタル伝送しようとすると、高いサンプリン
グ周波数及び多くの量子化ビツト数を要し、単位
時間当りに伝送するビツト数、いわゆるビツトレ
ートが高くなる。 しかしながら、伝送媒体（記録媒体も含む。）
の特性により上記ビツトレートは制限を受け、ま
た、送受信側（記録・再生側）でのデイジタル信
号処理速度等によつても上記ビツトレートの制限
が生じ、さらに現実問題として、PCM信号記録
再生装置等の製品を供給する場合の経済性、コス
トパフオーマンス等を考慮することにより、なる
べく低いビツトレートで高品質の信号伝送あるい
は記録再生を行なうことが重要となる。 ところで、比較的低いビツトレートで大きなダ
イナミツクレンジの信号を伝送するための技術と
して、差分PCM方式や適応型差分PCM方式等が
知られているが、これらの方式はエラー伝播現象
の悪影響を受け易く、またエラー訂正能力をある
程度確保しようとすると、冗長度が増大し、ビツ
トレート低減効果が有効に得られない。 〔発明の目的〕 本発明は上述の点に鑑み、エラー伝播現象を短
かい時間におさえ込むことができ、エラー伝播減
衰用の係数を大きくし、適応型（アダプテイブ）
処理を大きくすることにより、ダイナミツクレン
ジの拡大効果を大幅に改善でき、しかも簡易な符
号構造により冗長度を低くおさえたままで高い訂
正能力を得ることができるようなデイジタル信号
伝送方法の提供を目的とする。 〔発明の概要〕 すなわち、本発明に係るデイジタル信号伝送方
法の特徴は、通常のPCM信号のサンプリング値
を伝送する一般PCMモードと、時間軸上で隣り
合うサンプリング値の差分値をデイジタル化して
伝送する差分PCMモードとを選択可能とし、上
記モード選択された一般PCM信号のサンプリン
グ値又は上記差分値を適応量子化処理して得られ
るデイジタルデータの複数ワードを１ブロツクと
して伝送し、この伝送されたデイジタルデータを
受信し、デコードするデイジタル信号伝送方法に
おいて、この１ブロツク内に、少なくとも上記適
応量子化処理の量子化情報ワードと、上記サンプ
リング値を示すデイジタルデータのワードと、上
記一般PCMモード及び差分PCMモードにおける
ブロツク内のワードの最大絶対値を比較すること
により最も大きな圧縮が得られるモードを指定す
るモード選択情報ワードとを配して伝送し、これ
らの伝送された量子化情報ワードと、サンプリン
グ値データワードと、モード選択情報ワードとに
基づいてデコード処理を行うことである。 〔実施例〕 本発明の実施例の説明に先立ち、一般のPCM、
差分PCM、和分PCMの差違、及び適応型（アダ
プテイブ）処理について説明する。 先ず、一般PCMと差分PCMとについて説明す
ると、第１図に示すような入力信号をサンプリン
グした各サンプリング波高値ｈを量子化し符号化
したものが一般PCMデータであるのに対し、隣
接サンプリング値間の差分値ｄを量子化し符号化
したものが差分PCMデータである。そして、入
力波形が比較的ゆつくりと変化するとき、すなわ
ちサンプリング周波数に比べて入力信号周波数が
低い場合には、サンプリング波高値に比べて上記
差分値が小さく、同じ量子化ビツト数の条件で、
差分PCMの方が一般PCMよりも大きなダイナミ
ツクレンジを得ることができる。 ここで、一定周波数i（角周波数ωi＝2πi）の正
弦波入力信号を一定のサンプリング周波数sでサ
ンプリングし、隣接サンプリング値間の差分値を
とる場合について考察する。 先ず、入力信号としての時間ｔの関数（ｔ）
を、 （ｔ）＝sinωiｔ ……(1) とするとき、サンプリング周期Ts（＝１／s）の
ときの差分値ｄ（ｔ）は、 ｄ（ｔ）＝（ｔ）−（ｔ−Ts） ＝sinωiｔ−sinωi（ｔ−１／s）……(2) このｄ（ｔ）の最大値を求めるために、(2)式を
微分して、 d′（ｔ）＝ωi（１−cosωi／s）sinωiｔ ＋sinωi／scosωiｔ ……(3) この(3)式のd′（ｔ）＝０とおいて、 tanωiｔ＝１−cosωi／s／sinωi／s ……(4) この(4)式より、
【化】
ただし
＝tan-1１−cosωi／s／sinωi／s
従つて、(5)式よりｄ（ｔ）の最大値dnaxは、
【化】
ここで、一般のPCMの場合のデータの最大値
は最大サンプリング値となる振幅値であり、(1)式
の振幅１であるから、差分PCMの最大値と一般
PCMの最大値が等しくなる入力周波数11は、上
記(6)式のdnax＝１として、
は最大サンプリング値となる振幅値であり、(1)式
の振幅１であるから、差分PCMの最大値と一般
PCMの最大値が等しくなる入力周波数11は、上
記(6)式のdnax＝１として、
【化】
2cosωi1／s＝１
ωi1 s＝cos-1１／２＝π／３
∴i1＝ωi1／2π＝１／2π・scos-1１／２
＝１／６s≒0.167 s ……(7)
すなわち、入力周波数iがサンプリング周波数
sの1/6となるとき、差分PCMデータの最大値と
が等しくなり、同じダイナミツクレンジとなる。 次に、上記サンプリング値の隣接するものの和
分値を量子化し符号化したものが和分PCMデー
タであり、上記正弦波の入力信号（ｔ）のとき
の和分値ａ（ｔ）は、 ａ（ｔ）＝（ｔ）＋（ｔ−Ts） ＝sinωiｔ＋sinωi（ｔ−１／s）……(8) となる。この和分値ａ（ｔ）の最大値anaxは、前
記差分値の場合と同様に計算でき、
sの1/6となるとき、差分PCMデータの最大値と
が等しくなり、同じダイナミツクレンジとなる。 次に、上記サンプリング値の隣接するものの和
分値を量子化し符号化したものが和分PCMデー
タであり、上記正弦波の入力信号（ｔ）のとき
の和分値ａ（ｔ）は、 ａ（ｔ）＝（ｔ）＋（ｔ−Ts） ＝sinωiｔ＋sinωi（ｔ−１／s）……(8) となる。この和分値ａ（ｔ）の最大値anaxは、前
記差分値の場合と同様に計算でき、
本発明に係るデイジタル信号伝送方法によれ
ば、アダプテイブ差分PCMデータ等の複数ワー
ドを１ブロツクとし、１ブロツク毎に瞬時波高値
データワード及びアダプテイブ情報ワードを入れ
ているため、エラー伝播をブロツク内で終息させ
ることができ、減衰係数を大きく（１に近く）し
てダイナミツクレンジ低減作用を抑止することが
できるのみならず、大きいアダプテイブ動作が行
なえるので、ダイナミツクレンジの広いアダプテ
イブ差分PCMモードのデイジタル信号伝送が行
なえる。さらに、１ブロツク（複数ワード）につ
きそれぞれ１ワードの瞬時波高値データワード及
びアダプテイブ情報ワードを有しているため、こ
れらのワードのデータに対してのみ訂正能力の高
い符号構造を持たせても全体のビツト数増加の割
合が低く、冗長度を低く抑えながらエラー訂正能
力を高めることが容易に実現できる。 また、一般PCMモードと差分PCMモードと
を、ブロツク内最大絶対値に基づいて、最も大き
な圧縮が得られるモードを選択し、このモード選
択情報ワードもブロツク内に含めて伝送している
ため、各モードの利点を活かして、符号化効率を
更に高めることができる。
ば、アダプテイブ差分PCMデータ等の複数ワー
ドを１ブロツクとし、１ブロツク毎に瞬時波高値
データワード及びアダプテイブ情報ワードを入れ
ているため、エラー伝播をブロツク内で終息させ
ることができ、減衰係数を大きく（１に近く）し
てダイナミツクレンジ低減作用を抑止することが
できるのみならず、大きいアダプテイブ動作が行
なえるので、ダイナミツクレンジの広いアダプテ
イブ差分PCMモードのデイジタル信号伝送が行
なえる。さらに、１ブロツク（複数ワード）につ
きそれぞれ１ワードの瞬時波高値データワード及
びアダプテイブ情報ワードを有しているため、こ
れらのワードのデータに対してのみ訂正能力の高
い符号構造を持たせても全体のビツト数増加の割
合が低く、冗長度を低く抑えながらエラー訂正能
力を高めることが容易に実現できる。 また、一般PCMモードと差分PCMモードと
を、ブロツク内最大絶対値に基づいて、最も大き
な圧縮が得られるモードを選択し、このモード選
択情報ワードもブロツク内に含めて伝送している
ため、各モードの利点を活かして、符号化効率を
更に高めることができる。
第１図はアナログ信号波形を順次サンプリング
するときの波高値と差分値を説明するための波形
図、第２図は一般PCMモード、差分PCMモード
及び和分PCMモードのダイナミツクレンジの周
波数特性を示すグラフ、第３図は適応型（アダプ
テイブ）差分PCMエンコーダの一例を示すブロ
ツク回路図、第４図は差分PCMエンコーダの基
本構成例を示すブロツク回路図、第５図は減衰係
数に応じた差分PCM伝達関数周波数特性を示す
グラフ、第６図は１ブロツク内のワードの構成例
を示す図、第７図は１ブロツク分のデータ伝送の
ための符号構成例を示す図、第８図及び第９図は
１ブロツク内のワード数による一般PCMデータ
最大値と差分PCMデータ最大値との大小関係を
説明するためのグラフ、第１０図は本発明の一実
施例に用いられるエンコーダの回路構成の一例を
示すブロツク回路図、第１１図は最大絶対値のワ
ードの一例を示す図、第１２図Ａ，Ｂはアダプテ
イブ処理の動作を説明するための図、第１３図は
１ブロツク内のワード構成例を示す図、第１４図
は第１０図のエンコーダと対称的な動作を行なう
デコーダの回路構成の一例を示すブロツク回路
図、第１５図はアダプテイブ差分PCMモードに
おける低域周波数信号入力時の周波数特性を示す
グラフである。 ３１……入力端子、３３，５２，５５……マル
チプレクサ、３４……ブロツク内最大値検出比較
回路、３５……差分処理回路、３６……和分処理
回路、３７……ブロツクメモリ、４１……モード
選択・アダプテイブ情報算出回路、４２，５４…
…モード切換処理回路、４３……アダプテイブ処
理回路、５３……アダプテイブ（復元）処理回
路。
するときの波高値と差分値を説明するための波形
図、第２図は一般PCMモード、差分PCMモード
及び和分PCMモードのダイナミツクレンジの周
波数特性を示すグラフ、第３図は適応型（アダプ
テイブ）差分PCMエンコーダの一例を示すブロ
ツク回路図、第４図は差分PCMエンコーダの基
本構成例を示すブロツク回路図、第５図は減衰係
数に応じた差分PCM伝達関数周波数特性を示す
グラフ、第６図は１ブロツク内のワードの構成例
を示す図、第７図は１ブロツク分のデータ伝送の
ための符号構成例を示す図、第８図及び第９図は
１ブロツク内のワード数による一般PCMデータ
最大値と差分PCMデータ最大値との大小関係を
説明するためのグラフ、第１０図は本発明の一実
施例に用いられるエンコーダの回路構成の一例を
示すブロツク回路図、第１１図は最大絶対値のワ
ードの一例を示す図、第１２図Ａ，Ｂはアダプテ
イブ処理の動作を説明するための図、第１３図は
１ブロツク内のワード構成例を示す図、第１４図
は第１０図のエンコーダと対称的な動作を行なう
デコーダの回路構成の一例を示すブロツク回路
図、第１５図はアダプテイブ差分PCMモードに
おける低域周波数信号入力時の周波数特性を示す
グラフである。 ３１……入力端子、３３，５２，５５……マル
チプレクサ、３４……ブロツク内最大値検出比較
回路、３５……差分処理回路、３６……和分処理
回路、３７……ブロツクメモリ、４１……モード
選択・アダプテイブ情報算出回路、４２，５４…
…モード切換処理回路、４３……アダプテイブ処
理回路、５３……アダプテイブ（復元）処理回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通常のPCM信号のサンプリング値を伝送す
る一般PCMモードと、時間軸上で隣り合うサン
プリング値の差分値をデイジタル化して伝送する
差分PCMモードとを選択可能とし、上記モード
選択された一般PCM信号のサンプリング値又は
上記差分値を適応量子化処理して得られるデイジ
タルデータの複数ワードを１ブロツクとして伝送
し、この伝送されたデイジタルデータを受信し、
デコードするデイジタル信号伝送方法において、 この１ブロツク内に、少なくとも上記適応量子
化処理の量子化情報ワードと、上記サンプリング
値を示すデイジタルデータのワードと、上記一般
PCMモード及び差分PCMモードにおけるブロツ
ク内のワードの最大絶対値を比較することにより
最も大きな圧縮が得られるモードを指定するモー
ド選択情報ワードとを配して伝送し、これらの伝
送された量子化情報ワードと、サンプリング値デ
ータワードと、モード選択情報ワードとに基づい
てデコード処理を行うことを特徴とするデイジタ
ル信号伝送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9768783A JPS59223033A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | デイジタル信号伝送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9768783A JPS59223033A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | デイジタル信号伝送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59223033A JPS59223033A (ja) | 1984-12-14 |
| JPH0574253B2 true JPH0574253B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=14198872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9768783A Granted JPS59223033A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | デイジタル信号伝送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59223033A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60237738A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-26 | Sony Corp | デイジタル信号伝送装置 |
| JPH0793584B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1995-10-09 | 株式会社日立製作所 | 符号化装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56149844A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-19 | Nippon Television Kogyo Kk | Signal encoding transmission equipment |
| JPS5792985A (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-09 | Nec Corp | High-efficiency forecast encoding device |
| JPS5897688A (ja) * | 1981-12-07 | 1983-06-10 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 温度計付時計 |
-
1983
- 1983-06-01 JP JP9768783A patent/JPS59223033A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56149844A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-19 | Nippon Television Kogyo Kk | Signal encoding transmission equipment |
| JPS5792985A (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-09 | Nec Corp | High-efficiency forecast encoding device |
| JPS5897688A (ja) * | 1981-12-07 | 1983-06-10 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 温度計付時計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59223033A (ja) | 1984-12-14 |
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