JPH1020893A - 符号器及び復号器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナログ信号のディジタル伝送を可能にする
従来の符号器では，装置が複雑になり，実用化の点で問
題があった。 【解決手段】 入力信号を一定の時間間隔で区切り，そ
れぞれのブロックを…，Ａ_i-1，Ａ_i，Ａ_i+1，…とする
とき，各ブロック毎に予測係数を決める予測係数決定手
段と，該予測係数によって定まる予測器の出力と実際の
信号との予測誤差を算出する予測誤差算出手段と，該予
測誤差信号から量子化ステップ幅を前記各ブロック毎に
決定する量子化ステップ幅決定手段とからなるブロック
パラメータ決定手段と，前記ブロックの時間間隔に等し
い遅延時間を有し，前記入力信号を遅延する遅延手段
と，前記遅延される前のブロックＡ_iについて前記ブロ
ックパラメータ決定手段で算出された予測係数と量子化
ステップ幅を用いて前記遅延手段で遅延されたブロック
Ａ_iの信号を予測符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，音声等のアナログ
信号を少ないビット数で忠実に符号化する符号器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】音声信号等のアナログ信号をディジタル
化して伝送する場合，伝送効率を上げるためにできるだ
け少ないビット数で伝送する方法が種々考案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来技術では、ある程度の効果が得られるものの，
多くの場合，装置が複雑になり，実用化の点で問題があ
った。

【０００４】そこで、本発明は、このような課題を考慮
して、処理量の少ない方法で，ビット圧縮率が高く，高
品質なアナログ信号のディジタル伝送を可能にする符号
器及び復号器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の請求項１の本発明は，入力信号を一定の時間間隔で区
切って得られた複数のブロックについて，その各ブロッ
ク毎に予測係数を決める予測係数決定手段と，該予測係
数によって定まる予測器の出力と前記ブロックに含まれ
る信号との間の予測誤差を算出する予測誤差算出手段
と，該予測誤差信号から量子化ステップ幅を前記各ブロ
ック毎に決定する量子化ステップ幅決定手段とを有する
ブロックパラメータ決定手段と，前記ブロックの時間間
隔に等しい遅延時間を有し，前記入力信号を遅延する遅
延手段と，前記遅延される前のブロックについて前記ブ
ロックパラメータ決定手段で算出された予測係数と量子
化ステップ幅を用いて，前記遅延手段で遅延されたブロ
ックの信号を予測符号化する予測符号化手段とを備えた
ことを特徴とする符号器である。

【０００６】また、請求項２に記載の本発明は、入力信
号を一定の時間間隔で区切って得られた複数のブロック
について，その各ブロック毎に予測係数を決める予測係
数決定手段と，該予測係数によって定まる予測器の出力
と前記ブロックに含まれる信号との間の予測誤差を算出
する予測誤差算出手段と，該予測誤差信号から量子化ス
テップ幅を前記各ブロック毎に決定する量子化ステップ
幅決定手段とを有するブロックパラメータ決定手段と，
前記ブロックの時間間隔に等しい遅延時間を有し，前記
入力信号を遅延する遅延手段と，前記遅延される前のブ
ロックについて前記ブロックパラメータ決定手段で算出
された予測係数と量子化ステップ幅を用いて，前記遅延
手段で遅延されたブロックの信号を予測符号化する予測
符号化手段と，アナログ信号をｎビット／標本のディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え，該予測符号
化手段は，前記ブロックパラメータ決定手段において決
定された予測係数を持つ予測器と，該予測器の出力たる
予測値と，前記Ａ／Ｄ変換器の出力との差をとる減算器
と，前記ブロックパラメータ決定手段において決定され
た量子化ステップ情報に従って，該減算器の出力をｍビ
ット／標本（ｍ≦ｎ）にビット圧縮する圧縮器と，該圧
縮器の出力をｎビット／標本の信号に復元する伸張器
と，該伸張器の出力と前記予測器の出力との和を算出
し，その出力を前記予測器に入力する加算器とを有し，
前記圧縮器の出力符号を符号器の出力とすることを特徴
とする符号器である。

【０００７】なお、前記ブロックパラメータ決定手段に
おける予測係数決定手段は，複数の予測器と，それぞれ
の予測器に対応する予測誤差を算出する予測誤差算出手
段と，前記各ブロック内における前記それぞれの予測器
に対応する各予測誤差の電力に関連した量を算出する電
力値算出手段と，該電力値算出手段の出力が最小の予測
器を選択する最適予測器選択手段とを有し，予測係数決
定手段は，該最適の予測器の予測係数を以て該ブロック
において決定された予測係数となし，量子化ステップ幅
決定手段は，該選択された予測器による予測誤差から該
ブロックの入力信号に対する量子化ステップ幅を決定す
るとしてもよい。

【０００８】また、前記量子化ステップ幅決定手段は，
ｍビット／標本で符号化するとするとき，各ブロック内
における予測誤差のピーク値がｍビット／標本で符号化
できる最小の量子化ステップ幅とするとしてもよい。

【０００９】また、この最小の量子化ステップ幅の近似
的な値として、ｎビットで符号化するときの量子化ステ
ップ幅を△，２⁰を１ビット目として，各ブロック内に
おける予測誤差のピーク値の１の立つ最高位のビット位
置をｉとするとき，ｍ−１≧ｉのときはそのブロック内
の予測誤差を符号化する量子化ステップ幅を△，ｍ−１
＜ｉのときはそのブロック内の予測誤差を符号化する量
子化ステップ幅を２^{i- m}△とするとしてもよい。

【００１０】また、前記電力値算出手段は，ブロック内
の予測誤差の各標本値の２乗和とするとしてもよい。

【００１１】また、前記電力値算出手段は，ブロック内
の予測誤差の各標本値の絶対値の和とするとしてもよ
い。

【００１２】請求項８に記載の本発明は、請求項１記載
の符号器で符号化された予測誤差信号と，予測器に関す
る情報と，量子化ステップ幅に関する情報とを受け取
り，該受信信号を符号化する前の信号に復元する復号器
であって，受信された予測誤差信号を，前記量子化ステ
ップ情報を用いて，該量子化ステップで符号化される前
の予測誤差信号に復元する伸張器と，前記予測器に関す
る情報を用いて得られる前記符号化で用いられた予測器
と同様の予測器と，前記伸張された予測誤差信号と前記
予測器の出力とを加算する加算器とを備え，該加算器の
出力を以て復号信号となすことを特徴とする復号器であ
る。

【００１３】請求項９に記載の本発明は、請求項２記載
の符号器で符号化された予測誤差信号と，予測器に関す
る情報と，量子化ステップ幅に関する情報とを受け取
り，該受信信号を符号化する前の信号に復元する復号器
であって，受信された予測誤差信号を，前記量子化ステ
ップ情報を用いて，該量子化ステップで符号化される前
の予測誤差信号に復元する伸張器と，前記予測器に関す
る情報を用いて得られる前記符号化で用いられた予測器
と同様の予測器と，前記伸張された予測誤差信号と前記
予測器の出力とを加算する加算器とを備え，該加算器の
出力または前記予測器の出力を以て復号信号となすもの
であって，復号器における予測器は，前記符号器の備え
る予測器と同様な複数の予測器からなり，前記予測器に
関する情報は，前記符号器で何れの予測器が選ばれたか
という情報であるとし，該情報を用いて，復号器におけ
る予測器としてそれと同じ予測器が選択されるようにな
したことを特徴とする復号器である。

【００１４】なお、請求項１記載の符号器では、前記ブ
ロックパラメータ決定手段は，複数の予測器と，それぞ
れの予測器に対応する予測誤差を算出する予測誤差算出
手段と，該各予測誤差算出手段の出力の，前記各ブロッ
ク内における前記各予測器に対応する予測誤差のピーク
値を検出するピーク値算出手段と，該ピーク値算出手段
の出力が最小の予測器を選択する最適予測器選択手段
と，該最適の予測器の予測係数を以て該ブロックにおい
て決定された予測係数となす予測係数決定手段と，ｍビ
ット／標本で符号化するとするとき，該ブロック内にお
ける該選択された予測器の予測誤差のピーク値がｍビッ
ト／標本で符号化できる最小の量子化ステップ幅とする
量子化ステップ幅決定手段とを備えたとしてもよい。

【００１５】また、請求項１記載の符号器では、前記ブ
ロックパラメータ決定手段は，複数の予測器と，それぞ
れの予測器に対応する予測誤差を算出する予測誤差算出
手段と，該各予測誤差算出手段の出力の，前記各ブロッ
ク内における前記各予測器に対応する予測誤差のピーク
値を検出するピーク値算出手段と，該ピーク値算出手段
の出力が最小の予測器を選択する最適予測器選択手段
と，該最適の予測器の予測係数を以て該ブロックにおい
て決定された予測係数となす予測係数決定手段と，ｍビ
ット／標本で符号化するとするとき，ｎビットで符号化
するときの量子化ステップ幅を△，２⁰を１ビット目と
して，各ブロック内における予測誤差のピーク値の１の
立つ最高位のビット位置をｉとするとき，ｍ−１≧ｉの
ときはそのブロック内の予測誤差を符号化する量子化ス
テップ幅を△，ｍ−１＜ｉのときはそのブロック内の予
測誤差を符号化する量子化ステップ幅を２^i-m△とする
量子化ステップ幅決定手段とを備えたとしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て，図面を参照しながら説明する。

【００１７】本発明の符号器に係る一実施の形態につい
て，その構成図である図１を参照しながら説明する。本
実施の形態の符号器については，最適予測器の選定及び
量子化ステップの決定と，最適圧縮符号化に大別して説
明する。 （１）最適予測器の選定及び量子化ステップの決定 図１において，１００はアナログ信号の入力端子，１０
１は複数の予測器からなる予測器群，１０２〜１０４は
減算器，１０５〜１０７はピーク値検出部，１０８〜１
１０は電力値計算部，１１１は最適予測器決定部，１１
２はピーク値選択部，１１３は量子化ステップ情報発生
部である。

【００１８】次に，各部の動作について説明する。

【００１９】１０１〜１１３において，音声入力信号は
一定の長さの時間間隔（ブロック）に区切られ，そのブ
ロックを最適に符号化すべきパラメータがそのブロック
毎に計算される。いま，第ｉ番のブロック（ブロック
ｉ）が符号化されるものとして説明する。入力端子１０
０に入ってくる音声入力信号は，Ａ／Ｄ変換器でｎビッ
ト／標本のディジタル信号に変換されているものとし，
ｍビット／標本に圧縮されるものとする。但し，ｍ＜ｎ
とする。

【００２０】１．予測誤差の計算 第ｉ番のブロックのｎビット／標本の信号は，予測器群
１０１の各予則器と，それぞれに連なるＮ個の減算器
（１０２，１０３，…，１０４）に供給され，予測誤差
が計算される。例えば，予測器２とそれに連なる減算器
１０３では，予測器２で予測された予測値と第ｉ番のブ
ロックの信号との間の差分が予測誤差として計算され
る。

【００２１】ここで，予測器ｋ（１≦ｋ≦Ｎ，ｋは整
数）で予測されるべきサンプルｓ_tの予測値ｓ_kt ^*は，そ
のサンプルｓ_tの時間的前の数サンプルｓ_t-c(1), ｓ
_t-c(2),…, ｓ_t-c(R)に基づいて計算され，その予測に
は線形予測が用いられ得る。ここに，ｓ_tは時点ｔにお
けるサンプル値を意味し，ｃ(ｒ)は予め定められた定数
である。通常は，ｃ(ｒ)＝ｒとする場合が多い。

【００２２】この場合，線形予測は具体的には次のよう
にして行われる。即ち，予測値ｓ_kt ^*は，次の（数１）
で与えられる。

【００２３】

【数１】ｓ_kt ^*＝ａ_k1ｓ_t-c(1)＋ａ_k2ｓ_t-c(2)＋…＋ａ
_kRｓ_t-c(R) 但し，ａ_k1, ａ_k2, …, ａ_kRは予測器ｋの予測係数と
し，本実施の形態では，ａ_k1, ａ_k2, …, ａ_kRは予測器
ｋ毎に予め設定されているものとする。

【００２４】従って，ｅ_kt＝ｓ_t−ｓ_kt ^*により算出され
るｅ_ktが，予測器ｋとそれに連なる減算器を用いて算出
される予測誤差となる。

【００２５】２．各予測誤差のピーク値の求め方 Ｎ個のピーク値検出部１０５〜１０７は，Ｎ個の予測器
とその各々に連なる減算器で求められたＮ個の予測誤差
信号の各々に対する絶対値のピーク値をそのブロック
（ブロックｉ）に対する処理が終了するまでホールドす
る。

【００２６】ピーク値選択部１１２は，Ｎ個のピーク値
検出部１０５〜１０７でホールドされているピーク値の
中から最大のピーク値Ｐ_iを検出する。

【００２７】３．各予測誤差の平均電力の求め方 Ｎ個の電力値計算部１０８〜１１０は，ブロックｉに対
して，Ｎ個の予測誤差信号の平均電力を計算する。即
ち，ブロックｉ内の最初のサンプル時刻をｔ_i1，最終の
サンプル時刻をｔ_i2とすれば，予測器ｋによる予測誤差
の平均電力は，次の（数２）又は（数３）とすることが
できる。

【００２８】

【数２】

【００２９】

【数３】

【００３０】但し，ブロックサイズはｉに関わらず一定
であるから，実際にはｔ_i2−ｔ_i1で割る必要はない。

【００３１】４．最適予測器の選定 最適予測器決定部１１１は，次の（数４）によりｋ_iを
算出するものである。

【００３２】

【数４】

【００３３】即ち，最適予測器決定部１１１は，各ブロ
ックに対して予測誤差の平均電力が最小になる予測器を
判別する。ブロック内の予測誤差の平均電力が最小にな
る予測器がそのブロックに対する最適な予測器となる。

【００３４】５．量子化ステップの決定 量子化ステップ情報発生部１１３は，ピーク値選択部１
１２により検出されたピーク値Ｐ_iをｍビット（ｍ＜
ｎ）で符号化できるように量子化ステップ幅Δ_iを決定
するものである。ブロックｉ内のサンプルは，この量子
化ステップΔ_iによって符号化される。

【００３５】以上のようにして，１０１〜１１３によっ
てブロックｉの信号を符号化するための予測器の選択
と，量子化ステップの決定が行われる。 （２）最適圧縮符号化 図１において，１１４は１ブロック遅延部であって，第
ｉ番のブロックがこの出力に出現するときには，上記の
ようにして，同ブロックｉ内の信号に対する量子化ステ
ップ幅Δ_iの決定と最適予測器ｋ_iの選定が終わっている
ことになる。

【００３６】従って，最適予測器（予測器ｋ_iとす
る。）と量子化ステップ幅Δ_iを用いて，この遅延され
た信号を符号化すれば、最適な符号化が可能となる。

【００３７】１．最適圧縮 減算器１１５は，遅延部１１４の出力信号から最適予測
器により出力された予測信号を差し引いて，それにより
得られた予測誤差を圧縮器１１６に出力する。

【００３８】圧縮器１１６は，前記量子化ステップΔ_i
を用いて，ｎビット／標本の信号をｍビット／標本の信
号に変換する（圧縮する）。但し，ｍ＜ｎとする。

【００３９】２．最適符号化 伸張器１１７は，圧縮器１１６と逆の作用を前記ビット
低減された信号に及ぼし，ｎビット／標本の信号を復元
する。前記圧縮伸張操作を受けた結果，伸張器１１７の
出力信号は，量子化誤差を含んでいる。この復元された
信号は加算器１１８に入力される。

【００４０】１１９は前記予測器群１０１と全く同様な
予測器からなり，加算器１１８の出力はそれらＮ個の予
測器に入力される。

【００４１】スイッチ１２０は，ブロックｉの信号に対
して，前記最適予測器決定部１１１で選ばれた予測器ｋ
_iの出力を選択し，その出力を前記減算器１１５と前記
加算器１１８に供給する。

【００４２】即ち，スイッチ１２０の出力は，１ブロッ
ク遅延部１１４の出力の予測値である。減算器１１５で
は予測誤差が計算される。加算器１１８では，伸張器１
１７の出力として得られる予測誤差にスイッチ１２０の
出力が加算され，予測誤差のない信号（勿論，量子化誤
差は含む）が得られることになる。

【００４３】一方，圧縮器１１６から出力されたビット
低減された信号と，前記量子化ステップ情報と，最適予
測器情報とが多重部１２１で多重されて，符号化出力と
して送出される。

【００４４】図３は，本実施の形態の符号器から伝送さ
れる符号化出力の一例を示す図である。（ａ）はＡ／Ｄ
変換器の出力（本符号器への入力），（ｂ）は遅延回路
１１４の出力，（ｃ）は圧縮器１１６の出力，（ｄ）は
多重部１２１の出力である。音声入力信号は，Ｔ秒間隔
のＮ個のブロックに区切られており，その各ブロックは
Ａ_iで表される。但し，ｉは１≦ｉ≦Ｎであり，整数で
あるとする。

【００４５】量子化ステップ情報発生部１１３は，
（ａ）における各ブロックＡ_iについて最適量子化ステ
ップを決定する。圧縮器１１６は，その最適量子化ステ
ップを，その決定に必要なＴ秒間遅延された図３（ｂ）
におけるＡ_iに適用し，その結果を（ｃ）におけるＡ_i'
として出力する。しかる後，多重部１２１は，（ｃ）で
示される各ブロックＡ_i'の前に，そのブロックＡ_i'に適
用された量子化ステップ情報Ｒ_iを多重化して，（ｄ）
に示されるような多重化された信号を出力する。

【００４６】本発明の復号器に係る一実施の形態につい
て，その構成図である図２を参照しながら説明する。図
２の復号器は，図１の符号器に対応する。端子２００は
受信データの入力端子である。入力されたデータは，受
信データ分離部２０１で，予測器選択情報，量子化ステ
ップ制御情報，音声情報に分けられる。分けられた音声
情報は伸張器２０２に入力される。伸張器２０２は前記
伸張器１１７と全く同様の動作を行うものであり，ビッ
ト低減された標本値を，量子化ステップ情報に基づいて
元のビット数に戻すものである。加算器２０３，予測器
群２０４，スイッチ２０５は前記符号器における加算器
１１８，予測器群１１９，スイッチ１２０と全く同様な
動作を行うものであって，スイッチ２０５が予測器群２
０４における何れの予測器の出力を選ぶかは，データ分
離部２０１で分離された予測器選択情報に基づいて行わ
れる。結局，加算器２０３の出力には，符号器における
加算器１１８の出力と全く同じ信号が得られる。この信
号が複合音声信号として端子２０６に得られることにな
る。

【００４７】次に，図１の符号器における量子化ステッ
プの制御の一実施の形態について説明する。Ａ／Ｄ変換
器（図示せず）は１２ビット／標本のＡ／Ｄ変換器と
し，これを８ビットに変換するものとする。１２ビット
の符号の各ビットをＭＳＢからｂ₁₁, ｂ₁₀, …, ｂ₁,
ｂ₀とし，本符号は折り返し２進符号とする。即ち，ｂ
₁₁は正負の区別を表す符号であり，ｂ₁₀, …, ｂ₁, ｂ₀
は絶対値を自然２進で表したものとする。

【００４８】量子化ステップを決定する方法としては，
量子化誤差電力が最小になるようにするのが最も良い
が，ここでは，ブロックｉ内の最大値を符号化し得るほ
ぼ最小に近い量子化ステップでそのブロック内の信号を
量子化する方法を採用する。即ち，ピーク値選択部１１
２は，ブロックＡ_iにおける各標本値を監視し，その絶
対値の最大のものを抽出する。

【００４９】そのとき，その標本値が符号ビット（ＭＳ
Ｂ）を除いて，１の立つ最大ビットがｂ_j（１０≧ｊ≧
７）であって，Ａ_i内の標本値に対して，ｂ_j-1, …, ｂ
_j-6のすべてが１のとき，ｂ₁₁, ｂ_j, ｂ_j-1, …, ｂ_j-6
をそのまま伝送し，またＡ_i内の標本値に対して，
ｂ_j-1, …, ｂ_j-6 の何れかが０の時，２^jｂ_j＋２^j-1ｂ
_j-1＋…＋２^j-6ｂ_j-6＋２^j-6ｂ_j-7を計算し，その結
果，２^jｃ_j＋２^j-1ｃ_j-1＋２^{j- 2}ｃ_j-2＋…＋２^j-6ｃ_j-6
が得られたとすれば，ｃ₁₁, ｃ_j, …, ｃ_j-6の８ビット
を伝送する。

【００５０】また，その標本値が符号ビットを除いて，
１の立つ最大ビットがｂ_j（６≧ｊ）の時，ｂ₁₁, ｂ_j,
…, ｂ₀, ０, …, ０又はｂ₁₁, ０, …, ０, ｂ_j, …,
ｂ₀を伝送する。ここに，挿入される０の数は，６−ｊ
であって，伝送ビット数が８になるように挿入される。

【００５１】量子化ステップ情報Ｒ_iは，前記伝送され
てきた８ビットの信号を元の１２ビット／標本の符号に
戻す際，前記ｂ_j，ｃ_jが第何ビット目に相当するかと言
う情報である。

【００５２】以上のことを図４を用いて具体的に説明す
る。図４（ａ）の符号は，図１の圧縮器１１６において
帯域圧縮する前の１２ビット／標本の符号の一例であっ
て，ブロックＡ_iに属し，ブロックＡ_iにおいてはｂ₁₀ｂ
₉に１は現れなかったが，ｂ₈に１が現れたとする。この
ときブロックＡ_i内の符号は一般に（ａ）のように表せ
る。この場合は１１＞ｊ≧７であって，（ｂ）は（ａ）
に対して８ビットの信号を得るためにｂ₁を四捨五入
（２進符号であるから実際は０捨１入）して得られる符
号，（ｃ）は実際に伝送される符号である。

【００５３】従って，復号器では符号（ｃ）から（ｂ）
が得られる。（ｄ）はＡ_i内の符号でｂ₈＝ｂ₇＝…＝ｂ₂
＝１となる場合であって，ｂ₁，ｂ₀は切り捨てられ，
（ｅ）が伝送される符号となり，復号器では（ｆ）が得
られることになる。

【００５４】以上のビット圧縮の方法を一般に述べれ
ば，「ｎビットで符号化するときの量子化ステップ幅を
△，２⁰を１ビット目として，各ブロック内における予
測誤差のピーク値の１の立つ最高位のビット位置をｉと
するとき，ｍ−１≧ｉのときはそのブロック内の予測誤
差を符号化する量子化ステップ幅を△，ｍ−１＜ｉのと
きはそのブロック内の予測誤差を符号化する量子化ステ
ップ幅を２^i-m△とする」ということになる。

【００５５】本実施の形態においては，信号レベルが小
さく，ｂ₇以上に１が生じないときは，量子化ステップ
は１２ビット直線量子化の場合と同じで，信号電力Ｓ対
量子化誤差電力Ｎ_Q，即ち，Ｓ／Ｎ_Qも１２ビット直線量
子化の場合と同じになり，信号電力が増加し過負荷を生
ずる直前においては量子化ステップは１２ビット直線量
子化の場合に比べて２⁴倍の粗さとなる故Ｓ／Ｎ_Qは，１
２ビット直線量子化の場合の最大値より２０log２⁴＝２
４dＢ低い値をとることになる。これは，通常用いられ
ている１３セグメントＡ特性の瞬時圧伸方式では，Ｓ／
Ｎ_Qが，同様の入力信号電力において量子化ステップが
１２ビット直線量子化の場合に比べて，２⁶倍の粗さと
なり，従って２０log２⁶＝３６dＢの低下を来すのに比
べ，本実施の形態では約１０dＢの改善となる。

【００５６】なお，本実施の形態では，符号化の際の予
測器選択の基準として，予測誤差の電力値を用いた例を
示したが，もっと簡単には，予測誤差の絶対値のピーク
値を用いることもできる。即ち，それぞれの予測器に対
し予測誤差が最も少ない予測器を選択するものである。
この場合は，図１における電力値計算部１０８〜１１０
は不要であって，ピーク値検出部１０５〜１０７をその
代わりに用いることができる。図５はその場合の符号器
の構成を示すブロック図である。

【００５７】また，本実施の形態では，簡単のために，
予測器や減算器等は複数備えていると説明したが，予測
や減算に関係する演算は時分割的に行い，その結果を記
憶するバッファメモリを複数備える構成とすることは容
易に相当するところである。更に，ソフトウエア的に実
現できることも勿論である。本願発明は，この何れの形
態をも包含するものである。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば，振幅の圧
縮伸張は単にシフトだけで済み，予測器は切り替えるだ
けで済むので，広いダイナミックレンジを有する符号器
を少ない計算量で実現できるという顕著な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による符号器を示すブロ
ック図

【図２】本発明の一実施の形態による複号器を示すブロ
ック図

【図３】本発明の原理を説明する第一の原理図

【図４】本発明の原理の具体例を示す第二の原理図

【図５】本発明の図１に示す符号器を簡略化した他の実
施の形態による符号器を示すブロック図

【符号の説明】

１００ アナログ信号の入力端子， １０１ 複数の予測器からなる予測器群， １０２〜１０４ 減算器， １０５〜１０７ ピーク値検出部， １０８〜１１０ 電力値計算部， １１１ 最適予測器決定部， １１２ ピーク値選択部， １１３ 量子化ステップ情報発生部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を一定の時間間隔で区切って得
   られた複数のブロックについて，その各ブロック毎に予
   測係数を決める予測係数決定手段と，該予測係数によっ
   て定まる予測器の出力と前記ブロックに含まれる信号と
   の間の予測誤差を算出する予測誤差算出手段と，該予測
   誤差信号から量子化ステップ幅を前記各ブロック毎に決
   定する量子化ステップ幅決定手段とを有するブロックパ
   ラメータ決定手段と，前記ブロックの時間間隔に等しい
   遅延時間を有し，前記入力信号を遅延する遅延手段と，
   前記遅延される前のブロックについて前記ブロックパラ
   メータ決定手段で算出された予測係数と量子化ステップ
   幅を用いて，前記遅延手段で遅延されたブロックの信号
   を予測符号化する予測符号化手段とを備えたことを特徴
   とする符号器。
2. 【請求項２】 入力信号を一定の時間間隔で区切って得
   られた複数のブロックについて，その各ブロック毎に予
   測係数を決める予測係数決定手段と，該予測係数によっ
   て定まる予測器の出力と前記ブロックに含まれる信号と
   の間の予測誤差を算出する予測誤差算出手段と，該予測
   誤差信号から量子化ステップ幅を前記各ブロック毎に決
   定する量子化ステップ幅決定手段とを有するブロックパ
   ラメータ決定手段と，前記ブロックの時間間隔に等しい
   遅延時間を有し，前記入力信号を遅延する遅延手段と，
   前記遅延される前のブロックについて前記ブロックパラ
   メータ決定手段で算出された予測係数と量子化ステップ
   幅を用いて，前記遅延手段で遅延されたブロックの信号
   を予測符号化する予測符号化手段と，アナログ信号をｎ
   ビット／標本のディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
   とを備え，該予測符号化手段は，前記ブロックパラメー
   タ決定手段において決定された予測係数を持つ予測器
   と，該予測器の出力たる予測値と，前記Ａ／Ｄ変換器の
   出力との差をとる減算器と，前記ブロックパラメータ決
   定手段において決定された量子化ステップ情報に従っ
   て，該減算器の出力をｍビット／標本（ｍ≦ｎ）にビッ
   ト圧縮する圧縮器と，該圧縮器の出力をｎビット／標本
   の信号に復元する伸張器と，該伸張器の出力と前記予測
   器の出力との和を算出し，その出力を前記予測器に入力
   する加算器とを有し，前記圧縮器の出力符号を符号器の
   出力とすることを特徴とする符号器。
3. 【請求項３】 前記ブロックパラメータ決定手段におけ
   る予測係数決定手段は，複数の予測器と，それぞれの予
   測器に対応する予測誤差を算出する予測誤差算出手段
   と，前記各ブロック内における前記それぞれの予測器に
   対応する各予測誤差の電力に関連した量を算出する電力
   値算出手段と，該電力値算出手段の出力が最小の予測器
   を選択する最適予測器選択手段とを有し，予測係数決定
   手段は，該最適の予測器の予測係数を以て該ブロックに
   おいて決定された予測係数となし，量子化ステップ幅決
   定手段は，該選択された予測器による予測誤差から該ブ
   ロックの入力信号に対する量子化ステップ幅を決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の符号器。
4. 【請求項４】 前記量子化ステップ幅決定手段は，ｍビ
   ット／標本で符号化するとするとき，各ブロック内にお
   ける予測誤差のピーク値がｍビット／標本で符号化でき
   る最小の量子化ステップ幅とすることを特徴とする請求
   項２記載の符号器。
5. 【請求項５】 前記量子化ステップ幅決定手段は，ｍビ
   ット／標本で符号化するとするとき、ｎビットで符号化
   するときの量子化ステップ幅を△，２⁰を１ビット目と
   して，各ブロック内における予測誤差のピーク値の１の
   立つ最高位のビット位置をｉとするとき，ｍ−１≧ｉの
   ときはそのブロック内の予測誤差を△の量子化ステップ
   幅で符号化したものを伝送符号とし，ｍ−１＜ｉのとき
   は２^i-m△の量子化ステップ幅で符号化したものを伝送
   符号とすることを特徴とする請求項２記載の符号器。
6. 【請求項６】 前記電力値算出手段は，ブロック内の予
   測誤差の各標本値の２乗和とすることを特徴とする請求
   項３記載の符号器。
7. 【請求項７】 前記電力値算出手段は，ブロック内の予
   測誤差の各標本値の絶対値の和とすることを特徴とする
   請求項３記載の符号器。
8. 【請求項８】 請求項１記載の符号器で符号化された予
   測誤差信号と，予測器に関する情報と，量子化ステップ
   幅に関する情報とを受け取り，該受信信号を符号化する
   前の信号に復元する復号器であって，受信された予測誤
   差信号を，前記量子化ステップ情報を用いて，該量子化
   ステップで符号化される前の予測誤差信号に復元する伸
   張器と，前記予測器に関する情報を用いて得られる前記
   符号化で用いられた予測器と同様の予測器と，前記伸張
   された予測誤差信号と前記予測器の出力とを加算する加
   算器とを備え，該加算器の出力を以て復号信号となすこ
   とを特徴とする復号器。
9. 【請求項９】 請求項２記載の符号器で符号化された予
   測誤差信号と，予測器に関する情報と，量子化ステップ
   幅に関する情報とを受け取り，該受信信号を符号化する
   前の信号に復元する復号器であって，受信された予測誤
   差信号を，前記量子化ステップ情報を用いて，該量子化
   ステップで符号化される前の予測誤差信号に復元する伸
   張器と，前記予測器に関する情報を用いて得られる前記
   符号化で用いられた予測器と同様の予測器と，前記伸張
   された予測誤差信号と前記予測器の出力とを加算する加
   算器とを備え，該加算器の出力または前記予測器の出力
   を以て復号信号となすものであって，復号器における予
   測器は，前記符号器の備える予測器と同様な複数の予測
   器からなり，前記予測器に関する情報は，前記符号器で
   何れの予測器が選ばれたかという情報であるとし，該情
   報を用いて，復号器における予測器としてそれと同じ予
   測器が選択されるようになしたことを特徴とする復号
   器。
10. 【請求項１０】 前記ブロックパラメータ決定手段は，
    複数の予測器と，それぞれの予測器に対応する予測誤差
    を算出する予測誤差算出手段と，該各予測誤差算出手段
    の出力の，前記各ブロック内における前記各予測器に対
    応する予測誤差のピーク値を検出するピーク値算出手段
    と，該ピーク値算出手段の出力が最小の予測器を選択す
    る最適予測器選択手段と，該最適の予測器の予測係数を
    以て該ブロックにおいて決定された予測係数となす予測
    係数決定手段と，ｍビット／標本で符号化するとすると
    き，該ブロック内における該選択された予測器の予測誤
    差のピーク値がｍビット／標本で符号化できる最小の量
    子化ステップ幅とする量子化ステップ幅決定手段とを備
    えたことを特徴とする請求項１記載の符号器。
11. 【請求項１１】 前記ブロックパラメータ決定手段は，
    複数の予測器と，それぞれの予測器に対応する予測誤差
    を算出する予測誤差算出手段と，該各予測誤差算出手段
    の出力の，前記各ブロック内における前記各予測器に対
    応する予測誤差のピーク値を検出するピーク値算出手段
    と，該ピーク値算出手段の出力が最小の予測器を選択す
    る最適予測器選択手段と，該最適の予測器の予測係数を
    以て該ブロックにおいて決定された予測係数となす予測
    係数決定手段と，ｍビット／標本で符号化するとすると
    き，ｎビットで符号化するときの量子化ステップ幅を
    △，２⁰を１ビット目として，各ブロック内における予
    測誤差のピーク値の１の立つ最高位のビット位置をｉと
    するとき，ｍ−１≧ｉのときはそのブロック内の予測誤
    差を符号化する量子化ステップ幅を△，ｍ−１＜ｉのと
    きはそのブロック内の予測誤差を符号化する量子化ステ
    ップ幅を２^i-m△とする量子化ステップ幅決定手段とを
    備えたことを特徴とする請求項１記載の符号器。