JPS5814194A - Adaptive/reverse quantization method and circuit - Google Patents

Adaptive/reverse quantization method and circuit

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JPS5814194A
JPS5814194A JP56111977A JP11197781A JPS5814194A JP S5814194 A JPS5814194 A JP S5814194A JP 56111977 A JP56111977 A JP 56111977A JP 11197781 A JP11197781 A JP 11197781A JP S5814194 A JPS5814194 A JP S5814194A
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quantization
circuit
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adaptive
width
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隆夫 西谷
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声信号等の帯域圧縮のために用いられる適応
量子化・適応逆量子化方法およびその回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an adaptive quantization/adaptive inverse quantization method used for band compression of audio signals, etc., and a circuit thereof.

適応量子化方法とは、入力信号の標本値を予め定められ
たビット数で表現する、いわゆる量子化幅を適賞決定す
る方法であシ、入力信号レベルを少いビット数で高精度
に再現できる。このため、この様な適応量子化方法及び
逆量子化力チ屯を音声信号等のディジタル伝送に応用す
れば、1標本当シの必要ビット数を、適応機能のない量
子化方法及び逆量子化方法を用いた場合と比べて少くで
きるため、伝送情報音を低減、でき、いわゆる帯域圧縮
が実現できる。
The adaptive quantization method is a method that expresses the sample value of the input signal with a predetermined number of bits, so-called quantization width is appropriately determined, and it reproduces the input signal level with high precision with a small number of bits. can. Therefore, if such an adaptive quantization method and inverse quantization power coefficient are applied to digital transmission of audio signals, etc., the required number of bits per sample can be reduced compared to the quantization method and inverse quantization without an adaptive function. Since the amount of noise can be reduced compared to when using the conventional method, the transmitted information sound can be reduced, and so-called band compression can be realized.

従来の適応量子化及び適応逆量子化方法のうち、本発明
に関係する瞬時適応電子化及び瞬時適応逆量子化につい
て次に詳細に説明する。瞬時適応量 5− 子化の詳細は、1973年9月Ba1l研究所発行のB
STJ訪第1119頁〜第1144頁を参照できるが、
原理は次の通シである。いま、ある標本時刻」での振子
化幅を△j1この時の入力信号m:割幽量子化ビット数 であれは、出力信号はnjであり、次の標本時刻での量
子化幅を次のように決定する。
Among the conventional adaptive quantization and adaptive inverse quantization methods, instantaneous adaptive digitization and instantaneous adaptive inverse quantization related to the present invention will be described in detail below. Instantaneous adaptation amount 5- Details of childization can be found in B published by Ba1l Institute in September 1973.
You can refer to pages 1119 to 1144 of STJ Visit.
The principle is as follows. Now, if the pendulum width at a certain sample time is △j1, then the input signal m at this time is the number of bits for quantization, the output signal is nj, and the quantization width at the next sample time is Decide as follows.

Δj+1=△j・M(nj)        (2)た
だし、ここでM (n J )はnjにより一意的に定
まる乗数であF)、13kHzで標本化された音声信号
を4ピツ)(m=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。
Δj+1=Δj・M(nj) (2) Here, M (n J ) is a multiplier uniquely determined by nj (F), and the audio signal sampled at 13 kHz is divided into 4 bits) (m=4 ) is shown in Table 1.

表1 6− 表1(つづき) この様に量子化幅を時々刻々変化させると、量子化幅が
一定飴に固定されたときの出力信号が常に0となるよう
な小レベルの場合や出力信号が常に過負荷を起こすよう
な大レベルの場合にも、量子化器のダイナミック・レン
ジを大きくできる。また、(2)式による適応量が入力
信号によく追随しているならば【1)式によシ定められ
る量子化も精度よく行なえる。このような量子化器を伝
送装置に応用する場合は、量子化され伝送された信号は
受信側でも(2)式の演算を行々い、各標本時刻での量
子化幅を再現して x、=n、△・+0.5△J(3)   j J によシ伝送信号を逆量子化することによりほぼ入力信号
Xjと同じ大きさの信号XJを再現できる。
Table 1 6- Table 1 (Continued) When the quantization width is changed from time to time in this way, the output signal is always 0 when the quantization width is fixed to a constant value, and the output signal The dynamic range of the quantizer can be increased even at large levels where the quantizer is constantly overloaded. Furthermore, if the adaptation amount determined by equation (2) closely follows the input signal, the quantization determined by equation (1) can also be performed with high precision. When applying such a quantizer to a transmission device, the quantized and transmitted signal is subjected to the calculation of equation (2) on the receiving side, and the quantization width at each sample time is reproduced and x , =n, △・+0.5△J (3) j J By inversely quantizing the transmission signal, a signal XJ having approximately the same magnitude as the input signal Xj can be reproduced.

(送信側と受信側における量子化幅△jは、初期値Δ0
が等しくかつ伝送路に誤りがない状態(つまJl n 
jが常に正しく伝送されている状態)が保証されれば、
送受両側で△jに乗する乗数M (n j)が一致し、
成立する。) 上記の瞬時適応量子化方法は入力信号を精度よく少いビ
ット数で伝送するのに適しているが、初期における量子
化幅を送信側と受信側とで一致させなければならないこ
と、また、通常の伝送路においては回線の歪みや熱雑音
によシ伝送路ビット誤シが発生することなどの理由によ
り各標本時間における送信側と受信側との量子化幅が一
致しない。このような困難を克服する方法については1
975年IEEB発行の「Transactions 
onCommunicationsJ第1362頁〜第
1365頁に詳細されているが、この方法は(2)式を
次の(4)式で置き換えたものである。
(The quantization width △j on the transmitting side and the receiving side is the initial value Δ0
are equal and there is no error in the transmission path (that is, Jl n
If it is guaranteed that j is always transmitted correctly,
The multiplier M (n j) that multiplies △j on both the sending and receiving sides is the same,
To establish. ) The instantaneous adaptive quantization method described above is suitable for transmitting input signals with high precision and a small number of bits, but the initial quantization width must be the same on the transmitting and receiving sides. In a normal transmission line, the quantization widths on the transmitting side and the receiving side do not match at each sample time because bit errors occur on the transmission line due to line distortion and thermal noise. For information on how to overcome such difficulties, see 1.
“Transactions” published by IEEE in 1975
This method is detailed in onCommunications J, pages 1362 to 1365, and this method replaces equation (2) with equation (4) below.

β △j+1=△j@M′(n)(4) ただし、βは1に近いが1よシ小の数であシ、M′(n
)はM(n)と同様nによシー量的に定まる乗数であシ
、以下簡単化のためM(n)と記す。以上のように修正
することにより得た時刻jでの1・子化値をnjさらに
、βを1よシ小さい数に設定したため、β1はkが大き
くなるに従い0に漸近する。以上の事柄より、送信側と
受信側で初期値△。が異斤ってけ場合アも、。間。経過
と昌よA、” ldA:(=1)に漸近し、Δj+sは
双方で同一の値を取るように々る。また、伝送路ビット
鮪りが発生した場合も同様に送受信側の量子化幅は等し
くなる。
β △j+1=△j@M'(n) (4) However, β is a number close to 1 but smaller than 1, and M'(n
) is a multiplier that is determined based on the value of n, similar to M(n), and is hereinafter referred to as M(n) for simplicity. The 1/child value at time j obtained by the above correction is nj.Furthermore, β1 is set to a number smaller than 1, so β1 asymptotically approaches 0 as k increases. Based on the above, the initial value is △ on the sending and receiving sides. If it is different, then a. while. Asymptotically approaches ldA: (=1), and Δj+s takes the same value on both sides.Also, when transmission path bit loss occurs, the quantization on the transmitting and receiving sides similarly changes. The widths will be equal.

すなわち、時刻lに伝送路ピット誤りが起きたとすると
、時刻lで発生する送信側と受信側での量子化幅の不一
致は、時刻lを改めて初期時刻と定義し直し、初期値の
不一致と考えれば上記伝送路ビット誤シによる量子化幅
の不一致は時刻とともに送信側と受信側で等しくなるこ
とが理解されよ9− う。
In other words, if a transmission path pit error occurs at time l, the mismatch in quantization width between the transmitting side and the receiving side that occurs at time l is considered to be a mismatch in the initial values by redefining time l as the initial time. It will be understood that the discrepancy in quantization width due to the above-mentioned transmission path bit error becomes equal on the transmitting side and the receiving side with time.

しかしたから、従来の伝送ビット誤りに強くしたアルゴ
リズムでは、音声信号のようにダイナミック・レンジが
60dBにも達する信号に対しては、平均的な信号レベ
ルにおいては問題にならないが、大きな信号レベルや小
さな信号レベルにおいては量子化精度の劣化を招くこと
になる。これは、式(2)と式(3)を比べると△jを
β乗するか否かの違いであり、第1図の△j対△lのグ
ラフを用いれば以下のように容易に理解できる。ここで
、β=1のグラフはβ乗しないことを意味し、M (n
・)を乗する事を除けげ式(2)の演算に対応する。
However, with conventional algorithms that are resistant to transmission bit errors, for signals with a dynamic range of as much as 60 dB, such as audio signals, this is not a problem at average signal levels, but at large signal levels or small At the signal level, this results in deterioration of quantization accuracy. Comparing equations (2) and (3), this is the difference in whether or not △j is raised to the β power, and can be easily understood using the graph of △j vs. △l in Figure 1 as shown below. can. Here, the graph of β=1 means that it is not raised to the β power, and M (n
Corresponds to the calculation of equation (2) except for multiplying by .).

また、βゞ1のグラフはM(n、)を乗することを除け
は式(4)の演算に対応する。いま、信号レベルが定常
的に高い場合を考える。この場合、第1図で△、が△、
付近に来ることが多いが、伝送コ 路ピッドーリに対して強い性質を持たせたβ乗を行彦う
方式では、β乗することによシ△1が△tまで縮められ
る。(ΔL−△t)の差は△Lが大きくなる程大きくな
り、この効果は真に必要とな 10− る次の量子化幅△、+、を計算するにあたシ、過角荷状
態を発生する要因となる。このため、信号レベルの太き
いものに対しては符号化精度を劣化させることになる。
Further, the graph of βゞ1 corresponds to the calculation of equation (4) except that it is multiplied by M(n,). Now, consider a case where the signal level is constantly high. In this case, △ in Figure 1 is △,
However, in a system that uses β to the power which has a strong property against transmission path pitudry, △1 can be reduced to △t by raising to the β power. The difference between (ΔL - Δt) becomes larger as ΔL becomes larger, and this effect is useful when calculating the next quantization width Δ, +, which is really necessary. It becomes a factor that occurs. For this reason, encoding accuracy deteriorates for signals with high signal levels.

同様に信号レベルが定常的に低△アよシ大きな飴となる
。このため、レベルの低化し、量子化による信号標本値
の桁落ちが生じ易くなシ、符号化軸度を悪化させること
になる。また、βの値を1に近付けると、高レベルもし
くは低レベルの信号に対する符号化精度の劣化を小さく
できるが、伝送路ビット誤りに対する送信側および受信
側の量子化幅の不一致が長時間解消されずに残ることに
なる。
Similarly, the signal level is constantly low and becomes a big candy. For this reason, the level is lowered and signal sample values are less likely to suffer from loss of digits due to quantization, which worsens the encoding accuracy. In addition, if the value of β is brought close to 1, the deterioration in encoding accuracy for high-level or low-level signals can be reduced, but the mismatch between the quantization widths on the transmitting side and the receiving side due to transmission path bit errors can be resolved for a long time. It will remain without.

本発明の目的は伝送路ビット誤りに対して短時間で送信
側および受信側の量子化幅の不一致を解消しかつ高レベ
ルおよび低レベル信号に対しても符号化精度を高く保つ
適応量子化・適応逆量子化方法および回路を提供するこ
とにある。
The purpose of the present invention is to perform adaptive quantization that eliminates the mismatch between quantization widths on the transmitting side and the receiving side in a short time in response to bit errors on the transmission path, and maintains high coding accuracy even for high-level and low-level signals. An object of the present invention is to provide an adaptive inverse quantization method and circuit.

本発明の適応童子化および逆量子化方法は、量子化基準
値と現在の標本時刻における量子化幅および量子化符号
を用いて適応的に次の標本時刻における量子化幅を決定
し仁の童子化幅を用いて適応的に量子化および逆量子化
を行なう適応量子化および逆量子化方法において、検数
の量子化基準値を用いて次の標本時刻における量子化幅
の候補を複数個発生し、現在までに得られた量子化符号
から入力信号レベルを推定し、前記入力信号レベルの推
定値に応答して前記複数個の量子化幅候補のうちの一つ
を選択し次の標本時刻での量子化幅を決定するようにし
たことを特徴としている。
The adaptive Doji conversion and dequantization method of the present invention adaptively determines the quantization width at the next sample time using the quantization reference value, the quantization width at the current sample time, and the quantization code. In adaptive quantization and inverse quantization methods that adaptively perform quantization and inverse quantization using quantization widths, multiple quantization width candidates at the next sampling time are generated using the quantization reference value of the count. Then, the input signal level is estimated from the quantization code obtained so far, and one of the plurality of quantization width candidates is selected in response to the estimated value of the input signal level, and the next sample time is selected. The feature is that the quantization width is determined at .

また、本発明の適応量子化器は、標本化時刻毎に入力さ
れる量子化符号を逆量子化する逆量子化回路と、前記逆
量子化回路出力を被乗数とする乗算器と、前記入力され
た量子化符号から出力信号レベルを推測するレベル検出
器と、複数個の異なった量子化基準値に対応して複数個
の前記乗数値を計算する係数予定値発生回路と、前記レ
ベル検出器の出力に応じ前記複数個の係数予定値発生回
路出力の1個を選択し次の標本時刻に前記乗算器の乗数
端子へ出力する手段とから構成されたことを特徴として
いる。
Further, the adaptive quantizer of the present invention includes an inverse quantization circuit that inversely quantizes a quantization code input at each sampling time, a multiplier whose multiplicand is the output of the inverse quantization circuit, and a multiplier that uses the output of the inverse quantization circuit as a multiplicand. a level detector for estimating an output signal level from a quantization code; a coefficient predetermined value generation circuit for calculating a plurality of multiplier values corresponding to a plurality of different quantization reference values; The present invention is characterized by comprising means for selecting one of the plurality of coefficient expected value generation circuit outputs according to the output and outputting it to the multiplier terminal of the multiplier at the next sampling time.

さらに、本発明の適応逆量子化器は、標本化されディジ
タル化された入力信号を被除数とする除算器と、前記徐
算器出力を量子化する量子化回路と、前記量子化回路円
方から入力信号レベルを推測するレベル検出器と、複数
個の異なった量子化基準値に対応して複数個の前記除数
値を計算する係数予定値発生回路と、前記レベル検出器
の出力に応じ前記複数個の係数予定値発生回路出力の一
個を選択し次の標本時刻に前記除算器の除数端子に出力
す不手段とから構成されたことを特徴とするO 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
Further, the adaptive inverse quantizer of the present invention includes a divider that takes a sampled and digitized input signal as a dividend, a quantization circuit that quantizes the output of the divider, and a a level detector for estimating an input signal level; a coefficient predetermined value generation circuit for calculating a plurality of said divisor values corresponding to a plurality of different quantization reference values; and a means for selecting one of the outputs of the coefficient predetermined value generation circuit and outputting it to the divisor terminal of the divider at the next sampling time. Detailed explanation.

まず、本発明の適応量子化および逆量子化方法を第2図
を参照して説明する。
First, the adaptive quantization and inverse quantization method of the present invention will be explained with reference to FIG.

本発明の原理は式(2)または式(4)に対応する次の
標本時刻での量子化幅を次の様に定義することに13− △、iをΔ5.に決定するかΔS□に決定するかは、適
応量子化器出力から入力信号の信号レベルを計算し、入
力信号レベルに近くなる△5iを用いる。
The principle of the present invention is to define the quantization width at the next sampling time corresponding to equation (2) or equation (4) as follows. To determine whether to determine ΔS□ or ΔS□, the signal level of the input signal is calculated from the output of the adaptive quantizer, and Δ5i, which is close to the input signal level, is used.

このため、第1図に対応したΔjから八け、を求めるに
あたシ伝送路ビット誤シに対して強くする操作、(△j
/△si)β△、iをグラフにすると第2図が得られる
。第2図では△81〈△、2と仮定して記しておシ、か
つ、第1図に対応する△りも破線で示している。第2図
から明らかなように(△j/△si)β△81のグラフ
では、従来の方式では△イのグラフがLOで△jのグラ
フと交叉していたものが、△、□と△S2の2箇所に交
点を平行移動させた2本のグラフになる。2つのグラフ
のうち、いずれか一方を用いることになるが、この選択
は標本時刻毎に変化するものではなく、入力信号の短時
間エネルギー(検数標本値を用いて計14− 算したエネルギー)によシ決定されるため高信号レベル
の入力信号に対しては△、ネを通るグラフを用いて、ま
た低信号レベルの入力信号に対し、てはΔs1を通るグ
ラフを用いて次の標本時刻での量子化幅を決定する。例
えば、高レベル信号が定常的に入力されている場合を考
えると、第2図△L近辺の△、が発生する確率が高い。
For this reason, in order to find the number 8 from Δj corresponding to FIG.
/Δsi) βΔ, i is graphed as shown in FIG. In FIG. 2, it is assumed that △81〈△,2, and △ corresponding to FIG. 1 is also shown by a broken line. As is clear from Figure 2, in the graph of (△j/△si)β△81, in the conventional method, the graph of △a intersected with the graph of △j at LO, but instead of △, □, and △ There will be two graphs with the intersection points moved in parallel to the two locations of S2. One of the two graphs will be used, but this selection does not change depending on the sample time, but rather the short-time energy of the input signal (the energy calculated using the counted sample values) Therefore, for an input signal with a high signal level, a graph passing through Δs1 is used, and for an input signal with a low signal level, a graph passing through Δs1 is used to determine the next sample time. Determine the quantization width in . For example, if we consider a case where a high level signal is constantly input, there is a high probability that △ near △L in FIG. 2 will occur.

次の標本時刻での量子化幅を決定する第2図の△、対△
1−h/Mのグラフを用いて△1=△Lを求めると、新
しい方法では△L″、従来の方法では△Lとなる。明ら
かに△L“の方がΔ(よシ△1に近く、このため、新し
い方法では高レベル入力信号に対しても過負荷状態にな
シにくい量子化が実現できる。低レベル信号に対しては
新方式では△、lで△jと交わるグラフを用いて、Δj
−h/Mを計算するため、高レベル信号の場合と同様こ
の場合も従来の方法と比べ大幅な改善が期待できる。新
方式ではΔ1=1、0の近辺において従来方式より次の
標本時刻での量子化幅の適応性が劣化するが、劣化の度
合はΔj=ΔLにおいて改善された値と比べると遥かに
小さく、入力信号が音声のように、個人差や、同一人で
ありてもその時々で音声レベルの変化が撤しい信号であ
れは、新方式の適応量子化の方が広い入力信号レベルに
対し精度よく量子化できることになる。
△ vs. △ in Figure 2 that determines the quantization width at the next sample time
Using the graph of 1-h/M to find △1=△L, the new method gives △L'', and the conventional method gives △L. Obviously, △L'' is better than △(y). For this reason, the new method can achieve quantization that is less susceptible to overloading even for high-level input signals.For low-level signals, the new method uses a graph that intersects △j at △, l. ,Δj
-h/M is calculated, so in this case as well as in the case of high-level signals, a significant improvement can be expected compared to the conventional method. In the new method, the adaptability of the quantization width at the next sampling time is worse than in the conventional method near Δ1=1, 0, but the degree of deterioration is much smaller than the improved value when Δj=ΔL. If the input signal is a signal such as voice, where there are individual differences or the voice level changes from time to time even for the same person, the new method of adaptive quantization is more accurate over a wide range of input signal levels. This means that it can be quantized.

新しい量子化方法も伝送路ビット誤りに強いことは次の
ようにして理解できる。いま第2図の△、□において△
、と交わるグラフを用いて次の標本時刻での童子化幅を
決定していたものとし、この状態で伝送路ビットhりが
発生したとする。これ以降においても、第2図の同じグ
ラフを用いて次からの標本時刻での量子化幅を決定する
場合は、式(5)と同様式(6)は時刻j十lでは△t
 +t =M (箕j+1り・・・・・・・・・・・・
・・・開缶に1に近づいて行き、送受両側で同一の量子
化幅を持つようになる。
It can be understood that the new quantization method is also resistant to transmission line bit errors as follows. Now at △ and □ in Figure 2, △
It is assumed that the doji conversion width at the next sample time is determined using a graph that intersects with , and that a transmission path bit error occurs in this state. From now on, when determining the quantization width at the next sampling time using the same graph in FIG.
+t =M (wine +1ri...
...The value approaches 1 when the can is opened, and the quantization width becomes the same on both the sending and receiving sides.

次に伝送路ビット誤りが、瞬時的に発生する量子化幅の
不一致のみならず、入力信号のエネルギー・レベル計算
にも影響を与え、このため次の標本時刻から第2図のΔ
5、において△jと交わるグラフを用いて量子化幅を決
定することとなった場合を考えよう。この場合、次から
の標本時刻での伝送信号に誤りを生じないと仮定しても
送信側と受信側での量子化幅決定には次の差が発生する
Next, transmission line bit errors affect not only the instantaneous quantization width mismatch but also the energy level calculation of the input signal, so that from the next sampling time the Δ
Let us consider the case where the quantization width is determined using the graph intersecting △j in step 5. In this case, even if it is assumed that no error occurs in the transmission signal at the next sampling time, the following difference occurs in the quantization width determination between the transmitting side and the receiving side.

前述したようにβは1に近い数値が与えられるため式(
8)は1に近い数値となる。つまシ送信側と受信側での
量子化幅の差は微々たるもので信号エネルギーの計算に
は第2図の異なったグラフを用いて量子化幅の変更を行
なったとしても大差は現われない。このため真の入力信
号レベルが第2図のいずれのグラフを用いて次の量子化
幅を決定す17− るかを判断する閾値付近から僅かに一方へずれると、送
信側及び受信側のエネルギー計算結果は双方とも第2図
の同一グラフを使用するよう判定を下す。この時点を初
期時点と考えれば、送信側及び受信側でのこれまでの量
子化幅の差はへ(7)と同様の式に従って新しい標本化
時刻毎に解消されることになる。送信側および受信側で
の量子化幅を、第2図の異なったグラフを用いて修正す
ることになる時間は短時間ではあるか送信側での量子化
幅は一致しない。しかし5式(8)から本明らかなよう
に、両者の量子化幅の差は微々たるものであ夛、この結
果送信信号X と受信信号9□の差も小さく、大きな劣
化は生じない。
As mentioned above, β is given a value close to 1, so the formula (
8) is a value close to 1. The difference in the quantization width between the transmitting side and the receiving side is very small, and even if the quantization width is changed using a different graph in FIG. 2 for calculating the signal energy, there will not be a large difference. Therefore, if the true input signal level deviates slightly to one side from the vicinity of the threshold for determining which graph in Figure 2 should be used to determine the next quantization width, the energy on the transmitting and receiving sides will decrease. It is determined that the same graph in FIG. 2 should be used for both calculation results. If this point is considered as the initial point, the difference in quantization width between the transmitting side and the receiving side will be canceled at each new sampling time according to the same formula as in (7). The time it takes to correct the quantization widths on the transmitting side and the receiving side using the different graphs in FIG. 2 is short, but the quantization widths on the transmitting side do not match. However, as is clear from Equation 5 (8), the difference in the quantization width between the two is very small, and as a result, the difference between the transmitted signal X and the received signal 9□ is also small, and no major deterioration occurs.

第1の発明の方法では式(61を実現するにあたり、△
$1を用いて△j+1を計算する部分と、△s2を用い
て△け1を計算する部分を並列に設け、量子化符号n 
から入力信号レベルを推測してどちらか」 の△j+1を次の標本時刻の量子化幅として採用してい
る。
In the method of the first invention, in realizing the formula (61), △
A part that calculates △j+1 using $1 and a part that calculates △-1 using △s2 are provided in parallel, and the quantization code n
The input signal level is inferred from .

また、第2の発明の゛方法では式(6)を実現するに1
8− あ九シ量子化符号njから入力信号レベルを推測して、
△s1と△、2のいずれか一方を選択してから△j+、
を決定している。
In addition, in the method of the second invention, in order to realize equation (6), 1
8- Estimate the input signal level from the quantization code nj,
Select one of △s1, △, 2, then △j+,
has been decided.

以上の様に新しい適応量子化および適応逆量子化の方法
を用いれば、従来と同程度の伝送路ビット誤シに対する
強靭さを持ち、かつ、精度の高い量子化・逆量子化が行
なえる。
As described above, by using the new adaptive quantization and adaptive inverse quantization methods, it is possible to perform highly accurate quantization and inverse quantization while having the same level of robustness against transmission line bit errors as conventional methods.

本発明の説明を2つの量子化幅基準値を用いて説明した
が、2つ以上の量子化幅基準値を用いる場合も容易に類
推できる。
Although the present invention has been explained using two quantization width reference values, the case where two or more quantization width reference values are used can also be easily inferred.

また、本発明の適応量子化方法を差分符号化方式等に応
用した場合も同様の効果が期待できる。
Further, similar effects can be expected when the adaptive quantization method of the present invention is applied to a differential encoding method or the like.

次に本発心謳応量子化器を第3図を参照して説明する。Next, the present centrifugal quantizer will be explained with reference to FIG.

第3図に示す適応量子化器は、標本化されたディジタル
化された入力信号を被除数とする除算器2と、この除算
器2の出力を量子化する量子化回路3と、この量子化器
j183の出力から入力信号レベルを推測するレベル検
出器7と、複数個のpなった量子化基準値に対応して、
沙数個の除数値を計算する係数予定値発生回路5および
6と、レベル検出器7の出力に応じ、複数個の係数予定
値発生回路5および6の出力の一個を選択し、次の標本
時刻に除算器2の除数端子へ出力する手段とから構成さ
れている。第3図のうち、除算器2はRCA社1979
年8月発行の1−C037MO8Memories、M
icroprocessors  andSuppor
t  SystemsJ 140頁〜150頁記載の除
算器で構成できる。また、量子化回路3の詳細は後述す
るがディジタル化された入力信号に対し、複数個の閾値
を設け(例えば2”−1)、%(入カビ、ト数よシ少)
と、トで表わされる出力信号に変換するものである。第
1の係数予定値発生回路5および第2の係数予定値回路
6の構造の詳細は後述するが同一の回路が利用でき、現
在の量子化幅Δ、、現在の出力符号n」およびそれぞれ
入力端子9および10に加えられた各々の量子化幅基準
値Δs1およびΔ5.を用いて、各々独立に次の標本時
刻における量子化幅に対応する係数を発生する。また、
レベル検出器7の詳細も後述するが、n から入力信月
Xノの短時間エネルギーを計洒するものである。選択回
路8は1981年日本テキサス インスツルメンツ株式
会社発行の[The Bipolar Digital
  IntegratedCircuits Data
 BookJの7−169〜7−175負に記載のIC
で構成できる。
The adaptive quantizer shown in FIG. 3 includes a divider 2 whose dividend is a sampled digitized input signal, a quantization circuit 3 that quantizes the output of this divider 2, and a quantizer 3 that quantizes the output of this divider 2. Corresponding to the level detector 7 which estimates the input signal level from the output of j183 and the plurality of quantization reference values p,
Depending on the outputs of the coefficient expected value generation circuits 5 and 6 that calculate the number of divisor values and the level detector 7, one of the outputs of the plurality of coefficient expected value generation circuits 5 and 6 is selected, and the next sample is selected. and means for outputting the output to the divisor terminal of the divider 2 at the time. In Fig. 3, divider 2 is manufactured by RCA company 1979.
1-C037MO8Memories, M published in August
icroprocessors and Support
t Systems J, pages 140 to 150. In addition, although the details of the quantization circuit 3 will be described later, a plurality of threshold values (for example, 2"-1) are set for the digitized input signal.
, and converts it into an output signal expressed as . The details of the structures of the first coefficient expected value generation circuit 5 and the second coefficient expected value circuit 6 will be described later, but the same circuits can be used. Quantization width reference values Δs1 and Δ5 . applied to terminals 9 and 10, respectively. are used to independently generate coefficients corresponding to the quantization width at the next sampling time. Also,
The details of the level detector 7 will be described later, but it calculates the short-term energy of the input signal X from n. The selection circuit 8 is based on [The Bipolar Digital] published by Japan Texas Instruments Co., Ltd. in 1981.
Integrated Circuits Data
IC described in 7-169 to 7-175 negative of BookJ
It can be composed of

いま、ある時刻jに於て、入力端子1にX、が加えられ
、選択回路8の出力に現在の童子化幅△。
Now, at a certain time j, X is applied to the input terminal 1, and the output of the selection circuit 8 is the current doji conversion width △.

ZX出力されているとすれば除算器2の出力には)J/
△、が出力される。量子化回路3によシn、  ≦x、
/△、<(n、+1)、   、   191となるm
ビットの符号n、が端子4より出力される。このとき式
(9)は n、・j≦x  <(n  +1)△     (10
)1      j              jと
なシ式(1)と一致する。量子化回路3の出力n、。
If ZX is output, the output of divider 2 will be )J/
△, is output. For the quantization circuit 3, n, ≦x,
/△,<(n,+1), , m such that 191
The bit sign n is output from terminal 4. In this case, equation (9) is n, ・j≦x <(n +1)△ (10
)1 j j and matches formula (1). Output n of the quantization circuit 3.

選択鼎路8の出力Δ5.量子化幅基準信号入力端子9か
らの入力信号△81よシ第1の係数予定値発生回路5で
は °(△J/△81)β△sIM(n )    (11
)を計算し出力する。同様に量子化器3の出力nj=2
1− 選択回路8の出力△5.量子化幅基準信号入力端子10
からの入力信号△、2より第2の係数予定値発生口j1
86では (△、/△sz)’4S2M(nl )    (12
)を計算し出力する。また、童子化器3の出力可は信号
レベル検出器7において、選択制路8の出力信号△jを
乗ぜられ入力信号を再現してそのエネルギーを計算する
。信号レベル検出器7はエネルギー計算値が予め定めら
れた値(例えは(△、l十△82) / 2 )より大
となると、選択回路8の選択端子Sに信号を加え、次の
標本時刻で第2の係数予定値発生回路6の出力を選択回
路8の出力に伝え、一方エネルギー計算値が前記の予め
定められた値よシ小であれは次の標本時刻で第1の係数
予定値発生回路5の出力を選択回路8の出力に伝えるよ
うに制御する。第3図に示した適応量子化回路が伝送路
ビット訣シに強く、高精度の量子化が行なえる理由は、
量子化回路3の出力が式(1)と等し7い式(10)で
表わされること、次の標本時刻における量子化幅の法定
を式(6)と等しい第1の係22− 数子定値発生回路5の出力である式(I])および第2
の係数予定値発生回M6の出力である式(121によシ
実均、シていることおよび前述の本発明の原理の部分で
詳述した事柄よシ明確であろう。
Output Δ5 of selection loop 8. Input signal △81 from quantization width reference signal input terminal 9 In first coefficient expected value generation circuit 5, °(△J/△81)β△sIM(n) (11
) is calculated and output. Similarly, the output nj of quantizer 3 is 2
1- Output of selection circuit 8 △5. Quantization width reference signal input terminal 10
From the input signal △, 2, the second coefficient expected value generation port j1
In 86, (△, /△sz)'4S2M(nl) (12
) is calculated and output. Further, the output of the doji converter 3 is multiplied by the output signal Δj of the selection control path 8 in the signal level detector 7 to reproduce the input signal and calculate its energy. When the calculated energy value becomes larger than a predetermined value (for example, (△, l + △82) / 2), the signal level detector 7 applies a signal to the selection terminal S of the selection circuit 8 and selects the next sampling time. The output of the second coefficient expected value generation circuit 6 is transmitted to the output of the selection circuit 8, and on the other hand, if the energy calculation value is smaller than the predetermined value, the first coefficient expected value is transmitted at the next sampling time. The output of the generation circuit 5 is controlled to be transmitted to the output of the selection circuit 8. The reason why the adaptive quantization circuit shown in Figure 3 is resistant to transmission line bit damage and can perform highly accurate quantization is as follows.
The output of the quantization circuit 3 is expressed by equation (10) which is equal to equation (1), and the modulus of the quantization width at the next sampling time is the first coefficient 22-numerator constant which is equal to equation (6). Formula (I]) which is the output of the generating circuit 5 and the second
It will be clear from the equation (121) which is the output of the coefficient expected value generation time M6 that the actual average is set, and from the details described in the above-mentioned section on the principle of the present invention.

次に第3図で使用した振子化回路3の構成について述べ
る。以下では簡単のために4ビツト相当の入力信号を出
力信号2ビツトに量子化する場合を述べる。量子化回路
3は読出専用メモIJ(ROM)が利用でき、例えば、
1979年8ignetics社発行(D [sign
etics Bipolar & MO8Memory
 Data ManualJ 66頁〜69頁記載のR
OMで構成できる。4ビツトの入力信号はROMのアド
レス入力端子の下位4ビツトに供給され、2ビツトの出
力信号をROMの出力端子の下位2ビツトから出力する
ものとすると、量子化回路3を構成するためのROMの
内容は表2のようになる。ただし、アドレスに加えられ
る入力信号は、信号値としてはLSBから2ビツト目と
3ビツト目の間に小敵点があるものと仮定しており、量
子化回路出力はこれを整数価に切シ捨てるものとして考
えている。
Next, the configuration of the pendulum circuit 3 used in FIG. 3 will be described. In the following, for the sake of simplicity, a case will be described in which an input signal equivalent to 4 bits is quantized into an output signal of 2 bits. The quantization circuit 3 can use a read-only memory IJ (ROM), for example,
Published by 8ignics in 1979 (D [sign
etics Bipolar & MO8Memory
R described in Data Manual J pages 66-69
Can be configured with OM. A 4-bit input signal is supplied to the lower 4 bits of the address input terminal of the ROM, and a 2-bit output signal is outputted from the lower 2 bits of the ROM output terminal. The contents are shown in Table 2. However, it is assumed that the input signal applied to the address has a small point between the 2nd and 3rd bits from the LSB as a signal value, and the quantization circuit output cuts this into an integer value. I think of it as something to throw away.

第3図の係数予定値発生回路5および6の構造を第4図
に示す。第4図において、係数予定値発生回路5および
6け、量子化符号入力端子11、量子化幅基準入力端子
12、現在の量子化幅入力端子13、乗数発生回路14
、除算器15、β乗演算回路16、乗算器17および1
8、出力端子18の各々は1978年TRW社発行の[
LS■Multipliers  data  5he
etJに記載の乗算器で構成できる。また、乗数発生回
路14は第3図の量子化回路3に利用したROMか利用
でき、この場合、アドレスは入力信号n1をそのまま接
続し、アドレスnjの内容は表1に示したM (n j
)の値に設定する。さらに、β乗演算回路も前述のRO
Mが利用できる。この場合入力信号は小数も許容される
ため、数値表現をmビットで表わし、LSBからlビッ
ト目に小数点がある形式とすれば、入力信号に21を乗
じて整数とした数値のアドレスに、入力信号をβ乗した
値を格納すれはよ♀、5− い。
The structure of the coefficient expected value generation circuits 5 and 6 shown in FIG. 3 is shown in FIG. In FIG. 4, coefficient expected value generation circuits 5 and 6, quantization code input terminal 11, quantization width reference input terminal 12, current quantization width input terminal 13, and multiplier generation circuit 14 are shown.
, divider 15, β multiplication calculation circuit 16, multipliers 17 and 1
8. Each of the output terminals 18 is connected to the [
LS Multipliers data 5he
It can be configured with the multiplier described in etJ. Further, the multiplier generating circuit 14 can use the ROM used in the quantization circuit 3 shown in FIG.
). Furthermore, the β-power calculation circuit also has the above-mentioned RO
M is available. In this case, decimal numbers are also allowed for the input signal, so if the numerical expression is expressed in m bits and the decimal point is in the l bit from the LSB, the input signal is multiplied by 21 to the address of the integer. It is better to store the value of the signal raised to the β power.

いま、時刻jでの量子化幅△、が端子13から入力され
、量子化幅基準信号△5が端子12がら入力された場合
、除算器15では△j/△、が演算され出力される。こ
の信号はβ乗演算回路16に加えられ、出力として(△
j/△8)βとなった信号を得る。この信号は乗算器1
7によ多端子12から加えられた△Sと乗ぜられ(△j
/△、)β△、となる。一方、端子11から入力された
量子化符号n、は乗数発生回路14に入力され、M(n
、)となシ、乗算器18に与えられる。乗算器18では
、この信号と乗算器17の出力信号とが乗ぜられ、との
給米、出力端子19には(△。
Now, when the quantization width Δ at time j is input from the terminal 13 and the quantization width reference signal Δ5 is input from the terminal 12, the divider 15 calculates and outputs Δj/Δ. This signal is added to the β-power calculation circuit 16, and as an output (△
j/△8) Obtain a signal that is β. This signal is multiplier 1
7 is multiplied by △S added from multi-terminal 12 (△j
/△, ) β△. On the other hand, the quantization code n inputted from the terminal 11 is inputted to the multiplier generation circuit 14, and M(n
, ) and are applied to the multiplier 18. In the multiplier 18, this signal is multiplied by the output signal of the multiplier 17, and the output terminal 19 receives (△).

/△S)β△5・M (n t )が出力される。/ΔS)βΔ5・M(nt) is output.

第5図は、第3図に使用されたレベル検出器7のブロッ
ク図である。図において、レベル検出回路7は、量子化
符号入力端子201量子化幅入力端子21、逆量子化回
路22、乗算器23および24、ディジタル低域フィル
タ25、比較器26、比較基準値入力端子27、出力端
子28とから構26− 成されている。第5図において、乗算器23および24
は第4図の乗算器17および18と同一のハードウェア
が利用できる。葦だ、ディジタル低域フィルタ25の構
成の詳細は、1975年Prentice−Hall、
Inc、Englewood C11ffs。
FIG. 5 is a block diagram of the level detector 7 used in FIG. In the figure, the level detection circuit 7 includes a quantization code input terminal 201, a quantization width input terminal 21, an inverse quantization circuit 22, multipliers 23 and 24, a digital low-pass filter 25, a comparator 26, and a comparison reference value input terminal 27. , and an output terminal 28. In FIG. 5, multipliers 23 and 24
The same hardware as multipliers 17 and 18 in FIG. 4 can be used. Details of the configuration of the digital low-pass filter 25 can be found in Prentice-Hall, 1975.
Inc, Englewood C11ffs.

New Jersey発行のTheory  and 
Appli −cation  of Digital
  Signal  Processing”の第30
6頁Fig、5.10を参照できる。比較器26U19
81年日本テキサス会インスツルメンツ株式会社発行の
[The Bipolar DigitalInteg
rated C1rcuits Data BookJ
の第15−220頁から第15−221頁記軟のICで
構成できる。逆量子化回路22は第3図の量子化回路3
と同じROMが利用でき、表2に対応する逆量子化回路
のROM内容を現す表を懺3に示す。ただし、ROMの
内容はLSBから2ビツト目と3ビツト目に小格点がめ
る。この結果njの入力に対しく n 1 +1 / 
2 )が出力され、式(3)を△jで除した値を再現す
る。
Theory and published by New Jersey
Appli-cation of Digital
30th of “Signal Processing”
See Fig. 5.10 on page 6. Comparator 26U19
[The Bipolar DigitalInteg] published by Japan Texas Society Instruments Co., Ltd. in 1981
rated C1rcuits Data BookJ
15-220 to 15-221. The inverse quantization circuit 22 is the quantization circuit 3 in FIG.
The same ROM can be used, and Table 3 shows the ROM contents of the inverse quantization circuit corresponding to Table 2. However, for the contents of the ROM, a small point is placed at the second and third bits from the LSB. As a result, for the input nj, n 1 +1 /
2) is output, and the value obtained by dividing equation (3) by Δj is reproduced.

表    3 いま、第5図において入力端子20に量子化符号n、が
入力された場合を考える。量子化符号njは逆量子化回
路22によ多数値表現精度(ビット数)を高められ、こ
の信号は乗算器23により、端子21から加えられた量
子化幅△、が乗ぜられ人力信号X、を再現する。この再
現された信号X。
Table 3 Now, consider the case where quantization code n is input to the input terminal 20 in FIG. The quantization code nj is increased in majority value representation precision (bit number) by the inverse quantization circuit 22, and this signal is multiplied by the quantization width Δ, added from the terminal 21 by the multiplier 23, and becomes the human signal X, Reproduce. This reproduced signal X.

は乗算器24によ92乗され、低域通過フィルタ25に
よシ以前から入力されている(x:、i=0.1.・・
・・・・j)の直流分が抽出される。この様に入力信号
の2乗値に低域フィルタを通した出力は、その信号の短
時間的なエネルギーを表わしている。このフィルタ25
の出力信号は比較器26によシ比較規基値と比較され、
フィルタ出力信号の方が基準値よシ大の時は°°1“が
、また反対に小のときはIIO“が出力端子28に現わ
れる。
is multiplied to the 92nd power by the multiplier 24 and inputted to the low-pass filter 25 before (x:, i=0.1...
...j)'s DC component is extracted. In this way, the output obtained by passing the square value of the input signal through a low-pass filter represents the short-term energy of that signal. This filter 25
The output signal of is compared with a comparison reference value by a comparator 26,
When the filter output signal is larger than the reference value, °°1" appears at the output terminal 28, and conversely, when it is smaller, IIO" appears at the output terminal 28.

以上のように、本発明に従えば伝送路ビット誤シに強く
、高精度に量子符号化が可能な適応量子化器が実現でき
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an adaptive quantizer that is resistant to transmission path bit errors and capable of highly accurate quantum encoding.

本発明の説明に用いた第3図の固定量子化回路3は表2
に従って、式(1)を満足する直線量子化回路を実現す
るものであるが、入力信号の性質が予め定まっている場
合、非直線量子化回路の使用によシ量子化精度をさらに
向上できる。この場合、表2のROMの内容に於て、連
続して同じ内容となるデータの個数を変えれば非直線量
子化が可能である。このような変更を行なっても、前述
した本発明の原理から明らかなように、本発明の利点で
ある伝送路ビット誤シに強く、高精度に量子化するとい
う性質は失なわれない。このため、このような変更も本
発明の一部である。
The fixed quantization circuit 3 in FIG. 3 used for explaining the present invention is shown in Table 2.
Accordingly, a linear quantization circuit that satisfies Equation (1) is realized, but if the nature of the input signal is determined in advance, the quantization accuracy can be further improved by using a non-linear quantization circuit. In this case, non-linear quantization is possible by changing the number of consecutive pieces of data that have the same content in the ROM content shown in Table 2. Even if such a change is made, as is clear from the principle of the present invention described above, the advantages of the present invention, such as being strong against bit errors in the transmission line and performing quantization with high accuracy, are not lost. Therefore, such changes are also part of the invention.

本発明の説明に用いた第4図の係数予定値発生回路は、
Xβを直接ROMを用いて実行したが、この演算をx 
= lの近辺でテーラ−展開して、最29− 初の数項を用いた近似で実現する方法も本発明のうちで
ある。例えに、最初の2項を用いてXβをテーラ−展開
す°れば Xβ=1+βX            (131であ
るから、式(6)の演舞は次のように簡単化される。
The coefficient expected value generation circuit shown in FIG. 4 used to explain the present invention is as follows:
Xβ was executed directly using ROM, but this operation was
The present invention also includes a method in which Taylor expansion is performed in the vicinity of =l and approximation is performed using the first few terms. For example, if Xβ is Taylor-expanded using the first two terms, then Xβ=1+βX (131), so the expression (6) can be simplified as follows.

この@な式変形を行なった形式の係数発生器であっても
、本発明の第11点である伝送路ピッHk!りに強く、
高精度に量子化するという性質は保存される0 本発明に用いた第5図のレベル検出器は、量子化符号n
jを逆量子(tJ回路を用いて入力信号を再生してエネ
ルキー引算を行なったが、信号レベルが大きくなるにつ
れ量子化回路が過負荷になシ易く、また、信号レベルが
小さくなるにつれ桁落ちが起シ易くなることは、適応量
子化回路に於ても短時間的には発生しているため%量子
化符号nj30− を直ちに2乗し、低域フィルタに通す方法も可能である
。この場合、第5図の逆量子化回路22、乗算器23お
よび端子21が省略される。また、信号を2乗して低域
フィルタに通すかわりに、信号の絶対値を低域フィルタ
に通してエネルキー帽算をする方法も可能である。上記
の種々の変更に関しても、本発明の利点である伝送路ビ
ット誤りに強く、高精度に量子化するという性質は変わ
らない。
Even if the coefficient generator is of the type that undergoes this @ expression transformation, the transmission line pi Hk! which is the eleventh point of the present invention! resistant to
The property of highly accurate quantization is preserved.0 The level detector of FIG. 5 used in the present invention has a quantization code n
The energy key subtraction was performed by regenerating the input signal using a tJ circuit, but as the signal level increases, the quantization circuit tends to be overloaded, and as the signal level decreases, Since drop-offs tend to occur in a short time even in adaptive quantization circuits, it is also possible to immediately square the % quantization code nj30- and pass it through a low-pass filter. In this case, the inverse quantization circuit 22, multiplier 23, and terminal 21 in FIG. It is also possible to perform energy key calculation based on the above-mentioned changes.The advantages of the present invention, which are strong against transmission line bit errors and highly accurate quantization, remain the same.

なお、第3図に示した係数予定値発生回路5および6は
一方の計算値が選択回路8を介して除算器2に与えられ
ているとき、他方は使用されないため、時分割で1個の
係数予定値発生回路でも実現できる。このためには、レ
ベル検出器7の出力で△、1もしくは△8□を選択する
選択回jiiS(構造は選択回路8と同じ)を介して1
個の係数予定値発生回路の量子化幅基準値入力端子に加
えかつこの係数予定値発生回路出力を直ちに除算器2へ
伝えればよい。
Note that the coefficient expected value generation circuits 5 and 6 shown in FIG. It can also be realized by a coefficient expected value generation circuit. For this purpose, a selection circuit jiiS (the structure is the same as the selection circuit 8) which selects △, 1 or △8□ with the output of the level detector 7 is used.
It is sufficient to add the quantization width reference value input terminals of the coefficient predetermined value generation circuits to the quantization width reference value input terminals of the coefficient predetermined value generation circuits and immediately transmit the output of this coefficient predetermined value generation circuit to the divider 2.

上記説明は2つの量子化幅基準値△8□および△、2を
用いて説明したが、2つ以上の場合も同様に実現できる
The above explanation has been made using two quantization width reference values △8□ and △,2, but the case of two or more can be similarly realized.

次に本発明の適応逆量子化回路を第6図を参照して説明
する。第6図に示す適応逆量子化回路は、標本化時刻毎
に入力される量子化符号を逆量子化する逆量子化回路3
1と、逆量子化回路31の出力を被乗数とする乗算器3
6と、入力された量子化符号から出力信号レベルを推測
するレベル検出器34と、複数個の異なった量子化基準
値に対応して、複数個の乗数値を計算する係数予定値発
生回路32および33と、レベル検出器34の出力に応
じ、棒数個の係数予定値発生回路出力の一個を選択し、
次の標本時刻に乗算器360乗数端子へ出力する手段3
5とから構成されている。逆量子化回路31は第5図の
逆量子化回路22と同一構成を有している。第1の係数
予定値発生回路32および第2の係数予定値発生回路3
3は各々第3図の係数予定値発生回路5および6と同一
構成を有し、第4図の回路が利用できる。レベル検出器
34は第3図のレベル検出器7と同一で1L第5図に示
す回路が利用できる。選択回路35は第3図の選択回路
8と同一のものであシ、乗算器36は第5図の乗舞器2
3と同一のものである。
Next, the adaptive inverse quantization circuit of the present invention will be explained with reference to FIG. The adaptive dequantization circuit shown in FIG. 6 is a dequantization circuit 3 that dequantizes the quantization code input at each sampling time.
1 and a multiplier 3 whose multiplicand is the output of the inverse quantization circuit 31.
6, a level detector 34 that estimates the output signal level from the input quantization code, and a coefficient expected value generation circuit 32 that calculates a plurality of multiplier values corresponding to a plurality of different quantization reference values. and 33, and selects one of several coefficient predetermined value generation circuit outputs according to the output of the level detector 34,
Means 3 for outputting to the multiplier terminal of the multiplier 360 at the next sample time
It consists of 5. The inverse quantization circuit 31 has the same configuration as the inverse quantization circuit 22 shown in FIG. First coefficient expected value generation circuit 32 and second coefficient expected value generation circuit 3
3 have the same configuration as the coefficient predetermined value generation circuits 5 and 6 shown in FIG. 3, and the circuit shown in FIG. 4 can be used. The level detector 34 is the same as the level detector 7 shown in FIG. 3, and the circuit shown in 1L FIG. 5 can be used. The selection circuit 35 is the same as the selection circuit 8 in FIG. 3, and the multiplier 36 is the same as the selection circuit 8 in FIG.
It is the same as 3.

い1端子30に量子化符号n、が入力されると。When a quantization code n is input to the first terminal 30.

逆量子化回路31により、表現精度(ピット数)を高め
られた数個に変換し、この時刻における量子化幅△jを
乗じられる。第5図の説明よシ、量子化回路31の出力
は(ni+1/2)であったから、出力端子39には(
n j+1 / 2 )Δjが出力され、式(3)のX
、が出力されることになる。
The inverse quantization circuit 31 converts the pits into several with increased representation precision (pit count) and multiplies them by the quantization width Δj at this time. According to the explanation of FIG. 5, since the output of the quantization circuit 31 was (ni+1/2), the output terminal 39 was (
n j + 1 / 2 ) Δj is output, and X in equation (3)
, will be output.

一方、係数予定値発生回路32では、端子Aよ多入力さ
れた△4、端子Bよ多入力されたn5、端子Cに入力さ
れた△、1より、次の標本時刻で用いるべき量子化幅を (△/△ f・′・△ ・M(n、) 4    31       51       Jと
いう演舞によ)計算し、端子りよ多出力する。
On the other hand, in the coefficient expected value generation circuit 32, the quantization width to be used at the next sample time is determined from △4 input to terminal A, n5 input to terminal B, and △, 1 input to terminal C. (by the action △/△ f・′・△・M(n,) 4 31 51 J) and outputs more than one terminal.

同様に係数予定値発生回j833では端子Aよ多入力さ
れた△3、端子Bに入力されたn5、端子Cに入力され
た△、より、次の標本時刻で用いるべき量子化幅を 一3嘩− (△、/△5□)β・△82・M(・饅という演算によ
り計算し、端子りよ多出力する。
Similarly, at the coefficient scheduled value generation time j833, the quantization width to be used at the next sampling time is set to 13 from △3 input to terminal A, n5 input to terminal B, and △ input to terminal C. It is calculated by the calculation (△, /△5□)β・△82・M(・饅, and outputs more than the terminal.

また、レベル検出器34では、量子化符号nと量子化幅
△jよj) @  x jを再現してX、のエネルギー
を計嘗し、その結果が予め定められた値よシ大きいか小
さいかが判定され、その判定結果が選択回路35に与え
られる。選択回路35では、幅とする。この様な構成に
よる適応逆量子化回路が伝送路ピット誤如の影餐に強く
かつ高精度に逆量子化できることは前記本発明の詳細な
説明の部分に詳述している。々お、適応逆量子化回路に
おいても、適応量子化回路の構成において述べたように
、量子化回路31の非線形逆量子化回路への変更、係数
予定値発生回路32および33において、演算をテーラ
展開近似による簡易方式にする方法、レベル検出器34
の演算の簡素化などの変更が適用できる。
In addition, the level detector 34 measures the energy of X by reproducing the quantization code n and the quantization width △j (j) The determination result is provided to the selection circuit 35. The selection circuit 35 uses the width. It is explained in detail in the detailed description of the present invention that the adaptive inverse quantization circuit having such a configuration is resistant to the effects of pit errors in the transmission line and can perform inverse quantization with high accuracy. Furthermore, in the adaptive inverse quantization circuit, as described in the configuration of the adaptive quantization circuit, the quantization circuit 31 is changed to a nonlinear inverse quantization circuit, and the calculations are tailored in the coefficient predetermined value generation circuits 32 and 33. Simple method using expansion approximation, level detector 34
Changes such as simplification of calculations can be applied.

なお、第6図に示した係数予定値発生回路3234− および33は一方の計算値が選択回路35を介して乗算
器36へ与えられている時、他方の計算値は使用されな
いため、時分割で1個の係数予定値発生回路でも実現で
きる。このためにはレベル検出器34の出力により量子
化幅基準値△5.と△5□のうちのいずれか一方を選択
する選択回路を設け、この出力を直接乗算器36へ伝え
るようにすればよい。
Note that the coefficient expected value generation circuits 3234- and 33 shown in FIG. This can be realized with one coefficient predetermined value generation circuit. For this purpose, the quantization width reference value △5 is determined by the output of the level detector 34. It is sufficient to provide a selection circuit for selecting either one of and △5□, and transmit the output directly to the multiplier 36.

まだ、適応逆量子化回路も2つの量子化幅基準を用いた
が、2つ以上の量子化幅基準を用いる場合も同様に実現
できる。
Although the adaptive inverse quantization circuit also uses two quantization width standards, it can be similarly implemented using two or more quantization width standards.

また、適応量子化および逆量子化は、他の種々の帯域圧
縮方式と組合せ利用できるが、このような組合わせの利
用においても本発明の原理を用いるものは本発明の一部
である。この様な組合せの一例としては、予測器を用い
て次標本の標本値を予測し、入力信号と子側結果の差を
量子化して伝送する差分符号化があり、このような差分
符号化において本発明の原理を用いるものも本発明の一
部である。
Further, adaptive quantization and inverse quantization can be used in combination with various other band compression methods, and the use of the principles of the present invention even in the use of such a combination is part of the present invention. An example of such a combination is differential encoding, in which a predictor is used to predict the sample value of the next sample, and the difference between the input signal and the child result is quantized and transmitted. Those that use the principles of the invention are also part of the invention.

35− 化回路を信号処理用マイクロプロセッサのソフトウェア
として実現する場合も同様の効果が得られ、本発明の一
部である。
Similar effects can be obtained even when the 35- conversion circuit is implemented as software for a signal processing microprocessor, which is a part of the present invention.

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

第1図は従来の適応量子化および逆量子化方法の説明図
、第2図は本発明の適応量子化および適応逆量子化方法
の説明図、第3図は本発明の適応量子化器を示すブロッ
ク図、第4図は第3図の一部の詳細図、第5図は第3図
の一部の詳細図および第6図は本発明の適応逆量子化器
を示すブロック図である。 第3図において、2・・・・・・除算器、3・・・・・
・量子化回路、5,6・・・−・・係数予定値発生回路
、7・・・・・・レベル検出器、8・・・−・・選択回
路である。 第6図において、31・・・・・・逆量子化回路、32
および33・・・・・・係数発生回路、34・・・・・
・レベル検第 /[D △7..          /−OAム    、Δ
J箋 7図 △st     /−D         △52  
 Δム  乙j箋5 記 5 第41 禎5[fl 2 第ろ旧
FIG. 1 is an explanatory diagram of the conventional adaptive quantization and inverse quantization method, FIG. 2 is an explanatory diagram of the adaptive quantization and adaptive inverse quantization method of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the adaptive quantization and inverse quantization method of the present invention. FIG. 4 is a detailed diagram of a part of FIG. 3, FIG. 5 is a detailed diagram of a part of FIG. 3, and FIG. 6 is a block diagram of an adaptive inverse quantizer of the present invention. . In Fig. 3, 2...divider, 3...
- Quantization circuit, 5, 6...-- Coefficient predetermined value generation circuit, 7... Level detector, 8...-... Selection circuit. In FIG. 6, 31...inverse quantization circuit, 32
and 33...coefficient generation circuit, 34...
・Level test / [D △7. .. /-OAm, Δ
J note 7 figure △st /-D △52
Δmu Otsuj Note 5 Note 5 41st 5 [fl 2nd

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、量子化基準値と現在の標本時刻における量子化幅お
よび量子化符号を用いて適応的に次の標本時刻における
量子化幅を決定しこの量子化幅を用いて適応的に量子化
および逆量子化を行なう適応1゛子化および逆量子化方
法において、複数の量子化基準値を用いて次の標本時刻
における量子化幅の候補を複数個発生し、現在までに得
られた量子化符号から入力信号レベルを推定し、 前記入力信号レベルの推定値に応答l−て前記複数個の
量子化幅候補のうちの一つを選択し次の標本時刻での量
子化幅を決定するようにしたことを特徴とする適応量子
化および適応逆量子化方法。 2、量子化基準値と現在の標本時刻における量子化幅お
よび量子化符号を用いて適応的に次の標本時刻における
量子化幅を決定しこの量子化幅を用いて適応的に童子化
および逆量子化を行なう適応量子化および逆量子化方法
において、複数個の量子化基準値を準俯し、 現在までに得られた量子化符号から入力信号レベルを推
定し、 前記入力信号レベルの推定値に応答して前記複数個用意
した量子化基準値のうちの一個を選択し、 前記選択された量子化基準値と前記現在の標本時刻にお
ける1°量子化および量子化符号とから次の標本時刻に
おける量子化幅を決定するようにしたことを%徴とする
適応量子化および適応逆量子化方法。 38  標本化されディジタル化された入力信号を被除
数とする除算器と、 前記徐算器出力を量子化する量子化回路と、前記量子化
回路出力から入力信号レベルを推測するレベル検ill
器と、 複数個の異なった量子化基準値に対応して複数個の前記
除数値を計算する係数予定値発生回路と、 前記レベル検出器の出力に応じ前記複数個の係数予定値
発生回路出力の一個を選択し次の標本時刻に前記除算器
の除数端子に出力する手段とから構成されたことを特徴
とする適応量子化回路。 4 標本化されディジタル化された入力信号を被除数と
する除算器と、 前記徐算器出力をお子化する量子化回路と、前記量子化
回路出力から入力信号レベルを推測するレベル検出器と
、 予め定められた複数個の量子化基準予定値のうちから前
記レベル検出器の出力値に応じて1イβ1選択し、前記
量子化幅基準値とする手段とから構成されたことを特徴
とする適応量子化回路。 5、柳本化時刻狛に入力される量子化符号を逆量子化す
る逆量子化回路と、 前記逆量子化回路出力を被乗数とする乗算器と、 fnj記入力された量子化符号から出力信号レベルを推
測するレベル検出器と、 複数個の異なった量子化基準値に対応して複数個の前記
乗数値を計算する係数予定値発生回路と、 前記レベル検出器の出力に応じ前記複数個の係数予定値
発生回路出力の一個を選択し次の標本時刻に前記乗胸器
の乗数端子へ出力する手段とから構成されたことを特徴
とする適応逆量子化回路。 6、標本化時刻毎に入力される量子化符号を逆量子化す
る逆量子化回路と、 前記逆量子化回路出力を被乗数とする乗算器と、 前記入力された量子化符号より出力信号レベルを推測す
るレベル検出器と、 予め定められた複数個の量子化基準予定値のうちから前
記レベル検出器の出力値に応じて1個選択し前記量子化
幅基準値とする手段とから構成されたことを%徴とする
適応逆量子化回路。
[Claims] 1. Adaptively determines the quantization width at the next sampling time using the quantization reference value, the quantization width at the current sampling time, and the quantization code, and adapts using this quantization width. In adaptive unification and inverse quantization methods that perform quantization and inverse quantization, multiple quantization reference values are used to generate multiple candidates for the quantization width at the next sample time. Estimate the input signal level from the obtained quantization code, select one of the plurality of quantization width candidates in response to the estimated value of the input signal level, and perform quantization at the next sample time. An adaptive quantization and adaptive inverse quantization method characterized in that a width is determined. 2. Adaptively determine the quantization width at the next sample time using the quantization reference value, the quantization width at the current sample time, and the quantization code, and use this quantization width to adaptively perform dojiization and inversion. In adaptive quantization and inverse quantization methods that perform quantization, a plurality of quantization reference values are estimated, an input signal level is estimated from the quantization codes obtained so far, and an estimated value of the input signal level is calculated. in response to selecting one of the plurality of prepared quantization reference values, and calculating the next sample time from the selected quantization reference value and the 1° quantization and quantization code at the current sample time. Adaptive quantization and adaptive inverse quantization methods characterized by determining the quantization width in . 38 A divider whose dividend is a sampled and digitized input signal, a quantization circuit that quantizes the output of the divider, and a level detector that estimates the input signal level from the output of the quantization circuit.
a coefficient predetermined value generation circuit that calculates a plurality of said divisor values corresponding to a plurality of different quantization reference values; and an output of said plurality of said coefficient predetermined value generation circuits in accordance with the output of said level detector. 1. An adaptive quantization circuit comprising: means for selecting one of the following and outputting it to a divisor terminal of the divider at the next sampling time. 4. a divider whose dividend is a sampled and digitized input signal; a quantization circuit that digitizes the output of the divider; and a level detector that estimates the input signal level from the output of the quantization circuit; The quantization width reference value is selected from among a plurality of predetermined quantization reference values according to the output value of the level detector, and is set as the quantization width reference value. Adaptive quantization circuit. 5. A dequantization circuit that dequantizes the quantization code input to the Yanagimoto time conversion circuit; a multiplier that uses the output of the dequantization circuit as a multiplicand; and an output signal level from the quantization code input to fnj. a level detector for estimating the multiplier values; a coefficient expected value generation circuit for calculating the plurality of multiplier values in response to a plurality of different quantization reference values; 1. An adaptive inverse quantization circuit comprising means for selecting one of the outputs of the expected value generation circuit and outputting it to the multiplier terminal of the multiplier at the next sampling time. 6. An inverse quantization circuit that inversely quantizes the quantization code input at each sampling time; a multiplier that uses the output of the inverse quantization circuit as a multiplicand; and an output signal level based on the input quantization code. a level detector for estimating, and means for selecting one of a plurality of predetermined quantization reference values according to the output value of the level detector and setting it as the quantization width reference value. An adaptive inverse quantization circuit that takes this as a % characteristic.
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