JPS58161434A - 標本化周期の可変な符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 音声信号を符号化し、テンタル信号として伝送あるいは
記録内生する場合にテーク量をなるべく少なくするため
の手段としては、従来、信号振幅を対数圧縮したり、あ
るいは差分をとったり、もしくはデルタ変調をするなど
の諸方式が採用されてきていることは周知のとおりであ
るが、これらの従来法ではテーク量の減少を振幅方向に
求めていたために、量子化歪により再生信号の品質が劣
化したものになるという問題があった。

本出願人会社では、データ量の減少を大巾なものとする
場合に、ビットの減少を振幅方向に求めないで、それを
むしろ時間軸の方向に求め、標本値列から得られろ波形
と信号の原波形との相違の度合いが一定比以下となるよ
うに波形近似を行なって、大巾なデータ量の減少が期待
できるような音声信号の近似圧縮方式を提案（特開昭５
６−１５５９９８号公報か照）しており、ある程度の成
果を挙げ得たが、この既提案の方式では標本化周期が先
の標本値からの信号波形のずれに基づいて定められ、信
号の波形自体に基づいて定められるようにはなされてい
なかったために、信号における細かい波形の再生の点で
不充分であるという傾向が認められた。

本発明は、前記した既提案のものにおけろ欠点を解消さ
せ、より良好に信号の波形に応じて標本化され、従って
原信号波形に近い復原信号が得られるようにした標本化
周期の可変な符号化装置を提供することを目的としてな
されたものであり、以下、添付図面を参照して本発明の
標本化周期の可変な符号化装置の具体的な内容を詳細に
説明する。

第１図及び第７図はそれぞれ本発明の標本化周期の可変
な符号化装置の一例構成態様を含んで構成された記録再
生装置のブーツク図であり、第１図及び第７図において
、ＭＩＣはマイクロホン、Ｎ疋は紛変換器、ＣＣＴはマ
イクロコンピュータを含んで構成されている制御回路、
Ｍｌは第１の記憶装置（第１のメモリ、バラツユメモリ
）、Ｍ２は第２の記憶装置（第２のメモリ）、ｓｐはス
ピーカ、ＯＰは操作部、Ｂｒは記録釦、Ｂｐは再生釦、
Ｂ８は停止釦である。

また、第１図中のＬＰＦｒ　、ＬＰＦｐ及び第７図中の
ＬＰＦなどは低域濾波器であり、第１図中のＤＡＣ及び
第７図中のＤ　Ａ　Ｃ＋　＋　Ｄ　Ａ　Ｃ２などは毘変
換器、第１図中のσは補間回路、第７図中のＶＬＰＦは
可変通過帯域の低域浦波器、第７図中のＣＧはりμツク
パルスの発生器である。

第２図は、第１図に示す記録再生装置中に含まれている
信号の符号化装置によって交流信号が符号化された際に
、交流信号の時間軸上での変化の状態と対応してどのよ
うに標本化周期が可変となされるものかを図示説明する
ための波形図であって、この第２図においてＳａは符号
化の対象とされている交流信号であり、また、図中の０
−０線は交流軸線を示している。

第２図において、ｊ、＋　ｔ２＋　ｈ・・・は、交流信
号Ｓａが次々に交流軸線０−０を切る時間位置、すなわ
ち、交流信号Ｓａにおける次々のゼロ点の時間位置であ
り、また、ＴＩ２１　Ｔ０ｎ　１　Ｔ３４　　・・・な
どは、的起した交流信号５ａｉＣおける相次ぐゼロ点の
時間位置ｔ、１ｔ２・・・における相隣るものの時間々
隔（以下、ゼロ点間隔と記載されることもある）を示し
ている。

さて、交流信号Ｓａにおける次々のゼロ点間隔Ｔ５．。

Ｔ０ｎ　１　Ｔ３４　　・・・は、交流信号が一定の周
波数の場合には、その交流信号の周期の１／２と対応す
る一定の時間値を示すが、音声信号の場合には信号内容
と対応して第２図中のＴ１□＋　Ｔ０ｎ　＋　Ｔ３４・
・・のように時間値が変化しているものとなっている。

ところで、従来、アナログ信号を標本化量子化してテジ
タル信号とする際には、第２図中の交流軸線０−０線上
に示した一定の時間々隔Ｔｐを有するサンプリングパル
スＰｓＫよって交流信号Ｓａがサンプリングされている
ことは周知のとおりであって、従来法によると第２図中
の交流化′＠Ｓ＆を例とした場合でも明らかなように、
次々のゼ・・ρ点間隔において標本抽出される標本値の
個数は、ゼロ点間隔が長いところ程多くなっているが、
第１図に示す本発明の一実施態様の標本化周期の可変な
符号化装置では、交流信号における次々のゼロ点間隔の
長短に拘わらずに、各ゼロ点間隔においてそれぞれ略々
一定個数の標本が抽出された状態のものとして交流信号
が符号化されるようにし、データ量の減少が達成される
ようにしたのである。

すなわち、本発明の一実施態様の標本化周期の可変な符
号化装置では、交流信号Ｓａにおける次々のゼロ点間隔
について、それぞれのものを予め定められた数α（ただ
し、αは２以上の整数で予め定められた数）で等分した
ときにそれぞれ得られる時間値が、それぞれのゼロ点間
隔と対応する信号部分からの標本値を得るための標本化
周期となろようにして、データ量を減少させることので
きる交流信号のデジタル符号化装置が構成できるように
したのであるが、本発明の実施に当って、各ビ１点間隔
をα等分・するのＶこ、αを２とＪるのか、あるいは３
とするのか、もしくは４以上とするのかは再生信号に求
められる忠実度の程度、符号化装置のコストなどを勘案
して適当に定められるべきことはいうまでもない。

さて、第１図に示す実施例装置においては、デジタル符
号化の対象とされる交流信号における時間軸上で相次ぐ
上口点を検出し、また、時間軸上でのゼロ点間隔を計測
し、前記の計測されたゼロ点間隔をα等分（ただし、α
は２以上の整数で予め定められた数）した時間値を標本
周期としてそのゼロ点間隔と対応する信号部分から（α
−１）個の標本値が得られるようにするものであるから
、装置の構成は前記の各動作が良好に行なわれるもので
ありさえすれば、大部分の動作がアナログ信号処理によ
って行なわれろように構成されても、あるいは、略々全
動作がデジタル信号処理によって行なわれろように構成
されていてもよいが、装置の略々全動作がデジタル信号
処理によって行なわれるように構成された方が装置の構
成が簡単化できるので、第１図に示す記録再生装置中の
デジタル信号符号化装置部分は、それの動作の略々全動
作がデジタル信号処理によって行なわれるような構成例
のものとして示されている。

次に、第１図のブロック図を参照して第１図示の記録再
生装置の構成や動作などについて説明する。

第１図におけるマイクロホンＭＩＣは音波を電気信号（
音声信号）［変換して低域濾波器ＬＰＦ　ｒに与えろ。

第１図示の例では信号源がマイクロホンＭＩＣであると
なされているが、信号源が他の音声信号の発生器であっ
てもよいことは当然である。

前記した低域濾波器ＬＰＦｒは、以下の実施例の説明で
はそれの遮断周波数が４ＫＨｚであるとされている。

低域浦波器ＬＰＦ　ｒによって４ＫＨｚ以下の周波数帯
域となされた音声信号は、心変換器ＡＤＣ［よって所定
のピント数（以下の説明では８ビツト）のデジタル信号
に変換されろ。以下の説明において、矩変換器ＡＤＣは
、それの標本化周波数（サンプリング周波数）が８ＫＨ
ｚであるとされており、居食換器ＡＤＣでは、それに入
力された音声信号を、常に１／８０００秒の標本化周期
で標本化し、それぞれの標本の振幅値を量子化して、そ
れぞれ８ビツトのデジタル信号に変換する。

心変換器ＡＤＣから出力されたデジタル信号は、マイク
ロフンピユータを含んで構成されている制御回路ＣＣＴ
の制御の下に所定の信号処理が施こされろことによりデ
ータ量が減少されたデジタル信号となされろが、その信
号処理動作は第１図示の構成の装置では、制御回路ＣＣ
Ｔ、第１の記憶装置Ｍ、（第１のメモリＭ、）、第２の
記憶装置Ｍ２（第２のメモ１，１Ｍ２）などによって行
なわれる。以下の説明において、前記の第１のメモリＭ
、は２５６ノくイトのメモリであるとされ、また、第２
のメモリＭ２は６４にのバイトのメモリであるとされて
いる。

次に、第３図に示すフローチャートを、参照して、第１
図示の記録再生装置における操作部ＯＰの記録釦Ｂｒが
操作されることによって順次に行なわれる信号の符号化
について説明する。

操作部ＯＰの記録釦Ｂｒが操作されることによって、プ
ログラムがスタート（第３図中のＦはじめ」）すると、
ステップ（１）で制御回路ＣＣＴに設けられているゼロ
点間隔の計測のための８ビツトのカラ／りがリセットさ
れる。ステップ（２）で心変換器ＡＤＣからの次々の８
ビツト（１バイト）のデジタル信号を２５６バイトの第
１のメモリＭ１に記憶し、また、第１のメモＩＪＭ、Ｉ
Ｃ前記の１バイトのデジタル信号が記憶されろ度毎に、
ゼロ点間隔の計測のための８ビツトのカウンタを１づつ
カウントアツプする。

ステップ（３）で、第１のメモリＭ、に記憶した１バイ
トのデジタル信号が示すもとの交流信号の振幅値がゼロ
か否かを判定し、ゼロでないと判定された場合はステッ
プ（２）に戻り、また、ゼロと判定された場合はステッ
プ（４）に進む。

ステップ（４）では、ゼロ点間隔の計測のための８ヒツ
トのカウンタの計数値ＩＣよって示されているゼｐ間隔
をα個に等分（ただし、αは２以上の整数の内から予め
定められた数）させうるような（α−１）個の分割点に
それぞれ対応しているような数値を得る（例えば、ゼロ
点間隔を示す計数値がＡであったとしたときに、αが２
．αが３゜αが４の場合に、ステップ（４）で得る数値
はαが２ものとなる）。以下の説明では簡単のために、
αが２の場合を例にとって記載されている。

ステップク５）で、ゼロ点間隔の計測のための８ヒツト
のカラ／りの計数値の１／２と対応する第１のメモリＭ
Ｉの７トレス位置における第１のメモリＭｔの振幅値の
データを読み出し、その振幅値のデータと１．前記した
ゼロ点間隔の計測のための８ヒツトのカウンタの計数値
の１／２の数値とを組にして、６４にバイトの第２のメ
モリＭ２へ記憶する（前記した第１のメモリＭｌかも読
出した振幅値のデータと、ゼロ点間隔の時間値を示して
いるゼロ点間隔の計測のための８ビツトのカウンタの計
数値とを組にして、６４にハイドの第２のメモリＭ２へ
記憶するようにしてもよいが、第１のメモリＭ、から読
出した振幅値のデータと組にして用いられるべき前記の
カラ／りの計数値は、それが小さな数値である程、所要
ヒツト数が少なくて済むという利点があるから、以下の
説明では、第１のメモリＭＩから読出した振幅値のデー
タと組にして用いるべき数値が、ゼロ点間隔の計測のた
めの８ビツトのカウンタの計数値の１／２の数値の場合
について記載されている）。

ステップ（６）で、ゼロ点間隔の計測のための８ビツト
のカウンタをリセットして計数値なＯとし、また、第２
のメモｌ）Ｍ、に記憶されるデータ組の個数を計数する
ために設けられている１５ビツトのカウンタを、第２の
メモリＭ２に対して薪らたなデータ組が８１憶される度
毎に１づつカウントアツプしてステップ（７）に進む。

ステップ（７）では、第２のメモリＭ２がフルカウント
になったか否か、あるいは操作部ＯＰにお（する停止釦
Ｂ８が押されているか否かを判定し、第２のメモすＭ２
がフルカウントになった状態、また１停止釦Ｂ８が押さ
れている状態を検出したとき番ま）“ρグラムが終了し
、そうでなければステップ（２）に戻る。

上記した説明では、説明の簡単化のために、信号のゼロ
点の判別について単に第１のメモＩＪ　Ｍ、ｖｃ記憶し
た振幅値がＯか否かＩＣよって行なうとだ（す記載した
が、第１のメモリＭ１に順次に記憶される振幅値は、膿
変換器ＡＤＣにおける標本周期毎に得′　られた離散的
なものであるから、常に必らずしも交流信号の七〇点が
標本化されているとは限らず、第１のメモ！Ｊ　Ｍ、Ｉ
Ｆ順次に記憶されろ振幅値を示す情報においてそれの極
性が反転した場合にそれ力；交流のゼロ点を示すものと
するなどの判定手段力；用いられろ。

また、ステップ（３）で、もとの交流信号の振幅値がゼ
ロであるとの判定が行なわれた場合に、ステップ（４）
でゼロ点間隔の計測のための８ビツトのカウンタの計数
値から得る（α−１）個の数値の個数が２以上、すなわ
ち、αが３以上の場合には、ステップ（５）　ｖｃおい
て第１のメモリＭ、から読出されるべき振幅値のデータ
は、ゼロ点間隔の計測のための８ビツトのカウンタの計
数値によって示されている上口間隔をα個に等分させう
るような（α−１）個の分割点にそれぞれ対応している
ような数値の個々のものと対応する第１のメモリＭＩの
各γぎレス位置について順次に読出されるものであり、
前記のようにして読出されたそれらの振幅値のデータは
、それらの個別のもの毎にそれぞれゼロ点間隔と関連す
る数値へが組となされて第２のメモリＭ２ｖｃ記憶され
るよう′になされるのである。

これまでの説明から明らかなように、本発明の一実施例
の符号化装置では、交流信号におけるゼロ点間隔を予め
定められた数αで等分したときにそれぞれ得られる時間
値が、それぞれのゼロ点間隔と対応する信号部分からの
（α−１）個の標本値を得るための標本化周期（標本化
間隔）となるようにして、データ量を減少させることが
できるようにしたものであり、また、前記の（α−１）
個の標本値のそわぞれのものに対し、その標本値が得ら
れたゼロ点間隔の情報と関連する情報を加えて、標本値
とゼロ点間隔の情報とを組にしたものとし、それにより
復号化が容易に行なわれ得るようになされているのであ
る。

次に、慟第１図示のブロック図と、第４図示のフローチ
ャートとを用いて、復合化について説明する。まず、記
録再生装置における操作部ＯＰの肉生釦Ｂｐを操作して
第４図のフローチャートに示すプログラムがスタートす
ると、ステップ（ＩＰ）で第２のメモリＭ２へ記憶され
ろデータ組の個数を計数するために設けられている１５
ビツトのカウンタをリセットしてステップ（２Ｐ）に進
む。前記の１５ビツトのカウンタは第２のメモリＭ２か
ら１つのデータ組が一読出される度毎に１づつカウント
アツプする。

ステップ（２Ｐ）では、第２のメモリＭ２に記憶された
順序で、振幅値とゼロ点間隔に関連する情報（ゼロ点間
隔の計測のための８ピントのカウンタの計数値をα等分
して得た数値・・・既述した説明例では前記した８ヒツ
トのカウンタの計数値の１／２の数値）との組からなる
データ組を読出して■変換器ＤＡＣＫ与え、ステップ（
３Ｐ）でＤＡ変換器ＤＡＣでは、前記した振幅値をアナ
ログ量の振幅値ｔ１に変換すると共に、前記したゼロ点
間隔に関連する情報をアナログ量の電気量τｉに変換し
てそれらを補間回路σに与えろようにする。

第５図は補間回路σの１例構成及び関連部分の構成を示
すブロック図であって、この第５図においてＤＩＶは割
算器、ＩＮＴは積分器であり、また、ＤＡ変換器ＤＡＣ
において、Ｄ／Ａ　Ｉは第２のメモリＭ２から読出され
た振幅値を■変換してアナログ量の振幅値ｔ；を出力す
るＤＡ変換器、Ｄ／Ａ　２は第２のメモリから読出され
たゼロ点間隔に関連する情報をアナログ量の電気量ττ
に変換して出力する藻食換器である。

補間回路σは、それの割算器ＤＩＶ　Ｖｃ対してＤＡ変
換器ＤりＡ　Ｉの出力信号を嘗と藻食換器Ｄ／Ａ　２の
出力信号τ；とが与えられて、 （１）式のような演算を行なって、信号Ｘｉを出力する
。

割算器ＤＩＶからの出力信号Ｘｉは積分器ＩＮＴによっ
て積分されて信号Ｙｉとして出力される。

Ｙｉ＝ｆＸｉｄｔ・・・・（２） 補間回路ＣＰによる信号の補間は、補間の傾斜θが、第
６図のｌｒ／τｉに等しくなるようになされるのである
。そして補間の行なわれた信号は、折線近似によっても
との交流信号に近似した波形のものとなる。

第５図及び第６図を参照して説明した補間動作による信
号の補間を行なう時間、すなわち、ゼロ点間隔の時間を
α等分した時間を設けるために、ステップ（４Ｐ）では
ステップ（２Ｐ）、ステップ（３Ｐ）、ステップ（４Ｐ
）を、経過する時間が、前記したゼロ点間隔の時間なα
等分した時間と等しくなるようにプログラムプレイを作
る。そして、ステップ（４Ｐ）Ｉｃおけるプログラムプ
レイは次のように示さねろ。

（ゼロ点間隔をα等分したものの１つと対応するゼロ点
間隔の計測のための８ヒツトのカウンタの計数値）÷（
ＡＤ変換器肛における標本周期）−（テレイ時間）×（
（ゼロ点間隔をα等分したものの１つと対応するゼロ点
間隔の計測のための８ヒントのカウンタの計数値）−１
１−Ｎステップ（２Ｐ）とステップ（３Ｐ）の時間）＋
（ステップ（４Ｐ）中における固定した時間）・・・・
・・（３）ステップ（５Ｐ）で振幅値を符号反転して出
力し、ステップ（６Ｐ）では既述したステップ（４Ｐ）
の場合と同様にして、今度はステップ（５Ｐ）。

ステップ（６Ｐ）、ステップ（７Ｐ）の経過時間が前記
した（３）式と対応するような態様でプログラムアレイ
を作る。

ステップ（７Ｐ）では、第２のメモリＭ２から読出され
るデータ組の個数を計数する１５ビツトのカウンタがフ
ルカウントとなったが否か、あるいは停止釦Ｂ８が押さ
ねたか否かをみて、１５ヒツトのカウンタがフルカウン
トの場合あるいは停止釦Ｂｓが操作されている場合には
終了し、否であればステップ（２Ｐ）へ戻り、次のデ゛
−タ組な読出す。

第１図示の記録内生装置において、紛変換器ＡＤＣＫお
けろ標本周期が既述の例のようにｌ／８０００の場合に
例えば、ゼロ点間隔の平均が計数値４であったとすると
、ゼロ点間隔の平均は０．５ｍｓとなるから、振幅値と
、ゼロ点間隔に関連する情報とについてそれぞれ１バイ
トを割当てて記憶を行なうようにした場合には、第２の
メモリＭ２として６４にバイトのメモリＭ２を用いれば
約１６秒間分の音声信号が記憶され、再生されろことに
なる。なお、第１図示の装置において、補間回路σから
の出力信号は、低域ｌ１Ｉｌ波器ＬＰＦｐを通してスピ
ーカＳＰに与えられて再生音が得られる。

次に、第７図に示すブーツク図を参照して本発明の標本
化周期の可変な符号化装置の他の実施態様について説明
する。第７図の記録再生装置に含まれている符号化装置
は、符号化の対象とされる信号を一定の時間長毎の信号
（ｌフレームの信号）とし、そのｌフレームの信号毎に
標本化周期（標本化間隔Ｔｃ　）を設定するものである
。

第８図は、符号化前の信号Ｓ＆の波形側図であって、第
８図中の０−０６は参考のために示した交流軸線である
。第８図中に示す波形図において、Ｔｆは信号Ｓａを時
間軸上で一定の時間長毎に区切った信号部分の時間長Ｔ
ｆであり、前記した時間長Ｔｆづつの各信号部分は、そ
れぞれ１フレームの信号と称せらハるものである。

信号Ｓａにおいて、予め定められた時間長Ｔｆを有する
各１フレームの信号は、時間長Ｔｆ内において交流軸線
０−０線に対して複数回交叉している状態、すなわち、
時間長Ｔｆ内に複数個のゼロ点を有しているものとなっ
ているが、各１フレームの信号におけるゼロ点の個数は
、各１フレーム中の信号の周波数成分がどうであるのか
に従って異なっており、例えば、第８図に示す波形Ｓａ
について説明すると、時刻１．からｔ２までの１フレー
ムの信号ではギロ点が８個であり、時刻ｔ２がらｔ、ま
での１フレームの信号ではゼロ点が４個であり、以下、
時間軸上で相次ぐ次々の１フレームの信号について、ゼ
μ点の個数が６個、３個、４個となっている。

第７図に示す符号化装置では、前記のようｖｃ＠号Ｓａ
Ｋおける予め定められた一定の時間長Ｔｆの信号部分、
すなわち、各１フレームの信号毎に、ｌフレームの信号
中に存在するゼロ点の個数と関連する数で時間長が等分
されるような標本化周期Ｔｃにより、そのｌフレームの
信号についての標本値列が得られるような符号化を行な
って、データ量の減少の達成を図かっているのであり、
この点について前記した第８図示の信号Ｓａを例にとっ
て説明すると次のとおりである。

すなわち、第８図示の信号Ｓａのように、時間軸上で相
次ぐ１フレームの信号のゼロ点の個数が既述のように、
８個、４個、６個、３個、４個である場合には、例えば
ゼロ点の個数が８個である１フレームの信号については
、時間長Ｔｆが（８ＸＫ）等分されるような標本化周期
で、その１・）フレームの信号からの標本値列が得られ
るように、また、例えば、ゼロ点の個数が４個の１フレ
ームの信号については、時間長Ｔｆが（４ＸＫ）等分さ
れるような標本化周期で、そのｌフレームの信号がらの
標本値列が得られるように、以下同様に、ゼロ点の個数
が６個あるいは３個であるような各１フレームの信号に
ついては、時間長Ｔｆが（６ＸＫ　）等分あるいは（３
ＸＫ）等分されるような標本化周期で、各１フレームの
信号からの標本値列が得られるようにするのであり、一
般に、１フレームの信号中のゼロ点の個数が２個の場合
には、そのｌフレームの信号については、時間長Ｔｆが
（ＺＸＫ）等分されろような標本化周期で、標本値列が
得られるようにされるのであり、前述のような符号化手
段を用いれば、データ量を減少させた状態での記録内生
動作が容易に実現できるのである。

前記のような符号化手段によって得られるデータ、すな
わち、予め定められた時間長Ｔｆを有する各１フレーム
の信号からの標本値列が、１フレームの信号中における
ゼロ点の個数２と特定な関係を有する数（ＺＸＫ　）に
よって、時間長Ｔｆを等分して得た標本化周期により標
本抽出が行なわれることによって得られるデータは、そ
のデータと、標本化周期Ｔｃ、１フレームの信号におけ
る標本値の個数Ｎ、フレームの番号などの情報とを組に
して伝送あるいは記録に用いられる。

また、前記したところから明らかなように、各１フレー
ムの信りと対応して得られた標本値は、各１フレームの
信号毎に、それぞれ個別に一定の標本化周期を有してい
るものであるから、各１フレームの信号の時間長Ｔｆ毎
に、再生系で使用されている低域濾波器の通過帯域を、
標本化周期と対応させて可変制御することにより、再生
信号中に歪が生じないようにすることも容易にでき乙の
である。

次に、第７図の記録再生装置の構成や動作などについて
説明する。第７図に示すマイクロボンＭＩＣは音波を電
気信号（音声信号’）［変換して低域浦波器ＬＰＦに与
える。第７図示の記録再生装置では、信号源としてマイ
クロホンＭＩＣが用いられているが、信号源が他の形態
の音声信号の発生器、あるいは他の信号の発生器であっ
てもよい。

低域濾波器ＬＰＦは、以下の実施例の説明では、それの
遮断周波数が３ＫＨｚであるとされている。

低域浦波器ＬＰＦによって３ＫＨｚ以下の周波数帯域の
信号になされた音声信号は、虐変換器ＡＤＣによって所
要のビット数（以下の説明では８ヒツト）のデジタル信
号となされて、マイクｑコンピュータを含んで構成され
ている制御回路ＣＣＴへ与えられるが、前記した心変換
器ＡＤＣは、クロックパルスの発生器ＣＧからの８ＫＨ
ｚの繰返し周波数のパルスによって却変換を行なってい
る。

心変換器ＡＤＣから出力されたデジタル信号は、人力さ
れた音声信号が常に一定の標本化周期（説明例において
は１／８０００秒）で標本化され、それが量子化された
８ヒツトのデジタル信号であり、それは制御回路ＣＣＴ
の制御の下に第１の記憶装置ＭＩ（第１のメモリＭ、、
　するいはバッファメモリＭｌ）へ順次に記憶される。

前記したバッファメモリＭ１は以下の説明例では５１２
バイトの記憶容量を有しているものとされており、それ
は記憶容量の半分づつの２つの部分に分けられて、その
２つの部分が交互［７’−夕の書込みとデータの読出し
に使用される。

さて、記録自生装置の記録動作は、操作部ＯＰにおけろ
記録釦Ｂ「が操作されることによって、第９図に示す）
ρ−チャートに示すようなプログラムに従って行なわれ
るのであり、操作部ＯＰにおける記録釦Ｂｒが操作され
ろと、プログラムがスタート（第９図中のＦはじめ」）
すると、ステップ（１すで制御回路ＣＣＴ　ｆ−設けら
れている９ビツトの標本カウンタ、８ビツトのゼロ点カ
ウンタ、１６ビツトのフレームカウンタなとがリセット
、される。

記録釦Ｂｒが操作される以前、すなわち、第９図示の）
ｐ−チャートにおける「はじめ」の前においても、記録
内生装置の制御回路ＣＣＴは、クロックパルスの発生器
ＣＧからのパルスを受けろことにより、ステップ（１０
ｒ　）の割込み動作を行なっていて、心変換器ＡＤＣか
らのデジタル信号出力をノ；ソフ了メモリＭ１に１１１
次に記憶させ、また９ヒツトの標本カウンタをカウント
アツプしている。

また、ｃはじめ」の以前において、９ビツトの標本カウ
ンタは、それがフルカウントに達する度毎にリセットな
繰返えすようになされている。

ステップ（２ｒ）でバッファメモリＭ、から記憶されて
いた標本値を読出すと共に、９ヒントの標本カウンタを
１だけカウントアツプする。

ステップ（３ｒ）では、前記のステップ（２ｒ）で読出
した標本値の符号が、その直前の標本値の符号と同一か
どうかをみて、符号の変化がなかった時はゼロ点ではな
いとしてステップ（２ｒ）へ戻り、また、符号の変化が
あった時にはステップ（２ｒ）で読出した標本値がゼロ
点であるとしてステップ（４ｒ）に進みステップ（４「
）では８ヒントのゼロ点カウ／りを１だけカウントアツ
プする。

ステップ（５ｒ）で、バッファメモリＭ、から順次に読
出した標本値の個数が２５６（または５１２）［達した
かどうかを９ビツトの標本カウンタの計数値で調べて、
バク７丁メモリＭ１から読出した標本値の個数が２５６
　Ｋ達したら（つまり、スヂップ（２ｒ）〜（４ｒ）を
２５６回繰返したら）、ステップ（６ｒ）に進み、また
、バッファメモリＭ１から読出した標本値の個数が２５
６　Ｋ達していなかったら、ステップ（２ｒ）に戻る。

ここで、前記のようにバッファメモリＭ、から読出され
た標本値の個数２５６は、第８図に示す信号Ｓａの時間
長Ｔｆの１フレームの信号について、居食換器ＡＤＣが
一定の標本化周期（１／８０００秒）で標本抽出を行な
って得た標本値の個数であって、その個数２５６はｌフ
レームの信号の時間長Ｔｆと対応しているものである。

ステップ（６ｒ）で、８ビツトのゼロ点カウンタの計数
値Ｚｃと、予め定められた数にと、ｌフレームの信号の
時間長Ｔｆを表わす数２５６とを用いて、そのｌフレー
ムの信号におけろ標本値列を得るのに必要とされる標本
化周期Ｔｃを計算すると共に、標本数Ｎを計算する。

標本化周期Ｔｃ　＝　２５６／２ｃｍにバッファメモＩ
ＪＭ、として、既述のように記憶容量が５１２バイトの
ものを、記憶容量が１／２の２部分に分けて、前記の２
部分を書込みと読出しとに順次交互に用いて、１フレー
ムの信号の時間長が３２ミリ秒で、１フレーム中に２５
６の標本がある信号の記憶と読出しが行なわれているも
のとし、今、例えば既述した数Ｋを２に定めた場合に１
フレームの信号中のゼロ点の個数Ｚｃが３２であったと
すると、標本化周期Ｔｃは、 Ｔｃ　＝　２５６／３２Ｘ２＝４ すなわち、４／８０００　＝　０．５　（ミリ秒）とな
る。

上記の例の場合に、標本数Ｎは６４となり、２５６の標
本からなり、時間長が３２ミリ秒の１フレームの信号は
標本数Ｎが６４個のものとなされろ。この標本数が６４
の１フレームの信号は、再生系に設けられる低域濾波器
としてそれの遮断周波数が１敗以下、例えば７５０）（
ｚ　のものが用いられるならば自生信号中には歪が生じ
ない。

また、信号全体におけるゼロ点間隔Ｚｃの平均が３２で
あったとすれば、 標本数Ｎ　＝　２５６／Ｔｃ 次いで、ステップ（７ｒ）では、バッファメモリＭ１か
ら、前記した標本化周期Ｔｃが適用されて標本値列が取
り出さｈろべき１フレームの信号について、前記した標
本化周期Ｔｃ毎の標本値を順次に読出すために、９ビツ
トの標本カウンタ（アドレスカウンタ）のＴｃおぎの計
数値をアドレス信号としてバッフアメ七りＭｌから順次
１ｃＮ個の標本値を読出し、また、１６ヒツトのフレー
ムカウンタの計数値ＦｃＯフレーム番号と標本数Ｎ、標
本化周期Ｔｃと、前記したＮ個の標本値とを組にしたデ
ータを・作り、それを第２の配憶装置Ｍ２（第２のメモ
！ＪＭ、）に記憶させてステップ（８ｒ）　ＶＣ進む。

ステップ（８ｒ）では、１６ビツトのフレームカウンタ
を１だけカウントアツプする。

ステップ（９ｒ）では、　１６ヒノトのフレームカウン
タがフルカウントになっているか、あるいは停止釦Ｂｓ
が操作されているかをみて、フレームカウンタがフルカ
ウントになっていたり、あるいは停止釦ＢＳが操作され
ている状態であればおわりとなり、そうでなければステ
ップ（２ｒ）に戻って、上記の各ステップを繰返えす。

フレーム力つ／夕のカウント数Ｆｃに対応して２バイト
、標本数Ｎに対応して１バイト、標本化周期Ｔｃと対応
して１バイト、６４バイトの標本値列とによって、１７
１７〜ムの信号に対して６８バイトの記憶容量の第２の
メモリＭ２が必要とされるから、今、第２のメモリＭ２
として６４にバイトのメモリを使用すれば、第２のメモ
リＭ２には９６３フレーム、すなわち、約３０秒強の信
号が記憶されることになる。

これまでの説明より明らかなように、第２のメモりＭ２
には各１フレームの信号について、標本化周期芯のデー
タと、標本値列と、標本数Ｎのデータと、フレーム番号
Ｆｃ　（フレームカウンタの計数値Ｆｃ　）などが組と
なったデジタル信号が記憶されろが、これは第１のメモ
リＭ、（バッファメモリＭ１）に記憶されていたもとの
デジタル信号に比べて大巾にデータ量が減少されている
ものとなっているのであり、記録時に行なわれた前述の
ような符号化によりデータ量が減少され、小容量のメモ
リによって、長時間の音声信号の記録再生を可能とする
。

次に、前記のようにして第２のメモリＭ２に記憶された
信号を読出して、音声信号が再生される場合について、
第１０図に示すフローチャートをも参照して説明する。

記録再生装置におけろ操作部ＯＰの再生釦Ｂｐが操作さ
ねて、第１０図示のブーグラムがスタート（第１０図の
「はじめ」）シ、まずステップ（ｌｒｐ　）でフレーム
カウンタ、標本カウンタがリセットされ、ステップ（２
ｒｐ　）で第２のメモリＭ２から１フレームの信号内の
標本数Ｎと標本化周期Ｔｃのデータとを読出し、次に、
ステップ（３ｒｐ　）では第２のメモＩＪ　Ｍ２から標
本値が記憶された順に１一つづつ読出されてＤＡ変換器
ＤＡＣ，へ与えられ、また、標本化周期Ｔｃのデータが
ＤＡ変換器ＤＡＣ２へ与えられろ。

ステップ（４ｒｐ　）では、ステップ（２ｒｐ　）〜（
５ｒｐ　）の−巡の所要時間が、標本化周期Ｔｃの示す
時間長と一致するように時間待ちを行なう。

１／８０００　＝　（Ｔｃ−１）　（プルグラムループ
時間）＋（ステップ（２ｒｐ　）　、ステップ（３ｒｐ
　）　、ステップ（５ｒｐ　）及びステップ（４ｒｐ　
）の固定部分１の時間、 ステップ（５ｒｐ　）では、Ｎ個の標本値の読−しか終
了したか否かを判定し、未だに終了してぃなかったなら
ばステップ（２ｒｐ　）へ戻り、終了していればステッ
プ（６ｒＰ　）へ進む。

ステップ（６ｒｐ　）ではフレームカウンタがフルカウ
ントになったか、あるいは停止釦Ｂｓが操作されたかを
みて、フレ一台カウンタがフルカウントになっていたり
、あるいは停止釦Ｂｓが操作された状態であればおわり
、否であればステップ（２ｒｐ）へ戻る。

前記したステップ（４ｒｐ　）における藻食換器１）Ａ
Ｃ，、ＤＡＣ２へのデジタルデータの供給によって、Ｄ
Ａ変換器ＤＡＣ，からは１フレームの信号内における次
々の標本値と対応するアナログ信号が可変通過帯域型の
低域浦波器ＶＬＰＦへ入力信号として供給され、また、
■変換器ＤＡＣ２からは１フレームの信号における標本
値の標本化周期Ｔｃと対応するアナログ信号が可変通過
帯域型の低域浦波器■、ＰＦへそれの制御信号として与
えられる。

第１１図は、藻食換器ＤＡＣ，，ＤＡＣ２０部分と可変
通過帯域型の低域浦波器■ＬＯＦの構成例とをｉすプル
ツク回路図であって、可変通過帯域型の低域濾波器ＶＬ
ＰＦは、それの遮断周波数の可変範囲における高い方の
遮断周波数が抵抗Ｒ，、Ｒ，とコンデンサＣｌ１Ｃ２ｖ
ｃよって定められ、また、遮断周波数の可変範囲におけ
る低い方の遮断周波数は、抵抗Ｒ６，Ｒ，トコンデンサ
Ｃ，，Ｃ２とによって決めらね、さらに、前記した遮断
周波数の可変範囲の中間の周波数値は、ＤＡ変換５ＤＡ
Ｃ２に入力される標本化周期Ｔｃのデータ入力によって
切換えられるアナログスイッチＡＳＷと、それぞれ直列
に接続されている可変抵抗器Ｒ２，Ｒ３を可変して、標
本化周期Ｔｃのデータと対応してそれぞれ所定の周波数
値となるように調整されろ。

標本化周期Ｔｃと、標本化周期Ｔｃに対応する標本化周
波数ｆｓと、低域濾波器の遮断周波数ｆｃとの対応関係
の一例を次の第１表に示す。

第１１図に示されている可変通過帯域型の低域濾波器Ｖ
ＬＰＦは、ＤＡ変換器ＤＡＣ２に与えらハた標本化周期
Ｔｃのデータの値によって、アナジグスイッチＡＳＷで
選択された抵抗により増幅器Ａ、の利得が変わり、それ
に従ってフォトカブラｐｃ、、ｐｃ、におけるフォトダ
イオードＰｄ　、Ｐｄの発光量が変化することによる感
光抵抗体（例えばＣｄＳ　）　ＶＲ，■の抵抗値の変化
によって遮断周波数が変わり、通過帯域が可変制御され
るのである。なお、第１１図中において、Ｒ，−、Ｒ，
、Ｒ，〜Ｒ６は抵抗、Ｒ２１Ｒ３は可変抵抗器、Ａｌ　
＋　Ａ２は増幅器、Ｃ，、Ｃ２はコンデンサ、ｐｃ、　
。

ＰＯ２はフォトカプラである。

第７図示のプρツク図及び第９図示のフローチャートを
参照して説明した標本化周期の可変な符号化装置では、
予め定められた時間長Ｔｆの信号部分（ｌフレームの信
号）毎の標本化周期↑９が、各１フレームの信号中のゼ
ロ点の個数Ｚｃと、予め定められた数にとの積の数値で
時間長Ｔｆを除して得られる数が、ｌフレームの信号の
時間長Ｔｆの等分数となされるような標本周期Ｔｃが設
定されるようになされていたが、１フレ一ム信号毎の標
本化周期Ｔｃを設定するのに、次のように信号のスペク
トル分析を行なった結果に基づいて行なった方が、より
一層忠実度の高い符号化ができる。

すなわち、心変換器肛から制御回路ＣＣＴの制御の下ニ
ハノファメモリＭ、に記憶された１フレームの信号につ
いて、スペクトルの計算を行ない、その計算結果から、
その１フレームの信号におけるあるしきい値レヘル（例
えば最高の信号レベルの１／６４の信号レール）以上の
信号中の最高の周波数値を求め、その最高の周波数値の
略々２倍の数値の逆数を計算して、その計算値をその１
フレームの信号に対する新たな標本化周期Ｔｃとし、そ
の標本化周期ＴｃＬよってバッファメモリＭ８から、そ
のｌフレーム信号と対応する標本値列を得るよゼロ点の
個数などと関連して標本化周期を設定するのに比べて、
より一層忠実度の高い再生信号が得られろのである。な
お、この場合においても、前記のようにして求めた新た
な標本化周期ＴｃによってバッファメモリＭ、から選択
的に読出した標本値列と、標本化周期Ｔｃに関連するデ
ータとを組にしたデータが伝送または記録再生のために
用いられろものであることはいうまでもない。

以上の説明においては、本発明の標本化周期の可変な符
号化装置が、記録再生装置中に使用されている場合のも
のであったが、本発明装置はデジタル信号の伝送系にお
ける符号化装置として用いられてもよいことは当然であ
る。

以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の標本化周期の可変な符号化装置では、信号の時間軸
上における変化の状態を検出した結果に基づいて、標本
化周期を新たに設定してデ゛−タ量が減少されたデジタ
ル信号を得て、それと新たに設定された標本化周期を示
すデータとを組にして用いるようにするものであるから
、符号化された信号はデータ量が大巾に減少されたもの
となされ、また、復号化も容易であって、本発明装置に
よれば従来例の諸欠点がすべて良好に解消できることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第７図は本発明の標本化周期の可変な符号化
装置を含んで構成された記録内生装置の各なる構成態様
のブロック図、第２図及び第８図は説明用の波形側図、
第３図、第４図、第９図及び第１０図はフローチャート
、第５図は補間回路の一例構成のブロック図、第６図は
特性側図、第１１図は可変通過帯域型の低域濾波器の一
例構成を示すブロック回路図である。 ＭＩＣ・、−フイク１ホン、ＬＰＦ　、ＬＰＦｒ　、Ｌ
ＰＦｐ　＝・低域濾波器：、ＡＤＣ・・・心変換器、Ｃ
Ｇ・・・りｐツクパルス発生器、ＣＣＴ・・・マイクロ
コンピュータを含んで構成された制御回路、ＯＰ・・・
操作部、ＤＡＣ，ＤＡＣ，、ＤＡＣ２・・・ＤＡ変換器
、Ｍｌ・・・第１の記憶装置（第１のメモリ、バッファ
メモリ）、Ｍ２．・・第２の記憶装置（第２のメモリ）
、ＶＬＰＦ・・・可変通過帯域型の低域濾波器、０・・
補間回路、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、信号を所定の標本化周期で標本化し量子化する手段
   と、前記の手段によって量子化されたデジタル信号を記
   憶する手段と、前記の信号における時間軸上の変化の状
   態を検出する手段と、前記の検出手段から得た検出結果
   に基づいて前記の所定の標本化周期よりも長い新たな標
   本化周期を設定する手段と、前記の新たな標本化周期を
   用いて前記した記憶手段に記憶されているデジタル信号
   を選択的に読出すと共に、前記の選択的に読出したテン
   タル信号と、前記の新たな標本化周期を示すテークとを
   組にしたデータを得る手段とからなる標本化周期の可変
   な符号化装置 ２、信号を所定の標本化周期で標本化し量子化する手段
   と、前記の手段によって量子化されたテンタル信号を配
   録する第１の記憶手段と、前記の信号における時間軸上
   の変化の状態を検出する手段と、前記の検出手段から得
   た検出結果に基づいて前記の所定の標本化周期よりも長
   い新たな標本化周期を用いて前記した！ａｌの記憶手段
   に記憶されているテンタル信号を選択的に読出すと共に
   、前記の選択的に読出したテンタル信号と、前記の新た
   な標本化周期を示すテークとを組にしたデータを得る手
   段と、前記の組のデータを記録する第２の記憶手段とか
   らなる標本化周期の可変な符号化装置