JPS5830780B2 - Multi-channel Shingoshiyorihoushiki - Google Patents

Multi-channel Shingoshiyorihoushiki

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JPS5830780B2
JPS5830780B2 JP49107494A JP10749474A JPS5830780B2 JP S5830780 B2 JPS5830780 B2 JP S5830780B2 JP 49107494 A JP49107494 A JP 49107494A JP 10749474 A JP10749474 A JP 10749474A JP S5830780 B2 JPS5830780 B2 JP S5830780B2
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JP
Japan
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channel
signal
sample
predicted value
value
Prior art date
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Expired
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JP49107494A
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Japanese (ja)
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JPS5133903A (en
Inventor
宏壮 佐伯
宏司 松島
英一 坪香
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Stereo-Broadcasting Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマルチチャンネル信号処理方式に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a multichannel signal processing system.

現在、各種の音声伝送方式が用いられているが、その中
でもPCM、、!(PCM、JMなどのディジタル変調
方式は、伝送路のS/Nなどの妨害により伝送信号に若
干の影響を受けたとしても、音声信号の劣化がほとんど
ないという大きな利点がある。
Currently, various audio transmission methods are used, among which PCM...! (Digital modulation methods such as PCM and JM have the great advantage that there is almost no deterioration of the audio signal even if the transmitted signal is slightly affected by interference such as S/N of the transmission path.

これらの方式のうち、連続性のある信号の伝送にはJP
CMが用いられている。
Among these methods, JP is used for continuous signal transmission.
CM is used.

第1図はJPCM方式の説明のための信号波形図である
FIG. 1 is a signal waveform diagram for explaining the JPCM method.

すなわち、1は入力信号、2〜6は入力信号1を一定周
期でサンプリングしてサンプル値をつくるサンプル点で
ある。
That is, 1 is an input signal, and 2 to 6 are sample points at which sample values are created by sampling the input signal 1 at a constant period.

このサンプル値を各々前後に関連なしに量子化、符号化
をするのが一般のPCM処理方式であるが、APCMで
は、サンプリングを行う場合、1サンプル前のサンプル
値と比較を行い、その差を量子化、符号化して信号伝送
を行うものである。
A general PCM processing method quantizes and encodes each sample value without any relationship between the two before and after, but in APCM, when sampling, it is compared with the sample value one sample before, and the difference is calculated. It performs signal transmission by quantizing and encoding.

たとえば、サンプル点4の時にそのサンプル値をそのま
ま伝送せずに1サンプル前つまりサンプル点3のサンプ
ル値を引いた値を量子化、符号化して信号伝送するもの
である。
For example, at sample point 4, the sample value is not transmitted as is, but the value obtained by subtracting the sample value one sample before, that is, sample point 3, is quantized and encoded, and then the signal is transmitted.

この方式には、1サンプル前のサンプル値だけでなく、
2サンプル前、3サンプル前のサンプル値より伝送すべ
きサンプル値との比較をする電圧を発生させる方法もあ
る。
This method uses not only the sample value of the previous sample, but also
There is also a method of generating a voltage for comparing sample values to be transmitted from sample values two or three samples ago.

この比較に用いる電圧を予測値と呼んでいる。The voltage used for this comparison is called a predicted value.

第2図はJPCM方式のブロック図で、7は入力端子、
8は帯域制限用フィルタ、9は減算器で、入力信号と予
測値の差を出力するものである。
Figure 2 is a block diagram of the JPCM system, where 7 is an input terminal;
8 is a band-limiting filter, and 9 is a subtracter, which outputs the difference between the input signal and the predicted value.

10は量子化器で、減算器9の出力をサンプリング周波
数でサンプルし量子化するものである。
A quantizer 10 samples and quantizes the output of the subtracter 9 at a sampling frequency.

11はA/D変換器で、量子化器10の出力をディジタ
ル量に変換する。
11 is an A/D converter that converts the output of the quantizer 10 into a digital quantity.

12は出力端子である。12 is an output terminal.

13は加算器で、量子化器10の出力と予測値とを加算
し、1サンプル前の入力信号に等しい値を出力する。
13 is an adder that adds the output of the quantizer 10 and the predicted value, and outputs a value equal to the input signal one sample before.

14は予測器で、加算器13の出力つまり1サンプル前
の入力信号に等しい値を入力として次のサンプル時の予
測値を出力するものである。
Reference numeral 14 denotes a predictor which inputs the output of the adder 13, that is, a value equal to the input signal of one sample before, and outputs a predicted value for the next sample.

しかしながら、マルチチャンネルの信号伝送においては
、各チャンネルの信号間にかなりの相似性があるため、
各チャンネルをそのまま伝送するのは、高い周波数、レ
ベルの変化のはげしい信号を考えた場合、予測値を構成
する面でむだがあり、高品質の音声を伝送しようとすれ
ば、量子化ビット数を増やさなければならないという欠
点が出てくる。
However, in multi-channel signal transmission, there is considerable similarity between the signals of each channel, so
Transmitting each channel as is is wasteful in terms of constructing predicted values when considering signals with high frequencies and rapid level changes. The drawback is that you have to increase it.

したがって、この発明の目的は、量子化ビット数を減少
することができる相似性マルチチャンネル信号処理方式
を提供することである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a similarity multi-channel signal processing scheme that can reduce the number of quantization bits.

第3図は、この発明のマルチチャンネル信号処理方式の
一実施例を説明するための4チヤンネルの音声信号波形
図である。
FIG. 3 is a four-channel audio signal waveform diagram for explaining an embodiment of the multi-channel signal processing method of the present invention.

すなわち、15は左前面チャンネルの音声信号、16は
左後面チャンネルの音声信号、17は右後面チャンネル
の音声信号、18は右前面チャンネルの音声信号である
That is, 15 is an audio signal of the left front channel, 16 is an audio signal of the left rear channel, 17 is an audio signal of the right rear channel, and 18 is an audio signal of the right front channel.

19〜22は信号15のサンプル点、23〜26は信号
16のサンプル点、27〜29は信号17のサンプル点
、30〜32は信号18のサンプル点である。
19 to 22 are sample points of the signal 15, 23 to 26 are sample points of the signal 16, 27 to 29 are sample points of the signal 17, and 30 to 32 are sample points of the signal 18.

信号15.16,17.18のサンプル周期は1γ4周
期づつずらしである。
The sampling periods of signals 15.16 and 17.18 are shifted by 1γ4 periods.

この発明では、予測値を作る場合、そのチャンネルだけ
でなく他のチャンネルのサンプル値も考慮して予測値を
作るものである。
In this invention, when creating a predicted value, the predicted value is created by considering not only the sample values of that channel but also the sample values of other channels.

例えば、信号15のサンプル点20における予測値は、
サンプル点19のサンフル値だけでなく、サンプル点2
3,2γ。
For example, the predicted value at sample point 20 of signal 15 is:
Not only the sample value of sample point 19 but also sample point 2
3,2γ.

30の4サンプル値を考慮して作成される。It is created considering 30 4 sample values.

第4図はそのような4チヤンネル音声信号処理方式のブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of such a four-channel audio signal processing system.

すなわち、33〜36はそれぞれ左前面、左後面、右後
面、右前面チャンネルの入力端子、37〜40は各チャ
ンネルの帯域制限用フィルタ、41〜44は各チャンネ
ルの入力信号と予測値との減算器、45〜48は各チャ
ンネルの量子化器、49〜52は各チャンネルのA/D
変換器、53〜56は1サンプル前の入力信号に等しい
値を出力する加算器である。
That is, 33 to 36 are input terminals for the left front, left rear, right rear, and right front channels, respectively, 37 to 40 are band limiting filters for each channel, and 41 to 44 are subtraction between the input signal of each channel and the predicted value. 45-48 are quantizers for each channel, 49-52 are A/Ds for each channel.
Converters 53 to 56 are adders that output a value equal to the input signal one sample before.

57〜60は各チャンネルの予測器で、1γ4周期づつ
遅らせてサンプルした各チャンネルの音声信号15〜1
8(第3図)のサンプル値を入力として予測値を出力す
るものである。
57 to 60 are predictors for each channel, and the audio signals 15 to 1 of each channel are sampled with a delay of 1γ4 periods.
8 (FIG. 3) as input and outputs a predicted value.

61〜64は各チャンネルのJPCM化された信号の出
力端子である。
61 to 64 are output terminals for the JPCM signals of each channel.

この回路構成を用いることにより第3図に関連して説明
した信号処理方式が実現できる。
By using this circuit configuration, the signal processing method described in connection with FIG. 3 can be realized.

加算器53〜56の出力では、各チャンネルの実際の信
号(差分ではない)が保存されている。
At the outputs of adders 53-56, the actual signal (not the difference) of each channel is stored.

したがって、加算器53の出力には、第3図甲信号15
のサンプル点19での信号が現われ、また、加算器54
の出力には、第3図甲信号16のサンプル点23の信号
が現われ、また加算器55の出力には、第3図甲信号1
7のサンプル点2γの信号が現われ、加算器56の出力
には信号18のサンプル点30の信号が現われることに
なる。
Therefore, the output of the adder 53 includes the A signal 15 in FIG.
The signal at sample point 19 of
The signal at the sample point 23 of the signal A 16 in FIG. 3 appears at the output of the adder 55, and the signal A of the signal 1 in FIG.
A signal at sample point 2γ of signal 18 appears at the output of adder 56, and a signal at sample point 30 of signal 18 appears.

各チャンネルの加算器53〜56の出力は各チャンネル
の予測器57〜60と接続されており、各チャンネルで
予測値を作成することになる。
The outputs of adders 53 to 56 for each channel are connected to predictors 57 to 60 for each channel, and predicted values are created for each channel.

例えば予測器57では、信号15のサンプル点20の値
に対する予測値を、信号15のサンプル点19の値と信
号16のサンプル点23の値と信号11のサンプル点2
7の値と信号18のサンプル点30の値とをもとにして
作成する。
For example, the predictor 57 calculates the predicted value for the value of sample point 20 of signal 15 by the value of sample point 19 of signal 15, the value of sample point 23 of signal 16, and the value of sample point 2 of signal 11.
7 and the value of sample point 30 of signal 18.

予測値は、具体的には上記4個の値の単純平均または自
己チャンネルの値に重きをおいた荷重平均等を行うこと
により算出する。
Specifically, the predicted value is calculated by performing a simple average of the above four values or a weighted average with emphasis placed on the value of the own channel.

マルチチャンネルの音楽の場合、各チャンネル間には相
似性があること、第3図で説明したように第3図のサン
プル点20とサンプル点30とでは1γ4サンプル周期
しか離れていないこと、サンプル周期よりも高い周波数
成分は含まれていないこと、などから考えるとこの実施
例の構成により、よりよい予測値が抽出でき、したがっ
てより忠実な音声信号の処理が可能である。
In the case of multi-channel music, there is similarity between each channel, and as explained in Figure 3, sample points 20 and 30 in Figure 3 are separated by only 1γ4 sample periods, and the sample period Considering that frequency components higher than 1 are not included, the configuration of this embodiment makes it possible to extract a better predicted value and therefore to process the audio signal with more fidelity.

通常予測値を作成する場合、サンプル期間が短いほど実
際の信号と予測値との差が小さくなり、少いビット数で
も十分忠実な音を再生できる。
When creating a normal predicted value, the shorter the sample period, the smaller the difference between the actual signal and the predicted value, and it is possible to reproduce sound with sufficient fidelity even with a small number of bits.

マルチチャンネルの場合において各チャンネルの信号が
相似であれば、各チャンネルのサンプル点を順次ずらし
、自己チャンネルの現サンプル点に近接する他チャンネ
ルのサンプル点における値を加味して予測値を作成すれ
ば、サンプル期間を短くしたときの予測値に近づき、実
際の信号により近い予測値を作成することができる。
In the case of multi-channel, if the signals of each channel are similar, you can create a predicted value by sequentially shifting the sample points of each channel and taking into account the values at sample points of other channels that are close to the current sample point of the own channel. , it is possible to create a predicted value that is closer to the predicted value when the sample period is shortened, and closer to the actual signal.

これは、各チャンネルの信号が相似であれば、各チャン
ネルのサンプル点を順次ずらしたときに、自己チャンネ
ルの現サンプル点に近接する他チャンネルのサンプル点
の値の方が自己チャンネルの1つ前のサンプル点の値よ
りも自己チャンネルの現サンプル点において現われる信
号の値に近いことが多いためである。
This means that if the signals of each channel are similar, when the sample points of each channel are sequentially shifted, the value of the sample point of another channel that is closer to the current sample point of the own channel will be one value before that of the own channel. This is because the value of the signal appearing at the current sample point of the own channel is often closer to the value of the signal appearing at the current sample point of the own channel than the value of the sample point of .

なお、予測値を構成する上で相似性を強調して考えると
、第3図、第4図で説明した実施例のほかに次のような
構成の方式も考えられる。
If similarity is emphasized in configuring predicted values, the following configuration may be considered in addition to the embodiments described in FIGS. 3 and 4.

すなわち、一番相似性の強い組み合わせは、右前面と右
後面チャンネル、左前面と左後面チャンネルとなる。
That is, the combinations with the strongest similarity are the right front and right rear channels, and the left front and left rear channels.

この場合の予測値の作成方法としては、左右のチャンネ
ル別々で前面と後面のサンプル周期を1/2周期づつず
らして左右別々に予測値を作る方法が考えられる。
A conceivable method for creating predicted values in this case is to create predicted values separately for the left and right channels by shifting the sample period of the front and rear surfaces by 1/2 period.

また、左前面、左後面、右前面、右後面の4チヤンネル
の内で一番相似性の弱いのは対角線上のチャンネル間で
ある。
Furthermore, among the four channels of the left front, left rear, right front, and right rear, the channels on the diagonal have the weakest similarity.

そのため、対角線上の相似性の弱いチャンネルを除外し
て他の3チヤンネルより予測値を作る。
Therefore, a predicted value is created from the other three channels by excluding the diagonal channel with weak similarity.

たとえば、左前面をサンプルする場合の予測値は左前面
チャンネルの1サンプル前のサンプル値と右前面、左後
面のサンプル値より作り、左後面チャンネルの予測値は
左後面チャンネルの1サンプル前のサンプル値と右後面
、左前面チャンネルのサンプル値より作る方法が考えら
れる。
For example, the predicted value when sampling the left front channel is created from the sample value of the left front channel one sample before, the right front channel, and the left rear sample value, and the predicted value of the left rear channel is created from the sample value of the left front channel one sample before. A possible method is to create it from the sample values of the rear right channel and the front left channel.

以上のように、この発明のマルチチャンネル信号処理方
式によれば、相似性のあるマルチチャンネルの信号伝送
においては、各チャンネル別々にJPCM処理を行った
ものとくらべて量子化ビット数を少なくすることができ
、同じ量子化ビット数を用いる場合はより忠実な音声を
伝送することが可能になる。
As described above, according to the multi-channel signal processing method of the present invention, in similar multi-channel signal transmission, the number of quantization bits can be reduced compared to when JPCM processing is performed on each channel separately. If the same number of quantization bits is used, more faithful audio can be transmitted.

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

第1図は従来のJPCM方式の説明のための信号波形図
、第2図は従来のJPCM方式のブ陥ツク図、第3図は
この発明のマルチチャンネル信号処理方式の説明のため
の4チヤンネル音声信号波形図、第4図はこの発明のマ
ルチチャンネル信号処理方式の一実施例のブロック図で
ある。 15〜18・・・・・・4チャンネル音声信号、19〜
32・・・・・・サンプル点、57〜60・・・・・・
予測器。
Fig. 1 is a signal waveform diagram for explaining the conventional JPCM method, Fig. 2 is a block diagram of the conventional JPCM method, and Fig. 3 is a 4-channel diagram for explaining the multi-channel signal processing method of the present invention. The audio signal waveform diagram in FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of the multi-channel signal processing method of the present invention. 15~18...4 channel audio signal, 19~
32...Sample points, 57-60...
Predictor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 互いに相似性を有する複数のチャンネルの入力信号
を信号処理するマルチチャンネル信号処理方式であって
、入力信号の帯域の制限を行うフィルタと、予測値を出
力する予測手段と、前記フィルタから送出される入力信
号と前記予測手段から送出される予測値との差を出力す
る減算手段と、この減算手段の出力を周期的にサンプリ
ングして量子化する量子化手段と、この量子化手段の出
力をA/D変換するA/D変換手段とを各チャンネル毎
に備え、前記各チャンネルの予測手段は、自己チャンネ
ルの現サンプル点の入力信号に対する予測値を、前記自
己チャンネルの現サンプル点の1個前のサンプル点にお
ける自己チャンネルの入力信号と少くとも1個の他チャ
ンネルの前記自己チャンネルの現サンプル点の直前のサ
ンプル点における入力信号との平均または荷重平均によ
り作成し、前記少くとも1個の他チャンネルのサンプル
点は前記自己チャンネルのサンプル点に対して順次遅ら
せることを特徴とするマルチチャンネル信号処理方式。
1 A multi-channel signal processing method for processing input signals of a plurality of channels having mutual similarity, the method comprising: a filter for limiting the band of the input signal; a prediction means for outputting a predicted value; and a prediction means for outputting a predicted value; subtracting means for outputting the difference between the input signal and the predicted value sent from the predicting means; quantizing means for periodically sampling and quantizing the output of the subtracting means; A/D conversion means for performing A/D conversion is provided for each channel, and the prediction means for each channel converts the predicted value for the input signal of the current sample point of the self channel into one of the current sample points of the self channel. the input signal of the own channel at the previous sample point and the input signal of at least one other channel at the sample point immediately before the current sample point of the self channel; A multi-channel signal processing method characterized in that sample points of other channels are sequentially delayed with respect to sample points of the own channel.
JP49107494A 1974-09-18 1974-09-18 Multi-channel Shingoshiyorihoushiki Expired JPS5830780B2 (en)

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JPS5133903A JPS5133903A (en) 1976-03-23
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