JPS5833333A - 適応量子化・逆量子化方法および回路 - 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】 本発明は音声信号部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。

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宜決定す
る方法であシ、入力信号標本値を少いビット数で高精度
に再現できる。仁のため、この様な適応量子化方法及び
逆量子化方法を音声信号尋のディジタル伝送に応用すれ
ば、［標本６シの必要ビット数を、適応機能のない零子
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、伝送情報量を低減でき、いわゆる帯域圧縮が実
現できる。

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量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＠瞬時適応量子化の詳細は、１９
７ａ年９月Ｂａ１ｌ研究所発行のＢＳＴＪ誌第１１１９
頁〜１ｉＥ１１４４頁を参照できるが、原理は次の通船
である。いま、ある標本時刻」での量子化幅を△ｊ１こ
の時の入力信号ＸＪが ｍ：割当電子化ビット数 であれば、出力信号はｎ　であシ、次の橡本時刻での量
子化幅を次のように決定する。

Δ１＋１＝Δ、、Ｍ（ｎ、）　　　　　　　　　　　（
２）ただし、ここでＭ（ｎｊ）はｎｌによシー量的に定
まる乗数であ”）ｂ　８ｋＨｚ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。

表１ この様に量子化幅を時々刻々変化させると、量子化幅が
一定値に固定されたときの出力信号が常に０となるよう
なシ＼レベルの場合や出方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）弐による適応賃が入
力信号によく追随しているなら１ｆ（１）弐によシ定め
られる量子化もａ度よく行なえる。このような貴ぶ化器
を伝送装置に応用する場合は、量子化さ五伝送された信
号は受信側でも（２）式の演算を行ない、、各標本時刻
での童子化幅を再現して ｘ　＝ｎΔ＋０．５△　　　　　　　　　　　　（３）
ｊＪＪ によシ伝送信号を逆量子化することにょ〕はぼ入力信号
Ｘ、と息じ大きさの信号令ｊを再現できる。

（送信側と受信側圧おける量子化幅△、は、初１期値△
・が等しくかつ伝送路にｖ１４シが°ない状態（っま’
ｆ）　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Δｊに乗する乗数Ｍ　（ｎ　Ｊ’
　）が一致し、成立する。） 上記の瞬時適応童子化方法は入力信号を精度よく少いピ
ッ）？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す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維音
によシ伝送路ビットｔＩシが発生することなどの理由に
よシ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
１９７５年ＩＥＢＥ発行の［Ｔｒａｎｓａｃｆｌｏｎｓ
　ｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔ　１ｏａｓＪ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。

′（４） Δ、＋１＝Δ、・Ｍ’（寵） ただし、−はｌに近いが１よシ小の数であ’ｙｓｙ’（
ｎ）はＭ　（ｎ）と同様ｎＫよシー量的に定まる乗数で
あシ、以下簡巣化のためＭ（ｎ）と記す。以上のように
修正するεとによシ得た時刻ｊでの量子化値をｎｊと表
わすと、Ｃ４）式は次のように変形できる０Δ１＋ｔ＝
Ｍ（ｎ−１）・Ｍ（ｎ、−１）’＊Ｍ（ｎ、−、）”さ
らに、Ｉｔｌよシ小さい数に設定したため、戸はｋが大
きくなるに従い０に漸近する０以上の事柄より、送信側
および受信ＩＪでの量子化幅を各々ＲΔ　および！△１
とすると、初期値が異なっていても（ＴΔ、ＮＲ△。）
、量子化符号ｎ１は送受で尋しいから時刻Ｊにおける送
信側と受信側での量子化幅の比は、　　　　　− となシ、ｊの増加とともに１に収束する。つまり、送受
での量子化幅は勢しくな−る。

また、伝送路ビット駒シが発生した場合４　ｒｌｆｆ−
１様に考えられる。すなわち１時刻ｊ′に伝送路ピット
ールが起きた場合、送信側および受信側で次の標本時刻
において乗ぜられる乗数Ｍ　（ｎ　Ｊ　’　）が異なっ
てくるため、量子化幅に不一致が生ずる。この場合１時
刻ｊ′を改めて初期時刻と定義し直すと、初期値が不一
致の場合と同様に時刻とともに送信側と受信側での量子
化幅が等しく々ることか理解されよう。

しかしながら、従来の伝送ビット誤シに強くし−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ｎ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Δ１
を一乗するか否かの違いであシ、館１図のΔ、対Δりの
グラフを用いれは以下のように容易に理解できる。ここ
で、’ｔ−ｚｘのグラフ紘ｐ乗しないことを意味しｓＭ
（Ｊ）を乗する事を除砂ば式（２）の演算に対応する。

また、＃ｚ１のグラフはＭ（ｎ）を乗することを除けと
式（４）の演算に対応する０いｔ％信号レベルが定常的
に高い場合を考える０ζ０場合、第１図でΔ、がΔＬ付
近１来ることが多いが、伝送軸（ット誤−シに対して強
い性質を持たせた一乗を行なう方式では、−乗する仁と
によシΔ１が△１′まで縮められる。（Δ、−Δヒ）の
差はΔ、が大きくなる程大きくなル、この効果は真に必
要となる次のｉ子化幅△、＋８を計算するにあたれ過負
荷状態を発生すｉ因となる０ζ、のため、信号レベルの
大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。同様に信号レベルが定常的に低い場合は第１図にお
いてΔ、がΔ工近傍に来ることが多く、この場合Δ　を
行なうと分シとなシ、６Ｍよ如大きな値となる。このた
め、レベルの低い信号に対しては、次の標本時刻での量
子化幅をΔりを用いて計算すると、簀子化幅：の適応性
が劣化し、量子化による信号標本値の桁落ちが生じ易く
なシ、符号化精度を悪化させることになる。また、−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
ット誤ルに対する送信餉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〇 本発明の目的は伝送路ビット誤りＫ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。

本発明の適応量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ゐ量子化幅および量子化符
号と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、この量子化幅を岸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予定値を予め準備し、前記複数個
の量子化基準予定値のうち現在の標本時刻における量子
化幅に最も近い量子化基準予定値を前記次の標本時刻に
おける量子化幅を決定するときの前記量子化基準値とす
ることにより量子化基準値を前記量子化幅に応じて変化
させた仁とを特徴としている０また、本発明の一応量子
化器は、１１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、前配除Ｉｌ儀出力を量子化する量
子化回路と。

予め定めた複数個の量子化基準予定値のうちから前記除
算器の除数信号に応じて１個の量子化基準予定値を選択
し量子化基準値とする手段と、前記量子化回Ｗ６ｉ力と
前記除算回路の除数信号と前記量子化基準値とから次の
標本時刻における前記除算器の除数値を計算し前記除算
器の除数端子へ出力する係数発生回路とから構成された
ことを特徴としている。

さらに１本発明の適応量子化器は、標本時刻毎に入力さ
れる量子化符号を逆量子化する逆量子化−路と、前記逆
量子化回路出力を被乗数とする乗算器と、予め定められ
九複−個の量子化基準予定値のうちから前記乗算器の乗
数信号に応じて１個の量子化基準予定値を選択して前記
量子化基準値とする手段と、前記量子化符号、前記乗算
口の乗数信号、および前記予め定められた量子化基準値
から、次の標本時刻における前記乗算器の乗数値を計算
し、前記乗算器の乗数端子へ出力する係数発生回路とか
ら構成され九ことを特徴としている。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず１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。

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仁とにある。

Δ、１をΔ、、に決定するかΔ８８に決定するかは、適
時側ｊにおける童子化幅Δｊの値に近い方の△、Ａを用
いる。

このため、第１図に対応したΔｊからΔｊ＋１を求める
にあたシ伝送路ピッ）ＷＡ、？に対して強くする操作、
（Δｊ／Δ、最）′Δ、１をグラフにすると第２図が得
られる。第２図ではΔ、１＜Δ１と仮定して記しておシ
、かつ、＊１図に対応する６１本破線で示している。第
２図から明らかなように（Δ１／Δ、１）−Δ、１のグ
ラフでは、従来の方式ではΔりのグラフが１．０でΔ；
のグラフと交叉していたものが、Δ、□とΔ、０２箇所
に交点を平行移動させた２本のグラフになる。

式（７）を用いると従来と比べ精度よく量子化できるこ
とをまず脱明する。式（７）は以下の様に変形でき−が
１に近い仁とと考慮すると、ｔｌは式（３）と同じ適応
性を持っていると考えられる〇 △ｊ＋１”（△、）′△’＝１１−　”　Ｍ（ｎ　３　
）　　　　　　　　（７Ｙこの式は量子化符号に関係し
た非負の値Ｍ（ｎｊ）を毎標本時刻乗じ、かつ、現在ま
での量子化符号に関与したΔｊを１よシ小さい１乗する
ことによシ、過去の値の影麺を除いているため、量子化
符号の絶対値を低減フィルタに通す効果に似ている。

このため１式（７）′は表１のＭ　（ｎ　Ｊ　）の値よ
ルも理解されるように、瞬時に２４〜０．８倍されるが
、量子化される信号のエネルギーを代表する値と考えら
れる。

このため、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△を近辺のΔ。

が発生する確率が高い。次の標本時刻での量子化幅を決
定する第２図の△１対△Ｊ＋１／Ｍのグラフを用いてΔ
、＝△Ｌを求めると、新しい方法では△コ、従来の方法
では△ｌとなる０明らかに△、／／の方がΔビよシΔＬ
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０
低レベル信号に対しては新方式ではΔ、１でΔ１と交わ
るグラフを用いて、Δ、＋、／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Δ、−１．０の近辺に
おいて従来方式よル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Δ、＝Δ１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、同一人であってもその時々で音声レベル
の変化が激しい信号であれは、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。

新しい童子化方法も伝送路ピッＨＡＤに強いことは次の
ようＫして理解できる。いま第２図のΔ８．においてΔ
、と交わるグラフを用いて次の標本時刻での量子化幅を
決定していたものとし、この状態で伝送路ビット誤シが
発生したとする０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送受とも
決定する場合は式（５）１式（６）と同様式（７）はと
なシ、ｌか増加して行くに従い〒Δｔ　＋ｚ　ｈ　ｎΔ
、ぜが一致して送受における量子化幅の不一致が解消で
きる。

次にΔ、が（Δ、＋△ｓｓ）／２近傍にあシ、かつ、こ
の時の伝送路ピッ）Ｉｌｌａシによシ送信側と受信側で
Δ、量が異なった場合について考える０式（７）′よシ
、Δ、ｌが異表った場合でも量子化符号ｎ、が送受で同
一であれば、Δ、＋１に与える効果は小さい。従って、
量子化符号ＩＪが送受で異なった場合の△ｊ＋１に与え
る影畳は１Ｍ（ＱＪ）の相異が支配的でｓＭ（ｎＪ）と
しては表１よシα８から２．．４までの５つの離散値か
ら選けれる０Δ１が（△、ｌ＋△、、）／２の近傍にあ
〕、時刻ｊで送受の間にＭ（ｎ）とＭ（ｎρの差だけの
童子化幅の誤差が出たとしても、時刻ｊ以降Ｍ（ｎ）の
取）うる値が上記のように０．８から２．．４までの粗
く量子化された値を乗ぜられることおよびΔ、１とΔ８
．の異なった量子化基準を用いて奄大差が現われない仁
とから、量子化される入力信号レベルが時刻ｊでのレベ
ルよル高い方向もしくは低い方向へずれるとやがて送受
で同一の量子化基準値で量子化幅の決定を行なうように
なる。この時刻をＪ＋ｌとしてこの間に送受でどの程度
量子化幅が異なるかを次に述べる０ 送信側の量子化幅をｉ△８．受信側の量子化幅ｔ−ｙｉ
△、とし１時刻ｊでの送信側の量子化基準値をｔＤ、、
受信側の量子化基準値をｉＤ、とする。

ただし、 Ｔ　Ｄ　Ｊ　＃凰り、６（Δ□、Δｓ　ｇ　）　　　　
　　（ｓ＞ｘＭ”−”（ｎρｅＭ（ｎ、＋、）’　　＊
−聞ｅＭ（ｎ、＋Ｉ！、）Ｈｌ△Ｊｄｚも同様の式が成
立するが１時刻Ｊの量子化基準値　が伝送路ビット１り
のため町′となる。

よって送信側での量子化幅の比は次式で与えられる０ 最終項は時刻ｌと六もに１に収束し、送信側と受信側で
の量子化幅の相異は量子化幅基準をどのように選択して
来たかによシ定まる。しかし、式（９）からも明らかな
ように、テＤＪ＋Ｉとｎ　Ｄ　ｔ　＋　、が偶然同じ場
合はその比は１であシ、異なった場合でも△３１／Δ３
．をｋとすると、ｋもしくはｌ／にとなる。仁のためｉ
Ｄ　　および８Δｊ＋ｌの変化がＪ＋１ 激しい時はｋとｌ／ｋが同程度に税われ、式ａυの前方
の項も１に近くかつ１時刻とともに４乗される。反対に
変化が少い時は、前述したように、Ｍ（ｎ）の値がα８
から２．４までの離散値りか取らす、時々刻々量子化幅
に乗ぜられていくため、真に入力信号レベルが高くなる
か低くなることを意味するので退壁双方で（Δ１、＋Δ
、、）／２よシ太きく、もしくは小さくなる時刻ｊ＋ｔ
のｌが小さくなることが期待でき、式０υの項数が減少
し、送受の量子化幅の比も大幅に１よシずれることはな
い。時刻（ｊ＋／）以降では送受双方で同一の量子化基
準値を用いるため、式（８）で説明した状況と同一にな
シ、時刻とと４に送受双方の量子化幅が一致してくる。

以上の様に新しい適応童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ピッ１４υに対する
強靭さを持ちながら精度の高い伝送が可能と々る０また
、本発明の適応量子化方式を差分符号化方式勢に応用し
た場合も同様の効果が期待できる。

本発明の説明を２つの量子化基準予定値を用いて説明し
たが、２つ以上の量子化基準予定値を用いることも容易
に顛檜できる。

次に本発明の適応量子化器を第３図を参照して説明する
０ 第３図に示す適応量子化器は、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２ヒ、除算器出力
を量子化する量子化回路３と、予め定めた複数個の量子
化基準予定値のうちから除算器の除数信号に応じて１個
の量子化基準予定値を選択し量子化基準値とする手段と
、量子化回路出力と除算回路の除数信号と量子化基準値
とから次の標本時刻における除算器の除数値を計算し除
算器の除数端子へ出力する係数発生回路５とから構成さ
れている。

第３図において、除算器２はＲＣＡ社１９７９年８月発
行の「ｃＯ８／ＭＯ８Ｍｅｍｏｒｉ６ｓ。

Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ　　＠ａｄ　　Ｓｕｐ
ｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍｓＪ　１４０負〜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２０′−１）、ｍ個（入力ビツト数
よシ少）のビットで表わされる出力信号に変換するもの
である・係数発生回路５の詳細も後述するが、端子Ａの
現在の量子化幅△５、端子Ｂの現在の出力符号ｎ、およ
び端子Ｃに加えられた量子化基準値よシ次の標本時刻に
おける量子化幅に対応する係数を端子りよ多出力する本
のである。

選択回路６および比較回路７は１９８１年日本テキサス
インスツルメンツ株式会社発行の「ＴｈｅＢｉｐｏｌａ
ｒ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃ
ｕｉｔｓＤａｔａ　ＢｏｏｋＪの７−１６９〜７−１７
５頁および１５−２２０〜１５−２２１負記載のＩＣで
構成できる。

いま、ある時刻ｊにおいて、入力端子ｌにｘｊが加えら
れ、係数発生回路５の出力に現在の量子化幅Δ、が出力
されているとすれば、除算口２の出力にはｘｊ／ΔＪが
出力される。量子化回路３によシ ｎ、≦ｘｌ／△ｊ＜（−ｎ７ヤ１）　　　　　α湯とな
るｍピッＮの符号ｎ、が端子４よシ出カされとなシ式（
１）と一致する。また、係数発生回１ｓ５の出力Δｊは
比較［ＰＪ賂７によシ端子１０に加えられた一値（ΔＳ
！＋ΔＢ！　）　／　２と比較され１選択回路６の選択
端子８に比較結果を伝える。選択回路６は、比較回路７
で△ｊ≧（Δｓ１＋Δ−重）／２と判定された場合は、
端子９に加えられた量子化基準予定値△、ユを係数発生
回路５へ伝え、比較回路７゜で△１〈（△ｓ１＋Δｓｘ
　）　／　２と判定された場合線端子８に加えられた量
子化基準予定値Δ３ｍを係数発生回路６へ伝える。係数
発生回路５は、端子人に加えら些九Δｊ、端子ＢＫ加見
られた量子化符号ｎｊ、端子ＯＫ加えられ良量子化基準
値Δ、、よシ、次の標本時刻で用いる量子化幅係数をΔ
、＋１ｍＩ！（Δｊ／Ａ、、）／Δｓｓ　Ｍ（ｎｊ）　
　（１４）として計算し、次の標本時刻に端子りかも出
力する・Δ１は選択側−６の出力で、Δ、１もしくはΔ
、、であハその選択はΔ１と（Δ＄１＋Δ、、）／２と
の比軟を行なう比較回路７の出力であるから、式（１４
）は式（７）と−散する・第３図に示した適応量子化回
路が伝送ピッ）ＩＩＩＫ）に強く、高精度の量子化が行
なえる理由拡、量子化回路３０出力が式（１）と勢しく
なる仁と、係数発生回路５０演算が式（７）と一致する
仁とおよびΔｌの選択方法がΔｌと（Δ１．＋ΔＳｍ）
／Ｚの比較で行なわれる事から明らかである。

次に第３図で使用した量子化回路３の構成について述べ
る・以下では簡単の丸めに４ビｖト相尚の入力信号を出
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は読出専用メモリ（ａＯＭ）が利用でき１例えば、１
９７９年８１ｇｎｅｔｌｃｓ社発行ｏ　［Ｓｉｇｎｅｔ
ｉｃｓ　Ｂｉｐｏｌａｒ　＆　ＭＯＳ　ＭｅｍｏｒｙＤ
ａｔａ　ＭａｎｕａｌＪ　６６頁〜６９頁記載のＲＯＭ
で構成できる０４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
のとず・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
る入力信号拡、信号値としてはＬ８Ｂから２ビツト目と
３ビツト目の間に小数点があるものと仮定してお〕、量
子化回路出力はこれを整数値に切シ捨てるものとして考
えている〇 表２ 館３図の係数発生回路５の構造を第４図に示す。

第４図において、係数発生回路５は、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１３１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１８、出力端子１９とから
構成されている。除算器１５は第３図の除算器２と同一
構成を有している。乗算器１７および１８の各λは１９
７８年ＴＲＷ社癲行のｒＬ８Ｉ　　Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅ
ｒｓｄａｔａｓｋｅｅｔＪに記載の乗算器で構成できる
。また、乗数発生囲路１４は第３図の量子化回路３に利
用し九凡ＯＭが利用でき、この場合、アドレスは入力信
号町　をそのまｔｉＭ続し、アドレスｎＪの内容は￥Ｒ
１に示したＭ（ｎｌ）の値に設定する０さらに、β乗演
算回路も前述のＲＯＭが利用できる０この場合人力信゛
号は小数も゛許容されるため、数値１１３Ｊをｍビット
で表わし、Ｌ８Ｂからｊビット目に小数点がある形式と
すれば、入力信号に２ｊを乗じて贅数とした数値のアド
レスに、入力信号を１乗した値を格納すればよい。

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−号△、が端子１２から入力された場合
、除算器１５ではΔ　／Δ　が演算され出力される。こ
の信号はβ乗演算回ｊｌｆ！＋１６に加えられ、出力と
して（Δｊ／Δ、）−となった信号を得る。この信号は
乗算器１７によ多端子１２から加えられたΔ、と乗ぜら
れ（△、／Δ、）−八、となる。一方、端子１１から入
力された童子化符号ｎ１は乗数発生回廊１４に入力され
１Ｍ（ｎρとなハ乗ｊ！赫１８に与えられる。乗算器１
８では、この信号と乗算器１７の出力信号とが乗ぜられ
、この結果、出力端子１９には（△、／・△８）′Δ８
・Ｍ（ｎρが出力される。

以上のように本発明に従えに伝送路ビット１シに強く、
高精度に量子符号化が可能な適応量子化回路が実現でき
る。

本発明の説明に用いた第３図の量子化回路３は表２に従
って、式（１）を満足すゐ直１ｆｉｌ倉子化器を実現す
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、非直線量子化すを使用すればさらに電子化精度を向
上できる。この場合、表２の８６Ｍの内容において、連
続して同じ内容となるデータの個数を変えれ品ｉ−量子
化が可能である・この様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１本発明の利点である
伝送路ビット誤シに強く、高ＮＦＩＩＬに量子化すると
いつ性質は失なわれない。

本発明の説明に用いた第４図の係数発生器は、Ｘ′−を
直ｉＲＯＭを用いて実行したが、この演算をｘ　＝　１
の近辺でテーラ−展開して、最初の数項を用いた近似で
実現することも可能である。例えば、最初の２項を用い
てｘｐをテーラ−展開すれば ｘ’＝１＋βＸ　　　　　　　　　　　（１５）である
から、式（７）の演算は次の様に藺草化されるＯＴ＋Ｍ
（ｎ）（Δ□＋β△、　’）　　　　　　　　　（１６
）仁の様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保存されるＯ なお１本発明の適応量子化回路を信号処理用マイク四プ
ｐセッサのソフトウェアで実現することもできる。

次に本発明の適応逆量子化回路を第５図を参照して説明
する。

第５図に示す適応逆量子化回路は、標本時刻毎に入力さ
れ為量子化符号を逆量子化する逆振子化回路２１と、逆
量子化回路出力を被乗数とする乗算器２２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乗算器の乗
数信号に応じて１個の量子化基準予定値を選択して童子
化基準値とする手段と、量子化符号１乗算器の乗数信号
、および予め定められた量子化基準値から、次の標本時
刻における乗算器の乗数値を計算し、乗算口の乗数端子
へ出力する係数発生回路２４とから構成さ　。

れている。

第５図において、係数発生回路２４は第４図に示した回
路が利用できる。選折回路２５および比較回路２６は第
３図の選択回路６および比較回路７とそれぞれ同一のも
のが利用できる０また１乗算器２２Ｆｉ第４図の乗算器
１７および１８と同一のものが利用できる０逆量子化回
路２２は第３図の童子化回路３と同じＲ”ｉｏ’Ｍが利
用でき％表２に対応する逆量子化回路のＲＯＭ内容を現
す表は表３のようになる。

表　　３ ただし、ＲＯＭの内容はＬ８Ｂから２ビツト目と３ビツ
ト目との間に小数点がある０この結果ｆｌｊの入力に対
しく　ｎｓ　＋　２　）が出力され、式（３）をΔ。

で除した値を再現する。

いま、第５図の端子２０に量子化符号２０が加えられる
と、逆量子化回路２１により数値表現精度（ビット数）
を高められ、この信号は乗算器２２において係数発生回
路２４の出力であるΔｊと乗ぜられる。前述したよう、
ｋ逆量子化回路２１の出力は（ｎ　Ｊ　＋　１１　）で
あるから、出力端子２−３には（ｎ３＋Σ）Δ、が出力
されることになシ、式（３）と一致する。一方、係数発
生回路２４の出力△ｊは比較回路２６によシ、端子２９
よシ加えられた量子化基準切換閾値（△＠ｉ＋△ｓｎ　
）　／　２と比較され、比較結果を選択回路２５に伝え
る。選択回路２５は、端子２７および２８に加えられた
第１および第２の量子化基準予定値のうち、いずれか一
方を係数発生回路２４へ伝える。童子化基準予定値は、
比較回路２６においてΔｊ≧（Δｓ１＋△、２）／２と
判定されている時はΔ畠３を、Δ、＜（Δ、ｌ＋△ｓｓ
）　／　２と判定されている時はΔ８１が選択される。

係数発生回路２４は端子人に加えられた時刻ｊにおける
係町Δ１、端子Ｂに加えられた量子化符号口　−選択回
路の出力Δ、ｉとから次の標本時刻での係数を次式に従
って計算する。

△Ｊ＋１＝（Δ、／Δｇ）Ｉ・Δ□・Ｍｎ）　　　　（
１７）△１の値は上述したようＫ となる。

第５図に示した適応逆量子化回路が伝送路ビット誤９に
強く、かつ高精度に量子化ができる理由は、端子２３の
出力信号が式（３）と一致し、かつ式ａＧおよび式（１
８１が式（７）と△８’ｌの決定方法に一致すること、
および第１の発明の方法が伝送路ピッ）％シに強い高ｎ
度量子化の方法を提供していることから明らかである０ 適応逆量子化−〇路゛においても、適応量子化回路にお
いて述べたような逆量子化回路２１を非直線蓋子化回路
にすることや、係数発生回路２４での演算をテーラ−展
開して、係数発生回路を簡単化するこ七は適用できる。

また１本発明の適応逆量子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で実現することも可能である
。

次に、第２図を参照して説明した適応量子叱方および逆
量子化方法（第１の方法）の量子化精度をさらに向上さ
せできる適応量子化方法および逆量子化方法を第６図を
参照して説明する０以下説明を簡単にするため量子化基
準値を２組用いた場合について説明する０ この改良された適応量子化・逆量子化方法（第２の方法
）においても次の伸率時刻における量子化幅を決定する
式は式（７）を使用する０ただし、Δ、。

としてへ、とΔ、、のいずれを用いるかの決定は、時刻
ｊにおける量子化幅△ｊとこの△」を計算する時に用い
たＩＪとによシ決定する０つまル△ｊが（△３１＋Δ、
、）／２の近傍にきた場合は、Δ、を計算する場合に用
いたΔ□を△、＋、の計算時の量子化基準値として採用
する。このため、△、から△、＋１／　Ｍ　（ｎ）を求
める。第２図に対応した図は館６図の様に示される。

第６図に示すように、２本のグラフを信号レベルに応じ
て切シ換えて△、＋１を決定するため、従来の適応量子
化方法と比べて高精＆に量子化できる。一方、第１の方
法において、Δ、が（Δ、１＋Δ、、）／２近傍に来た
場合を考えると、それ以降の標本時刻において用いられ
る量子化基準値はΔ１．とΔ、、の切シ換えが激しく起
こる可能性が高い。この場合、量子化基準値Δ、、を用
いて量子化幅Δ、＋、を計算した場合は、式（１）の理
想Δ１＋１よシ大きくカシ、一方量子化基準値Δ１．を
用いて量子化幅△　　を計算した場合は理想Δ　　よシ
小さくなる０従りて、第１の方法では従来方式よシも高
い精度の量子化ができるが、Δ、が（Δ、１＋△、、’
）／２近傍に来た場合の量子化精度は多少の劣化が生ず
る０しかし、第２の方法においては、上記の状況におい
ても、Δ１の値が大−に他方の量子化基準予定値に接す
るまでは従来の量子化基準予定値を用いる。量子化基準
値の切シ換えが一度発生すると、それ以降しけらくの関
は量子化基準値の切シ換えが起らない。このため、第１
の方法において発生したような、ΔＪ＋１の決定にあた
）理想ΔＪ＋１よシ大きく、あるいは、小さく見積る変
化が激しく発生することはない・従って、第２の方法に
よれば量子化基準値の切〕換えが頻繁に起こらない丸め
、第１の方法よシ精度よく量子化できるｏ＊２の方法に
おいても、伝送路ビット１１４Ｊ）が発生した場合、送
受双方における量子化基準値が変化を受けない時は、式
（８）が成立し、伝送路ビットｌａシの効果は時刻とと
もに減衰し、送受双方の量子化幅は一致する。しかしな
がら、第２の方法においても、量子化基準値を切９換え
る閑値が存在するため、この近傍において伝送路ビット
誤シが発生すれは送受双方での量子化基準値の選択が異
碌る事態が発生する。この場合の信号レベルが充分大き
くなったシ、小さくなったシすると、送受双方の量子化
基準値が一致し１式（８）によルやかて量子化幅も一致
する。４Ｉに、入力信号が音声信号のように有声区間と
無声区間が比較的短時間にくシ返される信号に対しては
、その様な効果が大吉い。しかしながら、最悪の事態は
送受双方における量子化基準値が異なシ、かつ、量子化
幅が（Δ３、＋△、寓）／２近辺に長時間ＷＩＩｔＩＩ
シた場合である。この場合、式出力において（？Ｄｋ／
”ＤＲ）が常に一定値ａとなるため、 となシ１時刻ＪにおけるＷＡシは時間とともに減衰し、
量子化基準値の比αだけの差が発生するＯｌ量ｍ（ｔ△
ｊ＋、／馳、。、「ｇ　　　　　　翰ｔ→■ この様な状況が発生する確率は小さいこと％また、長時
間同一レベルの信号を扱う場合（モデム信号のように搬
送波にデータ信号を乗せる場合にあたる）］ｌ［１Ｎと
なるのは、伝送路ビット誤シの形勢が早く減衰すること
であって、送受の量子化幅の比が定常的に一定であるこ
とは送受全体の系が増幅効果を持つだけであｐ１要でな
い仁とから。

大きな間組とはならない。

以上の様に諏２の方法ではｓ　第１　Ｏ方法よ）さらに
高精度な量子化が可能となゐ。

第７図は第２の適応量子化・逆量子化方法に使用されゐ
適応量子化回路を示すプ四ツク図である。

［７図に示す適応量子化回路は標本化されディ１−□ジ
タル化され大入力信号を被除数とする除算器３１と、除
算器出力を量子化する量子、化１路３２と、量子化回路
出力と除算回路の除数信号と、量子化基準値εから次Ｏ
標本時刻における除算器の除数値を計算し除算器の除数
端子へ出力する係数発生回路３４と、係数発生回路Ｏ出
力Ｏ値によ）予め用意されえ複数個の量子化基準予定値
のうち次の量子化基準値の候補を選択する第１の選択回
路４゜と、係数発生回路出力の値が量子化基準値と異な
るか否かを比較する比較回路と、比較回路の出力によシ
、菖１０選択回路出力と量子化基準値のいずれか一方を
選択して次Ｏ標本時ｊｉｌＫおける除数発生を行なう丸
めの量子化基準値とする第２の選択回路と３９とから構
成されている。

除算器３１および量子化回路３２は１１！３図の除算器
２および量子化回路３と同一のものがそれぞれ利用でき
る。係数発生回路３４は第４図に示した回路が利用でき
る。また、比較回路３５　、３６および３７ａ：第３図
に示した比較回路７と同一のものが利用できる。第１お
よび第２の選択回路３９および４０は第３図の選択回路
６と同一のものが利用できる。ゲート回路３８およびニ
語メモリ４１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　Ｄｉｇ
ｌｔａｌ　Ｉｎｔ＠ｇｙａｔｅｄＣ４ｒｃｕｉｔｓ　Ｄ
ａｔａ　ＢｏｏｋＪ７−５３〜７７　Ｂ　？記載のゲー
）ＩＣおよび同文献？−３８０〜７−３８２記載のＩＣ
が利用できる。、 入力端子３０に入力信号ｘｊが入力され、仁の信号が除
算器３１によル係数発生回路３４の出力Δ、で除算され
、この結果が量子化回路３２で量子化され出力端子３３
に量子化符号が出力されるまでは１３図の回路と同じで
ある０従って、ζζでは第７図における第１の選択回路
３９の出力である量子化基準値Δ□の選択動作について
詳述する０ 係数発生回路３４の出力Δ、は比較回路３７において、
端子４−から加えシれた絢値（Δ、！＋ΔＢｍ）／２と
比較され、この比較結果は＃！１の選択回路４０の選択
制御端子に入力される０このため、第１の選択回路４０
の出力はΔ、が（八〇＋Δ、、）／２よｐ大であれＦｉ
麹子４６に加えら゛れたΔ、、を出力し、Δ、が（Δ、
１＋Δ、、）／２よシ小であれば端子４５に加えられた
Δ、、を出力する０体数発生回路３４の出力Δ　はまた
比１１１１路３５において、端子４２に加えられたΔ、
１よシ少し大きい一値Δ、１と比軟され、皆軟結朱はゲ
ート−絡３８の一方の端子に加えられるｏｔた、比較回
路３６においては、係数発生回路の出力Δｊと端子４３
に加えられ九Δｌよシ少し小さい一値Δ、−と比軟され
、比叡結−はゲート回路３８の他の電子に与えられる◎
ゲート回路３８では、排他的−理和が歇られるため、ゲ
ート−路３８の出力の＾理値ｋｔｉ＆４に示すようにな
る０ ゲート回１１３８の出力信号は菖２の選択回路３９に与
えられ、ゲート出力信号が００場合は第１の選択回路４
０の出力信号を第２の選択回路３９の出力信号として出
力する。前述したように、第１の選択１路４０の出力条
件と表４とから第２の選択回路３９の出力は次の様にな
る。

ゲート囲路３８の出力信号が１の場合、第２の選択回路
３９は一語メモリ４１の出力を選択する。

−語メモ１ｌＦｉ前の標本時刻で用いた量子化基準値を
保持しているため、△１〈△、≦Δ、、における量子化
基準値は前の時刻の量子化基準値を持・つことになる〕
係数発生回路３４は、端子ムに加えられた△い端子Ｂに
加えられたＪ、端子Ｃに加えられたΔ□よＬ次の時刻に
おけゐ量子化−Δ、＋１を Δ３＋ｓ＝ＣΔ、ん□）ｐΔ□Ｍ（ｎｚ）　　（２２）
を用いて計算する。ただし、ム□は選択回路３９の出力
であるため である。

第８図は第２の適応量子化・逆量子化方法に使用される
適応量子化囲路を示すブロック図である。

第８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？＃ｉ量子化回路５
１と、逆量子化回路出力を被乗数とする乗算器５２と、
量子化符号１乗算器の乗数信号、および予め定められた
量子化基準値から次の標本時刻における乗算器の乗数値
を計算し、乗算器の乗数端子へ出力する係数発生回路５
４と、乗数信号の値によシ予め用意され大検数個の量子
化基準予足僅のうち、次の標本時刻における量子化基準
値の候補を選択する第１の選択回路６０と、乗数信号の
値が量子化基準値と異なるかｉかを比較回路５５〜５７
と、比較回路の出力によりｔｌ、ｌの選択回路出力と量
子化基準値のうちめいずれか一方を選択し次の標本時刻
における乗数発生を行なうための量子化基準値とする第
２の選択回路５９と−から栴成されている。

逆量子化回路５１９乗算ｋ　Ｉｓ　２　＊係数発生回路
５４は各々第５図の逆量子化回路２１９乗算器２２゜係
数発生回路２４と同一のものが利用で１、比較回路５５
．５６および５７は第３図の比較回路７と同一のものが
使用できる。また、第１および第２の選択回路５９およ
び６０は第３図の選択回路６と同一のものが利用できる
。さらに、ゲート回路５８、−飴メモリ６１は各々第７
図のゲート回路３８１−飴メモリ４１と同一のものが利
用できるＯ 入力端子５０に量子化基準値が入力されると。

逆量子化回路５１によハ数値表現稍度を高められ、乗算
器５２によシ係数発生回路５４の出力である△ｊが乗ぜ
られて、出力端子５３には式（３）で示される信号が再
現でき゛ることは第５の・回路と同様である。係数発生
回路５４の出力Δ、け比較回路５７により、端子６４か
ら加えられた閾値（Δ、１＋ΔＢ）／２と比較され、第
１の選択回路６０に与えられる＠第１の選択回路６０は
端子６５および６６に加えられた量子化基準予定値△、
、と△、２の値のうち、Δ、〉（△８．＋△ｓ、　）　
／　２であれは△１を選択し、Δ、り（△、：＋△、、
）／２であれけΔ６□を選択する。、′ｔた、係数発生
回路５４の出力△１は比較回路５５において、端子６２
に加えられたΔ、′、と、また比較回路５６において、
端子６３に加えられた△；、と比較され％これ等の北東
結果をゲート回路５８へ与える０このゲート回路５８の
出力が−ＩＩとな石のはΔ′く△　≦へＩの時に限られ
ることは表３の説明から明らかである。ゲート回路５８
の出力娘第２の選択回路５９に与えられ、△、′□〈△
、≦Δ、へを満足していない時はｊｌＥ１０選択回路６
０の出力を係数発生回路５４へ与える。反対に△、′１
くΔ１≦△、−の場合は一語メモリー蓄えられている一
標本時刻前の第２の選択回路５９の出力△、ｉを係数発
生回路５４へ与える。この結果、係数発生回路５４では
、ｍ子Ａ。

ＢおよびＣに加えられた△　、ｎ　および△□によシ、
次の時刻における量子化幅△、＋８ｔ−以下の様に計算
する。

△、＋１＝（Δ、／△１）−八、、　　Ｍ（ｎ、）　　
　（２２）’ここで、Δ□は第１および第２の選択回路
５９゜６０の出力の組合せにより次の様に与えちれる・
第９１は本発明第３０適応量子化・逆量子化方法を説明
する図である。この第３の方法は、第１のおよび第２の
方法と比べさらに伝送路ビット誤シの影会の少い適応Ｉ
４化および適応逆量子化方法が実税できるＧ第１の方法
において、祖送路ビットｖ４シが連続する。いわゆるパ
ース）１１０）が発生したハ第２の方法においてＩ！明
した最悪の伝送路ビット誤シが発生すると、送信餉およ
び受信ＩＩＩＪ□での量子化基準値が常に異なる状態と
なルうゐ。

この場合は式ａ霞および式（に）が成立し、送受での量
子化幅が常に異な志。第２の方法のとζろでも述べたよ
うに、この差は送受信を通したシステムが利得を持うこ
ととなる０この様に伝送系が利得を持つヒとは、形番が
少いとして４本来好ましいことではない。このため、第
３の方法において１、たとえ伝送路ビットｉｍｂがバー
スト誤シとなってもも、送受双方での量子化幅７６Ｅ′
時間とともに減少する方法を実流している０ 第３の方法においても次の標本時刻にお社る蓋子化輻紘
式（７）に従う０ただし、△３１として△、１とΔ、３
のいずれを用いゐかの決定はΔ、、〈△１１〈へ晶＜Δ
、、となる△１１．Δ晶と△、によシ決定する。つｔル
、 こむでｓムｉとは時刻（ｊ−１）で用いた△、１と異壜
るΔ、１もしくはΔ、、を選択することを意味する。

このためΔ　からΔＪ＋１　／　Ｍ　（ｎ　Ｊ　）を求
める＃！２図および菖６図に対応する図は、第９図とな
る。

第３０方法においても、第９図に示すように２本のグラ
フを信号レベルに応じて切〕換えてΔ、＋□を法定する
丸め、第１の方法と同様従来の適応量子化方法と比べて
高精度に量子化できる〇一方。

鮪２の方法と比べると、Δ、−よシ、大でΔ、ｔよシ小
の区間では量子化基準値が毎時刻切シ換わるため、第２
の方法で詳細に述べたように、量子化精度は劣化する。

しかじなか・ら、この量子化精度の劣化は伝送路ビット
誤ｉ対するよシ強靭禅性質を得るための代償である。伝
送路ピッ）［１）に強くなる理由は以下の通シである。

第３の方法においても、伝送路ビット誤シが発生しても
送受双方における量子化基準値に影響がなければ、式（
８）が成立し、伝送路ビット誤ｐの効果は時刻とともに
減衰し、送受双方の量子化幅は一致する。しかし、量子
化基準値に影響を与える伝送路ビット誤シが発生した場
合、式■に示す通シであル、量子化基準値の選択誤シの
影響が残る。

以下１式復υの値を第３の方法に従って調べる。前述し
たように、ＴΔ、と翼Δ、が双方とも６．１３以上でか
つΔｌ以下の場合を考える◎この場合でも、送受双方の
量子化基準値が一致しておれば、式αυにおける量子化
基準値の比の項（ＴＤｋ、（ＩＤ、）は１となル式（８
）と同一になる０送受双方で量子化基準値が異なる場合
は（ｔ　Ｄ　ｋ／！　Ｄ　ｈ　）の値がα（＝Δｌ／Δ
、１）鷹たはａ　になハこ終が時々刻々交互に変化する
ため１１式■は次の様に変形される。

（部） 従って、時刻が九つにつれ となる。前述したようにβはＩＫ近いから（ｌ−β）１
杜はは０となシ、量子化幅は送受で＃■！一致する＠△
８□とΔ、、を適尚に選べば、−瞬の伝送路ビットｖ４
ヤによｎ４受一方がΔ、１で他方がΔ、、を選択し続け
る様な状況１例えば！Δ１〈Δ、１．翼Δ。

〉△、、と１５状況にはほとんどならない。また、この
様な状況になった場合でもＴΔ、が、△、。

よシわずかに大きい値に選けれる△、′１よシ大きくな
るか、凰Δ、が、Δ、Ｓよシわずかに小さい値に迦はれ
る△、−よシ小さくなれば偶数もしくは奇数番の時刻に
は量子化基準値が一致する◇このため、式（至）で示す
定常郷差は軽減され、さらに、双方の量子化幅がΔ　と
Δ　の間に入シ込めば式（２）で示すようにやがて送受
双方の量子化幅は一致する・第１０図は本発明の第３の
適応量子化・逆量子化方法に使用される適応量子化回路
を示すブｐツク図である。

第１０図に示す適応量子化回路は、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７１と、除算
器出力を量子化する量子化回路７２と、量子化回路出力
と除算回路の除数信号と、量子化基準値とから次の標本
時刻における除算器の除数値を計算し除算器の除数端子
へ出力する係数発生回路７４と、係数発生回路の出力の
値よル予め用意された複数個の量子化基準予定値のうち
次の量子化基準値の候補を選択する第１の選択回路８０
と、−標本時刻前の量子１化基準値とｉｌｌ接した量子
化予定基準値とを選択すゐ−２の選択回路８１と、係数
発生回路の出力が量゛子化基準値と＠接した量子化予定
基準値の間に設けられた領域内の場合は第３の選択回路
出力を新しい量子化基準値とし、領域外の場合は第１Ｃ
）選択回路出力を新しい量子化基準値とする第３の選択
回路７９とから構成されている・ 第１０図において除算器７１．量子化回路８２゜係数発
生回路７４．比較回路７５，７６．８３％第１．第２お
よび第３の選択回路７９，８０．８１は各々第３図の除
算器２、量子化回路３．係数発生回路５．比較回路７、
選択回路６と同一の回路が利用で暑る＠ｔた第１０図に
おける一語メモリ８２、ゲート回路７７は各々第７図の
一語メモリ４１、ゲート回路３Ｂが利用できる。ゲート
回路７７紘アンドゲートである・ 第１０図において、端子７０から信号Ｊが入力され、除
算器７１によシ係数発生回路７４の出力信号△、で除算
され、この結果の信号ＸＩ／Δｊは量子化回路７２によ
多量子化され、出力端子ｎＫ蓋子化符号ｎ１が出力され
る。これ等の一連の演算は第３図に示した回路の説明と
同一であゐ。

このため、以下の説明では、量子化基準値の選択につい
て畦述する０係数発生回路７４の出力信号は比較回路７
５によシ端子８４から入力されたΔ晶と比較され、また
比較回路７６によル端子８５から入力されたΔ１１と比
較され、両比較器の出力は第２の方法で用いた表４に示
す通シとなる。アンド・ゲート７７は、この結果、Δ１
〉Δ晶の時にｉｂオンとな夛、その出力は第１の選択回
路８０に与えられる。選択回路５ＯＦｉ、ゲート７７の
出力によ少入力端子８６および８７に加えられた量子化
基準値△、１およびΔ、翼のうち△、鬼を出力する。

△、く△晶の場合は第１の選択回路８０の出力は△、ｌ
となる〇一方、係数発生回路７４の端子Ｃに加えられて
いる量子化基準値は、−飴メ峰す８２によシー標本時刻
分保持される。−語メモリ８２の出力は、比較回路８３
において、端子８７に加えられた量子化基準予定値Δ、
、と比較され、この比較結果は第２の選択回路８１に与
えられる。この結果、第２の選択回路８１では−１メモ
リ８２に蓄えられた量子化基準予定値とは異なった量子
化基準予定値を端子８６および８７に加えられた△３、
およびΔ、、の中から選択する。第１の選択回路８０お
よび＃！２の選択回路８１の出力は第３の選択回路７９
へ入力される。一方、ゲート回路７８の出力は前述の１
！３よシ、Δ９〈Δ１≦Δ晶の時に飼〕オンとな夛、第
３の選択回路７９へ与え第２ｄ蒼択回路８１の出力を選
択させる０この結果。

第３の選択回路７９では係数発生回路７４の量子を選択
する０この式は式伺と一致するため、伝送路ビット誤り
に強い適応量子化を行なうための量子化基準値となる。

係数発生回路７９は、端子人。

Ｂ１およびＣに加えられたΔｊｓ　”ｊｓおよび新しい
量子化基準値Δ、ｌによシ１次の標本時刻で、必簀とな
る係数を式（７）に従って発生する０！１１図は第３の
適応量子化・逆量子化方法に使用される適応逆量子化回
路を示すブロック図である０ 第１１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９１
と、逆量子化回路出力を被乗数とする乗算器９２と、ｉ
量子化符号１乗算器の乗数信号および予め定められた量
子化基準値から次の標本時刻における前記乗算器の乗数
値を計算し乗算器の乗数端子へ出力する係数発生回路９
４と、係数発生回路の出力の値によシ予め用★された複
数個の量子化予定基準値のうち次の量子化基準値の候補
を選択する篤１の選択回路１０１と、−標本時刻前の量
子化基準値に隣接した量子化基準予定値を選択する第２
の選択回路１０２と、係数発生回路の出力が量子化基準
値と隣接した量子化基準予定値の間に設けられた領域内
に存在する場合は第２の選択回路出力を新しい量子化基
準値とし、前記領域外の場合に祉第１の選択回路出力を
新しい量子化基準値とする第３の選択回路とから構成さ
れている。第１１図におい゛て、逆量子化回路９１、乗
算器９２％係数発生回路９４．第１の選択回路１０１、
第２の選択回路１．ｏ　ｏ　ｈ　ｍ　ａの選択回路９９
、比較回路９５，９６，１０３は第４図で示した各々逆
量子化回路２１％乗算器２２、係数発生回路２４１選択
回路２５．比較回路２６が利用できる。また、ゲート回
ｌｌ！Ｉ９７と一語メモリ１０２祉第７図の各々ゲート
回路３８、−語メモリ４１が利用できる０ゲ一ト回路９
８はアンドゲートである。

入力端子９０から童子化符号ｎ３が入力されると逆量子
化回路９１で数値表現粉度を高められ、乗算器９２によ
シ係数発生回路９４の出力Δ１が乗ぜられ、出力端子９
３に適応逆量子化信号Ｘ。

が得られる。この過程は第８図の回路の説明と同一であ
シ、詳細は１略する。以下で社量子化基準値の決定につ
いて詳述する０係数発生回路９４の出力イａ号△１は比
較回路１０４によ多端子１０４に加えられた閾値Δｌと
比較され、また比較回路１０５によ多端子１０５に加え
られた閾値Δ畠′篤と比較される。この結果１両比較器
の出力は［４’と同一になる０アンドゲート９７は両比
較器１０５および１０４の出力に対し、アンドを娠るた
め、Δ、〉△ｓｔの竺に＠ジオンとな゛ハ第１の選択回
路１０１に加えられ、入力端子１０６，１０７から加え
られた量子化基準予定値△、１および△ｌのうち△ｓ３
を出力する０アンドゲート９７がオフの時、つまシΔ　
〈△　の場合は、第１の選択回路１０１の出力はΔ、１
である。一方、係数発生回路９４の端子Ｃに加えられて
いる量子化基準値は、−語メモ＋７１０２によシー標本
時刻分保持される。

−１メモリ１０２の出力は比較回路１０３によ多端％１
０６に加えられた△、１と比較され、比較結果は第２の
選択回路１００に与えられる０この結果、第２の選択回
路１０．０では一語メ七９１０２に蓄えられた量子化基
準予定値と異なった量子化基準予定値を端子１０６，１
０７に加えられた△、１とΔ、、の中から選択する。第
１の選択回路１０１．１２０選択回路１００の出力は、
第３の選択回路９１１によシ次の様に選択されて新しい
量子化基準値となる。ゲート回路９７の出力は前述の表
３よル、Δ、′ｌく△１≦八−の時に＠ジオンとなシ゛
、第３の選択回路９９へ与え、仁の時にｌｌｎ！りは第
′２の選択１路１００の出力を選択する′０ゲート回路
９７がオフの時は第３の選択回路９９は第１の選択回路
１０１の出力を選択する０この結果。

係数発生回路９４の量子化基準値は以下の通）である。

武器は式（至）と一致するため伝送路ピッ）ｌ！！ｔ）
に強い量子化基準値の選択となりている。係数発生回路
９９では、端午Ａ、Ｂ、およびＣに加えられた△、−３
新しい量子化基−値Δ□によＬ次の標本時刻で必要とな
る係数を弐（７）に従って発生する。

以上のように％本発明によれば従来と同程度の伝送路ビ
ット誤）に対する強さを保ちながら精度の高い伝送が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

一１図は従来や適応量子化の方法を説明する図、第２図
は本発明の第１の適応量子化・逆量子化方法を説明する
図、第３図は第１の方ｍＫ使用さ−れる適応量子化回路
のブロック図、第４図は第３−の回路の一部を示す図、
ｌ１図は第１の方法に使用される適応量子化回路゛の゛
ブロック図、第６図は本発明の第２の適応量子化・逆量
子化方法を説明する図、第７図は第２の方法に用いられ
る適応量子化回路のブロック図、第８図は第２の方法に
用いられる適応逆量子化回路のブロック図、第９図は本
発明の第３の適応量子化・逆量子化方法を説明する図、
第１−０図は第３の方法に用いられる適応量子化回路の
ブロック図および第１１図社館３の方法に用いられる適
応逆量子化回路のブーツク図である。 図にお゛いて、２，３１．７１・・・・・・除算器、３
゜３２．７２・・・・・・量子化−路、５，２４，３４
，５４゜７４．９４・・・・・・係数発生回路、６，２
５，３９゜４０．５９，６０，７９，８０，８１，９９
゜１０’０．１０１・・・・・・選択回路、７．２６，
３５゜３６．３７，５５，５６．１）７，９５，９６゜
１０３−・・・・・比較□回路、８，９．２７，２８．
６−５゜６”６．４！Ｓ、４’６’、−８６，８７，１
０６，’１０７゜・・・・・・量子化基準予定値入力端
子、２１，５１゜Ｉｌｌ・・・・・・逆量子化方法、２
２，５２．９２−・・・・・乗算器、３８．５８．７７
．７Ｂ、９フ、９８・・・・・・ゲート回路、４１，６
１，８２叫°°−語メモリ〇給１図 ΔＭ　　　　１．０　　　　＆　　Ａ、＃第２図 Ａｓ曹　　　　　　　　１・ｏ　　　　　　　　　　　
　　４ｇ２ｊａｔ、　　　　　ΔｊＷＡａ図 第　４　図 １ｐ１５図 クヨ （４５ｇす１ｉｓｓ）／２ ′ｌＡ６図 Ａｓ１Ａｉｔ　　Ａ１２Ａｓ２ ♂ 第７図 Ａｓ＋　　Ａｓ２ 第８図 Δｔ＋　Ａｓ２ 第９図 Ａｊ中１／Ｍ Ａｓｔ　Ａｓ’１Ａｓ’ｚ　ａｓｚ　　　　　Ａｉ″ｊ
ＰＪ１０図 Ａｓ＋　　　　　　Ａ３２

Claims (1)

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童子化幅
   および量子化符号とを用いて適応的に次の標本時刻にお
   ける童子化幅を決定し、こ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り適応量子化および逆量子
   化方法にをいて。 複数個の量子化基ｌｌ−７定値を予や準備し、前記複数
   個の量子化基準予定値のうち現在の標本時刻におグる量
   子化幅に最亀近い量子化基準予定値を前記法の標本時刻
   における量子化幅を決定するときの前記量子化基準値と
   すゐことによ−シ前記！子化基準値を前記量子化幅に応
   じで変化させたことを％徴とする適応量、子化および適
   応逆量子化方法。 ２　標本化されディジタル化され大入力信号を被前記除
   算器出力を量子化する量子化回路と、予め定めた複数個
   の量子化基準予定値のうちから前記除算器Ｏ゛除数信号
   に応じて１個の量子化基準予定値を選択し量子化基準値
   とする手段と、　　　　　　　− 前記量子化回路出力と前記除算回路の除数信ける前記除
   算器の除数値を計算Ｃ前配除算器の除数端子へ出力する
   係数発生回路とから構成されたことを特徴とする適応量
   子化回路。 ＆　標本−刻毎忙入力される量子化符蓚を門量子ｊヒす
   る逆−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。 うちか゛ら前記乗算器の乗数信号に一応じ゛て１個の量
   子化基準予定値を選択して前記量子化基準値と讐る手段
   と、 前記量子化符号、前記乗算器の乗数信号、および前記予
   め定められた量子化基準値から、次の標本時刻における
   前記乗算器の乗数値を計算し、前記乗算器の乗数端子へ
   出力する係数発生回路とから構成された仁とを特徴とす
   る適応逆量子化回路。 表　量子化基準値と現在の標本時刻におけゐ量子化幅お
   よび量子化符号を用いて適応的に次の標本時刻にセ叶る
   量子化幅を決定し仁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量子化および逆量子化方法
   ＫｉＩＡで。 複数個の量子化予定基準値を予め準備し。 現在の標本時刻における量子化幅の決定に使用した現量
   子化予定基準値Ｋｌｌ接する量子化予定基準値を上位お
   よび下位ｌｌｌ５量子化予定基準値とし、前記現量子化
   予定基準値と前記上位隣接量子化予定基準値との間にあ
   り、かつ前記上位ｗｊｉ接量子化予定基準値の近くの予
   め定め良値を第１の値とし、前記現量子化予定基準値と
   前記下位隣接量子化予定基準値との間にあシかっめ九億
   を第２の値とするとき、 現在の標本時刻における現量子化幅が前記第１の値と前
   記上位隣接量子化予定基準値との間におるときには前記
   現量子化予定基準値を前記上位Ｉｌ接量子化予定基準甑
   に変更し。 前記現量子化幅が前記下位Ｗ４接量子化予定基準値と前
   記第２の値との間にあるときには前記現量子化予定基準
   値を前記下位隣接量子化予定基準値に変更することを特
   徴とする適応量子化・逆量子化方法。 五　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ｊＩ器と、 前記除算器出力を量子化する量子化回路と、前記量子化
   回路出力と前記除算回路の除数信号と、量子化基準値と
   から次の標本時刻における前記除算器の除数値を計算し
   前記除算器の除数端子へ出力する係数発生回路と、 前記係数発生回路の出力の値によシ予め用意された被数
   個の量子化基準予定値のうち次の量子化基準値の候補を
   選択する館１の選択回路と。 前記係数発生回路出力の値が前記量子化基準値と異なる
   か否かを比較する比較回路と。 前記比較回路の出力によル、前記第１の選択回路出力と
   前記量子化基準値のいずれか一方を選択して次の標本時
   刻における除数発生を行なうための量子化基ｆｓ値とす
   る第２の選択回路とから構成された仁とを特徴とする適
   応量子化回路Ｏ 已　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（ロ）路と、 前記逆量子化回路出力を被乗数とする乗算器と、前記量
   子化符号、前記乗算器の乗数信号。 および予め定められた量子化基準値から次の標本時刻に
   おける前記乗算器の乗数値を計算し、前記乗算器の乗数
   端子へ出力する係数発生回路と１ 、前記乗数信号の値によシ予め用意された複数個の量子
   化基準予定値のうち次の標本時刻における量子化基準値
   の候補を選択する第１の選択回路と、 前記比較回路の出力により前記第１Ｃ）選択回路出力と
   前記量子化基準値のうちのいずれか一方を選択し次の標
   本時刻における乗数発生を行なうための量子化基準値と
   する第２の選択回路とから構成された仁とを特徴とする
   適応逆量子化回路。 ７　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予定値金子め準備し、現在の標本時
   刻における童、子化＠０決定に使用した現量子化予定基
   準値に＠接する量子化予定基準値を上位および下位隣接
   量子化予定基準値とし、前記現量子化予定基準値と前記
   上位隣接量子化予定基準値との間にあシかり前記現量子
   化予定基準値近くの予め定めた値を第１の値とし、前記
   現量子化予定基準値と前記下位隣接量子化予定基準値と
   の間にあシ前記現量子化予定基準値近くの予め定めた値
   を第２の値とするとき、桟在の標本時刻におけゐ現量子
   化幅が前記第１の値と前記上位隣接童子化予定基準値と
   の間にあるときには前記現量子化予定基準値を前記上位
   隣接量子化予定基準値に変更し１ 前記現量子化幅が前記下位隣接量子化予定基準値と前記
   第２の値との間にあるときには前記現量子化予定基準値
   を前記下位隣接量子化予定基準値に変更することを特徴
   とする適応量子化・逆量子化方法。 ａｍ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。 前記除算器出力を量子化する量子化回路と、前記量子化
   回路出力と前記除算回路と、量子化基準値とから次の標
   本時刻における前記除算器の除数値を計算し前記除算器
   の除数端子へ出力する係数発生回路と、 された複数個の量子化基準予定値のうち次の量子化基準
   値の候補を選択する第１の選択回路と、−標本時刻前の
   量子化基準値と＠接した前記量子化予定基準値とを選択
   する鉋２の選択回路と、 前記係数発生回路の出力が前記童子化基準値と前記隣接
   した量子化予定基準値の間に設けられた領域内の場合は
   距２の選択回路出力を新しい量子化基！Ｉ！１社とし、
   前記領域外の場合は組１０選択−路出力ｔ−ソｒしい量
   子化基準値とする第３の選択−路とから構成された仁と
   を％黴とする適応量子化回路。 ９、　　ａｔ本化時刻毎に入力される量子化符号を逆量
   子化すゐ逆量子化回路と、 前記逆量子化回路出力を被乗数とする衆ｊｌＬ餘と、 前記量子化符号、前記乗算番の乗数信号、お前記係数発
   生回路の出力の値によシ予め用意された複数個の量子化
   予定基準値のうち次の量子化基準値の候補を選択する第
   １の選択回路と、−標本時刻前の量子化基準値に隣接し
   た量子化基準予定値を選択する第２の選択回路と、前記
   係数発生回路の出力が前記量子化基準値と前記１ｉｌＫ
   接した量子化基準予定値の間に設けられた領域内に存在
   する場合は第２の選択回路出力をＣ新しい量子化基準値
   とし、前記領域外の場合にＦｉ第１の選択回路出力を新
   しい量子化基準値とする第３の選択回路とから構成され
   たことを特徴とする適応逆量子化回路〇