JPS59153327A - Ａｄｐｃｍ復号回路 - 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ＰＣＭ符号化とＡｌ）Ｐ（、’Ｍ符号化を交互
にくシ返す場合のＡｈ）Ｐ（、’Ｍ回路、特にｔ予信ノ
イズを累積しないＡｔ）ＰＣＭ復号回路に関する。

ＡＤＰＣＭに関しては１９８０年４月ｆｉｇ発行の°’
　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＩ！Ｊ１３Ｅ　”
　４８８３１〜５２５頁に詳しく、また、伝送路ピッ）
％りに対して強い特性を持たせた改良形ＡＤｆ’ＣＭに
関しては１９８２年５月ＩＥＥＥ発行ｔ７）　”　ｋ’
ｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ　ＩＣＡＳＳＰ　　ｔ８２　
　”　９６０頁〜９６３頁に詳しい。以下本発明の説明
に必要となる範囲で、前記第２の文献に基づいてＡｌ）
ｌ’ＣＭを説明する。

第１図は従来のＮｌ）ＰＣＭ符号及び儂号回路を示した
もので、人力信号端子１、威′ｊ４−器２、適応重子８
圓路３、逆適厄童子化回路４、加算器５、適応予沖」回
ｊＮＩ６および符号出力端子７からなるＡｌ）ＰＧＭ符
号回路と、符号入力端子８、ｌ！ｉｉ適応蓋適応目子化
回路９尊器ｌＯ１虐応予仰」回路１１および出力痛手１
２からなるＡＬｌＰＣ，：Ｍ復号回路を示しでいる。

適応童子化回路３は入力１ｄ号が１ｕビツト及で衣示芒
れている揚せ、出力−＋＝−号としてＭ↓り小さいＩＮ
Ｎピット田力Ｇ号′（＋：得る回路で、人力信号を２Ｎ
−１個の＠１区を用いて−ｔ”１１足し、判定精米をヘ
ビットで出力するものである。つｌす、ある標本時刻ｊ
での量子化幅をΔ」、この時の入力侶号外が Ｎ二割当童子化ビット数 であれば、出力信号はｎｊ　であり、次の標本時刻（ｊ
＋１）での量子化幅Δｊ＋１は適応量子化回路人力１ぎ
号Ｖベルに応じて次式を用いて圧伸させる。

Δｊ刊＝イ・Ｍ（ｎ）（２１ 」 ただし、ここでＭ（ΩＪ）はｎｊ　によシー量的に定ま
る乗数であり、８　ｋＨｚ　　で標本化された音声信号
を４ビツト（Ｎ二４）に符号化する場合に用いられる栄
畝の一例を表１に示す。

衣　　１ 式（２）においてβは１より小さい正定数に定めて−お
けば、適応予測回路が時不変フィルタである限りはΔｉ
の演算が過去の量子化幅をリークさせる作用があるため
伝送路ビット誤りに対して強くなる事が知られており、
詳しくは１９７５年Ｉｇｇｇ発行の（Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｊ第
１３６２貫〜第１３６５頁を参照されたい。逆進応櫨予
信回昂４及び９は前記適応童子化回路３のＮビット出力
信号、および伝送されて米だＮビット量子化回路出力信
号が入力されると、前記閾値に対応してＭビットの再生
入力信号を出力するもので △ ｘ　、　＝　ｎ　、Δ、＋〇、５△ｊ（３１により伝送
１ｇｇを逆菫子化する。

このＸｉの事は代表１μと呼ばれている。

式（１）、式（３）で示される童子化の特性は閾１１Ｌ
間の幅が一定でるるため、代Ｐ＋１間も同じ幅で一定と
なっており、線形童子化特性と呼ばれている。一般には
＠１閲の幅、代表１区間の幅も一定とはならず、童子化
すべき信号の統計的な分布関数に依存したＳを持たせる
のが常であるが評しくは後述する。適応予測回路および
１１の伝送関数は同一で、これをＰ　（Ｚ）とすると、 Ｐ　（Ｚ）−＝５５　ａ　ｊ　Ｚ−’　　　　　　　　
　（４１−ＩＩ となる。ここで１ａｊｌｉ二１．・・・、ｋｌは時刻」
の予測係数と呼ばれており時刻」における予測器人力−
△ 信号をＸ　ｊ　、逆蓋予信器出力４ｉ号をｅｊとすれば
、△２ ｅｊ　を最小とする様に谷係数を変化させる。

つまり、各係数は ａ！＋１４１−δ）ａｉ十ｇ−Ｃｊ　”ｊ　−１（５１
として時々刻々変化させるとよい事が知られている。こ
こでδ及びｇは１より小の正定数である。

以Ｆ第１図に従って従来のＡＩＪ　Ｐ　（、：Ｍ符号回
路、復号回路について述べる。時刻ｊにおける入力１６
号像本凪Ｘ」が端子ｌからＡＤＰＣＭ符号化回路に人力
されると、減昇器２により人力１ｇ号Ｘ」と適応予測回
路６の出力ｆぎ号Ｘｊの差が計算され、誤差１６号ｅｊ
として適応童子化回路３へ人力される。

適応童子化回路３は前述した様にｅｊをＮビットの符号
Ωｊに変換し、端子７から出力されると同時に逆適応量
子化回路４へ入力される。逆適応量子化回路４ではｎｊ
よりＭビットの誤差信号ｅｊを再生する。再生された誤
差１ぎ号ｅ、と適応予測回路６の出力Ｘｊは加算器５に
より加え合せられ応予測回路６の係数は前述した様に仄
の人力信号の符号化を行なうために修正される。前述し
たよ△　　。

うに適応予測回路の係数修正は誤差信号ｅ〕のハ△２ ツー、つま９ｅ、を最小化する様に修正されるため、ｅ
ｊ１＋ｉ号はＸ、信号に比ベダイナミック・レンジが小
さくなり、同一ビットで符号化する事を考えれば小さく
なった分だけ適応童子化回路３によって発生する誤差も
小さくなり、確度よく符号化できる事になる。

一方従来形のＡＩ−）ＰＣＭ復号回路では、覚悟された
量子化符号ｎｊが端子８から入力され、逆適応童子化回
路９により再生誤差信号ｅＪを発生する。

△ このｅｊと逸応予測Ｉｇｌ路１１の出力Ｘ１は加算器１
０△ により加算されＸｊを合成して、出力端子１２へも適応
電子化符号ｎｊもしくは誤差信号ｅ」より、逆適応量子
化回路の童子化幅を式（２）に従って時々Δ　　　〜　
　　　　　　　　　　　　　　△刻々変化させ、かつＸ
ｊとＸｊの差、つまり、ｅ」のパワーを最小化する様に
適応予測回路１１の係ｅ、全式（５）に従って変化させ
る。

ＡＩＪＰＣＭ符号回路と復号回路では、逆適応童子化回
路４．９および適応予測回Ｍ＠６．１１の内部状態が一
致しておれば、ＡＩ）Ｐ　ＣＭ符号回路・／復号／＼　
　　△　　　、 回路のｅｊ　、　Ｘｊ　、　Ｘｊ　　の１区は一致する
。このためＡｔｕ：’ｃＭ符号回路と復号回路が距離的
に離れて設けられていても端子ｌＫ別わる入力信号ｘｌ
と端子１２から出力されるＸ、はほとんど同一の１１Ｉ
ｔを取ることになる。ところで、符号回路の端子７から
復号回路の端子８までの間は伝送路となるが、伝送メロ
には熱雑音寺によりピッｔａｎが発生する可ロピ性があ
る。この揚台ＡＬ）１１’ＣＭ復号回路が不安定状態に
陥って復帰できない墨が多い。これは以Ｆの様に説明で
きる。

ＡＩＪｉ’ＵＭ復号回路の逆適応童子化ｌｏｌ路９の出
力△ ｅ」より出力端子１２までの伝達関数Ｌ）　（Ｚ）　′
ｆｆ、適応予測回路１１の伝達関数として式（４）を用
いて求めると、 となる。、ｌは前述した様に含ｊより計算される唾であ
り、伝送路ビット誤りが発生するとＡＤＰ　ＣＭ復号回
路の適応予測回路の予測係数の修正値はＡＤＰＣＭ符号
回路の適応予測回路の予測係数とは異なる値となる。式
（６１は予測係数により決定される慣をに１１ｉ！ｉＩ
持ってお９、上記の伝送路ビット誤ｐの結果ｘＤｐｃｍ
仮号回路側では億の位置がＺ平向上で単位内外に出てし
まうことがある。この様な状況になるとＡＤＰＣＭ僅号
回路は発振状態となり、再び正しい動作にはもどれない
。（ｉ）８記第２の文献参照） 前記第２の文献ではこの不安定状態を除くため、式（６
）を以下の様に式展開して、適応的に動く他を除いた伝
達関数を持つＡｉ）ＰＧＭ符号回路及び復号回路を実現
している。

均的な性質にめった１直に選べば上記のうち切り誤差も
小さく、符号化品員の劣化はほとんどない。

ここで、背戸の半均的な性質にめった固定係数１’Ｑｉ
　ｌの永め方は、前日ｒ２第１の文酷の４９８貝に吐し
い。

式（７）に基いた従来方式のＡＩ）ｋ’ｃＭ符号回路及
び仮号回路を第２図に示す。第２図は入力端子１１減典
器２１．　２２、適応電子化回路３、逆逸応電予信回Ｍ
１４、加算器５１．５２、適応フィルり６１固定フイル
タ６２、出力端子７からなるＡＩ）ｉ−’ＣＭ符号回路
と、入力端子８、逆適応童子化回路９、加算器１０１．
１０２．適応フィルタ１１１、固定フィルタ１１２、出
力端子１２からなるＡＤＰＣＭ仮号回路からなる。固定
フィルタ６２および１１２は、式（４）で使用された固
定予測係数＋ａ、ｌを用いて以下の伝送関数を持つ。

−また、適応フィルタ６１，１１１　　は以下の伝送関
数を持つ。

ただし、＞ｍ応係数は否々以下の休に必止さ扛、こｎｒ
Ｊ：ｅｊ梠号のパワーを破小比するガ間に参上される讃
が第２の文献に述べら扛ている。

ｊ＋１　　　− ｂ、　　＝（ｉ　　δ）　ｂ：＋ｇｅ　ｊ　ｉ　ｅ　４
　　　　（１０）いま、端子ｌから入力信号Ｘ、が入力
されると、減算器２１で固定フィルタ６２の出力Ｘ、と
差がｊ収られＹ、）となり、減算器２２へ入力される。

減Ｂｕｚ２ではｙ、から適応フィルタの出力ｙ１を減１ 昇し、適応童子化回路３に加えられる。適応童子化回路
３に加えられる。適応盪予信回閉３はｅｌを量子化し、
符弓ｎ１を出力端子７から出力するとともに逆適応童子
化回路４に加えられ、量子化された誤差信号ｅ」を得る
。ｅ、は適応フィルタ６１に人力され、次の標本時刻で
のフィルタ演算に使用されるとともに、適応フィルタ６
１の出力ｙ−」 を加算器５１により加えられ、ｙ＝　　とじて加算器４
′ Δ　　　〜 ５２へ伝えられる。加算器５２ではｙ・とＸｊ力旬日」 △　　　　− 其され入力信号Ｘｊの量子化イぎ号ｘｉを再生し、次の
標本時刻でのフィルり演算に使用される。このため、固
定フィルタ６２の出力が人力ｆｇ号の平均的なふるまい
に逸したものでろれば第１の誤差イＷ号ｙｊ、の振１階
Ｖベルが減少し、この信号から適応フィルタ６１の出力
を減じられた第２の誤差１ｇ号ｅｊはさらにレベルの低
い信号となる。一般的に百って第１図の適応予測回路６
は再生量子化入力値から次の入力信号１匣を予測するの
に対して、第２図の適応フィルタ６１は誤差信号から次
の入力信号を予測することになり能力的には第２図の適
応フィルタ６１の方が低いが、固定フィルタ６２が平均
的な入力４ｇ号の性質に関する信号を発生しているため
、＄２図の符号化器も全体としては第１図の符号器と比
べ遜色ない符号化が可能となっている。

仄に第２図のＡｕｉ’ｃＭ榎号回路の動作を説明する。

入力端子８から輩子化符号が入力されると逆適応童子化
回路９は量子化された誤差信号Ｑ、を再生し、適応フィ
ルター１１に入力し、次の標本時刻の適応フィルタ演算
に用い、かつ、カーＪ尊器１０１により適応フィルター
１１の出力孔と加／＼ 丼されＹｊ＋金丹生する。ｙｊ、は固定フィルタ１１２
の出力Ｘｊと力１１禅＃　ｌ　０２により刀日丼さく１
＝−予信された（ｆ寸話・ｌ入力信号１匣を再生し、出
刃端子１２及び固定フィルタ１１２へ供帖される。Ｉ！
１応フィルター１１と固定フィルター１２の伝達関数１
’１（Ｚ）及びＰ　２　（Ｚ）は弐（８１および武（９
）に示す通りで必シ、逆適応童子化回路９の出力から出
力端子１２までの伝達関数Ｄ　（Ｚ）は となるため、式（７）と一致し、適応的に動く極をＺ平
面上で持たないため、伝送路ビット誤シが発生しても安
定な動作を期待できる。

以上の外、ＡＩ）ｌ−’ＣＭ符号／榎ｇ回路としては第
２図の固定フィルタ６２、ｉ１２’ｔｍの動きうる範囲
を制限して使用する適応零点／適応憔形の予測フィルタ
を持つ事もあるが、同様に説明できるため、詳細は省略
する。

以上、ＡＤＰＣＭ符号／復号回路について見て米だが、
このＡＤＰＣＭ回路を既存ＰＣＭ網に導入す６墨全考え
ると、第３図で示すようにＰＣＭ′で符号化された信号
はＡｉ）ＰＣＭ符号化され、丹びｉ−’ＣＭ符号化され
伝送される形態が生ずる。第３図では、Ａ１１ｉ’ＣＭ
符号／復号回路を２段縦続接続した場合を示している。

との結果、ＰＣＭ符号化とＡｈ）ｌ−’ＣＭ符号化が交
互に行なわれる状況が発生する。

−収にＡＩＪＰＣＭ符号／復号回路内部の演算は、８ビ
ット非線形ＰＣＭを線形化すると１４ビツト相当となる
ため、ｌ−’ＣＭ並の符号化を行なう必要性から１４ビ
ット以上の線形符号を用いて実行されている。このため
、ＡＩ）ＰＣＭ符号／復号回路と他のＡＩ）ＰＣＭ符号
／復号回路との間が、Ａｌ）ｌ’ｃＭ内部演鼻ビット数
と等しいか多い線形符号ビットで接続できるとすればＡ
ＤＰＣＭ符号／復号回路を縦続接続させても嵌続自体に
よる劣化はない。このため、最初のＡｌ）ＰＣＭ符号／
復号回路と七扛に続（ＡＤＰＣＭ符号／復号回路の内部
状態が全て一致しておればＡＩＪＰＣＭ符号／債号回路
を縦続接伏させても内部状態は各ＡＩＪＰＣＭ符号／偵
号符号／同号回路化し、例段に旦って縦続接続させても
、１段分のＡｌ）Ｐ　０Ｍ回路の劣化にＷまる。

しかしながら、前述した椋にＡｉｕ’ｅｉｖｒ付＋ｊ／
＊号回路とそれに続くＡＤＰＣＭ付号／仮号回路間は非
線形８ビツトＰＣＭ符号で接続される。このため、縦統
接続すると、使用日」゛能ビット数が少くなる事、およ
び、使用可能ビット数の谷ビットの恵み付けが非線形で
ある挙に起因した法統自体の劣化を伴う。この接続自体
による劣化は、最初のＡＩ）ＰＣＭ符号／復号回路とそ
れに続（Ａｎ）ｉ’ＧＭ符号／復号回路の内部状態があ
る時点で一致していても、入力ＰＣＭ符号が劣化分だけ
異なる事に起因して選択ＡＤＰＣＭ符号が異なって来る
。選択ＡＤＰＣＭ符号が異なると、適応量子化の式（２
）で与えられる表１に示された乗数が異なる事、また、
式（５）、式（１０）の適応予測係数が異なって米る事
より、内部状態が一致しなくなって米る。このため縦続
接続を行なった場合の劣化は、上記ＰＣＭ接続の劣化分
に加え、ＡＤＰＣＭ符号／復号回路による劣化分が縦続
接続段数分だけ累積する事となり、非常に大きな劣化が
発生する。

上記の内部状態の一致が崩根して行く機構に関しては、
Ａｌ）ｉ−’ＣＭ符号／−ＣＸ号回路で使用される重子
化回路の閾値と代表値の関係が式（１）と式（３）で示
される祿形璽子化特性を持っている限９においてはＬＥ
ＥＥ　　１９７９年発行の’　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
　ｏｆ１９７９　　ｆｄＵＡＳ”の９６９頁〜９７０頁
に詳しく述べられており、また、−夏向部状態が一致す
れば、閾値間隔と代表値間隔が一致しているという線形
量子化特性の性ＪＸを利用してこの内部状態の一致を維
持する手法（同文献のＴａｂｌｅ２　　珍魚）について
も述べられている。

しかしながら、従来の内部状態維持手法は、童子化能力
を向上させるために一般に行なわれている非線形量子化
特性を有するＡＤｋ’ＣＭ符号／復号回路には応用でき
ない。この非線形量子化特性とは、重子化回路へ人力さ
れる信号の統計的分布を―べて、この分布に通した閾呟
と代表値を決定するもので、例えば分布関数がガウス分
布の揚仕で重子化符号ビット数が４の場合は衣２の様に
定められる事がＬＲＥ　　１９６０年５月元行のトｉ’
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｌｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ　’ｌ’ｂｅｏｒｙ”の７貞〜１２貞ｖｃ許しく運べ
られでいる。衣２よりも明らかな様に閾値間間隔及び代
表値ｒｆＪｊ崗は式（１１及び式（３）で与えられる線
形量子化特性とは異なり一定幅ではなくなる。このため
、閾匝間隔と代火直間隔が一定である基金利用した匠米
の内部状態の一致を維持させる手法は適応できなくなり
、この様な量子化回路を有するＡＤＰＣＭ符号／復号回
路を非線形ＰＣＭ符号化を介して縦続接続させると特性
劣化の累積が発生した。

本発明の目的は非線形量子化時性を有するＡｎ）ＰＣＭ
符号符号／同号回路線形ＰＣＭ符号化けして縦続接続し
ても特性劣化が累槓しないＡＤＩ−’ＣＭ仮−号回路′
ｆｃ徒供提供事にある。

本発明の他の目的はＡＤＩ−’ＣＭ符号復号回路の適応
予測回路の構造や適応量子化回路の量子化特性に依存す
ることなく縦続接続時の特性劣化が累槓しない方法を提
供する事にある。

本発明によるＡ、ＤＰＣＭ復号回路は、標本時刻毎に人
力非線形符号化ＰＣＭ信号全籾形化した信号と、適応的
に予測された予測信号との差である残差信号を適応的に
量子化するＡＤＰＣＭ符号器から出力される符号信号を
受信し、非線形ＰＣＭ復号信号全出力するＡＤＩ−’Ｃ
Ｍ復号回路において、前記Ａｌ）ｉ−’ＣＭ符号器から
の量子化符号信号よシ、符号器側での前記残差信号に対
応して、代表残差信号、低極限残差信号および高極限残
差信号を発生し、かつ、前記量子化符号信号により次の
（票本時刻での童子化特性を決定する逆適応量子化回路
と、前記逆適応量子化回路からの耐自己代表残差イｇ号
に後述する適応予測１ｇ号を力日え、代表復号信号を発
生するり１其手段と、ｎ′σ市己代表俊号信号を非線形
符号化ＰＣＭに変換する非線形ＰＣＭ変換回路と、前Ｍ
己非瞼形ＰＣＭ変換回紬の出力を線形化する線形１’Ｃ
Ｍｉ換回路と、前記線形ＰＣＭ変挨回路の出力信号から
後述する適応予測信号を減じ、代表復号残差１ぎ号を発
生する減鼻手段と、前記Ａｔ）ｉ−’ＣＭ符号器からの
童子化符号信号が上限匝、或いはド限匝でない場合、す
なわち過負荷でない時は、前記代表復号残差信号と、前
記低極限残差ＡＩぎ号および前記高極限残差信号の比較
により、また、前記童子化符号信号が正側の過負荷符号
の時は、前記代表復号残差信号と前記低極限残差信号の
比較により、さらに、前記量子化符号信号が負側の過負
荷符号の時は前記代表復号残差信号と前記高極限残差信
号の比較により、前記非線形ＰＣＭ変換器出力信号を、
そのまま、或いは＋１又は−ｌを〃１其して非線形１’
ＣＭ７号信号とする手段と、前記代表復号１ｇ号、もし
くは、前記代表復号信号と前記代表残差イぎ号を人力し
、現時刻での：ｉＭ応予測信号を発生し、かつ、次の標
本時刻での予測特性を決定する適応予測回路とから少な
くとも構成され、適応逆菫子化回路の出力に代表残差信
号のみでなく、尚低極限残差信号をも出力させ、これ等
の値と、Ａｉ）ＰＣＭ符号器からの童子化符号信号との
埴により、代表復号信号の非縁形ＰＣＭ符号を修正して
非線形ＰＣＭ符号器号とする事を特似とするＡＤＰＣＭ
Ｏｌ、号回路である。

以Ｆ図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。ｇ４
図は本発明の第２凶に示すＡＤＰＣＭｌ！ｌ！ｌ路に対
する一実施例であり、入力端子８、班菫子化回路９１、
加算器１０１〜１０４、減算器１０５〜１０６、適応フ
ィルタ１１１、固定フィルタ１１２、線形−非線形ＰＣ
Ｍ変挨回路１２０、非線形−縁形ＰＣ１ＶＬ菱挾回路１
２１、比較回＠１２３、選択回路１２４、出力端子１２
６からなっており、憔応フィルタ１１１１［ｌ８１１定
フイルタ１１２、加典器１０１．１０２は第２図のＡｐ
ｒｃＭ、１号回路と同一のものである。また、線形−非
線形ＰＣＭ変換回路１２（’）、非庫形−線形ＰＣＭ変
倶回路１２１の詳細は１９７０．４Ｅ９月Ｂｅ１ｌ　Ｓ
ｙｓｔｅｍ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｑ行の”　Ｂ
Ｓ’ｌ’Ｊ　”　１５５５頁〜１５８８頁に　説明妊れ
ているものが４υ用でさる。逆適応瀘予信器９１は人力
ＡＤＰｔ；Ｍ符号ｎ’ｚ符号されると、表２に示された
ｎに対応する代表値、閾値及びｎ＋１の閾値の谷々に誓
予信輻△ｊを乗じた１直を出力するもので、この様にす
ると代表値は両閾値で示される区間を代表した形を取る
。■が８の場合のように代表値の絶対値が最大となる値
予信Ｒ号全過負荷信号と呼ぶことにするが、後述する様
に、正過負債符号の場合の篩他限残差信号及び負過負荷
信号の低憔限信号は不要となる。

いま端子８にへＤｉＪＣＭ符号ｎ、が入力されたとする
と、逆適応量子化回路９１はＡＬ３ＰＣＭ符号ｎｌに対
比して表２に示された代表値と閾値に現在の量子化幅△
ｊを米ぜられた値を出力する。この出力１宮−号は、符
号器側の残差イ言号ｅＪにズう応する代表残差信号ｅ」
と、この代表残差信号ｅｊが代表している信号値の区間
のμ４】憧眠を示す１直となっており、大きい方を’ｒ
　ｈ　ｕ、小さい方をｉ’Ｈｈとする。適応フィルタ１
１１と固定フィルタ１１２ではｆＡ１時刻での予測値（
酩不口をＰ、とする。）を出力中であるので、代表残差
信号ｅＪ　にメＶして加算器１０１と１０２によｐ適応
フィルタ１１１と固定フィルタ１１２の出力予迎月直を
谷々／ＪｉＪ鼻する挙△ により、代表復号信号ＸＪ　を得る。従って次式が成り
立つ。

Ｘ、二ｅ　ｊ＋　Ｐ　」（１２） ここでも代表板号信号鮎は区間（’ｌ’ｌ（Ｌ＋Ｐ　ｊ
　。

’ｌ’ＨＵ＋１’７　）　　全代表する１直となってい
る。

代表復号゛信号Ｘｊは、線形−非縁形ＰＣＭ変換器１２
０により通常の８ピツ）ｆ’ｃＭ符号Ｘに変換される。

さらに、Ｘは再び非線形−線形ＰＣＮ１変侠器１２１に
よりｌ−’ＣＭ量子化予信ｘｊへ変換された後、減葬器
１０５と１０６により、適応フィルタ１１１と固定フィ
ルタ１１２の現時刻の出力予測値を各々減Ａする事によ
り、代表復号残差信号、ＩＬへ変換され、比較器１２３
へ入力される。

従って、代表復号残差信号ｅ４Ｌは次式で与えられる。

／ ｊ　　ｊ　　ｊ　　　　　　　　　　　　（１３）まず
、入力Ａｉ）ＰＣＭ４−Ｉ−号が過負荷符号でないとよ
シＰＣＭ符号Ｘを選択し出刃する。

次段でのＩＬＤＰＣＭ付号回路の内部状態が現役の内部
状態と同一であるとす扛ば、次段のＡｉｄ）’ＣＭ符号
回路ではＸ、が線形人力として用いられ、かつ、ｅ、が
区間Ｌ　ＴＨＬ　、　’１’Ｈ（Ｊ　）内にある信号に
対しては現役と同じ人ＤＰＣＭ符号が割尚てられる。こ
のため、現役と次段のＡｆ）ｌ’ｃＭ符ｇ／後号回路の
内部状態は同一となる。

次に、ｅＰが区間（ＴＨＬ、ＴＨＵ）になく、ｅＷ　＞
Ｔ　ｌ−Ｉ　Ｕの場合を考える。現役ＡＩ）ＰＣＭ符号
回路の関係は（１３）式で本されるから区間（’ｌ’ｆ
ｉＬ＋ｆ’　ｊ　ｐＴｌ−１［Ｊ　＋　Ｐ　ｊ　）に少
くとも１個ＰＣＭ０代表値が入っているはずである。（
ＰＣＭ代表値がこの区間になければ、この区間を生成し
たＩＬＤＰｃＭ符号は選択されないはずである。） さらに区間（’ＴＨＬ　十Ｐ　ｊ、　ＴＨＵ　＋　Ｐ　
ｊ）内にある代表＋＊ｘＪ（！：ＰｃＭｔ！子化した値
がＸ、であるから、ＰＣＭのｔ子（ｔ［ＮｍＵ（’ｆＨ
Ｌ＋Ｐ　ｊ、Ｑ、　〕　Ｋ存在し、ｘｊ＞ＴＨｔＪ＋均
であるからＰＣＭの童子化幅は２（ｘｊ’−ｘｌ）　〜
２（ｘ’７−’、Ｌ’ＨＬ−に’）　）となり、この様
な状況はＰＣＭの量子化幅がＡＤ）’ＣＭの量子化幅の
１倍から一々２程度度となった時に発生する事が理解さ
れよう。この様な場合、Ｘ、を発生した非線形ＰＣ，’
ＭコードＸと、現役Ａｌ）ＰＣＭ符号回路の入力非線形
ＰＣＭコードとの差はｘｌが（’ｒＨＬ＋　ｌ）　ｊ、
　ＴＨＬＪ　＋　Ｐ　、　）にあり、ｘｊはない事より
Ｘの方が１だけ高いＰＧＭコードである事は明らかであ
る。

また、非線形１’（，１Ｍ符号は特殊な極性振幅表現で
あるため、比較回路１２３はこの状況で選択回路１２４
を働らかせ、Ｘｊが正の時（ｘｔ　　を発生した非線形
ＰＣＭコードＸのＭＳＢ（￥ｏｓｔＳｉｇｎｉ　ｔｉｃ
ａｎ　Ｌｌ目）が１の時に相当）は、Ｘに加算器１０３
で＋１（最小ステップサイズ分）、負の時（ＸのＭＳＢ
がＯの時に相当）は、Ｘにカロ其器１０４で−１したも
のを出力として選択させるため、現役Ａ１１ｔ’ＣＭ符
号回路の入力ＰＣＭ　１６号と、次段ｋｌ）ＰＣＭ符号
回路の人力信号が元金に等しくなり、内部状態の一致が
維持される事が理解されよう。

さらにＣｊが区１ｉｇ’ｉ　（’１’Ｈｂ　、　’ｌ’
ｌｌＵ　）になく、すなわちｘｌ４が区間ＣＴＨＬ十Ｐ
ｊ　、　’ｉｌ’１−ＩＬＪ　＋Ｐ　ｊ　）になく、ｅ
ｊ＜’ｌ１ｉｉ、の場合について考える。この場合も少
くとも１個のＰ　ＣＬＶＩ代衣値が区間［ＴＨＬ＋１）
、。

’１’Ｊ（Ｕ＋ｌ’ｊ　）に入っているはずである。ま
た、この区間内の代表値ＸｊをＰＣＭ緻子化した値がＸ
。

であるから、ｌ−’ＣＭの童子化閾値は（ｘ　４　、　
Ｔｌ−１［Ｊ＋Ｐｊ）　に存在する。このためＰＣＭの
童子化幅は２（ぐ、−ＸＷ）〜２（ＴＨ［Ｊ＋Ｐ４　　
Ｘ４　　）となり、この場合もＰＣＭの量子化幅がｋＤ
ＰｃＭの量子化幅の１倍から高々２程度度となった時に
発生する事が理解されよう。この様な場合、Ｘ、を発生
した非線形１’ｃＭコードＸと、現役！’ｘｌＪＰＣＭ
　　符号回路の人力非線形ＰＣＭコードとの差はＸの方
が１だけ小さいＰＣＭコードとなっている事は明白であ
ろう。このため、比較回路１２３はこの状況で選択回路
１２４を働らかせ、Ｘ、が正の時αのＭＳＢが１の時に
相肖）はＸに７Ｊ０７！器１０４で−１、負の時（Ｘの
ＩＶＳＨが０の時に札当）は加算器１０３で＋１したも
のを出力として選択させるため、現役Ａｌ）ＰＣＭ符号
回路の人力ＰＧＭ信号と次段ＡＩ））’ＣＭ符号回路の
入力ＰＣＭ信号が完全に等しくなり内部状態の一致が維
持される。

次に入力ＡＩＪＰＣＭ符号が過負荷符号である場合を考
える。ここで正の過負荷の場合を考えへ適応を予信回路
が正過負荷符号を出力するのは符号器側の適応量子化回
路の入力残差信号が、適応量子化回路の最大の閾値より
も大きかった場合である。

従ってこれに対応する復号器側の代表残差信号に対して
は、低極限残差信号しか存在せず高極限残差信号は存在
しない。便って、過負荷が生じない場合と異なり、ｅ　
埜＞　ＴＰＩＵの場合は考える必要がなくこの判定は省
略しなければならない。これは、実際に回路で実現する
場合、特に過負荷の場合に対し不要なｅ　＋　）　Ｔ　
ＨＵの判定を省略しないと’ｌ’ＨＵとして仮想的な値
が必要になってくる。この時、仮想的なＴ　ＨｔＪの値
としては、４中船井ぢてでテｅ８の値に比べかなり大＠
な値が必要となり、有眠胎長の記憶部では実現不可能、
或いは実用的ではない。一方、負の過負荷の場合も、正
の過負荷の場合と同様な理由から低極限残差信号が存在
せず、ｅ、（ＴＨＬの場合は考える必要がなく、正の場
合と同様にこの判定は省略しなければならないや故に過
負荷の場合を検出してその正負に応じて上述したように
判定を省略する必要がある。

なお、第４図における適応フィルター１１及び固定フィ
ルタの動作は従来のＡＤＰＣＭの説明とし５図は高極限
比較器１２３１、低極限比較器１２３２、過負荷検出回
路１２３３及び選択信号発生回路１２３４からなる。高
極限比較器１２３１はＴＨＵ＜　ｅ　Ｔとなった時に信
号１を出力し、そうでない場合は１ご号０°を出力する
。但し過負荷検出回路１２３３が過負荷を検出した場合
は必ず信号０を検出する。低慣１城比較１１２３２も’
Ｉｋ４Ｊ−＞　ｅ　ｔ　　となった時に１６号ｌを出力
し、そうでない揚台は信号０を１ｂ力する。但しこの場
合も過負荷検出回路１２３３が過負荷を検出した場合は
必ず信号０を出力する。

選択イバ号発生回路１２３４は１．Ｉｉ６極限比較器１
２３１から信号１を検出した＠合ｓ　ｘ　）　／　ｔ）
の時Ｘ＋１選択（Ｆｔ号を発生しＸ、く０時ｘ−１選択
信号を発生する。

また、選択信号発生回路１２３４が低極限比較器１２３
２から信号１を検出した場合、Ｘ、〉００時ｘ−１選択
は号を発生し、Ｘ、く０の時ｘ＋１選択信号を発生する
。

以上の暢むの他はＸ選択信号を発生する。

以上の様に本発明に従えばｘｕｒｃｆｔ符号／彼号回路
（ｆ−ｉ’ＣＭ符号／符号／略号回路て多段Ｖこ亘って
接続しても、ＡＤＰＣＭ符号／復号回路の各内部状態が
一致すればＡ、ｌ））’ＣＭ符号／復号回路１段分の特
性劣化のみとなる性買を有するＡＤＰｅＭ復号回路が実
現できる。

また、第４図は第２図のＡＤ　Ｐ　０Ｍ回路に対する本
発明の説明を行なったが、第１図のＡｉ）ＰＤＭ回路に
対しても各局に応用ロー能でるる。さらに、第２図のり
、ｏｐｃＭＭ路における予測フィルター１２は固定フィ
ルタであったが、適応フィルタであっても本発明の本質
を変えるものではない。

さらに、各局に類推できる神に、逆適応童子化の様に、
代表値と、代表値から極限値までの長さとなる様にし、
ｅｌを、Ｘ〒からＱｊを減算して得量 る方法も本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＡＩＪＰＣＭ符号／復号回路を示すブロ
ック図 第２図は他の従来のＡＩ）ｉ’ｃＭ符号／復号回路を示
すブロック図 第３図はＡＤＰＣＭ符号／狽号回路の縦続接続を示すブ
ロック図、 第４図は本発明のＡＤＰＣＭ復号回路を示すブロック図 第５図は第３図の一部を詳細に示すブロック図である。 図（、でおいて、 ９１・・・逆適応祉子化回路 １１１・・・適比フィルタ １１２・・・固定フィルタ １０１〜１０４・・・加算器 １０５〜１０６・−減Ｘ器 １２０・・・線形−非線形Ｐ（、’Ｍ変換器１２１−・
・非線形−砦形ＰＣＭ変換器１２３・・・比較回路 １２４・・・選択回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 憚本時刻毎に入力非線形符号化１’ＣＭ侶号を線形化し
   た１ｇ号と、適応的に予測された子側信号との差である
   筏走偏号ｔ″適応的に量子化するＡＩＪＰＣＭ符号器か
   ら出力される符号（Ｉ！号を受信し、非線形ＰＣＭ復号
   信号を出力するＡＬ）１’ＣＭ復号回路において、前記
   Ａｌｌ’ＣＭ符号器からの童子化符号信号より、符号器
   側での前記残差１ご号に対応して、代表残差信号、低極
   限残差信号および高極限残差信号を発生し、かつ、前記
   量子化符号信号によ９次の標本時刻での童子化特性を決
   定する逆適応童子化回路と、前記逆適応童子化回路から
   の前記代表残差信号に後述する適応予測信号を加え、代
   表復号信号を発生する加算手段と、前記代表復号信号を
   非線形符号化ＰＣＭに変換する非線形ＰＣＭ変換回路と
   、前記非線形ＰＣＭ変換回路の出力を線形化する線形Ｐ
   ＣＭ変換回路と、前記線形ＰＣＭ変換回路の出力信号か
   ら後述する適応予測１１号を減じ、代表復号残差信号全
   発生する減算手段と、前記Ａｉ）ｉ−’ＣＭ符号器から
   の童子化符号信号が上限＋１．或いはド限直でない揚曾
   、すなわち過負荷でない時は、月ＴＪ日己代表板号残走
   １ｇ号と、目■ｄ己低極限ＩＡ彊信号および前記尚惚限
   残差偏号の比較により、また、前記賞予信符号信号が正
   側の過負荷符号の時は、前記代表復号残差１１号と前記
   低憔限残差１ｇ号の比較によシ、さらに、前記童子化符
   号信号が負側の過負荷符号の時は前ｉ己代表復号残走信
   号と前記高極限残差信号の比較により、前記非線形Ｐ　
   ｅ　Ｍ変換器出力信号をそのまま、或いは＋ｌ又は−ｌ
   を加算して非線形ＰＣＭ復号信号とする手段と、前記代
   表復号信号、もしくは、前記代表復号信号とｔ４ｔＪ記
   代表残差信号を入力し、現時刻での適応予測１ｇ号を発
   生し、かつ、次の標本時刻での予測特性を決定する適応
   予測回路とから少なくとも構成され、適応通電子化回路
   の出力に代表残差（３号のみでなく、高低両極限残差信
   号をも出力させ、これ等の値と、Ａｌ）ＰＣＭ符号器か
   らの童子化符号１３号との櫃により、代表復号信号の非
   線形Ｐ　ＣＭ付号を修正して非森形ＰＣＭ復号信邊とす
   る事を特値とするＡＩＪｉ’ＣＭ促号回路。