JPS59181839A - 内部状態保持回路付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ＡＤＰＣＭ符号化を交互にくり
返す場合のＡＤＰＣＭ回路、特に量子化ノイズを累積し
ないＡＤＰＣＭ復号回路に関する。

Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣｉＶＸに関しては１９８０年４月Ｉ　Ｅ
ＥＥ発行の”　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＥＥ
Ｅ”４８８頁〜５２５頁に詳しく、また、伝送路ビット
誤りに対して強い特性を持たせた改良形ＡＤＰＣＭに関
しては１９８２年５月Ｉ　ＥＥＢ’ｄ行の”　Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＣＡＳＳＰ′８２°゛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ＡＤＰＣＭを説明す
る。

第１図は従来のＡＤＰＣＭ符号及び徂号回路を示したも
ので、入力信号端子１、減算器２、適応量子化回路３、
逆適応量子化回路４、加１＝＝５、適応予測回路６およ
び符号出力端子７からなるＡＤＰＣＭ符号回路と、符号
入力端子８、逆適応量子化回路９、加算器１０、適応予
抑１回路１１および出力端子１２からなるＡ　Ｄ　Ｐ　
ＣＭ復号回路を示している３、 適応ｎ・予信回路３は入力信号がＭヒツト長で表示され
ている場合、出力信号としてＦ／ｌ工り小さいＮビット
長出力信号を得る回路で、入力（Ｗ号を２Ｎ−１個の閾
値を用いて判定し、判定結果をＮビットで出力するもの
である。つまり、ある標本時刻ｊでの量子化幅を△　、
この時の入力信号ＸｊカＮ：割当鰯子化ビット数 であれば、出力信号はｎ、であり、次の標本時刻（ｊ＋
１　）での量子化幅△Ｊｔｉ　　は適応拡子化回路入力
仏号レベルに応じて次式を用いて圧伸させる。

△ｊ＋１−△β・Ｍ（ｎ　）　　　　　　　　　（２）
Ｊコ １こだし、ここでＩｖＩ（ｎｉはｎｊにより一意的に定
まる乗数であり、８ｋＨｚで標本化された音声信号を４
ビｙ　）　（Ｎ＝４　）に符号化する場合に用いられる
采敢の一１夕１］を表１に示す。

表　　　１ 式（２）においてβは１より小さい正定数に定めてお（
う゛は、適応量子化回路が時不変フィルタである限りに
△βの演算が過去の重子化幅をリークさせる作川がある
ため伝送路ビット誤りに対して強（なる勺１がＩｉＪら
れており、詳しくは１９７５年ＩＥＢＥ発行のｒ’Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎｓＪ第１３６２頁〜１３６５頁を参照されたい。逆
適応量子化回路４及び９は前記適応童子回路３ＯＮビッ
ト出力信号、および伝送されて来た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△ Ｘｊ＝ｎｊ△ｊ＋ｏ、５△ｊ（３） により伝送信号を逆量子化する。

△ このＸｊの事は代表値と呼ばれている。

式（１）、螺３）で示される量子化の特性は閾値間の怖
が一定であるため、代表値間も同じ幅で一定とな＼ っており、線形を予信特性と呼ばれている。一般には閾
値間の幅、代表値間の幅も一定とはならず、量子化すべ
き信号の統計的な分布関数に依存した幅を持たせるのが
常であるが詳しくは後述する。

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、 Ｊ　　。

となる。ここで（ａｌｌｌ−１，・・・、ｋ）は時刻コ
の予測係数と呼はれており時刻ｊにおける予測器入力／
＼　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　△信
号をＸ　、、逆］、ン予信器出力信号をｅｊ　とすれば
、沓〒を最小とする様に各係数を変化させる。

つまり、各係数は ｊ−１−＋　　　　　　　ｊ　　　△、△　　。

ａ　　−（１δ）ａ　　＋ｇ−ｅＪ拳）Ｊ−ｔ　　　　
（５）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。

以下第１図に従って従来のＡＤＰＣＭ符号回路、復号回
路について述べる、時刻ｊにおける入力信号標本値Ｘ３
が端子１からＡＤＰＣＭ符号化回路に入力されると、減
算器２により入力信号Ｘｊと適〜 応予測回路６の出力信号Ｘｊの差が計算され、誤差信号
ｅ１　として適応量子化回路３へ入力される。

適応量子化回路３Ｉ″ｉ前述した様にｅｊをＮビットの
符号ｎｊ　に変換し、端子７から出力されると同時に逆
適応を予信回路４へ入力される。逆適応量子△ 化回路４ではｎｌ　よりＭビットの誤差信号ｅｊを△ 再生する。再生された誤差信号ｅｊ　と適応予測回△ 路６の出力Ｘ、は加算器５により加え合せられ量△ 予信入力信号Ｘ、を再生する。この後、適応量子化回路
３、逆適応童子化回路４０に予信幅及び適応予測回路６
の係数は前述した杆に次の入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、のパめ、
Ｃｊ倍信号Ｘｊ倍信号比ベダイナミノク・レンジが小さ
くなり、同一ビソ１で符号化する＠工を考え机は小さく
なった分だ（す適応量子化回路３によって発生する誤差
も小さくなり、精度よ（符号化できる事になる。

一方従来形のＡＤＰＣＭ復号回路では、受信された量子
化符号ｎｊが端子８から入力され、逆適応△ 量、予信回路９により再生誤差信号ｅｊを発生する。

八　　　　　　　　　　　　− このｅｊ　と適応予測回路１１の出力Ｘｊは加算器△ １０により加算されＸｊを合成して、出力端子１２へ出
力し、かつ適応予測回路１１へ次の標人時刻の予測を行
なうために加える。ＡＤＰＣＭ復号回路／＼ 夕１］でも適応量子化符号ｎ　もしくは誤差信号ｅｊよ
り、逆適応量子化回路の量子化幅を式（２）に従っ△　
〜 て時々刻々変化させ、かつＸｊとＸ、の差、つまり、△ ｅｊのパワーを最小化する様に適応予測回路１１の保砂
を式（５）に従って変化させる。

Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＩＶＩ符号回路と復号回路では、逆適応
童子化回路４．９によび適応予測回路６．１１の内部状
７７ｋか一致しておれば、ＡＤＰＣＭ符号回路／復号△
　　△　　〜 回路のｅ　ｊ　＋　Ｘ　ｊ　＋　Ｘ　ｊの値は一致する
。このためＡＤＰＣＭ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１に加わる入力信号Ｘ３と端
△ 子１２から出力されるＸｊはほとんど同一の値を取るこ
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、伝送路には熱雑音等
によりビット誤りが発生する可能性がある。この場合Ａ
ＤＰＣＭ復号回路が不安定状！漂に陥って復帰できない
事が多い。これは以下の様に説明できる。

Ａ　Ｉ）　Ｐ　ＣＭ復号回路の逆適応童子化回路９の出
力△ ｅ、より出力端子１２までの伝達関数Ｄ　（Ｚ）を、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、 １＝＝Ｉ　　Ｊ 値であり、伝送路ビット誤りが発生するとＡＤＰＣＭ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（６）は予６１１１係数により決定される極をに個
持っており、上記の伝送路ビット誤りの結果ＡＤＰＣＭ
復号回路側では極の位置がＺ平面上で単位円外に出てし
まうことがめる。この様な状況になるとＡＤＰＣＭ後号
回路後発回路態となり、再び正しい動作にはもどれない
。（前記第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、適応的に動く極を除いた伝
達関数を持つＡＤＰＣＭ符号回路及び復号回路を実現し
ている。

均的な性質にあった値に選べは上記のうち切り誤差も小
さく、符号化品質の劣化はほとんどない。

ここで、音声の平均的な性質にあった固定係数Δ （ａｌ）の求め方は、前記第１の文献の４９８頁に四Ｙ
しい。

式（７）に基いた従来方式のＡＤＰＣＭ符号回路及び１
９号回路ｆ：第２図に示す。第２図は入力端子１、減−
ψノ器２１．２２、適応量子化回路３、逆適応量子化回
路４、加算器５１．５２．適応フィルタ６１１；′ｊｌ
　５ｉフ４　ルク６２、出力端子７から７．ｃるＡＤＰ
ＣＭ符号回路と、入力端子８、逆適応量子化回路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復号回路か
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（ａｊ）を用いて以下の伝送関
数を持つ。

１＝＝ｔ また、適応フィルタ６１＋１］］　　は以下の伝送関数
を持つ。

ただし、適応係数は各々以下の様に修正され、これはｅ
、信号のパワーを最小化する方向に修正される事が第２
の文献に述べらｎている。

ｂ　；＋１＝　（１−δ）ｂ　；＋ｇ◇ｊ−ｉ”ｊ　　
　　　（１０）！ いま、端子１から入力信号Ｘｊが入力されると、減算器
２１で固定フィルタ６２の出力Ｘ、と差が取うレｙｊと
なり、減算器２２へ入力される。減算器２２ではｙｊか
ら適応フィルタの出力ｙｊｆ、減算し、適応量子化回路
３に加えられる。〜　′、−−遜→嬌ｊ±ｊ；適応量子
化回路３はｅｊ′ｆ：量子化し、符号ｎｊを出力端子７
から出力するとともに逆適応量子化回路４に加えられ、
量子化された誤差信号Ａｊを得る・Ａｊは適応フィルタ
６１に入力され、次の標本時刻でのフィルタ演１＞に使
用されるとともに、適応フィルタ６１の出力ｙ、を加算
器／＼ ５１（こより刀１］えられ、ｙＪとしてヵロ鏝−器５２
へ伝え△ イ１−（号Ｘｊの厳子化信号Ｘｊを再生し、次の標本時
刻でのフィルタ演算に使用される。このため、固定フィ
ルタ６２の出力が入力信号の平均的なふるまいに通した
ものであれば第１の誤差信号Ｖ　ｊ　（７）振ｉｋ２レ
ベルが減少し、この信号から適応フィルタ６１の出力全
域じられた第２の誤差信号ｅｊはさらにレベルの低いイ
ど号となる。一般的に言って第１図の適応予６１ｊ　［
ＬＪ略６は再生量子化入力値から次の入力信＠　Ｉｌｌ
“ｔを予６１．ｉｊ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が平均的な入力信号の性１ｔに関す
る信号を発生してい・るため、第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ｔｉｒ
能となっている。

次に第２図のＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ後号回路の動作を説明す
る。入力！ＩＷ子８から量子化符号が入力されると逆へ 適１６　’、ｔｉｉ子化回路９は量子化された誤差信号
ｅｊを再生し、適応フィルタ１１１に入力し、次の標本
時刻の適応フィルタ゛演算に用い、がっ、加算器△　　
　　　　　　　△ れｙｊを再生する。ｙｊは固定）、イルク　１１２の出
力Ｘｊと加算器１０２　により加算され量子化された符
号器入力信号仝ｊを再生し、出方端子１２及び固定フィ
ルタ１１２へ供給される。適応フィルタ１】１と固定フ
ィルタ１１２の伝達関数Ｐｉ（Ｚ）及びＰ２（Ｚ）は式
（８）および式（９）に示す通りであり、逆適応振子化
回路９の出方から出方端子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２平
面上で持たないため、伝込路ビット誤りが発生しても安
定な動作を期待できる。

以上の外、ＡＤＰＣＭ符号／復号回路としては第を持つ
事もあるが、同様に説明できるため、詳却１は省略する
。

以上、ＡＤＰＣＭ符号／復号回路について見て来たか、
このＡＤＰＣＭ回路を既存ＰＣＭ緬に導入する。、Ｉｉ
’　ｔ　ｇえると、）！３図で示すようにＰＣＭで符号
化された信号はＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符号化され、再びＰＣ
Ｍ符号化され伝送される形態が生ずる。第３図では、Ａ
　Ｄ　Ｐ　Ｃｆｉ１１符号／復号回路を２段縦続接続し
た場合を示している。この結果、ＰＣＭ符号化とＡＤＰ
ＣＭ１Ｊ号化が交互に行なわれる状況が発生する。

一般にＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符刊／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、ＰＣＭ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
、ＡＤＰＣＭ符号／り号回路と他のＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符
号／彼号回路との間が、ＡＤＰＣＭ内部演算ヒツト数と
等しいか多い線形符号ビア）で接り七できるとすれはｐ
、Ｄ　Ｐ　ＣＭ符号／復号回路金縦続接続すぜても接続
自体による劣化はない。このため、最初のＡ　Ｄ　Ｐ　
Ｃｉｖｌ符号／復号回路とそれに続くＡＤＰＣＭ符号／
復号回路の内部状態が全て一致しておればＡＤＰＣＭ符
号／（３Ｉ！号回路を縦続接続させても内部状態は各Ａ
ＤＰＣＭ符号／復号回路で同様に変化し、何段に亘って
縦続接続させても、１段分のＡＤＰＣＭ回路の劣化に留
まる。

しかしながら、前述した様にＡＤＰＣＭｎ号／復号回路
とそれに続＜ＡＤＰＣＭ符号／復号回路間は非線形８ビ
、、）ＰＣＭ　符号で接続される。このため、縦続接続
すると、使用可能ビット数が少くなる事、および、使用
可能ビット数の各ヒツトの重み付けが非線形である事に
起因した接続自体の劣化を伴う。この接続自体による劣
化は、最初のＡＤＰＣＭ符号／ゆ号回路とそれに続（Ａ
ＤＰＣＭ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小に起因
して選択ＡＤＰＣＭ符号が異なって来る。選択ＡＤＰＣ
Ｍ符号が異なると、適応量子化の式（２）で与えられる
表１に示された呆数が異なる事、また、式（５）、式（
１０）の適応子側係数が異なって来る事より、内部状態
が一致しなくなって来る。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、ＡＤＰ
ＣＭ符号／復号回路による劣化分がｉｍ　＆７Ｃ接続段
数分だ（す累仇する事となり、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壊して行く機構に関しては、
ＡＤＰＣＭ符号／復号回路で使用される量子化回路の閾
１１１！Ｉと代表（Ｕの関係が式（１）と式（３）で示
される線形量子化特性を持っている限りにおり・てはＩ
ＥＥＥ１９７９年発行の”　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　
ｏｆ１９７９ＩＳＣＡＳ”　の９６９頁〜９７０頁に詳
しく述べらＪ″ｌ−ており、また、−変肉部状態が一致
すれは、閾値間隔と代表値間隔が一致しているという線
形量子化慣性の性質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Ｔａｂ’ｌｅ２参照）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、量子化能力
を向上させるために一般に行なわれて（・る非線形量子
化を苛性を有するＡＤＰＣ１ｖｌ符号１０１号符号１０
厄 （４、童子化回路へ入力される信号の統計的分布をθ．
１１べて、この分布に適した閾値と代表値を決定するも
ので、例えは、最適量子化特性が知られている。これは
、入力信号Ｘｊと適応予測回路の出力信号Ｘｊとの差、
すなわち誤差信号ｅｊの自乗平均誤差が最少となるよう
に閾値と代表値を決定するものであり、分布関数がガラ
ス分布の場合で量子化符号ビット数が４の場合は表２の
様に定められる鼾がＩＥＥＥ　　１９７２年４月発行の
”　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎｓ”の２２５頁〜２３０頁に詳しく述べられ
ている。

（正符号側のみ） 表２よりも明らかな様に閾値間間隔及び代表値間隔は式
（１）及び式（３）で与えられる線形１「予信荷性とハ
戟、　ｔｘ　’ｌ一定鴨ではなく、１絢値と代表値とは
次の式（１２）の様に関係づ（すられ各閾値は代表値間
の中間に位ｉぺする。

Ｔ、Ｈ（ｎ）−（Ｑ（ｎ））　Ｊ　（ｎ＋１　）　）　
／　２　　　　　（１２）このだめ、１値間隔と代表値
間隔が一定である事を利用した従来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特性を有するＡＤＰＣＭ符
号／復号回路を非線形ＰＣＭ符号化を介して縦続接続し
ても特性劣化が累積しないＡＤＰＣＭり号回路を提供す
る小にある。

本発明の他の目的はＡＤＰＣＭ符号復号回路の適応予測
回路の病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積しない方法を提供す
る事にある。

本発明によるＡＤＰＣＭ復号回路は、標本時刻毎に入力
非線形符号化ＰＣＭ信号を線形化した信号と、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但号信号信号力するＡＤＰＣＭ復号
回路において、前記ＡＤＰＣＭ符号器からの量子化符号
信号より、前記量子化符号の代表残差信号と、前記滑子
化符号より１つレベルの小さい代表残差信号（低位代表
残差信号）および前記量子化符号より１つレベルの太き
い代表残差信号（高位代表残り信号）を発生し、かつ、
前記量子化符号信号により次の標本時刻での量子化特性
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力ｐ算手段と、前記代表ゲ号
信号を非線形符号化ＰＣ１ｖ１に変換する非線形ＰＧＭ
変換回路と、前記非縁形ＰＣＭ変換回路の出力を線形化
する線形ＰＣＭ変換回路と、前記線形ＰＣＮ、４ｉ涙回
路の出力信号から後述する適応予測信号を減じ、代表復
号残差信号を発生する減算手段と、前記ＡＤＰＣＭ符号
器からの量子化符号信号が上限値、或いは下限値でない
場合、すなわちＡ・）負荷でない時は、前記代表復号残
差信号弓と、１４！Ｊ　Ｍ己代表残Ａ信号、前記低位代
表残差信号：１６よび＋ｎ＋ΔＣ高位代表残差信号との
比較により、また、１）１■記倉子予信号信号が正側の
過負荷符号の時は、前記代表復号ｌＡ差信号と、前記代
表残差信号およびＡｉＪ記低位代表残差信号との比較に
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、前記代表残差信号およ
び前記高位代表残差信号との比較により、前記非線形Ｐ
ＧＭ変換器出力信号を、そのまま、或いは＋１又は−１
を力σ算して非勝形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前記代表
紙差信号を入力し、現時刻での適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１、ｉ：くとも値成され、適応逆量子化回路
の出力に代表残差信号のみでなく、高低位両代表残差信
号をも出力させ、これ等の値と、ＡＤＰＣＭ符号器から
のに予信符号１に号との値により、代表復号信号の非線
形ＰＣＭ符号を修正して非線形ＰＣＭ復号信号とする事
を特徴とするＡＤＰＣＭ復号回路である。

以下図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。第４
図は本発明の第２図に示すＡＤＰＣＭ回路に対する一実
施例であり、入力扇子８、逆星子化回路９１、加算器１
０１〜１０４、減（９）−器１０５〜１０６、適応フィ
ルタ１１１、固定フィルタ１１２、線形−非線形ＰＣＭ
変換回路１２０、非綴形−線形ＰＣＭ変換回路１２１、
比較回路１２３、選択回路１２４、出力端子１２６　　
からなっており、適応フィルタ】］１、固定フィルタ１
１２、加算器１０１．１０２は第２図のＡＤＰＣＭ復号
回路と同一のものである。また、線形−非線形ＰＣＭ変
換回路１２０、非肪形−紛形ＰＣＭ変換回路１２１の詳
細は１９７０年９月Ｂｅ１ｌ　ＳｙｓｔｅｍＬａｂｏｒ
ａｔｏｒｉｅｓ発行のＢＳＴＪ”１５５５＠〜１５８８
頁に説明されているものが利用できる。逆適応量子化回
路９１は入力ＡＤ　Ｐ　ＣＭ符号ｎを入力されると、表
２ｉこ示されたｎに対応する代安値及びｎ−１、ｎ　＋
　１に対応する代表値の各々にＡｔ子予信△Ｊを乗じた
値を出力するもので、この様にすると代々値は両閾値で
示される区間を代表した形を取る、ｎが１の」易合のｎ
　−１に対応する代表値としてはＯを、また、ｎが８の
場合のように代表値の絶対値が最大となるｌｌｉ子化符
化符号負荷信号と呼ぶことにするが、後述する様に、正
側の過負荷符号の場合の品位代表残差信号及び負側の過
負荷符号の低位代表残差信号は不要となる。

いま端子８にＡＤＰＣＭ符号ｎｊが入力されたとすると
、逆適応９′子化回路９１はＡＤＰＣＭ符号ｎｊに対応
して表２に示された代表値に現在の量子化幅△ｊを乗ぜ
られた値であり、符号器側の残差信／＼ 号ｅ、１（ｎｊ）に対応する代表残差信号ｅ３（ｎｊ）
と、Ａ　Ｉ）　Ｐ　ＣＭ符号ｎｊ　　１に対応する代表
値に現在の量子化幅△、を乗ぜられた値である低位代表
残差信号 号ｅ；（ｎ５１）と、ＡＤＰＣＭ符号ｎｊ＋１に対応す
る代表１直に現在の、量子化幅△９．を乗ぜられた値で
り△ る品位代表残差信号ｅｊ（。、＋１）とを出力する。

こうすることにより、各閾値が代表値の中間に位１ｉＮ
するという前述の最適−縫子化特性により、代△ 及び低位代表残差信号ｅｊ（ｎｊ　１）はそれぞれ上下
両閾値で示される区間の信号を代表する１直となってい
る。

適応フィルタ　−１１　と固定フィルク　１１２では現
時刻での予測値（総オ１１をＰ、とする。）を出力中△ であるので、代表残差信号ｅ５ｆこ対して力旧ｔｊ−器
１０１と　１０２により適応フィルタ　−１１　　と固
定フィルタ　−１２の出力予測値を各々力１′］算する
事に工す、飢＝句（ｎ　ｊ）　＋Ｐ　ｊ（１３） △ 代表復号信号Ｘｊは、線形−非線形ＰＣＭ変挨器１２０
により通常の８ピツ）　Ｐ　ＣＭ符号器に変換される。

さらに、Ｘは再び非触形−腺形ＰＣＭ変換器１２１によ
りＰＣＭ雷子化予信Ｘへ変換された鎌、減算器１０５と
１（１６により、適応フィルター１１　と固定フィルタ
ー１２の現時刻の出力子Ｍｌｌｌ　値を各々減算する事
により、代表復号残差信号ｅ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ｅ１１は次式で与えられる。

ｅ　ｊ′：Ｘ　ｊＰ　Ｊ（１４） ここで、ＡＤＰＣｒｙ４１；１号ｎｊ　　１の代表イ１
１とｎｊの代表１１ｊ１との中火に位；、′ｉするｉ：
Ｍ　ｆ面に現在の量子化幅△ｊを乗せられたＷ’−ｋ　
Ｔ　Ｈ（ｎ　３１　、）、また、ＡＤＰＣＭ４３１吋ｎ
ｊの代表イＩＩ′ｆとｎ、ｌ＋１の代表値との中央に位
置する画伯に現在の量子化幅△ｊを乗ぜられた何重ＴＨ
（ｎ、Ｈ）　　とした時に、まず、入力ＡＤＰＣ１Ｖ１
符号が過負荷でないとし、筐す、ｅ、が区間（ＴＨ（ｎ
　ｊｌ　）、ＴＨ（ｎｊ））内に存在する時、ゴよも近
い場合を考える。この時、比較器１２　Ｂ　ｉｔ７人択
回路１２４によりＰ、ＣＭ符号Ｘを選択し出力する。

次段でのＡＤＰＣＭ符号回路の内部状態が現役のｈ部状
＋μと同一であるとすれは、次段のＡＤＰＣＭ符号回路
ではｘＲが線形入力として用（・られ、力・つ、ｅｊ３
が区１ｔ４１　（ＴＨ（ｎ３−１　）　、ＴＨ（ｎｊ）
　）内（こめる信号に対しては現役と同じＡＤＰＣＭ符
号が割当てられる。このため、現役と次段のＡＤＰＣＭ
符号／欠符号／欠円回路態は同一となる。

次に、ｅｊが区間ＣＴＨ（ｎｊ　１）、ＴＨ（ｎｊ））
に場合を考える。現段ＡＤＰＣＭ符号回路の人力信号も
非線形ＰＣＭ信号であり、かつ代表イメ号信号企。

をＰＣＭ量子化した値がＸ、であり、ｅＰ：とＸ外のｊ
　　　Ｊコ 関係は（１４）式で示さ引、るから区間（Ｔ）ｉ（ｎ３
１）＋Ｐｊ　、ＴＨ（ｎｊ　）十Ｐｊ）に少くとも１イ
固ＰＣＭの代表値が入っているはずである。（ＰＣＩＶ
ｆ代表１ｒ工がこの区間になければ、この区間を生成し
たＡＤＰＣＭ符号は選択されないはすである。） さらに区間（ＴＨ（ｎｊ−１）＋Ｐｊ　、Ｔ）（（ｎｊ
　）十Ｐｊ）内にある代表値Ｘ・をＰ　ＣＩｖｌ猿子化
した値がＸ秒でＪ、１ あるから、ＰＣＭの息子化閾値は（ＴＨ（ｎｊ　１）、
　△ ＋Ｐコ、ＸＨ）に存在し、ｘ、＞ＴＨ＜ｎｊ）＋Ｐｊで
あるからＰＣＭの量子化幅は ２（ｘＲ−’Ｑ３　）　〜２（ｘ’？−Ｔ）Ｉ（ｎ３−
１）−Ｐ３）となり、Ｊ この様な状況はＰＣＭの量子化幅がＡＩ）ＰＣＭの量子
化幅の１倍から冒々２倍程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、Ｘ２を発生じた非ハ詠形
１）　ＣＭコードＸと、現収Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符号回路
の入力非、ト９形Ｐ　ＣＭコードとの差は仝ｊが（ＴＪ
ｉ（ｎ　’−１）＋Ｐ　ｊ、　Ｔｒｉ（ｎ５　）＋Ｐ　
ｊ）にめり、ｘｊはない事よりＸ−の万が１だけ高いＰ
ＣＭコードである事は明らかである。

また、非線形ＰＣＭ　符号は特殊な極性振１脳表現であ
るため、比較回路１２３はこの状況で選択回路１２４を
働らかせ、Ｘが正の時（Ｘ、　　を発生しＪコ た非線形ＰＣＭ　：ｌ−ドＸのＭ　Ｓ　Ｂ　（Ｍｏ５ｔ
　５１ｇｎ１−ｔｉｃａｎ′ｔｌＢｉｔ）が１の時に相
当）は、Ｘに加算器１０）で＋１（最小ステソプサイス
分）、負の時（ＸのＭＳＢが０の時に相当）は、Ｘに加
算器１０４で−１したものを出力として選択させるため
、現役ＡＤＰＣＭ符号回路の入力信号が完全に等しくな
り、内部状態の一致が維持される事が埋７［ｌＶされよ
う。

さらにｅ　が区間（ＴＨ（ｎ−１）　　ＴＨ（ｎ、Ｈ）
）にｊ　　　　　　　　　　　Ｊｌ なく、すなわちＸ　が区間（Ｔ）ｉ（ｎ−１）＋７、・
ｊ ＴＨ（ｎ戸＋Ｐｊ）になく、ｅ　、＜ＴＨ（ｎＢ　　１
　）の時、すフッわち、ｅ　が３つの代表残差１汀の中
でも少なくとも１個のＰＣＭ代表代表イス間ＣＴＨ（ｎ
　３−１　）十Ｐｊ、　ＴＨ（ｎ　５　）＋Ｐ　５　）
に入ってい△ るはずである。また、この区間内の代表値Ｘｊを／＼ 量子化閾値は□Ｊ、ＴＨ（ｎ　ｊ）＋Ｐ；）に存在する
８このため、ＰＣＭ０が量子化幅は２（交ｊ−粘）〜２
（ＴＨ（ｎ　　）十Ｐ５　　ＸＪ）となり、この場合も
ＰＣＭの量子化幅がＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭの５を予信幅の１
倍から高々２倍程度となった時に発生ずる事が理Ｈｖさ
れよう。

この様な場合、Ｘ　を発生した非線形ＰＣムクコードＸ
と、現役ＡＤＰＣＭ符号回路の入力非線形ＰＣＭフード
との差はＸの方が１だけ小さいＰＣ〜■コードとなって
いる自重はり」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を働らかぜ、Ｘ　が正の時
（ＸのＭＳＢか１の時に相当）はＸに加算器１０４で−
１、負の時（ＸのＭＳＢが０の時に相当）は加譜器１０
３で＋１したものを出力として選択させるため、現役Ａ
ＤＰＣＭ符号回路の入力Ｐ　ＣＭ信号と次段ＡＤＰＣＭ
ｂ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ＡＤＰＣＭ符号が過負荷符号である場合を考え
る。ここで正の−１１７４Ｍ荷の場合を考える。適応量
子化回路が正通負荷符号を出力するのは符号器側の適応
１オ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（例えば表２では５．０５０に相当）よりも太さ
かった場合である。従ってこれに対応する傾号器１１１
ｊの代表残差信号に対しては、低位代表残差信号しか存
在せず高位代表残差信号は存在し７ない。従って過負タ
エが生じない場合と異△ 現出力代表残差信号ｅｊ　（ｎｊ　）　　と低位代表残
差信△ 号ａ３ｃｎ５−ｔ）であり、高位代表残差信号△ ｃ　３　（ｎ　５　＋１　）は考慮、しない。なぜなら
、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△ な判定を省略しないと高位代表残差信号ｅ　ｊ　（ｎ　
ｊ　＋　１　）として仮想的な値としては、ｅ　の値に
比べかなり」 大きな値が必要となり、有限飴長の記憶部では実境不可
能、或いは実用的ではない。−万、負の過負荷の場合も
、正の過弁荷の場合と同様な理由か△ ら低位代表残差信号ｅｊ・（ｎ；　　１）　　は考藏し
ない。

なお、第４図における適応フィルタ１１１及び固定フィ
ルタ１１２の動作は従来のＡＤＰＣＭの説１明として第
２図を用いて説り」したｉｌ＋！りである。

第４図の比較回路１２３の詳細１を第５図に示す。

第５図は代表残差信号比較器１２３０、高位代表残差信
号比較器１２３１、低位代表残差信号比較器１２３２、
過負荷検出回路１２３３及び選択信号発生回路１２３４
からなる。代表残差信号比較器１２３０△ 高位代表残差信号比較器１２３１ではｅ　ｊ（ｎ　ｊ　
＋　］　）からｅｊ　を減じその結果を出力する。但し
、過負荷検出回路１２３３が正の過負荷を検出した場合
は信号Ｏを出力する。同様に低位代表残差信号比較△ 器１２３２もｅ、４（ｎｊｌ）からｅｊ　を減じその結
果を出力する。但し、この場合も過負イ（ｊ検出回路１
２３３が負の過負荷を検出した場合は信号０を出力する
。

選択信号発生回路１２３４は代表残差１汀号比較器１２
３０、高位代表残差信号比較器１２３１、及び低ｆｈ’
１代表八走イへ号比奴器１２３２からの出力の大小を比
較し、高位代表残差信号比較器１２３１からの出力１１
１号が最も小さい場合（但し、正の過負荷を検出した時
を宮く。Ｊ　Ｘ、＞０の時ｘ＋ｉ選択信号をＸ　、　（
Ｑの時ｘ−１選択信分合出力する。

まだ、選択信号発生回路１２３４は低位代表残差信号比
較器１２３２からの出力信号が最も小さい場合（但し、
負の過負荷を検出した時を除く。）Ｘ、）Ｏ時Ｘ　　Ｉ
ａ択倍信号、Ｘ、＜Ｏの時Ｘ＋１選Ｊ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｊ分合号を出力
する。尚、以上の場合の他はＸ選択信号を出力する。

以上の様に本発明に従えばＡＤ］）ＣＭ符号／イン号Ｍ
路をＰＣＭ符号／復号回路を介して多段に亘って接続し
ても、Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符号／復号回路の各内部状へ・
咲が一致すればＡＤＰＣＭ符号／後符号／後段回路付性
劣化のみとなる性質を有するＡＤＰＣＭ　＜１号画路が
実現できる。

また、第４図は第２図のＡＤＰＣＭ回路に対する本シも
明の説明を行なったが、第１図のＡＤＰＣＭ回路に対し
ても容易に応用可能である。さらに、第２図のＡＤＰＣ
Ｍ回路における子側フィルタ１１２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。

さらに容易に類推できる様に、逆適応舗予信回△　　　
　△　　　　　△ 路９１の出力をｅ’（ｎ’Ｌ（ｅｊ（ｎｊ　　１）　　
ｅｊ（ｎｊ））＋Ｊ △　　　　　△ （ｅｊ（ｎ３＋１）　　ｅ、４（ｎＢ））の様に、代表
値と代表値

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符号／復号回路を示す
ブロック図、第２図は他の従来のＡＤＰＣＩｖＩ符号／
復号回路を示すブロック図、第３図はＡＤＰＣＭ符号回
路の縦続接続を示すブロック図、卯、４図は本発明のＡ
ＤＰＣＭ（Ａ号回路を示すブロック図、第５図は第３図
の一部を詳刹１に示すブロノクン１である。 図において、 ９１・・・逆適応１に予信回路 １１１・・・適応フィルタ １１２・・・固定フィルタ １０１〜］、　０　／Ｉ・・・加算器 １０５〜１０６　　・・・減、勢−器 ］２０・・・篩形−非勝形Ｐ　ＣＭ変侠器１２１・・・
非線形−線形ＰＣＭ俊倹器１２３・・・比較回路 １２４・・逆折回路 でちる。 ゛〜、−ノ／ ２１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 標本時刻毎に入力非線形符号化ＰＣＭ信号を線形化した
   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復号信号を出力す
   るＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ復号回路において、前記ＡＤＰＣＭ
   符号器からの量子化符号信号より、前記量子化符号の代
   表残差信号と前記量子化打ちより１つレベルの小さい代
   表残差信号（低位代表残差信号）および前記量子化符号
   より１つレベルの大きい代表残差信号（高位代表残差信
   号）を発生し、かつ、前記量子化符号信号により次の標
   本時刻での届゛子化特性を決定する逆適応介子化回路と
   、前記逆適応触子化回路からの前記代表残差化分に後述
   する適応予６＋１１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信号を
   減じ、代表復号残差信号を発生する減算手段と、前記Ａ
   ＤＰＣＭ符号器からの量子化符号信号が上限値、或いは
   下限値でない場合、すなわち過負荷でない時は、前記代
   表復号残差信号と、前記代表残差信号、前記低位代表残
   差信号および前記高位代表残差信号との比較により、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、前記代表残差信号および前記低
   位代表残差信号との比較により、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１汀
   号と前記代表残差信号および前記高位代表残差４６号と
   の比較Ｖこより、前記非線形ＰＣＩＶｉ変換器出力信号
   をそのまま、或いは＋１又は−１を加９−シて非線形Ｐ
   ＣＭ復号信号とする手段と、前記代表復号信号を入力し
   、現時刻での適応予測信号を発生し、かつ、次の橙本時
   刻での予ｄｌｉｌ　％ｒ性を決定する適応予測回路とか
   ら少な（とも構成され、適応逆量子化回路の出力に代表
   残差信号のみでな（、高低位両代表残光信号をも出力し
   、これ等の値と、ＡＤＰＣＭ符号器からの嚢