JPS6031325A - 予測停止ａｄｐｃｍ符号化方式およびその回路 - 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】 従来の適応差分Ｐ　ＣＭ粕号化・復号化方法に関しては
１９８０年４月ＥＥＥＩ（発行の°’　Ｐｒｏｃｃｅｄ
ｉｎｇｑｏｆ　ＩＥＥＥ″４８８頁〜５２５頁に詳しく
、また、伝送路ビット１浜りに強い特性を持たせた適応
差分ＰＣＭ符号化・復号化に関しては１９８２年５月Ｉ
ＥＢＥ発行の”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＣＡ
Ｓ８Ｆ　’８２″９６０頁〜９６３頁に詳しい。以下前
記第２の文献に基づいて従来技術を述べる。

第１図は従来の適応差分Ｐ　ＣＭ符号化及び復号化方法
を示したもので、入力信号瑞子１、減算器２、量子化器
３、逆量子化器４、加算器５、予測器６および符号出力
端子７からなる適応差分ＰＣＭ杓郵−化器と、符号入力
端子８、逆量子化器９、加算器１０、予測器１］および
出力端子１２からなる適応差分ＰＣＭ（す刊化器をカー
していＡ０！ｉ子化器３１人カイ５号かへ１ビツト長で
表７１ミされている炉１合、出力（ｊ号とし、てト４よ
シ小さいＮビット長出力伯号を伊る回路て、入力信号を
２Ｎ−１個の閾値を用いて判定し、判定結果をヘビッ）
・で出力するものである。つまり、ある標本時刻ｊでの
量子化幅をハＪ１この時の入力信号Ｘ・が」 Ｎ：割当量子化ビット数 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△ｊ−１−１は量子化器入力信号レ
ベルに応じて次式を用いて圧伸させる。

△、、＝ｔ！、　−Ｍ（ｎ　ｊ）　（２）ただし、ここ
でＭ（ｎ・）け１ｊ　によシー量的に定まる乗数であｉ
、８ｋＨｚで標本化された音声信号を４ピツ）　（Ｎ＝
４）Ｋ符号化する場合に用いられる乗数の一例を表１に
示す。以下△、を量子化ステップサイズ係数と呼ぶ。

表　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、予測器が時不変フィルタである限りはΔ′。

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々る事が知られており、
詳しくは１９７５年ＩＨＥＲ発行の「Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓ　ｏｎ　ＣｃｍＴＩＩｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｊ
第１３６２　頁〜第１３６５頁を参照されたい。逆量子
化器４及び９は前記量子化器３のＮビット出力信号、お
よび伝送されて来たＮビット量子化器出力信号が入力さ
れると、前記閾値に対してＮビットの香化入力信号を出
力するもので ｘｊ−ｎＪｌ′−ｊ＋０．５ΔＪ（３）Ｋより伝送信号
を逆量子化する。予測器６および１１の伝達関数は同一
で、これをＰ　（Ｚ）とすると、となる。ここで（ｓ　
’、　ｌ　ｉ＝１　、・・・、ｋ）は時刻Ｊの予測係数
と呼ばれておシ時刻ｊにおける予測器入力信号を？、、
逆量子化器出力信号を？　とすれば、ｊ　Ｉ △　２ ｅｊ　を最小とする様に各係数を変化させる。つまり、
各係数は ａ’、”＝（１−δ）ａｊ−＋−ｙ−↑、・↑。　。

３．−１　（５） として時々刻々変化するものである。ここでδ及び９は
１より小の正定数である。

以下第１図に従って従来の適応差分ＰＣＭ符号化、復号
化方法を述べる。時刻ｊにおける入力信号標本値Ｘｊ　
が端子１かも適応差分ＰＣＭ符号化器に入力されると、
減算器２によシ入力信号Ｘｓと予測器６の出力信号Ｘ　
の差が計算され、誤差信号Ｃ１とじて量子化器３へ入力
される。量子化器３は前述した様にｅｆｉｌ−Ｎビット
の符号１．にＪ　Ｊ 変換し、端子７から出力されると同時に逆量子化器４へ
入力される。逆量子化器４ではｎ、よりＭビットの誤差
信号ｅ、を再生する。再生された誤差信号ｅ、と予測器
６の出力Ｘ、は加算器５によ」　Ｊ Ｑ加え合ぜられ局部復号信号Ｘ　を再生する。

この後、量子化器３、逆量子化器４の量子化幅及び予測
器６の係数は前述した様に次の入力信号の符号化を行な
うために修正される。前述したよりに予測器の係数修正
は誤差信号ｅ、のパワー、つまυｅ、を最小化する様に
修正されるため、ｅｊ」 信号はＸ　信号忙比ベダイナミンク・レンジが小さくカ
リ、同一ビットで符号化する事を考えｉｌば小さくなっ
た分だけ量子化器３によって発生する誤差も小さくなり
、精度よく符号化できる事になる。

一方従来形の復号器では、受信さｈた量子化符号ｎｊ　
が端子８から入力され、逆量子化器９によシ再生誤差信
号↑　を発生する。この↑、と予測Ｊ　３ 器１１の出力Ｘ、は加算器１ｏにより加算され↑ｊを合
成して、出力端子１２へ出力し、かつ予測器１１へ次の
標本時刻の予測を行なうために加える。

復号器側でも量子化符号口、もしくは誤差信橘。

より、逆量子化器の量子化幅を時々刻々変化させ１かつ
８．とＸの差、つまり、糧のパワーを最小ＪＪ、　Ｊ 化する様に予測器１１の係数を変化させる。

符号化器と復号化器では、逆Ｍ−Ｆ化器４，９〉よび予
測器６，１１の内部状態が一致しておれば、符号化器／
復号化器の？、？、マ　の値は一致すＪ’　Ｊ’　Ｊ る。このため符号器と復号器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Ｘ・　と端子１２から
出力される↑・はす１とんと同一の値を取るととＫなる
。ところで、符号器の端子７がも復号器の端子８ｔ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バこの場合復号器が不安定
状態に陥って復帰できない事が多い。とれは以下の様に
説明できる。

復号器の逆量子化器９の出力宿　よシ出力端子１２まで
の伝達関数Ｄ　（Ｚ）を、予測器１１の伝達と外る。ａ
ｊ　け前述した様に↑、よシ計算されるＪ 値であシ、伝送路ピッ）ｖ４！Ｄが発生すると復号化器
の予測器の予測係数の修正値は符号化器の予測器の予測
係数とは異なる値となる。式（６）は予測係数により決
定される極をに個持っておシ、上記の伝送路ビ・ト誤り
の結果極の位置が２平面上で単位円外に出てしまうこと
がある。この様な状況になると復号器は発振状態となり
、再び正し一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す
た伝達関数を持つ適応差分ＰＣＭ符号化及び復号化器を
実現した。

切ったものである。固定係数（−）を音声の平均的な性
質にあった値に選べば上記のうち切シ誤差も小さく、符
号化品質の劣化ははとんどない。こζで、音声の平均的
な性質にあった固定係数（τ・）のめ方は、前記第１の
文献の４９８頁に詳しい。

式（７）に基づいた従来方式の適応差分ＰＣＭ符号化及
び復号化回路を第２図に示す。第２図は入力端子１、減
算器２１，２２、ｉ子化器３、逆量子化器４、加算器５
１，５２、適応フィルタ６１、固定フィルタ６２、出力
端子７からなる符号器と、入力端子８、逆量子化器９、
加算器１０１　、１０２．適応フィルタ１１１、固定フ
ィルター１２、出力端子１２からなる復号器からなる。

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（↑・）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。

Ｐｉ（Ｚ）　＝　Ｅ　ｂ！ｚ　’　（９１ｉ＝１　ま ただし、適応係数は各々以下の様に修正され、これはｅ
ｊ信号のパワーを最小化する方向に修正される事が第２
の文献に述べられているＯｂ：”＝（ｘ−δ）ｂ：＋ｇ
ｅ　・↑・　０１ｔ　Ｊ　Ｉ　Ｊ いま、端子１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６２６出カマｊ　と差が取られｙｊ
　となり、減算器２２へ入力される。減算器２２てはｙ
ｊ　から適応フィルタの出力゛ｉＪ　を減算し、量子化
器３に加えられる。量子化器３はｅｊ　を量子化し、符
号ｎｊを出力端子７かも出力するととも忙逆量子化器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６１Ｊ　Ｊ に入力され、次の標本時刻でのフィルタ演算釦使用され
るとともに、適応フィルタ６Ｊの出カフ・を加算器５１
により加えられ、？、として加算器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適したものであれ
ば第１の誤差信号ｙ３　の振幅レベルが減少し、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
信号ｅｊはさら釦レベルの低い信号となる。一般的に言
って第１図の適応予測器６、け再生量子化入方価から次
の入力信号値を予測するのに対して、第２図の適応フィ
ルタ６１け、誤差信号から次の入力信号を予測すること
Ｋなシ能カ的には第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質に関
する信号を発生しているため、第２図の符号化器も全体
としてけ第１図の符号器と比べ遜色ない符号化が可能で
ある。

次に第２図の復号化器の動作を説明する。入力端子８か
ら量子化符号が入力されると逆量子化器９は量子化され
た誤差信号ｅｊ　を再生し、適応フィルタ】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、加
咎：器１０１により適応フィルタ１１１の出力ｙｊ　と
加算されｙｊ　を再生する。

ｙ・は固定フィルター１２の出力Ｘｊ　と加算器１０２
によシ加算され量子化された符号器側入力信惑。

を再生し、出力端子１２及び固定フィルター１２へ供給
される。適応フィルターｌｌと嚢 と固定フィルター１２の伝達関数Ｐ　Ｉ　ＣＺ）及びＰ
　２　（Ｚ）は式（８）および式（９）Ｋ示す通υであ
り、逆量子化器９の出力から出力端子１２までの伝達関
数ｎ　（Ｚ）け となるため、式（７）と一致し、適応的に動く極を２平
面上で持だなりため、伝送路ビット誤りが発生しても安
定な動作を期待できる。

以上の様に第１図＆で示す従来方式や第２図に示す改良
型従来方式において、正確な符号化復号化が実行できる
前提となって−るものは、符号器及び復号器間の内部状
態（例えば予測係数や予測器に蓄えられたデータ、およ
び量子化ステップサイズ係数等）が例え異なって旨でも
充分な時間をかければ自然に一致するという事である。

この効果は適応量子化アルゴリズムで採用した式（２）
のβ乗演算と、適応予測アルゴリズムで採用した式（５
）もしくは弐〇〇における（１−δ）倍の演算にょシ期
待されるものである。事実、これらの演算にょシ大きな
内部状態の異なシは急速に小さく々る。しかし、第１図
の方式では復号器側適応予測器１１が、Ｍ２図の方式で
は符号器側適応予測フィルタ６１が巡回構造を持つだめ
、符号器／復号器間の内部状態、持に前述した適応予測
器や適応フィルタの係数尾不一致が発生した場合、巡回
構造を持つことからこの不一致が完全に解消するまでに
は長時間必要となる。内部状態の一致に長時間かがる理
由をまとめると■適応量子化と適応予測が相互に影響し
合うため、■適応予測を行なう適応フィルタの次数が高
く、適応係数が多いだめである。

特に１この様な完全なる内部状態の一致が厳しく必要と
されるのはＡＤＰＣＭ入力信号がＣＣＩＴＴのＧ、７１
２　勧告に基づく非線形ＰＣＭ信号の場合でかつ、出力
を非線形ＰＣＭとし、さらＫＡＤＰＣＭ符号化と非線形
ＰＣＭ符号化をくり返すいわゆるＡＤＰＣＭ／ＰＣＭの
多段変換におりて、多段変換による信号の劣化をなくす
る技術を実現する場合で、この様な技術忙ついてけＰｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　１９７９ＩＳＣＡ８　Ｐ９
６９−Ｐ９７０に記載のＡ　Ｌ　ｏｗ　Ｎｏ　ｉ　ｓｅ
ＡＤＰＣＭ−Ｌｏｇ　ＰＣＭ　Ｃｏｄｅ　Ｃｏｎｖｅｒ
ｌｅｒ”　に詳しいが、ＡＤＰＣＭ符号／復号器間の内
部状態がすべて一致することを前提忙しておシ、この様
な内部状態の一致をすげやく実現する技術が望まれる。

本発明の目的は、この様なＡＤＰＣＭ符号器及び復号器
の内部状態をすみやか九一致させるＡＤＰＣＭ符号器及
び復号器を提供することＫある。

本発明の他の目的は、前述したＡＤＰＣＭ／ＰＣＭの多
段変換時の変換劣化を無くする技術を容易に実現するこ
と忙ある。

本発明によれに標本化されディジタル・化された入力信
号から符号化側適応予測信号を引いた残差子 信号を適応的に量７化し、適応量に化符号を送信すると
ともに符号化側適応量子化残差信号を発生１７、前記符
号化側適応骨子化残差信号及び前記符号化側適応予測信
号から次の標本時刻での符号化側予測信号を適応的に発
生する符号化側と、前記ＡＤＰＣＭ符号器から送信され
た前記適応量子化符号を受信し、前記適応量子化符号よ
り復号化側適応量子化残差信号を発生し、前記復号化側
適応量子化残差信号及び復号化側適応予測信号よシ適応
的に量子化されたＡ、ＤＴ’ＣＭ符号器側入力信号を再
生するとともに、前記復号化側適応量子化残差信号及び
前記復号化側適応予測信号より次の標本時刻における追
号化側予測信号を適応的に発生する復号化側とからなる
ＡＤＰＣＭ符号化方式において、前記Ａ、ＤＰＣＭ符号
器入力信号の変動に関与する信号のエネルギーを検出す
る符号化側エネルギー検出手段と、前記入力信号エネル
ギーを壱号化側において検出する復号化側エネルギー検
出手段と、前記符号化側エネルギー検出手段からの信号
により前記符号化側適応予測信号を抑圧する符号化側予
測禁止手段と、前記復号化側エネルギー検出手段からの
信号により前記復号化側適応予測信号を抑圧する復号化
側予測禁止手段とを各々の前記ＡＤＰＣＭ符号器および
揃を端廿Ｈ権増−２泊−弁前ｆｔｅＡＤＰｃＭ復号Ｒ％
　Ｋ　追ＩＪｎ　Ｌ、、Ｍ　記ＡＤＰＣ］’１４　符号
器入力信号のエネルギーが小さいと判断された時は予測
信号を用いずに符号化全行なう事を特徴とする。−−７
声麹Ｈダ九１！。

また本発明によれば標本化さｈた入力信号と符号器側予
測器の出方信号の差を適応的姉定める符号器側量子化幅
に応じて量子化し量子化符号を出方する量子化器と、前
記量子化符号から量子化された差信号を復元する符号器
側逆量子化器と、前記符号器側逆量子化器の出力信号と
前記符号器側予測器の出力信号を加算して局部復号信号
を得る加算器と、前記加ｎ器の出力より次の標本時刻で
用いる符号側予測値を発生する符号器側予測器からなる
ＡＤＰＣＭ符号器と、前記ＡＤＰＣＭ符号化回路の前記
量子化符号よシ適応的処定める復号器側量子化幅に応じ
て量子化された差信号を復元する復号器側逆量子化器と
、前記復号器側逆量子化器出力と符号器側予測器出力を
加え後置信号を得る加算器と、前記根号信号より次の標
本時刻で用いる復号器側予測値を発生する後月器側予測
器からなるｋＤＰＣＭ＠号器とから構成されるＡＤＰＣ
Ｍ符号化復月化１ｐ＋ｊ路において、ＡＤＰＣＭ符号器
への入力信号エネルギーを検出する符号器側エネルギー
検出回路と、前記符号器側エネルギー検出回路出力を予
め定められた値と比較する符号器側此程回路と、前記符
号器側比較回路出力が前記予め定められた値よシ前記符
号器側エネルギー検出回路出力の方が小さい事を示した
鳴合に前記符号器側予測器出力をゼロにする符号器側予
測器出力路を前記Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ符号器に追加し、か
つ、前記ＡＤＰＣＩνｉ符号器への入力信号エネルギー
を検出する復号器側エネルギー検出回路と、り汀記復号
訝側エネルギー検出回路出力を前記予め定められた値と
比較する復号器側内部状態と、前記復号語側比較回路出
力が前記予め定められた値よ、り前記後号器側エネルギ
ー検出回路出力の方が小さい事を示した場合に前記復号
器側予測出力をゼロ洗する復号器側予測禁止回路を前記
ＡＤＰＣＭ復号器に追加し、ＡＤＰＣＭ符号器への人力
信号が低いエネルギーしか持たない時にはＡ　Ｉ’）　
ＰＣＭ符号器及びＡＩ）ｉ）ＣＭ復号器の各々の予測器
出力を抑圧する事を特徴とする予測停止ＡＤＰｅｆｖｌ
符１→化復号化回路が得られる。

本発明の原理は音声信号等に存在する無毛区間を検出し
、無音区内では人力信号を適応量子化器のみで符号化す
ることにより、拘号化器及び復号化器の適応基準となる
Ａ　ＴＪ　Ｐ　ＣＭ符号に出力信号としても小さいこと
が予想できる予測器の出力を関与させない事で、高速に
符号化器及び復号化器の内部状態を一致させることにあ
る。あるいけ（前記方法では予測器の内部状態は自動的
に一致することを期待しｉこ）さらに積極的に、無音区
間てけ入力信号を適応量子ＩＬ器のみで符号化すると同
時に予測に関するフィルター９′Ａの内部状態をリセッ
トする事により、符号化器及び復号化器の内部状態の一
致が単に適応Ｍｔ量子化器内部状態の一致のみ釦なる様
にし、高速化を図るととＫある。つまり、内部状態の一
致に長時間必要とする前記原因のうち第１の量子化器と
予測器の相互影響を断ち、内部状態の一致に予測器の影
響が出ないようにさせるととＫある。

以下本発明の回路の一実施例を第３図を用いて説明する
。第３図は入力端子１、減算器２１　、２２、量子化器
３、逆浦−子化器４、加算器５１，５２、適応フィルタ
６１．固定フィルタ６２、エネルギー計算回路２００、
比較器２０１、ゲート回路２０２，２０３、固定値入力
端子２０４、出力端子７からなる符号器と、入力端子８
、逆量子化器９、加算器１０１，１０２適応フイルタ１
１１、固定フィルタ１１２、エネルギー計算回路３００
（比較器３０１、ゲート回路３０２゜３０３、固定値入
力端子３ｏ４、出力端子１２　からなる復号器よシ構成
さルし′ている。第３図のうち、入力端子１、減算回路
２１，２２、量子化器３、通量−子化器４、加算器５１
，５２、適応フィルタ６１、固定フィルタ６２、出力端
子７および入力端子８、逆量子化器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の各部分は第２図と同一である。また、エ
ネルギー計算回路２００，３００の詳細については後述
する。いま符号器と復号器側内部状態が完全に一致して
おり符号器側入力端子ＩＫ、高エネルギーイａ号（例え
に音声等価となり従来の説明の部分で述べた様に加算器
５２の出力にはこの入力信号を量子化した局部復号信号
が得られている。エネルギー計算回路２００は加算器５
２の局部復号信号より入力信号のエネルギーを唱′算し
、出力する。比較器２０１Ｈエネルギー計算回路出力の
方が端子２０４から加えられた予め定められた値より大
きい時”Ｈ″　信号をゲート回路２０２，２０３に伝え
る。ゲート回路２０２，２０３は比較器２０１からの”
■（”信号によシ開となつ１、次の標本時刻九おいても
適応フィルタ６１　と固定フィルタ６２の出力を減算器
２２および２１へ各々伝える。同様に復号器側も符号器
側と内部状態が完全に一致しているため、出力端子１２
ｔ／Ｃ得られる復号信号は加算器５２の出力信号である
局部復号信号と一致し、この信号がエネルギー計算回路
３００へ入力され、エネルギーを計算し、出力する。

比較回路３０１１　ゲート回路３（１２，３（＋３も符
号器側と１０１．１０２各々伝える。いま、この様な状
況で伝送路ピット・エラーが発生したとする。この場合
、従来のＡＤＰＣＭの説明の部分でも述べた様に復号器
自身の動作は不安定にはならないが、適応逆量子化器９
の量子化ステップサイズ係数、適応フィルタ１１］の適
応係数及び内部データ、固定フィルタ１１２の内部デー
タは式１２１およびθ１に基づいて修正されるが受信Ａ
ＤＰＣＭ符号が送信符号と異なるため、各々適応量子化
器３および適応逆量子化器４の量子化ステップサイズ係
数、適応フィルタ６１の適応係数及び内部データ、固定
フィルタ６２の内部データと少しづつ異なる。よってエ
ネルギー計算回路２００および３００の出力本少しづつ
異なシが発生する。しかし、この様な場合でも端子ＩＫ
に加えられた信号が大きなエネルギーを有する場合は、
エネルギー計算回路２００および３００の出力は充分大
きいと考えられ比較回路２０１，３０１けいずれもゲー
ト回路２０２．２０３，３０２，３０３を開とする信号
“Ｈ”を出力する。このため、この様な場合は第２図に
示す従来のＡＤＰＣＭと同様で符号器と復号器間の内部
状態は近い状態にあるものの完全に内部状態が一致する
までには長時間を必要とする。

いま入力信号は音声信号を考えているため、この様な信
号には必ず音声のポーズ（無音）区間が存在する。以下
この様な区間を考える。エネルギー計算回路２００およ
び３００の内部状態は異なるものの無音区間入力信号に
対してはこれ等の回路への入力信号である局部復号信号
及び復号信号も小さくなるためいずれも出力信号値は小
さくなる。いま、エネルギー計算回路２００の出力が端
子２０４に加えられた値より小さくなった場合を考える
と比較回路２０１１′ｌｉ”Ｌ’を出力し、ゲート回路
２０２，２０３を閉じることとなり次の標本時刻では減
算器２１．２２ヘゼロを伝える。よって、端子１からの
入力信号はそのまま適応量子化器３に伝えられ符号化部
状態が異なるため、この時点では比較回路３０１へ１Ｈ
″を出力する信号を加えるどする。このため、次の４票
本時刻でのグー）　３０２，３０３は開となり加算器１
０１　、１０２へ適Ｌｊ；フィルタ１１１の出力信号お
よび固定フィルタ１】２の出力信号を伝えでいる。よっ
て次の標本時刻では前述した符号器側で端子１に加えら
れた入力信号をそのままの値で適応（け子化された符号
は、復号器側の入力端子８に加えられ逆適応量子化器９
に、ｌニジ量子化された残差信号と々シこの信号を加算
器１０１へ伝える。加算器１０１では前述した様に適応
フィルタＩ１１の出力がゲート３０３を介して前記残差
信号に加えられ、加算器１０２へ伝えられる。さらに加
算器１０２では固定フィルタ１１２の出力がゲート３０
２を介して加えられ出力端子１２に復号信号を力えるた
め、端子１に加わりた信号に比べると適応フィルタ１１
１及び固定フィルタ１１２の出力信号分誤差が増大する
。

しかしながら、この様な状況では端子ＩＫ加えられた入
力信号は無音区間となっているため、予測を行なってい
る適応フィルタ１１１及び固定フィルタ１１２の出力は
いずれも小さいことが期待できる。

この場合、符号器側エネルギー計算回路２００には量子
化符号を逆適応量子化器４で”量子化された残差信号つ
ま多量子化された入力信号が加算器５１及び５２により
固定フィルタ６１及び適応フィルタ６２の出力をゲート
回路２０２，２０３によりゼロとしたものを加算して得
られる局部信号が入力されまだ復号器側エネルギー計算
回路３００にけ前述しだ復号信号が入力される。しかし
、前述した様に局部復号信号と復号信号の差は小さ−と
考えるため、エネルギー計算回路３００の出力は無音区
間が続く限シ小さくなって行くと考えられる。端子１に
加えられる信号が無音区間となる時刻は充分に長いと考
えら力、るため、次標本時刻後には復号器側エネルギー
計算回路３００も出力レベルが充分１小さくなシ、比較
器３０１も”Ｌ”信号を出力し、ゲ−）　３０２，３０
３を閉の状態にする。以下符号器側、復号器側双方でゲ
ート回路２０３，２０３，３０２，３０３が閉と々った
場合忙ついて説明する。符号器側は前述した通り、端子
ＩＫ加えられた信号は減算器２１．２２でゲート回Ｍ２
Ｏ３，２０２が閉となったこｋにょシゼロを差し引かれ
、量子化器３により符号化され、端子７より出力される
。この符号化信号はまた、逆量子化器４により量子化さ
れた入力信号と々す、加算器５１．５２ではゲート回路
２０２，２０３が閉であるためゼロが加えられ、エネル
ギー計算回路２００に入力される。同様に復号器側では
端子８に加えられた入力信号は逆量子化器９によりｉ子
化された端子１の信号が得られ、加算器１０１．．１０
２ではゲート回路３０２．３０３が閉となったためゼロ
が加詐され、端子１２に復号信号を出力すると同時にエ
ネルギー計算回路３００へ入力される。この状況では各
々のエネルギー計算回路２００及び３００に入力される
局部復号もしくけ復号信号は逆量子化器４および９の内
部状態のみにょυ定まり、この内部状態は量子化器３に
よシ生成されるＡｌｒ）ＰＣＭにのみ依存する。さらに
、適応量子化に関する符号化器と壱号化器間の内部状態
の一致は式（２）のβ乗によシ保証される。つまり、こ
の状態で復号器を特徴づける内部状態は量子化ステップ
サイズのみとなシ、かつ、それ！Ｆは式（２）によシ内
部状態の一致が時間とともに得られることが保証されて
ｂる。実際には予測用の固定フィルター６２および】】
２の内部状態及び適応フィルタ（５１及び１１１の内部
状態が一致する必要があるが、適応フィルタの係数はゲ
ート回路２０２，２０３，３０２，３，０３により予測
フィルタ出力の影響が無視できる。部会にはＡＤＰＣＭ
符号から逆適応量子化器４及び９により生成される残差
信号のみから定められるため、上記の様に符号器と復号
器間での量子化ステップサイズが一致すると自動的に一
致する。また、適応フィルタ６１及び１］１、固定フィ
ルタ６２及び１１２の入力信号もゲート回路２０２．２
０３，３０２，３０３が閉となるため、逆量子化器４及
び９の出力信号となり逆量子化器４及び９の内部状態が
一致すればこれ等の内部状態も自動的に一致する。さら
にエネルギー計算回路２００及び３００にも逆量子化器
４及び９の出力信号が加えられておシ、このため、エネ
ルギー計算回路２００及び３００の内部状態もやがては
一致する。このため、端子１に有音区間の信号が加わシ
始めるとエネルギー計算回路２００及び３００の入力イ
バ号である局部復号４３号及び収号仙′号のエネルギー
が大きくカリ、比較器２０１．：１０１に同時に“１１
”を出力させる符になる。この時、グー）　２０２，２
０３゜：（０２，３０３は同時に閉とηるため、以Ｗミ
は第２図に示す従来方式と同じ牲性の符号化が可能とな
る。

第４図は第３図で使用されたエネルギーｉｔ＋算回餡２
００及び３００の一例である。第４図は入力端子４００
、乗算器４０１、低域フィルタ４０２および出力端子４
０３からなる。入力☆；）４子４００に加えられた信号
Ｘは乗算器４０１によυ２景され低域フィルタ４０２に
より直流成分が抽出され、エネルギーがｇ１ηされる。

低域フィルタに関しては１９７５年Ｐ　ｒｅｎｆ　ｉｃ
ｅ　−Ｈａｔ　Ｉ　Ｉｎｃ発行のＴｔ＋ｅｏｒｙａｎｔ
ｌ　Ａｐｐｌｉｃａｆｉｏｎｏｆ　Ｄｉｇｉｊａｌ　Ｓ
ｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　”　に詳しいが一
次の低域フィルタを用いる場合は ｙ（ｎ＋１）＝ｘ（ｎ＋１）＋ｅ　”’ｙ（ｎ）　（Ｌ
ｌ）罠よシ計算され、時定数τの積分フィルタとなる。

以上の様に本発明に従えば、音声の有音区間での符号化
特性を従来通シに保ち表から、音声の無音区間を利用し
て高速に符号器及び復号器の内部状態の一致が計れるＡ
ＤＰＣＭ符号化回路が実現できる。

々お、本発明で述べた予測停止形ＡＤＰＣＭ符号器は第
２図に示される適応フィルタＰ１と固定フィルタＰ２に
よる符号器を基に説明したが、Ｐ２が適応フィルタであ
っても復号器側の安定性さえ保たれるならば内部状態の
高速一致化如関して何ら不都合はない。

また、本発明ではエネルギー計算回路２００　、３００
の入力信号を局部復号信号と復号信号に選んだが、入力
信号として第３図におけるＰ１フィルタ出力とＰ２フィ
ルタ出力の和、つまり、予測信号を選んでも同様の効果
が期待でき、本発明の一部である。また、エネルギー計
算回路２００，３ＱＱの入力信号として式（２）で示さ
れる量子化ステップサイズ係数信号を用いる事も可能で
ある。これは、入力信号に応じて量子化ステップサ・イ
ズ係数を適応的に変えて行くアルゴリズムを採用してｂ
るため、入力信号レベルと量子化ステップサイズ係数は
比列関係忙あると考えられるためであシ、この様々変形
も本発明の一部である。

同様にエネルギー計算回路２００，３００の入力信号と
してＡＤＰＣＭ符号を直接、もしくけ重みづけして用い
る事も可能である。これけ式（２）の△βの項かステッ
プサイズ係数を大きくする働きがあり、結果として無音
区間等では量子化ステップサイズ係数が真に必要な値よ
り大きくなるためＡＤＰＣＭ符号としては振幅の小さい
符号が選択される確率が増大するためで、この様な変形
も本発明の一部である。

また、本発明では予測禁止手段としてゲート回路２０２
，２０３．３０２，３０３を用い、ゲート回路が閉とな
っても予測ライルタ６１，６２，１１１，１１２の出力
を禁止するものの、フィルタ動作及び適応制御を実行さ
せて符号器及び復号器間の内部状態の一致を自動的に行
なわせたが、比較回路２０１，３０１の出力が“Ｌ”と
なった時、予測フィルタ６１，６２，１１１．。

１１２の内部状態を全てリセットさせても良く、この様
な変形も本発明の一部である。

さらに、予測禁止手段として比較回路２０１　、３０１
の出力が”Ｌ”となった時適応フィルタ６１，１１１の
適応係数をリセットさせるだけでも効果があシ、この様
な変形も本発明の一部である。特忙フィルタ６１．６２
．１１１，１１２の全てが適応フィルタの場合はこの様
な係数リセットが予測値としてゼロを出力するだめ、効
果的である。

また比較器２０１，３０１の比較値入力端子に適応閾値
音声検出器で採用している様な（例えば１９７６年Ｃ０
Ｍ５ＡＴ　発行のＣ０Ｍ５ＡＴ　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬＲ
ＥＶＩＥＷ　Ｖｏｌ、６ｐ　ｐ１５６−１７６参照）ｉ
ＩＩ応Ｐ４値を用いるのも本発明の一部である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＡＤＰＣＭ符号化回路を示すブロック図
、 第２図は他の従来のＡＤＰＣＭ符号化回路を示すブロッ
ク図、 第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、第４図は
本発明の一実施例で用いたエネルギー計算回路を示すブ
ロック図である。 図において、１・・・入力端子、２１．２２・・・減舅
器、３・・適応素子化器、４・・・逆適応量子化器、５
Ｉ。 ５２・・・加算器、６１・・・適応フィルタ、６２・・
・固定フィルタ、７・・・出力端子、２ｏｏ・・・エネ
ルギー計算回路、２０１・・・比較器、２０２，２０３
・・・ゲート回路、２０４・・・固定値入力端子、８・
・・入力端子、９・・・逆適応量子化器、３０１，１０
２・・・加算器、１１１・・適応フィルタ、月２・・・
固定フィルタ、】２・・・出力端子、３００・・・エネ
ルギー計算回路、３ｏ１・・・比較器、３０２゜３０３
・・・ゲート回路、３ｏ４・・・固定値入力端子をそれ
ぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、標本化されディジタル化された入力信号から符号化
   側適応予測信号を引いた残差信号を適応的Ｋｌｉ量子化
   し、適応量子化符号を送信するとともに符号化側適応量
   子化残差信号を発生し、前記符号化側適応量子化残差信
   号及び前記符号化側適応予測信号から次の標本時刻での
   符号化側予測信号を適応的に発生する符号化側と、前記
   ＡＤＰＣＭ符号器から送信された前記適応量子化符号を
   受信し、前記適応量子化符号よシ復号化側適応量子化残
   差信号を発生し、前記復号化側適応量子化残差信号及び
   復号化側適応予測信号より適応的に量子化されたＡＤＰ
   ＣＭ符号器側入力信号を再生するとともに、前記復号化
   側適応量子化残差信号及び前記復号化側適応予測信号よ
   ９次の標本時刻における復号化側予測信号を適応的に発
   生する復号化側とからなるＡＤＰＣＭ符号化方弐におい
   て前記入力信号の変動に関与する信号のエネルギーを検
   出する符号化側エネルギー検出手段と、前記入力信号の
   エネルギーを復号化側釦おいて検出する復号化側エネル
   ギー検出手段と、前記符号化側エネルギー検出手段から
   の信号により前記符号化側適応予測信号を抑圧する符号
   化側予測禁止手段と、前記復号化側エネルギー検出手段
   からの信号によシ前記復号化側適応予測信号を抑圧する
   復号化側予測禁止手段とを各々の前記ＡＤＰＣＭ符号器
   および前記ＡＤＰＣＭ後号器に追号器、前記入力信号の
   エネルギーが小さいと判断された時は予測信号を用いず
   に符号化復号化を行なう事を特徴とする予測停止ＡＤＰ
   ＣＭ符号化方式。 ２、標本化された入力信号と符号器側予測器の出力信号
   の差を適応的に定める符号器側量子化幅に応じて量子化
   し量子化符号を出力する量子化器と、前記量子化符号か
   ら量子化された差信号を復元する符号器側逆量子化器と
   、前記符号器側逆量子化器の出力信号と前記符号器側予
   測器の出方信号を加算して局部復号信号を得る加算器と
   、前記加算器の出力より次の標本時刻で用いる符号側予
   測値を発生する符号器側予測器からなるＡＤＰＣＭ符号
   器七、前記ＡＤＰＣＭ符号化回路の前記量子化符号よシ
   適応的に定める復号器側量子化幅に応じて量出力を加え
   復号信号を得る加算器と、前記復号信号より次の標本時
   刻で用いる復号器側予測値を発生する復号器側予測器か
   らなるＡＤＰＣＭ復号器とから構成されるＡＤＰＣＭ符
   号化復号化回路において、ＡＤＰＣＭ符号器への入力信
   号エネルギーを検出するむ号器側エネルギー検出回路ど
   前記符号器側エネルギー検出回路出方を予め定められた
   値と比較する符号器側比較回路と前記符号器側比較回路
   出力が前記予め定められた値」ニジ前記符号器側エネル
   ギー検出回路出方の方が小さい事を示した場合に前記符
   号器側予測器出力をゼロにする符号器側予測禁止回路を
   前記ＡＤＰＣＭ符号器に追加（７、かつ、前記ＡＤＰＣ
   Ｍ符号器への入力信号エネルギーを検出する復号器側エ
   ネルギー検出回路と、前記復号器側エネルギー検出回路
   出力を前記予め定められた値と比較する復号器側比較回
   路と前記復号器側比較回路出力が前記予め定められた値
   よシ前記復号器側エネルギー検出回路出力の方が小さい
   事を示した場合に前記復号器側予測器出力をゼロにする
   復号器側予測禁止回路を前記ＡＤＰＣＭ復の各々の予測
   器出力を抑圧する妻を特徴とする予測停止Ａ、ＤＰＣＭ
   符号化復号化回路。