JPS6037660B2 - 音声信号の近似圧縮方式 - Google Patents
音声信号の近似圧縮方式Info
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- JPS6037660B2 JPS6037660B2 JP55059638A JP5963880A JPS6037660B2 JP S6037660 B2 JPS6037660 B2 JP S6037660B2 JP 55059638 A JP55059638 A JP 55059638A JP 5963880 A JP5963880 A JP 5963880A JP S6037660 B2 JPS6037660 B2 JP S6037660B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/02—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
- H04B14/04—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation
- H04B14/046—Systems or methods for reducing noise or bandwidth
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/124—Sampling or signal conditioning arrangements specially adapted for A/D converters
- H03M1/1245—Details of sampling arrangements or methods
- H03M1/1265—Non-uniform sampling
- H03M1/127—Non-uniform sampling at intervals varying with the rate of change of the input signal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
音声信号を符号化し、デジタル信号として伝送あるいは
記録再生する場合に、音声信号を表わすデータ量をなる
べく少なくするための手段としては、従来、信号振幅を
対数圧縮したり（ＬＯＧＰＣＭ）、差分をとったり（Ｄ
ＰＣＭ）、もしくはデルタ変調（ＤＭ）するなどの諸方
式が採用されていることは周知のとおりである。
記録再生する場合に、音声信号を表わすデータ量をなる
べく少なくするための手段としては、従来、信号振幅を
対数圧縮したり（ＬＯＧＰＣＭ）、差分をとったり（Ｄ
ＰＣＭ）、もしくはデルタ変調（ＤＭ）するなどの諸方
式が採用されていることは周知のとおりである。
そして、前記した周知の各手段ではそれらのいずれのも
のにおいてもサンプリング定理に従い、信号の標本値を
得る際の時間々隔（サンプリング周期）を符号化の対象
とされている信号の最高周波数の２倍の周波数値の逆数
以下となるように定めるという、いわゆる折返し歪が生
じないようにするための配慮はされているのであるが、
連続した値を取り得るアナログ信号を、有限個の離散的
な数値を示すデジタル信号に変換している前記した周知
の各手段においては、振幅量子化時に原理的にいわゆる
量子化歪（量子化雑音）が発生し、この量子化歪が復原
されたアナログ信号の周波数帯域内に分布するために、
復原されたアナログ信号の品質が劣化したものとなるこ
とも周知のとおりである。
のにおいてもサンプリング定理に従い、信号の標本値を
得る際の時間々隔（サンプリング周期）を符号化の対象
とされている信号の最高周波数の２倍の周波数値の逆数
以下となるように定めるという、いわゆる折返し歪が生
じないようにするための配慮はされているのであるが、
連続した値を取り得るアナログ信号を、有限個の離散的
な数値を示すデジタル信号に変換している前記した周知
の各手段においては、振幅量子化時に原理的にいわゆる
量子化歪（量子化雑音）が発生し、この量子化歪が復原
されたアナログ信号の周波数帯域内に分布するために、
復原されたアナログ信号の品質が劣化したものとなるこ
とも周知のとおりである。
すなわち、音声信号の符号化を行なう前記した諸方式に
適している点は、いうなれば振幅と時間との双方向にわ
たる絹を張り、信号をその近くの結び目で近似表示して
いるということであるかり、一方の時間の糸だけを細か
に、かつ、精密なものとしても誤差が最小になるとは限
らないことは、サンプリング定理に従って折返し歪が生
じないように一方の時間軸方向での配慮を施こしても、
他方の振幅方向での細かさに応じた量子化歪が存在する
という点からも明らかである。
適している点は、いうなれば振幅と時間との双方向にわ
たる絹を張り、信号をその近くの結び目で近似表示して
いるということであるかり、一方の時間の糸だけを細か
に、かつ、精密なものとしても誤差が最小になるとは限
らないことは、サンプリング定理に従って折返し歪が生
じないように一方の時間軸方向での配慮を施こしても、
他方の振幅方向での細かさに応じた量子化歪が存在する
という点からも明らかである。
因みに、従来から広く実施されているサンプリング定理
に従った方法においては、時間軸方向の網目が細かくさ
れていて、周波数帯域が確保され、かつ、折返し歪が生
じないようになされているのであり、音声については１
秒間当りの標本数が例えば８０００、また、音楽につい
ては１秒間当りの標本数が例えば４４０００というよう
な値が採用されている。
に従った方法においては、時間軸方向の網目が細かくさ
れていて、周波数帯域が確保され、かつ、折返し歪が生
じないようになされているのであり、音声については１
秒間当りの標本数が例えば８０００、また、音楽につい
ては１秒間当りの標本数が例えば４４０００というよう
な値が採用されている。
一方、振幅方向での細かさは標本値を表わすビット数で
決まるが、音声では７〜滋ｉｔ、音楽では１２〜１的ｉ
ｔが要求される。このように、１秒間当りで５６０００
ビット〜７０４０００ビットにもなる大きな情報量を減
少させるための従釆法としては、差分をとったりして振
幅方向のビット数を少なくするなどの工夫がされては来
ているが、その効果としては情報量（データ量）を半減
させる程度が限度であった。
決まるが、音声では７〜滋ｉｔ、音楽では１２〜１的ｉ
ｔが要求される。このように、１秒間当りで５６０００
ビット〜７０４０００ビットにもなる大きな情報量を減
少させるための従釆法としては、差分をとったりして振
幅方向のビット数を少なくするなどの工夫がされては来
ているが、その効果としては情報量（データ量）を半減
させる程度が限度であった。
本発明は、データ量の圧縮を大中なものとする場合に、
ビットの減少を振幅方向に求めることが不可能なことか
ら、それをむしろ時間軸の方向に求め、そのために、信
号の符号化に当りサンプリング定理に従った一定のサン
プリング周期によるサンプリングを行なうことはせず、
サンプル値列から得られる波形と原信号の波形との波形
の異なる度合いが一定比以下となるように波形近似を行
なって、波形近似以上の誤差に基づくＳ／Ｎあるいは歪
率について、それが一定の水準を満たしているようにる
ことにより大中なデータ量の圧縮を達成しようとするも
のであり、この本発明方式によれば、音声信号の符号化
に際して必要とされるビットレードが、要求する歪率に
応じて広い範囲にわたって自由に設定できるのであり、
時間軸上でゆるやかな振幅変化を示しているような信号
波形に対してはサンプリング間隔が広く、また、時間軸
上で急峻な振幅変化を示しているような信号波形に対し
てはサンプリング間隔が狭くなるというように、信号波
形に応じて無駄のない符号化が可能となるのである。
ビットの減少を振幅方向に求めることが不可能なことか
ら、それをむしろ時間軸の方向に求め、そのために、信
号の符号化に当りサンプリング定理に従った一定のサン
プリング周期によるサンプリングを行なうことはせず、
サンプル値列から得られる波形と原信号の波形との波形
の異なる度合いが一定比以下となるように波形近似を行
なって、波形近似以上の誤差に基づくＳ／Ｎあるいは歪
率について、それが一定の水準を満たしているようにる
ことにより大中なデータ量の圧縮を達成しようとするも
のであり、この本発明方式によれば、音声信号の符号化
に際して必要とされるビットレードが、要求する歪率に
応じて広い範囲にわたって自由に設定できるのであり、
時間軸上でゆるやかな振幅変化を示しているような信号
波形に対してはサンプリング間隔が広く、また、時間軸
上で急峻な振幅変化を示しているような信号波形に対し
てはサンプリング間隔が狭くなるというように、信号波
形に応じて無駄のない符号化が可能となるのである。
以下、添付図面を参照しながら本発明の音声信号の近似
圧縮復原方式の具体的な内容を説明する。
圧縮復原方式の具体的な内容を説明する。
第１図は、原信号とそれを近似した波形との関連を説明
するための波形図であって、第１図において、Ｓａ及び
Ｓｂは原信号、Ｓａｒは原信号Ｓａを階段状波形で近似
した近似波形信号、Ｓｂｒは原信号Ｓｂを階段状波形で
近似した近似波形信号であり、近似波形信号Ｓａｒ，Ｓ
ｂｒは、原信号と近似波形信号の信号レベルの差２秦積
分値と、その付近の原信号の平均振幅ェネルギとの比が
、予め定められた略々一定の値を保つような状態として
作られるのであり、原信号Ｓａのように時間軸上での振
幅変化が緩やかな場合には、標本値を保持する時間長が
長く、また、原信号Ｓｂのように時間軸上での振幅変化
が急峻な場合には、標本値を保持する時間長が短かくな
っている。第２図は、本発明方式の一実施態様のブロッ
ク図であり、この第２図において１は原信号となる音声
信号の入力端子であり、入力端子１に供給された原信号
ａ｛第３図ａ図｝は、サンプルホールド回路２とＡＤ変
換器４と２乗検波器８とに加えられると共に、差動増幅
器３へそれの一方入力としても与えられる。
するための波形図であって、第１図において、Ｓａ及び
Ｓｂは原信号、Ｓａｒは原信号Ｓａを階段状波形で近似
した近似波形信号、Ｓｂｒは原信号Ｓｂを階段状波形で
近似した近似波形信号であり、近似波形信号Ｓａｒ，Ｓ
ｂｒは、原信号と近似波形信号の信号レベルの差２秦積
分値と、その付近の原信号の平均振幅ェネルギとの比が
、予め定められた略々一定の値を保つような状態として
作られるのであり、原信号Ｓａのように時間軸上での振
幅変化が緩やかな場合には、標本値を保持する時間長が
長く、また、原信号Ｓｂのように時間軸上での振幅変化
が急峻な場合には、標本値を保持する時間長が短かくな
っている。第２図は、本発明方式の一実施態様のブロッ
ク図であり、この第２図において１は原信号となる音声
信号の入力端子であり、入力端子１に供給された原信号
ａ｛第３図ａ図｝は、サンプルホールド回路２とＡＤ変
換器４と２乗検波器８とに加えられると共に、差動増幅
器３へそれの一方入力としても与えられる。
サンプルホールド回路２は、それに対して与えられるサ
ンプリングパルスＳ（サンプリングパルスＳがどのよう
にして発生されるのかの説明は後述されている）の時点
における原信号ａの振幅値を標本値し、その標本値を次
のサンプリングパルスＳが与えられる時点まで保持する
が、サンプルホールド回路２からは原信号ａの標本値と
対応する信号ｂ｛第３図ｂ図｝が出力され、それは前記
した差動増幅器３へそれの他方入力として与えられる。
ンプリングパルスＳ（サンプリングパルスＳがどのよう
にして発生されるのかの説明は後述されている）の時点
における原信号ａの振幅値を標本値し、その標本値を次
のサンプリングパルスＳが与えられる時点まで保持する
が、サンプルホールド回路２からは原信号ａの標本値と
対応する信号ｂ｛第３図ｂ図｝が出力され、それは前記
した差動増幅器３へそれの他方入力として与えられる。
差動増幅器３は、原信号ａとサンプルホールド回路２の
出力信号ｂとの差信号Ｃ｛第３図ｃ図｝を出力して２乗
器５に与え、２案器５からは（信号Ｃ）２ ＝ｄの関係
にある信号ｄ｛第３図ｄ図｝が出力されて積分器６に供
給され、積分器６からは第３図ｅ図示のような信号ｅが
出力されて比較器１ １へそれの比較信号として与えら
れる。一方、入力端子１からの原信号ａは、２乗検波器
８により検波されて信号ｇとなされ、前記の信号ｇは時
定数回路９（平滑回路）で平滑されて信号ｈとなり、減
衰器１０（レベル調整器１０）に与えられる。減衰器１
０からの出力信号ｉは前記した比較器１１へそれの基準
信号ｉとして与えられる。そして、比較器１１からは比
較信号ｅと基準信号ｉとの比較出力ｉ ｛第３図ｉ図｝
がオア回路１９を介して単安定マルチパイプレー夕１２
にトリガ信号として与えられる。単安定マルチバイブレ
ータ１２は、それにトリガ信号が与えられる度毎に一定
のパルス中のパルスＳ｛第３図Ｓ図｝を発生するが、こ
のパルスＳは前記したサンプルホールド回路２へサンプ
リングパルスＳとして与えられると共に、ＡＤ変換器４
や積分回路６、及び後述するカゥンタ１４、ラツチ回路
１５、マイクロコンピューター６などにもタイミングパ
ルスや制御信号として供給されている。
出力信号ｂとの差信号Ｃ｛第３図ｃ図｝を出力して２乗
器５に与え、２案器５からは（信号Ｃ）２ ＝ｄの関係
にある信号ｄ｛第３図ｄ図｝が出力されて積分器６に供
給され、積分器６からは第３図ｅ図示のような信号ｅが
出力されて比較器１ １へそれの比較信号として与えら
れる。一方、入力端子１からの原信号ａは、２乗検波器
８により検波されて信号ｇとなされ、前記の信号ｇは時
定数回路９（平滑回路）で平滑されて信号ｈとなり、減
衰器１０（レベル調整器１０）に与えられる。減衰器１
０からの出力信号ｉは前記した比較器１１へそれの基準
信号ｉとして与えられる。そして、比較器１１からは比
較信号ｅと基準信号ｉとの比較出力ｉ ｛第３図ｉ図｝
がオア回路１９を介して単安定マルチパイプレー夕１２
にトリガ信号として与えられる。単安定マルチバイブレ
ータ１２は、それにトリガ信号が与えられる度毎に一定
のパルス中のパルスＳ｛第３図Ｓ図｝を発生するが、こ
のパルスＳは前記したサンプルホールド回路２へサンプ
リングパルスＳとして与えられると共に、ＡＤ変換器４
や積分回路６、及び後述するカゥンタ１４、ラツチ回路
１５、マイクロコンピューター６などにもタイミングパ
ルスや制御信号として供給されている。
前記のようにして、原信号ａの標本値ｂと前記した標本
値を得た時刻以後の前記した原信号ａの振幅値との差２
乗積分値を示す信号ｅが、前記した標本値を得た時刻付
近における原信号ａの平均振幅ヱネルギ（原信号ａの電
力レベル）示す信号ｉと比べて、ある一定比以上となる
度毎にサンプリングバルＳが発生されるようにすると、
サンプルホールド回路２からの出力ｂは原信号ａに対し
てある一定の波形誤差４これはある一定のＳ／Ｎ、歪率
と対応する）を有している階段状波形の近似波形信号ｂ
となる。
値を得た時刻以後の前記した原信号ａの振幅値との差２
乗積分値を示す信号ｅが、前記した標本値を得た時刻付
近における原信号ａの平均振幅ヱネルギ（原信号ａの電
力レベル）示す信号ｉと比べて、ある一定比以上となる
度毎にサンプリングバルＳが発生されるようにすると、
サンプルホールド回路２からの出力ｂは原信号ａに対し
てある一定の波形誤差４これはある一定のＳ／Ｎ、歪率
と対応する）を有している階段状波形の近似波形信号ｂ
となる。
また、前記したように、ＡＤ変換器４に対しても前記し
たサンプリングパルスＳが供給されているから、ＡＤ変
換器４から出力されるデジタル信号川ま、前記したサン
プルホールド回路２から出力された階段状波形の近似波
形信号ｂと対応したものとなっている。換言すれば、階
段状波形の近似波形信号ｂと入力原信号ａの２乗積分誤
差が、その近似部分の入力原信号の電力レベルと比べて
ある一定比以上となるまでのサンプルホールド回路２の
ホード時間の長さは、単安定マルチパイプレータ２から
の出力パルスＳの時間々隔によって求めることができる
のである。
たサンプリングパルスＳが供給されているから、ＡＤ変
換器４から出力されるデジタル信号川ま、前記したサン
プルホールド回路２から出力された階段状波形の近似波
形信号ｂと対応したものとなっている。換言すれば、階
段状波形の近似波形信号ｂと入力原信号ａの２乗積分誤
差が、その近似部分の入力原信号の電力レベルと比べて
ある一定比以上となるまでのサンプルホールド回路２の
ホード時間の長さは、単安定マルチパイプレータ２から
の出力パルスＳの時間々隔によって求めることができる
のである。
前記した時間長をデジタル値として記憶するための構成
が第２図中のクロック発振器１３、カウンタ１４、ラツ
チ回路１５などで示されている。すなわち、クロツク発
振器１３からの出力１｛第３図１図｝が計数入力として
与えられているカウンタ１４は、既述したパルスＳの立
上がりによつてカウントリスタートし、また、カウンタ
１４の出力ｍはパルスＳの立下がり‘こよってラツチ回
路１５に保持されることにより、サンプリングパルスＳ
の相隣るものの時間々隔（サンプルホールド回路２のホ
ールド時間の長さ）が、デジタル値としてラッチ回路１
５に保持される。
が第２図中のクロック発振器１３、カウンタ１４、ラツ
チ回路１５などで示されている。すなわち、クロツク発
振器１３からの出力１｛第３図１図｝が計数入力として
与えられているカウンタ１４は、既述したパルスＳの立
上がりによつてカウントリスタートし、また、カウンタ
１４の出力ｍはパルスＳの立下がり‘こよってラツチ回
路１５に保持されることにより、サンプリングパルスＳ
の相隣るものの時間々隔（サンプルホールド回路２のホ
ールド時間の長さ）が、デジタル値としてラッチ回路１
５に保持される。
サンプリングパルスＳの時点における原信号ａの振幅値
がＡＤ変換器４においてＡＤ変換された原信号ａの振幅
値を示すデジタル信号○（データ○）と、変換終了信号
Ｐとは、マイクロコンピュータ１６に送られるが、マイ
クロコンピュータ１６では変換終了信号Ｐの立上がりを
センスすると、データ０を取り込みメモリ１７に記憶さ
る。
がＡＤ変換器４においてＡＤ変換された原信号ａの振幅
値を示すデジタル信号○（データ○）と、変換終了信号
Ｐとは、マイクロコンピュータ１６に送られるが、マイ
クロコンピュータ１６では変換終了信号Ｐの立上がりを
センスすると、データ０を取り込みメモリ１７に記憶さ
る。
また、マイクロコンピュータ１６では前記しこデータ○
の示す値（レベル値）が持続されるべ時間長を示すラッ
チ回路１５の出力ｎ｛第３図ｎ図｝も前記のデータ○と
同様に取り込んでメモリ１７に記憶させる。前記した出
力ｎの取り込みまパルスＳの立下がりをセンスして行な
う。以上の動作は、パルスＳに基づいて繰返えし行なわ
れて、階段状の近似波形信号ｂを表わしている信号レベ
ルとその持続時間との粗の情報がメモリ１７に順次に記
憶されるのである。なお第２図中において１８は録音釘
、２０は再生釘、２１はＤＡ変換器、２２は低域猿波器
、２３は復原信号の出力端子であるが、これらの各部の
動作などについては後述されている。
の示す値（レベル値）が持続されるべ時間長を示すラッ
チ回路１５の出力ｎ｛第３図ｎ図｝も前記のデータ○と
同様に取り込んでメモリ１７に記憶させる。前記した出
力ｎの取り込みまパルスＳの立下がりをセンスして行な
う。以上の動作は、パルスＳに基づいて繰返えし行なわ
れて、階段状の近似波形信号ｂを表わしている信号レベ
ルとその持続時間との粗の情報がメモリ１７に順次に記
憶されるのである。なお第２図中において１８は録音釘
、２０は再生釘、２１はＤＡ変換器、２２は低域猿波器
、２３は復原信号の出力端子であるが、これらの各部の
動作などについては後述されている。
次に、記録モード及び再生モードにおけるマイクロコン
ピュータ１６の動作を表わす第４図示のフローチャート
を参照して記録モード時及び再生モード時におけるマイ
クロコンピュータ１６の動作の概要について説明する。
ピュータ１６の動作を表わす第４図示のフローチャート
を参照して記録モード時及び再生モード時におけるマイ
クロコンピュータ１６の動作の概要について説明する。
まず、記録モ−ド時には、ステップ１で第２図中の録音
金ロ１８が押されて負パルスｑが発生するとステップ２
に進む。ステップ２ではメモリ１７のアドレスを決める
ためのアドレスレジスタをリセットし、音声信号に近似
するデータをメモリ１７における最初の位置から順次に
記憶できるようにするための準備を行なう。次いでステ
ップ３ではパルスＳの立下がりが出されるまで待ち、パ
ルスＳの立下がりが検出されると、ステップ４でパルス
Ｓの立下がりにおいてＡＤ変換器４の変換動作を開始さ
せ、ステップ５でラッチ回路１５のｎの値をマイクロコ
ンピュータ１６内のレジスタに読み込む。ステップ６‐
ではＡＤ変換器４からの変換終了信号Ｐが／・ィレベル
状態に復帰するまで待ち、復帰したならばステップ７で
データ○の値をマイクロコンピュータ１６内のレジスタ
に読み込む。次に、ステップ８で前記したｎの値と○の
値とをメモリ１７に書込み、ステップ９ではアドレスレ
ジスタをカウントアップして次の書込み動作に備える。
金ロ１８が押されて負パルスｑが発生するとステップ２
に進む。ステップ２ではメモリ１７のアドレスを決める
ためのアドレスレジスタをリセットし、音声信号に近似
するデータをメモリ１７における最初の位置から順次に
記憶できるようにするための準備を行なう。次いでステ
ップ３ではパルスＳの立下がりが出されるまで待ち、パ
ルスＳの立下がりが検出されると、ステップ４でパルス
Ｓの立下がりにおいてＡＤ変換器４の変換動作を開始さ
せ、ステップ５でラッチ回路１５のｎの値をマイクロコ
ンピュータ１６内のレジスタに読み込む。ステップ６‐
ではＡＤ変換器４からの変換終了信号Ｐが／・ィレベル
状態に復帰するまで待ち、復帰したならばステップ７で
データ○の値をマイクロコンピュータ１６内のレジスタ
に読み込む。次に、ステップ８で前記したｎの値と○の
値とをメモリ１７に書込み、ステップ９ではアドレスレ
ジスタをカウントアップして次の書込み動作に備える。
ステップ１川まステップ９でカウントアップした値がメ
モリ１７の容量を超えたかどうかにより、超えた時には
メモリ１７への書込み動作を終了させてステップ１に戻
し、また、超えない時にはステップ３に戻す。なお、第
２図中のカゥンタ１４の計数値が最大値を示した時には
、カウンタ１４の桁上げ出力ｒをトリガ信号としてオア
回路１９を介して単安定マルチパイプレー夕１２に与え
、単安定マルチパイプレータ１２をトリガしてパルスＳ
を発生させる。
モリ１７の容量を超えたかどうかにより、超えた時には
メモリ１７への書込み動作を終了させてステップ１に戻
し、また、超えない時にはステップ３に戻す。なお、第
２図中のカゥンタ１４の計数値が最大値を示した時には
、カウンタ１４の桁上げ出力ｒをトリガ信号としてオア
回路１９を介して単安定マルチパイプレー夕１２に与え
、単安定マルチパイプレータ１２をトリガしてパルスＳ
を発生させる。
それにより、２案積分誤差が一定条件以下の場合でも、
カウンター４が最大の計数値を示した時には、その時の
標本値とその時間長とが記憶されるから、ｎのビット数
を制限することができる。次に、再生モード時（復原モ
ード時）には、前述のようにメモリ１７に記憶された標
本値と時間長との絹の情報をメモリ１７から順次に謙出
した信号ｕをＤＡ変換器２１に送り、ＤＡ変換器２１か
ら出力されたアナログ信号ｖを低域渡波器２２を通して
から復原信号として出力端子２３へ出力する動作が行な
われるのであるが、再生モード時には、まず、ステップ
１で第２図釦２０が押されて負パルスｔが発生するとス
テップ１１に進む。
カウンター４が最大の計数値を示した時には、その時の
標本値とその時間長とが記憶されるから、ｎのビット数
を制限することができる。次に、再生モード時（復原モ
ード時）には、前述のようにメモリ１７に記憶された標
本値と時間長との絹の情報をメモリ１７から順次に謙出
した信号ｕをＤＡ変換器２１に送り、ＤＡ変換器２１か
ら出力されたアナログ信号ｖを低域渡波器２２を通して
から復原信号として出力端子２３へ出力する動作が行な
われるのであるが、再生モード時には、まず、ステップ
１で第２図釦２０が押されて負パルスｔが発生するとス
テップ１１に進む。
ステップ１１ではメモリー７のアドレスを決めるためア
ドレスカウンタをリセツトし、ステップ１２でメモリ１
１の記憶内容を読出す。ステップ１３では、謙出された
記憶内容の内のデータ０に相当する部分ｕをＤＡ変換器
２１へ転送する。ＤＡ変換器２１の出力ｖは第３図ｂ図
示の信号ｂのようにある信号レベルを保持するが、その
長さは、読出された記憶内容の内の他の内容ｎに応じて
決まる。ステップ１４はプログラム実行遅延で、それは
クロック発振器１３からの出力パルスーの周期に略々等
しく（あるいは出力パルスーの周期よりも若干短か目）
されている。それによりステップ１４〜１６をｎ回繰返
した後に、ステップ１７，１８を経て次の記憶内容が読
出される際には、新らしいレベルをステップ１３によっ
てＤＡ換器２１から引出すまでの時間長を、記憶時に得
た持続時間と等しくすることができる。さて、ステップ
１５では、メモリー７から謙出されたｎ値を１だけ減ら
し、ステップ１６では結果が０となったかを判定し、０
でなければステップ１４に戻り、ステップ１４〜１６の
動作を操返えす。
ドレスカウンタをリセツトし、ステップ１２でメモリ１
１の記憶内容を読出す。ステップ１３では、謙出された
記憶内容の内のデータ０に相当する部分ｕをＤＡ変換器
２１へ転送する。ＤＡ変換器２１の出力ｖは第３図ｂ図
示の信号ｂのようにある信号レベルを保持するが、その
長さは、読出された記憶内容の内の他の内容ｎに応じて
決まる。ステップ１４はプログラム実行遅延で、それは
クロック発振器１３からの出力パルスーの周期に略々等
しく（あるいは出力パルスーの周期よりも若干短か目）
されている。それによりステップ１４〜１６をｎ回繰返
した後に、ステップ１７，１８を経て次の記憶内容が読
出される際には、新らしいレベルをステップ１３によっ
てＤＡ換器２１から引出すまでの時間長を、記憶時に得
た持続時間と等しくすることができる。さて、ステップ
１５では、メモリー７から謙出されたｎ値を１だけ減ら
し、ステップ１６では結果が０となったかを判定し、０
でなければステップ１４に戻り、ステップ１４〜１６の
動作を操返えす。
そして、この期間中はＤＡ変換器２１の出力ｖは一定レ
ベルを保持している。ステップ１７及びステップ１８と
は既述したステップ９及びステップ１０と同じ動作を行
なう。今、データ○が７ｂｉｔ、ｎが＆ｊｔ、クロツク
ーが２０ＫＨｚ、のときのサンプリングパルスＳの平均
周波数の一例は７肌ｚであり、メモリ１７として３２Ｋ
バイトのＲＡＭを使用した場合には、約３０秒間の音声
信号の記憶、復原が可能である。
ベルを保持している。ステップ１７及びステップ１８と
は既述したステップ９及びステップ１０と同じ動作を行
なう。今、データ○が７ｂｉｔ、ｎが＆ｊｔ、クロツク
ーが２０ＫＨｚ、のときのサンプリングパルスＳの平均
周波数の一例は７肌ｚであり、メモリ１７として３２Ｋ
バイトのＲＡＭを使用した場合には、約３０秒間の音声
信号の記憶、復原が可能である。
入力端子１に供給される信号の種類によっては、第２図
中の２乗器５及び２乗検波器８を直線検波器に代えて、
本発明を実施してもよい。
中の２乗器５及び２乗検波器８を直線検波器に代えて、
本発明を実施してもよい。
この場合には、入力端子１に供給された信号のある時刻
の標本値と、前記した信号における前記したある時刻以
降の信号振幅値との差の積分値が、前記したある時刻付
近における前記信号の均信号レベルとの比で一定以上と
なる度毎に標本値が更新されるような信号の近似圧縮復
原方式となる。以上、詳細に説明したところから明らか
なように、データ量の圧縮を大中なものとする場合に、
ビットの減少を振幅方向に求めることが不可能なことか
ら、それをむしろ時間軸の方向に求め、そのために、信
号の符号化に当りサンプリング定理に従った一定のサン
プリング周期によるサンプリングを行なうことはせず、
サンプル値列から得られる波形と原信号の波形との波形
の異なる度合いが一定比以下となるように波形近似を行
なって、波形近似上の誤差に基づくＳ／Ｎまたは歪率に
ついて、それが一定の水準を満たしているようにするこ
とにより、大中なデータ量の圧縮を達成したものであり
、この本発明方式によれば、音声信号の符号化に際して
必要とされるビットレートが、要求する歪率に応じて広
い範囲にわたって自由に設定できるのであり、時間軸上
でゆるやかな振幅変化を示しているような信号波形に対
してはサンプリング間隔が広く、また、時間軸上で急峻
な振幅変化を示しているような信号波形に対してはサン
プリング間隔が狭くなるというように、信号波形に応じ
て無駄のない符号化を行なうことを可能とする。このよ
うに本発明方式では従来方式よりも大中なデータ量の圧
縮ができ、また、標本値とそれの持続時間とを絹にして
記憶し再生すれば、原宿号が良好に復原できる。
の標本値と、前記した信号における前記したある時刻以
降の信号振幅値との差の積分値が、前記したある時刻付
近における前記信号の均信号レベルとの比で一定以上と
なる度毎に標本値が更新されるような信号の近似圧縮復
原方式となる。以上、詳細に説明したところから明らか
なように、データ量の圧縮を大中なものとする場合に、
ビットの減少を振幅方向に求めることが不可能なことか
ら、それをむしろ時間軸の方向に求め、そのために、信
号の符号化に当りサンプリング定理に従った一定のサン
プリング周期によるサンプリングを行なうことはせず、
サンプル値列から得られる波形と原信号の波形との波形
の異なる度合いが一定比以下となるように波形近似を行
なって、波形近似上の誤差に基づくＳ／Ｎまたは歪率に
ついて、それが一定の水準を満たしているようにするこ
とにより、大中なデータ量の圧縮を達成したものであり
、この本発明方式によれば、音声信号の符号化に際して
必要とされるビットレートが、要求する歪率に応じて広
い範囲にわたって自由に設定できるのであり、時間軸上
でゆるやかな振幅変化を示しているような信号波形に対
してはサンプリング間隔が広く、また、時間軸上で急峻
な振幅変化を示しているような信号波形に対してはサン
プリング間隔が狭くなるというように、信号波形に応じ
て無駄のない符号化を行なうことを可能とする。このよ
うに本発明方式では従来方式よりも大中なデータ量の圧
縮ができ、また、標本値とそれの持続時間とを絹にして
記憶し再生すれば、原宿号が良好に復原できる。
図面の簡単な説明第１図及び第３図ａ〜ｎ図は波形例図
、第２図は本発明方式の一実施態様のブロック図、第４
図は動作説明用のフローチャートである。
、第２図は本発明方式の一実施態様のブロック図、第４
図は動作説明用のフローチャートである。
１・・・入力端子、２・・・サンプルホールド回路、３
・・・差敷増幅器、４・・・ＡＤ変換器、５・・・２案
器、６…積分器、８・・・２案検波器、１１・・・比較
器、１２・・・単安定マルチパイプレータ、１３・・・
クロック発振器、１４・・・カウンタ、１５・・・ラツ
チ回路、１６…マイクロコンピュータ、１７…メモリ、
１９…オァ回路、２１・・・ＤＡ変換器、２２…低域変
換器、２３…出力端子。
・・・差敷増幅器、４・・・ＡＤ変換器、５・・・２案
器、６…積分器、８・・・２案検波器、１１・・・比較
器、１２・・・単安定マルチパイプレータ、１３・・・
クロック発振器、１４・・・カウンタ、１５・・・ラツ
チ回路、１６…マイクロコンピュータ、１７…メモリ、
１９…オァ回路、２１・・・ＤＡ変換器、２２…低域変
換器、２３…出力端子。
第１図
菊２図
第３図
菊ム図
Claims (1)
- １ ある時刻における音声信号の標本値と前記した時刻
以後の前記音声信号の振幅値との差の２乗積分値が、前
記したある時刻付近における前記音声信号の平均振幅エ
ネルギとの比で一定以上となる度毎に標本値が更新され
るようにし、また、前記した音声信号の標本値と、その
標本値が更新されるまでの時間長とを組の情報にして、
次々の組の情報を順次に記憶し、さらに、記憶されてい
た順次の情報を予め定められた順序で読出す際に、読出
された１組の標本値に対応した振幅の信号を、その標本
値と組となされていた時間長計測値の示す時間長だけ保
持させ、前記の時間長の経過後に次の１組の情報を読出
して前記と同様な処理を行なうことを順次の組の情報に
ついて繰返えすことを特徴とする音声信号の近似圧縮復
原方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55059638A JPS6037660B2 (ja) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | 音声信号の近似圧縮方式 |
| NL8102186A NL8102186A (nl) | 1980-05-06 | 1981-05-04 | Inrichting en werkwijze voor door middel van kompressie benaderen van een analoog signaal. |
| GB8113655A GB2076241B (en) | 1980-05-06 | 1981-05-05 | Compressively approximating an analogue signal |
| US06/260,806 US4370643A (en) | 1980-05-06 | 1981-05-05 | Apparatus and method for compressively approximating an analog signal |
| DE3117920A DE3117920C2 (de) | 1980-05-06 | 1981-05-06 | Verfahren und Vorrichtung zur angenäherten Darstellung eines Analogsignals mit reduzierter Datenmenge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55059638A JPS6037660B2 (ja) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | 音声信号の近似圧縮方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56155998A JPS56155998A (en) | 1981-12-02 |
| JPS6037660B2 true JPS6037660B2 (ja) | 1985-08-27 |
Family
ID=13118959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55059638A Expired JPS6037660B2 (ja) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | 音声信号の近似圧縮方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4370643A (ja) |
| JP (1) | JPS6037660B2 (ja) |
| DE (1) | DE3117920C2 (ja) |
| GB (1) | GB2076241B (ja) |
| NL (1) | NL8102186A (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3028066A1 (de) | 1980-07-24 | 1982-02-18 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Schaltungsanordnung zur korrektur gestoerter abtastwerte bei einer pcm-uebertragungseinrichtung, insbesondere einer digital-tonplatte |
| US4470046A (en) * | 1982-02-02 | 1984-09-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Capacitively coupled machine tool safety system having a digital quantizer |
| JPS58159215A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-21 | Victor Co Of Japan Ltd | 記録再生装置 |
| JPH0630125B2 (ja) * | 1982-03-24 | 1994-04-20 | 日本ビクター株式会社 | 音声信号の符号化記憶装置 |
| JPS58165443A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Victor Co Of Japan Ltd | 信号の符号化記憶装置 |
| JPS59154321A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-03 | Toshiba Mach Co Ltd | モニタリングデ−タ表示装置 |
| US4680797A (en) * | 1984-06-26 | 1987-07-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Secure digital speech communication |
| US4772847A (en) * | 1985-04-17 | 1988-09-20 | Hitachi, Ltd. | Stroboscopic type potential measurement device |
| DE3533708C1 (de) * | 1985-09-21 | 1987-02-05 | Neumann Elektronik Gmbh | Verfahren zur Reduktion der Datenmenge bei der Umwandlung eines analogen elektrischen Signals in ein digitales Signal sowie Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
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| US4816829A (en) * | 1987-04-30 | 1989-03-28 | R. R. Donnelley & Sons Company | Method of and apparatus for converting digital data between data formats |
| US4899146A (en) * | 1987-04-30 | 1990-02-06 | R. R. Donnelley & Sons Company | Method of and apparatus for converting digital data between data formats |
| US5434564A (en) * | 1991-09-30 | 1995-07-18 | Koga Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for producing pulses corresponding in number to the amount of changes in a physicial quantity |
| DE4211945C1 (ja) * | 1992-04-09 | 1993-05-19 | Institut Fuer Rundfunktechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De | |
| US5544065A (en) * | 1994-08-09 | 1996-08-06 | Eaton Corporation | Apparatus for digitizing ac signals of unknown or changing frequency |
| TW369746B (en) * | 1996-11-13 | 1999-09-11 | Sanyo Electric Co | Surround circuit |
| US6020840A (en) | 1997-12-24 | 2000-02-01 | Ong; Lance | Method and apparatus for representing analog waveforms in digital form based on a multiplier, elapsed time and polarity |
| US6222477B1 (en) * | 1998-06-16 | 2001-04-24 | Yokogawa Electric Corporation | Cascade A/D converter |
| FR2792402B1 (fr) * | 1999-04-16 | 2001-06-15 | Air Liquide | Procede et installation de suivi de l'evolution d'une grandeur physique au cours du temps |
| US6476743B1 (en) * | 1999-05-12 | 2002-11-05 | Iders Incorporated | Magnetic stripe reader |
| US6531971B2 (en) | 2000-05-15 | 2003-03-11 | Achim Kempf | Method for monitoring information density and compressing digitized signals |
| GB0015148D0 (en) * | 2000-06-21 | 2000-08-09 | Secr Defence | Method and apparatus for producing a digital depiction of a signal |
| FR2813667B1 (fr) * | 2000-09-07 | 2002-11-01 | Commissariat Energie Atomique | Circuit d'acquisition numerique de signal a constante d'integration variable |
| JP4246090B2 (ja) * | 2004-03-18 | 2009-04-02 | 富士フイルム株式会社 | 信号検出方法および装置並びに放射線画像信号検出方法およびシステム |
| US7558389B2 (en) * | 2004-10-01 | 2009-07-07 | At&T Intellectual Property Ii, L.P. | Method and system of generating a speech signal with overlayed random frequency signal |
| US7292168B2 (en) * | 2005-12-28 | 2007-11-06 | Medtronic, Inc. | DSP with variable sample frequency |
| EP1843230A1 (de) * | 2006-04-07 | 2007-10-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Werten eines Signals |
| US9049491B2 (en) * | 2012-08-30 | 2015-06-02 | Maxlinear, Inc. | Method and system for power management in a frequency division multiplexed network |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3299204A (en) * | 1962-08-29 | 1967-01-17 | Nat Res Dev | Television and like data transmission systems |
-
1980
- 1980-05-06 JP JP55059638A patent/JPS6037660B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-05-04 NL NL8102186A patent/NL8102186A/nl not_active Application Discontinuation
- 1981-05-05 GB GB8113655A patent/GB2076241B/en not_active Expired
- 1981-05-05 US US06/260,806 patent/US4370643A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-05-06 DE DE3117920A patent/DE3117920C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4370643A (en) | 1983-01-25 |
| GB2076241B (en) | 1983-06-02 |
| NL8102186A (nl) | 1981-12-01 |
| DE3117920C2 (de) | 1985-02-14 |
| DE3117920A1 (de) | 1982-05-19 |
| JPS56155998A (en) | 1981-12-02 |
| GB2076241A (en) | 1981-11-25 |
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