JPS6041336A - 信号伝送方式 - Google Patents
信号伝送方式Info
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- JPS6041336A JPS6041336A JP14941883A JP14941883A JPS6041336A JP S6041336 A JPS6041336 A JP S6041336A JP 14941883 A JP14941883 A JP 14941883A JP 14941883 A JP14941883 A JP 14941883A JP S6041336 A JPS6041336 A JP S6041336A
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- Japan
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- scale value
- value
- scale
- bits
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3053—Block-companding PCM systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明はPCM(パルス符号変調)を用0た(8号伝送
に係り、特に差分PCMすなわちDPCM(diffe
rential P G M )に好適な信号伝送方式
%式% [発明の技術的背景] 効率のよいPCM符号化方式としてD P CMが知ら
れている。通常のPGM符号化がオーディオ信号等のア
ナログ原信号を時々刻々とサンプリングした値をディジ
タルデータすなわちPCM符号として伝送するのに対し
、DPCMは直前の値との差分すなわち2サンプル間の
差分だけをディジタルデータとして伝送するものである
。
に係り、特に差分PCMすなわちDPCM(diffe
rential P G M )に好適な信号伝送方式
%式% [発明の技術的背景] 効率のよいPCM符号化方式としてD P CMが知ら
れている。通常のPGM符号化がオーディオ信号等のア
ナログ原信号を時々刻々とサンプリングした値をディジ
タルデータすなわちPCM符号として伝送するのに対し
、DPCMは直前の値との差分すなわち2サンプル間の
差分だけをディジタルデータとして伝送するものである
。
第1図にDPCM符号化を用いた伝送システムの一例を
示す。
示す。
この第1図のシステムでは差分をとるのにアナログ値の
状態で差分をとらずにディジタル値で差分をとっている
。すなわち、アナログ原信号例えばオーディオ信号はA
/D (アナログ−ディジタル)変換器1で例えば15
ビツトのディジタルデータに変換されレジスタ等を用い
た遅延回路2で1サンプル分遅延されたデータとともに
差分器3に与えられ、両者の差分データすなわちDPC
M符号が例えば16ビツトで伝送系に送出される。
状態で差分をとらずにディジタル値で差分をとっている
。すなわち、アナログ原信号例えばオーディオ信号はA
/D (アナログ−ディジタル)変換器1で例えば15
ビツトのディジタルデータに変換されレジスタ等を用い
た遅延回路2で1サンプル分遅延されたデータとともに
差分器3に与えられ、両者の差分データすなわちDPC
M符号が例えば16ビツトで伝送系に送出される。
ここで、伝送系とは単なる接続線や変/復調系を介在し
た通信回線(電波、光等を媒体とする場合もある)等の
伝送路の他、記録/再生系(記録媒体がいわば伝送媒体
となる)などをも含むいわゆる広義の伝送系を指す。伝
送系にて伝送されたこの場合16ビツトの差分データは
加算器4に与えられ遅延回路5で1サンプル分遅延され
た前回の加算器4出力と加算され累計(積分)されて例
えば15ビツトのデータ、としてD/A (ディジタル
−アナログ)変換器6に与えられ、アナログオーディオ
信号が出力される。
た通信回線(電波、光等を媒体とする場合もある)等の
伝送路の他、記録/再生系(記録媒体がいわば伝送媒体
となる)などをも含むいわゆる広義の伝送系を指す。伝
送系にて伝送されたこの場合16ビツトの差分データは
加算器4に与えられ遅延回路5で1サンプル分遅延され
た前回の加算器4出力と加算され累計(積分)されて例
えば15ビツトのデータ、としてD/A (ディジタル
−アナログ)変換器6に与えられ、アナログオーディオ
信号が出力される。
DPCM符号化の特徴は時間的に隣接する2サンプル間
の差分データを伝送することにより、伝送するディジタ
ルデータの値を平均的に小さくすることができる点にあ
る。
の差分データを伝送することにより、伝送するディジタ
ルデータの値を平均的に小さくすることができる点にあ
る。
第2図にアナログ原信号SOを通常PCMで伝送する場
合のデータとなる値Di1とDPCMで伝送する場合の
データとなる値[)dとの関係を示す。
合のデータとなる値Di1とDPCMで伝送する場合の
データとなる値[)dとの関係を示す。
TSはサンプリング間隔である。同図より信号周期に対
して短かいく適正な)サンプリング間隔TSとしている
かぎり伝送データが平均的に小さな値となることは容易
に理解し得る。特に、図示のようアンログ原信号の周波
数がサンプリング周波数に比して充分に低い場合には差
分データDdは非常に小さな値となる。
して短かいく適正な)サンプリング間隔TSとしている
かぎり伝送データが平均的に小さな値となることは容易
に理解し得る。特に、図示のようアンログ原信号の周波
数がサンプリング周波数に比して充分に低い場合には差
分データDdは非常に小さな値となる。
したがって、例えばある音楽信号を伝送するとき、伝送
されるディジタルデータのとる値の確率は、第3図に示
すようにDPCMの場合Oに近いほど顕著に高くなる傾
向がある。これに対し通常のPCMの場合はO近傍への
集中傾向は極めて低い。この第3図からもDPCMの場
合伝送データ値が平均的に小さくなることがわかる。す
なわち、16ビツトのPCM符号であってもこれをDP
CMで伝送するようにすれば通常は8ピットル10ピツ
ト程度で大部分のデータが正しく伝送でき、かなり良好
な伝送が行える゛。
されるディジタルデータのとる値の確率は、第3図に示
すようにDPCMの場合Oに近いほど顕著に高くなる傾
向がある。これに対し通常のPCMの場合はO近傍への
集中傾向は極めて低い。この第3図からもDPCMの場
合伝送データ値が平均的に小さくなることがわかる。す
なわち、16ビツトのPCM符号であってもこれをDP
CMで伝送するようにすれば通常は8ピットル10ピツ
ト程度で大部分のデータが正しく伝送でき、かなり良好
な伝送が行える゛。
しかしながら、このようなりP’CM符号化では伝送デ
ータ値が平均的には小さくなるものの、まれに発生する
最大レベルデータはPCMとほぼ同じデータ値(レベル
)となる点に問題がある。
ータ値が平均的には小さくなるものの、まれに発生する
最大レベルデータはPCMとほぼ同じデータ値(レベル
)となる点に問題がある。
すなわち、DPCMの特徴は(イ)伝送データの平均的
レベルは非常に小さいこと、(ロ)伝送データの最大レ
ベルは普通のPCMと同じであるがその出現確率は非常
に低いことの2点にある。
レベルは非常に小さいこと、(ロ)伝送データの最大レ
ベルは普通のPCMと同じであるがその出現確率は非常
に低いことの2点にある。
このように平均的レベルが小さく大レベル信号の出現確
率の低いデータを有効に伝送する方式として、原データ
に比して少ない所定ビット数で通常の伝送を行い、この
所定ビット数で表現できる範囲を越える大レベル信号は
有効ビット上位の上記所定ピッ1〜数のみを伝送データ
とし下位ビットは切捨てて伝送することか考えられる。
率の低いデータを有効に伝送する方式として、原データ
に比して少ない所定ビット数で通常の伝送を行い、この
所定ビット数で表現できる範囲を越える大レベル信号は
有効ビット上位の上記所定ピッ1〜数のみを伝送データ
とし下位ビットは切捨てて伝送することか考えられる。
この場合切捨てた下位ビットについては、切捨てたビッ
ト数のみを受信側に伝送(切捨ビットの内容は送らない
)すれば、受信側で正しい桁数に戻すことができ、はぼ
正しい再生が行える。現実的には複数のサンプルからな
るデータブロック毎にブロック内のサンプルのうちの最
大レベル値を検出し、それに応じて該ブロック内のデー
タを桁シフトして上位所定ビット数のデータを主伝送デ
ータとするとともに上記桁シフト情報を切捨てビット数
に対応するスケール情報として、これら主伝送データと
スケール情報を伝送する。このようにすれば、多数のサ
ンプルデー夕からなるデータブロック毎に1個ずつのス
ケール情報を伝送するだけでほぼ充分な情報伝送が可能
となる。
ト数のみを受信側に伝送(切捨ビットの内容は送らない
)すれば、受信側で正しい桁数に戻すことができ、はぼ
正しい再生が行える。現実的には複数のサンプルからな
るデータブロック毎にブロック内のサンプルのうちの最
大レベル値を検出し、それに応じて該ブロック内のデー
タを桁シフトして上位所定ビット数のデータを主伝送デ
ータとするとともに上記桁シフト情報を切捨てビット数
に対応するスケール情報として、これら主伝送データと
スケール情報を伝送する。このようにすれば、多数のサ
ンプルデー夕からなるデータブロック毎に1個ずつのス
ケール情報を伝送するだけでほぼ充分な情報伝送が可能
となる。
このような方式を具体的な一例について詳細に説明する
。ここで説明する例は通常のPCM伝送において上記方
式により伝送データのビット数を低減するものであり、
第4図に構成を示す。
。ここで説明する例は通常のPCM伝送において上記方
式により伝送データのビット数を低減するものであり、
第4図に構成を示す。
この場合、送信側は例えばオーディオ信号からなる入力
アナログ信号をA/Dコンバータ7で充分なピント数例
えば15ビツトのディジタル予備変換データに予定時間
隔で変換した後、ディジタルレベル検出手段8でディジ
タル的に予定期間内の最大レベルまたはそれにほぼ相当
するレベルを検出し、例えば4ピツ゛トのスケール情報
データを得、そしてデータ圧縮部を構成するテイジタル
レベル可変制御手段9では上記スケール情報データに基
づいて上記A/Dコンバータ7の出力予備変換データを
ディジタル的にレベルコントロールしてデータ圧縮し例
えば8ビツトの主データを得て、この主データと上記ス
ケール情報データとを合成手段10にて多数の主データ
に1個のスケール情報データが対応するようにして伝送
系に送出する。
アナログ信号をA/Dコンバータ7で充分なピント数例
えば15ビツトのディジタル予備変換データに予定時間
隔で変換した後、ディジタルレベル検出手段8でディジ
タル的に予定期間内の最大レベルまたはそれにほぼ相当
するレベルを検出し、例えば4ピツ゛トのスケール情報
データを得、そしてデータ圧縮部を構成するテイジタル
レベル可変制御手段9では上記スケール情報データに基
づいて上記A/Dコンバータ7の出力予備変換データを
ディジタル的にレベルコントロールしてデータ圧縮し例
えば8ビツトの主データを得て、この主データと上記ス
ケール情報データとを合成手段10にて多数の主データ
に1個のスケール情報データが対応するようにして伝送
系に送出する。
一方、受信側は分離手段11で伝送系から受信した伝送
信号から主データとスケール情報データとを分離抽出し
、データ伸長部を構成するディジタルレベル可変制御手
段12で上記主データを上記スケール情報データに基づ
いて送信側とは逆の制御特性でディジタル的なレベル可
変制御(データ伸長)を行ないD/Aコンバータ13で
アナログ化して出力アナログ信号を得る。
信号から主データとスケール情報データとを分離抽出し
、データ伸長部を構成するディジタルレベル可変制御手
段12で上記主データを上記スケール情報データに基づ
いて送信側とは逆の制御特性でディジタル的なレベル可
変制御(データ伸長)を行ないD/Aコンバータ13で
アナログ化して出力アナログ信号を得る。
そして、上記ディジタルレベル検出手段8におけるディ
ジタルレベル検出は、予備変換データ中の有効ビット数
、すなわち有効ビットのうち符号ビットを除いたものの
最上位のビット位置、を検出することにより行ない、上
記ディジタルレベル可変制御手段9におけるディジタル
レベル可変制御は上記最上位有効ビット位置にほぼ対応
するビット位置部分を上記予備変換データより取り出し
て主データを作ることにより行なう。
ジタルレベル検出は、予備変換データ中の有効ビット数
、すなわち有効ビットのうち符号ビットを除いたものの
最上位のビット位置、を検出することにより行ない、上
記ディジタルレベル可変制御手段9におけるディジタル
レベル可変制御は上記最上位有効ビット位置にほぼ対応
するビット位置部分を上記予備変換データより取り出し
て主データを作ることにより行なう。
例えば第5図(a )〜(C)に示すように15ビツト
の予備変換データ中斜線を施した部分が有効ビットであ
るとすれば、同図(a )の場合有効ビットが予備変換
データのうち6ビツトを占有しており、8ビツトの主デ
ータをとるには、下位8ビツトをそのまま主データとす
ればよい。このとき主データをとる位置は下位8ビツト
であるので、予備変換データから何らビットシフトを行
なわずに下位8ヒツトのみをそのまま取り出したことに
相当し、このどきの制御レベルすなわちスケール情報は
上記シフトm f’OJとなる。この例からもわかるよ
うにシフト量はOビットが最小であるので有効ビット数
が8以下のときはスケール情報は一律に「0」を選定す
る。また同図(b)の場合有効ビット数が9ビツトであ
るので、図から明らかなように主データの取出し位置は
上位(左)へ1ビツトシフトすることになりスケール情
報は「1」となって主゛データとして8ビツトをとれば
最下位有効ビットすなわち予備変換データの最下位ビッ
ト(LSB)は無視され、この部分は誤差となる。(こ
のとき主データ8ビツトの取出し位置に対して予価変換
データを下位(右)に1ビツトシフトして下位1ビツト
を切捨てたと考えることもできる。ン同図(C)の場合
は有効ビット数が15ビツトであり、スケール情報は「
7」となり、この場合は予備変換データの下位7ビツト
が無視される。すなわち、この場合スケール情報は切捨
てビット数に対応する。このようにして有効ビット数が
多い場合に無視され切捨てられる有効ビットは誤差とな
るが、主データの値に対して充分に小さな値である。こ
の場合、スケール情報のレベルは最大8(−2の3乗)
種類であるのでスケール情報データは3ビツトで済む。
の予備変換データ中斜線を施した部分が有効ビットであ
るとすれば、同図(a )の場合有効ビットが予備変換
データのうち6ビツトを占有しており、8ビツトの主デ
ータをとるには、下位8ビツトをそのまま主データとす
ればよい。このとき主データをとる位置は下位8ビツト
であるので、予備変換データから何らビットシフトを行
なわずに下位8ヒツトのみをそのまま取り出したことに
相当し、このどきの制御レベルすなわちスケール情報は
上記シフトm f’OJとなる。この例からもわかるよ
うにシフト量はOビットが最小であるので有効ビット数
が8以下のときはスケール情報は一律に「0」を選定す
る。また同図(b)の場合有効ビット数が9ビツトであ
るので、図から明らかなように主データの取出し位置は
上位(左)へ1ビツトシフトすることになりスケール情
報は「1」となって主゛データとして8ビツトをとれば
最下位有効ビットすなわち予備変換データの最下位ビッ
ト(LSB)は無視され、この部分は誤差となる。(こ
のとき主データ8ビツトの取出し位置に対して予価変換
データを下位(右)に1ビツトシフトして下位1ビツト
を切捨てたと考えることもできる。ン同図(C)の場合
は有効ビット数が15ビツトであり、スケール情報は「
7」となり、この場合は予備変換データの下位7ビツト
が無視される。すなわち、この場合スケール情報は切捨
てビット数に対応する。このようにして有効ビット数が
多い場合に無視され切捨てられる有効ビットは誤差とな
るが、主データの値に対して充分に小さな値である。こ
の場合、スケール情報のレベルは最大8(−2の3乗)
種類であるのでスケール情報データは3ビツトで済む。
現実にはスケール情報データは多数の子備変換データ毎
に1つのデータを対応させるので、予め対応する多数の
子備変換データ中の最大値を測定あるいは予測するなど
してスケール情報を検出設定し、該対応する多数の子備
変換データについて共通のスケール情報(シフト量〉と
し、このスケール情報を上記多数の子備変換データ毎に
検出更新する。
に1つのデータを対応させるので、予め対応する多数の
子備変換データ中の最大値を測定あるいは予測するなど
してスケール情報を検出設定し、該対応する多数の子備
変換データについて共通のスケール情報(シフト量〉と
し、このスケール情報を上記多数の子備変換データ毎に
検出更新する。
なお、上述では主データは予備変換データからビットシ
フトにより取り出したデータのみで構成したが、これは
取扱うアナログ信号が正負の一方のみの単極性の信号で
予備変換データ中に符号ビットが含まれない場合、また
は符号ビットが含まれていてもそれを伝送する必要がな
い場合である。
フトにより取り出したデータのみで構成したが、これは
取扱うアナログ信号が正負の一方のみの単極性の信号で
予備変換データ中に符号ビットが含まれない場合、また
は符号ビットが含まれていてもそれを伝送する必要がな
い場合である。
これに対し入力アナログ信号がオーディオ信号のように
正、負両方の混在する双極性の信号では予備変換データ
自体に符号ビットまたはそれに相当するビットが通常少
なくとも最上位ビット(MBS)として含まれ、これも
実質的には重要な有効ビットであるので、この符号ビッ
ト1ビツトと上記ビットシフトにより得られるデータと
を主データとすることはもちろんである。すなわち主デ
ータが8ビツトの場合そのうちの1ビツトを符号ビット
とするので、この符号ビットとビットシフトにより得ら
れる7ビツトのデータで主データを構成する。
正、負両方の混在する双極性の信号では予備変換データ
自体に符号ビットまたはそれに相当するビットが通常少
なくとも最上位ビット(MBS)として含まれ、これも
実質的には重要な有効ビットであるので、この符号ビッ
ト1ビツトと上記ビットシフトにより得られるデータと
を主データとすることはもちろんである。すなわち主デ
ータが8ビツトの場合そのうちの1ビツトを符号ビット
とするので、この符号ビットとビットシフトにより得ら
れる7ビツトのデータで主データを構成する。
ところで、このようにした場合、受信側のディジタルレ
ベル可変制御手段9では伝送信号から分離された主デー
タを同様に分離されたスケール情報データの示すシフト
量でビットシフトして予備変換データと等しいビット数
の再生データを得ることになる。すなわち第5図(a)
に示した例の場合は8ビツトの主データをそのまま下位
8ビツトとして用いてもとの予備変換データと等しい1
5ビツトの再生データを得る。同図(b)の例では同様
に8ビツトの主データを上位(左)に1ビツトシフトし
て下位に1ビツトの付加データを加え15ビツトの再生
データを作り同図(C)の例では8ビツトの主データを
上位に7ビツトシフトして下位に7ビツトの付加データ
を加え15ビツトの再生データを作る。ここで、下位に
付加するデータはOデータまたは平均値データなど予め
一義的に定めたデータを用いる。すなわち、例えば15
ビツトの予備変換データが第6図(a’)のようなデー
タであったとする。これに基づいて8ビツトの主データ
を送信する場合(ここでは符号ビットは考慮しない場合
を考えている)、図示のように有効ビットの上位8ビツ
トが主データとして抽出され、下位4ビツトが切捨てら
れる。受信側では上記主データを受け、予備変換データ
中の上記8ビツトの主データを取り出したビット位置に
応じたスケール情報に従って上記主データをビットシフ
トして15ビツトの主データを作る。このとき、基本的
には第6図(b )に示すようにo o o o ”な
どシフトしたビット数に対応する0データを付加する。
ベル可変制御手段9では伝送信号から分離された主デー
タを同様に分離されたスケール情報データの示すシフト
量でビットシフトして予備変換データと等しいビット数
の再生データを得ることになる。すなわち第5図(a)
に示した例の場合は8ビツトの主データをそのまま下位
8ビツトとして用いてもとの予備変換データと等しい1
5ビツトの再生データを得る。同図(b)の例では同様
に8ビツトの主データを上位(左)に1ビツトシフトし
て下位に1ビツトの付加データを加え15ビツトの再生
データを作り同図(C)の例では8ビツトの主データを
上位に7ビツトシフトして下位に7ビツトの付加データ
を加え15ビツトの再生データを作る。ここで、下位に
付加するデータはOデータまたは平均値データなど予め
一義的に定めたデータを用いる。すなわち、例えば15
ビツトの予備変換データが第6図(a’)のようなデー
タであったとする。これに基づいて8ビツトの主データ
を送信する場合(ここでは符号ビットは考慮しない場合
を考えている)、図示のように有効ビットの上位8ビツ
トが主データとして抽出され、下位4ビツトが切捨てら
れる。受信側では上記主データを受け、予備変換データ
中の上記8ビツトの主データを取り出したビット位置に
応じたスケール情報に従って上記主データをビットシフ
トして15ビツトの主データを作る。このとき、基本的
には第6図(b )に示すようにo o o o ”な
どシフトしたビット数に対応する0データを付加する。
また、平均的に原データとの誤差を少なくするためには
、該当ビット数で表現し得るデータの平均値にほぼ対応
する値、例えば第6図(C)に示すように’0111”
などの平均値データを付加データとすることが有効であ
る。付加データとしてはこれらOデータや平均値データ
以外のデータであっても、ビット数毎に一定の値であれ
ば実用上問題はない場合が多い。なお、これら付加デー
タとしてOデータ以外の値をとる場合には原データすな
わち予備変換データの下位ビットの示す値と上記付加デ
ータとの差が実質的な切捨データであることはいうまで
もない。
、該当ビット数で表現し得るデータの平均値にほぼ対応
する値、例えば第6図(C)に示すように’0111”
などの平均値データを付加データとすることが有効であ
る。付加データとしてはこれらOデータや平均値データ
以外のデータであっても、ビット数毎に一定の値であれ
ば実用上問題はない場合が多い。なお、これら付加デー
タとしてOデータ以外の値をとる場合には原データすな
わち予備変換データの下位ビットの示す値と上記付加デ
ータとの差が実質的な切捨データであることはいうまで
もない。
ところで、上記第4図に示した例のような方式は通常の
PCMすなわちPCM符号データをその、まま伝送する
ときには利用できるが、DPCMにはそのまま適用する
のは困難であり望ましくない。
PCMすなわちPCM符号データをその、まま伝送する
ときには利用できるが、DPCMにはそのまま適用する
のは困難であり望ましくない。
その主たる理由は、第1図に示したようにDPCMの受
信には受信データの累計・積分動作による復号が必要で
あり、送信側における切捨てによって生じた誤差が受信
側で加算累計され、大きな誤差となってしまうからであ
る。
信には受信データの累計・積分動作による復号が必要で
あり、送信側における切捨てによって生じた誤差が受信
側で加算累計され、大きな誤差となってしまうからであ
る。
このため、DPCMで伝送データの平均レベルを低下さ
せても、現実の伝送データのビット数を減らすことはで
きなかった。
せても、現実の伝送データのビット数を減らすことはで
きなかった。
なお、例えばADPCM (adaptive DPC
M〜適応差分PCM)のように送受の間で予め一定の法
則を定めて受信側のレベル分解能を低下させながら非線
形な送受を行なって伝送ビット数を下げることも考えら
れるが、このようなADPCM等はあまり高精度とはい
えず、受信側において良好な再生ができないばかりでな
く装置が複雑になるなど多くの問題をかかえていた。
M〜適応差分PCM)のように送受の間で予め一定の法
則を定めて受信側のレベル分解能を低下させながら非線
形な送受を行なって伝送ビット数を下げることも考えら
れるが、このようなADPCM等はあまり高精度とはい
えず、受信側において良好な再生ができないばかりでな
く装置が複雑になるなど多くの問題をかかえていた。
これに対し、DPCMによる伝送データの平均レベルの
低減効果を活かして、少ないビット数で高精度の伝送を
可能とする伝送方式として次のような方式が考えられる
。
低減効果を活かして、少ないビット数で高精度の伝送を
可能とする伝送方式として次のような方式が考えられる
。
すなわち、PCM符号データをDPCMデータに逐次変
換する第1の処理と、上記DPCMPCM符号データづ
き、該DPCM符号データの大きさを検定し予め定めら
れた数のサンプルを1ブロツクとして該データブロック
内の最大データが送れるように、上位有効ビットを優先
して逐次選定したビット位置より該DPCM符号データ
よりもデータ長の短かい予定ピット数の(送信)主デー
タを取出すとともに、上記ビット位置をスケール情報と
して取出す第2の処理と、上記主データを得る際に実質
的に切捨てられた下位データカくある場合には該切捨デ
ータを上記第1の処理で変換された後続のDPCM符号
データに加算して上記第1の処理で得たDPCM符号デ
ータに代えて上記第2の処理に供する第3の処理と、こ
れら第1〜第3の処理の結果上記第2の51!l理で得
られた主データとスケール情報とを伝送系に送出する第
4の処理と、この第4の処理で送信された送信データを
受信し該受信データに基づき受信スケール情報に応じた
ビットシフトを用いて受信主データをDPCMデータに
変換してDPCM符号の復号復調を行う第5の処理とを
行なう方式である。
換する第1の処理と、上記DPCMPCM符号データづ
き、該DPCM符号データの大きさを検定し予め定めら
れた数のサンプルを1ブロツクとして該データブロック
内の最大データが送れるように、上位有効ビットを優先
して逐次選定したビット位置より該DPCM符号データ
よりもデータ長の短かい予定ピット数の(送信)主デー
タを取出すとともに、上記ビット位置をスケール情報と
して取出す第2の処理と、上記主データを得る際に実質
的に切捨てられた下位データカくある場合には該切捨デ
ータを上記第1の処理で変換された後続のDPCM符号
データに加算して上記第1の処理で得たDPCM符号デ
ータに代えて上記第2の処理に供する第3の処理と、こ
れら第1〜第3の処理の結果上記第2の51!l理で得
られた主データとスケール情報とを伝送系に送出する第
4の処理と、この第4の処理で送信された送信データを
受信し該受信データに基づき受信スケール情報に応じた
ビットシフトを用いて受信主データをDPCMデータに
変換してDPCM符号の復号復調を行う第5の処理とを
行なう方式である。
ところで、このような方式において、送信側の上記第2
.第3の処理の中心となるデータ圧縮部では、具体的に
は例えばアキュムレータを次のように動作させる。
.第3の処理の中心となるデータ圧縮部では、具体的に
は例えばアキュムレータを次のように動作させる。
すなわち、例えば16ビツトの入力DPCM符号データ
は前回の送信主データの抽出により抽出・伝送されずに
アキュムレータに残った下位残余データ(すなわち切捨
データ)と加算され、この加算後のデータの上位有効ビ
ット部分例えば8ビツトが抽出され主データとして伝送
される。この結果再びアキュムレータには下位残余デー
タが残る。ここで、上記主データを取出すビット位置(
上位有効ビット位置)は同一データブロック内では同一
であり、このビット位置を示す情報がスケール値として
ブロック毎に伝送される。
は前回の送信主データの抽出により抽出・伝送されずに
アキュムレータに残った下位残余データ(すなわち切捨
データ)と加算され、この加算後のデータの上位有効ビ
ット部分例えば8ビツトが抽出され主データとして伝送
される。この結果再びアキュムレータには下位残余デー
タが残る。ここで、上記主データを取出すビット位置(
上位有効ビット位置)は同一データブロック内では同一
であり、このビット位置を示す情報がスケール値として
ブロック毎に伝送される。
この場合、入力DPCM符号データがアキュムレータ内
の下位残余データと加算された結果、主データの伝送ビ
ット範囲を越える桁上りを生じ、オーバフローしてしま
うことがある。入力DPCM符号データの有効桁数はア
キュムレータでの加算が行われる前にブロック単位で予
め調べられ、ブロック内の最大値と伝送主データの桁数
との差がスケール値(≧0)となっているので、上記オ
ーバフローが生ずると有効ビット中量も重要な上位ビッ
トが伝送されず大きなエラーを生じてしまう。
の下位残余データと加算された結果、主データの伝送ビ
ット範囲を越える桁上りを生じ、オーバフローしてしま
うことがある。入力DPCM符号データの有効桁数はア
キュムレータでの加算が行われる前にブロック単位で予
め調べられ、ブロック内の最大値と伝送主データの桁数
との差がスケール値(≧0)となっているので、上記オ
ーバフローが生ずると有効ビット中量も重要な上位ビッ
トが伝送されず大きなエラーを生じてしまう。
第7図を参照して、DPCM符号に2/Sコンブリメン
トを用い且つスケール値が6で一定の場合における一例
を説明する。
トを用い且つスケール値が6で一定の場合における一例
を説明する。
前回の主データ抽出により、アキュムレータに残ってい
る下位残余データが第7図(a)に示すように’110
000″なるデータである状態で、同図(b)のように
“’0001111111011101 ”なるDPC
符号データが入力された場合、アキュムレータで両者が
加算され、同図(0)に示tよl+に”0010000
000001101″なるデータかられる。スケール値
は6であるので゛、この場合の伝送主データは同図((
1)に示すように’10000000”となる。この場
合、原データでは最上位の符号ビットが、データが正′
であるにもかバわらず上述の桁上りにより正を示すO″
でなく負を示す″1″となり、大きな誤つとなってしま
う。
る下位残余データが第7図(a)に示すように’110
000″なるデータである状態で、同図(b)のように
“’0001111111011101 ”なるDPC
符号データが入力された場合、アキュムレータで両者が
加算され、同図(0)に示tよl+に”0010000
000001101″なるデータかられる。スケール値
は6であるので゛、この場合の伝送主データは同図((
1)に示すように’10000000”となる。この場
合、原データでは最上位の符号ビットが、データが正′
であるにもかバわらず上述の桁上りにより正を示すO″
でなく負を示す″1″となり、大きな誤つとなってしま
う。
このような不都合が発生するためには、(a )入力デ
ータに1″が7個以上連続して存在すること、(b )
アキュムレータの内容(すなわち前回の下位残余データ
)と入力データの下位桁との加算結果が伝送主データを
取り出している伝送ビット位置以上に桁上りすること、
の2つの条件が共に満される必要がある。したがって、
その発生確率は一般的にいっておよそ2の8乗=256
回に1回程度という低いものである。
ータに1″が7個以上連続して存在すること、(b )
アキュムレータの内容(すなわち前回の下位残余データ
)と入力データの下位桁との加算結果が伝送主データを
取り出している伝送ビット位置以上に桁上りすること、
の2つの条件が共に満される必要がある。したがって、
その発生確率は一般的にいっておよそ2の8乗=256
回に1回程度という低いものである。
すなわち、このようなオーバフローエラーの発生確率は
低く、ここでは特に説明しないがいくつかの方法により
対処することが可能である。
低く、ここでは特に説明しないがいくつかの方法により
対処することが可能である。
しかしながら、スケール値が直前のデータブロックから
大幅に下った場合には上述とほぼ同様のオーバフローの
発生があり、この種のオーバフローの発生確率は非常に
高くなるJ 第8図を参照してこの種のオーバフローの発生について
詳述する。この場合、DPCM符号はやはり2/ Sコ
ンブリメントとし、スケール値が6から1に変化するも
のとする。
大幅に下った場合には上述とほぼ同様のオーバフローの
発生があり、この種のオーバフローの発生確率は非常に
高くなるJ 第8図を参照してこの種のオーバフローの発生について
詳述する。この場合、DPCM符号はやはり2/ Sコ
ンブリメントとし、スケール値が6から1に変化するも
のとする。
前回の主データ抽出によりアキュムレータに残っている
下位残余データが第8図(a)に示すように’1100
00”なるデータである状態で、スケール値が6から1
に変り、同時に同図(b)のように”00000000
11011101”なる入力データが与えられた場合、
アキュムレータで両者が加算され。同図(C)に示すよ
うな”0000000100001101”なるデータ
が得られる。スケール値は“1″となっているのでこの
場合の伝送主データは同図(d )に示すように’10
000110”となって、やはり最上位の符号ビットが
桁上りにより負を意味するII 111となってしまう
。
下位残余データが第8図(a)に示すように’1100
00”なるデータである状態で、スケール値が6から1
に変り、同時に同図(b)のように”00000000
11011101”なる入力データが与えられた場合、
アキュムレータで両者が加算され。同図(C)に示すよ
うな”0000000100001101”なるデータ
が得られる。スケール値は“1″となっているのでこの
場合の伝送主データは同図(d )に示すように’10
000110”となって、やはり最上位の符号ビットが
桁上りにより負を意味するII 111となってしまう
。
このようなケースの発生する確率は一般的には2の3乗
=8回に1回程度と非常に高く大きな問題となる。
=8回に1回程度と非常に高く大きな問題となる。
このように、上述のJ:うなデータ圧縮を行なった場合
、特にスケール値の減少時、すなわち入力データの値が
小さくなるときにエラー発生の確率が高く、実用上人き
な問題となる。
、特にスケール値の減少時、すなわち入力データの値が
小さくなるときにエラー発生の確率が高く、実用上人き
な問題となる。
[発明の目的]
本発明の目的とするところは、PCM符号データを少な
いビット数で精度よく伝送して、しかも伝送データのオ
ーバフローエラーの発生確率を効果的に低減化し、伝送
精度を一層高め得る信号伝送方式を提供することにある
。
いビット数で精度よく伝送して、しかも伝送データのオ
ーバフローエラーの発生確率を効果的に低減化し、伝送
精度を一層高め得る信号伝送方式を提供することにある
。
[発明の概要コ
本発明は、スケール値が小さくなる場合におけるスケー
ル値の変化に制限を加えることによって、オーバフロー
エラーの発生確率を充分に低くおさえることを特徴とし
ている。
ル値の変化に制限を加えることによって、オーバフロー
エラーの発生確率を充分に低くおさえることを特徴とし
ている。
[発明の実施例]
第9図および第10図に本発明の一実施例の構成を示す
。第9図は本実施例の送信側の構成を、第10図は本実
施例の受信側の構成をそれぞれ示すものである。
。第9図は本実施例の送信側の構成を、第10図は本実
施例の受信側の構成をそれぞれ示すものである。
第9図において、第1図と同様の部分には同符号を付し
てその詳細な説明を省略する。
てその詳細な説明を省略する。
すなわち、1はオーディオ信号等のアナログ原信号入力
をディジタルデータに変換するA/D変換器、2はA/
D変換されたPCM符号データ1サンプル分遅延するサ
ンプル遅延回路、3(よPCM符号データの連続する2
サンプル間の差分をとる差分器であり、差分器3の出力
として例えば16ビツトのDPCM符号データカ1られ
る。
をディジタルデータに変換するA/D変換器、2はA/
D変換されたPCM符号データ1サンプル分遅延するサ
ンプル遅延回路、3(よPCM符号データの連続する2
サンプル間の差分をとる差分器であり、差分器3の出力
として例えば16ビツトのDPCM符号データカ1られ
る。
14は例えばメモリを用いて構成されるブロック遅延回
路であり、差分器3から出力されるDPCM符号データ
を1デ一タブロツク分遅延させる。
路であり、差分器3から出力されるDPCM符号データ
を1デ一タブロツク分遅延させる。
15は本発明の特徴部分であるスケール決定回路であり
、差分器3空出力されるDPCM符号データ1ブロック
分の全データから各データブロック内のサンプルデータ
の絶対値の最大値をもとにブロック毎の原スケール値を
検出し、且つこの原スケール値を前回の設定スケール値
と比較して、スケール値が増加傾向(つまりデータの絶
対値力(増加傾向)にあるときは原スケール値をそのま
ま設定スケール値に決定し、スケール値が減少傾向(つ
まりデータの絶対値が減少傾向)にあるとき、すなわち
、 (前回設定スケール値−人力原スケール値)≧1である
ときは、今回の原スケール値の値にかかねらす、 (前回設定スケール値)−1 にその回の設定スケール値を設定し、該設定スケール値
を例えば桁シフト不要の場合を含めて4ビツトのデータ
として出力する。
、差分器3空出力されるDPCM符号データ1ブロック
分の全データから各データブロック内のサンプルデータ
の絶対値の最大値をもとにブロック毎の原スケール値を
検出し、且つこの原スケール値を前回の設定スケール値
と比較して、スケール値が増加傾向(つまりデータの絶
対値力(増加傾向)にあるときは原スケール値をそのま
ま設定スケール値に決定し、スケール値が減少傾向(つ
まりデータの絶対値が減少傾向)にあるとき、すなわち
、 (前回設定スケール値−人力原スケール値)≧1である
ときは、今回の原スケール値の値にかかねらす、 (前回設定スケール値)−1 にその回の設定スケール値を設定し、該設定スケール値
を例えば桁シフト不要の場合を含めて4ビツトのデータ
として出力する。
すなわち、このスケール決定回路15は具体的には例え
ば第11図に示すように構成する。
ば第11図に示すように構成する。
第11図において、スケール値検出部15aは入力D
P CIV+符号データ1ブロック分から絶対値の最大
データに基づく原スケール値を検出する。
P CIV+符号データ1ブロック分から絶対値の最大
データに基づく原スケール値を検出する。
スケール値設定部15bはスケール値検出部15aで検
出された原スケール値を前回の設定スケール値と比較し
、両者が等しい場合、あるいは入力原スケール値(その
回の原スケール値)の方が大きい場合には入力スケール
をそのまま設定スケール値として出力し、入力原スケー
ル値の方が小さい場合にはその原スケール値の大きさに
かかわらず (前回設定スケール値)−1 を設定スケール値として出力する。スケール値保持部1
5cはスケール値設定部T5bから出力される設定スケ
ール値を1ブロック期間保持してスケール値設定部15
bに与え、スケール値設定部15bにおいて次回のスケ
ール値決定詩に前回設定スケール値として用いられる。
出された原スケール値を前回の設定スケール値と比較し
、両者が等しい場合、あるいは入力原スケール値(その
回の原スケール値)の方が大きい場合には入力スケール
をそのまま設定スケール値として出力し、入力原スケー
ル値の方が小さい場合にはその原スケール値の大きさに
かかわらず (前回設定スケール値)−1 を設定スケール値として出力する。スケール値保持部1
5cはスケール値設定部T5bから出力される設定スケ
ール値を1ブロック期間保持してスケール値設定部15
bに与え、スケール値設定部15bにおいて次回のスケ
ール値決定詩に前回設定スケール値として用いられる。
なお、上述では符号に正負の存在する2′sコンブリメ
ントを用いるものとしたので、スケール値がサンプルデ
ータの絶対値の最大値で決せられるとして説明したが、
2=sフンプリメントでない符号を用いる場合にはその
符号に見合った他の方式によってスケール値の検出を行
なう必要が生ずる場合もあり得る。
ントを用いるものとしたので、スケール値がサンプルデ
ータの絶対値の最大値で決せられるとして説明したが、
2=sフンプリメントでない符号を用いる場合にはその
符号に見合った他の方式によってスケール値の検出を行
なう必要が生ずる場合もあり得る。
16はデータ圧縮回路、17はデータ補正回路であり、
これら両者により先に説明したデータ圧縮部の機能を実
現している。
これら両者により先に説明したデータ圧縮部の機能を実
現している。
すなわち、これらデータ圧縮回路16とデータ補正回路
17は上述したアキュムレータの機能をニガしてそれぞ
れ分担している。データ補正回路17はブロック遅延回
路14がら出力されるOPCM符号データのうちスケー
ル決定回路15で設定されたスケール値に応じて主デー
タを取出した(減算した)S合に残る下位残余データ(
この場合最大8ビツト)分のみを例えば8ビツトの加算
器に逐次入力して累積加算するととしに、該下位残余デ
ータの、累積分がスケール値変化および累゛積桁上りの
少なくとも一方により上記伝送桁(主データ取出し桁)
内に桁上りを生ずる場合この桁上りデータ(この場合ス
ケール値変化をスケール値減少について最大1と制限し
ているので2ピッl−以下のデータとなる)を補正デー
タとして出力する。データ圧縮回路16はブロック遅延
回路171から出力されるDPCM符号データが与えら
れ、このDPCM符号データのうちスケール決定回路1
5から与えられるスケール値に応じたピッ1ル位置の8
ビツトのデータを取り出し、これにデータ補正回路17
から与えられる補正データを加詐し。
17は上述したアキュムレータの機能をニガしてそれぞ
れ分担している。データ補正回路17はブロック遅延回
路14がら出力されるOPCM符号データのうちスケー
ル決定回路15で設定されたスケール値に応じて主デー
タを取出した(減算した)S合に残る下位残余データ(
この場合最大8ビツト)分のみを例えば8ビツトの加算
器に逐次入力して累積加算するととしに、該下位残余デ
ータの、累積分がスケール値変化および累゛積桁上りの
少なくとも一方により上記伝送桁(主データ取出し桁)
内に桁上りを生ずる場合この桁上りデータ(この場合ス
ケール値変化をスケール値減少について最大1と制限し
ているので2ピッl−以下のデータとなる)を補正デー
タとして出力する。データ圧縮回路16はブロック遅延
回路171から出力されるDPCM符号データが与えら
れ、このDPCM符号データのうちスケール決定回路1
5から与えられるスケール値に応じたピッ1ル位置の8
ビツトのデータを取り出し、これにデータ補正回路17
から与えられる補正データを加詐し。
、伝送主データとして出力する。この8ピツ1〜の伝送
主データとスケール決定回路15がら出力されるブロッ
ク毎の4ビツトのスケール情報データどが伝送系の伝送
路へのデータ送出を行なうためのインタフェース(図示
せず)に供給され、両データが並列的にあるいは時分割
的に多重化されて直列的に伝送路に送出される。
主データとスケール決定回路15がら出力されるブロッ
ク毎の4ビツトのスケール情報データどが伝送系の伝送
路へのデータ送出を行なうためのインタフェース(図示
せず)に供給され、両データが並列的にあるいは時分割
的に多重化されて直列的に伝送路に送出される。
また、18はコントロールシーケンサ/クロックジェネ
レータ部であり、上記各部すなわちA/D変換器1、サ
ンプル遅延回路2、差分器3、ブロック遅延回路14、
スケール決定回路15、データ圧縮回路16、データ補
正回路17の各部をそれぞれ所定のタイミングで所定の
ごとく動作させるため、各部に制御信号およびクロック
信号の少なくとも一方を与えている。
レータ部であり、上記各部すなわちA/D変換器1、サ
ンプル遅延回路2、差分器3、ブロック遅延回路14、
スケール決定回路15、データ圧縮回路16、データ補
正回路17の各部をそれぞれ所定のタイミングで所定の
ごとく動作させるため、各部に制御信号およびクロック
信号の少なくとも一方を与えている。
以上が本実施例にお【プる送信側の構成であり、次に本
実施例の受信側の構成を説明する。
実施例の受信側の構成を説明する。
第10図において、伝送系の伝送路からインタフェース
(図示せず)を介して(合成信号として伝送された場合
は適宜分離されて)、この場合、8ビツトの主データと
4ピツ1〜のスケール情報データが入力される。
(図示せず)を介して(合成信号として伝送された場合
は適宜分離されて)、この場合、8ビツトの主データと
4ピツ1〜のスケール情報データが入力される。
19はシフトクロック発生部であり、伝送路インタフェ
ースから入力されたスケール情報データに基づいてシフ
トすべきビット数に対応するシフトクロックを出力する
。20は例えばシフトレジスタを用いたデータ伸長回路
であり、伝送路インタフェースから入力された主データ
すなわち圧縮DPCM符号データ(8ビツト)をシフ1
−クロック発生部19から与えられるシフトクロックに
よってこの場合上位へピッ1−シフトし16ビツトのD
PCM受信データに伸長する。なお、このデータ伸長に
際し2−sコンブリメントの符号で全体の動作が行なわ
れるように作られている場合には、シフトの回数に関連
し、主データ(圧縮D P CM符号)のMSBにある
極性符号と同じもの(0ま路≠を舎半20において8ビ
ツトの主データはそのデータの属するブロックのスケー
ル情報に応じたピッ+−ラフトが施され、DPCM受信
データに変換される。21はこの場合16ピツトの全加
算器からなる加算回路であり、第1図における加算器4
に対応し、データ伸長回路20から出力されたDPCM
受信データを加算累計して15ビツトのPCM受信デー
タとして出力する。22はデータホールドレジスタであ
り、第1図における遅延回路5にほぼ相当し1サンプル
前の加算回路21の出力PCM受信データすなわち1サ
ンプル前までの累計値を保持し、そのまま加算回路21
に入力し最新のデータ伸長回路出力(DPCM受信デー
タ)との加算に供する。23は第1図のD/A変換器6
にほぼ相当するD/A変換器であり、データホールドレ
ジスタ22に保持された15ビツトのPCM受信データ
をアナログ値に戻す。24はD/A変換器23の出力か
ら不要な高周波成分を除去するローパスフィルタであり
、この出力としてオーディオ信号等のアナログ信号が得
られる。
ースから入力されたスケール情報データに基づいてシフ
トすべきビット数に対応するシフトクロックを出力する
。20は例えばシフトレジスタを用いたデータ伸長回路
であり、伝送路インタフェースから入力された主データ
すなわち圧縮DPCM符号データ(8ビツト)をシフ1
−クロック発生部19から与えられるシフトクロックに
よってこの場合上位へピッ1−シフトし16ビツトのD
PCM受信データに伸長する。なお、このデータ伸長に
際し2−sコンブリメントの符号で全体の動作が行なわ
れるように作られている場合には、シフトの回数に関連
し、主データ(圧縮D P CM符号)のMSBにある
極性符号と同じもの(0ま路≠を舎半20において8ビ
ツトの主データはそのデータの属するブロックのスケー
ル情報に応じたピッ+−ラフトが施され、DPCM受信
データに変換される。21はこの場合16ピツトの全加
算器からなる加算回路であり、第1図における加算器4
に対応し、データ伸長回路20から出力されたDPCM
受信データを加算累計して15ビツトのPCM受信デー
タとして出力する。22はデータホールドレジスタであ
り、第1図における遅延回路5にほぼ相当し1サンプル
前の加算回路21の出力PCM受信データすなわち1サ
ンプル前までの累計値を保持し、そのまま加算回路21
に入力し最新のデータ伸長回路出力(DPCM受信デー
タ)との加算に供する。23は第1図のD/A変換器6
にほぼ相当するD/A変換器であり、データホールドレ
ジスタ22に保持された15ビツトのPCM受信データ
をアナログ値に戻す。24はD/A変換器23の出力か
ら不要な高周波成分を除去するローパスフィルタであり
、この出力としてオーディオ信号等のアナログ信号が得
られる。
また、25はコントロールシーケンサ/クロックジェネ
レータであり、上記各部、すなわちシフトクロック発生
部19、データ伸長回路20.データホールドレジスタ
22等の各部をそれぞれ所定のタイミングで所定のごと
く動作させるため、各部に制御信号およびクロック信号
の少なくとも一方を与えている。
レータであり、上記各部、すなわちシフトクロック発生
部19、データ伸長回路20.データホールドレジスタ
22等の各部をそれぞれ所定のタイミングで所定のごと
く動作させるため、各部に制御信号およびクロック信号
の少なくとも一方を与えている。
次に上述した構成における動作について説明する。
まず送信側において、アナログ原信号(例えばオーディ
オ信号)はA/D変換器1でPCM符号データ(15ビ
ツト)に変換され、サンプル遅延回路2で遅延された1
サンプル前のデータとの差分が差分器3で算出されDP
CM符号データ(16ビツト)に変換される。
オ信号)はA/D変換器1でPCM符号データ(15ビ
ツト)に変換され、サンプル遅延回路2で遅延された1
サンプル前のデータとの差分が差分器3で算出されDP
CM符号データ(16ビツト)に変換される。
このデータはスケール決定回路15に与えられ、所定数
のサンプルからなる1ブロツク分のDPCM符号データ
から最大差分く差分には正負があるので正確には差分の
絶対値すなわち差が最も大きな値)がスケール値検出部
15aでめられ、該スケール値検出部15aからは該最
大差分に応じた原スケール値(桁シフト情報)データ(
4ビツト)が出力される。この原スケール値はスケール
値設定部15bにおいて前回の設定スケール値(スケー
ル値保持部15cで保持されている)と比較され、先に
述べたように増加時は原スケール値がそのまま出力され
、減少時は原スケール値にかか−わらず前回設定スケー
ル値より1だけ小さい値がスケール値として設定される
。
のサンプルからなる1ブロツク分のDPCM符号データ
から最大差分く差分には正負があるので正確には差分の
絶対値すなわち差が最も大きな値)がスケール値検出部
15aでめられ、該スケール値検出部15aからは該最
大差分に応じた原スケール値(桁シフト情報)データ(
4ビツト)が出力される。この原スケール値はスケール
値設定部15bにおいて前回の設定スケール値(スケー
ル値保持部15cで保持されている)と比較され、先に
述べたように増加時は原スケール値がそのまま出力され
、減少時は原スケール値にかか−わらず前回設定スケー
ル値より1だけ小さい値がスケール値として設定される
。
このスケール決定回路15の設定スケール値出力はブロ
ック毎に更新され、1ブロツクのDPCM符号データに
共通のスケール値データとなる。
ック毎に更新され、1ブロツクのDPCM符号データに
共通のスケール値データとなる。
このスケール情報検出の時間ずれを補正するためブロッ
ク遅延回路14で1ブロツク分遅延されたDPCM符号
データがデータ圧縮回路16およびデータ補正回路17
で逐次スケール値に応じてデータ圧縮される。すなわち
、データ補正回路17では上記設定スケール値に対応し
て切捨データとなる下位残余デ′−タを保持加算して累
積し、伝送主データとなる桁内へ桁上げがあるときはそ
れを補正データとしてデータ圧縮回路16に与える。
ク遅延回路14で1ブロツク分遅延されたDPCM符号
データがデータ圧縮回路16およびデータ補正回路17
で逐次スケール値に応じてデータ圧縮される。すなわち
、データ補正回路17では上記設定スケール値に対応し
て切捨データとなる下位残余デ′−タを保持加算して累
積し、伝送主データとなる桁内へ桁上げがあるときはそ
れを補正データとしてデータ圧縮回路16に与える。
データ圧縮回路16ではブロック遅延回路14から出力
されるDPCM符号データからスケール決定回路15の
出力である設定スケール値に対応する8ビツトの上位有
効ビットを取り出しこれに上記補正データを加算して主
データとして出力する。
されるDPCM符号データからスケール決定回路15の
出力である設定スケール値に対応する8ビツトの上位有
効ビットを取り出しこれに上記補正データを加算して主
データとして出力する。
これは実質的に先に述べたブロック遅延回路14から出
力されるDPCM符号データをスケール決定回路15か
ら出力されるスケール値に応じた上位有効ビットを8ビ
ット取り出し主データとして出力するとともに、下位ビ
ットの切捨てが行なわれたときはその切捨(下位残余)
データを残しておき、次のDPCM符号データに加算し
て同様のデータ圧縮、切捨データ加算処理に供すること
に相当する。このため、主データで伝送されなかった桁
落ち切捨分の下位残余データは次のDPCM符号データ
と加算され累積されるので、実質的に後続の主データに
含められて伝送される。この主データとスケール情報デ
ータがインタフェースを介して伝送系に送出される。こ
のとき、伝送路に送出するにあたり、時分割合成を行な
った場合は、伝送データのビット数は最大8ビツトとな
るので伝送系は8ビツト分の伝送路があればよい。なお
、時分割合成に際しスケール情報データを介挿するため
必要に応じて主データ列を時間軸圧縮するなどの処理を
施してもよいことはいうまでもない。
力されるDPCM符号データをスケール決定回路15か
ら出力されるスケール値に応じた上位有効ビットを8ビ
ット取り出し主データとして出力するとともに、下位ビ
ットの切捨てが行なわれたときはその切捨(下位残余)
データを残しておき、次のDPCM符号データに加算し
て同様のデータ圧縮、切捨データ加算処理に供すること
に相当する。このため、主データで伝送されなかった桁
落ち切捨分の下位残余データは次のDPCM符号データ
と加算され累積されるので、実質的に後続の主データに
含められて伝送される。この主データとスケール情報デ
ータがインタフェースを介して伝送系に送出される。こ
のとき、伝送路に送出するにあたり、時分割合成を行な
った場合は、伝送データのビット数は最大8ビツトとな
るので伝送系は8ビツト分の伝送路があればよい。なお
、時分割合成に際しスケール情報データを介挿するため
必要に応じて主データ列を時間軸圧縮するなどの処理を
施してもよいことはいうまでもない。
PCMが基準レベル例えばOレベルからの符号を含む値
を伝送するのに対し、DPCMはサンプル間の差分を伝
送するため、オーディオ信号等の周波数がサンプリング
周期に比して非常に高い場合には正のピーク値付近と負
のピーク値付近の差分がDPCM符号となる場合があり
、このためDPCM符号データの最大ビット数はPCM
符号データより1ビット多く必要となる。したがって上
述では15ビツトのPCM符号データから16ビツトの
DPCM符号データを得、これを8ビツトの主データで
伝送するためのスケール値は桁シフト不要の場合を含め
て9種となり、4ビツトのスケール情報データとしてい
る。
を伝送するのに対し、DPCMはサンプル間の差分を伝
送するため、オーディオ信号等の周波数がサンプリング
周期に比して非常に高い場合には正のピーク値付近と負
のピーク値付近の差分がDPCM符号となる場合があり
、このためDPCM符号データの最大ビット数はPCM
符号データより1ビット多く必要となる。したがって上
述では15ビツトのPCM符号データから16ビツトの
DPCM符号データを得、これを8ビツトの主データで
伝送するためのスケール値は桁シフト不要の場合を含め
て9種となり、4ビツトのスケール情報データとしてい
る。
このようにして伝送系に送出された送信データを受信す
る受信側の動作について説明する。
る受信側の動作について説明する。
伝送系からインタフェースを介して得られる受信データ
は、圧縮DPCM符号からなるこの場合8ビツトの主デ
ータとデータブロック毎のこの場合4ビツトのスケール
情報データである。もちろん、この受信データは伝送さ
れてきたディジタルデータそのままである場合もあるが
、ディジタル復調されたデータである場合もある。何故
ならば一般にディジタル信号を伝送(記録)する場合に
は、種々のディジタル変調、例えばMFM(mod−t
fied frequency n+odulaNon
)変調、パイフェイズ変調、3 PM (three
position modulaNon )変調等々を
施す場合も少なくないが、上述ではこれらも伝送系ある
いはインタフェースの中に含めて扱っているから、この
ようなディジタル変調が施されて伝送されている場合に
は受信側ではそのディジタル変調についての復調を行っ
て上述の受信データを得るからである。
は、圧縮DPCM符号からなるこの場合8ビツトの主デ
ータとデータブロック毎のこの場合4ビツトのスケール
情報データである。もちろん、この受信データは伝送さ
れてきたディジタルデータそのままである場合もあるが
、ディジタル復調されたデータである場合もある。何故
ならば一般にディジタル信号を伝送(記録)する場合に
は、種々のディジタル変調、例えばMFM(mod−t
fied frequency n+odulaNon
)変調、パイフェイズ変調、3 PM (three
position modulaNon )変調等々を
施す場合も少なくないが、上述ではこれらも伝送系ある
いはインタフェースの中に含めて扱っているから、この
ようなディジタル変調が施されて伝送されている場合に
は受信側ではそのディジタル変調についての復調を行っ
て上述の受信データを得るからである。
上記受信データすなわち主データとスケール情報データ
はインタフェースからそれぞれデータ伸長回路20とシ
フトクロック発生部19に入力される。シフトクロック
発生部19からはスケール情報データに対応するシフト
クロックが出力され、このシフトクロックがデータ伸長
回路2Ωに与えられ8ビツトの受信主データに桁シフト
(ビットシフト)が施され、且つ2−sコンブリメント
符号の場合には上位ビットが極性ビットで埋められて、
16ビツトのDPCM受信データに変換される。このと
き桁シフトにより生ずる下位の空白ビットには例えばO
データが付加さ、れる。このOPCM受信データが加算
回路21に与えられ、7’ −タホールドレジスタ22
に保持されている1サンプル前の加算回路21出力デー
タと加算される。
はインタフェースからそれぞれデータ伸長回路20とシ
フトクロック発生部19に入力される。シフトクロック
発生部19からはスケール情報データに対応するシフト
クロックが出力され、このシフトクロックがデータ伸長
回路2Ωに与えられ8ビツトの受信主データに桁シフト
(ビットシフト)が施され、且つ2−sコンブリメント
符号の場合には上位ビットが極性ビットで埋められて、
16ビツトのDPCM受信データに変換される。このと
き桁シフトにより生ずる下位の空白ビットには例えばO
データが付加さ、れる。このOPCM受信データが加算
回路21に与えられ、7’ −タホールドレジスタ22
に保持されている1サンプル前の加算回路21出力デー
タと加算される。
すなわち、この加算回路21の出力データはDPCM受
信データの累計(積分)値、つまり15ビツトのPCM
受信データである。このPCM受信データはデータホー
ルドレジスタ22を介してD/A変換器23で逐次D/
A変換され、さらにローパスフィルタ24で不要な高周
波成分が除去されて例えばオーディオ信号等のアナログ
信号として出力される。
信データの累計(積分)値、つまり15ビツトのPCM
受信データである。このPCM受信データはデータホー
ルドレジスタ22を介してD/A変換器23で逐次D/
A変換され、さらにローパスフィルタ24で不要な高周
波成分が除去されて例えばオーディオ信号等のアナログ
信号として出力される。
このようにして、送信側で切捨部つまり桁落ち部を累積
して以後の送信データに反映させた送信データを受信し
て有効な復号復調を行なうことができるため、8ビツト
の主データを受信するだけで実質的に9ビツト以上での
受信に相当する精度が実現される。
して以後の送信データに反映させた送信データを受信し
て有効な復号復調を行なうことができるため、8ビツト
の主データを受信するだけで実質的に9ビツト以上での
受信に相当する精度が実現される。
上述のように、送信側でのデータ圧縮に際してのスケー
ル値の変動に伴なうオーバフローの発生を充分に低くお
さえることができ、少ないピッ1−数で伝送可能な高効
率PCMを有効に実現することができる。
ル値の変動に伴なうオーバフローの発生を充分に低くお
さえることができ、少ないピッ1−数で伝送可能な高効
率PCMを有効に実現することができる。
なお、上述では特に説明していないがオーバフローの発
生確率が低くなれば、種々の方法によって、得られるデ
ータを補正するなど実質的にオーバフローの影響を受け
ないように対策することが可能である。
生確率が低くなれば、種々の方法によって、得られるデ
ータを補正するなど実質的にオーバフローの影響を受け
ないように対策することが可能である。
また、上述したようにスケール値の下降を緩かにするこ
とは、オーディオ信号特に音響信号を伝送する場合に最
適である。何故ならば、音響信号の主たる音源となるピ
アノ、ギター、ドラムス等の楽器の多くは立上りは急で
あっても立下りは緩かであるからである。すなわち、上
述のようにスケール値を緩かに低下させるようにスケー
ル値変化に制限を加えることはむしろ自然であって、ス
ケール値が検出値と大きくずれて聴感上のS/Nを悪化
させることはなく、無理のない動作でオーバフローの少
ないシステムを構成することができる。
とは、オーディオ信号特に音響信号を伝送する場合に最
適である。何故ならば、音響信号の主たる音源となるピ
アノ、ギター、ドラムス等の楽器の多くは立上りは急で
あっても立下りは緩かであるからである。すなわち、上
述のようにスケール値を緩かに低下させるようにスケー
ル値変化に制限を加えることはむしろ自然であって、ス
ケール値が検出値と大きくずれて聴感上のS/Nを悪化
させることはなく、無理のない動作でオーバフローの少
ないシステムを構成することができる。
なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されることなく、その要旨を変更しな0範囲内で種々変
形して実施することができる。
されることなく、その要旨を変更しな0範囲内で種々変
形して実施することができる。
例えば、本発明はDPCMに限定されるものではなく通
常のPCMの圧縮に用いてもよいことはもちろんであり
、送信側で上記実施例と実質的に同様なアキュムレータ
動作を用いているものであればどのようなシステムに適
用してもよいこともいうまでもない。
常のPCMの圧縮に用いてもよいことはもちろんであり
、送信側で上記実施例と実質的に同様なアキュムレータ
動作を用いているものであればどのようなシステムに適
用してもよいこともいうまでもない。
また、本方式におけるディジタル処理機能の一部または
全部をコンピュータを用いて実現してもよい。
全部をコンピュータを用いて実現してもよい。
さらに、スケール情報は、主データ取出しのビット位置
の基準を逆に(上位8桁を基準に)設定し、第5図(a
)をスケール情報「7」、同図(b)を「6」、同図(
C)を「0」として、2還付号化するなどしてもよい。
の基準を逆に(上位8桁を基準に)設定し、第5図(a
)をスケール情報「7」、同図(b)を「6」、同図(
C)を「0」として、2還付号化するなどしてもよい。
[発明の効果]
本発明によれば、PCM符号データを少ないビット数で
精度よく伝送して、しかもデータ圧縮時のオーバフロー
エラーの発生を効果的に低減し、エラー補償をも容易に
して伝送精度を一層高め得る信号伝送方式を提供するこ
とができる。
精度よく伝送して、しかもデータ圧縮時のオーバフロー
エラーの発生を効果的に低減し、エラー補償をも容易に
して伝送精度を一層高め得る信号伝送方式を提供するこ
とができる。
第1図は差分PCMの一例を説明するためのシステムブ
ロック図、第2図および第3図は通常のPCMと差分P
CMの相違を説明するための図、第4図はPCMにおけ
るデータ圧縮の一例を示すシステムブロック図、第5図
および第6図は同例を説明するための図、第7図および
第8図は同例におけるオーバフローエラーの発生を説明
するための図、第9図および第10図は本発明の一実施
例におけるそれぞれ送信側および受信側の構成を示すブ
ロック図、第11図は第9図の要部構成の一例を示すブ
ロック図である。 1・・・A/D変換器、2・・・サンプル遅延回路、3
・・・差分器、14・・・ブロック遅延回路、15・・
・スケール決定回路、16・・・データ圧縮回路、17
・・・データ補正回路、19・・・シフトクロック発生
部、20・・・データ伸長回路、21・・・加算回路、
22−・・データホールドレジスタ、23・・・D/A
変換器、24・・・ローパスフィルタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
ロック図、第2図および第3図は通常のPCMと差分P
CMの相違を説明するための図、第4図はPCMにおけ
るデータ圧縮の一例を示すシステムブロック図、第5図
および第6図は同例を説明するための図、第7図および
第8図は同例におけるオーバフローエラーの発生を説明
するための図、第9図および第10図は本発明の一実施
例におけるそれぞれ送信側および受信側の構成を示すブ
ロック図、第11図は第9図の要部構成の一例を示すブ
ロック図である。 1・・・A/D変換器、2・・・サンプル遅延回路、3
・・・差分器、14・・・ブロック遅延回路、15・・
・スケール決定回路、16・・・データ圧縮回路、17
・・・データ補正回路、19・・・シフトクロック発生
部、20・・・データ伸長回路、21・・・加算回路、
22−・・データホールドレジスタ、23・・・D/A
変換器、24・・・ローパスフィルタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 予定時間毎のデータ群からなるデータブロック単位でP
GM符号原データのブロック内最大値を検出し、該検出
値に基づいてスケール値を定め、上記原データの該スケ
ール値に対応するビット位置から予定ビット数のデータ
を逐次取出すとともにその実質的な下位残余データを後
続の原データに加算して、上記原データより少ないビッ
ト数であって該原データの上位有効ビットがおおむね優
先された主データを得、この主データと上記スケール値
を示すスケール情報とを伝送系で伝送し、これを受信し
て受信主データを受信スケール情報に応じてビットシフ
トして上記原データと等しいビット数の再生データを得
る信号伝送方式において、上記スケール値の決定に際し
、上記ブロック内最大値が直前のデータブロックのそれ
より減少する場合は、上記直前のデータブロックに対し
て上記ブロック内最大値から得られる値の変化が大きく
てもスケール値の変化を制限してスケール値の設定を行
ない、且つ増加する場合は上記ブロック内最大値に基づ
いて得られる値をそのまま用(Xてスケール値の設定を
行なうようにしたことを特徴とする信号伝送方式。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14941883A JPS6041336A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 信号伝送方式 |
DE19843411962 DE3411962A1 (de) | 1983-03-31 | 1984-03-30 | Datenuebertragungseinrichtung |
GB08408439A GB2139834B (en) | 1983-03-31 | 1984-04-02 | Data transmission system |
US06/596,199 US4633483A (en) | 1983-03-31 | 1984-04-02 | Near-instantaneous companding PCM involving accumulation of less significant bits removed from original data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14941883A JPS6041336A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 信号伝送方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6041336A true JPS6041336A (ja) | 1985-03-05 |
JPH0311694B2 JPH0311694B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=15474675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14941883A Granted JPS6041336A (ja) | 1983-03-31 | 1983-08-16 | 信号伝送方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6041336A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54122114A (en) * | 1978-03-15 | 1979-09-21 | Kenkichi Tsukamoto | Signal processing method and device |
JPS57192147A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-26 | Aiwa Co Ltd | Pcm transmission system |
-
1983
- 1983-08-16 JP JP14941883A patent/JPS6041336A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54122114A (en) * | 1978-03-15 | 1979-09-21 | Kenkichi Tsukamoto | Signal processing method and device |
JPS57192147A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-26 | Aiwa Co Ltd | Pcm transmission system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0311694B2 (ja) | 1991-02-18 |
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