JPS6062751A - 適応量子化方式 - 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】 発明の技術分野 本発明は音声や音声の帯域内データの帯域圧縮のための
量子化器において、量子化ステップサイズを適応的に圧
伸制御する適応量子化器に係り、特に、伝送ビット誤り
に対する特性劣化を最小限にする方式（Ｒｏｂｕｓｔ化
方式）に関する。

従来技術及び問題点 従来の量子化器ステップサイズ適応方式において、次式
によってステップサイズの圧伸を行う方式が採用されて
いる。

△（ｎ＋１）＝Δ（ｎ）’　−Ｍ　（１（ｎ）　）−（
１１ここでＭ（Ｉ（ｎ））は量子化器出力１　（ｎ）よ
り□決まお係数、あり、。泪結９、ヶ名プ号イサイズ伸
を適応的に行っている。γは十分１に近く、■よりは小
さい定数（例えば０．９８）である。これは、伝送路エ
ラーによって符号器側の量子化器と復号器側の量子化器
におけるステップサイズに相違を生じた場合、除々にそ
の影響が減少する為に設け、られたものである。

ここで、＋１）式に基づいて量子化を行なう量子化器の
例を第１図に示す。

（８１図は送信側を、（ｂ）図は受信側を示している。

（８１図において、入力信号Ｘ　（ｎ）は量子化器Ｑに
人力し、量子化され、１　（ｎ）として出力されるがこ
の時のステップサイズΔｎは次の様にしてめられている
。

つまり、量子化出力を１サンプル分遅延回路ｚ−＋１に
より遅延した信号１（ｎ−１）に係数器Ｍにより係数Ｍ
をかけ、更に量子化ステップを遅延回路により遅延した
１サンプル前の量子化ステップ△（ｎ−１）に基づいて
、テーブルＴから△（ｎ　−１）ａ′　なる値を出力し
、両者を乗算器ＭＵＸにより乗算することによりめてい
る。

一方山）図においては、入力１　（ｎ）を逆量子化器Ｑ
−１により逆量子化を行ない、Ｘ　（ｎ）を出力するが
、このときのステップサイズΔ′（ｎ）は、ｉａ１図と
同様にしてめている。

この適応量子化方式をディジタル信号処理用プロセッサ
（Ｄ　Ｓ　Ｐ）を使う場合、問題となるのは、関数△ど
の実現方法である。すなわちテーブルを用いてΔ′を計
算する場合、十分な精度で行う為にはテーブルの量が増
大し、特に汎用ＤＳＰを用いる場合には望ましくないと
言う欠点があった。

発明の目的 本発明の目的は、ハードウェアとしてＤＳＰを用いた場
合に、便利な、適応量子化器のロバ−スト化方式の提供
にある。

発明の構成 上記目的は、ステップサイズを適応的に圧伸制御する回
路を備えた量子化器において、現在の量子化ステップサ
イズと、定数と前記ステップサイズの積を１より減じた
値との積について圧伸係数を乗することで、次のサンプ
ルに対する量子化ステップサイズを与えることを特徴と
した適応量子化方式によって達成される。

発明の実施例 以下本発明を、実施例に基づいて説明する。

まず本発明の原理について説明する。

本発明では、次式によってステップサイズの更新を行な
う。

△（ｎ）＝△（ｎ−１）（１−α△（ｎ−１））Ｍ　（
Ｉ　（ｎ−１）　）　（１） ここで、Ｍ（１（ｎ））は従来方式と同様な、テスップ
サイズ圧伸の為の係数である。αは定数であり、伝送ビ
ットエラーによって差違を生じた復号器側のステップサ
イズ△′（ｎ）と真のステップサイズΔ（ｎ）との比が
１に収束させる様に設定する。従って関数△（ｎ）？１
″　を用いる場に比べてテーブルの準備の必要が無く、
ＤＳＰで処理する場合に適している。

そしてαのとり得る範囲は、Δ（ｎ）、Δ′（ｎ）のと
り得る最大値を△ｌｌ１ａｘとした時次式で表わされる
。

０〈α〈１／２△ｗｌａｘ　−（２） 次にｉｉ１式において、αを（２）式で示す範囲に設定
した時ステップサイズム（ｎ）とΔ′（ｎ）の比が“１
″に収束することについて説明する。

まず送信側のステップサイズΔｎ−１が送信エラーで八
〇−１′になったとき、△ｎ−１と△ｎ−１′との比を
ηｎ−１とする。Δｎ′は（１）式から△ｎ′＝△ｎ−
１’（１−α△ｎ−１’）　Ｙ　ｎ−１−（３）となる
のでηｎは次式で表わされる。

ここで、ηｎ−１−ηｎ及びηｎ−１を計算すると、（
４）式より −（５，１） ηｎ−１−１− △ｎ−１（１−αΔｎ−Ｐ） −（５，２） ここで Δｍｉｎ　４△ｎ石△ｍａｘ、△Ｈｉｄ　４△１１’４
△ｍａｘであるから □（６） ２△ｍａｘ なる条件をαが満すとき ｉ）Δｎ−１〉△−１ｌのとき、 （５・１）、（５・２）、（６）より、１　＜　ｙ２　
ｎ＜　Ｉ　ｎ−１−（７）ｉｉ　）△ｎ−１〈△ｎ−１
′のとき （５・１）、（５・２）、（６）より、ηｎ−１＜ηｎ
−１＜　１−　（８） ｉ）の場合の収束値をη＋、ｉｉ）の場合の収束値をη
−とおく。

η−１を（３）式に代入して １ を満足するη÷　−０，１で（７）式を満足するのはη
十　＝　１ 同様に　η−−１ 以下本発明を具体例に基づいて説明する。

第２図＋ａ）、　（ｂｌは具体例を示し、図中ＭＵＰＩ
。

ＭＵＰ２．ＭＵＰ３．ＭＵＰＩ　’、ＭＵＰ２　’。

ＭＵＰ３’は乗算器、ＡＤ、ＡＤ’は加算器であり第１
図と同一部材には同一符号を付与している。

まず＋８１図の符号器側からＸ　（ｎ）を量子化する場
合を例にとって説明すると、遅延回路ｚ−１からの１サ
ンプル分遅延した出力Ｉ　ｎ−１に応じた係数を、係数
器Ｍにより乗算し、（Ｍ　Ｔ　ｎ−１）乗算器ＭＵＰＩ
に入力する。

一方ステップサイズ△（ｎ−１）は遅延回路ｚ　−ｌに
より１サンプル遅延した後、乗算器ＭＵＰ　２゜ＭＵＰ
３に入力する。

乗算器ＭｔＪＰ３ではステップサイズへ（ｎ−１）と係
数αの乗算α・△（ｎ　−１）を行ない、そプサイズΔ
（ｎ−１）と乗算する。（△（ｎ−１）−（１−α△ｎ
−１））乗算器ＭＵＰ２の出力は更に乗算器ＭｔＪＰ１
に入力し、ＣＭｌ　（ｎ−ｔ）・Δｎ−１・　（１−α
Δｎ−１＞）なる乗算を行ないその出力を、ステップサ
イズ八〇として量子化器Ｑに入力する。

次に復号器側について説明すると、ｌ　（ｎ）が入力し
て来た場合、係数器Ｍ′からはＭ′・Ｉ′ｎ−１が乗算
器ＭＵＰＩ’に入力する。

−万乗算器ＭＵＰ３’では（α・Δｎ−１）なる乗算を
行ない、加算器に入力し、（１−２・Δｎ−１）なる演
算を行なう。

更に乗算器ＭＵＰ２’において、Δｎ−１・　（１−２
・八〇−１）なる乗算を行ない、乗算器ＭＵＰＩ’に入
力する。

ここにおいてはＭ・Ｉｎ−１・△ｎ−１・　（１−α・
△ｎ／ｌ）なる乗算を行ない、ステップサイズ△ｎとし
て逆量子化器Ｑ　に入力する。

発明の効果 本発明によれば、大量のテーブルを準備する必要がない
為、回路規模を小さくでき、特にハードウェアとして汎
用ＤＳＰを用いる場合に便利である。また、△（ｎ）の
大きな場合の収束速度が速いので、伝送エラーによる△
（ｎ）とΔ′（ｎ）との差が大きい場合すなわち影響が
大のエラーに対して有効であるという理由からＳ／Ｎ的
にも従来方式に比べて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図、　（ａ）、　（ｂ）は従来の適応量子化方式を
示す図、第２図（ａ）、　（ｂ）は本発明による適応量
子化方式％式％ 図においてＱは量子化器、Ｑｏｌは逆量子化器。 Ｍはステップサイズ圧伸係数Ｍ（１（ｎ））の発生回路
、ｚ”　ハ遅延回路、ＭＵＰＩ　〜ＭＵＰ３゜ＭＵＰＩ
’〜ＭＵＰ３’は乗算器、ＡＤ、ＡＤ’は加算器を示し
ている。 ０ ３“）　＠Ｉ （ｂ） 凹 （ａ） 竿゛。 （１）） ご図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステップサイズを適応的に圧伸制御する回路を備えた量
   子化器において、現在の量子化ステップサイズと、定数
   と前記ステップサイズの積を１より減じた値との積につ
   いて圧伸係数を乗することで、次のサンプルに対する量
   子化ステップサイズを与えることを特徴とした適応量子
   化方式。