JPS61146021A - デイジタル信号の処理装置 - Google Patents

デイジタル信号の処理装置

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JPS61146021A
JPS61146021A JP27146984A JP27146984A JPS61146021A JP S61146021 A JPS61146021 A JP S61146021A JP 27146984 A JP27146984 A JP 27146984A JP 27146984 A JP27146984 A JP 27146984A JP S61146021 A JPS61146021 A JP S61146021A
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Japan
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signal
dither
circuit
input signal
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JP27146984A
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Shuzo Nishida
西田 修造
Hidenori Minoda
英徳 蓑田
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はディジタル信号の処理装置に関するものである
〈従来技術〉 現在、ディジタル化されたオーディオ信号を伝送系を通
して伝送する場合、その伝送系の可能伝送ビット数が限
定されているため、上記オーディオ信号を伝送系の前後
で準瞬時レベル圧伸処理を施している。
トコロチ、このような信号処理においてレベル圧縮する
場合、下位の数ビットを捨てることとなるから、特に、
ゆっくり変化する信号を圧縮することにより新たに生じ
る所謂量子化雑音は入方されるオーディオ信号(ディジ
タル信号)と強い相関のあるひずみとなって現われる。
く本発明の目的〉 本発明は上述のような従来の処理装置の実状に鑑みて発
明されたものであり、ディジタル信号をレベル圧縮する
而にディジタル信号中の各レンジ毎に夫々最大値を検出
して該最大値に応じたディザ−を重畳し、その上で圧縮
した後件長時上記重畳したと同じディザ−を減算するこ
とにより圧縮により発生した量子化雑音と入力を無相関
化、誤差の分散、平均化及び精度の向上をはかることを
目的とするものである。
く本発明の実施例〉 以下1本発明の一実施例を添付図面に従って詳細に説明
する。
第1図は本発明に係る処理装置の一実施例を示すブロッ
ク的電気回路図であり、1は入力信号(アナログのオー
ディオ信号をPCMによりディジタル信号とした信号)
Aの入力端子、2Iri上記入力信号Aを受けて、該入
力信号の各レンジ毎にデータの最大値を検出すると共に
、その最大値を示すディジタル値の最大利用桁ビットを
検出する最大値検出回路である。
例えば、各サンプリングしたデータの量子化数’1−1
6ビツトとし、このディジタル値の最も左方のビット(
桁〕を最大桁ビットとした場合において、成るレンジに
おけるデータ列の中でrooloollolooooo
loJがそのレンジにおける最大値のデータであるとす
ると、論理値rlJの出ている最も高い桁が14桁目で
あることから最大値検出回路2はその最大値のデータと
14桁目が最大利用桁ビットである旨のデータを次段に
出力するように成っている。
3は上記最大値検出回路2より得られる各レンジのデー
タ列中の最大値に応じた振幅を持つディジタルのディザ
−を発生するディザ−発生回路にして、5のレベル圧縮
回路で入力信号Aを4.の幅のレベルを圧縮するものと
すれば±ね及び士へのランダムなディジタル量のディザ
−を発生する。
4は上記最大値検出回路2を通過した入力信号Aの各レ
ンジ毎のデータ中に上記ディザ−発生回路3にて発生さ
れたディザ−を加算する加算回路である。
5は上記レベル圧縮回路であり、上記最大値検出回路2
によって検出した各レンジの最大値の最大利用桁ビット
に基いてそのレンジの全データに亘って8ビツトを残し
以下のビットを切り捨てる働きをする回路である。例え
ば上記実例では最大利用桁ビットが第14桁目であるか
ら第6桁目以下を切り捨てることとなる。
6は上記レベル圧縮回路で16ビツトから8ビツトにレ
ベル圧縮された被圧縮入力信号を再度16ビツトに伸張
する際に必要な情報、即ち、上記最大値検出回路2で検
出した最大値の最大利用桁ビットが何桁目であるかを表
す信号C以下、最大利用桁データと言う)を各レンジ毎
に例えば同期信号の後方に挿入する最大利用桁データ挿
入回路である。
7は上記最大利用桁データ挿入回路6より伝送されてき
た被圧縮信号の中から各レンジ毎に上記最大利用桁デー
タを分離する最大利用桁データ分離回路、8はこの最大
利用桁データ分離回路7より得られる最大利用桁データ
に基いて上記被圧縮信号を各レンジ毎に8ビツトから1
6ビツトの信号に伸張するレベル伸張回路である。
9は上記加算回路4で加算したディザ−と同じ値のディ
ザ−を上記ディザ−発生回路3より得られるディザ−に
基いて減算する減算回路である。
本発明は叙上のように構成されるものであり。
以下、その作用について説明する。
今、入力信号Aの成るレンジにおけるデータ列中の最大
値の最大利用桁ビットがlOビット(10桁目)で、斯
るレンジのデータをレベル圧縮回路5で8ビツトに圧縮
する場合について考えると。
入力端子lへの入力信号Aが第2図で示すようなものと
したとき、従来のようにディザ−を加えないと、レベル
圧縮回路5で下位の2ビツトが切り捨てられること力為
らレベル圧縮回路5の被圧縮信号C’ld第3図のよう
に入力信号Atこ対して一義的に定まり、例えば入力信
号AがO乃至3Δ、の何れも出力信号C′は2Δ、の値
を取る。圧縮後の被圧縮信号C′の入力信号(入力信号
A)に対する誤差は第8図に示すように成る。要するに
圧縮による一種の量子化雑音は入力信号Aと強い相関の
ある否みとなる。
尚、第8図において、点e□乃至e5は第3図における
被圧縮信号C′のC1乃至C5と入力信号Aとの差を示
している。
そこで1本発明の処理装置のディザ−発生回路3の出力
するディザ−を2ビツトのディジタル信号として、入力
端子lより入力信号Aを入力すると、最大値検出回路2
を経て加算回路4でディザ−を重畳された信号Bは入力
信号Aに対して第4図のようになる。例えば入力信号A
がlΔのとき信号Btri+ 3Δ、+2Δ、01.及
び−1Δの何れかを取る。そして、この信号Bをレベル
圧縮回路5に通せばその出力側に入力信号Aとの関係に
おいて第5図に示すような被圧縮信号Cが得られる。
例えば入力信号AがlΔのとき出力信号Cは+2Δか一
2Δの何れ力為を取る。
要するに、入力信号Aにディザ−を加えることにより上
記レベル圧縮回路5の出力である被圧縮信号Cは入力信
号Aに対して一義的でなくなる。
第7図に、この被圧縮信号Cと入力信号Aの関係をより
詳細に示しており1図のように1.75Δの入力信号A
に十シ及び士りの値を等しい確率で持つランダムなディ
ザ−を重畳すると、レベル圧縮回路5の被圧縮信号Cは
ゆらぎを起し 憂の確率で2.5Δ、3/4の確率で1
.5Δとなる。
従って、被圧縮信号Cの長時間平均期待値は2.5Δ×
y+1.5Δ×イ=1.75Δとなり、入力信号Aの1
.75Δと一致する。
同様に入力信号Aが2Δ、2.25Δ及び2,5Δの場
合も夫々 1.5Δ×杉+2.5Δ×名=2Δ 1.5ΔX”/、+2.5Δ×河=2.25Δ2.5Δ
× 曇=2.5Δ となり、被圧縮信号Cの期待値が入力信号Aと一致して
いることがわかる。
以上のようにしてレベル圧縮回路5でレベル圧縮された
被圧縮信号CIr1最大利用桁データ挿入回路6におい
て最大値検出回路2より得られる最大利用桁た夕をレン
ジ毎に挿入された後、伝送路を経て最大利用桁データ分
離回路7に至り、ここで各レンジ毎に挿入されている最
大利用桁データを分離される。
そして、この最大利用桁データを分離された被圧縮信号
CI/i次段の伸張回路8において上記最大利用桁デー
タ分離回路7より同期して供給される最大利用桁データ
に基いて各レンジ毎に8ビツトより16ビツトに伸張さ
れ減算回路9に供給される。
斯る減算回路9ではディザ−発生回路3より得られる各
レンジ毎のディザ−を伸張回路8から入力される信号り
より減算する。
第11図に、例として、入力信号Aの値が1Δ。
1.25Δ、1.5Δ及び1.75Δの場合について加
算したディザ−の値に対する圧縮の出力及びディザ−減
算後の出力並にディザ−減算後の減算回路9の出力Eの
期待値を示しているが、この図からもわかるようにディ
ザ−減算後の期待値も入力信号Aの値と一致している。
第9図に第5図に基いたディザ−を重畳した場合のレベ
ル圧縮回路5の入力(信号B)に対する被圧縮信号Cの
取り得る誤差を示している。例えば、第9図において点
al、a3は第5図で入力信号−Aが1Δのときの被圧
縮信号Cの取り得る値+2Δ、−2Δと入力信号Aとの
誤差を示している。
又、第6図は入力信号Aと減算回路9の出力信号Eとの
関係を示す図であり、第10図は伸張回路8からの信号
りよりディザ−を減算した場合の信号Bに対する信号E
の取り得る誤差を示している。例えば、第10図におい
て点al、a3は第6図で入力信号Aが1Δのときの出
力信号Eの取り得る値+3Δ、+lΔ及び0との誤差を
示している。
く本発明の効果〉 本発明は叙上のように構成されるものであるから、圧縮
により発生した看子化雑音と入力信号を無相関化、誤差
の分散、平均化及び精度の向上をはかることができる優
れた発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るディジタル信号の処理装置の一実
施例を示すブロック的電気回路図、第2図はアナログ入
力とその量子化出力との関係を示す入出力特性図、第3
図は量子化した入力信号にディザ−を加えないでレベル
圧縮した際の入力信号と被圧縮信号の関係を示す特性図
、第4図は上配本発明に係る装置によりディザ−を加え
られた信号と入力信号との関係を示す特性図、第5図は
同上ディザ−を加えられた信号をレベル圧縮した被圧縮
信号と上記入力信号との関係を示す特性図。 第6図は上記本発明に係る装置における減算回路の出力
信号と上記入力信号との関係を示す特性図。 第7図は同上本発明装置における被圧縮信号が入力信号
に対して付加されたディザ−によりゆらぎを起す状態を
説1月する特性図、第8図は上記第3図における被圧縮
信号と上記入力信号の差を示す説明図、第9図は上記第
4図における被圧縮信号と上記入力信号の差を示す説I
U図、第1O図は上記第6図における出力信号と上記入
力信号との差を示す説明図、第11図は本発明に係る装
置において入力信号、加えるディザ−等の関係を示す説
明図である。 2:最大値検出回路、3:ディザ−発生回路。 4:加算回路、   5ニレベル圧縮回路代理人 弁理
士 福 士 愛 彦(他2名)第1@ 第2t!1 第3図 出カイffgE 第6 LM 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ディジタル化した入力信号をレベル圧縮する信号処
    理装置において、 上記入力信号における各レンジ期間毎の最大値を検出す
    る最大検出回路と、 該最大値検出回路の検出した上記レンジ期間毎の最大値
    に応じて各レンジ期間毎にディジタル値のディザーを発
    生するディザー発生回路と、上記入力信号の各レンジ期
    間毎に上記ディザーを加算する加算回路と、 該加算回路より出力される上記ディザーを加算された上
    記入力信号をレベル圧縮し被圧縮信号を出力するレベル
    圧縮回路と、 を備えて成るディジタル信号の処理装置。
JP27146984A 1984-12-20 1984-12-20 デイジタル信号の処理装置 Granted JPS61146021A (ja)

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