JPS61208934A - 差分パルス変調信号の伝送装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は差分パルス変調信号の伝送装置に係り、入力信
号と予測信号との差分を再量子化して符号化して得た差
分パルス変調信号（ＤＰＣＭ信号）を伝送路へ送出し、
これを受信して復号する、符号化装置と復号化装置とか
らなる伝送装置に関する。

従来の技術 第６図は従来の差分パルス変調信号の伝送装置の一例の
ブロック系統図を示す。同図中、入力端子１に入来した
パルス符号変調（ＰＣＭ）されたデータは減算器２に供
給され、ここで後述する遅延素子６よりの予測値と減算
されて差分値に変換された後再量子化回路３に供給され
る。再量子化回路３の出力再量子化値、すなわちＤＰＣ
Ｍ信号は逆再量子化回路４に供給され、ここで再び差分
値と同様のデータに変換される。ただし、このデータは
いくつかの差分値を代表した限られた値（代表値）とな
っている。逆再量子化回路４の出力データは加算器５及
、び遅延素子６を順次経て減算器２及び加算器５に夫々
供給される。従って、加算器５において逆再量子化回路
４の出力データは予測値と加算されて、次の新しい予測
値となる。

上記再量子化回路３及び逆再量子化回路４の動作につい
て更に詳細に説明するに、−例として人力ＰＣＭデータ
が３ビツトで、３ビットＤＰＣＭ信号を再量子化回路３
より逆再量子化回路４及び端子７へ出力するものとし、
また非線形再量子化法によるものとすると、再量子化回
路３は例えば入力差分値の符号が正のときには３ビツト
の最上位ビットが「０」、差分値の符号が負のときには
「１」となり、かつ、差分値の絶対値が「０」。

「１」のときには３ビツト出力の第２ビツト目と第３ビ
ツト目の２ビツトの値が十進法に換算してｒＯＪ、ｒｌ
Ｊとなり、また差分値の絶対値がｒ２Ｊ、ｒ３Ｊのとき
には「２」、絶対値が「４」〜「７」のいずれかのとき
には「３」なる値を出力するよう構成されている。また
、逆再量子化回路４は入力再量子化値に応じた所定の逆
再量子化値を出力する。以上の差分値、再量子化値及び
逆回黴子化値との相互の関係をまとめると次表に示再母
子化回路３より取り出された再量子化値、すなわちＤＰ
ＣＭ信号は端子７．伝送路８を介して更に復号化装置の
端子９を介して逆再量子化回路１０に供給され、ここで
差分値の代表値データに変換された後加算器１１により
遅延素子１２よりの１サンプル前の復号値と加算される
。これにより加算器１１からは新たな復号値が取り出さ
れて出力端子１３へ出力される一方、遅延素子１２に供
給される。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記従来の伝送装置は、再量子化回路が第６
図に３で示す如く一回路しかなく、その構成は予測値が
ダイナミックレンジの中位のときを対象として設計され
ていたため、ダイナミックレンジの上限や下限では効率
の悪い再量子化を行なっていた。また、伝送されてきた
符号が誤ると、その誤りが復号値において長期間の誤り
をもたらしてしまう。第７図（Ａ）、（Ｂ）はこの様子
を示す。第７図（Ａ＞に丸印で示し、同図（Ｂ）にＰＣ
Ｍデータとして示した如く、入力端子１のＰＣＭデータ
が一例として「１」→「７」→「３」→「２」→「１」
→「３」→「４」→「４」の順で順次に入来したものと
すると、遅延素子６の出力予測値、減算器２の出力差分
値、再量子化回路３の出力再量子化値、逆再量子化回路
４の出力逆再量子化値、及び加算器５の出力断予測値は
第７図（Ｂ）に示す如くになる。なお、値「７」のＰＣ
Ｍデータ入力時の新予測値についてのみ第７図（Ａ）に
Δ印で示しである。しかして、伝送路８を伝送された再
量子化値（第７図（Ｂ）に伝送誤り再量子化値として示
したデータ）が同図（Ｂ）に丸で囲んだ如く、本来「５
」であるべき値が「２」に誤った場合、逆再量子化回路
１０の出力逆再量子化値は同図（Ｂ）の下から２番目の
欄に示した如くになり、これにより出力端子１３へ出力
される復号値は同図（Ａ）、（Ｂ）に示す如くになり、
伝送誤りが発生した時点以降、誤った値が連続してしま
う。

かかる伝送誤りの伝播を抑制するため、従来は予測係数
を乗じたり、その予測係数を「１」よりなるべく小とし
ていたため、効率が悪いという問題点があった。

そこで、本発明は符号器側では予測値に応じて差分値に
対する再量子化及び、逆再量子化を異ならしめ、復号器
側では遅延復号値に応じて差分パルス変調信号を予め設
定した逆再量子化を行なうことにより、上記の問題点を
解決した差分パルス変調信号の伝送装置を提供すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明になる差分パルス符号変調信号の伝送装置は、差
分値算出手段、再量子化手段、第１及び第２の逆回儂子
化手段、予測値生成手段、及び復号手段よりなる。上記
差分値算出手段によりパルス符号変調データと予測値と
の差分値が算出され、これが予測値に応じて予め設定し
た再量子化を行なう再量子化手段に供給されて差分パル
ス変調信号（再量子化値）となる。また第１の逆再量子
化手段により差分値に対し上記予測値に応じて予め設定
した逆再量子化を行ない予測値に略逆比例した値の逆再
量子化値を出力して予測値生成手段に供給し、ここで予
測値と加算することにより新たな予測値を生成すると共
にこれを遅延して上記予測値が得られる。上記第２の逆
再量子化手段は伝送路を経て入来した差分パルス変調信
号を遅延復号値に応じて前記第１の逆再量子化手段と同
様の動作を行なって得た値を復号手段に供給し、ここで
遅延復号値と加算させて復号値を得る。

作用 上記再量子化手段は予測値に応じて予め設定された再量
子化を差分値に対して行なう手段であり、予測値の最大
値から最小値までの範囲（ダイナミックレンジ）内を複
数に分割し、複数の分割範囲内のどこに予測値が位置す
るかによって所定の再量子化を行なう。このことは、予
測値がダイナミックレンジのどの位置にあっても効率的
な再量子化を行なえることを意味する。また、上記第１
及び第２の逆再量子化手段は予測値又は遅延復号値に略
逆比例した値の逆再量子化値を得る手段であり、予測値
と遅延復号値とは伝送による符号誤りがないときには共
に一致する。一方、符号誤りがあり、予測値が負方向に
誤ったときに逆再量子化値（差分値の代表値）が増加し
、予測値が正方向に誤ったときには逆再量子化値は減少
する。これにより、復号値は符号誤り発生時点以降、従
来に比し短時間で正しい値になり、前記誤り伝播は抑制
される。以下、本発明の各実施例について第１図乃至第
５図と共に説明する。

実施例 第１図は本発明になる差分パルス変調信号の伝送装置の
第１実施例のブロック系統図を示す。同図中、第６図と
同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する
。第１図において、減算器２において人力ＰＣＭデータ
ａから予測値ｆを差し引く減算動作を行なわれて生成さ
れた差分値すは、スイッチ回路１５に供給される。スイ
ッチ回路１５は遅延素子６よりの予測値ｆの値に応じて
、入力差分値すを次段のｎ個（ただし、ｎは２以上の整
数）の再量子化回路１６＋〜１６ｎのうちの所定の−の
再量子化回路へ選択出力する。具体的に簡単な例につい
て説明すると、入力ＰＣＭデータａが３ビツトで、これ
を２ビツトのＤＰＣＭ信号に変換する場合、予測値ｆは
１０進数に換算するとｒＯＪ〜「７」までの８つの値を
とる。再量子化回路１６１〜１６ｎ及び後述の逆再量子
化回路１８１〜１８ｎの数ｎは「４」であるものとする
と、スイッチ回路１５は予測値ｆの値によって、１６１
〜１６４　　（ｎ−４）の再量子化回路のうち表２に示
す−の再量子化回路に差分値すを選択出力し、これによ
りその再量子化回路は入力差分値すに応じてテーブルを
用いて表２の値（１０進数に換算しである）を再量子化
値Ｃとして出力する。

表２ 従って、予測値ｆが例えば「１」で、差分値すが［＋６
］の場合、スイッチ回路１５は入力差分値「＋６」を再
量子化回路１６１へ選択出力し、これにより再量子化回
路１６１は「３」なる値の再量子化値Ｃを出力する。

このようにして、再量子化回路１６１〜１６ｎのうちの
いずれか−の再量子化回路より取り出された再量子化値
（すなわちＤＰＣＭ信号）Ｃは端子１９より伝送路８へ
送出される一方、スイッチ回路１７に供給される。スイ
ッチ回路１７はスイッチ回路１５と同様に、遅延素子６
よりの予測値ｆの値に応じて、入力再量子化値Ｃを次段
のｎ個の逆再量子化回路１８１〜１８ｎのうちの所定の
−の逆再量子化回路へ選択出力する。上記と同様に、入
力ＰＣＭデータａが３ピツトで、これを２ビツトの再量
子化値Ｃに変換する場合を例にとると、スイッチ回路１
７は予測値「の値によって、１８１〜１８４　　（ｎ＝
４）の逆再量子化回路のうち表３に示す−の逆再量子化
回路へ入力再量子化値Ｃを選択出力し、ここでテーブル
を用いて表３に示す値（１０進数に換算しである）の逆
再量子化値ｄに変換させる。

表３ 従って、予測値ｆが例えば「１」で、再量子化値Ｃが「
３」の場合、スイッチ回路１７は入力再量子化値「３」
を逆再量子化回路１８１へ選択出力し、これにより逆回
發子化回路１８１は「＋４」なる値の逆回母子化値ｄを
出力する。

なお、表３よりわかるように、逆再量子化回路１８１〜
１８４は入力予測値ｆに略逆比例した値の逆再量子化値
ｄを出力するよう構成されている。

この逆再量子化値ｄは、いくつかの差分値すを代表した
限られた値（代表値）であり、加算器５に供給され、こ
こで遅延素子６よりの予測値ｆと加算されて新しい予測
値ｅに変換される。従って、上記の例の場合、逆再量子
化値ｄが「＋４」で予測値ｆが「１」だから、新予測値
ｅは「５」となる。この新予測値ｅ　Ｇ、を遅延素子６
によリーサンプル時ｍ遅延されて次の入力ＰＣＭデータ
ａの予測値ｆとされた後、減算器２．加算器５．スイッ
チ回路１５及び１７に夫々供給される。

このようにして、生成されたＤＰＣＭＰＣＭ信号子１９
．伝送路８を介して端子９に受信ＤＰＣＭ信号（伝送誤
り再量子化値ともいうものとする）ｇとして入来し、更
にこれよりスイッチ回路２０に供給される。スイッチ回
路２０は後述の遅延素子１２よりの遅延復号値ｊの値に
よって、２１１〜２１ｎ　（ここではｎ＝４）の逆再量
子化回路のうち所定の−の逆再量子化回路へ入力受信Ｄ
ＰＣＭ信号りを選択出力する。このスイッチ回路２０の
遅延復号値ｊによるスイッチング動作は、スイッチ回路
１７の予測値ｆによるスイッチング動作と同様であり、
また逆再量子化回路２１１〜２Ｉｎは逆再量子化回路１
８１〜１８ｎと同様の動作を行なう。従って、逆再量子
化回路２１＋〜２１ｎのうちスイッチ回路２０より受信
ＤＰＣＭ信号りが供給されたーの逆再量子化回路のみよ
り逆再量子化値りが取り出されるが、この逆再量子化値
りは代表値化された差分値であり、受信ＤＰＣＭ信号ｇ
に伝送誤りが無い場合は、前記逆再量子化値ｄと一致す
る。

逆再量子化値りは加算器１１に供給され、ここで遅延素
子１２よりの遅延復号値ｊと加算された復号値ｉに変換
される。この復号値ｉは遅延素子１２により１サンプル
分遅延される一方、出力端子２２へ出力される。この復
号値ｉは伝送誤りが無い場合は、新予測値ｅと一致し、
従って遅延復号値ｊは伝送誤りが無い場合、予測値ｆと
一致する。

次に本実施例の動作について、従来回路゛と共に説明し
た、３ビツトの入力ＤＰＣＭデータａを３ビットＤＰＣ
Ｍ信号ｃ２ｇに変換する場合を例にとって説明するに、
この場合のＰＣＭデータａが第２図（Ａ）に丸印で、か
つ、同図（Ｂ）に数値で夫々示す如くに入来するものと
する（この入力ＰＣＭデータａの値は第７図（Ａ）、（
Ｂ）に示した従来回路の入力ＰＣＭデータと同一である
。）。これにより、前記予測値ｆ、差分値す、再量子化
値Ｃ９逆再漫子化値ｄ及び新予測値ｅは第２図（Ｂ）に
示す如くに変化する。なお、ＰＣＭデータ「７」入力時
の新予測値ｅの値「５」が第２図（Ａ）にΔ印で示しで
ある。

ここで伝送誤り再量子化値ｇは、伝送誤りが無い場合は
再量子化値Ｃと一致するが、第２図（Ｂ）に丸で囲んで
示す如く、伝送誤りにより本来ｒＯＪであるべき値が「
３」に誤ったものとすると、逆再量子化値り及び復号値
ｉは第２図（Ｂ）に示す如くになる。すなわち、復号値
ｉは第２図（Ａ）。

（Ｂ）に示す如く、伝送誤り再量子化値９が誤った時点
と次のサンプルデータ入力時点の２つの値のみ誤るだけ
で、前記従来回路に比し誤りの伝播が大幅に抑制される
。

次に本発明装置の第２実施例につき説明するに、第３図
は本発明装置の第２実施例の符号化装置側のブロック系
統図を示す。同図中、第１図と同一構成部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。第３図において、スイ
ッチ回路１５の出力差分値は再量子化回路１６１〜１６
ｎのうち予測値に応じて−の再量子化回路へ供給される
一方、代表値化回路２５１〜２５ｎのうち−の代表値化
回路へ供給される。代表値化回路２５１〜２５ｎは、再
量子化回路と逆再量子化回路とを組合わせた構成で、入
力差分値に応じて逆再量子化値、すなわち差分値の代表
値を出力する。代表値化回路２５１〜２５ｎのうちいず
れか−の回路より取り出された代表値は加算器５に供給
され、ここで予測値と加算されて新予測値となる。

本実施例によれば、再量子化回路１６１〜１６ｎは出力
専用とされ、また予測値発生のために専用の代表値化回
路２５＋〜２５ｎが用いられる。

次に本発明装置の第３実施例について第４図と共に説明
する。同図中、第１図と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。第４図において、再量子化回
路２６は第１図に示したスイッチ回路１５と再量子化回
路１６１〜１６ｎとを一つにまとめた回路で、減算器２
よりの差分値と遅延素子６よりの予測値とが夫々供給さ
れることにより、前記再量子化値Ｃと同一の再量子化値
を出力する。また、透写量子化値回路２７は第１図に示
したスイッチ回路１７と逆再量子化回路１８１〜１８ｎ
とを夫々一つにまとめた回路で、再量子化回路２６より
の再量子化値と遅延素子６よりの予測値とが夫々供給さ
れることにより、第１図で説明した逆再量子化値ｄと同
一の逆再量子化値を出力し、加算器５へ供給する。

また、逆再量子化値２８は第１図に示したスイッチ回路
２０と逆再量子化回路２１＋〜２１ｎとを夫々一つにま
とめた回路で、遅延復号値と伝送路８を経たＤＰＣＭ信
号とが供給されることにより、前記逆再量子化値りと同
一の差分値の代表値を出力する。

次に本発明装置の第４実施例について第５図と共に説明
する。同図中、第４図と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。第５図に□おいて、代表値化
回路３ｏは第１図のスイッチ回路１５．再量子化回路、
１６１〜１６ｎ、スイッチ回路１７及び逆再量子化回路
１８１〜１８ｎｅ一つの回路にまとめた回路で、減算器
２よりの差分値と遅延素子６よりの予測値とを夫々供給
されることにより、前記逆再量子化値ｄと同じ差分値の
代表値（逆再量子化値）を出力する。本実施例によれば
、第１〜第３実施例と同様に、予測値に応じた再量子化
値を出力することができる。なお、再量子化回路１６１
〜１６ｎ、２６は演算回路。

メモリで構成することもできる。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、予測値がダイナミックレ
ンジのどの位置にあっても効率的な再量子化を行なうこ
とができ、伝送するＤＰＣＭ信号を効率良く利用するこ
とができ、また伝送路を伝送するこによりＤＰＣＭ信号
に伝送誤りが生じても、予測係数を乗することなく、復
号値中の誤りの伝播を従来に比し抑制することができる
等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示すブロック系統図
、第２図は第１図図示ブロック系統の各部のデータ値の
一例とその変化の様子の一例を示す図、第３図及び第５
図は夫々本発明装置の第２゜第４実施例の符号装置側の
ブロック系統図、第４図は本発明装置の第３実施例を示
すブロック系統図、第６図は従来装置の一例を示すブロ
ック系統図、第７図は第６図図示ブロック系統の各部の
データ値の一例とその変化の様子の一例を示す図である
。 １・・・ＰＣＭデータ入力端子、２・・・減算器、３゜
１６＋　〜１６ｎ　、２６−再量子化回路、４．１０゜
１８＋　〜１８ｎ　、２１＋　〜２Ｉｎ　、２７．２８
・＝透写量子化回路、５．１１・・・加算器、６．１２
・・・遅延素子、１３．２２・・・復号データ出力端子
、１５．１７．２０・・・スイッチ回路、２５１〜２５
ｎ。 ３０・・・代表値化回路。 第２図 第４図 ＠５図 ９日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルス符号変調データと予測値との差分値を算出する差
   分値算出手段と、該差分値算出手段よりの該差分値に対
   して該予測値に応じて予め設定した再量子化を行なつて
   差分パルス変調信号を出力する再量子化手段と、該差分
   値に対し該予測値に応じて予め設定した逆再量子化を行
   ない該予測値に略逆比例した値の逆再量子化値を出力す
   る第１の逆再量子化手段と、該第１の逆再量子化手段よ
   りの該逆再量子化値と該予測値とを加算して新たな予測
   値を生成すると共にこれを遅延して該予測値とする予測
   値生成手段と、伝送路を経て入来した該差分パルス変調
   信号を遅延復号値に応じて予め設定した逆再量子化を行
   ない該遅延復号値に略逆比例した値の逆再量子化値を出
   力する第２の逆再量子化手段と、該遅延復号値と該第２
   の再量子化手段の出力逆再量子化値とを加算して復号値
   を生成して出力端子へ出力すると共にこれを遅延して該
   遅延復号値を得る復号手段とよりなり、該予測値に応じ
   て予め設定した再量子化を行なう共に、該遅延復号値に
   応じて予め設定した逆再量子化を行なうことを特徴とす
   る差分パルス変調信号の伝送装置。