JPS62248034A - ログ変換装置 - 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 本発明は音声信号などのように自己相関の高い離散信号
を入力したとき、その信号の２を底とする対数値を、過
去の入力あるいは出力のデータから求めた傾きと切片を
持つ直線で近似することにより、速く精度良く得るログ
変換装置に関するものである。

従来の技術 近年、ディジタル回線の効率的な利用や音声蓄積などの
通信サービスに対する要求が高まり各種の高能率音声符
号化の方法が提唱され、実用化されている。そのなかの
１つ、ＡＤＰＣＭ　方式は入力信号と適応型予測器の差
を適応型予測器で符号化し伝送する符号化方式である。

ここで、適応型量子化器は、過去の入力信号を用いてゲ
インの調姫を行ない、それを同定の量子化器に接続する
ことにより実現される。１９８４年１０月にＣＣＩＴＴ
において国際標準化された３２ｋｂｐ１９ＡＤＰＣＭ方
式（Ｇ、７２１　）では、適応型量子化器のゲインの調
整（除算）を、第６図で示すようにログ変換と減算で実
現している。ここで３０は信号ｘ４人力としｌｏｇ２　
Ｘの近似値を出力とするログ変換部、３１はゲイン調整
のだめの値１ｏｇ２△との減算部、３２は信号Ｙｉ高出
力する固定の量子化器である。

このなかで、ログ変換部３０では１以上２以下の差信号
ｘ＝（１＋δ）のログ変換値ｌｏｇ２Ｘを、１ｏｇ２　
（１＋δ）−，δ　・・・・・・・・・・・・（１）の
近似式を用いて求めている。その近似の様子を第７図に
示す。１０はＹ＝ｌＯｇｚ（１＋δ）の曲線、１１はｙ
＝δの直線である。よって（１）の近似式は１００曲線
を１１の直線で近似していることになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような近似式では、たとえばδ＝０
．６のとき、１０の曲線と１１の直線との差は（ｌｏｇ
２１．５−０−５）、０．０８４９６２５となり、近似
誤差は１４−５２％にもなる。ログ領域の値は線形領域
に直すと２のべき乗がかかるので（１）の近似式を適応
型量子化器に応用したとき、その誤差の影響は大きく、
量子化誤差を増大させる結果となる。

本発明は、以上述べた従来のログ変換装置の有していた
欠点に鑑み、精度が良く、かつ入力から出力までの処理
時間の短いログ変換装置全提供することにより、それを
用いた適応型量子化器での量子化誤差を減少させるとと
もに処理速度を速めることを１」的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は入力信号が１以上２以下の実数ｘ１のとき、過
去の入力信号ｘＬ−］　ｓあるいは過去の出力信号Ａｉ
　；Ｘｌ　；＋Ｂｉ　−ｊ　　（Ｊ　＝　１　、２　、
・・ｉ）大きさによって定まる傾きＡ１及び切片Ｂｌ全
発生する係数発生部と、前記傾きＡ上、切片Ｂ１及び入
力信号ＸｌからＡｉｘ工＋Ｂ１の計算を行なう計算部と
を備え、信号を入力してから出力信号を得るまで短い処
理時間内でｌｏｇ２Ｘｉを入力信号に適応した傾きと切
片をもつ直線人ｉＸｌ＋Ｂｉで近似して得ることを特徴
とするログ変換装置である。

作用 本発明は前記した構成により、過去の入力信号ｘ−１＋
δ（０≦δ≦１）が比較的２に近い値のとき、つまり過
去の出力信号Ｙ−ムＸ−）−Ｂが比較的１に近いときは
、曲線１０ｇ２Ｘと直線ＡＩ＋Ｂとの交点（あるいは接
点）のＸ座標を２に近い値になるようあらかじめ傾き五
と切片Ｂｉ光発生く第４図の１２）、逆にＸが比較的１
に近い値のとき、つまりＹがＯに近いときは、交点（あ
るいは接点）のＸ座標を１に近いように（第６図の１３
）傾き人、切片Ｂを発生する。次の入力信号は自己相関
の高い信号のため現在の入力信号に近い。二って次の入
力信号に対しこの人とＢｉ係数とする直線でｌｏｇｚＸ
　　を近似する。その上、過去のデータを用いてあらか
じめ傾きと切片を求めているため、Ｘを入力してから出
力Ｙを得るまでの時間が短い。

なお、第４図、第６図における１０はｌｏｇ２　Ｘのグ
ラフである。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例に於けるログ変換装置の
ブロック図を示すものである。１は乗算部、２は加算部
、６は入力信号を１単位時間だけ遅らせる遅延部で４は
乗算部１と加算部２に傾きＡ１切片Ｂを与える係数発生
部である。以上のように構成された本実施例のログ変換
装置について、以下その動作について説明する。まず、
乗算部１、加算部２で入力信号Ｘｉとあらかじめ過去の
信号より求めておいた傾きムと切片Ｂを用いてムＸ工＋
Ｂの計算を行ないそれｉｌｏｇ２Ｘｉの近似値として出
力する。そして次の入力信号Ｘｉ＋＋のためにＸ工を用
いて傾き人と切片Ｂを求める。傾き人と切片Ｂの求め方
は入力信号ｘ１が比較的２に近い値のとき、係数発生部
４は傾きＡ　ｆ　１以下に切片Ｂを一１以上にして出力
する（第４図）。逆にＸｉが比較的１に近い値の時、係
数発生部４は傾きＡｔ１以上に切片Ｂを一１以下にして
出力する（第６図）。つまり １０ｇ２Ｘｉ　＃　ＡＸｉ　＋　Ｂ　　・・・・・・・
・・・・・・・・−・・（２）となるよう傾き人、切片
Ｂを発生する。具体的なＡ、Ｈの発生については例をあ
げて後述する。音声信号のように自己相関の高い信号に
ついては時刻１＋１の入力信号Ｘｉ＋ｉがＸ工に近い値
なので、（２）の近似式で入力信号ｘ１が決定した傾き
人、切片Ｂを用いて、時刻工＋１の出力信号１０ｇｚＸ
ｉ＋１１０ｇ２Ｘ４＋＋　＃ＡＸ４＋１　＋　Ｂ　　　
・−・・・・・・＝−（３）と近似できる。

第２図は本発明の池の実施例に於けるログ変換装置のブ
ロック図を示すものである。３は加算部２の出力を１単
位時間だけ遅延させて、傾き人及び切片Ｂを発生する係
数発生部４に入力するだめの遅延部である。１および２
は、第１の実施例と同じ構成要素である。入力信号が自
己相関の高い信号のため時刻１＋１の出力信号Ｙ工＋１
と時刻上の出力信号Ｙ工は相関が高い。そこで時刻上の
出力Ｙ１が決定したム’、Ｂ’ｉ用いて １０ｇ２ｘ１＋１−ム′ｘエヤ、＋Ｂ′・・・・・・・
・・・・・（４）と近似する。

次に係数発生部４の動作を具体的な例をあげて説明する
。但し、この例は第１の実施例のログ変換装置に於ける
係数発生部の例である。まず、第３図に示すように１≦
Ｘ≦２の範囲を１≦Ｘ≦１．６と１．５≦Ｘ≦２．０に
２等分する。遅延部６で１単位だけ遅延した入力信号Ｘ
ｉが、１≦Ｘ工≦１．５の範囲ならば、直線１ｓ（Ｙ＝
１−１γＸ−１−１７）でｌｏｇ２Ｘよ＋１を近似し、
１．６≦Ｘ工≦２−０の範囲ならば、直線１４（Ｙ　＝
　０．８３　Ｘ　−ｏ、ｅｓ）で１０ｇｚＸｉ＋＋　ｆ
近似する。よって、係数発生部４ば、入力信号Ｘ工の値
と１．６ヲ比較して、ｘｌ　が１．５より小さければＡ
　＝　１．１７Ｂ　＝　−１，１７を出力し、ｘエカ１
．６ヨり太きければＡ＝０．８３Ｂ＝−０，６６ｉ出力
する。このことにより、（２）の近似式を実現する傾き
入、切片Ｂを得る。この傾き人と切片Ｂを用いて１０ｇ
２　Ｘよ＋１の近似値を得る。この近似値は、第３図で
説明すると１≦Ｘｉ≦１．６のときは直線１４で、１．
６≦Ｘｉ≦２．０のときは直線１６で対数曲線１０を近
似したものである。

よって、これと第７図の直線１１で表わされる（１）の
近似式による近似値と比べるとＸｉが１以上２以下のど
の範囲でも当実施例に於ける近似値のほうがｌｏｇ２Ｘ
よ＋１（第３図１０の曲線）をより精度よく近似してい
る。

なお、この例では１≦Ｘ工≦２−０の範囲を２等分した
が、これに限定する必要はなく例えば１≦Ｘｉ≦２−０
の範囲を自然数Ｎ個に分け、各範囲ごとの傾きＡと、切
片Ｂ全テーブルに設定しておいてよい。

以上のように、本実施例によれば、過去の入力信号Ｘ工
あるいは出力信号ムＸｉ＋Ｂから傾きと切片をテーブル
ルックアップし、入力信号Ｘｉに適した傾きと切片を持
つ直線で、ログ変換値１０ｇ２Ｘｉ＋＋を近似できる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、入力信号Ｘのログ
変換値ｌｏｇ２Ｘをあらかじめ過去の信号より入力信号
に適応した傾きと切片をもった直線金求めて、それで近
似することにより、誤差の少ない出力値を速く得ること
が出来る。又、本発明に於けるログ変換装置を適応型量
子化器に組み入れて汎用のディジタル信号処理プロセッ
サで処理することが考えられるが、傾き人と切片Ｂを用
いた近似値の計算ＡＸ十Ｂを、ディジタル信号処理プロ
セッサに内蔵されている乗算器と加算器で実現すれば付
加回路の必要もない。以上２点のことより、本発明によ
る実用的効果は太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に於ける一実施例に於けるログ変換装置
のブロック図、第２図は本発明の他の実施例のログ変換
装置のブロック図、第３図は第１図の係数発生部の具体
的動作の例の説明図、第４図、第６図は、本発明の動作
の概要の説明図、第６図はＣＣ工ＴＴ　に於いて提唱さ
れたＡＤＰＣＭ方式の適応量子化の構成図、第７図は従
来のログ変換装置の近似の様子の説明図である。 １・・・・・・乗算部、２・・・・・・加算部、３・・
・・・・遅延部、４・・・・・・係数発生部、６・・・
・・・ＡＸ＋Ｂ計算部、１０・・・・・・ｌｏｇ２Ｘの
グラフ、３０・・・・・・ログ変換部、３１・・・・・
・減算部、３２・・・・・・固定の量子化器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−〜 塚　　　　　　　　　　　　　城 区 ａ） 城 箔４図 第５図 Ｙ。 窮６図 ノ０シ２△ 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号が１以上２以下の実数Ｘ＿ｉのとき、過
   去の入力信号Ｘ＿ｉ＿−＿ｊ（Ｊ＝１、２、・・・）の
   大きさによって定まる傾きＡ＿ｉ及び切片Ｂ＿ｉを発生
   する係数発生部と、前記傾きＡ＿ｉ、切片Ｂ＿ｉ及び入
   力信号Ｘ＿ｉからＡ＿ｉＸ＿ｉ＋Ｂ＿ｉの計算を行なう
   計算部とを備え、ｌｏｇ＿２Ｘ＿ｉを入力信号に適応し
   た傾きと切片をもつ直線Ａ＿ｉＸ＿ｉ＋Ｂ＿ｉで近似し
   て得ることを特徴とするログ変換装置。
2. （２）係数発生部が過去の出力信号Ａ＿ｉ＿−＿ｊＸ＿
   ｉ＿−＿ｊ＋Ｂ＿ｉ＿−＿ｊ（Ｊ＝１、２、・・・）を
   入力とし、その大きさによって定まる傾きＡ＿ｉ及び切
   片Ｂ＿ｉを発生する構造を有する特許請求の範囲第１項
   記載のログ変換装置。