JPS6237850B2 - - Google Patents
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- JPS6237850B2 JPS6237850B2 JP2266778A JP2266778A JPS6237850B2 JP S6237850 B2 JPS6237850 B2 JP S6237850B2 JP 2266778 A JP2266778 A JP 2266778A JP 2266778 A JP2266778 A JP 2266778A JP S6237850 B2 JPS6237850 B2 JP S6237850B2
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- JP
- Japan
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- quantization
- circuit
- register
- characteristic
- adaptive
- Prior art date
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 116
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はPCM、DPCM（予測符号化）などの
符号化方式に関しより詳しくはその量子化特性を
入力信号に応じて変化させる適応量子化符号化方
式の適応量子化回路に関する。
符号化方式に関しより詳しくはその量子化特性を
入力信号に応じて変化させる適応量子化符号化方
式の適応量子化回路に関する。
音声や画像などの信号を標本化量子化、符号化
してから伝送し、受信側で復号するいわゆるデイ
ジタル通信方式が一般に用いられている。この場
合に、音声、画像など入力信号のダイナミツクレ
ンジが広いため、固定の量子化特性を用いたので
は全ダイナミツクレンジにわたり良好な信号対量
子化雑音（Ｓ／Ｎ）特性が得られない。そこで入
力レベルが大のときには大きな量子化レベルをも
つ量子化特性を用い、入力レベルが小のときには
小さな量子化レベルをもつ量子化特性を用い、そ
の量子化特性の制御を自動的に行なう適応量子化
が考えられている。その一例は文献(1)Ｎ、Ｓ、
Jayant“Adaptive Quantization wiht ａ one
−word memory”Bell System Technical
Journal、Sept、1973に述べられている。この文
献に代表されるように従来の量子化方式は現在用
いられている量子化レベルによつて次の量子化特
性を決定するものでありそのためほとんど全ての
標本化時点毎に量子化特性が変化するのでＳ／Ｎ
特性が劣化したり、また伝送路でのビツト誤りが
起こると送信側と受信側で量子化特性の差が生じ
復号した信号に大きな誤差が生ずるという欠点が
あつた。
してから伝送し、受信側で復号するいわゆるデイ
ジタル通信方式が一般に用いられている。この場
合に、音声、画像など入力信号のダイナミツクレ
ンジが広いため、固定の量子化特性を用いたので
は全ダイナミツクレンジにわたり良好な信号対量
子化雑音（Ｓ／Ｎ）特性が得られない。そこで入
力レベルが大のときには大きな量子化レベルをも
つ量子化特性を用い、入力レベルが小のときには
小さな量子化レベルをもつ量子化特性を用い、そ
の量子化特性の制御を自動的に行なう適応量子化
が考えられている。その一例は文献(1)Ｎ、Ｓ、
Jayant“Adaptive Quantization wiht ａ one
−word memory”Bell System Technical
Journal、Sept、1973に述べられている。この文
献に代表されるように従来の量子化方式は現在用
いられている量子化レベルによつて次の量子化特
性を決定するものでありそのためほとんど全ての
標本化時点毎に量子化特性が変化するのでＳ／Ｎ
特性が劣化したり、また伝送路でのビツト誤りが
起こると送信側と受信側で量子化特性の差が生じ
復号した信号に大きな誤差が生ずるという欠点が
あつた。
本発明の目的はこのような従来の適応量子化回
路の欠点を除き、Ｓ／Ｎ特性を高めかつ伝送路ビ
ツト誤りが生じてもその影響を受けにくい改良さ
れた適応量子化回路を提供することにある。
路の欠点を除き、Ｓ／Ｎ特性を高めかつ伝送路ビ
ツト誤りが生じてもその影響を受けにくい改良さ
れた適応量子化回路を提供することにある。
また本発明の他の目的は、比較的簡単なハード
ウエア構成の適応量子化回路を提供することにあ
る。
ウエア構成の適応量子化回路を提供することにあ
る。
本発明によれば、それぞれｍ個の量子化レベル
をもつたｋ個の量子化特性を用意しそのうちの１
つを入力信号に応じて適応的に選択して使用しつ
つ符号化を行う適応量子化符号化方式の適応量子
化回路において、 (a) 現時刻で使用されている量子化特性の内部状
態を示す値を保持するレジスタであり、この値
が定められた範囲外となるときには、この範囲
のほぼ中央の値にセツトされるレジスタ、 (b) 現標本化時刻で使用されている量子化特性の
内部状態を示すレジスタ、現標本化時刻で使用
されている量子化特性のｍ個の量子化レベルの
うち零から最も離れたｍ個の量子化レベルの中
のｉ番目（ｉ＝１、２、………Ｎ）が選択され
たときには前記レジスタの内容をｉに対応して
一定値ａiだけ増加させ、最も零に近いＭ個 （Ｎ＋Ｍｍ／２） の量子化レベルの中のｊ番目のレベルが選択さ
れたときには前記レジスタの内容をｊに対応し
て一定値ｂjだけ減少させるレジスタ内容修正
回路と、前記レジスタの修正された内容に基づ
き次の標本化時刻に使用する量子化特性を決定
する量子化特性決定回路、 (c) 該量子化特性決定回路出力に応動して前記ｋ
個の量子化特性のうちの１つをとる可変量子化
回路、 とで構成されたことを特徴とする適応量子化回路
が得られる。
をもつたｋ個の量子化特性を用意しそのうちの１
つを入力信号に応じて適応的に選択して使用しつ
つ符号化を行う適応量子化符号化方式の適応量子
化回路において、 (a) 現時刻で使用されている量子化特性の内部状
態を示す値を保持するレジスタであり、この値
が定められた範囲外となるときには、この範囲
のほぼ中央の値にセツトされるレジスタ、 (b) 現標本化時刻で使用されている量子化特性の
内部状態を示すレジスタ、現標本化時刻で使用
されている量子化特性のｍ個の量子化レベルの
うち零から最も離れたｍ個の量子化レベルの中
のｉ番目（ｉ＝１、２、………Ｎ）が選択され
たときには前記レジスタの内容をｉに対応して
一定値ａiだけ増加させ、最も零に近いＭ個 （Ｎ＋Ｍｍ／２） の量子化レベルの中のｊ番目のレベルが選択さ
れたときには前記レジスタの内容をｊに対応し
て一定値ｂjだけ減少させるレジスタ内容修正
回路と、前記レジスタの修正された内容に基づ
き次の標本化時刻に使用する量子化特性を決定
する量子化特性決定回路、 (c) 該量子化特性決定回路出力に応動して前記ｋ
個の量子化特性のうちの１つをとる可変量子化
回路、 とで構成されたことを特徴とする適応量子化回路
が得られる。
なお、定数a1〜ａN、b1〜ｂMの設定は要求され
る符号化特性に応じて決定されるが、一般にはa1
a2………ａN、b1b2………ｂN、に選ぶ
のが普通である。
る符号化特性に応じて決定されるが、一般にはa1
a2………ａN、b1b2………ｂN、に選ぶ
のが普通である。
次に図面を参照しつつ本発明を説明する。なお
以下では主にDPCM（予測符号化）方式を例とし
て説明する。
以下では主にDPCM（予測符号化）方式を例とし
て説明する。
第１図は適応量子化DPCM方式の一般的なブロ
ツク図である。まず入力信号１０１と予測信号１
１３との差信号１０３を差回路１０２で計算し、
これを量子化回路１０４に入力する。第２図は量
子化回路１０４の入出力特性の一例を示す図であ
る。図では３ビツト量子化の場合を示しており、
量子化回路への入力信号（差信号１０３）の振巾
がどの程度かによつて符号000から111まで表わさ
れる８つの量子化レベルのうちの１つが量子化回
路出力符号１０５として出力され、伝送路１２０
を介して受信側へ伝送される。送信側ではさらに
量子化回路出力符号１０５の出力を量子化特性制
御回路１０６に入力し、次にとるべき量子化特性
を指示する制御信号１０８を出力する。この制御
信号１０８によつて量子化特性は例えば、第２図
の特性から第３図のように修正され（各量子化レ
ベルが1/2になつている）次の量子化には第３図
の特性が用いられる。従つて同じ振巾（例えば図
中のｘ）の差信号であつても、第２図の特性を用
いている場合には１０１、第３図の特性を用いて
いる場合には１１０が出力される。
ツク図である。まず入力信号１０１と予測信号１
１３との差信号１０３を差回路１０２で計算し、
これを量子化回路１０４に入力する。第２図は量
子化回路１０４の入出力特性の一例を示す図であ
る。図では３ビツト量子化の場合を示しており、
量子化回路への入力信号（差信号１０３）の振巾
がどの程度かによつて符号000から111まで表わさ
れる８つの量子化レベルのうちの１つが量子化回
路出力符号１０５として出力され、伝送路１２０
を介して受信側へ伝送される。送信側ではさらに
量子化回路出力符号１０５の出力を量子化特性制
御回路１０６に入力し、次にとるべき量子化特性
を指示する制御信号１０８を出力する。この制御
信号１０８によつて量子化特性は例えば、第２図
の特性から第３図のように修正され（各量子化レ
ベルが1/2になつている）次の量子化には第３図
の特性が用いられる。従つて同じ振巾（例えば図
中のｘ）の差信号であつても、第２図の特性を用
いている場合には１０１、第３図の特性を用いて
いる場合には１１０が出力される。
再び第１図を参照して説明を続けると、量子化
回路出力符号１０５は同時に逆符号化回路１０７
によつて３ビツトの符号の形から実際の電圧信号
１０９に変換される。すなわち信号１０９は差信
号１０３を量子化した電圧を表わしている。つぎ
に予測フイルタ１１２および加算回路１１０で構
成される予測回路によつて予測信号１１３が形成
されるようになつている。
回路出力符号１０５は同時に逆符号化回路１０７
によつて３ビツトの符号の形から実際の電圧信号
１０９に変換される。すなわち信号１０９は差信
号１０３を量子化した電圧を表わしている。つぎ
に予測フイルタ１１２および加算回路１１０で構
成される予測回路によつて予測信号１１３が形成
されるようになつている。
一方、受信側でも全く同様の操作を行なつて復
号信号１６１を形成する。このような一般的な適
応量子化DPCM方式の概念については前記文献(1)
にも述べられているのでこれ以上詳述する必要は
あるまい。
号信号１６１を形成する。このような一般的な適
応量子化DPCM方式の概念については前記文献(1)
にも述べられているのでこれ以上詳述する必要は
あるまい。
第４図は本発明の適応量子化回路の一実施例を
示す回路図である。量子化回路１０４の出力符号
１０５は量子化特性制御回路１０６に入力され
る。量子化特性制御回路１０６は例えば第４図の
ように、修正信号発生回路４０１、加算回路４０
３、レジスタ４０４、量子化特性決定回路４０７
とで構成されている。修正信号発生回路４０１は
量子化回路出力符号に応じて修正信号４０２を発
生する。例えば第２図の量子化ステツプ100およ
び011が選択されたとすると修正信号４０２とし
て、−２、量子化ステツプ101、010に対しては−
１、量子化ステツプ110、011に対しては＋１、量
子化ステツプ111、000に対しては＋２が出力され
る。これは読出し専用メモリを用いて実現でき
る。現在使用されている量子化特性は内部状態符
号としてレジスタ４０４に格納されており、その
出力４０６と修正信号４０２とを加算回路４０３
で加算して新たな内部状態405が出力される。こ
の内部状態405から量子化特性決定回路４０７
（これも読出し専用メモリで実現できる）によつ
て量子化特性が決定され、その出力108に応じて
可変量子化回路１０４の量子化特性を制御する。
示す回路図である。量子化回路１０４の出力符号
１０５は量子化特性制御回路１０６に入力され
る。量子化特性制御回路１０６は例えば第４図の
ように、修正信号発生回路４０１、加算回路４０
３、レジスタ４０４、量子化特性決定回路４０７
とで構成されている。修正信号発生回路４０１は
量子化回路出力符号に応じて修正信号４０２を発
生する。例えば第２図の量子化ステツプ100およ
び011が選択されたとすると修正信号４０２とし
て、−２、量子化ステツプ101、010に対しては−
１、量子化ステツプ110、011に対しては＋１、量
子化ステツプ111、000に対しては＋２が出力され
る。これは読出し専用メモリを用いて実現でき
る。現在使用されている量子化特性は内部状態符
号としてレジスタ４０４に格納されており、その
出力４０６と修正信号４０２とを加算回路４０３
で加算して新たな内部状態405が出力される。こ
の内部状態405から量子化特性決定回路４０７
（これも読出し専用メモリで実現できる）によつ
て量子化特性が決定され、その出力108に応じて
可変量子化回路１０４の量子化特性を制御する。
第５図は前記内部状態遷移の様子を示したもの
である。一つ一つの円が各内部状態に対応し、縦
の列は同一量子化特性を表わしている。第５図の
例においては、先に述べた定数はそれぞれＮ＝
２、Ｍ＝２、ｍ＝８、a1＝b1＝１、a2＝b2＝２で
ある。なお量子化特性は第２図及び第３図のもの
を想定している。
である。一つ一つの円が各内部状態に対応し、縦
の列は同一量子化特性を表わしている。第５図の
例においては、先に述べた定数はそれぞれＮ＝
２、Ｍ＝２、ｍ＝８、a1＝b1＝１、a2＝b2＝２で
ある。なお量子化特性は第２図及び第３図のもの
を想定している。
現在の内部状態が状態Ａであるとする。
量子化ステツプ111または000が選択されるとこ
れは最も零から離れたＮ（＝２）個の量子化レベ
ルの中のｉ（この場合は２）番目が選択されたわ
けであるから、a2＝２すなわち内部状態は２だけ
上昇してＢとなる。しかしこの場合にはＡもＢも
同一量子化特性に属する内部状態であるので量子
化特性の変化は生じない。次に量子化ステツプ
110または001が選択されるとこれは最も零から離
れたＮ（＝２）個の量子化レベルの中のｉ（この
場合は１）番目が選択されたわけであるから、a1
＝１すなわち内部状態は１だけ上昇しＢからＣへ
移る。ここではじめて量子化特性は１つ大きな量
子化特性に変化する。このように量子化特性の変
化が起こる際内部状態は常に一定の基本状態に移
るように制御される。但し、ここで説明に用いて
いる量子化特性は正負対象であるので、上の説明
では定数Ｍ、Ｎの設定は正側についてのみ記して
ある。
れは最も零から離れたＮ（＝２）個の量子化レベ
ルの中のｉ（この場合は２）番目が選択されたわ
けであるから、a2＝２すなわち内部状態は２だけ
上昇してＢとなる。しかしこの場合にはＡもＢも
同一量子化特性に属する内部状態であるので量子
化特性の変化は生じない。次に量子化ステツプ
110または001が選択されるとこれは最も零から離
れたＮ（＝２）個の量子化レベルの中のｉ（この
場合は１）番目が選択されたわけであるから、a1
＝１すなわち内部状態は１だけ上昇しＢからＣへ
移る。ここではじめて量子化特性は１つ大きな量
子化特性に変化する。このように量子化特性の変
化が起こる際内部状態は常に一定の基本状態に移
るように制御される。但し、ここで説明に用いて
いる量子化特性は正負対象であるので、上の説明
では定数Ｍ、Ｎの設定は正側についてのみ記して
ある。
このように零から離れた量子化ステツプが選択
される場合は量子化回路への入力信号が現在使用
している量子化特性に対し比較的大きいことを意
味しているので、より大きな量子化特性に移行す
るよう制御するのが望ましいわけである。逆に零
に近い量子化ステツプ（例えば010、011、100、
101など）が選択される場合は、量子化回路への
入力信号は現在使用している量子化特性に対し比
較的小さいことを意味しているので、より小さな
量子化特性に移行するよう制御するのが望まし
い。このため零に近い量子化ステツプが生じたら
内部状態を下げ、ある量子化特性に属する最低状
態に達してもなお零に近い量子化ステツプが生ず
る場合、より小さな量子化特性に移行するわけで
ある。ただし零に近い量子化ステツプが一度選択
されたからといつて直ちに量子化特性を変更する
わけではなく、ある期間監視してから変更するの
が本発明の基本的考え方である。その理由は毎標
本化時点毎に量子化特性を変化させるとＳ／Ｎ特
性が劣化すること、また伝送路でのビツト誤りが
起こると直ちに符号器と復号器の量子化特性に差
ができてしまうが、本発明では上述のように直ち
に量子化特性が変化するわけではないからビツト
誤りの影響を受けにくいことによる。
される場合は量子化回路への入力信号が現在使用
している量子化特性に対し比較的大きいことを意
味しているので、より大きな量子化特性に移行す
るよう制御するのが望ましいわけである。逆に零
に近い量子化ステツプ（例えば010、011、100、
101など）が選択される場合は、量子化回路への
入力信号は現在使用している量子化特性に対し比
較的小さいことを意味しているので、より小さな
量子化特性に移行するよう制御するのが望まし
い。このため零に近い量子化ステツプが生じたら
内部状態を下げ、ある量子化特性に属する最低状
態に達してもなお零に近い量子化ステツプが生ず
る場合、より小さな量子化特性に移行するわけで
ある。ただし零に近い量子化ステツプが一度選択
されたからといつて直ちに量子化特性を変更する
わけではなく、ある期間監視してから変更するの
が本発明の基本的考え方である。その理由は毎標
本化時点毎に量子化特性を変化させるとＳ／Ｎ特
性が劣化すること、また伝送路でのビツト誤りが
起こると直ちに符号器と復号器の量子化特性に差
ができてしまうが、本発明では上述のように直ち
に量子化特性が変化するわけではないからビツト
誤りの影響を受けにくいことによる。
以上述べたように本発明は簡単な回路で優れた
適応量子化回路を実現できるものであり実用的価
値大である。なお、以上の説明では、主として適
応量子化DPCM方式を例として述べたが、これに
は限定されず適応量子化PCM方式にも適用でき
る。
適応量子化回路を実現できるものであり実用的価
値大である。なお、以上の説明では、主として適
応量子化DPCM方式を例として述べたが、これに
は限定されず適応量子化PCM方式にも適用でき
る。
また第２図〜第５図も説明のための一例であつ
て本発明の基本思想を変えない範囲で変更可能な
ことはもちろんである。
て本発明の基本思想を変えない範囲で変更可能な
ことはもちろんである。
第１図は一般的な適応量子化DPCM方式のブロ
ツク図で、１０１は入力信号、１０２は差回路、
１０４は可変量子化回路、１０６，１５６は量子
化特性制御回路、１０７，１５７は逆符号化回
路、１１０，１６０は加算回路、１１２，１６２
は予測フイルタである。 第２図および第３図は量子化特性の一例を示す
図であり、第４図は本発明の適応量子化回路の一
実施例を示し、４０１は修正信号発生回路、４０
３は加算回路、４０４はレジスタ、４０７は量子
化特性決定回路である。第５図は内部状態遷移図
である。
ツク図で、１０１は入力信号、１０２は差回路、
１０４は可変量子化回路、１０６，１５６は量子
化特性制御回路、１０７，１５７は逆符号化回
路、１１０，１６０は加算回路、１１２，１６２
は予測フイルタである。 第２図および第３図は量子化特性の一例を示す
図であり、第４図は本発明の適応量子化回路の一
実施例を示し、４０１は修正信号発生回路、４０
３は加算回路、４０４はレジスタ、４０７は量子
化特性決定回路である。第５図は内部状態遷移図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ それぞれｍ個の量子化レベルをもつたｋ個の
量子化特性を用意しそのうちの１つを入力信号に
応じて適応的に選択しつつ符号化を行う適応量子
化符号化方式の適応量子化回路において、 (a) 現時刻で使用されている量子化特性の内部状
態を示す値を保持するレジスタであり、この値
が定められた範囲外となるときには、この範囲
のほぼ中央の値にセツトされるレジスタ、 (b) 現標本化時刻で使用されている量子化特性の
内部状態を示すレジスタ、現標本化時刻で使用
されている量子化特性のｍ個の量子化レベルの
うち零から最も離れたｍ個の量子化レベルの中
のｉ番目（ｉ＝１、２、………Ｎ）が選択され
たときには前記レジスタの内容をｉに対応して
一定値aiだけ増加させ、最も零に近いＭ個 （Ｎ＋Ｍｍ／２） の量子化レベルの中のｊ番目のレベルが選択さ
れたときには前記レジスタの内容をｊに対応し
て一定値bjだけ減少させるレジスタ内容修正回
路と、前記レジスタの修正された内容に基づき
次の標本化時刻に使用する量子化特性を決定す
る量子化特性決定回路、 (c) 該量子化特性決定回路出力に応動して前記ｋ
個の量子化特性のうちの１つをとる可変量子化
回路、 とで構成されたことを特徴とする適応量子化回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266778A JPS54114963A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Adaptive quantized circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266778A JPS54114963A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Adaptive quantized circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54114963A JPS54114963A (en) | 1979-09-07 |
| JPS6237850B2 true JPS6237850B2 (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=12089193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266778A Granted JPS54114963A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Adaptive quantized circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54114963A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116421A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-20 | Toshiba Corp | Arithmetic circuit for delta amount |
| JPS57192124A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Forecasting encoder |
| JPS58209223A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 差分パルス符号変調回路 |
| JPS60240217A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Pioneer Electronic Corp | デルタ変調信号復号装置 |
-
1978
- 1978-02-27 JP JP2266778A patent/JPS54114963A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54114963A (en) | 1979-09-07 |
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