JPS6237850B2 - - Google Patents

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Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantization
circuit
register
characteristic
adaptive
Prior art date
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Expired
Application number
JP2266778A
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English (en)
Other versions
JPS54114963A (en
Inventor
Kunihiko Niwa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS54114963A publication Critical patent/JPS54114963A/ja
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  • 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP2266778A 1978-02-27 1978-02-27 Adaptive quantized circuit Granted JPS54114963A (en)

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JP2266778A JPS54114963A (en) 1978-02-27 1978-02-27 Adaptive quantized circuit

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JPS54114963A JPS54114963A (en) 1979-09-07
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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
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JPS60240217A (ja) * 1984-05-15 1985-11-29 Pioneer Electronic Corp デルタ変調信号復号装置

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