JPS6319919A - Voice coding system - Google Patents

Voice coding system

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JPS6319919A
JPS6319919A JP16376586A JP16376586A JPS6319919A JP S6319919 A JPS6319919 A JP S6319919A JP 16376586 A JP16376586 A JP 16376586A JP 16376586 A JP16376586 A JP 16376586A JP S6319919 A JPS6319919 A JP S6319919A
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Masamitsu Suzuki
政光 鈴木
Osamu Adachi
修 足立
Hiroki Uchiyama
博喜 内山
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Abstract

PURPOSE:To regenerate voices of high quality by adding the total value of drop-out bits to the first differential value of the next block and at the same time changing the value of the scale data to repeat again the coding processing if the code data has a carry. CONSTITUTION:In a DC-PCM coding system, the absolute value DD of the differential value DDS is limited 4 to a prescribed level. At the same time, the total CC of drop-out bits obtained when the immediately preceding block is through is added to the first differential value DC of the next block. Furthermore, the value of the scale data DK is increased by one scale in case the code data has a carry owing to a fact that '1' is added to the code data by the carry CC of the total value of drop-out bits. Under such conditions, the coding processing is repeated again with the corresponding block.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、音声符号化方式に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field] The present invention relates to a speech encoding method.

[従来技術] 例えば、高速デジタル回線を用いて音声信号を伝送した
り、音声応答装置のために音声信号を容積および合成す
るなど音声信号をデジタル処理するとき、この音声信号
をなんらかの方法でデジタル信号に変換する必要がある
6 基本的には音声信号は周波数帯域が0.3−3.4KH
zのアナログ信号であり、これをデジタル信号に変換す
るには1例えばサンプリング周波数8KHzで分解能が
8ビツトのアナログ/デジタル変換器で変換すればよイ
(PCM(Pulse Code Modulatio
n)符号化)。
[Prior art] For example, when transmitting an audio signal using a high-speed digital line or digitally processing the audio signal such as volumeizing and synthesizing the audio signal for a voice response device, this audio signal is converted into a digital signal by some method. 6 Basically, audio signals have a frequency band of 0.3-3.4KH.
This is an analog signal of
n) encoding).

そして、このデジタル信号を元の音声信号に戻すには、
サンプリング周波数8KHzで分解能が8ビツトのデジ
タル/アナログ変換器でアナログ信号に変換し、さらに
ローパスフィルタを通して波形整形してやればよい。こ
のとき、アナログ/デジタル変換器およびデジタル/ア
ナログ変換器の分解能(すなわちPCM符号のビットI
I)が大きいほど再生した音声の品質が高い。
Then, to convert this digital signal back to the original audio signal,
It is sufficient to convert the signal into an analog signal using a digital/analog converter with a sampling frequency of 8 kHz and a resolution of 8 bits, and then pass it through a low-pass filter to shape the waveform. At this time, the resolution of the analog/digital converter and digital/analog converter (i.e. bit I of the PCM code
The larger I) is, the higher the quality of the reproduced audio is.

ところで、このようなPCM符号化された音声信号は1
秒あたりのビット速度(データ速度;以下ビットレート
という)が64Kbpsとなり、このように高いビット
レートの音声信号を伝送するには非常に高速な伝送路を
必要とし、また、かかる音声信号を蓄積するためには厖
大な記憶容量のメモリを必要とする。そこで、従来から
、音声信号のビットレートを低減するための種々の提案
がなされている。
By the way, such a PCM encoded audio signal has 1
The bit rate per second (data rate; hereinafter referred to as bit rate) is 64 Kbps, and transmitting audio signals with such a high bit rate requires a very high-speed transmission path, and it is necessary to store such audio signals. This requires a huge amount of memory. Therefore, various proposals have been made to reduce the bit rate of audio signals.

その1つに、時系列的に隣接するPCM符号の差分を形
成する差分PCM符号化方式がある。この差分PCM符
号化方式は、音声波形の相関性に基づく冗長性を利用し
たものであり、隣接したサンプル間の値の変化が、多く
の場合ダイナミック・レンジの限られた範囲に含まれる
ことから、lサンプルあたりのビット数を低減すること
ができる。この差分PCM符号化方式をさらに進めた適
応差分PCM符号化方式の1つである、ccITT(国
際電信電話諮問委員会)勧告による適応差分PCM方式
(ADPCMf)では、32Kbpsのビットレートを
実現している。
One of them is a differential PCM encoding method that forms a difference between chronologically adjacent PCM codes. This differential PCM encoding method utilizes redundancy based on the correlation of audio waveforms, and changes in values between adjacent samples are often included in a limited dynamic range. , the number of bits per sample can be reduced. The adaptive differential PCM method (ADPCMf) recommended by the ccITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee), which is one of the adaptive differential PCM coding methods that further advances this differential PCM coding method, achieves a bit rate of 32 Kbps. There is.

この他には、音声信号の非定在性と線形予測可能性を利
用したAPC−AB(Adaptive Predic
tion Co−ding with Adaptiv
e Bit A11ocation)方式、または、音
声分析合成手法によるLSP(Line Spectr
umPair)方式などがある。
In addition, APC-AB (Adaptive Predication), which utilizes the non-stationarity and linear predictability of audio signals,
tion Co-ding with Adaptiv
e Bit A11 location) method, or LSP (Line Spectrum) method using speech analysis and synthesis method.
umPair) method, etc.

しかしながら、このようなADPCMf方式、APC−
AB方式およびLSP方式は、符号化および復号化の処
理が非常に複雑であり、それらを実現するための装置は
非常に高価なものとなるという不都合がある。
However, such ADPCMf method, APC-
The AB method and the LSP method have disadvantages in that the encoding and decoding processes are very complicated, and the equipment for implementing them is very expensive.

一方、放送衛星用の高品位なPCM音声伝送方式の1つ
に準瞬時圧伸方式がある。この準瞬時圧伸方式は、 P
CM符号化された音声データを時系列に所定数ごとのブ
ロックに分割し、おのおののブロックにおける信号絶対
値の最大値に対応した最上位桁をあらわすスケールデー
タを識別し、その最上位桁を含む所定ビット数のデータ
を符号データに整形するものであり、比較的符号化処理
が簡単で、かつ、容易に1サンプルのビット数を低減す
ることが可能である。しかしながら、このような準瞬時
圧伸方式は、効率的には充分なものではない。
On the other hand, one of the high-quality PCM audio transmission systems for broadcasting satellites is the quasi-instantaneous companding system. This quasi-instantaneous companding method is P
Divide the CM encoded audio data into blocks of a predetermined number in time series, identify scale data representing the most significant digit corresponding to the maximum value of the signal absolute value in each block, and include the most significant digit. This formats data of a predetermined number of bits into code data, and the encoding process is relatively simple, and the number of bits of one sample can be easily reduced. However, such quasi-instantaneous companding method is not efficient enough.

そこで、この準瞬時圧伸方式の効率を改善する手法とし
て「差分PCM方式と準瞬時圧伸との結合」が考えられ
るが、一般に単に準瞬時圧伸を差分PCM方式に適用し
ただけでは、圧縮時の欠落ビットが伝送誤差を生じ、受
信側の積分器で誤差が累積して受信不能となる。
Therefore, a method to improve the efficiency of this quasi-instantaneous companding method is to ``combine the differential PCM method and quasi-instantaneous companding,'' but in general, simply applying quasi-instantaneous companding to the differential PCM method does not allow compression. Missing bits in time cause transmission errors, and the errors accumulate in the integrator on the receiving side, making reception impossible.

このような問題を解決する1つの方法として、「欠落ビ
ットのアキュムレーションによる差分圧伸PCM (D
C−PCM)J (高橋ほか、電子通信学会論文誌’8
4/10 Vol、J67−B No、10)が提案さ
れている。
One way to solve this problem is to use differential companding PCM (D
C-PCM) J (Takahashi et al., Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers '8
4/10 Vol. J67-B No. 10) has been proposed.

しかしながら、この方法は15ビット程度の差分データ
を8ビット程度に圧縮する場合に有効であり、8ビツト
の差分データを3ビット程度に圧縮するような低ビツト
レートの符号化方式には適用できない。
However, this method is effective when compressing differential data of about 15 bits to about 8 bits, and cannot be applied to a low bit rate encoding method that compresses differential data of 8 bits to about 3 bits.

[目的コ 本発明は、上述した従来技術の不都合を解決するために
なされたものであり、低ビツトレートで、簡単な処理に
より、高品質な音声を再現できる音声符号化方式を提供
することを目的としている。
[Purpose] The present invention was made in order to solve the above-mentioned disadvantages of the conventional technology, and its purpose is to provide an audio encoding method that can reproduce high-quality audio at a low bit rate and through simple processing. It is said that

[構成] 本発明は、DC−PCM符号化方式において、差分値の
絶対値を所定値に制限するとともに、直前ブロックの終
了時点における欠落ビットの累算値を次のブロックの最
初の差分値に加算し、さらに、欠落ビットの累算値の桁
上がりによって符号データに1を加算した結果その符号
データが桁上がりを生じる場合には、スケールデータの
値を1つ大きいものに変更した状態で、当該ブロックに
ついて再度符号化処理を繰り返し実行することで、上記
した目的を達成している。
[Configuration] In the DC-PCM encoding method, the present invention limits the absolute value of the difference value to a predetermined value, and also sets the cumulative value of missing bits at the end of the previous block to the first difference value of the next block. If the code data causes a carry as a result of adding 1 to the code data due to a carry of the accumulated value of missing bits, change the value of the scale data to one larger value. The above objective is achieved by repeatedly performing the encoding process on the block.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の原理について説明する。First, the principle of the present invention will be explained.

例えば、第1図(a)に実線で示したような音声信号を
サンプリング周波数8K)lzでサンプリングし、おの
おののサンプルを12ビツトのデジタルデータ(PCM
符号)に変換し、このデジタルデータを準瞬時圧伸する
ことを考える。ただし、スケール値の変動を防止するた
めに、このデジタルデータの最大値を7ビツトに制限す
る。また、準瞬時圧伸の条件としては、1ブロツクを構
成するサンプルの数は8、おのおののサンプルを3ビツ
トに圧縮し、またスケール値を3ビツトであられすもの
とする。
For example, an audio signal as shown by the solid line in Fig. 1(a) is sampled at a sampling frequency of 8K)lz, and each sample is converted into 12-bit digital data (PCM).
Consider converting this digital data into a code (code) and then semi-instantaneous companding of this digital data. However, in order to prevent fluctuations in the scale value, the maximum value of this digital data is limited to 7 bits. The conditions for quasi-instantaneous companding are that the number of samples constituting one block is 8, each sample is compressed to 3 bits, and the scale value is 3 bits.

なお、最大値が制限されて形成された7ビツトのデジタ
ルデータは、2の補数であられされたデジタルデータで
あり、最上位桁がサインビット(正負を識別するための
符号ビット)である。
Note that the 7-bit digital data formed with a limited maximum value is digital data written in two's complement, and the most significant digit is a sign bit (sign bit for identifying positive/negative).

ここで、サンプル#1〜#8のデジタルデータがそれぞ
れ第2図(a)に示したように得られたとする。
Here, it is assumed that the digital data of samples #1 to #8 are obtained as shown in FIG. 2(a).

この8つのサンプルからなるブロックにおいて、その絶
対値が最大となるのはサンプル#1のデータであるから
、そのビットパタンの最上位桁の位置すなわちビット4
が準瞬時圧伸のスケール位置POSに設定される。
In this block consisting of 8 samples, the data of sample #1 has the maximum absolute value, so the most significant digit position of the bit pattern, that is, bit 4
is set as the scale position POS for quasi-instantaneous companding.

そして、おのおののサンプル11〜#8について。And regarding each sample 11 to #8.

このスケール位置よりも1桁上位桁のビット5から下位
3桁を伝送ビットすなわち符号データとして抜き出す。
The lower three digits from bit 5, which is one digit higher than this scale position, are extracted as transmission bits, that is, code data.

したがって、符号データのMSB(最上位桁)には、そ
の符号データの正負の区別をあらわすサインビット(符
号ビット)が位置する。
Therefore, at the MSB (most significant digit) of code data, there is a sign bit (sign bit) that indicates whether the code data is positive or negative.

この結果、同図(b)に示したように、準瞬時圧伸によ
る符号化データが得られる。すなわち、先頭3ビツトに
はスケール位[PO5のデータが配置され、それに続い
てサンプル#1〜18において抜き出された3ビツトの
符号データが順次配置される。
As a result, encoded data obtained by quasi-instantaneous companding is obtained, as shown in FIG. 2(b). That is, the data of scale position [PO5 is placed in the first 3 bits, followed by the 3-bit code data extracted from samples #1 to #18 in sequence.

このとき、前述したl)C−PCMを実現するために、
符号データに含まれない下位ビット(以下これを欠落ビ
ットという)のデータをサンプル毎に順次累算し、その
累算値に桁上がりを生じたときには符号データのLSB
に1を加算する。この場合には。
At this time, in order to realize the above-mentioned l) C-PCM,
The data of the lower bits not included in the code data (hereinafter referred to as missing bits) are accumulated in sequence for each sample, and when a carry occurs in the accumulated value, the LSB of the code data is
Add 1 to . In this case.

「−」マークを付したサンプル#3J6.#8において
、この加算が生じている。
Sample #3J6 with “-” mark. This addition occurs in #8.

このようにして、欠落ビットの内容が反映された符号デ
ータが形成される。
In this way, code data reflecting the contents of the missing bits is formed.

この符号化データを復号して音声信号を再生するときは
、まず、先頭3ビツトの内容からスケール位置posを
識別する。
When decoding this encoded data to reproduce an audio signal, first, the scale position pos is identified from the contents of the first three bits.

次に、後続するデータを3ビツトずつの符号データに順
次区切り、その符号データのMSBが、さきに識別した
スケール位M POSよりも1桁上位桁に位置するよう
に、7ビツトデータのなかに配置し。
Next, the following data is sequentially divided into code data of 3 bits each, and the code data is divided into 7-bit data so that the MSB of the code data is located one digit higher than the previously identified scale position MPOS. Place.

その符号データよりも上位桁にはその符号データのMS
Bの内容(すなわちサインビットの内容)を配置し、そ
の符号データよりも下位桁には0を配置することで、6
ビツトの差分データを伸張する(同図(c)参照)。
The MS of the code data is in the upper digits than the code data.
By arranging the contents of B (that is, the contents of the sign bit) and placing 0 in the lower digits than the sign data, 6
The bit difference data is expanded (see (c) in the same figure).

そして、この差分データを積算し、その積算値(12ビ
ツト)をデジタル/アナログ変換してローパスフィルタ
で波形整形することで、音声信号が再生される。
Then, the audio signal is reproduced by integrating this difference data, converting the integrated value (12 bits) into digital/analog, and shaping the waveform with a low-pass filter.

このようなりC−PCHにより符号化されて再生された
音声信号は、第1図(b)に−点鎖線で示したように、
同図に実線で示した元の音声信号よりもレベル的に下の
位置で変化するものとなる。
The audio signal encoded and reproduced by C-PCH in this way is as shown by the dotted chain line in FIG. 1(b).
The signal changes at a position lower in level than the original audio signal shown by the solid line in the figure.

ところで、このように符号データのビット数が3ビツト
と少ない場合、欠落ビットの累算値の桁上がりによって
符号データに1を加算した結果符号データに桁上がりを
生じるおそれがある。
By the way, when the number of bits of the code data is as small as 3 bits, there is a possibility that a carry may occur in the code data as a result of adding 1 to the code data due to a carry of the accumulated value of missing bits.

そこで1本発明では、かかる事態を生じたときには、ス
ケールデータの値を1つ増加した状態で、当該ブロック
の符号化処理を再度行なうようにしている。
Accordingly, in the present invention, when such a situation occurs, the value of the scale data is increased by one, and the encoding process of the block is performed again.

第3図は、本発明の一実施例にかかる音声符号化装置を
示している。この音声符号化装置における準瞬時圧伸の
条件は、上述したものを用いている。
FIG. 3 shows a speech encoding device according to an embodiment of the present invention. The conditions for quasi-instantaneous companding in this audio encoding device are as described above.

同図において、入力音声信号SSは、ローパスフィルタ
1によって帯域制限されたのちに、サンプリング周波数
が8KHzのアナログ/デジタル変換器2に加えられて
12ビツトのデジタル信号DSに変換され、このデジタ
ル信号DSは、差分データを形成するための加減算器3
のプラス入力端に加えられている。
In the figure, an input audio signal SS is band-limited by a low-pass filter 1, and then applied to an analog/digital converter 2 with a sampling frequency of 8 KHz, where it is converted into a 12-bit digital signal DS. is an adder/subtractor 3 for forming difference data.
is added to the positive input end of.

この加減算器3から出力される差分データDDsは。The difference data DDs output from this adder/subtractor 3 is as follows.

最大値制限回路4によって7ビツトの差分データDDに
変換される。このようにして差分データの最大値を制限
したのは、次のような理由による。
The maximum value limiting circuit 4 converts it into 7-bit differential data DD. The reason why the maximum value of differential data is limited in this way is as follows.

すなわち、差分データDDsをそのまま準瞬時圧縮した
場合、突発的に大きな差分データを含むブロックにおい
てはそれに対応した大きなスケール値が設定され、その
ために他の小さな差分データに対する準瞬時圧縮後のデ
ータの追従性が悪化する。その結果、復元した音声信号
が、聴覚上、ギクシャクした感じを与える。そこで、こ
のように差分データの最大値をある程度に制限すること
により、このような聴覚上の問題を解決することができ
る。
In other words, when the differential data DDs is compressed quasi-instantaneously as is, a correspondingly large scale value is set in a block that suddenly contains large differential data, and this makes it difficult for the data after quasi-instantaneous compression to follow other small differential data. Sexuality worsens. As a result, the restored audio signal gives an aurally jerky feel. Therefore, by limiting the maximum value of the difference data to a certain extent in this way, such auditory problems can be solved.

この差分データDDは、加算器5の一入力端および加算
器6の一入力端に加えられている。
This difference data DD is applied to one input terminal of the adder 5 and one input terminal of the adder 6.

加算器6の出力はレジスタ7に加えられ、このレジスタ
7の出力は加減算器3のマイナス入力端および加算器6
の低入力端に加えられている。このようにして、最大値
制限回路4によって7ビツトに制限された差分データD
Dの積算値が加算器8によって形成され、このデータが
差分データDDsを形成するための直前のサンプルのデ
ータとして用いられている。
The output of adder 6 is added to register 7, and the output of register 7 is applied to the minus input terminal of adder/subtractor 3 and adder 6.
has been added to the low input end. In this way, the differential data D limited to 7 bits by the maximum value limiting circuit 4
An integrated value of D is formed by the adder 8, and this data is used as the data of the immediately preceding sample for forming the difference data DDs.

また、加算器5の出力は、8サンプル分の記憶容量をも
つバッファメモリ8および準瞬時圧縮のためのスケール
値を設定するためのスケール値設定部9に加えられてい
る。
Further, the output of the adder 5 is applied to a buffer memory 8 having a storage capacity of 8 samples and a scale value setting section 9 for setting a scale value for quasi-instantaneous compression.

バッファメモリ8の記憶データは、サンプル毎に準瞬時
圧縮符号化する準瞬時圧縮部10および符号データに含
まれない欠落ビットを累算するアキュムレータ11に加
えられている。
The data stored in the buffer memory 8 is applied to a quasi-instantaneous compression unit 10 that performs quasi-instantaneous compression encoding for each sample, and an accumulator 11 that accumulates missing bits not included in the encoded data.

スケール値設定部9は、加算器5から出力される差分デ
ータDDの連続する8サンプルのうち、最も絶対値の大
きいものを識別し、そのビットパタンの最上位桁を判別
してそのビット位置を3ビツトのスケールデータDKで
出力する。
The scale value setting unit 9 identifies the one with the largest absolute value among the eight consecutive samples of the difference data DD output from the adder 5, determines the most significant digit of the bit pattern, and determines the bit position. Output as 3-bit scale data DK.

このスケールデータDKは、準瞬時圧縮部10、アキュ
ムレータ11および1ブロツク分のデータを所定の信号
形式に整形するためのマルチプレクサ12の一入力端に
加えられている。
This scale data DK is applied to one input terminal of a quasi-instantaneous compression section 10, an accumulator 11, and a multiplexer 12 for shaping one block's worth of data into a predetermined signal format.

準瞬時圧縮部10は、バッファメモリ8から加えられる
7ビツトの差分データDDについて、おのおののサンプ
ル毎に、スケール値設定部9から加えられるスケールデ
ータDKがあられすスケール位置よりも1ビツト上位桁
をMSBとする3ビツトのデータを抜き出し、これを圧
縮差分データDCとして加算器13に出力している。
For each sample of the 7-bit difference data DD added from the buffer memory 8, the quasi-instantaneous compression section 10 converts the scale data DK added from the scale value setting section 9 into one bit higher than the scale position. The 3-bit data designated as MSB is extracted and outputted to the adder 13 as compressed differential data DC.

アキュムレータ11は、ブロックの開始毎にその内容が
クリアされるとともに、スケール値設定部9から加えら
れるスケールデータDKに基づいてバッファメモリ6か
ら加えられるデジタル信号DSのうち欠落ビットを識別
し、各サンプルについてその欠落ビットを累算してその
累算値に桁上がりを生じたときには、桁上がり信号CC
を加算器13に出力する。またおのおののブロックにお
ける処理を終了するとき、その時点での累算値を加算器
5の低入力端に出力する。これにより、準瞬時圧伸に特
有な欠落ビットによる誤差の累積を5次のブロックの最
初のサンプルデータを形成するときに解消することがで
きる。
The contents of the accumulator 11 are cleared at each start of a block, and the accumulator 11 identifies missing bits in the digital signal DS added from the buffer memory 6 based on the scale data DK added from the scale value setting section 9, and When the missing bits are accumulated and a carry occurs in the accumulated value, a carry signal CC is generated.
is output to the adder 13. Further, when finishing the processing in each block, the accumulated value at that time is outputted to the low input terminal of the adder 5. This makes it possible to eliminate the accumulation of errors due to missing bits, which is unique to quasi-instantaneous companding, when forming the first sample data of the 5th order block.

加算器13は、アキュムレータ11から桁上がり信号C
Cが入力されているサンプルについては準瞬時圧縮部1
0から加えられる圧縮差分データDCに1を加算してそ
の結果を符号データDCoとしてマルチプレクサ12に
出力するとともに、それ以外のサンプルについては圧縮
差分データDCをそのまま符号データDCoとしてマル
チプレクサ12に出力する。
The adder 13 receives a carry signal C from the accumulator 11.
For samples to which C is input, quasi-instantaneous compression unit 1
1 is added to the compressed difference data DC added from 0 and the result is outputted to the multiplexer 12 as coded data DCo, and for other samples, the compressed difference data DC is directly outputted to the multiplexer 12 as coded data DCo.

また加算器13は、圧縮差分データDCに1を加算した
結果桁上がりを生じた場合には、キャリ信号CYをスケ
ール値設定部9およびマルチプレクサ12に出力する。
Further, if a carry occurs as a result of adding 1 to the compressed difference data DC, the adder 13 outputs a carry signal CY to the scale value setting section 9 and the multiplexer 12.

これにより、マルチプレクサ12はそのときに入力され
た1ブロツクのデータ(後述)を出力せず、また、スケ
ール値設定部9は設定したスケール値を1つ大きくした
状態に変更する。これにより、同一ブロックのデータに
ついて、再度準瞬時圧縮の処理が実行される。
As a result, the multiplexer 12 does not output one block of data (described later) that was input at that time, and the scale value setting section 9 changes the set scale value to one larger value. As a result, the quasi-instantaneous compression process is executed again on the data of the same block.

マルチプレクサ12は、第4図に示したように、スケー
ル値設定部9から出力されたスケールデータDにを先頭
に配置し、それに続いて各サンプルの符号データDCo
を順次配置して構成した信号を、1ブロック分の符号化
データDLとして形成して次段装置(例えばデータ伝送
装置あるいはデータ記憶装置等)に出力する。
As shown in FIG. 4, the multiplexer 12 arranges the scale data D output from the scale value setting section 9 at the beginning, and then arranges the code data DCo of each sample.
A signal configured by sequentially arranging the data is formed as one block of encoded data DL and output to the next stage device (for example, a data transmission device or a data storage device, etc.).

このようにして、準瞬時圧縮部10から出力される圧縮
差分データl)Cが補正されて、符号化データDLとし
て出力される。
In this way, the compressed difference data l)C output from the quasi-instantaneous compression section 10 is corrected and output as encoded data DL.

第5図は1本発明の一実施例にかかる音声復号化装置の
一例を示している。この音声復号化装置は、上述した音
声符号化装置によって符号化された符号化データDLを
復号して音声信号を出力するものである。
FIG. 5 shows an example of a voice decoding device according to an embodiment of the present invention. This audio decoding device decodes encoded data DL encoded by the audio encoding device described above and outputs an audio signal.

同図において、例えばデータ受信装置あるいはデータ記
憶装置等の前段装置(図示時)から出力された符号化デ
ータDLは、デマルチプレクサ21に加えられ、おのお
ののブロック毎に、先頭の3ビツトがスケール値SCと
して識別されて準瞬時伸張部22のスケール値入力端に
加えられ、それ以外のコードデータ(圧縮差分データ)
は、準瞬時伸張部22のコードデータ入力端に加えられ
る。
In the figure, encoded data DL output from a pre-stage device (when shown) such as a data receiving device or a data storage device is applied to a demultiplexer 21, and for each block, the first three bits are converted to a scale value. The other code data (compressed difference data) is identified as SC and added to the scale value input terminal of the quasi-instantaneous decompression unit 22.
is applied to the code data input terminal of the quasi-instantaneous decompression section 22.

準瞬時伸張部22は、加えられるコードデータを3ビツ
トずつに区切るとともに、7ビツトデータにおいて入力
したスケールデータSCに対応したビット位置にその3
ビツトのデータを配置し、そのコードデータよりも上位
桁には符号ビットの内容を。
The quasi-instantaneous decompression unit 22 divides the added code data into 3 bits each, and adds the 3 bits to the bit position corresponding to the input scale data SC in the 7-bit data.
The bit data is placed, and the sign bit contents are placed in the upper digits than the code data.

下位桁には0を配置して7ビツトデータに伸張し、この
7ビツトデータを、加算器とレジスタから構成された積
分部23に出力する。
0 is placed in the lower digits to expand to 7-bit data, and this 7-bit data is output to an integrating section 23 consisting of an adder and a register.

積分部23は、順次入力される7ビツトデータを積算し
て音声信号の各サンプルにおける12ビツトの信号値を
形成し、これをデジタル/アナログ変換器24に出力す
る。
The integrating section 23 integrates the sequentially input 7-bit data to form a 12-bit signal value for each sample of the audio signal, and outputs this to the digital/analog converter 24.

デジタルlアナログ変換器24は、受入した信号値を8
KHzの変換周波数で対応するアナログ信号(レベル信
号)に変換し、これをローパスフィルタ25に出力する
。このアナログ信号は、ローパスフィルタ25によって
波形整形されたのち、再生音声信号として次段装置(例
えば音声出力装置等)に出力されるに のように、本発明にかかる符号化データを復号するため
の音声復号化装置の構成は、非常に簡単なものとなる。
The digital-to-analog converter 24 converts the received signal value into 8
It is converted into a corresponding analog signal (level signal) at a conversion frequency of KHz, and outputted to the low-pass filter 25. This analog signal is waveform-shaped by a low-pass filter 25 and then output as a reproduced audio signal to a next-stage device (for example, an audio output device, etc.). The configuration of the audio decoding device is extremely simple.

したがって、例えば、汎用の8ビツトマイクロプロセツ
サを用いてこの音声復号化装置を実現することもでき、
コストを極く小さく抑えることができる。
Therefore, for example, this audio decoding device can be realized using a general-purpose 8-bit microprocessor.
Costs can be kept to a minimum.

なお、上述した実施例におけるビット数等の各種定数は
一例であり、適宜な値を設定することができる。
Note that the various constants such as the number of bits in the embodiments described above are merely examples, and appropriate values can be set.

〔効果] 以上説明したように、本発明によれば、DC−PCM符
号化方式において、差分値の絶対値を所定値に制限する
とともに、直前ブロックの終了時点における欠落ビット
の累算値を次のブロックの最初の差分値に加算し、さら
に、欠落ビットの累算値の桁上がりによって符号データ
に1を加算した結果その符号データが桁上がりを生じる
場合には、スケールデータの値を1つ大きいものに変更
した状態で、当該ブロックについて再度符号化処理を繰
り返し実行しているので、低ビツトレートで、簡単な処
理により、高品質な音声を再現できるという優れた効果
を得ることができる。
[Effect] As explained above, according to the present invention, in the DC-PCM encoding method, the absolute value of the difference value is limited to a predetermined value, and the accumulated value of missing bits at the end of the previous block is If the code data causes a carry as a result of adding 1 to the code data due to the carry of the accumulated value of missing bits, the value of the scale data is increased by 1. Since the encoding process is repeatedly performed on the block after changing it to a larger size, it is possible to obtain the excellent effect of reproducing high-quality audio with a low bit rate and simple processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a) 、 (b)は本発明の詳細な説明図、第
2図(a)−(c)は本発明の詳細な説明するための信
号配置図、第3図は本発明の一実施例にかかる音声符号
化装置を示したブロック図、第4図は符号化データの一
例を示した信号配置図、第5図は本発明にかかる音声復
号化装置を示したブロック図である。 1.25・・・ローパスフィルタ、2・・・アナログ/
デジタル変換器、3・・・加減算器、4・・・最大値制
限回路、5.6.13・・・加算器、7・・・レジスタ
、8・・・バッファメモリ、9・・・スケール値設定部
、10・・・準瞬時圧縮部、11・・・アキュムレータ
、12・・・マルチプレクサ、21・・・デマルチプレ
クサ、22・・・準瞬時伸張部、23・・・積分部、2
4・・・デジタル/アナログ変換器。 ゛、−1,・′ 第1図 (a) (b) $+1  o2  g3  a4  ub  +s5 
tt’I  n6第2図 第4図 L 第5図
Figures 1 (a) and (b) are detailed explanatory diagrams of the present invention, Figures 2 (a) to (c) are signal arrangement diagrams for detailed explanation of the present invention, and Figure 3 is a detailed diagram of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an audio encoding device according to an embodiment, FIG. 4 is a signal arrangement diagram showing an example of encoded data, and FIG. 5 is a block diagram showing an audio decoding device according to the present invention. . 1.25...Low pass filter, 2...Analog/
Digital converter, 3... Adder/subtractor, 4... Maximum value limit circuit, 5.6.13... Adder, 7... Register, 8... Buffer memory, 9... Scale value Setting section, 10... Quasi-instantaneous compression section, 11... Accumulator, 12... Multiplexer, 21... Demultiplexer, 22... Quasi-instantaneous expansion section, 23... Integrating section, 2
4...Digital/analog converter.゛, -1,・' Figure 1 (a) (b) $+1 o2 g3 a4 ub +s5
tt'I n6Figure 2Figure 4L Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  PCM符号化された音声データのうち隣接するサンプ
ル間の差分値を形成してその差分値を時系列に所定数ご
とのブロックに分割し、おのおののブロックにおける差
分値の絶対値の最大値に対応した最上位桁をあらわすス
ケールデータを識別し、その最上位桁を含む所定ビット
数のデータを符号データに整形して上記音声データを圧
縮するとともにその符号データに含まれなかった欠落ビ
ットの累算値が桁上がりを生じたときには当該サンプル
の符号データの最下位桁に1を加えてその符号データを
補正する音声符号化方式において、上記差分値の絶対値
を所定値に制限するとともに、直前のブロックの終了時
点における上記欠落ビットの累算値を次のブロックの最
初の差分値に加算しこのブロックで上記補正をした結果
上記符号データに桁上がりを生じたときには、上記スケ
ールデータを1つ増加した状態で当該ブロックについて
再度符号化処理を行なうことを特徴とする音声符号化方
式。
Forms a difference value between adjacent samples of PCM encoded audio data, divides the difference value into a predetermined number of blocks in time series, and corresponds to the maximum absolute value of the difference value in each block. identify the scale data representing the most significant digit, format the data of a predetermined number of bits including the most significant digit into code data, compress the audio data, and accumulate missing bits that were not included in the code data. In an audio encoding method that corrects the coded data by adding 1 to the least significant digit of the coded data of the sample when a value carries over, the absolute value of the difference value is limited to a predetermined value, and the value of the previous value is limited to a predetermined value. If the cumulative value of the missing bits at the end of the block is added to the first difference value of the next block and the above correction is made in this block, and a carry occurs in the code data, the scale data is increased by one. A speech encoding method characterized in that the encoding process is performed again on the block in a state in which the block is encoded.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163356A (en) * 1990-04-27 1992-11-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Automatic food vending machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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