JPS6347372B2 - - Google Patents

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JPS6347372B2
JPS6347372B2 JP57213602A JP21360282A JPS6347372B2 JP S6347372 B2 JPS6347372 B2 JP S6347372B2 JP 57213602 A JP57213602 A JP 57213602A JP 21360282 A JP21360282 A JP 21360282A JP S6347372 B2 JPS6347372 B2 JP S6347372B2
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JP
Japan
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signal
pcm
adpcm
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circuit
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JP57213602A
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Kazunari Irie
Masahiro Ko
Hideyo Murakami
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • H03M7/3002Conversion to or from differential modulation
    • H03M7/3044Conversion to or from differential modulation with several bits only, i.e. the difference between successive samples being coded by more than one bit, e.g. differential pulse code modulation [DPCM]
    • H03M7/3046Conversion to or from differential modulation with several bits only, i.e. the difference between successive samples being coded by more than one bit, e.g. differential pulse code modulation [DPCM] adaptive, e.g. adaptive differential pulse code modulation [ADPCM]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/04Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM]
    • H03M3/042Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM] with adaptable step size, e.g. adaptive differential pulse code modulation [ADPCM]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕 本発明は、デイジタル符号通信方式の符号変換
装置に関する。特に、差分デイジタル符号変調
(本明細書では『ADPCM』という。)信号をデイ
ジタル符号変調(本明細書では『PCM』とい
う。)信号に変換する装置であつて、ADPCM信
号と非線型PCM信号との相互変換を繰り返して
も、変換雑音が累積しない変換装置に関する。 〔従来技術の説明〕 現用のPCM通信方式では、電話1チヤンネル
の音声を伝送するために64kb/Sの伝送速度を
必要とする。このPCM通信方式では、近接した
標本値間には相関がないものとしているが、実際
の音声では相関がありこの相関を利用すれば、予
測手段により情報量を圧縮し、伝送速度を
32kb/Sまたは16kb/S等に経済化することが
できる。 この予測手段として、過去のN回の標本値を用
いて、現在の値を線型に予測する線型予測方式が
広く知られているが、量子化ステツプを入力信号
に応じて適応的に変更する適応予測方式が高能率
の予測方式として用いられるようになつた。 本出願人は、ADPCM−PCM変換装置に付い
て特許出願(特願昭53−27933、昭和53年3月11
日出願、以下単に「先願」という。)を行い、昭
和54年9月19日付にて公開公報〔特開昭54−
120571〕に開示された。また、本願発明者の一人
はこの先願の発明の内容およびその周辺の技術に
ついて、「多段接続を考慮したADPCM−PCM変
換」(電子通信学会技術研究報告CS−117、1978
年9月25日)なる学会発表を行つた。 第1図はこの従来例技術の装置ブロツク構成図
である。第1図で1は符号器、2は伝送路、3は
復号器である。符号器1では入力端子11の信号
を符号回路12でPCM信号Xに符号化し、減算
回路13で予測信号Yと減算し、その出力信号Z
を符号回路14でADPCM信号に符号化する。こ
の予測信号Yを作るために、この符号回路14の
出力ADPCM信号を分岐して復号回路15で復号
し、予測信号Yと加算して予測回路17に与え
る。予測回路17の出力には予測信号Yが得られ
る。 また、復号器3では伝送路2を経由して到来し
たADPCM信号を入力端子31から入力し、復号
器32で復号化して信号Aを得て、加算回路33
に上記予測回路17と同一論理の予測回路34の
発生する予測信号Bとともに加えて、線型デイジ
タル信号Cを得る。これを符号回路35でPCM
信号に変換して、出力端子36から送出する。予
測回路34にはこの線型デイジタル信号Cを分岐
して入力する。 ここで符号回路35では入力ADPCM信号を端
子31から直接分岐して取込み、ADPCM信号の
量子化状態が過負荷状態になつているか否か、す
なわちADPCM信号が正または負の最大レベルを
表示しているか否かを検出する。入力ADPCM信
号が正または負の過負荷状態であることが検出さ
れると、表に示す比較判定を行い、その結果に応
じてそれぞれPCM量子化関数Q(C)を選び、PCM
信号に変換する。非過負荷状態であれ
〔発明の目的〕
本発明はこれを解決するもので、ADPCM信号
符号化の量子化特性が線型であつても非線型であ
つても、また、予測手段が固定予測方式であつて
も適応予測方式であつても、同一のアルゴリズム
で変換処理を行うことができ、その場合に
ADPCM信号とPCM信号との間の相互変換を繰
り返しても、雑音の累加のない変換装置を提供す
ることを目的とする。 〔発明の特徴〕 本発明は、次の段で行われるADPCM信号から
PCM信号への変換を予めシユミレートして、変
換をくりかえしても信号の論理値が変化しないよ
うに構成されたことを特徴とする。 すなわち本発明は、PCM信号を符号化する手
段の出力PCM信号の符号値についてその符号値
の1ステツプ上の値のPCM信号およびその符号
値の1ステツプ下の値のPCM信号を発生する手
段と、上記1ステツプ上の値のPCM信号と上記
1ステツプ下の値のPCM信号と上記符号値の
PCM信号との3種類の信号を入力としこの3種
類の信号の1つを順次選択する手段と、この選択
する手段の出力PCM信号を復号化する手段と、
この復号化する手段の出力信号と上記予測手段の
出力予測信号との差分を演算する手段と、この差
分を上記入力ADPCM信号のステツプサイズで
ADPCM信号に符号化する手段と、この符号化す
る手段の出力ADPCM信号と上記入力ADPCM信
号との論理値を比較する手段と、この比較する手
段に一致出力があるときに限り上記選択する手段
の出力PCM信号を通過させるゲート手段とを備
えたことを特徴とする。 本発明は、予測する手段として適応予測方式を
採ることができる。 また、本発明は非線型量子化ステツプにより符
号化されたADPCM信号に適応することができ
る。 〔実施例による説明〕 第2図は本発明実施例装置のブロツク構成図で
ある。1は符号器、2は伝送路、3は復号器であ
る。符号器1については、第1図従来例で説明し
た符号器1と同等である。各回路には第1図の説
明と同一の符号を付してあり、同様に理解できる
ので説明の繰り返しを省く。もつとも、この符号
器1の中のADPCM信号の符号化を行う符号回路
14′は、第1図従来例方式では線型量子化ステ
ツプのものに限られたが、本発明方式ではこれは
線型あるいは非線型を問わないので、記号にダツ
シユを付けて表示する。また予測回路17′につ
いても、固定予測方式のほか適応予測方式にも実
施できるので、同じく記号にダツシユを付けて表
示する。 伝送路2にはADPCM信号が伝送される。この
伝送路2の途中には、中継器あるいは交換器その
他の装置が挿入されていてもよい。符号器1の出
力端子18の出力ADPCM信号が復号器2の入力
端子31に到達する。 復号器3は、入力端子31のADPCM信号は復
号回路32′で信号Aに復号され、加算器33で
予測信号Bと加算されて、信号Cを得る。この信
号CはPCM符号回路35′および予測回路34′
に入力される。予測回路34′では予測信号Bを
発生する。符号回路35′ではPCM信号に符号化
する。 この復号回路32′、加算回路33、符号回路
35′および予測回路34′は第1図で説明した従
来例回路と同様であるが、入力ADPCM信号は非
線型量子化ステツプで量子化された信号でもよ
く、そのときには復号回路32′はそれに対応し
て非線型の復号を行う。また、予測回路34′は
符号器1の予測回路17′と同一論理の回路であ
り、固定予測方式あるいは適応予測方式のいずれ
でもよいので記号にダツシユを付して表示する。
符号回路35′は入力信号Cが過負荷であるとき
に、必ずしも従来例装置と同様の処理を実行しな
くともよいので、同じく記号にダツシユを付して
表示する。この符号回路35′の出力PCM信号は
並列信号である。 第2図の符号回路35′の出力PCM信号、予測
回路34′の出力予測信号Bおよび入力ADPCM
信号は、変換回路36に入力されその出力信号が
出力端子36に接続される。この変換回路37は
本発明の特徴とするところである。 第3図はこの変換回路37のブロツク構成図で
ある。符号回路35′の出力PCM信号は3つに分
岐されて、加算器41、減算器42および選択回
路43に入力する。この加算器41は入力する
PCM信号の符号値について、その1ステツプ上
の符号値のPCM信号を発生する回路であり、減
算器42は入力するPCM信号の符号値について、
その1ステツプ下の符号値のPCM信号を発生す
る回路である。選択回路43は入力する3つの信
号のうちの1つを選択する回路であつて、入力す
るPCM信号の1回の周期内に、3つの入力信号
の総てについて1回づつ選択してこれを出力に送
出するように構成されている。 この選択回路43の出力PCM信号は復号回路
44で復号され、減算回路45の一つの入力に与
えられる。この減算回路45の他の入力には予測
信号Bが供給される。この減算回路45の出力信
号は符号回路46で符号化される。この符号回路
46には入力ADPCM信号のステツプサイズがス
テツプサイズ識別回路47から与えられる。符号
回路46の出力信号は比較回路48の一方の入力
に接続され、この比較回路48の他方の入力には
入力ADPCM信号が接続される。ゲート回路49
には選択回路43の出力信号が分岐されて入力さ
れ、このゲート回路49は比較回路48の一致出
力により制御されて一致出力があるときに限り導
通状態となる。ゲート回路49の出力は出力端子
36に接続される。 このように構成された装置の動作を説明する
と、選択回路43の出力には符号回路35′の出
力PCM信号、そのPCM信号の1ステツプ上の符
号値のPCM信号および1ステツプ下の符号値の
PCM信号がそれぞれ順に現れる。これは復号回
路44で線型デイジタル信号に復号され、減算回
路45で予測信号Bとの差分が演算される。その
差分は符号回路46で、そのときの入力ADPCM
信号のステツプサイズでADPCM信号に符号化さ
れる。このADPCM信号と入力ADPCM信号とを
比較回路48で比較すると、3回に1回だけ等し
いものがあるはずである。 すなわち復号回路44から符号回路46までの
回路は、PCM−ADPCM変換であり、第2図で
符号器1のPCM−ADPCM変換と、復号器3の
符号回路32′から符号回路35′までのADPCM
−PCM変換とが同一の論理で実行されていれば、
符号回路35′の出力PCM信号は符号回路12の
PCM信号に等しいはずである。ところが復号器
3の符号回路32′から符号回路35′までの
ADPCM−PCM変換は、総ての回路が正常に動
作しているときにも、閾値に近いレベルの信号は
1ステツプだけ上下に変化して判定されることが
ある。したがつて、符号回路35′の出力PCM信
号と予測信号Bを用いて、もう一度ADPCM信号
に逆変換して、これを入力端子31の入力
ADPCM信号と比較し、一致すれば対応する
PCM信号を出力し、一致しなければ、そのPCM
信号の値の1ステツプ上または下のPCM信号を
調べて、一致するものについてその対応する
PCM信号を出力信号として送出することにする。
そうすれば、ADPCM−PCM変換の過程でPCM
信号の符号値が1ステツプ分だけ変化してしまう
ことを回避することができる。 たとえ1ステツプだけPCM信号の符号値が上
下に変換して判定されても、これが1度だけであ
れば実用上にはなんら問題はない。しかしこのよ
うな変換および逆変換が繰り返されると、その変
化分は次第に累積されて、信号は了解不能な雑音
となる。 変化分は1ステツプに限らず2ステツプ以上に
ついても、同様の処理を行うことができるが、送
受装置が同一の論理で処理され、総ての回路が正
常に動作している限りは、変換の過程でPCM信
号の符号値が2ステツプ以上にわたり変化して判
定されることはほとんどない。 第3図の復号回路44から符号回路46までの
PCM−ADPCM変換は、この復号器3の後段に
さらに伝送路を介して接続される次のPCM−
ADPCM変換を予めシユミレートしたことと等価
である。 このような作用により、PCM−ADPCM変換
を実行しても、PCM信号の符号値に変化が発生
しない。この方法は、符号および復号が線型量子
化ステツプを用いるか、非線型表子化ステツプを
用いるかには無関係である。また、予測回路が固
定予測方式であるか適応予測方式であるかにも無
関係に、出力信号の符号値を入力信号の符号値に
一致させることができる。 〔発明の説明〕 以上説明したように本発明によれば、ADPCM
信号符号化の量子化特性が線型であつても非線型
であつても、また、予測手段が固定予測方式であ
つても適応予測方式であつても、同一のアルゴリ
ズムで変換処理を行うことができ、その場合に
ADPCM信号とPCM信号との間の相互変換を繰
り返しても、雑音の累加のない変換装置を提供す
ることができる。本発明を実施するために付加さ
れる回路には、特殊な回路を一切含まず、その構
成は簡単である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例装置のブロツク構成図。第2図
は本発明実施例装置のブロツク構成図。第3図は
変換回路の詳細構成図。 1……符号器、2……伝送路、3……復号器、
11……音声信号入力、12……PCM符号回路、
13……減算回路、14……ADPCM符号回路、
15……復号器、16……加算回路、17……予
測回路、32……ADPCM復号器、33……加算
回路、34……予測回路、35……PCM符号回
路、36……出力端子、37……本発明の特徴と
する変換回路、41……加算回路、42……減算
回路、43……選択回路、44……復号回路、4
5……減算回路、46……符号回路、47……ス
テツプサイズ識別回路、48……比較回路、49
……ゲート回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力ADPCM信号を復号化する手段と、この
    手段の出力信号に予測信号を加算する手段と、 この加算する手段の出力信号を入力とし上記入
    力ADPCM信号の送信側の予測論理と等しい論理
    で予測信号を発生し、この予測信号を上記加算す
    る手段に予測信号として与える予測手段と、 この加算する手段の出力信号を分岐してPCM
    信号に符号化する手段と を備えたADPCM−PCM変換装置において、 このPCM信号に符号化する手段の出力PCM信
    号の符号値についてその符号値の1ステツプ上の
    値のPCM信号およびその符号値の1ステツプ下
    の値のPCM信号を発生する手段と、 上記1ステツプ上の値のPCM信号と上記1ス
    テツプ下の値のPCM信号と上記符号値のPCM信
    号との3種類の信号を入力としこの3種類の信号
    の1つを順次選択する手段と、 この選択する手段の出力PCM信号を復号化す
    る手段と、 この復号化する手段の出力信号と上記予測手段
    の出力予測信号との差分を演算する手段と、 この差分を上記入力ADPCM信号のステツプサ
    イズでADPCM信号に符号化する手段と、 この符号化する手段の出力ADPCM信号と上記
    入力ADPCM信号との論理値を比較する手段と、 この比較する手段に一致出力があるときに上記
    選択する手段の出力PCM信号を通過させるゲー
    ト手段と を備えたことを特徴とするADPCM−PCM変換
    装置。 2 予測する手段が、適応予測を行うように構成
    された特許請求の範囲第1項に記載のADPCM−
    PCM変換装置。 3 入力ADPCM信号が非線型量子化ステツプに
    より符号化された信号である特許請求の範囲第1
    項に記載のADPCM−PCM変換装置。
JP57213602A 1982-12-06 1982-12-06 Adpcm−pcm変換装置 Granted JPS59103423A (ja)

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US06/558,194 US4574383A (en) 1982-12-06 1983-12-05 Decoder of adaptive differential pulse code modulation
FR838319394A FR2537362B1 (fr) 1982-12-06 1983-12-05 Decodeur de signaux a modulation differentielle adaptative par impulsions codees
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GB (1) GB2131637B (ja)

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