JP2521052B2

JP2521052B2 - 音声符号化方式

Info

Publication number: JP2521052B2
Application number: JP61163766A
Authority: JP
Inventors: 雄一門川; 修足立; 政光鈴木; 博喜内山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-07-14
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPS6319920A

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。

［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蓄積および再生
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。

基本的には音声信号は周波数帯域が0.3〜3.4KHz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、例えばサンプリング周波数8KHzで分解能が８ビット
のアナログ／デジタル変換器で変換すればよい（PCM（P
ulse Code Modulation）符号化）。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ビットとデジタル／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符号のビット幅）が大きいほど再生した
音声の品質が高い。

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。

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、１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方式では、32kbpsのビッ
トレートを実現している。

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 Prediction Coding with Ad
aptive Bit Allocation）方式、または、音声分析合成
手法によるLSP（Line Spectrum Pair）方式などがあ
る。

しかしながら、このような適応差分PCM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。

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、PCM
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。

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。

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（DC-PC
M）」（高橋ほか、電子通信学会論分誌'84/10 Vo1.J67-
B No.10）が提案されている。

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ビット
の差分データを３ビット程度に圧縮するような低ビット
レートの符号化方式には適用できない。

すなわち、このような低ビットレートの場合にはブロ
ック間において音声波形の振幅が大幅に変化したときな
どブロック間でスケール位置が大幅に変動することがあ
り、そのためにアキュムレーションされている誤差信号
の方が伝送すべき有効なデータよりも大きな値となるこ
とがある。かかる場合には、伝送すべきデータが誤差信
号に埋もれてしまい。適正なデータ伝送を実現できな
い。

［目的］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、低ビットレートで、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。

［構成］本発明は、DC-PCM方式の音声符号化処理において、準
瞬時圧伸のさいにもとまる圧縮データと、その圧縮デー
タの最下位桁に１を加えて加算符号データを形成し、サ
ンプル毎にその圧縮データと加算符号データのうち圧縮
前の信号値により近い方を符号データとして選択し、さ
らに、その選択した符号データが、最初に設定したスケ
ール値では表現できなくなる場合には、１つスケール値
を大きくした状態に符号データを補正することで、上記
した目的を達成している。

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。

まず、本発明の原理について説明する。

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8KHzでサンプリングし、おのおの
のサンプルを８ビッ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。また、準瞬時圧伸の条件としては、１ブロックを
構成するサンプルの数は８、おのおののサンプルを３ビ
ットに圧縮し、またスケール値を３ビットであらわすも
のとする。なお、このようにしてサンプリングして形成
した８ビットのデジタルデータは、２の補数であらわさ
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。

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。

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、そのビットパター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。

そして、おのおののサンプル＃１〜＃８について、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。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。

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ビット
にはスケール位置POSのデータが配置され、それに続い
てサンプル＃１〜＃８において抜き出された３ビットの
符号データが順次配置される。

このとき、前述したDC-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、「＊」マークを付したサンプル
＃3,＃6,＃８において、この加算が生じている。

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。

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ビットの内容からスケール位置POSを
識別する。

次に、後続するデータを３ビッ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
スケール位置POSよりも１桁上位桁に位置するように、
８ビットデータのなかに位置し、その符号データよりも
上位桁にはその符号データのMSB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、８ビットの差分データを伸
長する（同図（ｃ）参照）。

そして、この差分データを積算し、その積算値をデジ
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。

さて、このようなDC-PCMにより符号化されて再生され
た音声信号は、第１図（ｂ）に一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
下の位置で変化し、したがって、このように１サンプル
当りのビット数が少ない低ビットレートの音声信号（符
号化信号）に、DC-PCMを適用したとき、再生された音声
信号の音質が劣化することがある。

このような音質の劣化を防止するには、符号化データ
を復号して得たデータすなわち復号値が、元の音声信号
により近づくように、おのおののサンプル点における符
号データを、その量子化ビット内で補正すればよい。

そのための１つの方法は、サンプル点毎に、符号デー
タの復号値と、その符号データのLSB（最下位桁）に１
を加えたデータ（以下、加算符号データという）の復号
値のいずれがより元の音声信号に近いかを判別し、その
判別結果に基づいて当該サンプル点における符号データ
を選択するというものである。

例えば、第２図（ｂ）のように形成された符号データ
に対して、同図（ｄ）に示したような加算符号データが
得られ、この加算符号データを復号すると同図（ｅ）に
示したように復号値が得られる。

この加算符号データの復号値の積算値と、符号データ
の復号値の積算値をそれぞれ元の音声信号と比較する
と、この場合には、サンプル＃１については加算符号デ
ータの復号値がより元の音声信号に近いので、サンプル
＃２〜＃８については符号値として符号データが選択さ
れ、サンプル＃１については符号値として加算符号デー
タが選択される。

その結果、第２図（ｆ）に示したように、符号データ
が補正され、同図（ｇ）に示したように復号値が改善さ
れる。その状態を第１図（ｂ）に二点鎖線で示す。

このような補正処理によって、元の音声信号により近
い音声信号を再生することができるようになる。ただ
し、その結果最初に設定したスケール値では表現できな
いような符号データが選択されることがあり、このよう
な場合には、スケール値を１つ大きくして形成した符号
データを符号値として選択する。

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は、上述した方法に
よって符号データを補正するものである。また準瞬時圧
伸の条件は、上述したものを用いている。

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アナログ／デジタル変
換器２に加えられて８ビットのデジタル信号DSに変換さ
れる。このアナログ／デジタル変換器２は、サンプリン
グ周波数が8KHzで直線量子化するものである。

デジタル信号DSは、２ブロック分の16サンプル分の記
憶容量をもつとともに容量がブロック単位で可変（すな
わち記憶容量が１ブロックと２ブロックに任意に設定さ
れる）バッファ３に蓄積されるとともに、遅延回路と減
算器からなる差分データ形成回路４に加えられている。

この差分データ形成回路４から出力される差分データ
DDは、バッファメモリ３と同様なバッファメモリ５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６に加えられている。

バッファメモリ５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７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８に加え
られている。なお、バッファメモリ３およびバッファメ
モリ５は、通常は、１ブロックの記憶容量に設定されて
いる。

スケール値設定部６は、差分データ形成回路４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ビットのスケール
データDKで出力する。

このスケールデータDKは、準瞬時圧縮部７、アキュム
レータ８、準瞬時圧縮部８から出力される圧縮差分デー
タDCを復号するための準瞬時伸長部９、加算器10によっ
て圧縮差分データDCのLSBに１が加算されて形成された
加算符号データDCmを復号するための準瞬時伸長部11、
および、１ブロック分のデータを所定の信号計式に整形
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。

準瞬時圧縮部７は、バッファメモリ５から加えられる
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６から加えられるスケールデータDKがあら
わすスケール位置よりも１ビット上位桁をMSBとする３
ビットのデータを抜き出すとともに、当該サンプルにつ
いて、アキュムレータ８から桁上がり信号CCが入力され
ているときには、その３ビットデータのLSBに１を加
え、それを圧縮差分データDCとして加算器10、準瞬時伸
長部９およびセレクタ13の入力端Ｂに出力する。

アキュムレータ８は、ブロックの開始時における記憶
データをアキュムレータバッファ14に退避し、スケール
値設定部６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５から加えられるデジタル信号DD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桁上がりを生じたときには、桁
上がり信号CCを準瞬時圧縮部７に出力する。また、比較
部15から出力される選択信号SLが論理レベルＨに立ち上
げられたときにはそのときの欠落ビットの最上位桁より
も１桁上位桁から１を減じてその記憶内容を補正する。
さらに、比較部15から再処理信号REが出力されたときに
は、アキュムレータバッファ14に退避したデータを読み
込んで当該ブロックの最初の状態に、その記憶内容を復
帰する。

準瞬時伸長部９は、スケール値設定部６から加えられ
るスケールデータDKに基づいて、準瞬時圧縮部７から加
えられる圧縮差分データDCを復号差分データFDに復号
し、この復号差分データDDを積分部16に出力する。積分
部16は、受入した復号差分データFDを積算して復号デー
タBDを形成し、この復号データBDを比較部15の一入力端
に出力する。

加算器10は、準瞬時圧縮部７から加えられる圧縮差分
データDCのLSBに１を加算した加算符号データDCmを形成
してそれを準瞬時伸長部11およびセレクタ13の入力端Ａ
に出力するとともに、その加算結果として桁上がりを生
じた場合には、キャリ信号CYを形成してそのキャリ信号
CYを比較部15に出力する。

準瞬時伸長部11は、スケール値設定部６から加えられ
るスケールデータDKに基づいて、加算器10から加えられ
る加算符号データDCmを９ビットの復号差分データFDmに
復号し、この復号差分データFDmを積分部17に出力す
る。積分部17は、受入した復号差分データFDmを積算し
て復号データBDmを形成し、この復号データBDmを比較部
15の他入力端に出力する。

比較部15には、バッファメモリ３から原信号であるデ
ジタル信号DSが加えられており、このデジタル信号DSと
復号データFDとの誤差、および、デジタル信号DSと復号
データFDmとの誤差をサンプル毎に形成し、前者が後者
よりも小さい場合にはセレクタ16およびアキュムレータ
８に出力している選択信号SLを論理レベルＬに設定し、
前者が後者よりも大きい場合には選択信号SLを論理レベ
ルＨに設定する。

したがって、圧縮差分データDCの復号値がより原信号
に近い場合には圧縮差分データDCが、加算符号データDD
mがより原信号に近い場合には加算符号データDCmがセレ
クタ13によって選択され、符号データDCoとしてマルチ
プレクサ12に出力される。また、加算符号データDCmが
選択されたときには、アキュムレータ８の内容が更新さ
れるので、サンプル間における誤差の蓄積が適切になさ
れる。

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６から出力されたスケールデータDK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。

また、比較部15は、選択信号SLを論理レベルＨに設定
するときにキャリ信号CYを入力しているときには、その
ときに設定したスケール値ではそのサンプルの符号デー
タを表現できなくなると判断し、当該ブロックにおける
スケール値を１つ大きくするために再処理信号REをスケ
ール値設定部６、アキュムレータ８およびマルチプレク
サ15に出力する。

この再処理信号REが出力されると、マルチプレクサ12
はそのときに入力された１ブロックデータを出力せず、
また、アキュムレータ８の記憶内容が当該ブロック開始
時の状態に復帰され、さらに、スケール値設定部６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。さ
らに、バッファメモリ3,5の記憶容量が２ブロックに設
定される。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。

このようにして、準瞬時圧縮部７から出力される圧縮
差分データDCが補正されて、符号化データDLとして出力
される。

第５図は、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。

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（図示略）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ビットがスケール値SCとして
識別された準瞬時伸長部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
瞬時伸長部22のコードデータ入力端に加えられる。

準瞬時伸長部22は、加えられるコードデータを３ビッ
トずつに区切るとともに、８ビッ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
ッ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、下位桁には０を配置して９ビ
ットデータに伸長し、この８ビットデータを積分部23に
出力する。

積分部23は、順次入力される８ビットデータを積算し
て音声信号の各サンプルにおける８ビットの信号値を形
成し、これをデジタル／アナログ変換器24に出力する。

デジタル／アナログ変換器24は、受入した信号値を8K
Hz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。

このように、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。したがって、例えば、汎用の８ビットマイクロプロ
セッ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。

ところで、上述した実施例においては、準瞬時圧縮部
７が出力する圧縮差分データDCと加算器10が出力する加
算符号データDCmのおのおのに基づいて形成した復号デ
ータBDとBDmを原信号と比較することにより、圧縮差分
データDCあるいは加算符号データDCmのいずれかをサン
プル毎に選択しているが、この選択のための基準として
は、復号データ以外のものを用いることもできる。

第６図は、本発明の他の実施例にかかる音声符号化装
置を示している。この実施例では、上記した選択のため
の基準として、差分データDDを用いている。なお、同図
において第３図と同一部分および相当する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。

同図において、差分データ形成回路４から出力される
差分データDDはバッファメモリ３に記憶され、このバッ
ファメモリ３の記憶データが比較の基準信号として比較
部15に加えられている。

比較部15は、バッファメモリ３から加えられる基準信
号と準瞬時伸長部９から加えられる復号差分データFDと
の誤差、および、基準信号と準瞬時伸長部11から加えら
れる復号差分データFDmとの誤差をサンプル毎に形成
し、前者が後者よりも小さい場合にはセレクタ13に出力
している選択信号SLを論理レベルＬに設定し、前者が後
者よりも大きい場合には選択信号SLを論理レベルＨに設
定する。

この実施例によって形成された符号化データDLに基づ
いて音声信号を出力する音声復号化装置としては、第５
図に示したものと同一の音声復号化装置を用いることが
できる。

さて、以上説明した各実施例では、比較部15でスケー
ル値の変動が検出された時点で、スケール値を変更して
当該ブロックの処理を再度実行しているが、このような
方法では、各ブロックのデータ処理を連続して行なうこ
とができない。

次に、このような不都合を解消できる、本発明のさら
に他の実施例を説明する。

第７図は、本発明のさらに他の実施例を示している。
なお、同図において、第３図と同一部分および相当する
部分には同一符号あるいは同一符号に添字を付加した符
号を付し、その説明を省略する。

同図において、アナログ／デジタル変換器２から出力
されるデジタル信号DSは、１ブロック分の記憶容量をも
つバッファメモリ31を介して比較部15および比較部35に
基準信号として加えられており、また、差分データ形成
回路４から出力される差分データDDは、スケール値設定
部33に加えられているとともに、１ブロック分の記憶容
量をもつバッファメモリ32を介して準瞬時圧縮部7a,7b
およびアキュムレータ34a,34bに加えられている。

スケール値設定部33は、上述と同様なスケール値に対
応したスケールデータDK₀と、そのスケール値よりも１
つ大きいスケール値に対応したスケールデータDK₁の２
つを発生する。

そして、スケールデータDK₀に関する処理は、準瞬時
圧縮部7a、アキュムレータ34a、準瞬時伸長部9a,11a、
加算器10a、積分部16a,17a、比較器15、および、セレク
タ13aによってなされて、セレクタ13から補正後の符号
データDCo₀が出力される。この符号データDCo₀は、１ブ
ロック分の記憶容量をもつバッファメモリ36aを介し
て、セレクタ38aの入力端Ｂに加えられている。また、
スケールデータDK₀は、バッファメモリ37aを介してセレ
クタ38bの入力端Ｂに加えられている。

同様に、スケールデータDK₁に関する処理は、準瞬時
圧縮部7b、アキュムレータ34b、準瞬時伸長部9b,11b、
加算器10b、積分部16b,17b、比較器35、および、セレク
タ13bによってなされて、セレクタ13から補正後の符号
データDCo₁が出力される。この符号データDCo₁は、１ブ
ロック分の記憶容量をもつバッファメモリ36bを介し
て、セレクタ38bの入力端Ａに加えられている。また、
スケールデータDK₁は、バッファメモリ37bを介してセレ
クタ38bの入力端Ａに加えられている。

ここで、アキュムレータ34a,34bは、１つのブロック
の処理が終了した時点で比較部15から再処理信号REが出
力されている場合には、次のブロックの処理を開始する
直前でアキュムレータ34aがアキュムレータ34bの記憶内
容にその記憶内容を変更し、反対に、再処理信号REが出
力されていない場合には、次のブロックの処理を開始す
る直前でアキュムレータ34bがアキュムレータ34aの記憶
内容にその記憶内容を変更する。

また、比較部35には、加算器10bからのキャリ信号が
加えられておらず、再処理信号を発生しないで、選択信
号SL₁のみを出力する。

そして、セレクタ38aは、比較部15から再処理信号RE
が出力されていないときにはバッファメモリ36aから出
力される符号データDCo₀を、再処理信号REが出力されて
いるときにはバッファメモリ36bから出力される符号デ
ータDCo₁を選択して、それぞれ符号データDCoとしてマ
ルチプレクサ12に出力する。

同様に、セレクタ38bは、再処理信号REが出力されて
いないときにはバッファメモリ37aから出力されるスケ
ールデータDK₀を、再処理信号REが出力されているとき
にはバッファメモリ37bから出力されるスケールデータD
K₁を選択して、それぞれスケールデータDKとしてマルチ
プレクサ12に出力する。

これにより、準瞬時圧縮部7aの圧縮差分データDC₀が
補正処理によって桁上がりを生じたときには、１つ大き
いスケールデータDK₁に基づいて準瞬時圧縮部7bにより
形成された圧縮差分データDC₁に、補正処理が施された
データが選択される。

このようにして、２つのスケールデータDK₀,DK₁に対
応した符号データDCo₀,DCo₁が同時に形成されるので、
上述した実施例のような時間遅れを生じることがない。

また、この実施例によって形成された符号化データDL
に基づいて音声信号を出力する音声復号化装置として
は、第５図に示したものと同一の音声復号化装置を用い
ることができる。

第８図は、本発明のさらに他の実施例にかかる音声符
号化装置を示している。この実施例は、第７図に示した
実施例において、準瞬時圧縮部7a,7bが出力する圧縮差
分データDC₀,DC₁と加算器10a,10bが出力する加算符号デ
ータDCm₀,DCm₁のいずれかを選択するための基準とし
て、差分データDDを用いたものである。なお、同図にお
いて第７図と同一部分および相当する部分には同一符号
を付してその説明を省略する。

同図において、差分データ形成回路４から出力される
差分データDDはバッファメモリ31を介し、比較の基準信
号として比較部15および比較部35に加えられている。

比較部15は、バッファメモリ31から加えられる基準信
号と準瞬時伸長部9aから加えられる復号差分データFD₀
との誤差、および、基準信号と準瞬時伸長部11aから加
えられる復号差分データFDm₀との誤差をサンプル毎に形
成し、前者が後者よりも小さい場合にはセレクタ13aお
よびアキュムレータ34aに出力している選択信号SL₀を論
理レベルＬに設定し、前者が後者よりも大きい場合には
選択信号SL₀を論理レベルＨに設定する。

同様に比較部35は、バッファメモリ31から加えられる
基準信号と準瞬時伸長部9bから加えられる復号差分デー
タFD₁との誤差、および、基準信号と準瞬時伸長部11bか
ら加えられる復号差分データFDm₁との誤差をサンプル毎
に形成し、前者が後者よりも小さい場合にはセレクタ13
bおよびアキュムレータ34bに出力している選択信号SL₁
を論理レベルＬに設定し、前者が後者よりも大きい場合
には選択信号SL₁を論理レベルＨに設定する。

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、低
ビットレートの音声符号に対してDC-PCMを適用すること
ができる。とくに、復号のための音声復号化装置を非常
に簡単な構成で実現することができるので、この音声符
号化による符号化データに基づいて任意の音声を再生す
る機構を、簡単に組み込むことができる。

なお、上述した各実施例におけるビット数等の各種の
定数は、上述したものに限ることはなく、任意のものを
用いることができる。

［効果］以上説明したように、本発明によれば、DC-PCM方式の
音声符号化処理において、準瞬時圧伸のさいにもとまる
圧縮データと、その圧縮データの最下位桁に１を加えて
加算符号データを形成し、サンプル毎にその圧縮データ
と加算符号データのうち圧縮前の信号値により近い方を
符号データとして選択し、さらに、その選択した符号デ
ータが、最初に設定したスケール値では表現できなくな
る場合には、１つスケール値を大きくした状態に符号デ
ータを補正しているので、誤差信号に伝送信号が埋もれ
てしまうことを防止でき、その結果、低ビットレート
で、簡単な処理により、高品質な音声を再現できるとい
う効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の原理を説明するための
波形図、第２図（ａ）〜（ｇ）は本発明の原理を説明す
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
データの信号形式を例示した信号配置図、第５図は本発
明の一実施例にかかる音声復号化装置を示したブロック
図、第６図は本発明の他の実施例にかかる音声符号化装
置を示したブロック図、第７図は本発明のさらに他の実
施例にかかる音声符号化装置を示したブロック図、第８
図は本発明のさらに他の実施例にかかる音声符号化装置
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、3,5,31,32,36a,36b,37a,37b……バッファメモ
リ、４……差分データ形成回路、6,33……スケール値設
定部、7,7a,7b……準瞬時圧縮部、8,34a,34b……アキュ
ムレータ、9,9a,9b,11,11a,11b,22……準瞬時伸長部、1
0,10a,10b……加算器、12……マルチプレクサ、13,13a,
13b,38a,38b……セレクタ、14……アキュムレータバッ
ファ、15,35……比較部、16,16a,16b,17,17a,17b,23…
…積分部、24……デジタル／アナログ変換器。

フロントページの続き (72)発明者内山博喜東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭62−190930（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−14523（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−14524（ＪＰ，Ａ) 電子通信学会論文誌’84／10Ｖｏｌ. Ｊ67−ＢＮｏ．10Ｐ．1033−1039

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】PCM符号化された音声データのうち隣接サ
ンプル間の差分値を形成し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たかった欠
落ビットの積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、上記最上位桁およびこの最上位桁よりも１桁上位桁にそ
れぞれ対応した第１および第２のスケールデータに基づ
いて、第１および第２の符号データ系列をそれぞれ形成
するとともに、おのおのの符号データ系列について、上記符号データの
最下位桁に１を加えた加算符号データを形成し、この加
算符号データの復号値と当該加算符号データに対応した
上記音声データとの誤差が、その加算符号データに対応
した上記符号データの復号値と当該符号データに対応し
た上記音声データとの誤差よりも小さいときには、当該
音声データに対応した符号値として上記加算符号データ
を選択し、それ以外のときには、当該音声データに対応
した符号値として上記符号データを選択し、さらに、上記第１の符号データ系列で上記加算符号デー
タが桁上がりし、かつ、この桁上がりした加算符号デー
タが符号値に選択されたときには、上記第２の符号デー
タ系列を当該ブロックにおける符号値として選択し、それ以外のときには、上記第１の符号データ系列を当該
ブロックにおける符号値として選択することを特徴とす
る音声符号化方式。