JP3077944B2

JP3077944B2 - 信号再生装置

Info

Publication number: JP3077944B2
Application number: JP03045200A
Authority: JP
Inventors: 修一吉川; 泰基村田; 裕志西脇
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH04213000A; DE69126409T2; US5634085A; EP0488751B1; DE69126409D1; EP0488751A2; EP0488751A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベクトル量子化された
符号化データから音声信号等を再生する信号再生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器で簡単なハードウエアにより音
声応答や音声ガイダンス等を行う場合には、従来から低
ビットのコードブックを用いたベクトル量子化によるＶ
ＰＣＭ(Vector Pulse Code Modulation)方式による音声
再生装置が使用されていた。

【０００３】このＶＰＣＭ方式による音声再生装置は、
例えば図５に示すように、データＲＯＭ１０１に記録さ
れた音声信号の符号化データに基づいてコードブック１
０２に格納されたパターンを随時読み出し、このパター
ンをＤ／Ａ変換器１０３によって順にアナログ信号に変
換すると共に、フィルタ１０４で折り返し雑音を除去
し、アンプ１０５で増幅してスピーカ１０６から音声と
して発するようになっている。ここでコードブック１０
２は、８ビット（１バイト）のデータを８サンプル分
（８バイト）組み合わせて１つのパターン（代表ベクト
ル）とし、このパターンを２５６種類格納したバイトア
ドレスのＲＯＭである。そして、各パターンは、このコ
ードブック１０２の上位８桁のアドレス（Ａ₃〜Ａ₁₀）
によってアクセスされる（８バイト単位）ようになって
いる。また、データＲＯＭ１０１は、このコードブック
１０２の上位８桁のアドレスを符号化データとして多数
格納したものであり、発振器１０７に基づいてカウント
を行うアドレスカウンタ１０８によって、このアドレス
が順に読み出されコードブック１０２に送り出されるよ
うになっている。ただし、アドレスカウンタ１０８にお
けるカウント出力の下位３桁（Ｐ₀〜Ｐ₂）は、直接コー
ドブック１０２の下位３桁のアドレス（Ａ₀〜Ａ₃）に接
続されている。従って、コードブック１０２では、デー
タＲＯＭ１０１から送られて来た上位８桁のアドレスに
よっていずれかのパターンが選択され、アドレスカウン
タの下位３桁のカウントによって、当該パターンにおけ
る８サンプルのデータが順に８ビットずつＤ／Ａ変換器
１０３に送られることになる。

【０００４】この結果、上記ＶＰＣＭ方式の音声信号再
生装置によれば、６４ビット（８ビット×８サンプル）
分の音声信号を８ビットのアドレスデータに圧縮してデ
ータＲＯＭ１０１に格納しておくことができる。

【０００５】なお、このデータＲＯＭ１０１に格納され
た符号化データは、ベクトル量子化によって、上記と同
じコードブックの中から符号化する音声信号に最も近似
したパターンを順次選択することによって予め作成して
おいたものである。従って、符号化の際には、音声信号
の８サンプルごとにコードブックの全てのパターンを順
に読み出して、これらを順に比較する必要があるが、再
生の場合には、符号化データによってこのコードブック
をランダムアクセスすることにより容易にリアルタイム
の処理を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＶＰ
ＣＭ方式の音声信号再生装置は、多数のパターンを格納
するために、上記の例でも１６Ｋビット（８ビット×８
サンプル×２５６パターン）程度の大きさのコードブッ
ク１０２が必要となり、簡易なハードウエアとするには
なおメモリ容量の負担が大きいという問題があった。し
かも、コードブック１０２に格納される複数のパターン
は、実際に使用される音声データに基づいてベクトル量
子化の際の量子化誤差が最小の分布となるように選択す
る必要がある。従って、このパターンは、実際に使用さ
れる音声データに依存したものとなり、この音声データ
が変更されると、パターンも新たに選択し直さなければ
ならないため、コードブック１０２を構成するＲＯＭの
汎用性がなくなり、量産による低コスト化を図ることが
できないという問題も生じていた。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、擬似乱数等の
漸化式が生成するパターンを用いることにより、大容量
でしかも汎用性のないコードブックを不要にし、装置の
コストダウンを図ることのできる信号再生装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】また、本発明は、このパターンの帯域を制
限するためのフィルタの係数を随時更新することによ
り、さらに品質の高い再生を行うことができる信号再生
装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の信号再生装置
は、伝送又は記録された符号化データを順に複数データ
ずつ取り出す符号化データ取出手段と、該符号化データ
取出手段が取り出した複数の符号化データのうち、所定
の１データを順次初期値として漸化式に与え、各初期値
ごとに所定数のデータからなるパターンを生成する複数
のパターン生成手段と、該パターン生成手段が生成した
それぞれのパターンについて相互に所定の演算を行い、
各演算結果を順に再生データとして出力する再生データ
出力手段とを備えており、そのことにより上記目的が達
成される。

【００１１】上記の構成に於いて、前記符号化データ取
出手段が、符号化データと共に伝送又は記録された利得
調整量のデータを順に取り出す処理を更に行い、前記再
生データ出力手段が、この符号化データ取出手段が取り
出した利得調整量のデータに基づいて、対応する各パタ
ーンについての利得の調整処理を更に行うようにするこ
ともできる。

【００１２】更に、上記の構成に於いては、前記符号化
データ取出手段が、符号化データと共に伝送又は記録さ
れた動作速度のデータを順に取り出す処理を更に行い、
該符号化データ取出手段が取り出した動作速度のデータ
に基づいて発振周波数を変更し、かつ、この発振周波数
を上記符号化データ取出手段とパターン生成手段と再生
データ出力手段とに動作周波数として供給する発振器が
設けられていてもよい。

【００１３】また、１実施形態の信号再生装置は、伝送
又は記録された符号化データから初期値データを順に１
データずつ取り出すと共に、複数の初期値データごとに
係数データを１データずつ取り出す符号化データ取出手
段と、該符号化データ取出手段が取り出した初期値デー
タを順次初期値として漸化式に与え、各初期値ごとに所
定数のディジタルデータからなるパターンを生成するパ
ターン生成手段と、該パターン生成手段が生成した各パ
ターンを順に再生データとして出力する再生データ出力
手段と、該符号化データ取出手段が取り出した係数デー
タを該再生データ出力手段の帯域制限係数として順次設
定する係数設定手段とを備えている。

【００１４】

【作用】符号化データ取出手段が伝送又は記録された符
号化データを順に複数データずつ取り出す。この符号化
データ取出手段は、例えば符号化データがメモリに記憶
されている場合には、アドレスカウンタ等によってこの
メモリを順にアクセスすることにより、符号化データを
読み出すことになる。また、符号化データが伝送されて
来る場合には、この符号化データを切り分けたり、パラ
レル信号に変換する等の処理を行う。

【００１５】このようにして符号化データ取出手段が符
号化データを順に複数データずつ取り出すと、パターン
生成手段が複数の符号化データのうちの１データを初期
値として漸化式に与え、各初期値ごとに所定数のデータ
からなるパターンを生成する。漸化式（差分方程式）
は、初期値を与えて順次計算を行うことによりデータ列
を無限に生成する方程式であり、初期値が同じであれ
ば、このデータ列は常に同じものが生成される。従っ
て、この漸化式は、初期値によって任意のデータ列、即
ちパターンをランダムアクセスすることができる。な
お、この漸化式は、ソフトウエア又はハードウエアとし
て実現することができる。

【００１６】上記漸化式は、ベクトル量子化による符号
化の際に使用した漸化式と同等のものを用いる。この符
号化は、漸化式に順に初期値を与えて生成させた多数の
パターンを所定サンプル数ずつの信号と比較して、最も
近似したパターンについての漸化式の初期値を符号化デ
ータとしたものである。また、符号化の際には、アドレ
スと当該アドレスに格納されたパターンの関係が、この
漸化式の初期値と当該初期値によって生成されるパター
ンとの関係と同じになるようなコードブックを使用して
もよい。この結果、パターン生成手段が生成する各パタ
ーンは、当該符号化データを復号したものとなる。ま
た、漸化式は、初期値を与えて所定回数の計算を行うこ
とにより、この初期値よりもビット数の多いパターンを
生成する。従って、この初期値となる符号化データは、
再生されるパターンを圧縮して伝送又は記録されていた
ことになる。ただし、パターンは、この漸化式が各初期
値に基づいて所定回数の計算により生成するデータ列の
一部からなるものであってもよい。

【００１７】ここで、符号化の際に使用される各パター
ンは、ベクトル量子化における代表ベクトルとなるもの
である。従って、例えばＮ個のデータからなるパターン
をＮ次元のベクトルと考えると、漸化式が初期値に応じ
て生成する各パターンは、Ｎ次元の信号ベクトル空間に
できるだけ一様に分布するようなものでなければならな
い。そして、このようなパターンを生成する漸化式とし
ては、例えば擬似乱数が存在する。

【００１８】Ｚ_i ＝ａＺ_i-1 ＋ｂ（ｍｏｄｍ）例えば上記のような漸化式を用いる合同法（合同式法、
congruential method）は、擬似乱数の生成方法として
代表的なものであるが、多次元において格子構造の規則
性が発生するため、代表ベクトルとなるパターンを生成
する漸化式としては必ずしも最適ではない。

【００１９】これに対して、例えばＺ_i ＝Ｚ_i-24＋Ｚ_i-55（ｍｏｄｍ）のような漸化式を用いるＭ系列法（最大周期列法、Maxi
mum-length linearly recurring sequence）は、多次元
においても一様な分布が得られるだけでなく、シフトレ
ジスタを用いた簡単なハードウエアで実現できるという
利点もある。なお、擬似乱数において初期値は、種(see
d)と呼ばれる。もっとも、ここでの漸化式は、生成順序
にかかわりなく結果的に信号ベクトル空間に一様に分布
する代表ベクトルが得られればよいので、必ずしも乱数
の全ての性質が要求される訳ではない。従って、この漸
化式は、乱数としてはあまり適当ではないものやパター
ンを順次規則的に生成するようなものであってもよい場
合があり得る。

【００２０】上記のようにしてパターン生成手段がパタ
ーンを生成すると、再生データ出力手段が、このパター
ンを順に再生データとして出力する。この際、パターン
は、Ｄ／Ａ変換によってアナログ信号の再生データとし
て出力することもできる。

【００２１】この結果、伝送又は記録された符号化デー
タは、よりビット数の多いパターンに変換されて再生デ
ータとして出力される。このため、本発明によれば、従
来のＶＰＣＭ方式による信号再生装置と同様に、データ
を圧縮して伝送又は記録することができる。また、再生
の際に使用する代表ベクトルとしてのパターンを漸化式
によって生成するので、コードブックと同様にランダム
アクセスが可能となり、しかも、コードブックのような
大容量のメモリが不要となるので、ハードウエアを簡素
化することができるようになる。さらに、ハードウエア
に負担をかけることなく、生成するパターン数を容易に
増加することができるので、元の信号データが変更され
た場合にも、同じ信号再生装置によって再生することが
できるようになり、ハードウエアの汎用化が可能とな
る。

【００２２】また、１実施形態の信号再生装置の構成に
よれば、符号化データ取出手段とパターン生成手段とが
複数設けられ、それぞれのパターン生成手段が生成した
複数のパターンに基づいて再生データが出力されるよう
になっている。従って、例えば一方の符号化データを、
前述と同じように元の信号をベクトル量子化したデータ
とし、他方の符号化データを、この一方の符号化データ
が示すパターンと実際の信号との間の残差波形をベクト
ル量子化して得たデータとすることにより、データ圧縮
率は多少低下するが、より質の高い再生を行うことがで
きるようになる。ただし、この場合の再生データ出力手
段は、両パターンの差を演算し、その結果を再生データ
として出力することになる。

【００２３】また、符号化データ取出手段が符号化デー
タと共に取り出した利得調整量のデータに基づいて、再
生データ出力手段が対応する各パターンについての利得
を調整する場合には、この利得調整量のデータは、符号
化においてパターンを元の信号と比較する際に、予めこ
れらの差が最も小さくなるようにパターンの利得を調整
しておき、これによって選択されたパターンについての
利得の調整量を符号化データと共に伝送又は記録したも
のである。従って、複数のパターンのなかに、レベルの
みが異なり波形が元の信号に極めて類似しているものが
あれば、このパターンの初期値を符号化データとして採
用することが可能となり、データ圧縮率は多少低下する
が、より質の高い再生を行うことができるようになる。

【００２４】符号化データ取出手段が符号化データと共
に取り出した動作速度のデータに基づいて、この符号化
データ取出手段とパターン生成手段と再生データ出力手
段の動作速度を変化させる構成では、この動作速度のデ
ータは、符号化の際に、例えば最も近似したパターンと
元の信号との差が閾値よりも大きかったような場合に、
動作速度を早めて再度符号化の処理を行うようにしてお
き、この処理の速度を符号化データと共に伝送又は記録
したものである。従って、符号化の際の動作周波数を適
応的に変化させることができるので、データ圧縮率は多
少低下するが、より質の高い再生を行うことができるよ
うになる。

【００２５】再生データ出力手段の帯域制限係数を順次
設定する係数設定手段を備えている信号再生装置では、
この帯域制限係数は、符号化データ取出手段が係数デー
タを取り出すたびに、この係数データに基づき順次更新
される。係数データは、所定数の初期値データごとに符
号化データに付加されているものであり、元の信号をこ
の所定数の初期値データにベクトル量子化する際に、量
子化誤差がより小さくなるように選択されたものであ
る。従って、再生データ出力手段の帯域制限特性は、所
定数のパターンが出力されるたびに最適な値に更新され
る。

【００２６】

【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。

【００２７】図１は本発明の一実施例である音声信号再
生装置のブロック図である。

【００２８】本実施例の信号再生装置は、図１に示すよ
うに、アドレスカウンタ１の上位１８桁の出力をデータ
ＲＯＭ２の１８ビットのアドレス入力に接続している。
このアドレスカウンタ１は、発振器３の発振周波数（８
０００Ｈｚ）に基づいて、２６ビットの出力値を順次カ
ウントする回路である。ただし、このアドレスカウンタ
１は、下位８桁の出力が使用されないため、データＲＯ
Ｍ２に対しては、発振器３の発振周波数の３２×８分の
１の速度でカウントを行うことになる。データＲＯＭ２
は、８ビットの符号化データが各アドレスに順に格納さ
れたバイトアドレスのＲＯＭである。このデータＲＯＭ
２がアドレスカウンタ１のカウント出力によって順次読
み出した８ビットの符号化データは、擬似乱数発生器４
における８ビットのシフトレジスタ４ａにパラレルに入
力される。

【００２９】擬似乱数発生器４は、上記発振器３の発振
周波数に基づいてシフトレジスタ４ａの各ビットを順次
上位段にシフトするようになっている。また、この擬似
乱数発生器４は、シフトレジスタ４ａの第８段と第６段
のビットの排他的論理和を排他的論理和回路４ｂによっ
て演算すると共に、この演算結果と第５段のビットの排
他的論理和を排他的論理和回路４ｃによって演算し、さ
らにこの演算結果と第４段のビットの排他的論理和を排
他的論理和回路４ｄによって演算して、最後にこの演算
結果をＮＯＴ回路４ｅで反転してシフトレジスタ４ａの
第１段の入力とすることによりＭ系列の擬似乱数を発生
するように構成され、第８段のビットをシリアルに出力
するようになっている。即ち、この擬似乱数発生器４
は、各初期値に応じて２５６（２の８乗）周期で８ビッ
トの擬似乱数を出力することができる。従って、この擬
似乱数発生器４は、データＲＯＭ２から１の符号化デー
タが初期値として送られて来るたびに、シフトレジスタ
４ａが３２×８回のシフト動作を行い、３２個の８ビッ
トデータを１パターンとして出力することになる。

【００３０】上記のようにして擬似乱数発生器４から順
次出力される各パターンは、発振器３の発振周波数に基
づいて動作するＤ／Ａ変換器５によりアナログ信号に変
換され、フィルタ６によって折り返し雑音を除去され、
アンプ７を介しスピーカ８から音声として出力される。

【００３１】ここで、データＲＯＭ２に格納されていた
符号化データは、ベクトル量子化によって、符号化すべ
き元の音声信号を３２サンプルずつ、上記擬似乱数発生
器４と同じ擬似乱数が生成する全てのパターンと比較
し、最も近似したパターンについての初期値を順次出力
することにより得たものである。従って、このデータＲ
ＯＭ２から読み出された符号化データを初期値として擬
似乱数発生器４が順次出力した各パターンは、元の音声
信号の３２サンプルごとの波形に最も近似したものとな
り、これによってスピーカ８から元の音声を再生した音
声が発せられることになる。しかも、この符号化データ
は、８ビット×３２サンプルの音声信号を、擬似乱数発
生器４の初期値としての８ビットのデータに圧縮されて
いる。

【００３２】この結果、本実施例によれば、シフトレジ
スタ４ａと、排他的論理和回路４ｂ〜４ｄと、ＮＯＴ回
路４ｅとからなる簡単な擬似乱数発生器４によって、８
ビット×３２サンプルのパターンを２５６種類生成する
ことができる。従って、大容量のメモリからなるコード
ブックを使用することなく、元の音声信号を再生でき
る。

【００３３】図２に本発明の他の実施例を示す。

【００３４】この実施例では、データＲＯＭ２が１２ビ
ットアドレスのＲＯＭによって構成されている。そし
て、各アドレスには、８ビットの符号化データと共に、
４ビットによる利得の調整量のデータが格納されてい
る。また、このデータＲＯＭ２から符号化データと共に
読み出された利得の調整量のデータは、ゲイン調整器９
に送られるようになっている。このゲイン調整器９は、
図１における音声再生装置のフィルタ６とアンプ７の間
に介入させて設けられた、アナログ信号の利得を調整す
るための回路である。

【００３５】ここで、上記利得の調整データは、ベクト
ル量子化による音声信号の符号化の際に、各パターンに
ついて当該音声信号との差が最も小さくなるように利得
を調整してから、この音声信号と比較を行うようにし
て、このときの比較によって選択されたパターンについ
ての利得の調整量を符号化データと共にデータＲＯＭ２
に格納しておいたものである。従って、各パターンのな
かに、レベルのみが異なり波形が極めて類似するものが
あれば、このパターンの初期値を符号化データとして採
用することができる。

【００３６】この結果、ゲイン調整器９から出力され得
るパターンは、符号化データの８ビットに利得調整量の
データの４ビットを加算したほぼ１２ビット分の種類
（２の１２乗）となるので、データの圧縮率は低下する
が、その分音質の高い音声を再生することができる。

【００３７】図３に本発明のさらに他の実施例を示す。

【００３８】この実施例では、データＲＯＭ２がワード
（１６ビット）アドレスのＲＯＭによって構成されてい
る。そして、各アドレスには、８ビットの符号化データ
が２種類格納されている。また、擬似乱数発生器４と、
Ｄ／Ａ変換器５と、フィルタ６とが２組設けられ、デー
タＲＯＭ２から読み出された２種類の符号化データにつ
いて、それぞれが図１の実施例と同様の処理を行いアナ
ログ信号が出力されるようになっている。さらに、これ
らのアナログ信号は、加算器１０によって一方から他方
が減算され、その演算結果がアンプ７を介してスピーカ
８から音声として発せられる。

【００３９】ここで、データＲＯＭ２に格納された２種
類の符号化データのうち、一方は上記と同様に元の音声
データについて各パターンと比較を行うことによって符
号化されたものである。しかし、他方は、この符号化の
際に、音声データと選択されたパターンとの間に生じた
残差（量子化誤差）について、再び各パターンと比較す
ることにより符号化を行ったものである。

【００４０】この結果、加算器１０では、ある程度の量
子化誤差を持った一方のアナログ信号から残差信号を量
子化した他方のアナログ信号が減算されるので、この量
子化誤差の低減を図ることが可能となり、データの圧縮
率は低下するが、その分音質の高い音声を再生すること
ができる。

【００４１】図４に本発明のさらに他の実施例を示す。

【００４２】この実施例は、上記図２に示した実施例に
ついて、発振器３を周波数がそれぞれ１６０００Ｈｚ及
び８０００Ｈｚの２種類の発振器３ａ、３ｂとし、これ
らを切り換えてアドレスカウンタ１と擬似乱数発生器４
とＤ／Ａ変換器５とに供給するスイッチ回路１１を設け
たものである。また、データＲＯＭ２も１３ビットアド
レスのＲＯＭによって構成され、各アドレスには、８ビ
ットの符号化データと４ビットの利得調整量のデータと
１ビットの動作周波数の切換データが格納されている。
そして、このデータＲＯＭ２から読み出された動作周波
数の切換データは、上記スイッチ回路１１に送られ、そ
の値によっていずれかの発振器３ａ又は３ｂが選択され
るようになっている。

【００４３】ここで、上記動作周波数の切換データは、
符号化の際に、例えば元の音声データに最も近似したパ
ターンとの差が閾値よりも大きかった場合に、動作周波
数をより高くして再度符号化処理を行い、これによる符
号化データと共に、そのときの動作周波数の高低を示す
データをデータＲＯＭ２に格納したものである。

【００４４】従って、本実施例による音声の再生も、こ
の符号化の際のサンプリング周波数に従って切り換えら
れることになるため、量子化誤差が大きくなるような場
合に、適応的に細分化した処理が可能となり、データの
圧縮率は低下するが、その分音質の高い音声を再生する
ことができる。

【００４５】図６に本発明のさらに他の実施例を示す。

【００４６】本実施例の音声信号再生装置では、アドレ
スカウンタ２１の上位１８桁の出力がデータＲＯＭ２２
の１８ビットのアドレス入力に接続されている。アドレ
スカウンタ２１は、発振器２３の発振周波数（８０００
Ｈｚ）に基づいて、２３ビットの出力値を順次カウント
する回路である。ただし、このアドレスカウンタ２１
は、下位３桁の出力が使用されないため、データＲＯＭ
２２に対しては、発振器２３の発振周波数の８分の１の
速度でカウントを行うことになる。データＲＯＭ２２
は、初期値データと利得データとタップ値データとから
なる符号化データが各アドレスに順に格納されたＲＯＭ
である。データＲＯＭ２２がアドレスカウンタ２１のカ
ウント出力によって順次読み出した初期値データは、擬
似乱数発生器２４における２３ビットのシフトレジスタ
２４ａにパラレルに入力される。

【００４７】擬似乱数発生器２４は、発振器２３の発振
周波数に基づいてシフトレジスタ２４ａの各ビットを順
次上位段にシフトする。また、擬似乱数発生器２４は、
シフトレジスタ２４ａの最上位段と中間の段のビットの
排他的論理和を排他的論理和回路２４ｂによって演算
し、その反転結果をシフトレジスタ２４ａの第１段の入
力とすることによりＭ系列の擬似乱数を発生するように
構成されている。即ち、擬似乱数発生器２４は、データ
ＲＯＭ２２から初期値が入力される度に、シフトレジス
タ２４ａが８回のシフト動作を行い、８個の２３ビット
データを１パターンとして出力することになる。

【００４８】上述のようにして擬似乱数発生器２４から
順次出力される各パターンは、変換器２５によって帯域
を制限されてアナログ信号に変換される。変換器２５
は、シフトレジスタ２４ａの２３ビットのパラレル出力
にそれぞれタップ値Ｃを乗算する乗算器２５ａと、これ
ら乗算器２５ａの演算結果を加算する加算器２５ｂとで
構成されている。また、変換器２５には、タップ値調整
器２６が設けられ、データＲＯＭ２２から読み出された
タップ値データに基づいて、各乗算器２５ａで乗算を行
うタップ値Ｃを更新することができるようになってい
る。

【００４９】変換器２５の加算器２５ｂから出力された
アナログ信号は、フィルタ２７で折り返し雑音を除去さ
れ、ゲイン調整器２８で利得を調整された後、アンプ２
９を介しスピーカ３０から音声として発せられる。ゲイ
ン調整器２８は、データＲＯＭ２２から読み出された利
得データに基づいて、擬似乱数発生器２４が発生する各
パターンごとに、アナログ信号の利得を調整する回路で
ある。

【００５０】ここで、データＲＯＭ２２に格納されてい
た初期データは、ベクトル量子化によって、記録すべき
元の音声信号を８サンプルずつ、擬似乱数発生器２４と
同じ擬似乱数が生成する全てのパターンと比較し、最も
近似したパターンについての初期値を順次出力すること
により得たものである。従って、データＲＯＭ２２から
読み出した初期値データに基づき擬似乱数発生器２４が
シフトレジスタ２４ａをシフト動作させて順次出力した
各パターンは、元の音声信号の８サンプルごとの波形に
最も近似したものとなり、これによってスピーカ３０か
ら元の音声を再生した音声が発せられることになる。

【００５１】しかも、データＲＯＭ２２に格納されてい
たタップ値データは、上述のベクトル量子化によって複
数の初期値データを得る際に、量子化誤差がより小さく
なるように擬似乱数が生成するパターンの帯域制限特性
を最適化した値である。従って、このタップ値データに
よってタップ値調整器２６のタップ値を更新することに
より、変換器２５から出力されるアナログ信号をより元
の音声信号に近いものにすることができる。なお、この
タップ値データは、データＲＯＭ２２から初期値データ
や利得データが複数読み出されるたびに１データ分が読
み出されるため、擬似乱数発生器２４から複数のパター
ンが出力されるごとに更新される。このため、データＲ
ＯＭ２２上でこのタップ値データが占める容量は僅かな
ものとなるので、音声データの圧縮率にはほとんど影響
を与えない。

【００５２】さらに、データＲＯＭ２２に格納されてい
た利得データは、上述のベクトル量子化の際に、比較す
る音声信号と各パターンとのパワー（各サンプルの２乗
和）が一致するように調整した値である。従って、ベク
トル量子化の際の各パターンのなかに、レベルのみが異
なり波形が極めて類似するものがあれば、このパターン
の初期値を符号化データとして採用することができるよ
うになり、実質的に代表ベクトルの数を増加させ、量子
化誤差をさらに小さくすることができる。もっとも、上
記例では、２３ビットの初期値データごとに４ビットの
利得データが付加されるので、音声データの圧縮率は多
少低下する。

【００５３】この結果、本実施例によれば、シフトレジ
スタ２４ａと排他的論理和回路２４ｂとからなる簡単な
擬似乱数発生器２４によって、８サンプルのパターンを
２の２３乗種類生成することができるので、大容量のメ
モリからなるコードブックを使用することなく、元の音
声信号を高音質で再生できる。しかも、複数パターンご
とに変換器２５のタップ値を更新することにより、ハー
ドウエアの汎用性を損なうことなく帯域制限特性を最適
化することができ、また、擬似乱数発生器２４から出力
された各パターンの利得を元の音声信号のパワーに一致
するように調整することができるので、音質のより一層
の向上を図ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
信号再生装置によれば、符号化データに基づく各パター
ンを擬似乱数等の漸化式を用いて生成することができる
ので、多数のパターンを格納した大容量のコードブック
が不要となり、装置のハードウエアをさらに簡素化する
ことができる。また、ハードウエアにほとんど負担をか
けることなくパターン数を増加させることができるの
で、汎用的な符号化データの再生を行うことも可能とな
る。従って、ハードウエアの簡素化と量産の可能性によ
り、装置の大幅なコストダウンを図ると共に、質の高い
再生を行うことができるようになる。また、パターンの
帯域制限特性を随時最適なものに調整することができる
ので、より品質の高い信号再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である音声信号再生装置のブ
ロック図である。

【図２】本発明の他の実施例のブロック図である。

【図３】本発明の更に他の実施例のブロック図である。

【図４】本発明の更に他の実施例のブロック図である。

【図５】従来の音声信号再生装置のブロック図である。

【図６】本発明の更に他の実施例のブロック図である。

【符号の説明】１、２１アドレスカウンタ（符号化データ取出手段）２、２２データＲＯＭ（符号化データ取出手段）４、２４擬似乱数発生器（パターン生成手段）３、３ａ、３ｂ、２３発振器５Ｄ／Ａ変換器（再生データ出力手段）６フィルタ（再生データ出力手段）２５変換器２６タップ値調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−271400（ＪＰ，Ａ) 欧州特許488751（ＥＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10L 11/00 - 21/06 H03M 7/30 H04B 14/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送又は記録された符号化データを順に複
数データずつ取り出す符号化データ取出手段と、該符号化データ取出手段が取り出した複数の符号化デー
タのうち、所定の１データを順次初期値として漸化式に
与え、各初期値ごとに所定数のデータからなるパターン
を生成する複数のパターン生成手段と、該パターン生成手段が生成したそれぞれのパターンにつ
いて相互に所定の演算を行い、各演算結果を順に再生デ
ータとして出力する再生データ出力手段とを備えている
信号再生装置。
【請求項２】前記符号化データ取出手段が、符号化デー
タと共に伝送又は記録された利得調整量のデータを順に
取り出す処理を更に行い、前記再生データ出力手段が、
この符号化データ取出手段が取り出した利得調整量のデ
ータに基づいて、対応する各パターンについての利得の
調整処理を更に行う請求項１に記載の信号再生装置。
【請求項３】前記符号化データ取出手段が、符号化デー
タと共に伝送又は記録された動作速度のデータを順に取
り出す処理を更に行い、該符号化データ取出手段が取り
出した動作速度のデータに基づいて発振周波数を変更
し、かつ、この発振周波数を上記符号化データ取出手段
とパターン生成手段と再生データ出力手段とに動作周波
数として供給する発振器が設けられている請求項１に記
載の信号再生装置。