JP3147208B2 - 量子化符号復号方法 - Google Patents
量子化符号復号方法Info
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Description
ムに適用され、符号誤りが発生した、PCM符号化、D
PCM符号化、ADPCM符号化などの量子化符号を復
号する量子化符号復号方法に関する。
のサンプル値を離散化テーブルを用いて量子化し、その
量子化を示す情報、つまり量子化符号を伝送する量子化
符号伝送の復号に一般的に用いることが可能であるが、
以下の説明では音声信号波形の無線伝送に適用する場合
について説明する。
動や受信レベル変動が発生し、符号誤りが頻発する応用
分野に適用される音声符号化では、誤り訂正/検出符号
化技術などの誤り補償技術を用いて、符号誤りによる伝
送音声の品質劣化を小さくする工夫がなされることが多
い。しかし、ディジタルコードレス電話のように誤り訂
正符号化を用いずに音声の符号化伝送を行う場合は、符
号誤りによる伝送音声の品質劣化が大きい。このため、
ADPCM音声符号化を用いるディジタルコードレス電
話では、伝送チャネルに設けられた伝送フレーム単位の
誤り検出機能を利用して、誤りが検出されたフレームの
受信ビット列の一部を置き換えるミューティングという
技術や、誤りが検出されたフレームの復号波形の電力を
抑圧するアッテネーションという技術を用いることによ
って、復号音声信号の聴覚的な品質劣化を抑制する試み
がなされている。
DPCM音声符号化の復号において、大きな差分値を表
す量子化ビット列に誤りが検出された場合に、そのビッ
ト列を小さな差分値に置き換える技術である。この技術
を用いることにより、ADPCM音声符号化特有のイン
パルス的な異音を抑圧することが可能である。実際のシ
ステムで利用される置き換えテーブルは聴覚的な品質劣
化が少なくなるように実験的に決められている。
は、ADPCM音声符号化の復号において、誤りが検出
されたフレームのうち復号信号波形の変動が大きいフレ
ームについて、その復号信号波形の電力を抑圧したもの
を復号信号波形とする技術である。この技術を前記ミュ
ーティング技術と組み合わせて用いることにより、前記
ミューティング技術によっても除去しきれなかった異音
や、逆にミューティング技術による不用意なビット列の
置き換えにより発生する異音の聴覚品質への影響を抑圧
することが可能である。実際のシステムで利用される電
力抑圧比は聴覚的な品質劣化が少なくなるように実験的
に決められている。
号器には、各伝送ビットの判定情報(0または1)と、
その信頼度の大きさを表わす情報(信頼度情報)が入力
され得る。しかし、誤り訂正符号化を用いない音声符号
化では、各伝送ビットの判定情報のみを用いて復号を行
なっており、信頼度情報は用いられていない。図6A
に、従来の波形符号化の量子化信号復号方法の構成を示
す。入力端子11からの受信信号は、無線復調部12で
各伝送ビットの判定情報とされる。つまり各ビットの復
号値“0”または“1”とされる。この判定情報列、つ
まり復号ビット列は、逆量子化部13に供給される。逆
量子化部13では供給された復号ビット列に対応する量
子化値を量子化テーブル14から引き出し、逆量子化さ
れ、その逆量子化出力を用いて復号されて復号サンプル
値として出力する。
ネーション技術を適用した従来の波形符号化の量子化信
号復号方法の構成を示す。無線復調部12からの判定情
報列(復号ビット列)はミューティング部16に供給さ
れ、また、フレーム誤り検出部17にも供給される。フ
レーム誤り検出部17では、伝送フレームごとに誤り検
出復号化を行ない、フレーム内にビット誤りがあるか否
かに応じて誤り検出情報を生成し、その誤り検出情報は
ミューティング部16に供給される。ミューティング部
16では、誤り検出情報およびビット列の判定情報が入
力され、前記のミューティング処理が行われ、ミューテ
ィング処理された復号ビット列は逆量子化部13に供給
される。逆量子化部13では、供給された復号ビット列
に対応する量子化値を量子化テーブル14から引き出し
てアッテネーション部18へ供給される。アッテネーシ
ョン部18では前記誤り検出情報に応じて前記アッテネ
ーション処理が行われ、復号サンプル値として出力され
る。
形符号化伝送の復号に際しては、判定情報(復号ビット
列)のみを用いた復号方法が用いられており、伝送誤り
により復号音声信号に大きな波形歪が生じる欠点があっ
た。また、ディジタルコードレス電話のように伝送チャ
ネルの誤り検出機能を用いている場合でも、ミューティ
ングやアッテネーションなどの異音抑圧技術が用いられ
ることはあっても、伝送誤りにより発生する復号音声の
波形歪を低減する工夫は施されていない。
誤りが検出された範囲(フレーム)内にある符号誤りが
生じていない波形部分にも符号置き換えや波形圧縮が施
されることになり、この部分については実際の波形歪は
増加することになり、聴覚品質の劣化が起こる場合もあ
る。伝送誤りが少ない場合は従来法でもある程度の聴覚
品質は得られるものの、伝送誤りが多い場合の従来法の
復号音声信号の聴覚品質劣化や復号信号波形歪は大き
い。
ば、復号ビット列についてそのビットの信頼度情報を求
め、その信頼度情報と対応した利得を対応するビットの
逆量子化出力に乗算し、その乗算結果を逆量子化出力と
して復号出力を得る。請求項2の発明によれば、量子化
復号テーブル(逆量子化テーブル)として、各符号ごと
に、その構成名ビットの重み情報を記憶したものを用
い、また復号ビット列の各ビットについてのビット信頼
度情報を求め、その各ビット信頼度情報と対応した利得
を求め、符号により量子化復号テーブルから読出された
各重み情報に、そのビットと対応する利得をそれぞれ乗
算し、その乗算結果を加算し、この加算出力を従来の逆
量子化出力として復号出力を得る。
値を量子化して伝送し、その受信信号から復号サンプル
値を生成する、PCM,DPCM,ADPCMなどの波
形符号化のすべてに適用可能であるが、以下の実施例で
はPCM符号化信号を復号する場合について説明する。
と対応する部分に同一符号を付けてある。この発明では
無線復調部12から出力される判定情報(復号ビット)
のそれぞれについて、その判定の確らしさを示す信頼度
情報も検出出力される。この信頼度情報は例えばそのビ
ットの受信レベルである。この信頼度情報は利得生成部
21に供給され、信頼度情報と対応した利得が求められ
る。この利得は例えば次のようにして生成される。
力された信頼度情報xがAより大であれば利得aを1と
し、Aより小であればaを0とする。あるいは、しきい
値Aとこれより小さいBとを設定しておき、信頼度情報
xがAより大でa=1、Bより小でa=0、AとBとの
間でa=(x−A)/(A−B)とする。
て決める。即ち実際に適用されるシステムにおけるビッ
ト信頼度情報と、誤り率との特性曲線を実際に測定して
求め、この特性曲線が例えば図1Bに示すようになった
場合、1個のしきい値Aを用いる場合は、誤り率が20
%になる信頼度情報値L2 をしきい値Aとし、2個のし
きい値A,Bを用いる場合は、誤り率が2%になる信頼
度情報値L3 をAとし、誤り率が48%になる信頼度情
報値L1 をBとする。
号テーブル14から読出された逆量子化出力と乗算器2
2で乗算され、この場合はPCMであるからこの乗算出
力が復号(サンプル値)出力として出力される。この場
合の量子化復号テーブル14は従来のものと同一のもの
が用いられ、判定情報が“1”の場合は量子化テーブル
14からEが読出され、判定情報が“0”の場合は量子
化復号テーブル14から−Eが読出される。この発明で
はこれら読出されたE又は−Eに対し、そのビット信頼
度情報と対応する利得aが乗算され、これが復号出力と
される。なお1ビットPCMは例えばベクトル量子化と
スカラ量子化とを組み合わせた量子化においてスカラ量
子化部に適用できる。
図1Aと対応する部分に同一符号を付けてある。この実
施例は各サンプルが2ビットで量子化された場合で、無
線復調部12からの判定情報(ビット列)は符号取出し
部23で、各サンプルに対応した複数ビット、この例で
は2ビットが順次取出され、この2ビットで量子化復号
テーブル24が読出される。
化復号テーブルと異なり、図2Bに示すように、符号を
構成する各ビットが表わしている重み情報が、各符号に
ついて記憶されている、つまりこの例では各符号は2ビ
ットよりなり、サンプル値が3E、E、−E、−3Eの
何れかに量子化され、その量子化値が2ビットの符号で
表わされた場合であるから、符号(0 1)については
その上位ビット“0”に対し重み情報2Eが、下位ビッ
ト“1”に対し、重み情報Eがそれぞれ記憶され、符号
(0 0)については上位ビット“0”に対し2Eが、
下位ビット“0”に対し−Eが記憶され、符号(1
0)については上位ビット“1”に対し−2Eが、下位
ビット“0”に対しEが記憶され、符号(1 1)につ
いては上位ビット“1”に対し−2Eが、下位ビット
“1”に対し−Eが記憶されている。
てある。入力符号に対し、量子化復号テーブル24か
ら、その上位ビットで対応する上位の重み情報が、下位
ビットで対応する下位の重み情報がそれぞれ読出されて
乗算器221 ,222 へ供給される。一方、各ビット列
と対応したそのビット信頼度情報は利得生成部21へ供
給され、対応した利得が図1Aの場合と同様に生成され
る。この利得列は分配部25で、符号取出し部23の符
号の上位、下位ビットとそれぞれ対応した2つの利得a
1 ,a2 が取出されて、乗算器221 ,222 へそれぞ
れ供給されて読出された重み情報にそれぞれ乗算され
る。つまり上位ビットの読出し出力2E又は−2Eにa
1 が、下位ビットの読出し出力E又は−Eにa2 がそれ
ぞれ乗算される。これら乗算器221 ,222 の乗算結
果が加算器26で加算され、その加算結果が、この場合
はPCMであるから復号サンプル値として出力される。
この場合の量子化復号テーブル24の例を図3Aに示
す。即ち各サンプルを7E,5E,3E,E,−E,−
3E,−5E,−7Eの8つの値の何れかに量子化した
場合で、その各量子化値を3ビットの符号で表わし、そ
の最上位ビットの“0”,“1”に対し重み情報は4
E,−4Eであり、次の上位ビットの“0”,“1”に
対し重み情報は2E又は−2Eであり、最下位ビットの
“0”,“1”に対して重み情報はE又は−Eである。
各符号ごとにその構成3ビットについての利得a1 ,a
2 ,a3 が、その3ビットによりそれぞれ読出された3
つの重み情報の対応するものにそれぞれ乗算され、これ
ら乗算結果が加算されて復号サンプル出力とされる。
号復号方法に適用した構成を図4Aに示す。図1Aの場
合と同様に判定情報の復号出力は乗算器22で利得生成
部21からの利得が乗算されて差分値が復号され、この
復号差分値と遅延手段31からの1つ前の復号サンプル
値とが加算器32で加算されて、復号サンプル値として
出力されると共に遅延手段31へ供給される。
子化信号復号方法に適用した例を示す。図4Aと同様に
して乗算器22から逆量子化値が得られる。一方、適用
ゲイン算出部33で、それ以前に復号された複数の復号
サンプル値が蓄積され、これら復号サンプル値から適応
的にゲイン値が算出され、このゲイン値が乗算器34で
乗算器22からの逆量子化値に乗算されて復号差分値が
得られる。この復号差分値と遅延手段31からの1つ前
の復号サンプル値とを加算した結果が復号サンプル値と
なる。
R−ビット誤り率特性比較を図3B,図5A,Bに示
す。移動無線伝送路における信頼度情報−誤り率特性か
ら、復号波形歪が最も少なくなるようにしきい値A,B
を試行錯誤的に選んだ場合の計算機シュミレーションの
結果であって、図3Bは1ビットPCM符号化、図5A
は2ビットPCM符号化、図5Bは3ビットPCM符号
化の場合である。何れの場合もこの発明方法の方が移動
無線伝送路における劣悪な符号誤り条件下で同一誤り率
に対し、SN比がよくなり、それだけ復号波形歪の低減
が可能である。
復号ビットのビット信頼度情報に応じて各ビットの逆量
子化値を修正することにより、ビット誤りの影響を受け
難く、復号信号の波形歪を低減できる。
器の例を示すブロック図、Bは伝送路のビット誤り率と
ビット信頼度情報との関係例を示す図である。
器の例を示すブロック図、Bはその量子化復号テーブル
の記憶内容例を示す図である。
の発明方法で用いる量子化復号テーブルの記憶内容例を
示す図、Bは1ビット量子化PCMにおけるこの発明方
法と従来法との特性比較を示す図である。
号器の例を示すブロック図、Bはこの発明をADPCM
復号方法に適用した復号器の例を示すブロック図であ
る。
CMにおけるこの発明方法と従来法との特性比較を示す
図である。
図、Bは従来の伝送チャネル誤り検出機能を用いた異音
抑圧処理を適用した量子化符号復号器を示すブロック図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 入力信号をビット判定してビット列を作
り、そのビット列の各ビットを量子化復号テーブルを参
照して逆量子化し、その逆量子化出力を用いて復号出力
を得る量子化符号復号方法において、 上記ビット列の各ビットについてそのビットの信頼度情
報を求め、 その信頼度情報と対応した利得を、対応するビットの上
記逆量子化出力に乗算し、その乗算結果を上記逆量子化
出力として復号出力を得ることを特徴とする量子化符号
復号方法。 - 【請求項2】 入力信号をビット判定してビット列を作
り、そのビット列中の複数のビットよりなる符号により
量子化復号テーブルを参照して逆量子化出力を得、この
逆量子化出力を用いて復号出力を得る量子化符号復号方
法において、 上記量子化復号テーブルとして、各符号ごとに、その構
成各ビットの重み情報を記憶したものを用い、 上記ビット列の各ビットについてそのビットの信頼度情
報を求め、 その各ビット信頼度情報と対応した利得を求め、 上記符号による上記量子化復号テーブルの参照結果の各
重み情報に、そのビットと対応する上記利得をそれぞれ
乗算し、 その乗算結果を加算し、その加算出力を上記逆量子化出
力として復号出力を得ることを特徴とする量子化符号復
号方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13445994A JP3147208B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 量子化符号復号方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP13445994A JP3147208B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 量子化符号復号方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH088843A JPH088843A (ja) | 1996-01-12 |
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JP (1) | JP3147208B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP13445994A patent/JP3147208B2/ja not_active Expired - Fee Related
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