JPH0243382B2 - - Google Patents

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JPH0243382B2
JPH0243382B2 JP59242182A JP24218284A JPH0243382B2 JP H0243382 B2 JPH0243382 B2 JP H0243382B2 JP 59242182 A JP59242182 A JP 59242182A JP 24218284 A JP24218284 A JP 24218284A JP H0243382 B2 JPH0243382 B2 JP H0243382B2
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/06—Simultaneous speech and data transmission, e.g. telegraphic transmission over the same conductors
    • H04M11/064—Data transmission during pauses in telephone conversation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/66—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
    • H04B1/667—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission using a division in frequency subbands

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明はサブバンド符号化を用いたデータ通信
に関する。本発明は、特に、多重化されたデータ
およびデジタル的に符号化された音声信号の伝送
に適する。 サブバンド符号化とは、音声情報その他スペク
トラムが分布する基の周波数帯を二つ以上のサブ
バンドに分割し、それぞれの周波数帯域を別々に
符号化することをいう。 〔従来の技術〕 サブバンド符号化の主な利点は、例えばパルス
符号変調（pulse code modulation、PCM）ま
たは適応差分パルス符号変調（adaptive
differentialPCM ADPCM）を用いることによ
り、 (a) それぞれのサブバンドで生成される量子化雑
音をその周波数帯域内に限定し、復号化のとき
に他の帯域の低レベルの音声をマスクすること
なく、 (b) それぞれのサブバンドの信号を、聴覚的な基
準によりそのエネルギ分布に従つて符号化し、
サブバンド全体として聴覚的に良好な音質を提
供できる ことにある。 このようなサブバンド符号化された信号に、デ
ータ信号を多重化する方法が考えられている。こ
のためには、サブバンドの一つのチヤネルにデー
タ信号を固定的に挿入する方法、あるいはエネル
ギ量の少ないサブバンドに割り当てられているビ
ツトをデータ信号の送信に使用する方法がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、一つのチヤネルだけにデータ信号を挿
入する方法では、そのデータ信号用の余分な信号
が必要となり、データ多重化の効果が十分に得ら
れてい欠点がある。また、エネルギ量の少ないサ
ブバンドに割り当てる方法では、データ信号が挿
入されたサブバンドを判定するために、さらに付
随情報が必要となる欠点があつた。 本発明は、以上の欠点を解決し、サブバンドの
音声信号とデータ信号とを効率的に符号化して送
信できる符号伝送装置を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の第一の発明は符号伝送方法であり、入
力信号を二以上の周波数帯域すなわちサブバンド
に分割し、それぞれの周波数帯域の信号をその帯
域毎に別々に符号化して伝送する符号伝送方法に
おいて、符号化に必要なビツト数をそれぞれの周
波数帯域にあらかじめ割り当てておき、送信側で
は、符号された信号の値に応じていずれか一以上
の周波数帯域における符号化された信号のビツト
数をあらかじめ定められたビツト位置で適応的に
減らして送信し、受信側では、受信信号の値によ
り復号化に必要なビツト数を決定することを特徴
とする。 すなわち、送信側と受信側との双方で、サブバ
ンドで定常的に伝送されるビツトを参照してビツ
トの削減を決定する。 サブバンドは、それ自身が他のサブバンドから
分割されたサブバンドでもよく、音声情報その他
のもとの周波数帯域から直接に分割されたサブバ
ンドでもよい。 本発明の第二の発明では、ビツト数を削減する
のではなく、そのビツトにデータ信号を挿入して
伝送する方法である。すなわち、入力信号を二以
上の周波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域
の信号をその帯域毎に別々に符号化して伝送する
とともに、少なくとも一つの周波数帯域の符号化
された信号にデータ信号を挿入して伝送する符号
伝送方法において、符号化に必要なビツト数をそ
れぞれの周波数帯域にあらかじめ割り当ててお
き、送信側では、符号化された信号の値に応じて
いずれか一以上の周波数帯域における符号化され
た信号のあらかじめ定められたビツト位置にデー
タ信号を挿入して送信し、受信側では、前記あら
かじめ定められたビツト位置に相当するビツト以
外の信号により復号化に必要なビツト数の決定お
よびデータ信号の分離を行うことを特徴とする。 すなわち、データ信号の挿入・分離および符号
化・復号化の方法を統一するため、送信側と受信
側との双方で、データ信号が挿入されることのな
いビツト、すなわちそのサブバンドで定常的に伝
送されるビツトを参照する。 本発明は音声信号とデータ信号との多重化伝送
に適する。その場合には、入力信号は音声信号で
ある。 符号化された信号からその周波数帯域のエネル
ギ量を判定し、エネルギ量が少ない周波数帯域の
信号にデータ信号を挿入することが望ましい。エ
ネルギ量の判定は、厳密な判定である必要はな
く、符号化された信号の上位ビツトまたは埋め込
み適応微分パルスコード変調の場合には符号化ス
テツプサイズから判定できる。 二つの隣接した周波数帯域間でエネルギ量を比
較することが望ましい。エネルギ量の比較は、差
によつてもよいが、比により比較することが望ま
しい。 二つの周波数帯域のエネルギ量の差または比が
あらかじめ定められた値より小さいときには、双
方の周波数帯域で符号化された信号にデータ信号
を挿入することが望ましい。 それぞれの周波数帯域の信号を埋め込み適応微
分パルスコード変調により符号化する場合には、
この符号化のステツプサイズを比較することによ
り、それぞれの周波数帯域のエネルギ量の割合を
求めることができる。 帯域が7kHzの音声信号を８ビツトで符号化し
て64kbit／ｓで伝送する音声伝送系に用い場合に
は、この7kHzの帯域を二つの隣接した3.5kHzの周
波数帯域に分割し、低域側の周波数帯域では入力
信号を５ビツトで符号化し、高域側の周波数帯域
では入力信号を３ビツトで符号化し、低域側の周
波数帯域で得られた５ビツトの符号と高域側の周
波数帯域で得られた３ビツトの符号との一方また
は双方の一つのビツトに適応的にデータ信号を挿
入することができる。 本発明の第三の発明は前述した第一の発明を実
施する装置であり、符号化された信号の送受信を
行う送信装置および受信装置を備え、送信装置
は、入力信号を二以上の周波数帯域に分割する濾
波手段と、それぞれの周波数帯域の信号を別々に
符号化する符号化手段とを備え、受信装置は、送
信装置からの信号を受信してそれぞれの周波数帯
域毎に復号化する復号化手段を含む符号伝送装置
において、送信装置は、符号化手段の出力に含ま
れるあらかじめ定められたビツトによりそれぞれ
の周波数帯域の相対エネルギ量を判定する送信側
判定手段を含み、受信装置は、前記あらかじめ定
められたビツトを参照して各周波数帯域の相対エ
ネルギ量を判定する受信側判定手段を含むことを
特徴とする。 本発明の第四の発明は、前述した第二の発明を
実施する装置であり、符号化された信号の送受信
を行う送信装置および受信装置を備え、送信装置
は、入力信号を二以上の周波数帯域に分割する濾
波手段と、それぞれの周波数帯域の信号を別々に
符号化する符号化手段とを備え、受信装置は、送
信装置からの信号を受信してそれぞれの周波数帯
域毎に復号化する復号化手段を含む符号伝送装置
において、送信装置は、符号化手段の出力に含ま
れるあらかじめ定められたビツトによりそれぞれ
の周波数帯域の相対エネルギ量を判定する送信側
判定手段と、この判定結果により少なくとも一つ
の周波数帯域で符号化された信号にデータ信号を
挿入するデータ挿入手段とを含み、受信装置は、
前記あらかじめ定められたビツトを参照して各周
波数帯域の相対エネルギ量を判定する受信側判定
手段と、この受信側判定手段の出力に基づいてデ
ータ信号を分離する手段とを含むことを特徴とす
る。 符号化手段は埋め込み適応差分パルス符号変調
符号器を含み、送信側判定手段および受信側判定
手段はそれぞれ、埋め込み適応差分パルス符号の
量子化ステツプサイズを比較する手段を含むこと
ができる。 送信側判定手段および受信側判定手段はそれぞ
れ、二つの隣接する周波数帯域の信号の相対エネ
ルギ量を比較する比較手段を含むことが望まし
い。 比較手段は、相対エネルギ量の比を求める手段
を含むことが望ましい。 データ挿入手段は、符号化された信号の送信側
判定手段および受信側判定手段が参照するビツト
とは異なるビツト位置にデータ信号を挿入する構
成であることが望ましく、さらに、相対エネルギ
量の少ない周波数帯域で符号化された信号にデー
タ信号を選択的に挿入する構成であることが望ま
しい。 データ挿入手段は、二つの周波数帯域のエネル
ギ量の差があらかじめ定められた値により小さい
ときには、二つの周波数帯域で符号化された双方
の信号にデータ信号を挿入する構成であることが
望ましい。 濾波手段は入力信号を複数の周波数帯域に分割
するデイジルフイルタを含むことが望ましい。 〔作用〕 本発明の符号伝送方法は、サブバンドの含むエ
ネルギ量の多少により、そのサブバンドを符号化
するビツト数が適応的に変化する。しかし、エネ
ルギ量の多少に判定は、常にそのサブバンドに伝
送されるビツトにより行い、どちらのサブバンド
を伝送するのか不定のビツトは判定に使用しな
い。このため、受信機に到来する信号も、常にそ
のサブバンドに伝送されるビツトだけで判定を行
うことができる。このようにサブバンドのエネル
ギ量の判定に全ビツトを使用しないので、この判
定に使用しないビツトを用いて付随情報としての
データ信号を音声信号に挿入することができ、受
信機ではデータ信号が挿入されているサブバンド
を容易に判定することができる。 〔実施例〕 第１図および第２図は、本発明第一実施例符号
伝送装置のブロツク構成図であり、第１図は送信
機、第２図は受信機を示す。 本実施例符号伝送装置の送信機には、16kHzの
標本化速度でPCM符号化された音声信号１が入
力される。この入力された音声信号１の周波数ス
ペクトラムは、高域フイルタ２および低域フイル
タ３により、高域サブバンドおよび低域サブバン
ドに分割される。これらの二つのサブバンドは、
「デシメータ」４，５でそれぞれ8kHzにダウンサ
ンプルされる。説明を簡単にするため、入力され
た音声信号の量子化は、双方のサブバンドで４ビ
ツトの精度で行うものと仮定する。現実には、符
号化にはさらに多くのビツト数が用いられ、さら
に、それぞれのサブバンドの符号化ビツト数が同
一である必要はない。 マルチプレクサ６は、デシメータ４，５からの
出力ビツトの集合を、送信に適した形に直して出
力する。マルチプレクサ６は、時分割多重通信装
置の一部でもよく、単純な並列直列変換器でもよ
い。マルチプレクサ６は、この例では、８ビツト
のデータを入力する。これらの８ビツトの一つの
ビツトは、恒久的に、予備のデータ信号Ｄの送信
に割り当てられている。もつても、これは本発明
の本質ではない。 残つた７ビツトは、マルチプレクサ６の入力で
ある二つのチヤネルに適応的に割り当てられる。
ここでは、一つのチヤネルを３ビツトの精度で量
子化し、他のチヤネルを４ビツトの精度で量子化
する。したがつて、高域側のチヤネルの３つの上
位桁h3ないしh1および低域側のチヤネルの３つの
上位桁l3ないしl1が、マルチプレクサ６のそれぞ
れの入力に割り当てられる。これに対して、マル
チプレクサ６の８番目の入力は、選択回路８を経
由して、選択されたチヤネルの最下位ビツト、す
なわち高域側の最下位桁h0または低域側の最下位
桁l0の一方を受け取る。 第２図の受信機は、基本的に送信機の鏡像とな
つている。デマルチプレクサ１６は、アツプサン
プル回路１４，１５の３ビツトの上位桁入力を供
給し、アツプサンプル回路１４，１５の出力は補
間フイルタ１２，１３に供給され、補間フイルタ
１２，１３の出力は加算器１０で加算されて復号
化出力１１となる。 第１図の送信機に説明を戻す。選択回路８は判
定回路９ににより制御され、判定回路９は二つの
最下桁h0またはl0のどちらを送信するかを選択す
る。この判定は二つのチヤネル相互の信号または
エネルギ量の関数として決定される。受信機で
は、送信機での選択に対応する選択を１ビツトデ
マルチプレクサ１８で実行し、判定回路９と機能
的に同等である判定回路１９により制御される。 受信機の判定回路１９は、送信機の動作に正確
に「追跡」するために、二つのチヤネルの上位桁
h3ないしh1およびl3ないしl1を用いて判定を行う。
サブバンド復号器の判定回路１９は、当然に、最
下位桁h0、l0にアクセスせず、どちらのビツトが
判定の前に選択されていたかも「関知しない」。 判定回路９，１９は、どちらのチヤネルが高い
エネルギを有しているかを調査し、これにより、
最下位桁がなくても雑音がそれほど大きくならな
いように、一方のチヤネルの最下位桁の出力を停
止する。音声信号の場合には、エネルギの低い側
のビツト数を減らしてもそれほど雑音が増えない
ので、こちら側の最下位桁の出力を停止する。こ
の動作は標本毎に行う。これには単純な比較器で
十分である。実際の装置では、周期毎のエネルギ
推定を比較平均する。これについては以下でさら
に詳しく説明する。 第３図および第４図は本発明第二実施例符号伝
送装置を示し、第３図は送信機のブロツク構成
図、第４図は受信機ブロツク構成図を示す。 本実施例の送信機では、８個のビツトを用い、
二つのチヤネルに４ビツトずつを割り当てる。予
備のデータ信号Ｄは、二つのチヤネルの最下位桁
h0またはl0の位置に適応的に挿入される。本実施
例の判定回路９′は、二つの出力ｘ、ｙを出力す
る。高域側チヤネルと低域側チヤネルとのエネル
ギ比が、低いしきい値以上のときには出力ｘが有
効となり、高いしきい値以下のときには出力ｙが
有効となる。これについて第９図を参照して説明
する。横軸はエネルギ比、すなわち〔高域側チヤ
ネルのエネルギ〕／〔低域側チヤネルのエネル
ギ〕を表す。また、説明を簡単にするため、二つ
のしきい値のエネルギ比が１±δ（０＜δ≪１）
であるとする。 エネルギ比が１−δ以上のときには、判定回路
９′は出力ｘを有効とする。これにより低域側の
選択回路８は、最下位桁l0の代わりにデータ信号
Ｄを選択する。これに対してエネルギ比が１＋δ
以下のときには、判定回路９′は出力ｙを有効と
し、高域側の最下位桁h0の代わりにデータ信号Ｄ
を選択する。エネルギ比が１−δと１＋δとの間
にあるときには、計算精度や限界や送信誤りに起
因して、送信側と受信側とで異つた判断を行う可
能性がある。このような場合には、一方のチヤネ
ルだけでデータ信号を送受信するとしておくと、
データ信号が失われてしまうことがある。そこ
で、データ信号を双方のチヤネルに挿入してお
く。これにより、データ信号の誤りを削減でき
る。 本実施例の送信機および受信機のさらに実際的
な実施例を説明する。ただし、以下に説明する多
くの部分は、第一実施例でも同様に実施可能であ
る。 送信機は、16kHzで標本化された7kHzの帯域幅
の広帯域音声信号を入力するに適し、適応差分パ
ルス符号変調を用いて64kbit／ｓで送信を行う。
差分符号器は、通常、ビツトが消去された場合に
信号対雑音比が大きい欠点があり、これを修正す
るために、埋め込み適応差分パルス符号変調
（Embedded ADPCM）が用いられる。埋め込み
符号化（Embedded coding）については、デビ
ツド・ジエー・グツドマン（David J.Coodman）
が「通信に関するIEEE会報（IEEE Trans.
Comm.）」第COM―28巻第７号（1980年７月）
第1040頁なないし第1046頁に発表した「可変ビツ
ト度度転送のための埋へ込み差分パルス符号変調
（Embedded DPCM for Variable bit rate
transmission）」 に詳しく説明されている。ただし、この文献で説
明している符号伝送方法は、適応符号化ではな
く、サブバンド符号化に用いられるものでもな
い。基本的に埋め込み差分パルス符号変調は、予
測が正確でないことによる低い信号雑音比、およ
びこれにより高い量子化ステツプサイズが必要と
なること、したがつて量子化雑音が大きいこと等
の問題を解決し、送信で除去されるべき全てのビ
ツトを送信機および受信機の双方予測帰還回路か
ら排除している。 第５図および第６図は本発明第三実施例の符号
伝送装置を示し、第５図は送信機のブロツク構成
図、第６図は受信機のブロツク構成図を示す。 本実施例符号伝送装置の送信機は、デイジタル
フイルタ２２を備えている。このデイジタルフイ
ルタ２２は、高域フイル２２ａおよび低域フイル
タ２２ｂで構成され、例えばPCM符号化された
信号等の、入力端子２３から入力された信号を二
つのサブバンドに分割する。高域フイルタ２２ａ
および低域フイルタ２２ｂの出力は、「デシメー
タ」２４のダウンサンプル回路２４ａ，２４ｂに
それぞれ入力され、ダウンサンプルされる。ダウ
ンサンプル回路２４ａの出力はADPCM符号器２
５に供給され、ダウンサンプル回路２ｂの出力は
ADPCM符号器２６に供給される。ADPCM符号
器２５，２６は、それぞれ符号語出力２７，２８
を出力する。ADPCM符号器２５，２６は、その
出力２９，３０により、判定回路３１にステツプ
サイズを示す信号を供給する。判定回路３１の出
力は、データ挿入回路３２，３３に接続され、以
下に説明するような制御を行う。データ挿入回路
３２，３３の出力は、８ビツトのマルチプレクサ
３４の入力となり、このマルチプレクサ３４の出
力は送信信号として出力される。 デイジタルフイルタ２２は、直交鏡像フイルタ
（quadrature mirror filter）で構成され、入力
スペクトラムを一部が重なる二つの帯域（０〜
4kHzおよび４〜8kHz）に分割するために用いら
れる。適切なフイルタの定数を第１表に示す。第
１表は32ビツト構成の低域フイルタの定数hL（ｎ）
を示す。低域フイルタの定数と高域フイルタの定
数とは、 hu（ｎ）＝−１・hL（ｎ） の関係がある。ここでｎ＝０、１、２……（Ｎ―
１）であり、Ｎはビツト数である。
【表】
【表】 二つのサブバンドのそれぞれに含まれる信号
は、それぞれ、ダウンサンプル回路２４ａ（４〜
8kHz）、２４ｂ（０〜4kHz）に供給される。これ
らのダウンサンプル回路２４ａ，２４ｂは、毎秒
8000個の標本を標本化し、二つの独立なADPCM
符号器２５，２６にそれぞれ出力する。ADPCM
符号器２５，２６はそれ自体公知のものであり、
ここでは、ADPCM符号器２５，２６での二つの
サブバンドの符号化は対称である必要はないこと
に注意すれば十分である。例えば、低域側サブバ
ンドは、５ビツト構成のロバスト・ジヤヤント量
子化回路（robust Jayant quantiser）および4k
Hz帯域幅の音声に対して最適化された固定第四オ
ーダの予測回路により、ADPCMで符号化され
る。この一方で、高域側サブバンド（４〜8kHz）
は、３ビツト構成のロバスト・ジヤヤント量子化
回路および固定第一オーダの予測回路を用いて符
号化される。 受信機では、デマルチプレクサ５５が低域側お
よび高域側サブバンドに分離し、基本的に送信機
と逆の順序で信号を処理する。デイジタルフイル
タ４２、補間フイルタ４２ａ，４２ｂ、加算器４
３、アツプサンプル回路４４，４４ａ，４４ｂ、
ADPCM復号器４５，４６、判定回路５１、デー
タ信号再生回路５２，５３およびデマルチプレク
サは、基本的に、それぞれデイジタルフイルタ２
２、高域フイルタ２２ａ、低域フイルタ２２ｂ、
入力端子２３、デシメータ２４、ダウンサンプル
回路２４ａ，２４ｂ、ADPCM符号器２５，２
６、判定回路３１、データ信号挿入回路３２，３
３およびマルチプレクサの鏡像である。 したがつて、64kbit／ｓの信号が、分離され、
復号化され、補間され、デイジタルフイルタ４２
で処理される。これによより、7kHz帯域幅の信
号が再生される。この後に、二つのチヤネルは加
算器４３で連結される。 送信機および受信機は、データ信号挿入のため
の判定回路３１およびデータ信号再生のための判
定回路４１に付加的に、それぞれデータ信号挿入
回路３２，３３およびデータ信号再生回路５２，
５３を備えている。 ADPCM符号器２５，２６のそぜぞれの３ビツ
トおよび５ビツト出力は、データ信号挿入回路３
２，３３に供給される。データ信号挿入回路３
２，３３は、低域側チヤネル出力の５番目の符号
化ビツト（最下位ビツト）の位置、または高域側
チヤネルの３番目の符号化ビツトの位置の一方ま
たは双方に、データ信号Ｄを挿入してそこのビツ
トと置き換える。データ信号Ｄの挿入の仕方につ
いて以下に説明する。 データ信号Ｄを、高域側、低域側または双方の
チヤネルに挿入した場合の送信機の出力は、 ５＋（２＋Ｄ）、 （４＋Ｄ）＋３、 または、 （４＋Ｄ）＋（２＋Ｄ） となる。 判定回路３１，５１は単純な比較器で実施する
ことができ、それぞれADPCM符号器２５，２６
またはADPCM復号器４５，４６からの適応ステ
ツプサイズΔ（スケーリング因子）を比較する。 第７図にADPCM符号器２５，２６のブロツク
構成図を示し、第８図にADPCM復号器４５，４
６のブロツク構成図を示す。 加算回路６０の一方の入力には、符号化する信
号が入力される。加算回路６０の他方の入力に
は、予測回路６７の出力が反転入力される。加算
回路６０の出力は、乗算回路６１の一方の入力に
接続される。乗算回路６１の他方には、ステツプ
サイズ適応回路６４の一方の出力（１／Δ、ただ
しΔは適応ステツプサイズ）が入力される。乗算
回路６１の出力は量子化回路６２に接続される。
量子化回路６２の出力が、このADPCM符号器の
出力となる。また、量子化回路６２の出力は係数
回路６３に接続される。係数回路６３の出力は、
ステツプサイズ適応回路６４および加算回路６５
に接続される。加算回路６５は、係数回路６３の
出力に0.5を付加して乗算回路６６の一方に入力
する。ステツプサイズ適応回路６４は、適応ステ
ツプサイズΔおよびその逆数を出力し、その適応
ステツプサイズΔの出力は乗算回路６６に入力さ
れる。乗算回路６６の出力は、音声信号の適応予
測を行うための予測回路６７に接続される。ステ
ツプサイズ適応回路６４の適応ステツプサイズΔ
出力は、データ信号Ｄの挿入するチヤネルの判定
に使用される。 ADPCM復号器に入力された音声信号は、加算
回路７０および係数回路７１に入力される。係数
回路７１の出力は、ステツプサイズ適応回路７２
および加算回路７３に入力される。加算回路７３
は、係数回路７１の出力に0.5を付加して乗算器
７４に入力する。ステツプサイズ適応回路７２の
出力は、乗算回路７４および乗算回路７５に入力
され、さらに、データ信号Ｄの挿入されたチヤネ
ルの判定に利用される。乗算回路７４の出力は、
予測回路７６に入力される。乗算回路７５の出力
および予測回路７６の出力は加算回路７７に入力
される。加算回路７７の出力がこのADPCM復号
器の出力となる。 このようなADPCM符号器および復号器による
データ信号挿入の判定の決定方法、およびデータ
信号再生方法について説明する。 分離するための付随情報なしでどのチヤネルに
データ信号が含まれているかを判定する必要があ
る。このような判定のためには、後方適応データ
多重化が用いられる。後方適応データ多重化によ
り、多重化および分離のデータチヤネルを選択す
るための判定は、サブバンド符号器およびサブバ
ンド復号器のそれぞれのステツプサイズ適応回路
６４，７２により導出される。 データ信号を挿入するチヤネルは、以下のよう
に決定される。それぞれのサブバンド信号から、
基本的にエネルギ量を測定することにより得られ
るスペクトラム包絡線推定を得る。これらのスペ
クトラム包絡線推定を比較することにより、その
信号が有音声（母音等）、無音声（子音）および
中間音のいずれかを判定する。 音声信号が有音声であるときには、高域側チヤ
ネル（４〜8kHz）にデータ信号を挿入し、エネ
ルギ量の多い低域側チヤネルを５ビツトで標本化
することができる。 この一方で、音声信号が無音声、あるいは音声
音か無音声かが明白ではないときには、低域側チ
ヤネル（０〜4kHz）にデータ信号を挿入し、こ
れにより、低域側の帯域の音声信号を４ビツトで
符号化する。このとき、高域側チヤネルでは３ビ
ツトを全て使用して音声信号の高い周波数を正確
に符号化できる。 データ信号を挿入するチヤネルを判定するため
に、二つのチヤネルの量子化回路のステツプサイ
ズ・パラメータを利用して、短時間スペクトラム
包絡線情報を得る。この情報は、ジヤヤント・ア
ルゴリズムを用いるときに後方適応モードで導出
することができ、低域側および高域側チヤネルの
それぞれの量子化回路のｎ＋１番目のステツプサ
イズ・パラメータΔl（ｎ＋１）、Δu（ｎ＋１）は、 Δl（ｎ＋１）＝Δl（ｎ）〓・Ml（Il（ｎ）） …(1) および、 Δu（ｎ＋１）＝Δu（ｎ）〓・Mu（Iu（ｎ）） …(2) で与えられる。ここで、Il（ｎ）は低域側チヤネ
ルの量子化回路からのｎ番目の出力符号語であ
り、Iu（ｎ）は高域側チヤネルの量子化回路から
のｎ番目の出力符号語である。また、Ml（Il
（ｎ））およびMu（Iu（ｎ））は、それぞれIl（ｎ）、
Iu（ｎ）の関数であり、係数回路６３による係数
値を示す。種々のビツト数での量子化回路に対す
る値を第２表に示す。γは「もれ因子」であり、
送信誤りの効果を消すために要求される。典型的
にはγは0.984に選択される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、構成が比較的
簡単であり、符号器に用いられるデイジタル信号
処理マイクロコンピユータで得られる処理容量を
最大に利用でき、データ多重機能に必要な制御の
ための付随情報を送信する必要がなくなる効果が
ある。さらに、データ信号を例えば低域側チヤネ
ルに固定して割り当てる固定データ多重化に比較
して、本発明は、感知できる音声の歪を顕著に削
減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明第一実施例符号伝送装置の送信
機のブロツク構成図。第２図は受信機のブロツク
構成図。第３図は本発明第二実施例符号伝送装置
の送信機のブロツク構成図。第４図は受信機のブ
ロツク構成図。第５図は本発明第三実施例符号伝
送装置の送信機のブロツク構成図。第６図は受信
機のブロツク構成図。第７図はADPCM符号器の
ブロツク構成図。第８図はADPCM復号器のブロ
ツク構成図。第９図はデータ信号の挿入位置を判
定する動作を説明する図。 ２…高域フイルタ、３…低域フイルタ、４，５
…デシメータ、６…マルチプレクサ、８…選択回
路、９…判定回路、１０…加算器、１２，１３…
補間フイルタ、１４，１５…アツプサンプル回
路、１６…デマルチプレクサ、１８…１ビツト・
デマルチプレクサ、１９…判定回路、２２…デイ
ジタルフイルタ、２２ａ…高域フイルタ、２２ｂ
…低域フイルタ、２３…入力端子、２４…デシメ
ータ、２４ａ，２４ｂ…ダウンサンプル回路、２
５，２６…ADPCM符号器、３１…判定回路、３
２，３３…データ信号挿入回路、３４…マルチプ
レクサ、４２…デイジタルフイルタ、４２ａ，４
２ｂ…補間フイルタ、４３…加算器、４４，４４
ａ，４４ｂ…アツプサンプル回路、４５，４６…
ADPCM復号器、５１…判定回路、５２，５３…
データ信号再生回路、５５…デマルチプレクサ、
６０…加算回路、６１…乗算回路、６２…量子化
回路、６３…係数回路、６４…ステツプサイズ適
応回路、６５…加算回路、６６…乗算回路、６７
…予測回路、７０…加算回路、７１…係数回路、
７２…ステツプサイズ適応回路、７３…加算回
路、７４…乗算器、７５…乗算回路、７６…予測
回路、７７…加算回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入力信号を二以上の周波数帯域に分割し、 それぞれの周波数帯域の信号をその帯域毎に
    別々に符号化して伝送する 符号伝送方法において、 符号化に必要なビツト数をそれぞれの周波数帯
    域にあらかじめ割り当てておき、 送信側では、符号化された信号の値に応じてい
    ずれか一以上の周波数帯域における符号化された
    信号のビツト数をあらかじめ定められたビツト位
    置で適応的に減らして送信し、 受信側では、受信信号の値により復号化に必要
    なビツト数を決定する ことを特徴とする符号伝送方法。 ２ 入力信号を二以上の周波数帯域に分割し、 それぞれの周波数帯域の信号をその帯域毎に
    別々に符号化して伝送するとともに、少なくとも
    一つの周波数帯域の符号化された信号にデータ信
    号を挿入して伝送する 符号伝送方法において、 符号化に必要なビツト数をそれぞれの周波数帯
    域にあらかじめ割り当てておき、 送信側では、符号化された信号の値に応じてい
    ずれか一以上の周波数帯域における符号化された
    信号のあらかじめ定められたビツト位置に適応的
    にデータ信号を挿入して送信し、 受信側では、前記あらかじめ定められたビツト
    位置に相当するビツト以外の信号の値により、復
    号化に必要なビツト数の決定およびデータ信号の
    分離を行う ことを特徴とする符号伝送方法。 ３ 入力信号は音声信号である特許請求の範囲第
    ２項に記載の符号伝送方法。 ４ 符号化された信号からその周波数帯域のエネ
    ルギ量を判定し、エネルギ量が少ない周波数帯域
    の信号にデータ信号を挿入する特許請求の範囲第
    ２項または第３項に記載の符号伝送方法。 ５ 二つの隣接した周波数帯域でエネルギ量を比
    較する特許請求の範囲第４項に記載の符号伝送方
    法。 ６ 二つの隣接した周波数帯域におけるエネルギ
    量の比により互いのエネルギ量を比較する特許請
    求の範囲第５項に記載の符号伝送方法。 ７ 二つの周波数帯域のエネルギ量の差または比
    があらかじめ定められた値より小さいときには、
    双方の周波数帯域で符号化された信号にデータ信
    号を挿入する特許請求の範囲第４項に記載の符号
    伝送方法。 ８ それぞれの周波数帯域の信号を埋め込み適応
    微分パルスコード変調により符号化し、 この符号化のステツプサイズを比較することに
    よりそれぞれの周波数帯域のエネルギ量の割合を
    求める 特許請求の範囲第２項ないし第７項のいずれかに
    記載の符号伝送方法。 ９ 帯域が7kHzの音声信号を８ビツトで符号化
    して64kbit／ｓで伝送する音声伝送系に用いら
    れ、 この7kHzの帯域を二つの隣接した3.5kHzの周波
    数帯域に分割し、 低域側の周波数帯域では入力信号を５ビツトで
    符号化し、 高域側の周波数帯域では入力信号を３ビツトで
    符号化し、 低域側の周波数帯域で得られた５ビツトの符号
    と高域側の周波数帯域で得られた３ビツトの符号
    との一方または双方の一つのビツトに適応的にデ
    ータ信号を挿入する 特許請求の範囲第２項ないし第８項のいずれかに
    記載の符号伝送方法。 １０ 符号化された信号の送受信を行う送信装置
    および受信装置を備え、 前記送信装置は、 入力信号を二以上の周波数帯域に分割する濾波
    手段と、 それぞれの周波数帯域の信号を別々に符号化す
    る符号化手段と を備え、 前記受信装置は、前記送信装置からの信号を受
    信してそれぞれの周波数帯域毎に復号化する復号
    化手段を含む 符号伝送装置において、 前記送信装置は、前記符号化手段の出力に含ま
    れるあらかじめ定められたビツトによりそれぞれ
    の周波数帯域の相対エネルギ量を判定する送信側
    判定手段を含み、 前記受信装置は、前記あらかじめ定められたビ
    ツトを参照して各周波数帯域の相対エネルギ量を
    判定する受信側判定手段を含む ことを特徴とする符号伝送装置。 １１ 符号化された信号の送受信を行う送信装置
    および受信装置を備え、 前記送信装置は、 入力信号を二以上の周波数帯域に分割する濾波
    手段と、 それぞれの周波数帯域の信号を別々に符号化す
    る符号化手段と を備え、 前記受信装置は、前記送信装置からの信号を受
    信してそれぞれの周波数帯域毎に復号化する復号
    化手段を含む 符号伝送装置において、 前記送信装置は、前記符号化手段の出力に含ま
    れるあらかじめ定められたビツトによりそれぞれ
    の周波数帯域の相対エネルギ量を判定する送信側
    判定手段と、この判定結果により少なくとも一つ
    の周波数帯域で符号化された信号にデータ信号を
    挿入するデータ挿入手段とを含み、 前記受信装置は、前記あらかじめ定められたビ
    ツトを参照して各周波数帯域の相対エネルギ量を
    判定する受信側判定手段と、この受信側判定手段
    の出力に基づいてデータ信号を分離する手段とを
    含む ことを特徴とする符号伝送装置。 １２ 符号化手段は埋め込み適応差分パルス符号
    変調符号器を含み、 送信側判定手段および受信側判定手段はそれぞ
    れ、埋め込み適応差分パルス符号の量子化ステツ
    プサイズを比較する手段を含む 特許請求の範囲第１１項に記載の符号伝送装置。 １３ 送信側判定手段および受信側判定手段はそ
    れぞれ、二つの隣接する周波数帯域の信号の相対
    エネルギ量を比較する比較手段を含む特許請求の
    範囲第１１項または第１２項に記載の符号伝送装
    置。 １４ 比較手段は、相対エネルギ量の比を求める
    手段を含む特許請求の範囲第１３項に記載の符号
    伝送装置。 １５ データ挿入手段は、符号化された信号の送
    信側判定手段および受信側判定手段が参照するビ
    ツトとは異なるビツト位置にデータ信号を挿入す
    る構成である特許請求の範囲第１１項ないし第１
    ４項のいずれかに記載の符号伝送装置。 １６ データ挿入手段は、相対エネルギ量の少な
    い周波数帯域で符号化された信号にデータ信号を
    選択的に挿入する構成である特許請求の範囲第１
    １項ないし第１５項のいずれかに記載の符号伝送
    装置。 １７ データ挿入手段は、二つの周波数帯域のエ
    ネルギ量の差があらかじめ定められた値により小
    さいときには、二つの周波数帯域で符号化された
    双方の信号にデータ信号を挿入する構成である特
    許請求の範囲第１６項に記載の符号伝送装置。 １８ 濾波手段は、入力信号を複数の周波数帯域
    に分割するデイジタルフイルタを含む特許請求の
    範囲第１１項ないし第１７項のいずれかに記載の
    符号伝送装置。
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