JPS60501918A - 信号をコーディングし,デコードし,分析し,そして合成するための装置 - Google Patents
信号をコーディングし,デコードし,分析し,そして合成するための装置Info
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- JPS60501918A JPS60501918A JP59502944A JP50294484A JPS60501918A JP S60501918 A JPS60501918 A JP S60501918A JP 59502944 A JP59502944 A JP 59502944A JP 50294484 A JP50294484 A JP 50294484A JP S60501918 A JPS60501918 A JP S60501918A
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- 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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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
信号をコーディングし、デコードし、分析し、して た の と 法
1+と1塁−
■」1
本発明は一般に信号をコーディングしデコードするための装置と方法に関し、特
にアナログ音声信号を分析して合成するための装置と方法に関するものである。
−−と の 沁
信号、特にアナログ音声信号は、種々の利用のためにコード化される。たとえば
、多くの応用において、音声信号処理はバンド幅制限プロセスである。したがっ
て、元のアナログ音声信号は通常はその信号を圧縮するためにコード化され、す
なわち高品質の信号を再構成するためには処理される必要のない元の音声信号中
の冗長情報を除去するためにコード化される。圧縮された信号は次にたとえばバ
ンド幅制限された通信データリンクへ伝送されるか、または制限された記憶容量
のメモリ内ヘスドアされて、そして最後に信号を再構成するためにデコードされ
得る。一般に、信1号分析は全体的なプロセスであり、そのプロセスによって元
の信号はその元の信号によって運ばれるほとんどの情報を有する圧縮された信号
へ変換される。信号合成は、圧縮された信号から元の信号を再構成するために用
いられる全体的なプロセスである。
アナログ音声信号の圧縮のために一般に用いられる2つのディジタルコーディン
グ技術は、(1)パラメトリックコーディングと(2)波形コーディングである
。パラメトリックコーディング技術の1つの例は線形予測コーディングであり、
アナログ音声信号の波形はフィルタの出力として形成され、そのフィルタはピッ
チパルスとして知られる疑似周期的列のインパルスと“ホワイトノイズ″シーケ
ンスとの線形結合によって励起される。すなわち、アナログ音声信号を表わすた
めに用いられるtjラメータはフィルタの係数、ピッチパルスの周期、ピッチパ
ルスの振幅、およびホワイトノイズのエネルギなどの値であって、それらはすべ
て伝送されるかまたはディジタル的にストアされ得る。
音声信号を表わすためにこれらのパラメータを用いることによって、音声処理に
必要なデータ速度または秒あたりのビット数(bps)、すなわちバンド幅は著
しく減少され得る。たとえば、800 bps〜2400 bpsのような低い
データ速度が線形予測コーディング機構を用いて達成され得る。しかしながら、
データ速度は遅いが、これらのパラメータから再構成された音声信号も好ましか
らざるほど遅い。
再構成された音声は明瞭であるが自然な響きではない。
波形コーディングは、信号を圧縮するために数サンプル離れた音声サンプル間の
みならず波形の近接する音声サンプル間の相互関係を利用する。一般に、波形コ
ーディングはアナログ音声信号のサンプリンク、サンプルされた信号の量子化と
アナログディジタル(A/D)変換、およびそれらのA/D変換された信号を互
いに相関させることを含み、それによって、冗長情報を持たないそれらのA/D
変換された信号のみを伝送またはストアする。約3.4kH2の最大周波数を有
する音声信号のために、サンプリングG、を通常ハ8 kHzの速度で起こる。
知られているように、信号の量子化と変換はたとえば秒あたり16〜32にビッ
トの高ビツト速度で動作する波形コーグを用いて行なわれ、変換された信号の波
形内への゛量子化ノイズ″または歪の導入を最小にする。多くの異なった波形コ
ーディングシステムが存在し、デルタ変調([) M ) 、、適応デルタ変調
(八〇M)、差動パルスコード変調(DPCM)、適応差動パルスコード変調(
ADPCM)、およびベクトル量子化(VQ)などを採用した波形]−ダを有す
るシステムがある。波形コーディングは高品質の音声を再構成できる利点を有し
ているが、秒あたり16〜32にビットまたはそれ秒あたり16にビット以下の
データ速度において、再構成された音声信号の品質は低いものである。これは、
アナログ信号を量子化して変換するために遅いビット速度で動作する波形コーグ
から生じ、それはA/D変換された音声信号内へ」子化ノイズを導入する。
本発明の目的は元の信号をコーディングしてデコードするための新規な装置と方
法を提供することである。
大発明のもう1つの目的は元の信号を分析して構成するビめの折、宥栄装置と方
法を提供することである。
本発明のさらにもう1つの方法は元の信号をかなり圧縮すること′″r:必り
一方、その圧縮すれた信号から元の信号が高品質で再構成される。
本発明の付加的な目的 利点−ち坏び新規な特徴は一部が以下T)記述において
説明ざh、一部は以下を調べること)こ′f′)T:当該分野に習熟した人道に
阪らかとなり、または発明の宮丘゛9−よつylinア5−七ができよう7本発
明の目的や利点は、添付された唱tの1聞に特に指摘された手段と組合せによっ
て実現されて得られよう。
11艮11
本発明の目的と一致する前述のおよび他の目的を達成するために、ここで*施さ
れかつ概略述べられるように1本発明の1つの態様は成る波形を有する元の信号
をコーディングするための装置であって、その装置は歪を有するフード化された
信号を生じるように成る速度で波形をコード化するための手段、そのコード化さ
れた信号(応答1て歪を減衰させる手段、第1のデータを有する波形コーディン
グ手段、および元の信号を再構成するために第2のデータを有する減衰手段を備
えている。
好ましくは、減衰手段はフィルタを含んでいて、そのフィルタが有するフィルタ
係数の値は第2のデータである。
また好ましくは、波形をコーディングする手段は低ピット速度で動作する波形コ
ーグであって、それはコード化された信号内に量子化ノイズまたは歪を導入する
。
もう1つの態様において、本発明は成る波形を有する元の信号をコーディングす
るための方法であって、歪を有するコード化された信号を生じる成る速度で波形
をコーディングすることと、そのコーディングに応答して第1の波形コーディン
グデータを与えることと、そのコード化された信号の歪を減衰させることと、さ
らにその減衰に応答して第2の減衰データを与えることを含み、第1の波形コー
ディングデータと第2の減衰データは元の信号を再構成するための情報を有して
いる。好ましくは、減衰のステップはコード化された信号をフィルタでフィルタ
リングすることを含み、コーディングのステップは低ビツト速度で波形をコーデ
ィングすることを含む。
本発明のその他の態様は、元の信号を再構成するために上述のデータをデコード
するための装置と方法を含む。本発明のさらに他の態様は、元の信号を分析して
合成するために上述のコーディングとデコーディングの原理を実行する全体的な
装置を含む。
得られる利益と利、の1
本発明は元の信号をかなり圧縮するために波形コーディングとパラメトリックコ
ーディングの特徴を組合わせ、それによってバンド幅要件を減少させ、一方、元
の信号を高品質で再構成することができる。
た
ここに合同されて明@書の一部を形成する添付された図面は本発明の実施例を図
解しており、記述とともに本発明の詳細な説明する助けとなる。
第1A図は本発明の信号コーディング原理を説明するために用いられる簡略化さ
れたブロック図である。
第1B図は本発明の信号デコーディング原理を説明するために用いられるもう1
つの簡略化されたブロック図である。
第2A図は本発明の信号分析器の一実施例のブロック図である。
第2B図は本発明の信号合成器の一実施例のブロック図である。
第3A図は本発明の信号分析器のもう1つの実施例のブロック図である。
第3B図は本発明の信号合成器のもう1つの実施例のブロック図である。
及m星左Jに1
ここで、本発明の好ましい実施例が詳細に参照され、−例が添付された図面に図
解されている。
第1A図は、波形W1を有する元の入力信号SNをコーディングする一般的な原
理を説明するために、信号を圧縮する装置10を図解している。本発明のコーデ
ィング原理は種々の入力信号SNへ適用し得るが、本発明はたとえ1.f3.4
kH2の最大周波数を有するアナログ音声信号SNに関連して述べられる。装
置10は、波形W2を有するコード化された信号Y、を生じるために、音声信号
SNの波形WIをコーディングする手段12を含む。波形コーディング手段12
は従来の波形コーグ14を含み、それはデルタ変調(DM)、適応デルタ変調(
ADM>、差動パルスコード変調(DPCM)、適応差動パルスコード変1!(
ADPCM>、I5よびベクトル量子化(VQ)のような多くの波形コーディン
グ技術の任意の1つを利用することができる。
通常、波形コーグ14は、それが秒あたり16〜32にビットの範囲内で動作す
るときには、コード化された信号Yn内へ量子化ノイズまたは歪をかな、り導入
することなく音声信号S・をエンコードすることがゞできる。しかし、本発明に
よれば、音声信号SIIは秒あたり4.4kまたは8゜7にのような秒あたり1
6にビット以下の低ビツト速度で波形コーグ14を動作させることによって信号
YNを生じるようにエンコードされる。低ビツト速度でのこのエンコーディング
の結果、コード化された信号Y、の波形W2は信号S+iの波形W、の周期性に
ついての情報を有しているが、コード化された信号YNの波形W2の短時間のス
ペクトルは波形コーグ14によって導入された量子化ノイズによる歪を有してい
る。好ましくは、波形コーグ14はADPCM方法と、それぞれのフレーム時間
の音声信号SNのサンプルのA/D変換ブロックとを用い、これはさらに述べら
れる。たとえば、8 kHzでの△/Dサンプリングにおいて、30ミリ秒のフ
レーム時間内にサンプルあたり12ビツトで240サンプルが存在し得る。
装置10は波形コーグ14によってコード化された信号YN内へ導入される歪を
減衰させる手段16をも含む。減衰手段16はM+1のフィルタ係数を有するス
ペクトル整形フィルタ18を含み、それは好ましくは適応し得るものでおり、こ
れはさらに述べられる。1つの特定的な例として、適応フィルタ18&ま従来の
有限インパルス応答(FIR)フィルタでよい。
た音声信号SNであり、それは1つの入力として加算器20へ供給され、その加
算器はもう1つの入力として元の音う−信号ENは加算器20の出力に発生し、
次にそれは平へ供給される。オンオフスイッチ26はたとえば30ミリ秒のフレ
ーム時間でその平均化されたエラー信2号E、Nをサンプルするように動作させ
られる。サンプルされた平均エラー信号E、は次に適応スペクトル整形フィルタ
1日へ供給される。サンプ、ルされた平均エラー信号IENに応答して、適応ス
ペクトル整形フィルタ18の、M 、、+ 1のフィルタ係数は、信号YN中の
歪をさらにフィルタしてエラー信号ENを最小にする目的のために変えられる。
数学的に、装置10は以下の式に従って動作する。
エラー信号ENは次のように定義される。
1フレ一ム時間のエラー信号ENの全体平均は次式に等ここで、AX (K=0
.1,2.・・・M)はに番目のフィルり係数の値であり、M+1はフィルタ1
8のフィルタ係数の数である。
したがって、たとえば上述のような240サンプルの1フレ一ム時間におけるエ
ラー信号E1.lIの全体平均は次のよそして、信号「−を最小にするために、
フィルタ係数にこの最小化において、すべてのフィルタ係数は適応スペクトル整
形フィルタ18がコード化された信号YN内の歪をほとんどフィルタするような
それぞれの値A0.A、。
761、、・・・へ閂 を持、つ。
さらに、従来のフィルタ設計のように、適応スペクトル整形フィルタ18のフィ
ルタ係数のすべての値A。+AI、、 A 2.・・・へ閂は次式で示され得る
。
RYYA、=RYS ・・・(6)
ここで6、RYYは自己相関成分であって、RYSは相互相関成分であり、それ
ぞれ次のように定義される。
RYY (K)=E(YNYN−に) ・・・(7)RY s (K ) =、
E (SNYN−K) ・・・〈8)フィルタ係数のすべての値Δ。、△4.△
2.・・・AMは次のようなマトリックスで与えられる。
A= [AoA+ −Ar+ ]” −(]9ここで、■は転置を意味する。
また、自己相関成分RY、Yも次のマトリクス形式で与え同様に、相互相関成分
RY5は次のように与えられる。
Rys−[Rys(○) Ry、 s (1) −Ry s (M) ]”6.
・ (11)
さらに述べられるように、波形コーグ14は成る波形コーディングデータを有し
ており、フィルタ18はフィルタ係数データ、すなわちM+1のフィルタ係数の
値△02A1、・・・AMを有しており、それらは高品質で音声信号SNの再構
成において用いるために体送されまたはメモリ(図示せず)内5ス忙アされ、一
方、低ビツト速度でバンド幅制限されたシステムが用いられる。フィルタ係数デ
ニタを伝送またはストアする代わりとして、相互相関成分の値RYS (0)、
RYS (1)、−Rys (M)は後述されるように伝送またはストアされ得
る。これも後述されるように、装置10で実施化された本発明のコーディング原
理は、全体的な音声信号の分析と合成の装置を実施するために用いることができ
る。
第1B図は元の信@SNを再構成するための本発明の一般的なデコーディング原
理を説明する1つの装置28を図解している。装@28は、歪を有するコード化
された信号Y、を生じるために、上述の波形コーディングデータを反転波形コー
ディングする手段30を含んでいる。手段30は好ましくは秒あたり4.4kま
たは8.7にビットのような行あたり16にビット以下の低ビツト速度で動作す
る反転ADPCM波形コーダ32を含んでいる。装置10は、たと、えば上述の
フィルタ係数データのような成るデータに応答して、コード化された信号Y、中
の歪を減衰させる手段34を含んでいる。減衰手段34の出力は再構成された元
の信号SNである。好ましくは、手段34は適応スペクトル整形フィルタ36を
含んでいる。
第2A図は第1図に示されたコーディング装置10と関連して述べられた原理を
用いてアナログ音声信号SNを分析する全体的な装置38を図解している。装置
38は全体として40で示された手段を含んでおり、それはライン44上に信号
S−を生ずるために、入力ライン42上に受取られるアナログ音声信号SNを低
周波フィルタリングする。
手段40はO〜4kHzの範囲内で信号SNをフィルタするローパスフィルタ4
5を含んでいる。アナログディジタル(△/D>コンバータ46はフィルタされ
たアナログ信号をライン48で受取り、たとえば8 kH7のサンプリング周波
数fsのディジタル信号をライン5oへ出力する。
0〜2kHzの範囲内のベースバンドフィルタ52はライン50上のディジタル
信号をフィルタしてこれらの信号をライン54上へ出力する。周波数[、/2で
動作するオンオフスイッチ56はライン44上に信号sシを生じるためにライン
54上のディジタル信号の交互のサンプルを選択し、それによって、処理される
べきディジタル信号は少なくなる。。
装置38は全体として58で示された手段をも含み、それはライン60上の信号
S′−を生じるためにライン42上のアナログ音声信号SNを高周波フィルタリ
ングする。手段58はローパスフィルタ45とA/Dコンバータ46を含むとと
もに、ライン50上のディジタル信号をフィルタリ、ングしてこれらの信号をラ
イン62上に出力するために2〜4kHzの範囲の高周波バンドフィルタ61を
も含んでいる。周波数f5/2で動作するオンオフスイッチ64はライン60上
に信号SNを生じるためにライン62上のディジタル信号の交互のサンプルを選
択し、それによって、さらに処理されるべきディジタル信号が少なくなる。
装@38は第1図に関連して述べられた波形コーディング手段12をも有し、そ
れはライン66上にコード化された信号YNを生じるためにライン44上の信号
S’Nに応答する。波形コーディング手段12はたとえばADPCIV!披形コ
ーダ14であってもよく、それは量子化器68とフィルタ係数を有するフィルタ
7oを用いてコード化された信号YNを生じる。また、ADPCM波形コーダ1
4は、ライン72.ライン74.およびライン76上にそれぞれ上述の波形コー
ディングデータを出力する。ライン72上のデータはフィルタ70のフィルタ係
数の値C1を識別し、ライン74上のデータは信号S’Nの量子化のための量子
化値QNを識別し、そしてライン76上のデータは1フレ一ム時間の信号S’N
を里子化するための量子化ステップサイズσである。本発明によるA、DPCM
波形コーダ14はたとえば秒あたり4.4kまたは8.7にビットのような低ビ
ツト速度で動作し、ライン6.6上のコード化された信号YN内に量子化ノイズ
または歪を導入する。
装置3qは第1:図に関連して述べられたようにライン4に応答して上述のフィ
ルタ係数データを決定する手段78を有している。決定手段78は計算器8oを
含んでおり、それは式6を用いてフィルタ係数値AKを計算するが、どこでRY
’ Sは信号SNに対応するRysで置換えられる。
すなわち、計算器80はライン66上のコード化された信号YNの自己相関成分
RYYを決定するとともに、ライン66上のコード化された信号YNとライン4
4上の信号S′Nの相互相関成分RYS・を決定し′−で値へにを計算し、次に
それはライン82上に出力される。
同様に、装置38はライン60上の信号S′−とライン66上のコード化された
信号YNに応答して弐〇に従ってフィルタ係数データを決定する手段84を有し
ている。決定手段84は計算器86を含んでおり、それは式6を用いて(Alの
代わりに)フィルタ係数値BKを計算し、ここでRYSは信号S”Nに対応して
Rys”で置換えられる。すなわち、計算器86はライン66上のコード化され
た信号YNの自己相関成分RYYを決定するとともにライン66上のコード化さ
れた信号YNとライン60上の信号S′二との相互相関成分RY5″を決定して
値Bにを計算し、それは次にライン88上に出力される。
好ましくは、次にディジタルコーグ90はライン72上のフィルタ係数値C1,
ライン74上の量子化データQ。
、ライン76上の量子化ステップサイズσ、ライン82上のフィルタ係数値へに
、およびライン88上のフィルタ係数値8Kをコード化し、そしてこれらすべて
のコード化されたデータをデータライ、29丁上(ご出力する。ライン91上の
この点において、それら゛の・データは元の信号SNの後はどの再構成のために
メモリ(図示せず)内ヘスドアすることができ、また・は元の信号SNの現在の
再構成のために通信リンクによってレシーバ(図示せず)へ伝送することができ
る。
コーグ90はライン82上のフィルタ係数値AXとライン88上のフィルタ係数
値Bにを異なった数のビットでエンコードすることができる。たとえば、ライン
82上のデータは10ビツトでコード化され、一方、ライン88上のデータは1
6ビツトでコード化される。これは、ライン44上のベースバンドフィルタされ
た信号SQが互いに高度に相関されたサンプルを有するのに対して、ライン6o
上の高周波フィルタされた信号S″−は低度に相関されたサンプルを有するから
である。したがって、ライン82上のフィルタ係数値へにをコード化するために
必要とされるビットは、ライン88上のフィルタ係数値BKの場合より少な第2
B図は第2A図の装置38を用いて分析されたアナログ音声信号SNを合成する
装置92を示している。デコーダ94はライン91上のデータを受取ってデコー
ドし、ライン96上のフィルタ係数値c、、ライン98上の量子化データQN、
ライン100上の量子化器ステップサイズσ、ライン102上のフィルタ係数値
Aに9およびライン104上のフィルタ係数値Bにを生じる。反転波形コーディ
ング手段105は、ライン96上のフィルタ係数値C1゜ライン98上の量子化
値Qs+およびライン100上の■子化器ステップサイズσに応答して、ライン
106上にコード化された信号YNを生じる。手段105は、好ましくはたとえ
ば秒あたり4.4kまたは8.7にピットの低ビツト速度で動作する反転ADP
CM波形コー波形コーマある。ライン106上のコード化された信号Ysは上述
の量子化ノイズまたは歪を有している。
合成装置92は、ライン110上に歪のない出力信号を生じるために、ライン1
06上のコード化された信号YN中の量子化ノイズまたは歪を減衰させる手段1
09をも含んでいる。手段109は適応低バンドスペクトル整形フィルタ112
を含んでおり、そのフィルタ係数はライン102上のフィルタ係数値AX と適
応するようにセットされる。
もう1つの手段114はライン106上のコード化された信号YN中の歪を減衰
させて、ライン116上に歪のない出力信号を生じる。手段114は適応高バン
ドスペクトル整形フィルタ118を含み、そのフィルタ係数はライン104上の
フィルタ係数8Kに適応するようにセットされる。
号SNを生じる。手段120は、ライン110上の信号とライン116上の信号
を交互にライン126上に出力する手段124.ライン126上の信号に応答し
てライン130上にアナログ信号を生じるD/Aコンバータ128.およびライ
ン122上に元の音声信号SNを生じるためにライン130上のアナログ信号を
フィルタするローパスフィルタ132を含んでいる。
上述のように、音声分析器装置38と音声合成器装置92は、アナログ音声信号
SNを再構成するために、波形データC+ 、ON 、およびσに加えてフィル
タ係数データへに、8Kを用いる。ここで、第3A図と第3B図の実施例と関連
して述べられるように、フィルタ係数データA< 。
8にを伝送またはストアする代わりとして、相互相関成分RYs(式11参照)
はアナログ音声信@SNの分析と合成のために伝送またはストアされる。
第3A図はアナログ音声信号SNを分析する装置134を示している。装置13
4は、ライン138上にフィルタされた出力信号S′Nを生じるために、信号S
NをフィルタしてA/D変換する手段136を含んでいる。手段136は対偽信
号フィルタ140とA/Dコンバータ142を含んでおり、そのコンバータはラ
イン144上のフイ′ルタさ12は、ライン138上の信号S’Hに応答して、
歪を有するコード化された信号YNをライン146上に生じる。前述のように、
手段12はADPCM波形コーダ1コーあってもよく、それは波形コーディング
データ、すなわちフィルタ係数値C+、量子化値QN、および量子化ステップサ
イズσを全体として148で示されたそれfれの3つのライン上に出力する。
装置134はライン138上の信号S′Nとライン146上のコード化された信
号Ynを相互相関させる手段150をも含んでいる。手段150は、ライン15
4上にディジタル的に出力される相互相関成分RYS’の値を生じる相互相関器
152を含んでいる。したがって、装置134はアナログ音声信号SNを分析し
て、波形コーディングデータの形のデータCI、QN、およびσと、相互相関成
分RY、′の値の形のデータを生じて、信号SNを再構成する。ライン148と
ライン154上のデータは後の使用のためにメモリ〈図示せず)内にストアする
ことができ、またはレシーバ(図示せず)による合成のために通信リンク(図示
せず)へ伝送することができる。
第3B図はアナログ音声信号SNを合成する装置156を図解している。合成装
置156は、歪を有するコード化された信号YNをライン160上に生じるため
に、ライン148上の波形コーディングデータC,,QN 、およびσを反転波
形コーディングする手段158を含んでいる。手段158は好ましくは反転AO
PCM波形コー波形コーマある。ライン160上のコード化された信号YNを自
己相関させる手段164は、自己相関成分RYYの値をディジタル的にライン1
66上に出力する。合成装置156は、ライン154上の相互相関成分RY、/
の値とライン166上の自己相関成分Ryvとに応答して、フィルタ係数の値へ
にを決定する手段168をも含んでいる。手段168は弐6に従って値Aにを計
算する計算器170を含んでおり、ここでRYSは信号S ’Hに対応するよう
にRys′で置換えられ、ライン172上に値Aにを出力する。
装置156は、ライン176上に合成されたアナログ音声信号SNを出力するた
めに、ライン160上のコード化された信号Y、中の歪をフィルタする適応フィ
ルタ手段174をも含んでいる。手段174は適応スベク1〜ル整形フィルタ1
76を含んでおり、そのフィルタ係数はコード化された信号YNをフィルタする
ためにライン172上の値Aにに適応するようにセットされる。
本発明の好ましい実施例の先の記述は、説明の目的のために示されたものである
。開示された正確な形態に本発明を限定することは意図され゛ておらず、種々の
変更や修正が上記の教示に照らして可能であることは明らかである。実施例は、
種々の実施において、また実行される特定の使用に適するような種々の変更とと
もに、当業者が本発明を最良に利用し得るように本発明の原理と実際的応用を最
もよく説明するために選ばれて述べられたものである。発明の範囲は添付された
請求の範囲によって規定されるよう意図されている。
耶1頁の続き
[相]Int、CI、’ 識別記号 庁内整理番号7 H04s 14104
Z−7323−5に9発 明 者 ナーラーヤン、シャンカー・エ アメリカ合
衆国、ス ズ アーウィン・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 成る波形を有する元の信号をコーディングする装置であって、前記装置は 、 る速度で波形をコーディングする手段と、b) コード化された信号に応答して 前記歪を減衰させる手段とを備え、前記波形コーディング手段は第1のデータを 有し、前記減衰手段は元の信号を再構成するために第2の手段を有することを特 徴とする装置。 2、 前記減衰させる手段は前記コード化された信号をフ、イルタリングする手 段を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。 3、 前記フィルタリングする手段は前記第2のデータである値を有するフィル タ係数を持つフィルタを含むことを特徴とする請求の範囲第2項記載の装置。 4、 前記減衰させる手段は前記コード化された信号をフィルタリングする適応 手段を含むことを特徴とする請求の範囲第1項、記載の装置。 5、 前記適応手段は、 a) 前記コード化された信号に応答してフィルタされた信号を出力するために 、前記第2のデータである値を有するフィルタ係数を持つ適応フィルタと、b) 元の信号と前記フィルタされた信号とに応答してエラー信号を生じる手段とを 含み、前記フィルタ係数の前記値は前記歪を最小にするために前記エラー信号に 応答して変えられることを特徴とする請求の範囲第4項記載の装置。 6、 前記波形をコーディングする手段は低ビツト速度で動作する波形コーグを 含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。 7、 前記波形コーグはパルスコード変調システムであることを特徴とする請求 の範囲第6項記載の装置。 8、 前記パルスコード変調は適応差動パルスコード変調システムであることを 特徴とする請求の範囲第7項記載の装置。 9、 元の信号を再構成するための情報を有するデータ信号をデコードする装置 であって、その信号は第1のデータと第2のデータを含み、前記装置は、 a) 歪を有するコード化された信号を生じるために第1のデータを反転波形コ ーディングする手段と、b) 第1のデータに応答して元の信号を再構成するた めに前記歪を減衰させる手段とを備えたことを特徴とする装置。 10、 前記減衰させる手段は前記コード化された信号をフィルタリングする手 段を含むことを特徴とする請求の範囲第9項記載の装置。 11、 前記フィルタリングする手段は第2のデータに応答して変化させられる 値を有するフィルタ係数を持つ適応フィルタを含むことを特徴とする請求の範囲 第10項記載の装置。 12、 前記反転波形コーディングする手段は低ビツト速度で動作する反転波形 コーグを含むことを特徴とする請求の範囲第9項記載の装置。 13、 前記反転波形コーグはパルスコード変調システムであることを特徴とす る請求の範囲第12項記載の装置。 14、 元の信号を分析する装置であって、前記装置は、a) 成る波形を有す る第1の信号を生じるために元の信号を低周波フィルタリングする手段と、b) 第2の信号を生じるために元の信号を高周波フィルタリングする手段と、 C) 歪を有するコード化された信号を生じるために成る速度で前記波形をコー ディングする手段とを備え、前記波形コーディング手段は元の信号を再構成する ために第1の波形データを有し、 前記装置はさらに、 d) 前記第1の信号と前記コード化された信号に応答して、前記歪を最小にし て元の信号を再構成するために第2のフィルタ係数データを決定する第1の手段 と、e) 前記第2の信号と前記コード化された信号に応答し、前記歪を最小に して元の信号を再構成するために第3のフィルタ係数データを決定する第2の手 段と、f) 前記第1の波形データ、前記第2のフィルタ係数データ、および前 記第3のフィルタ係数データをコーディングする手段とを備えていることを特徴 とする装置。 15、 前記波形をコーディングする前記手段は低ビツト速度で動作する波形コ ーグを含むことを特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 16、 前記波形コーグは適応差動パルスコード変調システムを含むことを特徴 とする請求の範囲第15項記載の装置。 17、 前記決定する第1の手段は、 RY Y A=RY s’ の式に従って前記第1のフィルタ係数データを計算する手段を含み、ここでRY Yは前記コード化された信号の自己相関成分であり、RYS’は前記コード化さ れた信号と前記第1の信号の相互相関成分であり、Aは前記第2のフィルり係数 データの値であることを特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 181. 前記第2の決定する手段は、RY y B=RY s” の式に従って前記第3のフィルタ係数データを計算する手段を含み、ここでRY Yは前記コード化された信号の自己相関成分であり、RYE”は前記コード化さ れた信号と前記第2の信号の相互相関成分であら、Bは前記第3のフィルタ係数 データの値であることを特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 19、 前記第1の波形データ、前記第2のフィルタ係数データ、および前記第 3のフィルタ係数データをコーディングする前記手段は、前記第2のフィルタ係 数データと前記第3のフィルタ係数データを異なった数のビットでディジタル的 にコード化することを特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 20、前記第3のフィルタ係数データは、前記第2のフィルタ係数データより多 数のビットでディジタル的にコード化されることを特徴とする請求の範囲第19 項記載の装置。 21、 元の信号はアナログ信号であって、その元の信号を低周波フィルタリン グする前記手段は、a) 元の信号をローパスフィルタリングする手段と、b〉 ディジタル信号を生じるためにローパスフィルタされた元の信号をアナログデ ィジタル変換する手段と、C) ディジタル信号をベースバンドフィルタリング する手段と、 d) ベースバンドフィルタされたディジタル信号の1つおきを選択する手段を 含むことを特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 22、 元の信号はアナログ信号であって、その元の信号を高周波フィルタリン グする前記手段は、a〉 元の信号をローパスフィルタリングする手段と、b) ディジタル信号を生じるためにローパスフィルタされた元の信号をアナログデ ィジタル変換する手段と、C) ディジタル信号を高周波バンドフィルタリング する手段と、 d) 高周波バンドフィルタされたディジタル信号の1つおきを選択する手段を 含むことを特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 23、 前記第1の波形データ、前記第2のフィルタ係数データ、および前記第 3のフィルタ係数データに応答して元の信号を合成する手段をさらに備えたこと を特徴とする請求の範囲第14項記載の装置。 24、 第1の波形データ、元の信号のベースバンド周波数に対応する第2のフ ィルタ係数データ、および元の信号の高周波バンドに対応する第3のフィルタ係 数データに応答して元の信号を合成する装置であって、前記装置は、a) 歪を 有するコード化された信号を生じるために第1の波形データを反転波形コーディ ングする手段と、b) 前記コード化された信号と第2のフィルタ係数データに 応答して第1の歪のない信号を出力するために前記歪を減衰させる第1のフィル タ手段と、C) 前記コード化された信号と第3のフィルタ係数データに応答し て、第2の歪のない信号を出力するために前記歪を減衰させる第2のフィルタ手 段と、d) 元の信号を再構成するために前記第1の歪のない信号と前記第2の 歪のない信号を組合わせる手段とを備えたことを特徴とする装置。 25. 前記反転波形コーディングする手段は反転波形コーグを含むことを特徴 とする請求の範囲第24項記載の装置。 26、 前記反転波形コーグは適応パルスコード変調システムであることを特徴 とする請求の範囲第25項記載の装置。 27、 前記第1のフィルタ手段と前記第2のフィルタ手段の各々は適応フィル タを含むことを特徴とする請求の範囲第24項記載の装置。 28、 前記第1と第2の歪のない信号はディジタルであって、前記組合せる手 段は、 a) 前記第1と第2の歪のないディジタル信号を交互に出力する手段と、 b〉 前記出力する手段に接続されていて、アナログ信号を生じるためにその出 力されたディジタル信号をディジタルアナログ変換する手段と、 C) 前記ディジタルアナログ変換手段に接続されて(゛て、アナログ信号をロ ーパスフィルタリングする手段とを含むことを特徴とする請求の範囲第24項記 載の装置。 2つ、 元のアナログ信号を分析する装置であって、前&装置は、 a) 成る波形を有する第1の信号を生じるために元り信号をフィルタリングし てアナログディジタル変換する手段と、 b〉 歪を有するコード化された信号を生じるために成る速度で前記波形をコー ディングする手段とを備え、前記波形コーディング手段は第1の波形データを有 し、前記装置は、さらに C) 第2の相互相関データを生じるために前記第1の信号と前記コード化され た信号を相互相関させる手段を備え、前記第1の波形データと前記第2の相互相 関データ【ま元の信号を再構成するための情報を有づることを特徴とする装置。 30、前記波形をコーディングする前記手段は波形コーグを含むことを特徴とす る請求の範囲第29項記載の装置。 31、 前記波形コーグは低ビツト速度で動作することを特徴とする請求の範囲 第30項記載の装置。 32、 前記フィルタリングする手段は、a) 元の信号をフィルタリングする 手段と、b) 前記フィルタに接続されたアナログディジタル変換器を含むこと を特徴とする請求の範囲第29項記載の装置。 33、 前記第1の波形データと前記第2の相互相関データに応答して元の信号 を合成する手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第29項記載の装置 。 34、 元の信号についての情報を有する第1の波形データと第2の相互相関デ ータに応答して元の信号を合成する装置であって、前記装置は、 a) 歪を有するコード化された信号を生じるために第1の波形データを反転波 形コーディングする手段と、b) 第3の自己相関データを生じるために前記コ ード化された信号を自己相関させる手段と、C) 前記第2の相互相関データと 前記自己相関データに応答して第4のフィルタ係数データを決定する手段と、d ) 前記第4のフィルタ係数データに応答して、前記コード化された信号の前記 歪をフィルタリングするフィルタ手段を備えたことを特徴とする装置。 35、 前記反転波形コーディングする手段は反転適応ディジタルパルスコード 変調システムを含むことを特徴とする請求の範囲第34項記載の装置。 36、 前記決定する手段は、 Ry Y A = Ry s の式に従って前記第4のフィルタ係数データを計算する手段を含み、ここでRY Yは前記コード化された信号の自己相関成分であり、Rysは前記第2の相互相 関データであり、Aは前記第4のフィルタ係数データの値であることを特徴とす る請求の範囲第34項記載の装置。 37、 前記フィルタ手段は、前記第4のフィルタ係数データに応答して変化す る値を有するフィルタ係数を持つ適応フィルタを含むことを特徴とする請求の範 囲第34項記載の装置。 38、 成る波形を有する元の信号をコーディングする方法であって、前記方法 は、 a) 歪を有するコード化された信号を生じるために成る速度で波形をコーディ ングし、 b) コーディングに応答して第1の波形コーディングデータを供給し、 C) コード化された信号の歪を減衰させ、d) 減衰に応答して第2の減衰デ ータを供給し、第1の波形コーディングデータと第2の減衰データは元の信号を 再構成するための情報を有していることを特徴とする方法。 39、 減衰させるステップはコード化された信号をフィルタでフィルタリング することを含むのを特徴とする請求の範囲第38項記載の方法。 40、フィルタリングするステップは適応性であることを特徴とする請求の範囲 第39項記載の方法。 41、 第2の減衰データはフィルタのフィルタ係数追値であることを特徴とす る請求の範囲第39項記載の方法。 42、 コーディングするステップは低ビツト速度で起こることを特徴とする請 求の範囲第38項記載の方法。 43、 元の信号を再構成するための情報を有するデータ信号をデコードする方 法であって、そのデータ信号は第1のデータと第2のデータを含み、前記方法は 、a) 歪を有するコード化された信号を生じるために第1のデータを反転波形 コーディングし、b) 元の信号を再構成するために第2のデータに応答してコ ード化された信号の歪を減衰させることを含むのを特徴とする方法。 1
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