JPS6146621A - Binary coding method of voice data - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce properly the redundancy by applying no conversion to a prescribed length in no sound state in voice data coding processing of the delta (DM) or the adaptive delta modulation (ADM) system. CONSTITUTION:In coding further a no voice part shown in a figure (a) where [0, 1] is consecutive (n) times in a binary quantized output, the first (m) sets are outputted as they are and the succeeding (n-m) sets are expressed in binary number. For example, when the value (n-m) is [32], it is replaced into a 1-byte code data [20 (hexadecimal expression)] to reduce the redundancy of the no sound part shown in the figure (b). Since the compression rate of the no voice part having a redundancy is improved, it is possible to reduce the voice transmission time and the capacity of a voice data storage memory.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はデルタ変調（ＤＭ、）または適応デルタ変調
（ＡＤＭ）による音声データの２値符号化方法に関し、
特に空チヤネル状態（無音状態）における２値量子化出
力の冗長度を好適に削減する方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for binary encoding audio data using delta modulation (DM) or adaptive delta modulation (ADM).
In particular, the present invention relates to a method for suitably reducing redundancy of binary quantized output in an empty channel state (silent state).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

音声データを安価な装置でディジタル化する方式として
は、デルタ変調（Ｄｅｌｔａ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）
または適応デルタ変調（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｅｌｔａ
　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）が最も有効である。Delta modulation is a method for digitizing audio data using inexpensive equipment.
or Adaptive Delta Modulation (Adaptive Delta Modulation)
Modulation) is the most effective.

周知のように、ＤＭは入力信号の帯域幅で決まる標本化
周期よりもかなり短い周期で入力波形を＋４または−Δ
で追尾していくことにより音声データなどを２進パルス
に符号化処理するものであり、その変形として２レベル
量子化の刻み幅を符号化出力からフィードバックさせる
ＡＤＭ方式がある。As is well known, DM converts the input waveform by +4 or -Δ with a period much shorter than the sampling period determined by the input signal bandwidth.
This is a system that encodes audio data and the like into binary pulses by tracking the quantization signal, and as a variation thereof, there is an ADM system that feeds back the step size of two-level quantization from the encoded output.

ところで、これらＤＭまたはＡＤＭ方式においては、入
力が無のときすなわち空チャ゛ネ、ル：状態のときには
、量子化出力はＯと１とが交互に現れる０１０１・・・
・、または１０１０・・・・の数列になることはよく知
られたことであり、そしてこの場合再生信号は０レベル
またはある一定レベルの付近でピーク・ピークの振幅Δ
だけ上下に変化する。これは通常粒状雑音と呼ばれる。By the way, in these DM or ADM methods, when there is no input, that is, when the channel is in the empty channel state, the quantized output is 0101, which alternates between O and 1.
It is well known that the sequence of numbers becomes .
only changes up and down. This is usually called granular noise.

このような特性をもつＤＭまたはＡＤＭ方式を音声デー
タのディジタル化処理に適用した場合簡単な回路で能率
良い符号化処理を行なうことができるのであるが、音声
データには意外と無音部分が多く、このため量子化出力
に前述の０１０１・・・・または１０１０・・・・の数
列が頻繁に現われる。When the DM or ADM method with these characteristics is applied to the digitization process of audio data, it is possible to perform efficient encoding processing with a simple circuit, but the audio data has a surprisingly large number of silent parts. Therefore, the aforementioned number sequence 0101... or 1010... appears frequently in the quantized output.

ところが、従来の音声符号化方式では、上記無音部分に
対応する０と１とが交互に現れる単調な繰返し部分をそ
のままの形で伝送または蓄積するようにしていたために
冗長な部分が多く、伝送には長時間を要し、また量子化
出力を蓄積するためには大容量のメモリを必要とする問
題点があった。However, in conventional audio encoding systems, monotonous repetitive parts where 0 and 1 appear alternately corresponding to the silent parts are transmitted or stored as they are, resulting in many redundant parts, making it difficult to transmit. The problem is that it takes a long time and requires a large capacity memory to store the quantized output.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

この発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり
、ＤＭまたはＡＤＭ方式を用いた音声データの符号化処
理に際し、伝送または蓄積記憶すべき符号量を減小させ
、電送時間の短縮または蓄積メモリの容量削減を図ろう
とするものである。This invention was made to solve the above problems, and reduces the amount of code to be transmitted or stored when encoding audio data using the DM or ADM method, thereby shortening the transmission time or storing the data. This is an attempt to reduce memory capacity.

〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明は
音声データの無音部分に対応する０１０１・・・・また
は１０１０・・・・の数列から成る量子化出力部分に着
目し、この部分の冗長度を削減しようとするものである
。[Means and effects for solving the problem] This invention focuses on the quantized output part consisting of a sequence of numbers 0101... or 1010... corresponding to the silent part of audio data, and eliminates the redundancy of this part. This is an attempt to reduce the degree of

すなわち、無音状態（空チヤネル状態）に対応して２値
量子化出力にＯと１とが交互に所定数ｍ以上ｎ回連続し
た場合、最初からｍ個目までの０゜１または１，０に関
してはそのままの状態で出力するとともに（ｍ＋１）個
目以降の０．１または１．０に関しては（ｎ−ｍ）を表
現する所定ビット数のコードデータに変換し、該変換デ
ータを前記未変換の出力データの後に付加して出力する
ようにして無音部分における冗長度を削減しようとする
ものである。In other words, if the binary quantized output is alternately 0 and 1 for a predetermined number m or more n times in response to a silent state (empty channel state), 0°1 or 1,0 from the first to the mth number. is output as is, and the (m+1)th and subsequent 0.1s or 1.0s are converted into code data of a predetermined number of bits representing (n-m), and the converted data is output as is. This is intended to reduce redundancy in silent parts by adding and outputting the data after the output data.

〔実施例〕〔Example〕

第１図（ａ）はＤＭまたはＡＤＭ方式により音声データ
を符号化処理した直後の量子化データ例を示すものであ
り、第１図（ｂ）は第４図（ａ）に示した量子化データ
を本発明にかかる符号化方法に基づきさらに符号化処理
し、無音部分における冗長度を削減した一例を示すもの
である。なお、同図（ａ）および（ｂ）において、斜線
を施した部分は有音部であり、該斜紛部で挾まれた部分
が無音部分である。Figure 1(a) shows an example of quantized data immediately after audio data is encoded using the DM or ADM method, and Figure 1(b) shows the quantized data shown in Figure 4(a). This shows an example in which redundancy in silent parts is reduced by further encoding processing based on the encoding method according to the present invention. Note that in FIGS. 3A and 3B, the shaded portion is a sound portion, and the portion sandwiched between the diagonal portions is a silent portion.

この第１図に示す実施例では、２値量子化された出力て
０，１がｎ回連続する無音部分が出現したとする。これ
を第１図（ｂ）に示すようにさらに符号化する際、最初
からｍ（ｍ≦ｎ）個の０，１が連続する部分については
新たな符号化処理を行なわずにそのままの状態で出力す
る。一方、（・ｍ＋１）個目以降の０，１が連続する部
分については１バイトの２進表現により（ｌη＋１）個
目以降の０．１の個数（ｎ−ｍ）を示すようにする。第
１図においては（ｎ−ｍ）が「３２」であると仮定し、
該（ｍ＋１）個目以降０．１が３２回連続する部分を１
バイトのコードデータｒ２０（１６進表現）」に置換す
るようにして該無音部分における冗長度を削減するよう
にした。In the embodiment shown in FIG. 1, it is assumed that a silent portion in which 0 and 1 are consecutive n times appears in the binary quantized output. When this is further encoded as shown in Figure 1(b), the part where m (m≦n) consecutive 0's and 1's from the beginning is not subjected to any new encoding process and is left as is. Output. On the other hand, for the part where 0's and 1's continue after the (.m+1)th number, the number (n-m) of 0.1's after the (lη+1)th number is indicated by a 1-byte binary representation. In Figure 1, it is assumed that (n-m) is "32",
The part where 0.1 is consecutive 32 times after the (m+1)th number is 1
Byte code data r20 (hexadecimal representation)" is used to reduce redundancy in the silent portion.

ただし、ｎ　（ｍである場合は、該ｎ個の０．１部分は
コード化処理されず、全て未変換の状態で出力される。However, if n (m), the n 0.1 portions are not encoded and are all output in an unconverted state.

また、上記第１図において（ｍ＋ｉ）個目以降の０．１
の個数（ｎ−ｍ）が２５６頃上である場合は１バイトの
ＢＣＤコードでは表現不可能であるので最初から（ｍ＋
２５５）個までの０，１データを上述した方式によりコ
ード化処理するとともに、（ｍ＋２５６）個目以降の０
，１データについては該（ｍ＋２５６）個目の０．１を
最初の無音データと仮定し上述した方式を用いて繰返し
コード化処理を行なうようにする。In addition, in Figure 1 above, 0.1 after the (m+i)th
If the number (n-m) of
255) 0 and 1 data are encoded using the method described above, and the (m+256) and subsequent 0s are encoded using the method described above.
, 1 data, the (m+256)th 0.1 is assumed to be the first silent data, and the above-mentioned method is used to repeat the encoding process.

次に、復号化処理の際は、上記処理と全く逆の変換を行
なう。すなわち、０，１が所定回数ｍ連続する２値量子
化データを検出した場合は、これに続く１バイトのＢＣ
Ｄコードデータを解読することにより該コードデータで
指定された（ｎ−ｍ）に対応する数だけ０，１データを
前記ｍ個の０゜１が連続するデータの後に付加する。Next, during decoding processing, a conversion that is completely opposite to the above processing is performed. In other words, when binary quantized data in which 0 and 1 are consecutive m for a predetermined number of times is detected, the following 1-byte BC
By decoding the D code data, a number of 0 and 1 data corresponding to (n-m) specified by the code data is added after the m consecutive 0°1 data.

第２図に上述した符号化処理を採用した音声伝送装置の
具体構成例を示す。FIG. 2 shows a specific example of the configuration of a voice transmission device that employs the above-described encoding process.

第２図において、１はマイクロホン、２はアンプ、３は
スピーカ、４はアンプ、５は通常のデルタ変調およびデ
ルタ復調を行なうデルタ変復調器、６はバッファメモリ
、７は第１図に示したアルゴリズムの演算処理を実行す
るＣＰＵ、８は音声データを蓄積記憶するＲ、　Ａ　Ｍ
、９は通信回線１０上に音声データを伝送するための変
復調動作を行なうモデムである。In Figure 2, 1 is a microphone, 2 is an amplifier, 3 is a speaker, 4 is an amplifier, 5 is a delta modulator/demodulator that performs normal delta modulation and delta demodulation, 6 is a buffer memory, and 7 is the algorithm shown in Figure 1. CPU 8 executes arithmetic processing; R, A M 8 accumulates and stores audio data;
, 9 is a modem that performs modulation and demodulation operations for transmitting audio data on the communication line 10.

音声データを送信する際、マイクロホンＩＫよって収音
された音声はアンプ２で増幅された後デルタ変復調器５
へ入力される。デルタ変復調器５では、入力された音声
に通常のデルタ変調を施し、その出力データをバッファ
メモリ５を介してＣＰＵ７に入力する。ＣＰＵ７には第
１図て示したアルゴリズムの演算処理プログラムが格納
されており、ＣＰ　Ｕ　７は０，１が所定回数ｍ以上連
続された無音部分を検出すると、（ｍ＋１）個目以降の
０．１部分を第１図に示すごとくコード化処理し、該コ
ード化処理した出力をｍ個目の０，１部分の後に付加す
る。このようにして無音部分が符号化された音声データ
はＲＡＭ８に順次格納される。When transmitting audio data, the audio collected by the microphone IK is amplified by the amplifier 2 and then sent to the delta modem 5.
is input to. The delta modulator/demodulator 5 subjects the input voice to normal delta modulation, and inputs the output data to the CPU 7 via the buffer memory 5. The CPU 7 stores an arithmetic processing program of the algorithm shown in FIG. 1, and when the CPU 7 detects a silent part in which 0 and 1 are repeated a predetermined number of times m or more, the (m+1)th and subsequent 0. One part is encoded as shown in FIG. 1, and the encoded output is added after the mth 0 and 1 parts. The audio data whose silent portions have been encoded in this manner is sequentially stored in the RAM 8.

該ＲＡＭ８に格納された音声データを伝送する場合は、
該ＲＡＭ８に格納された音声データをモデム９に入力し
、モデム９で適宜変調を加えた後、通信回線１０上に送
出する。When transmitting the audio data stored in the RAM 8,
The audio data stored in the RAM 8 is input to a modem 9, modulated appropriately by the modem 9, and then sent onto a communication line 10.

一方、相手側装置から送られてきた音声データを受信し
たり、ＲＡＭ８に格納した音声データを再生するときて
は、該ＲＡ、Ｍ８に記憶した音声データをＣＰＵ７に入
力する。ＣＰＵ７には第１図に示したアルゴリズムの逆
演算処理プログラムすなわち復号化プログラムが格納さ
れており、ＣＰＵ７は、０．１が所定回数ｍ連続する部
分を検出した場合は、これに続く１バイトのコードデー
タを解読することにより該コードデータで指定された数
だけ０，１データを付加する。このようにして、無音部
分が復号化された音声データはバッファメモリ６を介し
てデルタ変復調器５に順次入力される。デルタ変復調器
５では入力された音声データに通常のデルタ復調を加え
、その出力データをアンプ４に入力する。アンプ４で増
幅された音声データはスピーカ３に入力され、スピーカ
３により音波として放射される。On the other hand, when receiving audio data sent from the other party's device or reproducing audio data stored in the RAM 8, the audio data stored in the RA and M8 is input to the CPU 7. The CPU 7 stores an inverse operation processing program for the algorithm shown in FIG. By decoding the code data, 0 and 1 data are added by the number specified by the code data. In this way, the audio data whose silent portions have been decoded is sequentially input to the delta modem 5 via the buffer memory 6. The delta modulator/demodulator 5 applies normal delta demodulation to the input audio data, and inputs the output data to the amplifier 4. The audio data amplified by the amplifier 4 is input to the speaker 3, and is emitted by the speaker 3 as a sound wave.

なお、上記実施例では１バイトのＢＣＤコードにより（
ｍ＋１）個目以降の０，１または１，０データの連続個
数を表現するようにしたが、該コードのビット数、コー
ド形式は勿論任意であり、他の適当なるビット数から成
るコード形態を採用するようにしてもよい。In the above embodiment, the 1-byte BCD code (
The number of consecutive 0, 1 or 1, 0 data after m+1) is expressed, but the number of bits and code format of the code are of course arbitrary, and a code format consisting of any other suitable number of bits can be used. You may choose to adopt it.

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、ＤＭまたはＡ
ＤＭ方式を用いた音声データの符号化処理の際に、冗長
な無音部分の圧縮率を向上させるようにしたことから、
音声伝送時間を短縮することができるとともに音声デー
タを蓄積するメモリの容量を削減することができるとい
った優れた効果を奏する。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, DM or A
By improving the compression rate of redundant silent parts when encoding audio data using the DM method,
This has excellent effects such as being able to shorten the audio transmission time and reducing the memory capacity for storing audio data.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明にかかる方法の一実施例を説明するため
の図、第２図は本発明を実施するための一構成例を示す
ブロック図である。 １・・・マイクロホン、２，４・・・アンプ、３・・・
スピーカ、５・・・デルタ変復調器、６・・・バッファ
メモリ、７・−・ＣＰＵ、８−ＲＡＭ、９−・・モデム
、　１０・・・通信回線。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the method according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration for implementing the present invention. 1... Microphone, 2, 4... Amplifier, 3...
Speaker, 5...Delta modulator/demodulator, 6...Buffer memory, 7--CPU, 8-RAM, 9--Modem, 10--Communication line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 デルタ変調（ＤＭ）または適応デルタ変調（ＡＤＭ）に
よる音声データの２値符号化方法において、 ２値量子化出力に０と１とが交互に所定数ｍ（自然数）
以上ｎ（自然数ｎ≧ｍ）回連続した場合、最初からｍ個
目までの０、１または１、０については未変換で出力す
るとともに、（ｍ＋１）個目以降の０、１または１、０
については（ｎ−ｍ）を示す所定ビット数のコードデー
タに変換して出力するようにしたことを特徴とする音声
データの２値符号化方法。[Claims] In a method for binary encoding audio data using delta modulation (DM) or adaptive delta modulation (ADM), a predetermined number m (natural number) of 0 and 1 are alternately provided in the binary quantized output.
If the sequence continues n (natural number n≧m) times, the first to mth 0, 1, or 1, 0 are output without conversion, and the (m+1)th and subsequent 0, 1, or 1, 0 are output.
1. A binary encoding method for audio data, characterized in that the code data is converted into code data of a predetermined number of bits representing (n-m) and output.