JP2587591B2 - 音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置 - Google Patents
音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声・楽音の帯域分割
符号化復号化装置に関する。
符号化復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、７kHz帯域の音声・楽音を高能率
で符号化，復号化する装置として、図２(a),(b)に示す
帯域フィルタとＡＤＰＣＭ(適応差分ＰＣＭ)符号化器，
復号化器を用いてサブバンドコーディングする装置が知
られている。この装置の符号化(図２(a)参照)におい
て、音声・楽音を表わす入力ディジタル信号は、低域フ
ィルタ４１および高域フィルタ４２を経て２つの帯域に
分けられた後、夫々ダウンサンプラ４３，４４で２：１
にダウンサンプリングされ、ダウンサンプリングされた
信号は各ＡＤＰＣＭ符号化器４５，４６でＡＤＰＣＭ信
号に符号化された後、再びマルチプレクサ４７によって
複合され、伝送チャンネルに送り出される。また、この
装置の復号化(図２(b)参照)において、伝送チャンネル
から入力された上記信号は、デマルチプレクサ４８を経
て高，低２つの帯域に分けられた後、夫々ＡＤＰＣＭ復
号器４９，５０で復号化され、続いて各アップサンプラ
５１，５２で１点毎に”０”を付加して１：２にアップ
サンプリングされ、夫々高域フィルタ５３，低域フィル
タ５４を経た後、再び加算器５５で複合されて再生信号
が得られる。そして、このサブバンドコーディング装置
は、上記ＡＤＰＣＭ符号化が、隣接する標本値の差を符
号化する際、量子化幅を最適に変化させるというもので
あるため、音声エネルギの大きい帯域や明瞭度が要求さ
れる帯域により多くの情報を割り当てることができると
いう利点を有する。
で符号化，復号化する装置として、図２(a),(b)に示す
帯域フィルタとＡＤＰＣＭ(適応差分ＰＣＭ)符号化器，
復号化器を用いてサブバンドコーディングする装置が知
られている。この装置の符号化(図２(a)参照)におい
て、音声・楽音を表わす入力ディジタル信号は、低域フ
ィルタ４１および高域フィルタ４２を経て２つの帯域に
分けられた後、夫々ダウンサンプラ４３，４４で２：１
にダウンサンプリングされ、ダウンサンプリングされた
信号は各ＡＤＰＣＭ符号化器４５，４６でＡＤＰＣＭ信
号に符号化された後、再びマルチプレクサ４７によって
複合され、伝送チャンネルに送り出される。また、この
装置の復号化(図２(b)参照)において、伝送チャンネル
から入力された上記信号は、デマルチプレクサ４８を経
て高，低２つの帯域に分けられた後、夫々ＡＤＰＣＭ復
号器４９，５０で復号化され、続いて各アップサンプラ
５１，５２で１点毎に”０”を付加して１：２にアップ
サンプリングされ、夫々高域フィルタ５３，低域フィル
タ５４を経た後、再び加算器５５で複合されて再生信号
が得られる。そして、このサブバンドコーディング装置
は、上記ＡＤＰＣＭ符号化が、隣接する標本値の差を符
号化する際、量子化幅を最適に変化させるというもので
あるため、音声エネルギの大きい帯域や明瞭度が要求さ
れる帯域により多くの情報を割り当てることができると
いう利点を有する。
【０００３】しかし、近年、上記サブバンドコーディン
グ(ＳＢＣ)装置よりも有利ではるかに自由度の高い図３
(a),(b)に示すような適応変換符号化(ＡＴＣ)装置が現
われるに至った。
グ(ＳＢＣ)装置よりも有利ではるかに自由度の高い図３
(a),(b)に示すような適応変換符号化(ＡＴＣ)装置が現
われるに至った。
【０００４】この装置の符号化(図３(a)参照)におい
て、音声・楽音を表わす入力ディジタル信号は、信号が
略定常な短時間(２０〜３０msec)ごとを１ブロックとし
てバッファ６０に蓄えられ、次いでＤＣＴ演算器６１に
よって周波数領域に離散余弦変換(ＤＣＴ)され、変換係
数(周波数成分)は量子化・符号化器６２で量子化され符
号化される。その際、補助情報算出・量子化器６３は、
ＤＣＴ演算器６１から出力される上記変換係数をいくつ
かの帯域に分け、各帯域毎の平均パワーを求め、これを
補助情報として符号化して補助情報補間器６４へ出力す
る。そして、補助情報補間器６４は、上記補助情報を補
間してスペクトル包絡情報を求めて、これをビット割り
当て・ステップ幅算出器６５へ出力し、このビット割り
当て・ステップ幅算出器６５は、上記スペクトル包絡情
報に基づいて量子化・符号化器６２に制御信号を出力
し、この制御信号によって量子化・符号化器６２におけ
る量子化幅の適応制御および各変換係数への最適量子化
ビット数の割り当てが行なわれる。次に、量子化，符号
化されたデータ信号は、マルチプレクサ６６によって上
記補助情報と複合され、伝送チャンネルに送出される。
このような量子化，符号化で得られる伝送ディジタル信
号は、その量子化雑音が周波数軸上で均一となり、入力
ディジタル信号に対する歪みが最小となるのである。
て、音声・楽音を表わす入力ディジタル信号は、信号が
略定常な短時間(２０〜３０msec)ごとを１ブロックとし
てバッファ６０に蓄えられ、次いでＤＣＴ演算器６１に
よって周波数領域に離散余弦変換(ＤＣＴ)され、変換係
数(周波数成分)は量子化・符号化器６２で量子化され符
号化される。その際、補助情報算出・量子化器６３は、
ＤＣＴ演算器６１から出力される上記変換係数をいくつ
かの帯域に分け、各帯域毎の平均パワーを求め、これを
補助情報として符号化して補助情報補間器６４へ出力す
る。そして、補助情報補間器６４は、上記補助情報を補
間してスペクトル包絡情報を求めて、これをビット割り
当て・ステップ幅算出器６５へ出力し、このビット割り
当て・ステップ幅算出器６５は、上記スペクトル包絡情
報に基づいて量子化・符号化器６２に制御信号を出力
し、この制御信号によって量子化・符号化器６２におけ
る量子化幅の適応制御および各変換係数への最適量子化
ビット数の割り当てが行なわれる。次に、量子化，符号
化されたデータ信号は、マルチプレクサ６６によって上
記補助情報と複合され、伝送チャンネルに送出される。
このような量子化，符号化で得られる伝送ディジタル信
号は、その量子化雑音が周波数軸上で均一となり、入力
ディジタル信号に対する歪みが最小となるのである。
【０００５】また、上記ＡＴＣ装置の復号化(図３(b)参
照)において、伝送チャンネルからの伝送ディジタル信
号はデマルチプレクサ６７を経てデータ信号と補助情報
に分けられ、補助情報は補助情報補間器６８でスペクト
ル包絡が求められてビット割り当て・ステップ幅算出器
６９に入力される一方、データ信号は、復号化器７０に
入力され、上記ビット割り当て・ステップ幅算出器６９
からの制御信号に基づいてＤＣＴ係数を表すディジタル
信号に復号される。次に、復号されたディジタル信号
は、逆ＤＣＴ演算器７１でスペクトルから波形へ逆変換
され、バッファ７２を経て１ブロックごとにもとの入力
ディジタル信号として再生される。
照)において、伝送チャンネルからの伝送ディジタル信
号はデマルチプレクサ６７を経てデータ信号と補助情報
に分けられ、補助情報は補助情報補間器６８でスペクト
ル包絡が求められてビット割り当て・ステップ幅算出器
６９に入力される一方、データ信号は、復号化器７０に
入力され、上記ビット割り当て・ステップ幅算出器６９
からの制御信号に基づいてＤＣＴ係数を表すディジタル
信号に復号される。次に、復号されたディジタル信号
は、逆ＤＣＴ演算器７１でスペクトルから波形へ逆変換
され、バッファ７２を経て１ブロックごとにもとの入力
ディジタル信号として再生される。
【０００６】ところで、上記ＡＴＣ装置は、通常、最高
周波数が４kHz以下の音声・楽音信号をサンプリング周
波数８kHzで標本化し、１６〜３２kbps程度のビットレ
ートで伝送する場合に用いられている。その場合、ＤＣ
Ｔ変換の１ブロックを例えば３２msecとすれば、Ｎ＝２
５６の標本値列について離散余弦変換演算を必要とし、
それにはＮ2＝６５５３６回もの複素乗算と加算が必要
となって、演算時間が膨大になる。そこで、この演算を
高速で行うため高速フーリエ変換(ＦＦＴ)が考案され、
この手法によれば複素演算回数を(Ｎ／２)log2(Ｎ／２)
……（１）、即ち８９６回まで略１／７３に減ずること
ができる（J.Makhoul,“A Fast CosineTransform in on
e and two dimensions,IEEE A.S.S.P vol.28,No.1.Feb,
1980,pp27~34)。そのため、このＦＦＴを図４に示すＡ
ＴＣ装置に用いて、ＤＣＴ演算器６１および逆ＤＣＴ演
算器７１の規模ひいてはＡＴＣ装置の規模を小さくして
いる。このようなＡＴＣ装置は、変換のための演算を行
うことから図３に示したサブバンドコーディング装置よ
りも規模が大きくなるが、前述のように自由度が高く、
１６〜３２kbpsのビットレートでは高品質の伝送が行え
るため、近年多用される傾向にある。
周波数が４kHz以下の音声・楽音信号をサンプリング周
波数８kHzで標本化し、１６〜３２kbps程度のビットレ
ートで伝送する場合に用いられている。その場合、ＤＣ
Ｔ変換の１ブロックを例えば３２msecとすれば、Ｎ＝２
５６の標本値列について離散余弦変換演算を必要とし、
それにはＮ2＝６５５３６回もの複素乗算と加算が必要
となって、演算時間が膨大になる。そこで、この演算を
高速で行うため高速フーリエ変換(ＦＦＴ)が考案され、
この手法によれば複素演算回数を(Ｎ／２)log2(Ｎ／２)
……（１）、即ち８９６回まで略１／７３に減ずること
ができる（J.Makhoul,“A Fast CosineTransform in on
e and two dimensions,IEEE A.S.S.P vol.28,No.1.Feb,
1980,pp27~34)。そのため、このＦＦＴを図４に示すＡ
ＴＣ装置に用いて、ＤＣＴ演算器６１および逆ＤＣＴ演
算器７１の規模ひいてはＡＴＣ装置の規模を小さくして
いる。このようなＡＴＣ装置は、変換のための演算を行
うことから図３に示したサブバンドコーディング装置よ
りも規模が大きくなるが、前述のように自由度が高く、
１６〜３２kbpsのビットレートでは高品質の伝送が行え
るため、近年多用される傾向にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ＡＴＣ装置を、７kHz程度の帯域をもつ音声・楽音信号
の符号化に適用しようとすると、次のような問題点があ
ることが明らかになった。即ち、このような音声・楽音
信号は、サンプリング周波数１６kHzで標本化する必要
があり、ＤＣＴ変換の１ブロックを前述と同じく３２ms
ecとすれば、従来の２倍のＮ＝５１２の標本値列につい
てのＤＣＴ変換演算を必要とする。そうすると、ＤＣＴ
変換演算にＦＦＴを用いても、その複素演算量が従来の
略２．３倍に達し、演算に長時間を要するかあるいはＤ
ＣＴ演算器６１ひいてはＡＴＣ装置の規模が極めて大き
くなってしまうという問題がある。
ＡＴＣ装置を、７kHz程度の帯域をもつ音声・楽音信号
の符号化に適用しようとすると、次のような問題点があ
ることが明らかになった。即ち、このような音声・楽音
信号は、サンプリング周波数１６kHzで標本化する必要
があり、ＤＣＴ変換の１ブロックを前述と同じく３２ms
ecとすれば、従来の２倍のＮ＝５１２の標本値列につい
てのＤＣＴ変換演算を必要とする。そうすると、ＤＣＴ
変換演算にＦＦＴを用いても、その複素演算量が従来の
略２．３倍に達し、演算に長時間を要するかあるいはＤ
ＣＴ演算器６１ひいてはＡＴＣ装置の規模が極めて大き
くなってしまうという問題がある。
【０００８】そこで、本発明の第１の目的は、７kHz以
上の帯域をもつ音声・楽音信号の符号化復号化を、従来
のＡＴＣ装置よりも高速に、あるいは従来のＡＴＣ装置
よりも小規模な装置でもって行える音声・楽音の帯域分
割符号化復号化装置を提供することである。
上の帯域をもつ音声・楽音信号の符号化復号化を、従来
のＡＴＣ装置よりも高速に、あるいは従来のＡＴＣ装置
よりも小規模な装置でもって行える音声・楽音の帯域分
割符号化復号化装置を提供することである。
【０００９】また、本発明の第２の目的は、広帯域にわ
たる音声・楽音信号の符号化復号化を従来のＳＢＣ装置
と同程度の装置規模およびビットレートでも、より高性
能に行える音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置を提
供することである。
たる音声・楽音信号の符号化復号化を従来のＳＢＣ装置
と同程度の装置規模およびビットレートでも、より高性
能に行える音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置を提
供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置
は、符号化側は、音声・楽音の入力ディジタル信号を少
なくとも第１と第２の帯域のディジタル信号に分ける第
１と第２の帯域フィルタと、上記第１の帯域のディジタ
ル信号を適応変換符号化する第１の適応変換符号化手段
と、上記第２の帯域のディジタル信号を適応変換符号化
する第２の適応変換符号化手段と、少なくとも上記第１
と第２の帯域のディジタル信号に共用されて、上記第１
と第２の両適応変換符号化手段のために変換係数を演算
する単一の変換係数演算手段と、少なくとも上記第１と
第２の帯域のディジタル信号に共用されて、上記第１と
第２の帯域のディジタル信号の特性を考慮して、ビット
割り当てを行なって上記第１と第２の適応変換符号化手
段に出力する単一のビット割り当て演算手段と、を備
え、復号化側は、伝送されてきたデータ信号を少なくと
も上記第１と第２の帯域に分ける分離手段と、上記第１
の帯域のデータ信号を適応変換復号化する第１の適応復
号化手段と、上記第２の帯域のデータ信号を適応変換復
号化する第２の適応復号化手段と、少なくとも上記第１
と第２の帯域のデータ信号に共用されて、上記第１と第
２の両適応変換復号化手段のために変換係数を演算する
単一の変換係数演算手段と、少なくとも上記第１と第２
の帯域のデータ信号に共用されて、上記第１と第２の帯
域のデータ信号の特性を考慮して、ビット割り当てを行
なって上記第１と第２の適応変換復号化手段に出力する
単一のビット割り当て演算手段と、を備えたことを特徴
とする。
め、本発明の音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置
は、符号化側は、音声・楽音の入力ディジタル信号を少
なくとも第１と第２の帯域のディジタル信号に分ける第
１と第２の帯域フィルタと、上記第１の帯域のディジタ
ル信号を適応変換符号化する第１の適応変換符号化手段
と、上記第２の帯域のディジタル信号を適応変換符号化
する第２の適応変換符号化手段と、少なくとも上記第１
と第２の帯域のディジタル信号に共用されて、上記第１
と第２の両適応変換符号化手段のために変換係数を演算
する単一の変換係数演算手段と、少なくとも上記第１と
第２の帯域のディジタル信号に共用されて、上記第１と
第２の帯域のディジタル信号の特性を考慮して、ビット
割り当てを行なって上記第１と第２の適応変換符号化手
段に出力する単一のビット割り当て演算手段と、を備
え、復号化側は、伝送されてきたデータ信号を少なくと
も上記第１と第２の帯域に分ける分離手段と、上記第１
の帯域のデータ信号を適応変換復号化する第１の適応復
号化手段と、上記第２の帯域のデータ信号を適応変換復
号化する第２の適応復号化手段と、少なくとも上記第１
と第２の帯域のデータ信号に共用されて、上記第１と第
２の両適応変換復号化手段のために変換係数を演算する
単一の変換係数演算手段と、少なくとも上記第１と第２
の帯域のデータ信号に共用されて、上記第１と第２の帯
域のデータ信号の特性を考慮して、ビット割り当てを行
なって上記第１と第２の適応変換復号化手段に出力する
単一のビット割り当て演算手段と、を備えたことを特徴
とする。
【００１１】また、上記の音声・楽音の帯域分割符号化
復号化装置において、符号化側の第１と第２の帯域フィ
ルタから出力された各ディジタル信号を夫々サンプリン
グ周波数がナイキストレートになるようにダウンサンプ
リングして出力する第１と第２のダウンサンプラを備え
たことを特徴とする。
復号化装置において、符号化側の第１と第２の帯域フィ
ルタから出力された各ディジタル信号を夫々サンプリン
グ周波数がナイキストレートになるようにダウンサンプ
リングして出力する第１と第２のダウンサンプラを備え
たことを特徴とする。
【００１２】さらに、上記の音声・楽音の帯域分割符号
化復号化装置において、符号化側または復号化側の上記
変換係数演算手段は、高速フーリエ変換演算器であるこ
とを特徴とする。
化復号化装置において、符号化側または復号化側の上記
変換係数演算手段は、高速フーリエ変換演算器であるこ
とを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。
明する。
【００１４】図１(a),(b)は夫々本発明の音声・楽音の
帯域分割符号化装置に用いる符号化装置および復号化装
置を示すブロック図である。
帯域分割符号化装置に用いる符号化装置および復号化装
置を示すブロック図である。
【００１５】図１(a)の符号化装置において、１，２は
音声・楽音を表す入力ディジタル信号の帯域を夫々低周
波帯域，高周波帯域に分割する低域フィルタおよび高域
フィルタ、３，４は各フィルタで濾波されたディジタル
信号をサンプリング周波数がナイキストレートになるよ
うに２：１でダウンサンプリングするダウンサンプラ、
５，６はダウンサンプリングされた各ディジタル信号を
１ブロック(Ｎ個)ずつ蓄えるバッファ、７，８は蓄えら
れた各ディジタル信号を１ブロック毎に離散余弦変換
(ＤＣＴ)して適応変換符号化するＡＴＣ符合化器、９は
これらＡＴＣ符合化器７，８のＤＣＴを高速フーリエ変
換で演算するＦＦＴ演算器、１０はこのＦＦＴ演算器９
が算出した変換係数をいくつかのスペクトル帯域に分
け、各帯域毎の平均パワーを求め、この平均パワーから
求めた補助情報に基づいて上記ＡＴＣ符合化器７，８に
おける量子化幅の適応制御および各変換係数への最適量
子化ビット数の割り当てを行うビット割り当て演算器、
１１はＡＴＣ符合化器７，８で量子化，符合化された低
域，高域のデータ信号と上記補助情報を複合して伝送チ
ャンネルに送出するマルチプレクサである。
音声・楽音を表す入力ディジタル信号の帯域を夫々低周
波帯域，高周波帯域に分割する低域フィルタおよび高域
フィルタ、３，４は各フィルタで濾波されたディジタル
信号をサンプリング周波数がナイキストレートになるよ
うに２：１でダウンサンプリングするダウンサンプラ、
５，６はダウンサンプリングされた各ディジタル信号を
１ブロック(Ｎ個)ずつ蓄えるバッファ、７，８は蓄えら
れた各ディジタル信号を１ブロック毎に離散余弦変換
(ＤＣＴ)して適応変換符号化するＡＴＣ符合化器、９は
これらＡＴＣ符合化器７，８のＤＣＴを高速フーリエ変
換で演算するＦＦＴ演算器、１０はこのＦＦＴ演算器９
が算出した変換係数をいくつかのスペクトル帯域に分
け、各帯域毎の平均パワーを求め、この平均パワーから
求めた補助情報に基づいて上記ＡＴＣ符合化器７，８に
おける量子化幅の適応制御および各変換係数への最適量
子化ビット数の割り当てを行うビット割り当て演算器、
１１はＡＴＣ符合化器７，８で量子化，符合化された低
域，高域のデータ信号と上記補助情報を複合して伝送チ
ャンネルに送出するマルチプレクサである。
【００１６】また、図１(b)の復号化装置において、１
４は伝送チャンネルからのデータ信号を低周波帯域と高
周波帯域に分けるデマルチプレクサ、１５，１６はこの
デマルチプレクサで分けられた各データ信号を夫々逆離
散余弦変換(逆ＤＣＴ)して適応変換復号化するＡＴＣ復
号化器、１７はこれらＡＴＣ復号化器１５，１６の逆Ｄ
ＣＴを高速フーリ変換で演算するＦＦＴ演算器、１８は
上記データ信号に含まれる補助情報に基づく量子化幅お
よび各変換係数の量子化ビット数に従って上記ＡＴＣ復
号化器１５，１６における復号化を制御するビット割り
当て演算器、１９，２０は復号化された各データ信号を
１ブロックずつ蓄えるバッファ、２１，２２は各バッフ
ァのデータ信号を１：２でアップサンプリングするアッ
プサンプラ、２３，２４はアップサンプリングされた各
データ信号を夫々濾波する低域フィルタおよび高域フィ
ルタ、２５は両フィルタを通った信号を複合して再生信
号として出力する加算器である。
４は伝送チャンネルからのデータ信号を低周波帯域と高
周波帯域に分けるデマルチプレクサ、１５，１６はこの
デマルチプレクサで分けられた各データ信号を夫々逆離
散余弦変換(逆ＤＣＴ)して適応変換復号化するＡＴＣ復
号化器、１７はこれらＡＴＣ復号化器１５，１６の逆Ｄ
ＣＴを高速フーリ変換で演算するＦＦＴ演算器、１８は
上記データ信号に含まれる補助情報に基づく量子化幅お
よび各変換係数の量子化ビット数に従って上記ＡＴＣ復
号化器１５，１６における復号化を制御するビット割り
当て演算器、１９，２０は復号化された各データ信号を
１ブロックずつ蓄えるバッファ、２１，２２は各バッフ
ァのデータ信号を１：２でアップサンプリングするアッ
プサンプラ、２３，２４はアップサンプリングされた各
データ信号を夫々濾波する低域フィルタおよび高域フィ
ルタ、２５は両フィルタを通った信号を複合して再生信
号として出力する加算器である。
【００１７】図１に示した符合化および復号化装置は、
高低２帯域分割で充分な７kHz程度の音声・楽音信号を
対象としたものである。上記低域フィルタ１，２３およ
び高域フィルタ２，２４には、分析・合成で量子化がな
ければ折り返しひずみを生じないＱＭＦ(Quardrature M
irror Filter)を用い、さらにダウンサンプリングやア
ップサンプリングの演算量を低減できる多相構造（poly
phase structure)のものとしている("Apprication of q
uadrature mirror filters to split band voice schem
es",Proc.IEEE Int.Conf.Acoust.,Speech,Signal Proce
ssing,Hartford,CT,pp191~195:1977)。
高低２帯域分割で充分な７kHz程度の音声・楽音信号を
対象としたものである。上記低域フィルタ１，２３およ
び高域フィルタ２，２４には、分析・合成で量子化がな
ければ折り返しひずみを生じないＱＭＦ(Quardrature M
irror Filter)を用い、さらにダウンサンプリングやア
ップサンプリングの演算量を低減できる多相構造（poly
phase structure)のものとしている("Apprication of q
uadrature mirror filters to split band voice schem
es",Proc.IEEE Int.Conf.Acoust.,Speech,Signal Proce
ssing,Hartford,CT,pp191~195:1977)。
【００１８】上記構成の符合化装置(図１(ａ)参照)を用
いて、音声・楽音の帯域分割符合化が次のように行われ
る。
いて、音声・楽音の帯域分割符合化が次のように行われ
る。
【００１９】１６kHzの標本化周波数でサンプリングさ
れた音声・楽音信号は、ディジタル信号となって入力さ
れ、低域フィルタ１および高域フィルタ２によって２つ
の帯域に分割され、分割された各ディジタル信号はダウ
ンサンプラ３，４で夫々２：１にダウンサンプリングさ
れて８kHzのサンプリング信号となる。各サンプリング
信号は、３２ｍｓｅｃずつを１ブロック(Ｎ＝２５６個)
として各バッファ５，６に蓄えられ、続いて各ＡＴＣ符
号化器７，８で適応変換符号化される。即ち、ＦＦＴ演
算器９は、両ＡＴＣ符号化器７，８からの上記サンプリ
ング信号をＦＦＴで離散余弦変換して変換係数を算出
し、ビット割り当て演算器１０は、上記変換係数をいく
つかのスペクトル帯域に分けて各帯域毎の平均パワーを
求め、この平均パワーから求めた補助情報に基づき、低
域と高域のスペクトル包絡を両方考慮して、上記ＡＴＣ
符号化器７，８における量子化幅の適応制御および各変
換係数への最適量子化ビット数の割り当てを行なう。こ
うしてＡＴＣ符号化器７，８で量子化・符号化された低
域・高域のデータ信号と上記補助情報は、マルチプレク
サ１１で複合されて、伝送チャンネルに送出される。
れた音声・楽音信号は、ディジタル信号となって入力さ
れ、低域フィルタ１および高域フィルタ２によって２つ
の帯域に分割され、分割された各ディジタル信号はダウ
ンサンプラ３，４で夫々２：１にダウンサンプリングさ
れて８kHzのサンプリング信号となる。各サンプリング
信号は、３２ｍｓｅｃずつを１ブロック(Ｎ＝２５６個)
として各バッファ５，６に蓄えられ、続いて各ＡＴＣ符
号化器７，８で適応変換符号化される。即ち、ＦＦＴ演
算器９は、両ＡＴＣ符号化器７，８からの上記サンプリ
ング信号をＦＦＴで離散余弦変換して変換係数を算出
し、ビット割り当て演算器１０は、上記変換係数をいく
つかのスペクトル帯域に分けて各帯域毎の平均パワーを
求め、この平均パワーから求めた補助情報に基づき、低
域と高域のスペクトル包絡を両方考慮して、上記ＡＴＣ
符号化器７，８における量子化幅の適応制御および各変
換係数への最適量子化ビット数の割り当てを行なう。こ
うしてＡＴＣ符号化器７，８で量子化・符号化された低
域・高域のデータ信号と上記補助情報は、マルチプレク
サ１１で複合されて、伝送チャンネルに送出される。
【００２０】上記帯域分割符号化では、入力ディジタル
信号の帯域を低域と高域に２分割し、分割された各ディ
ジタル信号を、２：１にダウンサンプリングした後単一
かつ共用のＦＦＴ演算器９でＤＣＴ演算しているので、
１ブロックの複素演算点が、１６kHzサンプリングの場
合の２Ｎ＝５１２個からＮ＝２５６個に半減し、従って
１ブロックの複素演算量(式(１)参照)もＮｌｏｇ2Ｎか
ら２×(Ｎ／２)ｌｏｇ2(Ｎ／２)に低減でき、換言すれ
ばＮ(＝２５６)だけ演算量を減少でき、演算時間を短縮
あるいはＦＦＴ演算器ひいては符号化装置の規模を縮小
することができるのである。
信号の帯域を低域と高域に２分割し、分割された各ディ
ジタル信号を、２：１にダウンサンプリングした後単一
かつ共用のＦＦＴ演算器９でＤＣＴ演算しているので、
１ブロックの複素演算点が、１６kHzサンプリングの場
合の２Ｎ＝５１２個からＮ＝２５６個に半減し、従って
１ブロックの複素演算量(式(１)参照)もＮｌｏｇ2Ｎか
ら２×(Ｎ／２)ｌｏｇ2(Ｎ／２)に低減でき、換言すれ
ばＮ(＝２５６)だけ演算量を減少でき、演算時間を短縮
あるいはＦＦＴ演算器ひいては符号化装置の規模を縮小
することができるのである。
【００２１】次に、上記符号化装置によって伝送チャン
ネルに送出された信号の復号化は、図１(ｂ）に示す既
述の構成の復号化装置で行なわれる。この復号化は、上
述の符号化と逆の手順で同様に行なわれ、この場合も単
一のＦＦＴ演算器を低域・高域のＡＴＣ復号化器１５，
１６で共用しているので、複素演算量をＮだけ減少で
き、演算時間の短縮あるいは装置規模の縮小を図ること
ができ、この効果は１ブロックの時間が長くなってＮが
増大した場合など特に著しくなる。
ネルに送出された信号の復号化は、図１(ｂ）に示す既
述の構成の復号化装置で行なわれる。この復号化は、上
述の符号化と逆の手順で同様に行なわれ、この場合も単
一のＦＦＴ演算器を低域・高域のＡＴＣ復号化器１５，
１６で共用しているので、複素演算量をＮだけ減少で
き、演算時間の短縮あるいは装置規模の縮小を図ること
ができ、この効果は１ブロックの時間が長くなってＮが
増大した場合など特に著しくなる。
【００２２】なお、上記実施例では、入力ディジタル信
号の帯域を高低２帯域に分割する場合を述べたが、この
分割を２：１の帯域分割を組合わせるなどして数帯域と
することもできる。
号の帯域を高低２帯域に分割する場合を述べたが、この
分割を２：１の帯域分割を組合わせるなどして数帯域と
することもできる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
帯域分割符号化復号化装置は、音声・楽音のディジタル
信号を帯域フィルタ群で複数の帯域に分割し、分割され
た各帯域のディジタル信号の特性を総合的に考慮して状
況に応じた最適なビット割り当てを行って符号化復号化
することができるので、音声・楽音の音質を高めると共
に、分割された各帯域に共用される単一の変換係数演算
手段により、各帯域の適応変換符号化及び適応変換復号
化のための変換係数を演算できるので、従来よりも、高
速で、小規模な装置とすることができる。
帯域分割符号化復号化装置は、音声・楽音のディジタル
信号を帯域フィルタ群で複数の帯域に分割し、分割され
た各帯域のディジタル信号の特性を総合的に考慮して状
況に応じた最適なビット割り当てを行って符号化復号化
することができるので、音声・楽音の音質を高めると共
に、分割された各帯域に共用される単一の変換係数演算
手段により、各帯域の適応変換符号化及び適応変換復号
化のための変換係数を演算できるので、従来よりも、高
速で、小規模な装置とすることができる。
【００２４】また、符号化側の第１と第２の帯域フィル
タから出力された各ディジタル信号を夫々サンプリング
周波数がナイキストレートになるようにダウンサンプリ
ングして出力する第１と第２のダウンサンプラを備える
ので、符号化側の単一の変換係数演算手段が小さな能力
でも適応変換符号化のための変換係数の演算を高速に行
うことができる。
タから出力された各ディジタル信号を夫々サンプリング
周波数がナイキストレートになるようにダウンサンプリ
ングして出力する第１と第２のダウンサンプラを備える
ので、符号化側の単一の変換係数演算手段が小さな能力
でも適応変換符号化のための変換係数の演算を高速に行
うことができる。
【００２５】さらに、符号化側または復号化側の上記変
換係数演算手段は、高速フーリエ変換演算器であるの
で、適応変換符号化のための変換係数の演算をさらに高
速で小規模な装置とすることができる。
換係数演算手段は、高速フーリエ変換演算器であるの
で、適応変換符号化のための変換係数の演算をさらに高
速で小規模な装置とすることができる。
【図１】本発明の音声・楽音の帯域分割符号化復号化装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
【図２】従来のＳＢＣ装置を示すブロック図である。
【図３】従来のＡＴＣ装置を示すブロック図である。
１，２３ 低域フィルタ ２，２４ 高域フィルタ ３，４ ダウンサンプラ ５，６，１９，２０ バッファ ７，８ ＡＴＣ符号化器 ９，１７ ＦＦＴ演算器 １０，１８ ビット割り当て演算器 １１，４７，６６ マルチプレクサ １４，４８，６７ デマルチプレクサ １５，１６ ＡＴＣ復号化器 ２１，２２，５１，５２ アップサンプラ ２５，５５ 加算器
Claims (3)
- 【請求項１】 符号化側は、 音声・楽音の入力ディジタル信号を少なくとも第１と第
２の帯域のディジタル信号に分ける第１と第２の帯域フ
ィルタと、 上記第１の帯域のディジタル信号を適応変換符号化する
第１の適応変換符号化手段と、 上記第２の帯域のディジタル信号を適応変換符号化する
第２の適応変換符号化手段と、 少なくとも上記第１と第２の帯域のディジタル信号に共
用されて、上記第１と第２の両適応変換符号化手段のた
めに変換係数を演算する単一の変換係数演算手段と、 少なくとも上記第１と第２の帯域のディジタル信号に共
用されて、上記第１と第２の帯域のディジタル信号の特
性を考慮して、ビット割り当てを行なって上記第１と第
２の適応変換符号化手段に出力する単一のビット割り当
て演算手段と、 を備え、 復号化側は、 伝送されてきたデータ信号を少なくとも上記第１と第２
の帯域に分ける分離手段と、 上記第１の帯域のデータ信号を適応変換復号化する第１
の適応復号化手段と、 上記第２の帯域のデータ信号を適応変換復号化する第２
の適応復号化手段と、 少なくとも上記第１と第２の帯域のデータ信号に共用さ
れて、上記第１と第２の両適応変換復号化手段のために
変換係数を演算する単一の変換係数演算手段と、 少なくとも上記第１と第２の帯域のデータ信号に共用さ
れて、上記第１と第２の帯域のデータ信号の特性を考慮
して、ビット割り当てを行なって上記第１と第２の適応
変換復号化手段に出力する単一のビット割り当て演算手
段と、を備えたことを特徴とする音声・楽音の帯域分割
符号化復号化装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の音声・楽音の帯域分割
符号化復号化装置において、符号化側の第１と第２の帯
域フィルタから出力された各ディジタル信号を夫々サン
プリング周波数がナイキストレートになるようにダウン
サンプリングして出力する第１と第２のダウンサンプラ
を備えたことを特徴とする音声・楽音の帯域分割符号化
復号化装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の音声・
楽音の帯域分割符号化復号化装置において、符号化側ま
たは復号化側の上記変換係数演算手段は、高速フーリエ
変換演算器であることを特徴とする音声・楽音の帯域分
割符号化復号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6169249A JP2587591B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6169249A JP2587591B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62036193A Division JPH0833746B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 音声・楽音の帯域分割符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0784595A JPH0784595A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2587591B2 true JP2587591B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=15883013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6169249A Expired - Lifetime JP2587591B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 音声・楽音の帯域分割符号化復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587591B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1238837C (zh) | 1996-10-15 | 2006-01-25 | 松下电器产业株式会社 | 声音编码方法和编码装置 |
| WO1999003096A1 (fr) * | 1997-07-11 | 1999-01-21 | Sony Corporation | Procede et dispositif de codage et decodage d'informations et support de distribution |
| JP4317355B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2009-08-19 | パナソニック株式会社 | 符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法および音響データ配信システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161795A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-05 | Nippon Electric Co | Adaptive type conversion encoding method and apparatus |
| DE3267481D1 (en) * | 1982-02-09 | 1986-01-02 | Ibm | Method for multi-speed digital transmission and apparatus for carrying out said method |
| GB8330885D0 (en) * | 1983-11-18 | 1983-12-29 | British Telecomm | Data transmission |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP6169249A patent/JP2587591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0784595A (ja) | 1995-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |