JP3199142B2 - 音声の励振信号符号化方法および装置 - Google Patents
音声の励振信号符号化方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、音声の励振信号符号
化方法および装置に関し、特に、符号励振線形予測符号
化を採用して音声の信号系列を少ない情報量でディジタ
ル符号化する音声の励振信号符号化方法および装置に関
する。
化方法および装置に関し、特に、符号励振線形予測符号
化を採用して音声の信号系列を少ない情報量でディジタ
ル符号化する音声の励振信号符号化方法および装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル移動通信、音声蓄積サービス
の如き技術分野においては、電波或は記憶媒体の効率的
利用を図るために種々の高能率音声符号化方法が採用さ
れている。例えば符号励振線形予測符号化（Code Excit
ed Linear Prediction,CELP）、ベクトル和励振線形予
測符号化（Vector Sum Excited Linear Prediction,VSE
LP）といった音声符号化方法が知られている。それぞれ
の技術については、M.R.Schroeder and B.S.Atal: “Co
de-Excited Linear Prediction(CELP):High-quality Sp
eech at Very Low Bit Rates”, Proc.ICASSP-85,25.1.
1,pp.937-940,1985年）および、I.A.Gerson and M.A.Ja
siuk:“Vector Sum Excited Linear Prediction(VSELP)
Speech Coding at 8kbps ”, Proc.ICASSP-90,S9.3,pp.
461-464,1990年）に述べられている。これらの方法は、
５ｍｓから５０ｍｓ程度を１フレームとし、過去の励振
信号からなるピッチ適応符号帳中の一つの適応符号ベク
トルと、予め蓄積しておいた固定的な雑音またはパルス
列からなる雑音符号帳の雑音符号ベクトルの重み付き和
を励振信号とする。この励振信号を線形予測合成フィル
タに通した合成波形と入力音声との間の聴覚重みつき波
形歪みを最小とする様に、線形予測パラメータ、適応符
号、雑音符号、利得符号を決定する。
の如き技術分野においては、電波或は記憶媒体の効率的
利用を図るために種々の高能率音声符号化方法が採用さ
れている。例えば符号励振線形予測符号化（Code Excit
ed Linear Prediction,CELP）、ベクトル和励振線形予
測符号化（Vector Sum Excited Linear Prediction,VSE
LP）といった音声符号化方法が知られている。それぞれ
の技術については、M.R.Schroeder and B.S.Atal: “Co
de-Excited Linear Prediction(CELP):High-quality Sp
eech at Very Low Bit Rates”, Proc.ICASSP-85,25.1.
1,pp.937-940,1985年）および、I.A.Gerson and M.A.Ja
siuk:“Vector Sum Excited Linear Prediction(VSELP)
Speech Coding at 8kbps ”, Proc.ICASSP-90,S9.3,pp.
461-464,1990年）に述べられている。これらの方法は、
５ｍｓから５０ｍｓ程度を１フレームとし、過去の励振
信号からなるピッチ適応符号帳中の一つの適応符号ベク
トルと、予め蓄積しておいた固定的な雑音またはパルス
列からなる雑音符号帳の雑音符号ベクトルの重み付き和
を励振信号とする。この励振信号を線形予測合成フィル
タに通した合成波形と入力音声との間の聴覚重みつき波
形歪みを最小とする様に、線形予測パラメータ、適応符
号、雑音符号、利得符号を決定する。
【０００３】雑音符号帳は、適応符号ベクトルで表現し
きれなかった励振信号の残差波形を更に符号化するもの
である。この雑音符号帳の構成には、当初、８ｋｂｉｔ
／ｓ程度の符号化においては、ガウス雑音その他のラン
ダムな時系列ベクトルを生成し、これを使用していた。
しかし、４ｋｂｉｔ／ｓ以下の低ビットレート化におい
ては、ベクトル当りのビット割当を減らしたり、ベクト
ルの次元数を増加したりする必要があり、この場合、雑
音符号帳で表現する残差信号は、必ずしもランダムなも
のではなく、ピッチ周期性を有し、そしてパルスを多く
含んだ信号となるので、雑音符号帳の表現の多様化が重
要になってきた。
きれなかった励振信号の残差波形を更に符号化するもの
である。この雑音符号帳の構成には、当初、８ｋｂｉｔ
／ｓ程度の符号化においては、ガウス雑音その他のラン
ダムな時系列ベクトルを生成し、これを使用していた。
しかし、４ｋｂｉｔ／ｓ以下の低ビットレート化におい
ては、ベクトル当りのビット割当を減らしたり、ベクト
ルの次元数を増加したりする必要があり、この場合、雑
音符号帳で表現する残差信号は、必ずしもランダムなも
のではなく、ピッチ周期性を有し、そしてパルスを多く
含んだ信号となるので、雑音符号帳の表現の多様化が重
要になってきた。
【０００４】雑音励振源の多様化技術として、ピッチ同
期雑音励振源符号化方法（Pitch Synchronous Innovati
on-CELP:PSI-CELP) がある。この技術については、間
野、守谷、三樹、大室：“自動車電話用ハーフレートコ
ーデックの検討”、電子情報通信学会、技術報告ＳＰ９
２−１３３（１９９３年２月）に述べられている。これ
は、適応符号帳から得られるピッチ周期を用いて、雑音
符号帳も適応符号帳と同様に、固定雑音ベクトルを先頭
から周期化した雑音符号化ベクトルを用いる手法であ
る。
期雑音励振源符号化方法（Pitch Synchronous Innovati
on-CELP:PSI-CELP) がある。この技術については、間
野、守谷、三樹、大室：“自動車電話用ハーフレートコ
ーデックの検討”、電子情報通信学会、技術報告ＳＰ９
２−１３３（１９９３年２月）に述べられている。これ
は、適応符号帳から得られるピッチ周期を用いて、雑音
符号帳も適応符号帳と同様に、固定雑音ベクトルを先頭
から周期化した雑音符号化ベクトルを用いる手法であ
る。
【０００５】ＰＳＩ−ＣＥＬＰ符号化装置の従来例を図
５を参照して具体的に説明する。図５は、ＰＳＩ−ＣＥ
ＬＰ符号化装置の基本的なブロック図である。先ず、音
声入力部１から音声を入力する。線形予測分析部２にお
いて音声の線形予測分析を行い、ここにおいて量子化さ
れた予測係数Ａが合成フィルタ部３における係数とな
る。
５を参照して具体的に説明する。図５は、ＰＳＩ−ＣＥ
ＬＰ符号化装置の基本的なブロック図である。先ず、音
声入力部１から音声を入力する。線形予測分析部２にお
いて音声の線形予測分析を行い、ここにおいて量子化さ
れた予測係数Ａが合成フィルタ部３における係数とな
る。
【０００６】第１の符号帳４は適応符号帳４ａおよび固
定符号帳４ｂから成り、これら符号帳のうちのベクトル
の合成波形歪みの小さい方が選択される。適応符号帳４
ａには直前の過去の合成フィルタへの入力として使用さ
れた励振音源がバッファとして蓄えられている。そし
て、図６（１）に示される如くに、このバッファ中のベ
クトルから、合成波形歪み最小となる様に、ピッチ周期
Ｌにより繰り返して適応符号ベクトルとする。固定符号
帳４ｂは、ピッチ周期性のない場合に、適応符号帳４ａ
の代わりに予め設定した固定雑音符号帳であり、図６
（２）の様に、周期化せずにそのまま使用される。適応
符号帳４ａが選択された場合は、ピッチ周期に相当する
Ｌが第１の符号帳の符号になり、固定符号帳４ｂが選択
された場合は、固定符号帳のベクトル番号Ｆが第１の符
号帳の符号となる。主として、入力音声にピッチ周期性
がある有声部の場合は適応符号帳４ａが選択され、周期
性のない無音、無声区間、遷移区間の場合は固定符号帳
４ｂが選択される。
定符号帳４ｂから成り、これら符号帳のうちのベクトル
の合成波形歪みの小さい方が選択される。適応符号帳４
ａには直前の過去の合成フィルタへの入力として使用さ
れた励振音源がバッファとして蓄えられている。そし
て、図６（１）に示される如くに、このバッファ中のベ
クトルから、合成波形歪み最小となる様に、ピッチ周期
Ｌにより繰り返して適応符号ベクトルとする。固定符号
帳４ｂは、ピッチ周期性のない場合に、適応符号帳４ａ
の代わりに予め設定した固定雑音符号帳であり、図６
（２）の様に、周期化せずにそのまま使用される。適応
符号帳４ａが選択された場合は、ピッチ周期に相当する
Ｌが第１の符号帳の符号になり、固定符号帳４ｂが選択
された場合は、固定符号帳のベクトル番号Ｆが第１の符
号帳の符号となる。主として、入力音声にピッチ周期性
がある有声部の場合は適応符号帳４ａが選択され、周期
性のない無音、無声区間、遷移区間の場合は固定符号帳
４ｂが選択される。
【０００７】図５の５は第２の符号帳であり、固定符号
帳４ｂと同様の雑音符号帳により構成されている。適応
符号帳４ａが選択された場合は、第２の符号帳５の雑音
符号帳の格納ベクトルはピッチ周期化部６において周期
化される。これは、図６（３）に示される様に、各格納
ベクトルの先頭から、適応符号ベクトルと同様にピッチ
周期Ｌで周期化される。固定符号帳４ｂが選択された場
合は、第２の符号帳５の格納ベクトルがそのまま使用さ
れる。
帳４ｂと同様の雑音符号帳により構成されている。適応
符号帳４ａが選択された場合は、第２の符号帳５の雑音
符号帳の格納ベクトルはピッチ周期化部６において周期
化される。これは、図６（３）に示される様に、各格納
ベクトルの先頭から、適応符号ベクトルと同様にピッチ
周期Ｌで周期化される。固定符号帳４ｂが選択された場
合は、第２の符号帳５の格納ベクトルがそのまま使用さ
れる。
【０００８】利得部７および利得部８の利得符号Ｇ０お
よび利得符号Ｇ１は、適応符号帳４ａまたは固定符号帳
４ｂの第１の符号帳のベクトルと第２の符号帳５の符号
帳ベクトルとに対して、波形歪み最小となる様に最適化
される。９は入力波形と合成波形の聴覚重み付きの歪み
を求める歪み計算部であり、符号帳検索部１０により最
適な符号検索を制御し、送出符号を決定する。
よび利得符号Ｇ１は、適応符号帳４ａまたは固定符号帳
４ｂの第１の符号帳のベクトルと第２の符号帳５の符号
帳ベクトルとに対して、波形歪み最小となる様に最適化
される。９は入力波形と合成波形の聴覚重み付きの歪み
を求める歪み計算部であり、符号帳検索部１０により最
適な符号検索を制御し、送出符号を決定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の通りのＰＳＩ−
ＣＥＬＰ符号化装置においては、適応符号ベクトルにピ
ッチ周期性がある場合、ピッチピーク位置近傍に大きな
パワーの残差が偏って分布する。しかし、この従来技術
における雑音符号帳自体は固定されたものであり、適応
符号ベクトルのピッチ周期にあわせて雑音符号ベクトル
をピッチ周期化する手法を適用しても、雑音符号ベクト
ルと適応符号ベクトルの位相に関して考慮されていない
ので、ピッチピーク位置近傍にあるパワー成分の偏りに
関する情報を使用することができず、雑音符号帳に含ま
れる符号ベクトルには、選択される可能性が非常に小さ
い、ピークの分布が全く異なったものが多く含まれてい
るので、符号化効率を充分上げることができない。
ＣＥＬＰ符号化装置においては、適応符号ベクトルにピ
ッチ周期性がある場合、ピッチピーク位置近傍に大きな
パワーの残差が偏って分布する。しかし、この従来技術
における雑音符号帳自体は固定されたものであり、適応
符号ベクトルのピッチ周期にあわせて雑音符号ベクトル
をピッチ周期化する手法を適用しても、雑音符号ベクト
ルと適応符号ベクトルの位相に関して考慮されていない
ので、ピッチピーク位置近傍にあるパワー成分の偏りに
関する情報を使用することができず、雑音符号帳に含ま
れる符号ベクトルには、選択される可能性が非常に小さ
い、ピークの分布が全く異なったものが多く含まれてい
るので、符号化効率を充分上げることができない。
【００１０】この発明は、新たな伝送情報を増やすこと
なしに、各フレームにあった雑音符号ベクトルを多く含
む様な適応化機能を雑音符号帳にもたせて励振音源を多
様化した高品質音声を再生する音声の励振信号符号化方
法および装置を提供するものである。
なしに、各フレームにあった雑音符号ベクトルを多く含
む様な適応化機能を雑音符号帳にもたせて励振音源を多
様化した高品質音声を再生する音声の励振信号符号化方
法および装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】適応符号帳から得られる
過去の駆動音源ベクトルをピッチ周期で繰り返した適応
符号ベクトルと雑音符号帳から得られる雑音符号ベクト
ルとにより合成フィルタを駆動して音声信号を合成し、
入力音声信号との間の歪みを最小とする様に符号を決定
する音声の励振信号符号化方法において、適応符号ベク
トルにピッチ周期性のある場合、雑音符号帳の格納ベク
トルをその所定の基準点の位相を適応符号ベクトルから
得られるピッチピーク位置に合わせる様にずらして切り
出し、この切り出したベクトルをピッチ繰り返し周期毎
に周期化させてこれを雑音符号ベクトルとする音声の励
振信号符号化方法を構成した。
過去の駆動音源ベクトルをピッチ周期で繰り返した適応
符号ベクトルと雑音符号帳から得られる雑音符号ベクト
ルとにより合成フィルタを駆動して音声信号を合成し、
入力音声信号との間の歪みを最小とする様に符号を決定
する音声の励振信号符号化方法において、適応符号ベク
トルにピッチ周期性のある場合、雑音符号帳の格納ベク
トルをその所定の基準点の位相を適応符号ベクトルから
得られるピッチピーク位置に合わせる様にずらして切り
出し、この切り出したベクトルをピッチ繰り返し周期毎
に周期化させてこれを雑音符号ベクトルとする音声の励
振信号符号化方法を構成した。
【００１２】そして、上述の音声の励振信号符号化法に
おいて、適応符号ベクトルにピッチ周期性のない場合、
雑音符号ベクトルは雑音符号帳の格納ベクトルそのもの
とする音声の励振信号符号化方法を構成した。また、適
応符号帳４から得られる過去の駆動音源ベクトルをピッ
チ周期で繰り返した適応符号ベクトルと雑音符号帳５か
ら得られる雑音符号ベクトルとにより合成フィルタ３を
駆動して音声信号を合成し、入力音声信号１との間の歪
みを最小とする様に符号を決定する音声の励振信号符号
化装置において、適応符号帳４から得られる適応符号ベ
クトルの始点からピーク位置までの位相φを検出する位
相探索部１１を具備し、雑音符号帳５から得られる格納
ベクトルの位相を位相探索部１１により検出される位相
φに基づいて位相適応化する位相適応部１２を具備し、
位相適応部１２から得られる位相適応化された雑音符号
ベクトルをピッチ周期化する周期化部６を具備し、周期
化部６および位相探索部１１をピッチ周期信号Ｌにより
切り替え動作せしめる音声の励振信号符号化装置を構成
した。
おいて、適応符号ベクトルにピッチ周期性のない場合、
雑音符号ベクトルは雑音符号帳の格納ベクトルそのもの
とする音声の励振信号符号化方法を構成した。また、適
応符号帳４から得られる過去の駆動音源ベクトルをピッ
チ周期で繰り返した適応符号ベクトルと雑音符号帳５か
ら得られる雑音符号ベクトルとにより合成フィルタ３を
駆動して音声信号を合成し、入力音声信号１との間の歪
みを最小とする様に符号を決定する音声の励振信号符号
化装置において、適応符号帳４から得られる適応符号ベ
クトルの始点からピーク位置までの位相φを検出する位
相探索部１１を具備し、雑音符号帳５から得られる格納
ベクトルの位相を位相探索部１１により検出される位相
φに基づいて位相適応化する位相適応部１２を具備し、
位相適応部１２から得られる位相適応化された雑音符号
ベクトルをピッチ周期化する周期化部６を具備し、周期
化部６および位相探索部１１をピッチ周期信号Ｌにより
切り替え動作せしめる音声の励振信号符号化装置を構成
した。
【００１３】更に、上述の音声の励振信号符号化装置に
おいて、適応符号ベクトルにピッチ周期性のない場合、
雑音符号ベクトルは雑音符号帳５の格納ベクトルそのも
のとする音声の励振信号符号化装置をも構成した。
おいて、適応符号ベクトルにピッチ周期性のない場合、
雑音符号ベクトルは雑音符号帳５の格納ベクトルそのも
のとする音声の励振信号符号化装置をも構成した。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例を図１を参照して説明す
る。図１に示されるこの発明の実施例は、図５に示され
る従来例と比較して、第２の符号帳５を構成する符号帳
が雑音符号帳が５ａおよび雑音符号帳５ｂの２種類であ
るところと、位相探索部１１および位相適応部１２が新
たに付加されたところが相違している。
る。図１に示されるこの発明の実施例は、図５に示され
る従来例と比較して、第２の符号帳５を構成する符号帳
が雑音符号帳が５ａおよび雑音符号帳５ｂの２種類であ
るところと、位相探索部１１および位相適応部１２が新
たに付加されたところが相違している。
【００１５】先ず、音声入力部１から音声を入力する。
線形予測分析部２において音声の線形予測分析を行い、
ここにおいて量子化された予測係数Ａが合成フィルタ３
の係数となる。第１の符号帳４は適応符号帳４ａおよび
固定符号帳４ｂより成り、これら符号帳のベクトルのう
ちの合成波形歪みの小さい何れか一方が選択される。適
応符号帳４ａには直前の過去の合成フィルタへの入力と
して使用された励振音源がバッファとして蓄えてある。
そして、このバッファ中のベクトルから、合成波形歪み
最小となる様に、ピッチ周期Ｌで周期化した適応符号ベ
クトルを求める。固定符号帳４ｂはピッチ周期性のない
場合に選択される固定雑音符号帳であり、周期化せずに
そのまま使用される。適応符号帳４ａが選択された場合
はピッチ周期に相当するＬが第１の符号帳の符号にな
り、固定符号帳４ｂが選択された場合は固定符号帳のベ
クトル番号Ｆが第１の符号帳の符号となる。
線形予測分析部２において音声の線形予測分析を行い、
ここにおいて量子化された予測係数Ａが合成フィルタ３
の係数となる。第１の符号帳４は適応符号帳４ａおよび
固定符号帳４ｂより成り、これら符号帳のベクトルのう
ちの合成波形歪みの小さい何れか一方が選択される。適
応符号帳４ａには直前の過去の合成フィルタへの入力と
して使用された励振音源がバッファとして蓄えてある。
そして、このバッファ中のベクトルから、合成波形歪み
最小となる様に、ピッチ周期Ｌで周期化した適応符号ベ
クトルを求める。固定符号帳４ｂはピッチ周期性のない
場合に選択される固定雑音符号帳であり、周期化せずに
そのまま使用される。適応符号帳４ａが選択された場合
はピッチ周期に相当するＬが第１の符号帳の符号にな
り、固定符号帳４ｂが選択された場合は固定符号帳のベ
クトル番号Ｆが第１の符号帳の符号となる。
【００１６】５は第２の符号帳であり、雑音符号帳が５
ａおよび雑音符号帳５ｂの２種類より成り、これらは固
定符号帳４ｂと同様の雑音符号帳である。適応符号帳４
ａが選択された場合は、雑音符号帳５ａが使用される。
位相探索部１１で得られる位相を使用して、雑音符号帳
５ａの格納ベクトルから、位相適応部１２において位相
分だけずらせたベクトルを抽出する。この抽出されたベ
クトルに対して、ピッチ周期化部６において適応符号帳
４ａと同様にピッチ周期化を行う。なお、周期化部６お
よび位相探索部１１はピッチ周期信号Ｌにより切り替え
動作せしめられるものである。第１の符号帳の固定符号
帳４ｂが選択された場合は、第２の雑音符号帳５は雑音
符号帳５ｂが使用される。この場合は、雑音符号帳の格
納ベクトルが位相適応化されたり、周期化されたりする
ことはなく、そのまま雑音符号ベクトルとして使用され
る。
ａおよび雑音符号帳５ｂの２種類より成り、これらは固
定符号帳４ｂと同様の雑音符号帳である。適応符号帳４
ａが選択された場合は、雑音符号帳５ａが使用される。
位相探索部１１で得られる位相を使用して、雑音符号帳
５ａの格納ベクトルから、位相適応部１２において位相
分だけずらせたベクトルを抽出する。この抽出されたベ
クトルに対して、ピッチ周期化部６において適応符号帳
４ａと同様にピッチ周期化を行う。なお、周期化部６お
よび位相探索部１１はピッチ周期信号Ｌにより切り替え
動作せしめられるものである。第１の符号帳の固定符号
帳４ｂが選択された場合は、第２の雑音符号帳５は雑音
符号帳５ｂが使用される。この場合は、雑音符号帳の格
納ベクトルが位相適応化されたり、周期化されたりする
ことはなく、そのまま雑音符号ベクトルとして使用され
る。
【００１７】その後、適応符号帳４ａまたは固定符号帳
４ｂからの第１の符号帳ベクトル、および雑音符号帳５
ａまたは雑音符号帳５ｂからの第２の符号帳ベクトルに
対して、利得部７の利得Ｇ０および利得部８の利得Ｇ１
が波形歪み最小となる様に符号化される。９は入力波形
と合成波形の聴覚重み付きの歪みを計算する歪み計算部
であり、符号帳探索部１０により最適な符号探索を制御
し、送出符号を決定する。
４ｂからの第１の符号帳ベクトル、および雑音符号帳５
ａまたは雑音符号帳５ｂからの第２の符号帳ベクトルに
対して、利得部７の利得Ｇ０および利得部８の利得Ｇ１
が波形歪み最小となる様に符号化される。９は入力波形
と合成波形の聴覚重み付きの歪みを計算する歪み計算部
であり、符号帳探索部１０により最適な符号探索を制御
し、送出符号を決定する。
【００１８】図２は、図１の位相探索部１１における適
応符号ベクトルと抽出すべき位相の関係を示した図であ
る。図２（１）は、適応符号帳４ａから得られる適応符
号ベクトルである。１フレーム内においてはピッチ周期
がほぼＬであると仮定し、図２（２）の様に、周期Ｌの
ピッチピークを後で説明される如くして捉える。そし
て、フレームの始点から最初のピッチピーク位置までの
ずれを位相φとして位相探索部の出力とし、これが位相
適応部１２において使用される。
応符号ベクトルと抽出すべき位相の関係を示した図であ
る。図２（１）は、適応符号帳４ａから得られる適応符
号ベクトルである。１フレーム内においてはピッチ周期
がほぼＬであると仮定し、図２（２）の様に、周期Ｌの
ピッチピークを後で説明される如くして捉える。そし
て、フレームの始点から最初のピッチピーク位置までの
ずれを位相φとして位相探索部の出力とし、これが位相
適応部１２において使用される。
【００１９】適応符号ベクトルが与えられた場合の位相
φの抽出方法は、これまでに種々のものが考えられてい
る。図３にその例を示す。図３（０）は、図１の適応符
号帳４ａから得られた適応符号ベクトルである。第１の
方法は図３（１）の様に始点から位相候補φだけオフセ
ットをとり、そこから周期Ｌのインパルス列を作り、こ
のインパルス列を合成フィルタに通した波形と、適応符
号ベクトルを合成フィルタに通した波形の間の歪み最小
となる場合の位相φを使用する手法である。第２の方法
は、図３（２）ａに示される様に、適応符号ベクトルの
バワー包絡をとり、長さＬごとに区切った区間のφだけ
ずらした場所のパワーの総和が最大になる場合の位相を
使用するものである。この実施例においては、この何れ
を使用してもよく、符号器、復号器の何れでも計算可能
なバックワード構成である。
φの抽出方法は、これまでに種々のものが考えられてい
る。図３にその例を示す。図３（０）は、図１の適応符
号帳４ａから得られた適応符号ベクトルである。第１の
方法は図３（１）の様に始点から位相候補φだけオフセ
ットをとり、そこから周期Ｌのインパルス列を作り、こ
のインパルス列を合成フィルタに通した波形と、適応符
号ベクトルを合成フィルタに通した波形の間の歪み最小
となる場合の位相φを使用する手法である。第２の方法
は、図３（２）ａに示される様に、適応符号ベクトルの
バワー包絡をとり、長さＬごとに区切った区間のφだけ
ずらした場所のパワーの総和が最大になる場合の位相を
使用するものである。この実施例においては、この何れ
を使用してもよく、符号器、復号器の何れでも計算可能
なバックワード構成である。
【００２０】図４は、図１の雑音符号帳５ａ、位相適応
部１２、周期化部６の処理の流れを示したものである。
図４（１）は雑音符号帳５ａの格納ベクトルの例を示し
ている。この格納ベクトルの長さは、最終的に得られる
符号ベクトル長Ｎより長いＮ＋Ｍとする。そして、この
格納ベクトルは、図の基準点０に適応符号ベクトルのピ
ッチピーク位置がくると仮定し、切り出す長さＮのベク
トルの始点が〔−Ｍ，０〕の範囲で可変となる様に雑音
符号帳５ａは設計されているものとする。図１の位相適
応部１２においては、図４（１）の格納ベクトルから、
図１の位相探索部１１で得られたベクトルの始点からピ
ーク位置までの位相ずれφだけずれた点から、ベクトル
を切りだす。これが図４（２）の位相適応化ベクトルで
ある。そして、図１のピッチ周期化部６において、図４
（２）の位相適応化ベクトルを、先頭からピッチ周期Ｌ
で周期化する。以上の処理により、図４（３）の様な位
相適応化とピッチ周期化を行ったベクトルを発生するこ
とができる。
部１２、周期化部６の処理の流れを示したものである。
図４（１）は雑音符号帳５ａの格納ベクトルの例を示し
ている。この格納ベクトルの長さは、最終的に得られる
符号ベクトル長Ｎより長いＮ＋Ｍとする。そして、この
格納ベクトルは、図の基準点０に適応符号ベクトルのピ
ッチピーク位置がくると仮定し、切り出す長さＮのベク
トルの始点が〔−Ｍ，０〕の範囲で可変となる様に雑音
符号帳５ａは設計されているものとする。図１の位相適
応部１２においては、図４（１）の格納ベクトルから、
図１の位相探索部１１で得られたベクトルの始点からピ
ーク位置までの位相ずれφだけずれた点から、ベクトル
を切りだす。これが図４（２）の位相適応化ベクトルで
ある。そして、図１のピッチ周期化部６において、図４
（２）の位相適応化ベクトルを、先頭からピッチ周期Ｌ
で周期化する。以上の処理により、図４（３）の様な位
相適応化とピッチ周期化を行ったベクトルを発生するこ
とができる。
【００２１】以上において雑音符号帳５ａは、適応符号
ベクトルのピッチピーク位置は基準点０にくるものと仮
定したが、雑音符号ベクトル５ａの基準点の位置が必ず
しも振幅の高い波形とは限らず、適応符号ベクトル４ａ
のＬが必ずしもピッチ周期とは限らないので、雑音符号
ベクトル５ａは学習によって設計することが重要であ
る。ここにおいては、位相適応を考慮した一般化Ｌｌｏ
ｙｄアルゴリズムに基づく量子化符号帳学習を行う。
ベクトルのピッチピーク位置は基準点０にくるものと仮
定したが、雑音符号ベクトル５ａの基準点の位置が必ず
しも振幅の高い波形とは限らず、適応符号ベクトル４ａ
のＬが必ずしもピッチ周期とは限らないので、雑音符号
ベクトル５ａは学習によって設計することが重要であ
る。ここにおいては、位相適応を考慮した一般化Ｌｌｏ
ｙｄアルゴリズムに基づく量子化符号帳学習を行う。
【００２２】この実施例で示した励振構造によって、適
応符号帳４ａが選択された場合に、そのピッチピーク位
置の位相φに適応した雑音符号ベクトルを構成すること
ができ、符号化効率を高めることができる。
応符号帳４ａが選択された場合に、そのピッチピーク位
置の位相φに適応した雑音符号ベクトルを構成すること
ができ、符号化効率を高めることができる。
【００２３】
【発明の効果】この発明を要約するに、雑音符号帳に格
納されているベクトルに予め与えておいた基準点に、適
応符号ベクトルからバックワード的に得られるピッチピ
ーク位置のずれ、即ち、位相を合わせるために、ベクト
ルの始点をずらせて、基準点がピッチピークに対応する
様に位相シフトした後、ピッチ繰り返し周期と同じ周期
でベクトルを周期化させた雑音符号ベクトルを使用する
ことをこの発明の特徴としている。この様にすることに
より、得られる雑音符号ベクトルが適応符号ベクトルの
ピッチピーク位置に適応することとなる。
納されているベクトルに予め与えておいた基準点に、適
応符号ベクトルからバックワード的に得られるピッチピ
ーク位置のずれ、即ち、位相を合わせるために、ベクト
ルの始点をずらせて、基準点がピッチピークに対応する
様に位相シフトした後、ピッチ繰り返し周期と同じ周期
でベクトルを周期化させた雑音符号ベクトルを使用する
ことをこの発明の特徴としている。この様にすることに
より、得られる雑音符号ベクトルが適応符号ベクトルの
ピッチピーク位置に適応することとなる。
【００２４】適応符号ベクトルからピッチピーク位置を
検出し、雑音符号帳ベクトルの基準点をこのピッチピー
ク位置に合わせることにより、常にピッチピーク周辺に
雑音符号ベクトルの大きなパワーの偏りのある時系列を
適応化させることができる。これを、更に周期化させる
ことにより、フレーム内における雑音ベクトルとしてピ
ッチの各繰り返しピーク付近にパワーの偏りを持ち、且
つ、ピッチ周期性のある雑音符号ベクトルを適応的に作
り出すことができる。また、上述の操作は、適応符号帳
が決まれば行えるバックワード構成を採用しているの
で、新たな情報を伝送することなしに、符号器と復号器
で同じ処理が可能である。
検出し、雑音符号帳ベクトルの基準点をこのピッチピー
ク位置に合わせることにより、常にピッチピーク周辺に
雑音符号ベクトルの大きなパワーの偏りのある時系列を
適応化させることができる。これを、更に周期化させる
ことにより、フレーム内における雑音ベクトルとしてピ
ッチの各繰り返しピーク付近にパワーの偏りを持ち、且
つ、ピッチ周期性のある雑音符号ベクトルを適応的に作
り出すことができる。また、上述の操作は、適応符号帳
が決まれば行えるバックワード構成を採用しているの
で、新たな情報を伝送することなしに、符号器と復号器
で同じ処理が可能である。
【００２５】以上の通りであって、この発明は、雑音符
号ベクトルをバックワードで適応符号ベクトルから得ら
れるピッチピークの位相に適応させた後、更に、ピッチ
周期化を行う雑音符号ベクトルを構成することにより、
従来不可能であった適応符号ベクトルのピッチピーク位
置に対応した雑音符号ベクトルを生成することができ
る。従って、新たな伝送情報を増やさずに、各フレーム
に対応した雑音符号ベクトルを多く含ませる機能を雑音
符号帳に取り入れて励振音源を多様化し、符号化効率を
高め、低ビットレートでも高品質な音声符号化をするこ
とができる。
号ベクトルをバックワードで適応符号ベクトルから得ら
れるピッチピークの位相に適応させた後、更に、ピッチ
周期化を行う雑音符号ベクトルを構成することにより、
従来不可能であった適応符号ベクトルのピッチピーク位
置に対応した雑音符号ベクトルを生成することができ
る。従って、新たな伝送情報を増やさずに、各フレーム
に対応した雑音符号ベクトルを多く含ませる機能を雑音
符号帳に取り入れて励振音源を多様化し、符号化効率を
高め、低ビットレートでも高品質な音声符号化をするこ
とができる。
【図１】この発明の音声符号化装置のブロック図。
【図２】ピッチピーク位置と位相の関係を説明する図。
【図３】位相抽出を説明する図。
【図４】この発明の音声符号化装置の励振信号生成部を
説明する図。
説明する図。
【図５】音声符号化装置の従来例のブロック図。
【図６】音声符号化装置の従来例の励振信号生成部を説
明する図。
明する図。
【符号の説明】 １ 音声入力部 ２ 線形予測分析部 ３ 合成フィルタ ４ 第１の符号帳 ４ａ 適応符号帳 ４ｂ 固定符号帳 ５ 第２の符号帳 ５ａ 雑音符号帳 ５ｂ 雑音符号帳 ６ 周期化部 ９ 歪み計算部 １０ 符号帳探索部 １１ 位相探索部 １２ 位相適応部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−101800（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−232700（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19796（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344699（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−84699（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会論文誌 Ａ Ｖｏ ｌ．Ｊ77−Ａ Ｎｏ．３ 314−324頁 1994年３月「ピッチ同期雑音励振源をも つＣＥＬＰ符号化（ＰＳＩ−ＣＥＬ Ｐ）」 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/12
Claims (4)
- 【請求項１】 適応符号帳から得られる過去の駆動音源
ベクトルをピッチ周期で繰り返した適応符号ベクトルと
雑音符号帳から得られる雑音符号ベクトルとにより合成
フィルタを駆動して音声信号を合成し、入力音声信号と
の間の歪みを最小とする様に符号を決定する音声の励振
信号符号化方法において、適応符号ベクトルにピッチ周
期性のある場合、雑音符号帳の格納ベクトルをその所定
の基準点の位相を適応符号ベクトルから得られるピッチ
ピーク位置に合わせる様にずらして切り出し、この切り
出したベクトルをピッチ繰り返し周期毎に周期化させて
これを雑音符号ベクトルとすることを特徴とする音声の
励振信号符号化方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載される音声の励振信号符
号化法において、適応符号ベクトルにピッチ周期性のな
い場合、雑音符号ベクトルは雑音符号帳の格納ベクトル
そのものとすることを特徴とする音声の励振信号符号化
方法。 - 【請求項３】 適応符号帳から得られる過去の駆動音源
ベクトルをピッチ周期で繰り返した適応符号ベクトルと
雑音符号帳から得られる雑音符号ベクトルとにより合成
フィルタを駆動して音声信号を合成し、入力音声信号と
の間の歪みを最小とする様に符号を決定する音声の励振
信号符号化装置において、適応符号帳から得られる適応
符号ベクトルの始点からピーク位置までの位相を検出す
る位相探索部を具備し、雑音符号帳から得られる格納ベ
クトルの位相を位相探索部により検出される位相に基づ
いて位相適応化する位相適応部を具備し、位相適応部か
ら得られる位相適応化された雑音符号ベクトルをピッチ
周期化する周期化部を具備し、周期化部および位相探索
部をピッチ周期信号により切り替え動作せしめることを
特徴とする音声の励振信号符号化装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載される音声の励振信号符
号化装置において、適応符号ベクトルにピッチ周期性の
ない場合、雑音符号ベクトルは雑音符号帳の格納ベクト
ルそのものとすることを特徴とする音声の励振信号符号
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23639093A JP3199142B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 音声の励振信号符号化方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23639093A JP3199142B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 音声の励振信号符号化方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792999A JPH0792999A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3199142B2 true JP3199142B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17000067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23639093A Expired - Lifetime JP3199142B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 音声の励振信号符号化方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199142B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69737012T2 (de) | 1996-08-02 | 2007-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Sprachkodierer, sprachdekodierer und aufzeichnungsmedium dafür |
| US6345246B1 (en) | 1997-02-05 | 2002-02-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Apparatus and method for efficiently coding plural channels of an acoustic signal at low bit rates |
| JP2000056799A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 励振信号生成装置並びに音声符号化装置及び音声復号化装置 |
| JP3824810B2 (ja) | 1998-09-01 | 2006-09-20 | 富士通株式会社 | 音声符号化方法、音声符号化装置、及び音声復号装置 |
| JP4005359B2 (ja) | 1999-09-14 | 2007-11-07 | 富士通株式会社 | 音声符号化及び音声復号化装置 |
| US6879955B2 (en) | 2001-06-29 | 2005-04-12 | Microsoft Corporation | Signal modification based on continuous time warping for low bit rate CELP coding |
| US7877253B2 (en) | 2006-10-06 | 2011-01-25 | Qualcomm Incorporated | Systems, methods, and apparatus for frame erasure recovery |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23639093A patent/JP3199142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会論文誌 Ａ Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ａ Ｎｏ．３ ３１４−３２４頁 １９９４年３月「ピッチ同期雑音励振源をもつＣＥＬＰ符号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ）」 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0792999A (ja) | 1995-04-07 |
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