JPH01319799A - 最適音源ベクトル探索装置 - Google Patents
最適音源ベクトル探索装置Info
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- JPH01319799A JPH01319799A JP63153963A JP15396388A JPH01319799A JP H01319799 A JPH01319799 A JP H01319799A JP 63153963 A JP63153963 A JP 63153963A JP 15396388 A JP15396388 A JP 15396388A JP H01319799 A JPH01319799 A JP H01319799A
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150087426 Gnal gene Proteins 0.000 description 1
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- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は音声信号を情報圧縮し、ディジタル伝送、ま
たは蓄積を行なう音声符号化装置の改良に関するもので
ある。
たは蓄積を行なう音声符号化装置の改良に関するもので
ある。
音声信号を合成フィルタを表すパラメータと音源を表す
パラメータとに分離することで情報圧縮を行なう音声符
号化方式の中にコードエキサイテツド線形予測(CE
L P : Code−Excited Linear
Prediction)と呼ばれるものがある。CEL
Pの一例を示すものとして、M、R,シュレーダ、B。
パラメータとに分離することで情報圧縮を行なう音声符
号化方式の中にコードエキサイテツド線形予測(CE
L P : Code−Excited Linear
Prediction)と呼ばれるものがある。CEL
Pの一例を示すものとして、M、R,シュレーダ、B。
S、アタルの「コードエキサイテフドリニアプリディク
ション(CELP):ハイクオリティスピB、S、At
al 、 Code−Excited Lin
ear Prediction(CELP) :
high−quality 5peech at v
ery low bit rates、” Pro
c、IEEE Ink、 Conf、 Acou
st、+ 5peech、 Signal Pr
ocessfr+g+ pp、937−940(19
85) )(以下、文献1と称する)を挙げることが
できる。
ション(CELP):ハイクオリティスピB、S、At
al 、 Code−Excited Lin
ear Prediction(CELP) :
high−quality 5peech at v
ery low bit rates、” Pro
c、IEEE Ink、 Conf、 Acou
st、+ 5peech、 Signal Pr
ocessfr+g+ pp、937−940(19
85) )(以下、文献1と称する)を挙げることが
できる。
文献1に示される例では合成フィルタを表すパラメータ
をlQmsec毎に分析により求め、一方40点(サン
プリング周波数が8KHzのときは5m secになる
)毎に区切られた音声に時間対応した音源を表すパラメ
ータとして、乱数により生成した40点の雑音の時系列
、即ち40次元のベクトル(以下、音源ベクトルと称す
る)を用いている。
をlQmsec毎に分析により求め、一方40点(サン
プリング周波数が8KHzのときは5m secになる
)毎に区切られた音声に時間対応した音源を表すパラメ
ータとして、乱数により生成した40点の雑音の時系列
、即ち40次元のベクトル(以下、音源ベクトルと称す
る)を用いている。
文献1の中の最適音源ベクトル探索装置の行っている処
理を周波数領域において行なう装置として第2図に示す
ようなものがある。第2図は■。
理を周波数領域において行なう装置として第2図に示す
ようなものがある。第2図は■。
M、)ランコツ、B、S、アタルの「エフィシェントプ
ロシージャーズフォーファインディングジオブティマム
イノベーシッンインストカスティックコーズJ (1
,M、 Trancoso、 B、S、 Atal 、
Efficient procedures
for finding the optimu
m 1nnovation in 5tocha
stic coders、” Proc、IEEEI
nt、conf、Acoust、、5peech、Si
gnal Processing、 pp、2375
−2378(1986) ) (以下、文献2と称す
る)に記載されている最適音源ベクトル探索装置を示す
図である。図において2はN点(文献2の例ではサンプ
リング周波数が8KHzのときN=40)のサンプル値
系列である音源ベクトルを2・L点(文献中ではL=4
0)離散フーリエ変換(D F T : Discre
te Fourier Transform) して得
られるDFT音源ベクトル、lはM個のDFT音源ベク
トルから構成される符号帳、4はN点のサンプル値系列
である入力音声を2・L点DFTLで得られるDFT入
力音声、5は合成フィルタのインパルス応答を2・L点
DFTLで得られる周波数特性(以下、評価重みフィル
タと称する)、6は切換スイッチ、10は最適音源ベク
トルコード、9は最適音源ベクトル選択回路である。
ロシージャーズフォーファインディングジオブティマム
イノベーシッンインストカスティックコーズJ (1
,M、 Trancoso、 B、S、 Atal 、
Efficient procedures
for finding the optimu
m 1nnovation in 5tocha
stic coders、” Proc、IEEEI
nt、conf、Acoust、、5peech、Si
gnal Processing、 pp、2375
−2378(1986) ) (以下、文献2と称す
る)に記載されている最適音源ベクトル探索装置を示す
図である。図において2はN点(文献2の例ではサンプ
リング周波数が8KHzのときN=40)のサンプル値
系列である音源ベクトルを2・L点(文献中ではL=4
0)離散フーリエ変換(D F T : Discre
te Fourier Transform) して得
られるDFT音源ベクトル、lはM個のDFT音源ベク
トルから構成される符号帳、4はN点のサンプル値系列
である入力音声を2・L点DFTLで得られるDFT入
力音声、5は合成フィルタのインパルス応答を2・L点
DFTLで得られる周波数特性(以下、評価重みフィル
タと称する)、6は切換スイッチ、10は最適音源ベク
トルコード、9は最適音源ベクトル選択回路である。
次に、上記従来装置の基本動作を説明する。まず、切換
スイッチ6は符号帳1の中のM個のDFT音源ベクトル
2を1個ずつ最適音源ベクトル選択回路9に伝える。最
適音源ベクトル選択回路9はM個のDFT音源ベクトル
2それぞれに対して、このDFT音源ベクトル2と評価
重みフィルタ5とDFT入力音声4とを用いて周波数領
域において再生音声が入力音声に対して持つ歪量を計算
する。M個中のに番目の音源ベクトルを用いた場合の前
記歪量D (k)は次式で与えられる。
スイッチ6は符号帳1の中のM個のDFT音源ベクトル
2を1個ずつ最適音源ベクトル選択回路9に伝える。最
適音源ベクトル選択回路9はM個のDFT音源ベクトル
2それぞれに対して、このDFT音源ベクトル2と評価
重みフィルタ5とDFT入力音声4とを用いて周波数領
域において再生音声が入力音声に対して持つ歪量を計算
する。M個中のに番目の音源ベクトルを用いた場合の前
記歪量D (k)は次式で与えられる。
D(k)=ΣI X(i) g(k)・H(i)・C
(Lk) l ”・・・(1)1+! ここで、X (i)はDFT入力音声のi番目の成分、
H(i)は評価重みフィルタのi番目の成分、C(i、
k)はに番目のD F ’r’音源ベクトルの番目の成
分、g (k)はD (k)を最小化する利得計数であ
る。さらに、面述の文献2によれば、第(1)式は次の
第(2)式と等価であり、実際の演算には第(2)式が
用いられる。
(Lk) l ”・・・(1)1+! ここで、X (i)はDFT入力音声のi番目の成分、
H(i)は評価重みフィルタのi番目の成分、C(i、
k)はに番目のD F ’r’音源ベクトルの番目の成
分、g (k)はD (k)を最小化する利得計数であ
る。さらに、面述の文献2によれば、第(1)式は次の
第(2)式と等価であり、実際の演算には第(2)式が
用いられる。
・・・(2)
ここで、Y” (i)はY (i)の共役複素数を表
し、Y(i)は次の第(3)式で与えられる。
し、Y(i)は次の第(3)式で与えられる。
Y(i) =X(i) ・a(i)/H(i)
・”f3)またa (i)は次の第(4
)式で与えられる。
・”f3)またa (i)は次の第(4
)式で与えられる。
a(i) = l H(i) l
=・(41こうして求めたM個のD (k)の
内、最小値を与えるDFT音源ベクトルの番号を最適音
源ベクトルコードして選択する。
=・(41こうして求めたM個のD (k)の
内、最小値を与えるDFT音源ベクトルの番号を最適音
源ベクトルコードして選択する。
従来の最適音源ベクトル探索装置は以上のように構成さ
れているので、最適音源ベクトル選択回路9の中で、L
次元の歪量計算をM回行なう必要があり、良好な再生音
声を得るためにMを大きくとる(例えばM=1024)
と、この歪量計算に要する演算量が真人となり、装置化
した場合の装置規模が非常に大きくなるという問題点が
あった。
れているので、最適音源ベクトル選択回路9の中で、L
次元の歪量計算をM回行なう必要があり、良好な再生音
声を得るためにMを大きくとる(例えばM=1024)
と、この歪量計算に要する演算量が真人となり、装置化
した場合の装置規模が非常に大きくなるという問題点が
あった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、最適音源ベクトル探索における歪量計算に要
する演算量を小さくできる最適音源ベクトル探索装置を
得ることを目的とする。
たもので、最適音源ベクトル探索における歪量計算に要
する演算量を小さくできる最適音源ベクトル探索装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る最適音源ベクトル探索装置は、最適音源
ベクトル選択回路に再生音声の歪量への寄与の大きい特
定のし1個の次元(L L < L)を選出し、このL
l個の次元のみを対象に歪量を計算し、M個の音源ベク
トル中から入力音声との歪量が小さい再生音声を与える
Ml個(M 1 < M)の音源ベクトルを予備選択す
る音源ベクトル予備選択回路を備えたものである。
ベクトル選択回路に再生音声の歪量への寄与の大きい特
定のし1個の次元(L L < L)を選出し、このL
l個の次元のみを対象に歪量を計算し、M個の音源ベク
トル中から入力音声との歪量が小さい再生音声を与える
Ml個(M 1 < M)の音源ベクトルを予備選択す
る音源ベクトル予備選択回路を備えたものである。
この発明においては、音源ベクトル予備選択回路によっ
て再生音声の歪量への寄与の大きい特定のし1個の次元
(L 1 < L)を選出し、このLl個の次元のみを
対象に歪量を計算し、M個の音源ベクトル中から入力音
声との歪量が小さい再生音声を与えるMl個(Ml<M
)の音源ベクトルを予備選択するようにしたから、最適
音源ベクトル探索における歪量計算に要する演算量を小
さくできる。
て再生音声の歪量への寄与の大きい特定のし1個の次元
(L 1 < L)を選出し、このLl個の次元のみを
対象に歪量を計算し、M個の音源ベクトル中から入力音
声との歪量が小さい再生音声を与えるMl個(Ml<M
)の音源ベクトルを予備選択するようにしたから、最適
音源ベクトル探索における歪量計算に要する演算量を小
さくできる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による最適音源ベクトル探索
装置を示すブロック図であり、図において、第2図と同
一符号は同一または相当部分である。また、3は音源ベ
クトル予備選択回路、7は最適音源ベクトル選択回路9
で行われる本選択の対象となる音源ベクトルの指定信号
、8は前記指定信号で指定されている音源ベクトルのみ
を最適音源ベクトル選択回路9に伝える第2の切換スイ
ッチである。
装置を示すブロック図であり、図において、第2図と同
一符号は同一または相当部分である。また、3は音源ベ
クトル予備選択回路、7は最適音源ベクトル選択回路9
で行われる本選択の対象となる音源ベクトルの指定信号
、8は前記指定信号で指定されている音源ベクトルのみ
を最適音源ベクトル選択回路9に伝える第2の切換スイ
ッチである。
次に動作について説明する。
先ず、切換スイッチ6は符号帳1の中のDFT音源ベク
トル2を音源ベクトル予備選択回路3に伝える。音源ベ
クトル予備選択回路3は第(2)式におけるa (i
)の大きい次元が歪量への寄与度が大きい次元であると
し、まずこのa (i)の大きなLl個の次元を選出
する。そしてM個のDFT音源ベクトル2それぞれに対
して、このLl個の次元についてのみDFT音源ベクト
ル2と評価重みフィルタ5とDFT入力音声4とを用い
て周波数領域において再生音声が入力音声に対して持つ
歪量を計算する。M個中のに番目の音源ベクトルを用い
た場合の前記歪11D1 (k)は次式で与えられる
。
トル2を音源ベクトル予備選択回路3に伝える。音源ベ
クトル予備選択回路3は第(2)式におけるa (i
)の大きい次元が歪量への寄与度が大きい次元であると
し、まずこのa (i)の大きなLl個の次元を選出
する。そしてM個のDFT音源ベクトル2それぞれに対
して、このLl個の次元についてのみDFT音源ベクト
ル2と評価重みフィルタ5とDFT入力音声4とを用い
て周波数領域において再生音声が入力音声に対して持つ
歪量を計算する。M個中のに番目の音源ベクトルを用い
た場合の前記歪11D1 (k)は次式で与えられる
。
’f−l a(I(i)) ・C(I(i)、k) l
”;−1 ・・・(5) ここで、I (i)はベクトル(la (j)l、
j=1.Ll)の中でi番目に大きなベクトル成分に対
応する次元である。こうして求めたM個のDl (k)
の内、小さなり1(k)を与えるMl個の音源ベクトル
の番号は音源ベクトル指定信号7として第2の切換スイ
ッチ8に送られ、第2の切換スイッチは小さなり1(k
)を与えるMl個のDFT音源ベクトルを最適音源ベク
トル選択回路9に1個ずつ伝える。以下の最適音源選択
回路9の動作は第2図の最適音源選択回路9がM個のD
FT音源ベクトルを選択の対象にしていたのが、Ml個
を対象としていること以外は同じなので説明は省略する
。
”;−1 ・・・(5) ここで、I (i)はベクトル(la (j)l、
j=1.Ll)の中でi番目に大きなベクトル成分に対
応する次元である。こうして求めたM個のDl (k)
の内、小さなり1(k)を与えるMl個の音源ベクトル
の番号は音源ベクトル指定信号7として第2の切換スイ
ッチ8に送られ、第2の切換スイッチは小さなり1(k
)を与えるMl個のDFT音源ベクトルを最適音源ベク
トル選択回路9に1個ずつ伝える。以下の最適音源選択
回路9の動作は第2図の最適音源選択回路9がM個のD
FT音源ベクトルを選択の対象にしていたのが、Ml個
を対象としていること以外は同じなので説明は省略する
。
次に演算量について述べる。D (k) 、又はDI
(k)の1次元のみの演算に要する演算量をFとすると
き、従来の技術、即ち予備選択を行わずに最適音源ベク
トルを選択するための歪量計算を行なう方法ではL−M
−Fの演算量が必要であり、本実施例によれば、まず予
備選択にLl・MFそして本選択にL−Ml・Fの合計
(LL・M+L・Ml) ・Fの演算量が必要である
ので、Ll・M+L−Ml<L−Mを満たすようにLl
、Mlを定めれば、演算量を減少させることができる。
(k)の1次元のみの演算に要する演算量をFとすると
き、従来の技術、即ち予備選択を行わずに最適音源ベク
トルを選択するための歪量計算を行なう方法ではL−M
−Fの演算量が必要であり、本実施例によれば、まず予
備選択にLl・MFそして本選択にL−Ml・Fの合計
(LL・M+L・Ml) ・Fの演算量が必要である
ので、Ll・M+L−Ml<L−Mを満たすようにLl
、Mlを定めれば、演算量を減少させることができる。
このとき、Ml、Llが小さいほど演算量は減少するが
、音源ベクトル予備選択回路で最適音源ベクトルが予備
選択されない場合が起こるのでMl。
、音源ベクトル予備選択回路で最適音源ベクトルが予備
選択されない場合が起こるのでMl。
Llは適切に定める必要がある。実験例としてはM=1
024.L=40のときM1=32.LL=5とした場
合は最適音源ベクトルが予備選択結果からもれることな
く演算量の大幅な減少が確認されている。
024.L=40のときM1=32.LL=5とした場
合は最適音源ベクトルが予備選択結果からもれることな
く演算量の大幅な減少が確認されている。
なお上記実施例では最適音源探索の処理を回路内で実現
する例について述べたが、これをマイクロプロセッサ、
信号処理プロセッサ等の汎用演算装置によるソフトウェ
ア処理により実現してもよい。
する例について述べたが、これをマイクロプロセッサ、
信号処理プロセッサ等の汎用演算装置によるソフトウェ
ア処理により実現してもよい。
また上記実施例では歪評価空間として、DFTによる周
波数領域を用いた場合について述べたが、これを次元直
交条件を満たす任意の写像空間を用いてもよい。
波数領域を用いた場合について述べたが、これを次元直
交条件を満たす任意の写像空間を用いてもよい。
以上のように、この発明によれば音源ベクトル予備選択
回路により再生音声の歪量への寄与の大きい特定のし1
個の次元(L 1 < L)を選出し、このLl個の次
元のみを対象に歪量を計算し、M個の音源ベクトル中か
ら人力音声との歪量が小さい再生音声を与えるMl個(
Ml<M)の音源ベクトルを予備選択し、最適音源ベク
トル選択回路ではこの予備選択されたMl個の音源ベク
トルについてのみ歪量の計算を行う構成としたから、M
l、Llを適切に定めることで、音源ベクトルに対する
歪量計算の演算量を低減でき、小規模な装置でも十分大
きなM個の音源ベクトルの中から最適音源ベクトルを探
索することが可能となり、同じ装置規模でより高品質な
再生音声を得ることができる効果がある。
回路により再生音声の歪量への寄与の大きい特定のし1
個の次元(L 1 < L)を選出し、このLl個の次
元のみを対象に歪量を計算し、M個の音源ベクトル中か
ら人力音声との歪量が小さい再生音声を与えるMl個(
Ml<M)の音源ベクトルを予備選択し、最適音源ベク
トル選択回路ではこの予備選択されたMl個の音源ベク
トルについてのみ歪量の計算を行う構成としたから、M
l、Llを適切に定めることで、音源ベクトルに対する
歪量計算の演算量を低減でき、小規模な装置でも十分大
きなM個の音源ベクトルの中から最適音源ベクトルを探
索することが可能となり、同じ装置規模でより高品質な
再生音声を得ることができる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による最適音源ベクトル探
索装置を示すブロック図、第2図は従来の最適音源ベク
トル探索装置を示すブロック図である。 図において、1はM個のDFT音源ベクトルから構成さ
れる符号帳、2はDFT音源ベクトル、3は音源ベクト
ル予備選択回路、4はDFT入力音声、5は評価重みフ
ィルタ、6は切換スイッチ、7は指定信号、8は第2の
切換スイッチ、9は最適音源ベクトル選択回路、10は
最適音源ベクトルコードである。
索装置を示すブロック図、第2図は従来の最適音源ベク
トル探索装置を示すブロック図である。 図において、1はM個のDFT音源ベクトルから構成さ
れる符号帳、2はDFT音源ベクトル、3は音源ベクト
ル予備選択回路、4はDFT入力音声、5は評価重みフ
ィルタ、6は切換スイッチ、7は指定信号、8は第2の
切換スイッチ、9は最適音源ベクトル選択回路、10は
最適音源ベクトルコードである。
Claims (1)
- (1)M個の音源ベクトルから構成される符号帳を備え
、入力音声と、この入力音声の分析によって求まる合成
フィルタを上記音源ベクトルで駆動することで得られる
再生音声との歪量が最小化されるように上記符号帳内か
ら最適音源ベクトルを選択する音声符号化装置最適音源
ベクトル探索装置において、 入力音声に対するM個の音源ベクトルによる再生音声の
歪量をL次元の歪量評価空間において評価する際に、再
生音声の歪量への寄与の大きい特定のL1個(L1<L
)の次元を選出し、このL1個の次元のみを対象に歪量
を計算し、M個の音源ベクトル中から入力音声とこのL
1個の次元を対象とした歪量が小さい再生音声を与える
M1個(M1<M)の音源ベクトルを選択する予備選択
手段と、 該予備選択手段で予備選択されたM1個の音源ベクトル
中から入力音声とのL次元を対象にした歪量が最小とな
る再生音声を与える最適音源ベクトルを選択する本選択
手段とを備えたことを特徴とする最適音源ベクトル探索
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63153963A JP2702157B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 最適音源ベクトル探索装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63153963A JP2702157B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 最適音源ベクトル探索装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01319799A true JPH01319799A (ja) | 1989-12-26 |
JP2702157B2 JP2702157B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=15573896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63153963A Expired - Lifetime JP2702157B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 最適音源ベクトル探索装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2702157B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07110695A (ja) * | 1993-09-27 | 1995-04-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 音声符号化装置および方法 |
WO2002045077A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vector quantizing device for lpc parameters |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63153963A patent/JP2702157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07110695A (ja) * | 1993-09-27 | 1995-04-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 音声符号化装置および方法 |
WO2002045077A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vector quantizing device for lpc parameters |
US7392179B2 (en) | 2000-11-30 | 2008-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | LPC vector quantization apparatus |
KR100872538B1 (ko) * | 2000-11-30 | 2008-12-08 | 파나소닉 주식회사 | Lpc 파라미터의 벡터 양자화 장치, lpc 파라미터복호화 장치, lpc 계수의 복호화 장치, 기록 매체,음성 부호화 장치, 음성 복호화 장치, 음성 신호 송신장치, 및 음성 신호 수신 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2702157B2 (ja) | 1998-01-21 |
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