JPH0319417A - ステレオ音声符号化装置 - Google Patents

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】 〔発明の概要〕 ２チャンネルで取り込んだステレオ音声信号をパワーの
大きい主チャンネルの信号とパワーの小さい副チャンネ
ルの圧縮信号（残差信号）とに分けて符号化するステレ
オ音声符号化方式に関し、主副チャンネルの切換えによ
る副チャンネル側お音質劣化防止を目的とし、 左右の集音装置で得られた音声信号のパワーの大きい方
を主チャンネル、他方を副チャンネルとして、咳主チャ
ンネルの信号からアダプティブフィルタにより疑似信号
を算出し、該疑似信号と該副チャンネルの信号を加算器
に人力して得た残差信号と、該主チャンネルの信号とを
それぞれ符号化して伝送するステレオ音声符号化装置に
おいて、該アダプティブフィルタと該加算器を組とする
２組の独立した適応制御部と、前記左右の集音装置で得
られた音声信号のパワーを算出して比較し、パワーが大
きいのは左，右いずれかを示す出力を生じるパワー算出
・比較部と、該比較部の出力に従って右系の適応制御部
または左系の適応制御部を選択する制御切換部とを設け
るよう構或する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、２チャンネルで取り込んだステレオ音声信号
を、パワーの大きい方を主チャンネル、パワーの小さい
方を副チャンネルとし、前者はそのま＼、後者は主チャ
ンネル信号から生戒した疑似信号との差をとってその差
を符号化するステレオ音声符号化方式に関する。

近年、テレビ会議システム等の普及に伴い、高品質で臨
場感のある通話品質を提供する音声符号化装置の開発が
進められている．このシステムで臨場感を高めにには、
話者の音声をステレオ化して提供し、話者の方向を明確
にする必要がある．〔従来の技術〕 第３図は従来のステレオ音声符号化装置の構或図で、左
右のマイクロフォン１．　　２から多重化部１０、まで
が送信側、分離部１１から左右のスビー力１８．１９ま
でが受信側である。送信側には２つの符号化部８，９が
あり、一方の符号化部８は右側のマイクロフォン１から
入力する主チャンネルの音声信号をそのまま符号化する
．同時に、適当な係数を持つアダプティブフィルタ（Ａ
Ｆ）５Ａで主チャンネルの信号から副チャンネルの信号
の大半を打ち消す（予想する）疑似信号を作威し、これ
を副チャンネルの信号から差し引いて情報量の少ない残
差信号に変換し、これを他方の符号化部９で符号化する
．尚、主チャンネルの信号とはパワーの大きい信号を指
し、話者が右側マイクロフォンｌの近くにすれば右系が
主チャンネル、話者が左側マイクロフォン２の近くにお
れば左系が主チャンネルである． 多重化部ｌＯは符号化部８．９の出力符号を多重化し、
分割部ｌ１はこれを再び分離する．多重化部１０と分離
部１１の間は伝送回線である。復号化部１２．１３は符
号化部８．９に対応し、一方の復号化部ｌ２は主チャン
ネルの信号を復号化する。また、他方の復号化部ｌ３は
残差信号を復号化する． 復号化された主チャンネル信号はそのまま右スピーカｌ
８の駆動に使用されるが、残差信号は加算器１５Ｂで疑
似信号を加算し、副チャンネル信号に戻してから左スピ
ーカｌ９の駆動に使用される。１５Ａは復号化された主
チャンネル信号に送信側と同様のフィルタ係数を掛けて
疑似信号を作戒するアダプティブフィルタである。

（発明が解決しようとする課題） 上述したシステムでは、話者は変りまたは移動し、そし
てパワーの大きい方を主チャンネルとするから、主／副
チャンネルの切換えが必要である。

第３図ではこの切換え系は図示を省略している。

このような主副のチャンネル切換えを行うと、フィルタ
５Ａ．ｌ５Ａの係数が切換え前の残差信号によって最適
化されているため、切換え後の状態に適応するまでに時
間がかかり、その間に雑音が発生する．加えて主副のチ
ャンネル切換え自体が音声レベルの変化を不連続にする
ため、これらの要因から一時的に副チャンネル側の音質
が劣化することは避けられない。

本発明は、アダプティブフィルタと加算器からなる適応
制御部を２組設け、それらを主副ヂャンネルの組合せに
応じて使い分けることにより、主副チャンネル切換え時
の音質劣化を防止することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図で、（ａ）は送信側、（ロ）は
受信側である。（ａ）において、１．２は左右のマイク
ロフォン等の集音装置、３はこれらで取り込まれた左右
の音声信号のパワーを算出して大小比較するパワー算出
・比較部、５は右チャンネルが主チャンネルのときに使
用される右メインチャンネル適応制御部、６は左チャン
ネルが主チャンネルのときに使用される右メインチャン
ネル適応制御部、４．７はそれらの人出力を切換える制
御切換部、８．９は従来と同様に主チャンネルの信号と
残差信号をそれぞれ符号化する符号化部、１０は多重化
部である。

（ｂ）において、ｔｉは分離部、１２．１３は主チャン
ネルの信号と残差信号をそれぞれ復号化する復号化部、
１５．１６は送信側の５．６に対応する右メインチャン
ネルおよび左メインチャンネルの各適応制御図、１４．
１７はそれらの入出力を切換える制御切換部、１８．１
９は左右のスピーカである。

〔作用〕

一定の距離をおいて配置された集音装置１．２によって
取り込まれた左右音声信号は、パワー算出・比較部３に
より各チャンネル毎の信号電力を算出され、その大小が
比較される．この比較の結果、パワーの大きいチャンネ
ルを主チャンネルにする．入力側の制御切換部４ではパ
ワー算出・比較部３で求めた主チャンネル切換情報によ
り右メインチャンネル適応制御部５と左メインチャンネ
ル適応制御部６の選択を行う。右メインチャンネル適応
制御部５は右チャンネルを主チャンネルとし、また左チ
ャンネルを副チャンネルとして適応制御を行う．これに
対し、左メインチャンネル適応制御部６は左チャンネル
を主チャンネルとし、また右チャンネルを副チャンネル
として適応制御を行う。出力側の制御切換部７は右メイ
ンチャンネル適応制御部５および左チャンネル適応制御
部６の出力（主チャンネル信号と残差信号の＆［ｌ）の
切換えを行う．符号化部８，９は制御切換部７で選択さ
れた主チャンネル信号と残差信号の符号化を行う．多重
化部ｌＯは符号化部８，９による符号化コードとパワー
算出・比較部３からの主チャンネル切換情報を多重化し
て伝送する。

一方、受信側では分離部ｌ１において主チャンネル信号
、残差信号、主チャンネル切換情報の分離を行い、主チ
ャンネル信号と残差信号は復号化部１２．１３で復号化
する。入力側の制御切換部１４では主チャンネル切換情
報を基に右メインチャンネル適応制御部ｌ５と左メイン
チャンネル適応制御部１６の切換えを行う．右メインチ
ャンネル適応＠御部１５または左メインチャンネル適応
制御部１６では主チャンネル信号と残差信号から副チャ
ンネル信号を算出し、一方の適応制御部の出力（主チャ
ンネル信号と副チャンネル信号の組）だけが出力側の制
御切換部ｌ７で選択されてスビーカ１８．１９により再
生される．送信側の適応制御部５，６はいずれもアダプ
ティブフィルタと加算器からなり、主チャンネルの信号
に応じてフィルタ係数が最適化される．この適応制御部
５．６を主副チャンネルの組合せに応じて使い分け、一
方を使用中に他方のフィルタ係数を以前のままにしてお
くと、主副のチャンネル切換直後から最適化されたフィ
ルタ係数を使うことができる．例えば複数の話者が一方
は右側マイク１を使って、他方は左側マイク２を使って
交互に話す例を考えると、右側マイクを使って話すとき
、そのときの室内音響状態に右メインチャンネル適応制
御部５，ｌ５は適応し再現するようにしており、左側マ
イクを使って話すときそのときの室内音響状態に左メイ
ンチャンネル適応制御部６，１６は適応し再現するよう
にしており、左，右入れ換わるときは休止して前の状態
を保持しているから、また左，右入れ換わるとき、前の
状朋の続きとして直ちに適応動作することができる。従
って、チャンネル切換時の副チャンネルの音質劣化を軽
減することができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す構戊図で、（ａ）は送
信側、（ロ）は受信側である。本例は第１図の構戒を具
体的に示すもので、符号化部８，９と復号化部１５．１
６はいずれもＡＤＰＣＭ方式である。制御切換部４，７
，１４．１７は連動する２連式のスイッチとして図示し
てあるが、勿論電子式のスイッチで実現されるゆ５Ａ，
６Ａ，１５Ａ．１６Ａは適応制御部５，６，１５．１６
のアダプティブフィルタであり、また５Ｂ，６Ｂ，１５
Ｂ，１６Ｂはそれらの加算器である。但し、５Ｂ，６Ｂ
は入力位相を逆転することで減算器として使用されてい
る。

パワー算出・比較部３は一定時間のフレーム毎に次式で
各チャンネルのパワー（信号電力）を算出する。

Ｐａ（ｎ）　＝　（１／Ｌ），：　，（Ｐ（ｎ　−　ｉ
　＋１）　＊　ｅｘｐ（−ｓ　＊　（＋−１））・・・
・・・（１） ここでパワー比Ｇ　（ｎ）を次のように定義する。

Ｇ　（ｎ）　＝　Ｐａｒ　（ｎ）　／Ｐａ　１　（ｎ）
　　　　　　　　　・”　・”　（２）このＧ　（ｎ）
を主チャンネル切換情報として使用し、制御切換部４．
７において右メインチャンネル適応制御部５と左メイン
チャンネル適応制御部６の切換えを行う。

右メインチャンネル適応制御部５はＧ　（ｎ）≧１．０
、つまり右チャンネルが主チャンネルと判定された時に
動作し、左メインチャンネル適応制御部６はＧ（ｎ）＜
１．０、つまり左チャンネルが主チャンネルと判定され
た時に動作する。図示の状態は一方の適応制御部５が動
作し、他方の適応制御部６は以前のフィルタ係数を保持
して休止している。

受信側についても同様である。

いま第ｊサンプルにおける主チャンネル信号ベクトルを
Ｘｊ、アダプティブフィルタ５Ａの係数をＨｊ、副チャ
ンネル信号ベクトルをＹｊとすると、残差信号ＺＪは次
式で表される。

ＺＪ＝Ｙｊ−ＨＪ’・Ｘｊ　　　　　　　・・・・・・
（３）ここでＨｊ′は係数Ｈｊのベクトル転置である。

また、係数Ｈｊは加算器５Ｂの出力によって次式の逐次
修正が行われる。

Ｈｊ．＋＝Ｈｊ＋ΔＨｊ　　　　　　　　・・・・・・
（４）（４）式の適応則には学習同定法や相関除去法な
どがある。

以上の様にして求められた主チャンネル信号と残差信号
は、制御切換部７を通り、ＡＤＰＣＭ符号化部８．９で
符号化される。そして、主チャンネル切換情報とＡＤＰ
ＣＭ符号化部８，９の出力コードは多重化部１０で多重
化され伝送される。

受信部では分離部ｌ１において主チャンネル信号、残差
信号、主チャンネル切換情報の分離を行い、主チャンネ
ル信号と残差信号はそれぞれＡＤＰＣＭ復号化部１２．
１３で復号される。また、主チャンネル切換情報により
制御切換部ｌ４で右メインチャンネル適応制御部１５と
左メインチャンネル適応制御部ｌ６の選択が行われる。

適応制御部１５では、主チャンネル復号信号Ｘｊのアダ
プティブフィルタ１５Ａ出力（疑似信号）と残差復号信
号Ｚｊから加算器１５Ｂで副チャンネル復号信号Ｙｊを
求める。この様にして得られた主チャンネル復号信号Ｘ
ｊと副チャンネル復号信号ＹＪは制御切換部ｌ７を通し
てスビーカ１８．１９より出力される。

上述した動作の間、適応制御部６，ｌ６は動作を休止し
、フィルタ６Ａ，１６Ａの係数を以前のままに保持して
いる。そして、制御切換部４，７．１４．１７を図示と
は逆側に切換えると、適応制制御部５，１５が休止状態
となり、代りに適応制御部６．１６が動作を開始する。

これはパワー算出・比較部３が左チャンネルを主チャン
ネルと判定した場合である。

このように各フィルタ係数が最適化されている独立した
２系統の適応制御部５，６を用いると、主副チャンネル
の判定結果に応じた適応制御部を選択するだけで直ちに
安定した残差信号を得ることができる。従って、例えば
左右非対称な部屋に分散している複数の話者の発声位置
が頻繁に変化する場合でも、２系統の適応制御部は異な
る角度からの空間的特長を保持し、チャンネル切換時の
音質劣化を伴なうことなく各話者の音声を２チャンネル
ステレオ方弐で符号化することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、右チャンネルが主チ
ャンネルの時の適応制御図と左チャンネルが主チャンネ
ルの時の適応制御部を独立に持つために、各制御部で或
る程度適応化されたアダプティブフィルタの係数を保持
することができる．したがって主，副チャンネルの切換
え時に生じていた副チャンネルの再生音質劣化を軽減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第Ｉ図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例を示す構或図、第３図は従来
のステレオ音声符号化装置の構威図である． ＋ｍ＋送信匈 第１図で、１．２は集音装置、３はパワー算出・比較部
、４．７は制御切換部、５，６は適応制御部、８．９は
符号化部である．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、左右の集音装置で得られた音声信号のパワーの大き
   い方を主チャンネル、他方を副チャンネルとして、該主
   チャンネルの信号からアダプティブフィルタにより疑似
   信号を算出し、該疑似信号と該副チャンネルの信号を加
   算器に入力して得た残差信号と、該主チャンネルの信号
   とをそれぞれ符号化して伝送するステレオ音声符号化装
   置において、 該アダプティブフィルタ（Ａ）と該加算器（Ｂ）を組と
   する２組の独立した適応制御部（５、６）と、 前記左右の集音装置（１、２）で得られた音声信号のパ
   ワーを算出して比較し、パワーが大きいのは左、右いず
   れかを示す出力を生じるパワー算出・比較部（３）と、 該比較部（３）の出力に従って右系の適応制御部（５）
   または左系の適応制御部（６）を選択する制御切換部（
   ４、７）とを設けてなることを特徴とするステレオ音声
   符号化装置。