JPH0335300A - 音声符号・復号化伝送方式 - 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】 （目次）１既要 産業上の利用分野 従来の技術　　・・・第１４図 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 第１の実施例　・・ 第２の実施例　・・ 第３の実施例　・・ 第４の実施例　・・ 発明の効果 ・第４．５．６図 ・第７図 ・第８．９．１０図 ・第１２．１３図 〔概要　〕 音声信号を情報圧縮し高能率に情報を伝送する方式で、
特に時間領域或いは周波数領域でビット割当パターンを
変化させる音声符号化伝送方式に関し、 全ての割当パターンについて処理することなく、且つフ
レーム内の情報量割当パターンを処理されているフレー
ムから求めることにより、処理されているフレームに対
して、最適な情報量の割当ができる音声信号の高能率符
号化伝送装置を提供することを目的とし、 各フレーム毎に抽出した量子化レベル数の異なる符号語
から局部復号信号を生成し、伝送ビットレートが一定に
なるような割当パターンに従って前記フレーム内の各サ
ブフレームの局部復号信号を合成し、１フレームの局部
復号信号を生成して、特性の最も良い割当パターンに対
応する符号語を多重化して送信するよう構成するもので
ある。

〔産業上の利用分野　〕 本発明は、音声信号を情報圧縮し高能率で情報を伝送す
る方式、特に時間領域或いは周波数領域で割当パターン
を変化させる音声符号・復号化伝送方式に関する。

入力音声信号の情報量圧縮を行う音声符号化伝送方式は
、適応予測と適応量子化を使用したＡＤＰＣＭと、入力
音声信号の時間的変化に応じて時間領域で適応的にビッ
ト数を割り当てる時間領域適応ビット割当を組み合わせ
情報量の圧縮を行う方式、また入力音声信号を複数の帯
域に分割し、各帯域に割当るビット数の割当パターンを
入力音声信号の時間的変化に応じてフレーム毎に適応的
にビット数を割り当てる周波数領域適応ビット割当てに
より情報圧縮を行う方式等がある。

近年のディジタル回線の普及に伴い、その回線の有効利
用を図るため、また音声蓄積、応答システム等において
、音声情報の蓄積を行う場合には、蓄積用メモリの容量
削減が重要であるため、音声信号の情報量を圧縮し更に
高能率に符号化する方式が要求されている。

〔従来の技術　〕

従来のミ適応予測と適応量子化を使用したＡＤＰＣＭと
、入力信号の時間的変化に応して時間領域で適応的に情
報（ビット）を割り当てる時間領域適応ビット割当を組
み合わせ、情報量の圧縮を行う音声信号の高能率符号化
伝送方式の一例が、文献ｒ多１）原産“’１６ｋｂ／ｓ
適応ピッ［・割当予測符号化アルゴリズムの検討゛、昭
和５９年度電子通信学会通信部門全国大会、５２−４ｐ
ｐ、２−２８３−２−２８４ｊに開示されている。（第
１５図（ａ））この方法では、入力音声信号をフレーム
に分割し、更に該フレームをサブフレームに分割し、フ
レーム内の情報量が一定になるようにビ・ント割当パタ
ーンに応してサブフレーム毎の割当ビット数を変化させ
るものであり、その際のビット割当パターンを選択する
ための情報は、適応予測と適応量子化を使用しているた
め、一つ前のフレームの残差信号電力を使用するもので
あり、次にどのようなパターンの残差信号が発生するか
を予測し、その予測にもとづいて割り当てパターンを決
定するものである。

また、入力信号を複数の周波数帯域に分割し、各帯域へ
の割り当てビット数の割当パターンを、音声信号の時間
的変化に応してフレーム毎に適応的に変化させる符号化
伝送方式の一例が、文献ｒ林　伸二他　　バックワード
形高品質適応予測適応ビット割当符号化方弐″”　電子
通信学会論文誌８６／１０　　Ｖｏｌ、Ｊ６９−Ａ、Ｎ
ｏ、１０ｐｐ、１２３４−１．２４２Ｊに開示されてい
る。

（第１５図（ｂ））この方法でも、割当パターンは前記
の時間領域での割当パターンの決定と同様に、一つ前の
フレームの残差信号電力を使用するものである。

〔発明が解決しようとする課題　〕

従って、従来の時間領域及び周波数帯域での割当パター
ンの決定方法の技術では、現在処理されているフレーム
の一つ前のフレームの残差信号から割当パターンを決定
しているため、現フレームの残差信号と次のフレームの
残差信号との性質が大きく異なっていると、前フレーム
から予測した割当パターンでは、現在のフレームのピン
トの割当には最適にならず、符号語を再生する場合に特
性の劣化を引き起こすことになる。

そこで、考えられる全ての割当パターンについて符号化
することも考えられる。この場合全てのパターンの中か
ら特性の最もよいものを選択することによって、最適な
割当パターンを選択できることになる。しかし、全ての
パターンについて符号化を行うことは装置構成の拡大、
処理量の大幅な増加等の大きな問題を生じ、全体の効率
を考慮した場合に有効とは言えない。

本発明は、全ての割当パターンについて処理することな
く、且つフレーム内の情報量割当パターンを現在処理さ
れているフレームから求めることにより、処理されてい
るフレームに対して、最適な情報量の割当ができる音声
信号の高能率符号化伝送装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段　〕

第１図に時間領域での割当パターンを使用する音声符号
化伝送方式の原理図を示す。図中１１１はＭピッｔ−ｉ
子化レベル数の適応量子化器、■１３〜１１６はＮ−Ｍ
ビット逆量子化レベル数の適応逆量子化器、１１７はＮ
ビットレベル数の逆量子化結果に基づき動作する適応予
測器、１１２は選択・多重化部、１１８は局部復号信号
の品質評価部である。

また、第２図は周波数領域での割当パターンを使用する
音声符号化伝送方式の原理図を示すものである。図中１
は帯域分割フィルタ、２１１〜２ｎｍは量子化レベル数
の異なる符号器、２３は局部復号信号の品質評価部、２
４は選択・多重化部である。

本発明は前記目的を達成するため、第１の手段として時
間領域での割当パターンを使用するものとして、Ｍビッ
トａ子化レベル数の適応量子化器１１１とＮ　（＜Ｍ）
ビット逆量子化レベル数の適応逆量子化器１１３とＮビ
ットレベル数の逆量子化結果に基づき動作する適応予測
器１１７からなるエンベデッド符号化器と、前記適応量
子化器１１１からの符号語を復号するＮ＋ｌ−Ｍヒツト
逆量子化しヘル数の適応逆量子化器１１４〜１１６とを
設け、前記適応逆量子化器の出力と適応予測器との出力
によりそれぞれの局部復号信号を抽出し、前記局部復号
信号をそれぞれサブフレームに分割し、伝送ビットレー
トに適応した割当パターンに従ってサブフレームごとの
局部復号信号を合成し、それぞれの合成局部復号信号と
入力音声信号とを比較しその品質を評価し、特性の最も
良い割当パターンを選択し、該選択に従って適応量子化
器からの符号語をサブフレーム毎に下位ピントを削除し
、多重化して伝送するよう構成するものである。

更に、周波数領域での割当パターンを使用するものとし
て、前記各帯域毎に、前記割当パターンに存在するビッ
ト数のそれぞれ量子化レベル数の異なる複数の符号化器
２１１〜２ｎｍを設け、前記符号化器からそれぞれ局部
復号信号を抽出し、前記割当パターンの全ての組み合わ
せについての１フレーム分の局部復号信号を生成し、そ
れぞれの局部復号信号と入力音声信号とを比較しその品
質を評価し、特性の最も良い組み合わせを選択し、該選
択された割当パターンに従って該当する符号語を多重化
して伝送するよう構成するものである。

〔作用　〕

本発明の前記第１の手段は時間領域における割当パター
ンの決定方式である。入力音声信号はフレーム毎に処理
される。１フレーム分の入力音声信号はＭｂｉｔの適応
量子化器１１１で量子化され、選択多重化部１１２に入
力するとともに、各Ｎ、Ｎ＋１．　　・・・・Ｍ−１，
Ｎビットの逆量子化器において必要な上位ビットをそれ
ぞれの適応逆量子化のビット数で逆量子化する。Ｍｂｉ
Ｌの適応量子化器１１１は、Ｎビットの適応逆量子化器
１１３及びＮビットの逆量子化結果に基づき動作する適
応予測器１１７によりエンベツド符号化器を構成するも
のである。エンベツド符号化器とはＳビットの量子化器
及びＴ　（＜３）ビットの逆量子化器及び適応予測器か
ら構成された符号化器であり、信号を伝送する際に符号
語の下位のＳ−Ｔビットに他の情報を載せることを可能
とした符号化方式テアリ、文献ｒＣＣＩＴＴ、Ｇ７２２
Ｊにも開示されている。該エンベツド符号化に（↑う量
子化特性例を第３図に示す。該符号化方式では例えば０
０００，０００１の４ビツトを上位３ピント０００で表
現したり、ｏｏｏｏ、ｏｏｏｔ。

ｏｏｉｏ、ｏｏｔｉの４ビツトを上位２ビツト００で表
現するものである。

また前記各適応逆量子化器の出力はＮビットの逆量子化
結果に基づき動作する適応予測器１１７の出力と加えら
れそれぞれの局部複合信号が生成され局部復号信号評価
部ｌ１８に入力される。同時に対応するｌフレーム分の
入力信号も入力される。

局部復号信号評価部１１７では、それぞれの１フレーム
分の局部復号信号をサブフレームに分割し、複数の情報
量割当パターンに応じて、サブフレーム毎に１サンプル
当たりの情報量をＭ−Ｎｂｉｔの範囲で変化させた局部
復号信号を組み合わせて１フレーム分の局部復号信号を
合成する。この時、情報量割当パターンは、１フレーム
の情報量の総和が１フレームに許容された伝送ビット数
を越えないようなパターンとする。

複数の情報量割当パターンに応して合成されたｌフレー
ム分の局部復号信号の中で、入力信号と比較して、最も
特性の良いパターンを選択し、その結果を選択多重化部
１１２に出力する。選択多重化部１１２は、符号語が階
層構造であるため、情報量割当パターンに応じて、サブ
フレーム毎にＭｂｔｔの符号語の下位ビットを削除して
パターンに刻応する符号語を生成し、１フレーム分の符
号語を多重化する。更に、局部複合信号評価部１１８で
選択された情報量割当パターンを補助情報として多重化
して伝送することになる。

第２の手段は周波数領域における割当パターンの決定方
式である。入力音声信号はフレーム毎に処理される。１
フレームの入力音声信号は帯域分割フィルターでｎ個の
帯域に分割される。帯域分割された信号はそれぞれ独立
なため、各４１Ｐ域での符号化による品質の劣化は独立
となり、そのため、符号化による劣化を各帯域毎に独立
に評価しても良い。各帯域の信号は、情報割当パターン
に作在する各帯域毎に割当てられる符号化ビットレート
に対応した、複数の符号化ビットレートの異なる符号化
器で並列に符号化される。複数の符号化ビットレートの
異なる符号化器はそれぞれ符号語と局部復号信号を出力
する。２３の評価部では、各帯域毎に複数の符号化ビッ
トレートの異なる符号化器の局部復号信号を評価し、そ
の評価結果を情報割当パターンを参照しながら組み合わ
せて、全ての帯域に渡って総合的に評価し、最も特性の
良い情報割当パターンを選択し、選択・多重部２４に出
力する。選択・多重部２４は、各帯域毎に情報割当パタ
ーンに対応した符号語を選択し、多重化し、更に、情報
割当パターンを多重化して伝送路に送出する。情報割当
パターンは、１フレームの総情報量が１フレームに割当
られる情報量以下になるようなパターンからなる。復号
側では、■フレーム毎に情報割当パターンに応じた復号
化器を各帯域毎に選択し、復号化処理を行った後、帯域
合成し再生信号を出力する。

本発明では、帯域毎の評価結果を情報割当パターンを参
照しながら組み合わせて、全ての帯域に渡って総合的に
評価するため、複数の符号化パターンが、ある帯域に同
一の情報量を割当た場合には、その帯域に於いて、その
情１ＩＪｆｉに対応した符号化処理は、−回となるため
、処理量の増大が防げ、又、−情報割当を行うフレーム
から割当パターンを算出するため、最適な割当が行える
。

〔実施例　〕

（第１の実施例） 本発明における時間領域の割当パターン決定方式の実施
例１を第４図に示す。

本実施例における伝送路の伝送ビットレートは４ビツト
／サンプルとする。またサブフレーム数は２とする。こ
の場合−船釣に考えられる割当パターンは前半、後半へ
の割当ビット数が（６゜２）（５，３）（４，４）（３
，５）（２，６）の５パターンとなる。従って適応量子
化器４０１は６ビツト／サンプルとする。また適応逆量
子化器４０７〜４１１は２〜６ビツト／サンプルとする
。適応予測器４０２、適応量子化器４０１、逆量子化器
４０７〜４１１の適応則は、前記文献ｒｃｃ　ＩＴＴ、
Ｇ７２２Ｊ　で規定されテイルものを使用し、６ｂｉｔ
の下位４ｂｉｔを削除した、２ｂｉｔの符号語の逆量子
化結果を使用するものであり、適応予測器も２ビツト／
サンプルの結果に基づき動作する。また、２〜５ビツト
／サンプルの各逆量子化器４０７〜４１０はその前段に
対応する下位ビットを削除するための下位ビット削除部
４０３〜４０６を有する。

ｌフレームの長さは、音声信号の非定常性と、補助情報
量を考慮して設定する。

局部復号信号評価部では、本方式によるビット割当パタ
ーンに応じて、サブフレーム毎に局部復号信号を切り出
し、組み合わせることで、１フレームの局部復号信号が
合成される。この各パターンに対応した局部復号信号と
入力信号との間の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を計算し、Ｓ
／Ｎ最大となるパターンを選択する。

選択・多重化部において前記結果に基づき、サブフレー
ム毎に下位ビットを削除、或いはそのままとし、所望の
符号語を得る。この符号語を１フレーム分多重化し、更
に情報量割当パターンを示す信号も多重化して伝送路に
送出する。

以下、制御動作を実施例のフローチャトを示す第５図で
、より詳細に説明する。

ステップｌ）入力音声信号の１フレームが入力する。（
Ｓｌ） ステップ２）前回入力の音声信号による適応予測器４０
２の出力である予測信号で誤差信号を抽出する。（３２
） ステップ３）前記誤差信号を６ビツトの適応量子化器４
０１で１サンプルを６ビツトで量子化する。（Ｓ３） ステップ４〕前記量子化された６ビツト／サンプルの信
号から各下位ビット削除部４０３で下位の１〜４ビツト
を削除し、対応する適応量子化器４０７〜４１１におい
て逆量子化し、２ビツト適応予測器４０２で得た予測信
号との和からそれぞれの局部復号化信号ａ　−ｅを抽出
され品質評価部４１２に入力する。（Ｓ４）ステップ５
）適応予測器４０２．適応量子化器４０１、逆量子化器
４０７〜４１１を２ビット／サンプルの適応逆量子化器
４０２による局部復号信号でパラメータを更新する。

ステップ６）１フレーム分のサンプル敷金ての処理が終
了するまで上記動作が続けられる。（Ｓ６） ステップ７）前記各局部復号化信号ａ　”−ｅをそれぞ
れサブフレームに分割する。本実施例では２分割する。

（Ｓ７） ステップ８）サブフレーム毎の局部復号信号から情報量
割当パターンに対応するｌフレーム分の局部復号信号を
合成する。つまり信号ａの前半のサブフレームと信号ｅ
の後半のサブフレームとを合成するとビット数がサブフ
レーム毎に（２，６）となり、逆に合成すると（６，２
）が得られ、この場合のｌフレームの平均ビット数〜／
サンプル数は４ビツトの信号が得られる。

同様にして信号す、ｄからビット数がサブフレーム毎に
（３，５）、（５，３）が、信号Ｃより（４，４）を得
る。（Ｓ８） ステップ９）この５パターンの局部復号信号は全て平均
ビット／サンプル数は４ビツトである。

こうして得られた５つの信号をそれぞれ入力音声信号ｆ
と比較し、Ｓ／Ｎをそれぞれ算出し、一番特性のよいパ
ターンを選択し、該パターンを示す信号ｇを下位ビット
削除・多重化部４１３に出力する。（Ｓ９） ステップ１０）下位ビット削除・多重化部４１３で入力
するｌサンプル毎の符号語を、前記信号ｇに従ってサブ
フサーム毎に下位の数ビットを削除する。例えば選択さ
れたパターンが（６゜２）であると前半のサブフレーム
はそのまま、後半のサブフレームは下位４ビツトを削除
するものである。（ＳＩＯ） ステップ１１）前記動作により下位ビットを制御された
符号語を多重化する。（Ｓｌｌ）ステップ１２）前記多
重化された符号語と品質評価部４１２の出力信号ｇとを
多重化し送信するものでる。（Ｓ１２） 以上が符号側の制御動作である。

次に前記符号側に対応した復号例の実施例を第６図に示
す。復号側では符号側に対応して２〜６ビツト逆量子化
レベル数の逆量子化器が並列に設けられている。送信さ
れてくる多重信号は分離部６０１において符号側で選択
された割当パターンを示す信号と各符号語とに分離され
る。該割当パターンを示す信号は切替え部６０２に入力
し、サブフサーム毎にどの逆量子化器に入力させるかを
制御するものであり、サブフレーム毎に切替え符号語を
任意の逆量子化器に入力させるものである。

こうして得られた信号は予測器６０８の予測信号と合成
され再生音声信号として出力される。

（第２の実施例） 本発明のようにエンベデッド符号化を用いて各割当パタ
ーンでの局部復号信号を作威し、品質評価して行うビッ
ト割当は周波数領域及び時間領域の両方での適応ビット
割当を行う符号化にも適応可能であり、その実施例２を
第７図に示す。この場合のサブフレームは、各周波数帯
域毎に分割し、更に時間領域で分割されるものであり、
情報量割当パターンは、時間領域と周波数領域の２次元
のパターンとなる。例えば、高域側サブフレーム前半、
−後半、低域側サブフレーム前半、後半のようになり、
全てのサブフレームの情報量の総和が１フレームの情報
量となる。ここでの実施例では１フレームが４分割され
るものである。以下に本実施例で通常考えられる割当パ
ターンを示す。

時間　　時間　　時間　　時間　　時間低域（５４”　
５４）　ゝ４５”　４５ノ　（４４）但し本実施例では
高域より低域にビット数を多く割り当てるパターンを採
用している。

入力音声信号は帯域分割フィルタ７０１を介し高域と低
域とに分割し、それぞれ対応の時間領域の低域の符号化
部７０２は２〜６ビント逆量子化レベル数の量子化器を
有し、高域の符号化部７０３の内部は示していないが、
低域の符号化部７０２と略同様の構成であり、異なるの
は２〜４レベル数の逆量子化レベル数の逆量子化器を有
するところである。ここでの量子化及び逆量子化は前記
実施例で述べたものと同様である。品質評価部７０４で
は、各逆量子化器からの局部復号信号を時間領域でのサ
ブフレーム毎に上記の割当パターンに従って各帯域毎の
局部復号信号を合成する。更に帯域合成し、１フレーム
分の４分割信号から合成した局部復号信号を生成し、入
力音声信号と比較し、Ｓ／Ｎを算出し特性の最もよいパ
ターンを選択し、該選択信号により前記実施例同様下位
ビット削除・多重化部で処理されるものである。

復号化部では実施例１同様に同時に送信されてくる割当
パターンを示す信号に応じて、逆量子化し帯域修正して
再生信号を得るものである。

このように時間領域と周波数領域で割当を行うと、割当
パターンの数を増すことが可能となり、より細かな情報
量割当が可能となる。

また、従来の単純な符号化に比べより特性の優れた符号
化を、更に従来のような全ての割当パターンについて符
号化をするのではなく、必要な逆量子化器を数個用いる
ことで簡単に行なえる優れた方式である。

（第３の実施例） 次に周波数領域での適応ビット割当を行う方式の実施例
３を第８図に示す。８０１は第１の帯域分割フィルタ、
８０２，８０３は第１の帯域分割フィルタの出力を更に
分割する第２．第３の帯域分割フィルタである。本実施
例３では帯域を４分割するものである。その場合考えら
れるピント割当パターンの一例を第９図に示す。本実施
例では該パターンに従って制御されるものである。ここ
での伝送路の伝送ビットレートは３ビット／サンプル程
度である。

帯域分割フィルタ８０１〜８０３には、ＱＭＦ（Ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅ　ｍ１ｒｒｏｒ　ｆｉｌｔｅｒ）を使用
する。符号器にはＡＤＰＣＭを使用し、割当パターンは
音声信号の性質を考慮し、周波数の低い帯域に多めの情
報量を割当てるパターンとする。（前記第９図）　第９
図から各帯域毎に割当パターンに存在する量子化ビット
数を持つＡＤＰＣＭ符号器を並列に並べる。従って各帯
域のＡＤＰＣＭの量子化ビット数は、低い帯域から、６
．５．４ビット符号器８０４〜８０６．５＋　　４＋　
　３ビット符号器８０７〜８０９．３．２ビット符号器
８１０，８１１．３，２ビット符号器８１２，８１３と
なる。

以下本実施例３のフローチャートを示す第１０図に従っ
て本実施例を詳細に説明する。

ステップ１）１フレームの音声信号が入力する。

（Ｔ　１　） ステップ２）帯域分割フィルタ８０１〜８０３を介し４
帯域に分割する。（Ｔ２） ステップ３）全てのＡＤＰＣＭ符号化器８０４〜８１３
でそれぞれ−フレーム分の符号化処理を行う。　（Ｔ３
） ステップ４）各符号化器８０４〜８１３は内部に復号化
機能を有するものであり、該復号化機能を介して、１フ
レーム分の局部復号信号を品質評価部８１４にそれぞれ
出力する。（Ｔ４）ステップ５）各帯域毎に、各ＡＤＰ
ＣＭの局部復号信号と対応する各帯域の入力音声信号を
比較し、それぞれの誤差信号を抽出し、その２乗和（ｌ
フレーム分）を算出する。（Ｔ５）ステップ６）前記各
ＡＤＰＣＭ対応の２乗和に聴感上の重み付けを行う。（
Ｔ６） ステップ７）前記第９図の割当パターンに従って各局部
復号信号を合成した場合の、各帯域毎の前記Ｔ６で得た
２乗和に聴感上の重み付けしたものの総和を各割当パタ
ーン毎に算出する。

（Ｔ７） ステップ８）Ｔ７で求めた総和が最も小さいものを特性
の最も良い割当パターンとして選択し、該割当パターン
を示す信号を選択・多重化部８１５へ出力する。（Ｔ８
） ステップ９）選択・多重化部８１５へ入力する各ＡＤＰ
ＣＭからの符号語のうち、前記品質評価部８１４からの
信号に従って各帯域のＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭからの符号語を
選択し、前記該割当パターンを示す信号とともに多重化
する。（Ｔ９）ステップ１０）伝送路にｌフレーム分の
符号語データを出力する。（ＴＩＯ） ステップ１１）各帯域毎に選択されたＡＤＴ’ＣＭの内
部パラメータを各帯域内の他のＡＤＰＣＭに複写する。

これはフレーム毎に各帯域に割り当てられる情報量が異
なるため、復号器との同期を取るため、各帯域毎にフレ
ームの先頭で、一つ前で選択された量子化ビット数の符
号器の内部パラメーターを該当する帯域の並列に存在す
るＡＤＰＣＭに複写するものである。（Ｔｌｌ） 以上が符号側の制御である。

次に前記符号側に対応した復号側の構成を第１１図に示
す。１１０１は分離部、１１０２〜１１０５は各帯域毎
の切替え部、１１０６〜１１１５はそれぞれ逆量子化レ
ベル数の異なるＡＤ　Ｐ　ＣＭ復号器、１１１６は帯域
合成フィルタである。

分離部１１０１では、符号側で選択された割当パターン
を示す信号と各符号語が分離される。各符号語はそれぞ
れ割当ての帯域用の切替え部１１０２〜１１０５に入力
する。各切替え部で分離部１１０１で分離された符号側
で選択された割当パターンを示す信号に従って入力する
符号語を帯域毎に対応したＡＤＰＣＭ復号器に切り替え
て入力する。その出力は帯域毎に帯域合成フィルタ１１
１６に入力し合成され再生音声信号として出力される。

従来のように、全ての割当パターンに付いて符号化・復
号化を行い最適なものを選択する場合と本実施例の場合
では、割当パターンは、８パターンあるため固定割当の
場合に比べてＡＤＰＣＭの処理は８倍になるが、本発明
によれば、３倍になるものが２帯域と２倍になるものが
２帯域あるため、平均２，５倍の処理となる。しかし、
全てのパターンについて符号化する方法に比べれば極め
て簡単な処理で品質の良い信号の伝送が可１１ヒとなる
ものである。

（第４の実施例） 本発明では第１の実施例でのエンヘデント符号器及びい
くつかの逆量子化器を用いた構成の符号化器を各帯域毎
にビット数対応で設けることで多数のＡＤＰＣＭを使用
することなく、より簡単な処理で実現できる。その実施
例４を第１２図に示す。図中第８図と同一部材には同一
符号を付す。

またＡＤＰＣＭ４〜６ビノト符号化器８０４〜８０６は
エンベデッド符号化器を有するＡＤＰＣＭ符号器９０が
、同様に８０７〜８０９は９１が、８１０．８１１は９
２が、８１２，８１３は９３がその機能を果たすもの、
である。エンベデッド符号化器を有するＡＤＰＣＭ符号
化！Ｓ９０の内部構成を第ｔ３図に示す。他のエンベデ
ッド符号化器を有するＡＤＰＣＭ符号化器９１〜９３は
量子化。

逆量子化のビット数等が異なるだけで同様の構成である
。第１３図は第４図の実施例１と略同様の構成となって
いる。異なるのは各下位ビット削除部の出力が適応逆量
子化部と選択・多重化部へ出力されることである。該構
成により実施例３同様に各帯域における割当パターンに
従ったビット数での局部復号信号が得られる。品質評価
部での処理は実施例３と全く同様のものである。

エンベデッドＡＤＰＣＭを使用すると、ＡＤＰＣＭにお
ける適応予測、適応量子化の適応更新期を共通にするこ
とが可能となるため、ＡＤＰＣＭを並列に複数個動作さ
せた場合でも、複数の逆量子化の処理が増加するだけと
なる。この場合、フレーム毎に各帯域に割当られる情報
量が異なっていても、適応予測、適応量子化の処理は共
通なため、フレームの先頭で内部パラメーターを複写す
る必要はなく、実施例３より更に処理が簡単となるもの
である。

以上時間領域５周波数領域及びその両方の実施例を説明
してきたが、各品質評価部の評価の仕方としては色々考
えられる。例えばケプヌトラム距離、誤差信号の絶対値
のピーク値、誤差信号の絶対値の総和、誤差信号の二乗
和、これらの組み合わせ等が考えられるものであり本発
明は実施例に限られるものではない。

（発明の効果　〕 本発明によれば、適応予測と適応量子化を使用したＡＤ
ＰＣＭに、特性の良い時間領域適応ビット割当処理を組
み合わせることが可能となり、音声信号の時間的変動を
効率良く利用した、高能率音声符号化伝送装置が実現で
きる。また、音声信号を複数の帯域に分割し、フレーム
毎に音声信号の性質の時間的変動に応して各帯域毎に割
り当てる情報量を変化させる音声符号化方式に於いて、
少ない処理量の増大で最適なものを選択できるため、音
声信号の周波数領域における非定常性を効率良く利用す
ることが可能となり、効率の良い音声信号の高能率符号
化伝送装置が構成できる。

従って、本発明によって、より高品質に、全てのパター
ンについて処理するのに比べ極めて簡単な、手数の少な
い処理での音声符号・復号化伝送方式を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は時間領域における割当パターンを使用した音声
符号化伝送方式の原理図、 第２図は周波数領域における割当パターンを使用した音
声符号化伝送方式の原理図、 第３図はエンベデッド符号化に伴う量子化特性例、 第４図は時間領域における割当パターンを使用した音声
符号化伝送方式の一実施例、 第５図は第４図の音声符号化伝送方式のフローチャート
示す図、 第６図は第４図の符号化に対応する復号化を行う音声符
号化方式の一実施例、 第７図は周波数領域及び時間領域での割当パターンを使
用する音声符号化伝送方式の一実施例、第８図は周波数
領域における割当パターンを使用した音声符号化伝送方
式の一実施例、第９図は第８図の音声符号化伝送方式で
使用する割当パターンを示す図、 第１０図は第８図の音声符号化伝送方式のフローチャー
ト示す図、 第１１図は第８図の符号化に対応する復号化を行う音声
符号化方式の一実施例、 第１２図は第８図の音声符号化伝送方式に符号化器とし
て、エンベデッド符号器を用いた場合の一実施例、 第１３図は第１２図中のエンベデッド符号化を使用した
ＡＤＰＣＭ符号化器符号化器内部構図、第１４図は従来
の構成を示す図である。 図中 １１ １１２．２４ １１３〜１１６ １７ １１８．２３ 適応量子化器 選択・多重化部 適応逆量子化器 適応予測器 品質評価部 ■ ・帯域分割フィルタ １〜２ｎｍ・ ・符号器 本発明に お ける需透口 熟 詔 笥号語（量子化コード） ２ｂｉｔ　　　ＢｂＩｔ　　　４ｂ 量子化コード 第 図 第４藺にｂげるフローチ、−ト 第 図 割 当 パ タ ン を 刀ス す 団

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力音声信号の情報量圧縮を行う方式で、その際
   に１フレームを幾つかのサブフレームに分割して、所定
   の伝送ビットレートになるようにそれぞれのサブフレー
   ムに１サンプル当たりの量子化ビット数を割当て符号化
   する音声符号化伝送方式において、 各フレーム毎に抽出した量子化レベル数の異なる符号語
   から局部復号信号を生成し、所定の伝送ビットレートに
   なるような割当パターンに従って前記フレーム内の各サ
   ブフレームの局部復号信号を合成し、１フレームの局部
   復号信号を生成して、特性の最も良い割当パターンに対
   応する符号語を多重化して伝送することを特徴とする音
   声符号化方式。
2. （２）入力音声信号の情報量圧縮を行う方式で、特に適
   応予測と適応量子化を使用したＡＤＰＣＭ（Ａｄｐｔｉ
   ｖｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｕｌｓｅＣｏｄｅＭｏ
   ｄｕｌａｔｉｏｎ）符号化と、入力音声信号の時間的変
   化に応じて時間領域で適応的にビットを割当てる時間領
   域適応ビット割当を組み合わせた音声符号化方式に於い
   て、 Ｍビット量子化レベル数の適応量子化器（１１１）とＮ
   （＜Ｍ）ビット逆量子化レベル数の適応逆量子化器（１
   １３）とＮビットレベル数の逆量子化結果に基づき動作
   する適応予測器（１１７）からなるエンベデッド符号化
   器と、 前記適応量子化器（１１１）からの符号語を復号するＮ
   ＋１〜Ｍビット逆量子化レベル数の適応逆量子化器（１
   １４〜１１６）とを設け、 前記適応逆量子化器の出力と適応予測器との出力により
   それぞれの局部復号信号を抽出し、前記局部復号信号を
   それぞれサブフレームに分割し、伝送ビットレートに適
   応した割当パターンに従ってサブフレームごとの局部復
   号信号を合成し、それぞれの局部復号信号と入力音声信
   号とを比較しその品質を評価し、特性の最も良い割当パ
   ターンを選択し、該選択に従って適応量子化器からの符
   号語をサブフサーム毎に下位ビットを削除し、多重化し
   て伝送する音声符号化伝送方式。
3. （３）符号語を多重化する場合に、選択された割当パタ
   ーンを示す信号をも一緒に多重化して伝送することを特
   徴とする請求項（２）記載の音声符号化伝送方式。
4. （４）入力音声信号の情報量圧縮を行う方式で、特に適
   応予測と適応量子化を使用したＡＤＰＣＭ符号化と、入
   力音声信号の時間的変化に応じて時間領域で適応的にビ
   ット数を割当てる時間領域適応ビット割当を組み合わせ
   た音声符号化により符号化された信号を逆量子化を使用
   して復号する音声復号化方式に於いて、 符号器側から伝送される割当パターンを示す信号に従っ
   て符号語の各サブフレーム毎に入力する逆量子化器を切
   替える切替え部（６０２）を設け、各サブフレームを量
   子化時のレベル数と対応した逆量子化レベル数の逆量子
   化器に入力して再生音声信号を得ることを特徴する音声
   復号化方式。
5. （５）請求項（３）記載の音声符号化伝送方式に基づく
   符号化装置、及び請求項（４）記載の音声復号化方式に
   基づく復号装置とを有する音声符号・復号化伝送装置。
6. （６）入力音声信号の情報量圧縮を行う方式で、特に入
   力音声信号をフレーム毎に複数の周波数帯域に分割し、
   各帯域の時間的変化に応じて割当てるビット数の割当パ
   ターンを変化させる適応ビット割当符号化方式に於いて
   、 前記各帯域毎に、前記割当パターンに存在するビット数
   のそれぞれ量子化レベル数の異なる複数の符号化器（２
   １１〜２ｎｍ）を設け、 前記符号化器からそれぞれ局部復号信号を抽出し、前記
   割当パターンの全ての組み合わせについての１フレーム
   分の局部復号信号を生成し、それぞれの局部復号信号と
   入力音声信号とを比較しその品質を評価し、特性の最も
   良い組み合わせを選択し、該選択された割当パターンに
   従って該当する符号語を多重化して伝送することを特徴
   とする音声符号化伝送方式。
7. （７）符号語を多重化する場合に、選択された割当パタ
   ーンを示す信号をも一緒に多重化して伝送することを特
   徴とする請求項（６）記載の音声符号化伝送方式。
8. （８）入力音声信号の情報量圧縮を行う方式で、特に入
   力音声信号をフレーム毎に複数の周波数帯域に分割し、
   各帯域の時間的変化に応じて割当てるビット数の割当パ
   ターンを変化させる適応ビット割当符号化方式にて符号
   化され伝送されてくる信号を復号化する音声復号化方式
   に於いて、送信されてくる符号語及びビット割当パター
   ンを示す信号を分離し、該ビット割当パターンを示す信
   号に従って前記符号語の周波数領域ごとに該当する逆量
   子化レベル数の逆量子化器で復号し、周波数領域毎の復
   号化信号を合成して再生音声信号を得ることを特徴とす
   る音声復号化方式。
9. （９）請求項（７）記載の音声符号化伝送方式に基づく
   符号化装置、及び請求項（８）記載の音声復号化方式に
   基づく復号装置とを有する音声符号・復号化伝送装置。
10. （１０）周波数帯域対応の複数の符号化器を、Ｍビット
    量子化レベル数の適応量子化器とＮビット逆量子化レベ
    ル数の逆量子化器とＮビットレベル数の逆量子化結果に
    もとづいて動作する適応予測器からなるエンベデッド符
    号化器と、Ｎ＋１〜Ｍビット逆量子化レベル数の下位ビ
    ット削除機能を有する逆量子化器とで構成したことを特
    徴とする請求項（７）記載の音声符号化伝送方式。
11. （１１）入力音声信号の情報量圧縮を行う方式で、入力
    音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各帯域の時間的
    変化に応じて割当てるビット数の割当パターンを変化さ
    せ、更に適応予測と適応量子化を使用したＡＤＰＣＭ符
    号化と、入力音声信号の時間的変化に応じて時間領域で
    適応的にビット数を割当てる時間領域適応ビット割当を
    組み合わせた音声符号化伝送方式に於いて、 各周波数帯域毎に、Ｍビット量子化レベル数の適応量子
    化器とＮ（＜Ｍ）ビット逆量子化レベル数の適応逆量子
    化器とＮビットレベル数の逆量子化結果に基づき動作す
    る適応予測器からなるエンベデッド符号化器と、 前記適応量子化器からの符号語を復号するＮ＋１〜Ｍビ
    ット逆量子化レベル数の適応逆量子化器とを設け、 前記適応逆量子化器の出力と適応予測器との出力により
    それぞれの局部復号信号を抽出し、前記局部復号信号を
    それぞれサブフレームに分割し、伝送ビットレートに適
    応した割当パターンに従って各帯域毎の局部復号信号を
    合成し、更に前記割当パターンに従って１フレーム分の
    局部復号信号を合成し、それぞれの合成局部復号信号と
    入力音声信号とを比較しその品質を評価し、特性の最も
    良い割当パターンを選択し、該選択に従って適応量子化
    器からの符号語をサブフサーム毎に下位ビットを削除し
    、多重化して伝送する音声符号化伝送方式。