JPH0981195A - 音声符号化装置 - Google Patents
音声符号化装置Info
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- JPH0981195A JPH0981195A JP7231401A JP23140195A JPH0981195A JP H0981195 A JPH0981195 A JP H0981195A JP 7231401 A JP7231401 A JP 7231401A JP 23140195 A JP23140195 A JP 23140195A JP H0981195 A JPH0981195 A JP H0981195A
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- pitch
- residual
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Abstract
(57)【要約】
【課題】圧縮率を低下させずに高品質な符号化音声が得
られる音声符号化装置を提供する。 【解決手段】入力され所定の時間単位でサンプリングさ
れた音声信号を、フレーム単位で、線形予測パラメータ
と線形予測残差信号に相当する駆動音源信号とを用いて
符号化する音声符号化装置において、駆動音源信号が、
1フレームの音声信号を分割して得られるサブフレーム
単位で、音声信号のピッチ成分と、そのピッチ成分のゲ
インを示すピッチゲインと、ピッチ成分以外の残差成分
と、そのゲインを示す残差ゲインとを含むパラメータと
して表し、適応コードゲイン補間回路38によって前記
ピッチゲインを現サブフレームにおけるピッチゲインと
先行サブフレームにおけるピッチゲインとによって1サ
ンプルおきに補間する。
られる音声符号化装置を提供する。 【解決手段】入力され所定の時間単位でサンプリングさ
れた音声信号を、フレーム単位で、線形予測パラメータ
と線形予測残差信号に相当する駆動音源信号とを用いて
符号化する音声符号化装置において、駆動音源信号が、
1フレームの音声信号を分割して得られるサブフレーム
単位で、音声信号のピッチ成分と、そのピッチ成分のゲ
インを示すピッチゲインと、ピッチ成分以外の残差成分
と、そのゲインを示す残差ゲインとを含むパラメータと
して表し、適応コードゲイン補間回路38によって前記
ピッチゲインを現サブフレームにおけるピッチゲインと
先行サブフレームにおけるピッチゲインとによって1サ
ンプルおきに補間する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は音声符号化装置に関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】音声信号を能率よく圧縮するために広く
用いられている手段として、音声信号を、スペクトル包
絡を表す線形予測パラメータと、線形予測残差信号に相
当する駆動音源信号(音源パラメータ)とを用いて符号
化する方法がある。このような線形予測の手段を用いた
音声符号化方式は、少ない伝送容量で比較的高品質な合
成音声が得られることから、最近のハードウェア技術の
進歩と相まってさまざまな応用方式がさかんに研究、開
発されている。その中でも良い音質が得られる方式とし
て、過去の音源信号を繰り返して得られる適応コードブ
ックを用いるCELP(Code Excited Linear Predictive C
oding) 方式がよく知られている。CELP方式による音声
符号化方法は例えば、kleijin 等による"Improved spee
ch qualityand efficient vector quantization in SEL
P"(ICASP'88 s4.4,pp.155-158,1988) と題した論文に
開示されている。
用いられている手段として、音声信号を、スペクトル包
絡を表す線形予測パラメータと、線形予測残差信号に相
当する駆動音源信号(音源パラメータ)とを用いて符号
化する方法がある。このような線形予測の手段を用いた
音声符号化方式は、少ない伝送容量で比較的高品質な合
成音声が得られることから、最近のハードウェア技術の
進歩と相まってさまざまな応用方式がさかんに研究、開
発されている。その中でも良い音質が得られる方式とし
て、過去の音源信号を繰り返して得られる適応コードブ
ックを用いるCELP(Code Excited Linear Predictive C
oding) 方式がよく知られている。CELP方式による音声
符号化方法は例えば、kleijin 等による"Improved spee
ch qualityand efficient vector quantization in SEL
P"(ICASP'88 s4.4,pp.155-158,1988) と題した論文に
開示されている。
【0003】図4は、適応コードブックを備えたコード
駆動線形予測符号化装置のブロック図である。同図にお
いて、適応コードブック35は乗算器32を介して加算
器30の第1入力端子に接続され、確率コードブック3
6は乗算器33とスイッチ31とを介して加算器30の
第2入力端子に接続されている。加算器30の出力端子
は合成フィルタ25を介して減算器26の第1入力端子
に接続されるとともに、遅延回路34を介して適応コー
ドブック35に接続されている。
駆動線形予測符号化装置のブロック図である。同図にお
いて、適応コードブック35は乗算器32を介して加算
器30の第1入力端子に接続され、確率コードブック3
6は乗算器33とスイッチ31とを介して加算器30の
第2入力端子に接続されている。加算器30の出力端子
は合成フィルタ25を介して減算器26の第1入力端子
に接続されるとともに、遅延回路34を介して適応コー
ドブック35に接続されている。
【0004】また、入力端子21に接続されたバッファ
メモリ22はLPC分析器23を介して合成フィルタ2
5に接続されるとともに、サブフレーム分割器24を介
して減算器26の第2入力端子に接続されている。減算
器26の出力端子は聴感重み付けフィルタ27を介して
誤差評価器28の入力端子に接続されている。この誤差
評価器28の出力端子は適応コードブック35と、確率
コードブック36と、乗算器32、33に接続されてい
る。
メモリ22はLPC分析器23を介して合成フィルタ2
5に接続されるとともに、サブフレーム分割器24を介
して減算器26の第2入力端子に接続されている。減算
器26の出力端子は聴感重み付けフィルタ27を介して
誤差評価器28の入力端子に接続されている。この誤差
評価器28の出力端子は適応コードブック35と、確率
コードブック36と、乗算器32、33に接続されてい
る。
【0005】さらに、マルチプレクサ29はLPC分析
器23と誤差評価器28とに接続されている。上記した
構成において、入力端子21から例えば8kHz でサンプ
リングされた原音声信号を入力し、予め定められたフレ
ーム間隔(例えば20ms、すなわち160サンプル)の
音声信号をバッファメモリ22に格納する。バッファメ
モリ22は、フレーム単位で原音声信号をLPC分析器
23に送出する。LPC分析器23は、原音声信号に対
して線形予測(LPC)分析を行い、スペクトル特性を
表す線形予測パラメータαを抽出し、合成フィルタ25
およびマルチプレクサ29に送出する。
器23と誤差評価器28とに接続されている。上記した
構成において、入力端子21から例えば8kHz でサンプ
リングされた原音声信号を入力し、予め定められたフレ
ーム間隔(例えば20ms、すなわち160サンプル)の
音声信号をバッファメモリ22に格納する。バッファメ
モリ22は、フレーム単位で原音声信号をLPC分析器
23に送出する。LPC分析器23は、原音声信号に対
して線形予測(LPC)分析を行い、スペクトル特性を
表す線形予測パラメータαを抽出し、合成フィルタ25
およびマルチプレクサ29に送出する。
【0006】一方、サブフレーム分割器24は1フレー
ム分の原音声信号を予め定められたサブフレーム間隔
(例えば5ms、すなわち40サンプル)に分割する。こ
れによって1フレーム分の原音声信号から、第1サブフ
レームから第4サブフレームまでのサブフレーム信号が
作成される。
ム分の原音声信号を予め定められたサブフレーム間隔
(例えば5ms、すなわち40サンプル)に分割する。こ
れによって1フレーム分の原音声信号から、第1サブフ
レームから第4サブフレームまでのサブフレーム信号が
作成される。
【0007】次に、適応コードブック35の遅延Lとゲ
インβがどのようにして決定されるかについて説明す
る。まず、遅延回路34において、先行サブフレームに
おける合成フィルタ25の入力信号すなわち駆動音源信
号にピッチ周期に相当する遅延を与えて適応コードベク
トルを作成する。例えば、想定するピッチ周期を40〜16
7 サンプルとすると、40〜167 サンプル遅れの128 種類
の信号が適応コードベクトルとして作成されて適応コー
ドブック35に格納される。このときスイッチ31は開
いた状態となっているので、適応コードブック35に格
納された各適応コードベクトルは乗算器32で所定のゲ
イン値が乗じられた後、加算器30を通過してそのまま
合成フィルタ25に入力される。ここで、ゲイン値は各
適応コードベクトルに応じて可変される。
インβがどのようにして決定されるかについて説明す
る。まず、遅延回路34において、先行サブフレームに
おける合成フィルタ25の入力信号すなわち駆動音源信
号にピッチ周期に相当する遅延を与えて適応コードベク
トルを作成する。例えば、想定するピッチ周期を40〜16
7 サンプルとすると、40〜167 サンプル遅れの128 種類
の信号が適応コードベクトルとして作成されて適応コー
ドブック35に格納される。このときスイッチ31は開
いた状態となっているので、適応コードブック35に格
納された各適応コードベクトルは乗算器32で所定のゲ
イン値が乗じられた後、加算器30を通過してそのまま
合成フィルタ25に入力される。ここで、ゲイン値は各
適応コードベクトルに応じて可変される。
【0008】合成フィルタ25は線形予測パラメータα
を用いて合成処理を行い、得られた合成ベクトルを減算
器26に送出する。減算器26は原音声ベクトルと合成
ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感
重み付けフィルタ27に送出する。聴感重み付けフィル
タ27は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重み
付け処理を行い、誤差評価器28に送出する。誤差評価
器28は誤差ベクトルの2乗平均を計算し、その2乗平
均値が最小となる最適な適応コードベクトルを適応コー
ドブック35の中から検索して、その遅れLとゲインβ
をマルチプレクサ29に送出する。このようにして、適
応コードブック35の遅延Lとゲインβが決定される。
を用いて合成処理を行い、得られた合成ベクトルを減算
器26に送出する。減算器26は原音声ベクトルと合成
ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感
重み付けフィルタ27に送出する。聴感重み付けフィル
タ27は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重み
付け処理を行い、誤差評価器28に送出する。誤差評価
器28は誤差ベクトルの2乗平均を計算し、その2乗平
均値が最小となる最適な適応コードベクトルを適応コー
ドブック35の中から検索して、その遅れLとゲインβ
をマルチプレクサ29に送出する。このようにして、適
応コードブック35の遅延Lとゲインβが決定される。
【0009】次に、確率コードブック36のインデック
スiとゲインγがどのようにして決定されるかについて
説明する。確率コードブック36にはサブフレーム長に
対応する次元数(すなわち40次元)の確率的信号ベクト
ル(確率コードベクトル)が例えば512 種類、予め格納
されており、各々にインデックスが付与されている。こ
のときスイッチ31は閉じた状態となっている。
スiとゲインγがどのようにして決定されるかについて
説明する。確率コードブック36にはサブフレーム長に
対応する次元数(すなわち40次元)の確率的信号ベクト
ル(確率コードベクトル)が例えば512 種類、予め格納
されており、各々にインデックスが付与されている。こ
のときスイッチ31は閉じた状態となっている。
【0010】まず、前記処理によって決定された最適な
適応コードベクトルは乗算器32で最適ゲインβが乗じ
られた後、加算器30に送出される。次に、確率コード
ブック36に格納された各確率コードベクトルが乗算器
33で所定のゲイン値が乗ぜられた後、加算器30に入
力される。ここで、ゲイン値は各確率コードベクトルに
応じて可変される。加算器30は前記最適ゲインβが乗
じられた最適な適応コードベクトルと各確率コードベク
トルの加算を行い、その加算結果を合成フィルタ25に
入力する。
適応コードベクトルは乗算器32で最適ゲインβが乗じ
られた後、加算器30に送出される。次に、確率コード
ブック36に格納された各確率コードベクトルが乗算器
33で所定のゲイン値が乗ぜられた後、加算器30に入
力される。ここで、ゲイン値は各確率コードベクトルに
応じて可変される。加算器30は前記最適ゲインβが乗
じられた最適な適応コードベクトルと各確率コードベク
トルの加算を行い、その加算結果を合成フィルタ25に
入力する。
【0011】この後の処理は前記の適応コードブックパ
ラメータの決定処理と同様に行われる。すなわち合成フ
ィルタ25は線形予測パラメータαを用いて合成処理を
行い、合成ベクトルを減算器26に送出する。減算器2
6は原音声ベクトルと合成ベクトルとの減算を行い、得
られた誤差ベクトルを聴感重み付けフィルタ27に送出
する。聴感重み付けフィルタ27は誤差ベクトルに対し
て聴感特性を考慮した重み付け処理を行い、誤差評価器
28に送出する。誤差評価器28は誤差ベクトルの2乗
平均を計算し、その2乗平均値が最小となる最適な確率
コードベクトルを確率コードブック36の中から検索し
て、そのインデックスiとゲインγをマルチプレクサ2
9に送出する。このようにして、確率コードブック36
のインデックスiとゲインγが決定される。
ラメータの決定処理と同様に行われる。すなわち合成フ
ィルタ25は線形予測パラメータαを用いて合成処理を
行い、合成ベクトルを減算器26に送出する。減算器2
6は原音声ベクトルと合成ベクトルとの減算を行い、得
られた誤差ベクトルを聴感重み付けフィルタ27に送出
する。聴感重み付けフィルタ27は誤差ベクトルに対し
て聴感特性を考慮した重み付け処理を行い、誤差評価器
28に送出する。誤差評価器28は誤差ベクトルの2乗
平均を計算し、その2乗平均値が最小となる最適な確率
コードベクトルを確率コードブック36の中から検索し
て、そのインデックスiとゲインγをマルチプレクサ2
9に送出する。このようにして、確率コードブック36
のインデックスiとゲインγが決定される。
【0012】マルチプレクサ29は、量子化された線形
予測パラメータαと、適応コードブック35の遅れL、
ゲインβと、確率コードブック36のインデックスi、
ゲインγの各々をマルチプレクスして伝送する。
予測パラメータαと、適応コードブック35の遅れL、
ゲインβと、確率コードブック36のインデックスi、
ゲインγの各々をマルチプレクスして伝送する。
【0013】続いて、上述の音声符号化装置に対応する
音声復号化動作を図面を参照して詳細に説明する。図5
は、図4のコード駆動線形予測符号化装置に対応する復
号化装置のブロック図である。同図において、適応コー
ドブック51は乗算器53を介して加算器55の第1入
力端子に接続され、確率コードブック52は乗算器54
とスイッチ58とを介して加算器55の第2入力端子に
接続されている。加算器55の出力端子は合成フィルタ
56に接続されるとともに、遅延回路57を介して適応
コードブック51に接続されている。
音声復号化動作を図面を参照して詳細に説明する。図5
は、図4のコード駆動線形予測符号化装置に対応する復
号化装置のブロック図である。同図において、適応コー
ドブック51は乗算器53を介して加算器55の第1入
力端子に接続され、確率コードブック52は乗算器54
とスイッチ58とを介して加算器55の第2入力端子に
接続されている。加算器55の出力端子は合成フィルタ
56に接続されるとともに、遅延回路57を介して適応
コードブック51に接続されている。
【0014】さらに、デマルチプレクサ50は適応コー
ドブック51と確率コードブック52と、乗算器53、
54と、合成フィルタ56とに接続されている。上記し
た構成において、デマルチプレクサ50は受信した信号
を線形予測パラメータαと、適応コードブック51の遅
れL及びゲインβと、確率コードブック52のインデッ
クスi及びゲインγとに分解して、分解された線形予測
パラメータαを合成フィルタ56に、遅れLとゲインβ
を各々適応コードブック51と乗算器53に、インデッ
クスiとゲインγを各々確率コードブック52と乗算器
54に出力する。
ドブック51と確率コードブック52と、乗算器53、
54と、合成フィルタ56とに接続されている。上記し
た構成において、デマルチプレクサ50は受信した信号
を線形予測パラメータαと、適応コードブック51の遅
れL及びゲインβと、確率コードブック52のインデッ
クスi及びゲインγとに分解して、分解された線形予測
パラメータαを合成フィルタ56に、遅れLとゲインβ
を各々適応コードブック51と乗算器53に、インデッ
クスiとゲインγを各々確率コードブック52と乗算器
54に出力する。
【0015】次に、デマルチプレクサ50から出力され
た適応コードブック51の遅れLに基づいて適応コード
ブック51の適応コードベクトルを選択する。ここで適
応コードブック51は符号化装置における適応コードブ
ック35の内容と同じ内容を有する。すなわち、適応コ
ードブック51には遅延回路57を介して過去の駆動音
源信号が入力される。乗算器53は受信したゲインβに
より、入力された適応コードベクトルを増幅して加算器
55に送出する。確率コードブック52はデマルチプレ
クサ50から出力されたインデックスiに基づいて確率
コードベクトルを選択する。ここで確率コードブック5
2は符号化装置における確率コードブック36の内容と
同じ内容を有する。乗算器54は受信したゲインγによ
り、入力されたコードベクトルを増幅して加算器55に
送出する。加算器55は増幅された確率コードベクトル
と増幅された適応コードベクトルとを加算して合成フィ
ルタおよび遅延回路に送出する。合成フィルタ56は受
信した線形予測パラメータαを係数として合成処理を行
い、合成音声信号を出力する。
た適応コードブック51の遅れLに基づいて適応コード
ブック51の適応コードベクトルを選択する。ここで適
応コードブック51は符号化装置における適応コードブ
ック35の内容と同じ内容を有する。すなわち、適応コ
ードブック51には遅延回路57を介して過去の駆動音
源信号が入力される。乗算器53は受信したゲインβに
より、入力された適応コードベクトルを増幅して加算器
55に送出する。確率コードブック52はデマルチプレ
クサ50から出力されたインデックスiに基づいて確率
コードベクトルを選択する。ここで確率コードブック5
2は符号化装置における確率コードブック36の内容と
同じ内容を有する。乗算器54は受信したゲインγによ
り、入力されたコードベクトルを増幅して加算器55に
送出する。加算器55は増幅された確率コードベクトル
と増幅された適応コードベクトルとを加算して合成フィ
ルタおよび遅延回路に送出する。合成フィルタ56は受
信した線形予測パラメータαを係数として合成処理を行
い、合成音声信号を出力する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述したような音声符
号化装置においては、原音声信号は予め定められたサブ
フレーム間隔(例えば5ms 、すなわち40サンプル)
に分割されて、サブフレーム間隔で符号化パラメータが
更新されていく。これは、5ms 程度の音声信号は定常
であるという仮定に基づいているからである。一般に音
声信号は滑らかに変化するものであるため、符号化パラ
メータの更新周期が短いほど高品質な符号化音声が得ら
れる。しかしながら、符号化パラメータの更新周期を短
くすることによりビットレートが増えていくため、圧縮
率が低下してしまうという問題があった。
号化装置においては、原音声信号は予め定められたサブ
フレーム間隔(例えば5ms 、すなわち40サンプル)
に分割されて、サブフレーム間隔で符号化パラメータが
更新されていく。これは、5ms 程度の音声信号は定常
であるという仮定に基づいているからである。一般に音
声信号は滑らかに変化するものであるため、符号化パラ
メータの更新周期が短いほど高品質な符号化音声が得ら
れる。しかしながら、符号化パラメータの更新周期を短
くすることによりビットレートが増えていくため、圧縮
率が低下してしまうという問題があった。
【0017】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、圧縮率を低下
させずに高品質な符号化音声が得られる音声符号化装置
を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、圧縮率を低下
させずに高品質な符号化音声が得られる音声符号化装置
を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明に係る音声符号化装置は、入力され所
定の時間単位でサンプリングされた音声信号を、所定の
フレーム単位で、線形予測パラメータと線形予測残差信
号に相当する駆動音源信号とを用いて符号化するもので
あり、さらに、駆動音源信号が、所定のフレームを分割
して得られる所定のサブフレーム単位で、音声信号のピ
ッチ成分と、そのピッチ成分のゲインを示すピッチゲイ
ンと、ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲインを示す
残差ゲインとを含むパラメータとして表される音声符号
化装置において、前記ピッチゲインを現サブフレームに
おけるピッチゲインと先行サブフレームにおけるピッチ
ゲインとによって所定のサンプルおきに補間するピッチ
ゲイン補間手段を設ける。
めに、第1の発明に係る音声符号化装置は、入力され所
定の時間単位でサンプリングされた音声信号を、所定の
フレーム単位で、線形予測パラメータと線形予測残差信
号に相当する駆動音源信号とを用いて符号化するもので
あり、さらに、駆動音源信号が、所定のフレームを分割
して得られる所定のサブフレーム単位で、音声信号のピ
ッチ成分と、そのピッチ成分のゲインを示すピッチゲイ
ンと、ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲインを示す
残差ゲインとを含むパラメータとして表される音声符号
化装置において、前記ピッチゲインを現サブフレームに
おけるピッチゲインと先行サブフレームにおけるピッチ
ゲインとによって所定のサンプルおきに補間するピッチ
ゲイン補間手段を設ける。
【0019】又、第2の発明に係る音声符号化装置は、
入力され所定の時間単位でサンプリングされた音声信号
を、所定のフレーム単位で、線形予測パラメータと線形
予測残差信号に相当する駆動音源信号とを用いて符号化
するものであり、さらに、駆動音源信号が、所定のフレ
ームを分割して得られる所定のサブフレーム単位で、音
声信号のピッチ成分と、そのピッチ成分のゲインを示す
ピッチゲインと、ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲ
インを示す残差ゲインとを含むパラメータとして表され
る音声符号化装置において、前記残差ゲインを現サブフ
レームにおけるピッチゲインと先行サブフレームにおけ
る残差ゲインとによって所定のサンプルおきに補間する
残差ゲイン補間手段を設ける。
入力され所定の時間単位でサンプリングされた音声信号
を、所定のフレーム単位で、線形予測パラメータと線形
予測残差信号に相当する駆動音源信号とを用いて符号化
するものであり、さらに、駆動音源信号が、所定のフレ
ームを分割して得られる所定のサブフレーム単位で、音
声信号のピッチ成分と、そのピッチ成分のゲインを示す
ピッチゲインと、ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲ
インを示す残差ゲインとを含むパラメータとして表され
る音声符号化装置において、前記残差ゲインを現サブフ
レームにおけるピッチゲインと先行サブフレームにおけ
る残差ゲインとによって所定のサンプルおきに補間する
残差ゲイン補間手段を設ける。
【0020】又、第3の発明に係る音声符号化装置は、
第1又は第2の発明に係る音声符号化装置において、補
間が1サンプルおきに行われる。すなわち、第1の発明
に係る音声符号化装置は、入力され所定の時間単位でサ
ンプリングされた音声信号を、所定のフレーム単位で、
線形予測パラメータと線形予測残差信号に相当する駆動
音源信号とを用いて符号化するにあたって、駆動音源信
号を、所定のフレームを分割して得られる所定のサブフ
レーム単位で、音声信号のピッチ成分と、そのピッチ成
分のゲインを示すピッチゲインと、ピッチ成分以外の残
差成分と、そのゲインを示す残差ゲインとを含むパラメ
ータとして表し、前記ピッチゲインを現サブフレームに
おけるピッチゲインと先行サブフレームにおけるピッチ
ゲインとによって所定のサンプルおきに補間するように
する。
第1又は第2の発明に係る音声符号化装置において、補
間が1サンプルおきに行われる。すなわち、第1の発明
に係る音声符号化装置は、入力され所定の時間単位でサ
ンプリングされた音声信号を、所定のフレーム単位で、
線形予測パラメータと線形予測残差信号に相当する駆動
音源信号とを用いて符号化するにあたって、駆動音源信
号を、所定のフレームを分割して得られる所定のサブフ
レーム単位で、音声信号のピッチ成分と、そのピッチ成
分のゲインを示すピッチゲインと、ピッチ成分以外の残
差成分と、そのゲインを示す残差ゲインとを含むパラメ
ータとして表し、前記ピッチゲインを現サブフレームに
おけるピッチゲインと先行サブフレームにおけるピッチ
ゲインとによって所定のサンプルおきに補間するように
する。
【0021】又、第2の発明に係る音声符号化装置は、
入力され所定の時間単位でサンプリングされた音声信号
を、所定のフレーム単位で、線形予測パラメータと線形
予測残差信号に相当する駆動音源信号とを用いて符号化
するにあたって、駆動音源信号を、所定のフレームを分
割して得られる所定のサブフレーム単位で、音声信号の
ピッチ成分と、そのピッチ成分のゲインを示すピッチゲ
インと、ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲインを示
す残差ゲインとを含むパラメータとして表し、前記残差
ゲインを現サブフレームにおけるピッチゲインと先行サ
ブフレームにおける残差ゲインとによって所定のサンプ
ルおきに補間するようにする。又、第3の発明に係る音
声符号化装置は、第1又は第2の発明に係る音声符号化
装置において、1サンプルおきに補間を行うようにす
る。
入力され所定の時間単位でサンプリングされた音声信号
を、所定のフレーム単位で、線形予測パラメータと線形
予測残差信号に相当する駆動音源信号とを用いて符号化
するにあたって、駆動音源信号を、所定のフレームを分
割して得られる所定のサブフレーム単位で、音声信号の
ピッチ成分と、そのピッチ成分のゲインを示すピッチゲ
インと、ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲインを示
す残差ゲインとを含むパラメータとして表し、前記残差
ゲインを現サブフレームにおけるピッチゲインと先行サ
ブフレームにおける残差ゲインとによって所定のサンプ
ルおきに補間するようにする。又、第3の発明に係る音
声符号化装置は、第1又は第2の発明に係る音声符号化
装置において、1サンプルおきに補間を行うようにす
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図1は本発明が適用される
音声符号化装置の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、適応コードブック35は乗算器32を介して加
算器30の第1入力端子に接続され、確率コードブック
36は乗算器33とスイッチ31とを介して加算器30
の第2入力端子に接続されている。加算器30の出力端
子は合成フィルタ25を介して減算器26の第1入力端
子に接続されるとともに、遅延回路34を介して適応コ
ードブック35に接続されている。
実施形態を詳細に説明する。図1は本発明が適用される
音声符号化装置の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、適応コードブック35は乗算器32を介して加
算器30の第1入力端子に接続され、確率コードブック
36は乗算器33とスイッチ31とを介して加算器30
の第2入力端子に接続されている。加算器30の出力端
子は合成フィルタ25を介して減算器26の第1入力端
子に接続されるとともに、遅延回路34を介して適応コ
ードブック35に接続されている。
【0023】入力端子21に接続されたバッファメモリ
22は、LPC分析器23を介して合成フィルタ25に
接続されるとともに、サブフレーム分割器24を介して
減算器26の第2入力端子に接続されている。減算器2
6の出力端子は聴感重み付けフィルタ27を介して誤差
評価器28の入力端子に接続されている。この誤差評価
器28の出力端子は適応コードブック35と、確率コー
ドブック36とに接続されるとともに、適応コードゲイ
ン補間回路38を介して乗算器32に、確率コードゲイ
ン補間回路37を介して乗算器33に接続されている。
さらに、マルチプレクサ29はLPC分析器23と誤差
評価器28とに接続されている。
22は、LPC分析器23を介して合成フィルタ25に
接続されるとともに、サブフレーム分割器24を介して
減算器26の第2入力端子に接続されている。減算器2
6の出力端子は聴感重み付けフィルタ27を介して誤差
評価器28の入力端子に接続されている。この誤差評価
器28の出力端子は適応コードブック35と、確率コー
ドブック36とに接続されるとともに、適応コードゲイ
ン補間回路38を介して乗算器32に、確率コードゲイ
ン補間回路37を介して乗算器33に接続されている。
さらに、マルチプレクサ29はLPC分析器23と誤差
評価器28とに接続されている。
【0024】上記した構成において、入力端子21から
所定の時間単位、例えば8kHz でサンプリングされた原
音声信号を入力し、所定のフレーム間隔(例えば20m
s、すなわち160サンプル)の音声信号をバッファメ
モリ22に格納する。バッファメモリ22はフレーム単
位で入力信号をLPC分析器23とサブフレーム分割器
24に送出する。LPC分析器24は入力信号に対して
線形予測(LPC)分析を行い、スペクトル特性を表す
線形予測パラメータαを抽出し、合成フィルタ25およ
びマルチプレクサ29に送出する。サブフレーム分割器
24は、1フレーム分の原音声信号を所定のサブフレー
ム間隔(例えば5ms 、すなわち40サンプル)に分割
する。これによって1フレーム分の原音声信号から、第
1サブフレームから第4サブフレームまでのサブフレー
ム信号が作成される。
所定の時間単位、例えば8kHz でサンプリングされた原
音声信号を入力し、所定のフレーム間隔(例えば20m
s、すなわち160サンプル)の音声信号をバッファメ
モリ22に格納する。バッファメモリ22はフレーム単
位で入力信号をLPC分析器23とサブフレーム分割器
24に送出する。LPC分析器24は入力信号に対して
線形予測(LPC)分析を行い、スペクトル特性を表す
線形予測パラメータαを抽出し、合成フィルタ25およ
びマルチプレクサ29に送出する。サブフレーム分割器
24は、1フレーム分の原音声信号を所定のサブフレー
ム間隔(例えば5ms 、すなわち40サンプル)に分割
する。これによって1フレーム分の原音声信号から、第
1サブフレームから第4サブフレームまでのサブフレー
ム信号が作成される。
【0025】次に適応コードブック35の遅延Lとゲイ
ンβがどのようにして決定されるかについて説明する。
まず、遅延回路34で、先行サブフレームにおける合成
フィルタ25の入力信号すなわち駆動音源信号にピッチ
周期に相当する遅延を与えて音声信号のピッチ成分に対
応する適応コードベクトルを作成する。例えば、想定す
るピッチ周期を40〜167サンプルとすると、40〜
167サンプル遅れの128種類の信号が適応コードベ
クトルとして作成され、適応コードブック35に格納さ
れる。このときスイッチ31は開いた状態となってい
る。
ンβがどのようにして決定されるかについて説明する。
まず、遅延回路34で、先行サブフレームにおける合成
フィルタ25の入力信号すなわち駆動音源信号にピッチ
周期に相当する遅延を与えて音声信号のピッチ成分に対
応する適応コードベクトルを作成する。例えば、想定す
るピッチ周期を40〜167サンプルとすると、40〜
167サンプル遅れの128種類の信号が適応コードベ
クトルとして作成され、適応コードブック35に格納さ
れる。このときスイッチ31は開いた状態となってい
る。
【0026】本実施形態においても従来例と同様に、乗
算器32において、適応コードベクトルにゲイン値を可
変させつつそのピッチゲインが乗じられて最適なパラメ
ータが選択される。従来例と異なる点は、ピッチゲイン
補間手段としての適応コードゲイン補間回路38を具備
しており、現サブフレームにおける各々のピッチゲイン
と先行サブフレームにおけるピッチゲインとによって所
定のサンプル、例えば1サンプルおきに補間ゲインを求
め、この補間ゲインによって補間されたピッチゲインを
適応コードベクトルに乗じるようにする。図3は上記し
た補間のようすを概念的に示している。
算器32において、適応コードベクトルにゲイン値を可
変させつつそのピッチゲインが乗じられて最適なパラメ
ータが選択される。従来例と異なる点は、ピッチゲイン
補間手段としての適応コードゲイン補間回路38を具備
しており、現サブフレームにおける各々のピッチゲイン
と先行サブフレームにおけるピッチゲインとによって所
定のサンプル、例えば1サンプルおきに補間ゲインを求
め、この補間ゲインによって補間されたピッチゲインを
適応コードベクトルに乗じるようにする。図3は上記し
た補間のようすを概念的に示している。
【0027】そして、合成フィルタ25は線形予測パラ
メータを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減算器
26に送出する。減算器26は原音声ベクトルと合成ベ
クトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感重
み付けフィルタ27に送出する。聴感重み付けフィルタ
27は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重み付
け処理を行い、誤差評価器28に送出する。誤差評価器
28は誤差ベクトルの2乗平均を計算し、その2乗平均
値が最小となる最適な適応コードベクトルを適応コード
ブック35の中から検索して、その遅れLとゲインβを
マルチプレクサ29に送出する。このようにして、適応
コードブック35の遅延Lとゲインβが決定される。
メータを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減算器
26に送出する。減算器26は原音声ベクトルと合成ベ
クトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感重
み付けフィルタ27に送出する。聴感重み付けフィルタ
27は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重み付
け処理を行い、誤差評価器28に送出する。誤差評価器
28は誤差ベクトルの2乗平均を計算し、その2乗平均
値が最小となる最適な適応コードベクトルを適応コード
ブック35の中から検索して、その遅れLとゲインβを
マルチプレクサ29に送出する。このようにして、適応
コードブック35の遅延Lとゲインβが決定される。
【0028】次に確率コードブック36のインデックス
iとゲインγがどのようにして求められるかについて説
明する。確率コードブック36には、サブフレーム長に
対応する次元数(すなわち40次元)を有し、ピッチ成
分以外の残差成分に対応する確率コードベクトルが例え
ば512種類、予め格納されており、各々にインデック
スが付与されている。このとき、スイッチ31は閉じた
状態となっている。
iとゲインγがどのようにして求められるかについて説
明する。確率コードブック36には、サブフレーム長に
対応する次元数(すなわち40次元)を有し、ピッチ成
分以外の残差成分に対応する確率コードベクトルが例え
ば512種類、予め格納されており、各々にインデック
スが付与されている。このとき、スイッチ31は閉じた
状態となっている。
【0029】まず、前記処理によって決定された最適な
適応コードベクトルに適応コードゲイン補間回路38か
らの補間値によって補間された最適ゲインβが乗じられ
た後、加算器30に送出される。
適応コードベクトルに適応コードゲイン補間回路38か
らの補間値によって補間された最適ゲインβが乗じられ
た後、加算器30に送出される。
【0030】本実施形態においても従来例と同様に、乗
算器33において、確率コードベクトルにゲイン値を可
変させつつその残差ゲインが乗じられて最適なパラメー
タが選択される。従来例と異なる点は、残差ゲイン補間
手段としての確率コードゲイン補間回路37を具備して
おり、現サブフレームにおける各々の残差ゲインと先行
サブフレームにおける残差ゲインとによって所定のサン
プル、例えば1サンプルおきに補間ゲインを求め、この
補間ゲインによって補間された残差ゲインが適応コード
ベクトルに乗じられた後、加算器30に入力される。
算器33において、確率コードベクトルにゲイン値を可
変させつつその残差ゲインが乗じられて最適なパラメー
タが選択される。従来例と異なる点は、残差ゲイン補間
手段としての確率コードゲイン補間回路37を具備して
おり、現サブフレームにおける各々の残差ゲインと先行
サブフレームにおける残差ゲインとによって所定のサン
プル、例えば1サンプルおきに補間ゲインを求め、この
補間ゲインによって補間された残差ゲインが適応コード
ベクトルに乗じられた後、加算器30に入力される。
【0031】加算器30は前記最適ゲインβの補間値を
乗じた最適な適応コードベクトルと各確率コードベクト
ルの加算を行い合成フィルタ25に入力する。このあと
の処理は前記の適応コードブックパラメータの決定処理
と同様に行われる。
乗じた最適な適応コードベクトルと各確率コードベクト
ルの加算を行い合成フィルタ25に入力する。このあと
の処理は前記の適応コードブックパラメータの決定処理
と同様に行われる。
【0032】すなわち、合成フィルタ25は線形予測パ
ラメータαを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減
算器26に送出する。減算器26は原音声ベクトルと合
成ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴
感重み付けフィルタ27に送出する。聴感重み付けフィ
ルタ27は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重
み付け処理を行い、誤差評価器28に送出する。誤差評
価器28は誤差ベクトルの2乗平均を計算し、その2乗
平均値が最小となる最適な確率コードベクトルを確率コ
ードブック36の中から検索して、そのインデックスi
とゲインγをマルチプレクサに送出する。このようにし
て、確率コードブックのインデックスiとゲインγが決
定される。
ラメータαを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減
算器26に送出する。減算器26は原音声ベクトルと合
成ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴
感重み付けフィルタ27に送出する。聴感重み付けフィ
ルタ27は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重
み付け処理を行い、誤差評価器28に送出する。誤差評
価器28は誤差ベクトルの2乗平均を計算し、その2乗
平均値が最小となる最適な確率コードベクトルを確率コ
ードブック36の中から検索して、そのインデックスi
とゲインγをマルチプレクサに送出する。このようにし
て、確率コードブックのインデックスiとゲインγが決
定される。
【0033】マルチプレクサ29は、量子化された線形
予測パラメータαと、適応コードブック35の遅れL及
びゲインβと、確率コードブック36のインデックスi
及びゲインγの各々をマルチプレクスして伝送する。
予測パラメータαと、適応コードブック35の遅れL及
びゲインβと、確率コードブック36のインデックスi
及びゲインγの各々をマルチプレクスして伝送する。
【0034】続いて、上記した音声符号化装置に対応す
る音声復号化装置の復号化動作を図面を参照して詳細に
説明する。図2は、図1の音声符号化装置に対応する音
声復号化装置のブロック図である。
る音声復号化装置の復号化動作を図面を参照して詳細に
説明する。図2は、図1の音声符号化装置に対応する音
声復号化装置のブロック図である。
【0035】同図において、適応コードブック51は、
乗算器53を介して加算器55の第1の入力端子に接続
され、確率コードブック52は、乗算器54とスイッチ
58とを介して加算器55の第2の入力端子に接続され
ている。加算器55の出力端子は合成フィルタ56を介
して出力端子61に接続されるとともに、遅延回路57
を介して適応コードブック51に接続されている。
乗算器53を介して加算器55の第1の入力端子に接続
され、確率コードブック52は、乗算器54とスイッチ
58とを介して加算器55の第2の入力端子に接続され
ている。加算器55の出力端子は合成フィルタ56を介
して出力端子61に接続されるとともに、遅延回路57
を介して適応コードブック51に接続されている。
【0036】さらに、デマルチプレクサ50は、適応コ
ードブック51と、確率コードブック52と、合成フィ
ルタ56に接続されるとともに、適応コードゲイン補間
回路59を介して乗算器53に、確率コードゲイン補間
回路60を介して乗算器54に接続されている。
ードブック51と、確率コードブック52と、合成フィ
ルタ56に接続されるとともに、適応コードゲイン補間
回路59を介して乗算器53に、確率コードゲイン補間
回路60を介して乗算器54に接続されている。
【0037】上記した構成において、デマルチプレクサ
50は、受信した信号を線形予測パラメータαと、適応
コードブック51の遅れL及びゲインβと、確率コード
ブック52のインデックスi及びゲインγとに分解し
て、分解された線形予測パラメータαを合成フィルタ5
6に、遅れLとゲインβを各々適応コードブック51と
適応コードゲイン補間回路59に、インデックスiとゲ
インγを各々確率コードブック52と確率コードゲイン
補間回路60に出力する。
50は、受信した信号を線形予測パラメータαと、適応
コードブック51の遅れL及びゲインβと、確率コード
ブック52のインデックスi及びゲインγとに分解し
て、分解された線形予測パラメータαを合成フィルタ5
6に、遅れLとゲインβを各々適応コードブック51と
適応コードゲイン補間回路59に、インデックスiとゲ
インγを各々確率コードブック52と確率コードゲイン
補間回路60に出力する。
【0038】次に、デマルチプレクサ50から出力され
た適応コードブック51の遅れLに基づいて適応コード
ブック51の適応コードベクトルを選択する。ここで適
応コードブック51は符号化装置における適応コードブ
ック35の内容と同じ内容を有する。適応コードブック
51には、遅延回路57を介して過去の駆動音源信号が
入力される。適応コードゲイン補間回路59は、現サブ
フレームにおける各々のピッチゲインβと先行サブフレ
ームにおけるピッチゲインとによって上記したように補
間ゲインを算出する。乗算器53は補間されたピッチゲ
インβにより、入力された適応コードベクトルを増幅
し、加算器55に送出する。
た適応コードブック51の遅れLに基づいて適応コード
ブック51の適応コードベクトルを選択する。ここで適
応コードブック51は符号化装置における適応コードブ
ック35の内容と同じ内容を有する。適応コードブック
51には、遅延回路57を介して過去の駆動音源信号が
入力される。適応コードゲイン補間回路59は、現サブ
フレームにおける各々のピッチゲインβと先行サブフレ
ームにおけるピッチゲインとによって上記したように補
間ゲインを算出する。乗算器53は補間されたピッチゲ
インβにより、入力された適応コードベクトルを増幅
し、加算器55に送出する。
【0039】次に、デマルチプレクサ50から出力され
た確率コードブック52のインデックスiに基づいて確
率コードブック52の確率コードベクトルを選択する。
ここで確率コードブック52は符号化装置における確率
コードブック36の内容と同じ内容を有する。確率コー
ドゲイン補間回路60は、現サブフレームにおける各々
の残差ゲインγと先行サブフレームにおける残差ゲイン
とによって上記したように補間ゲインを算出する。乗算
器54は補間された残差ゲインγにより入力されたコー
ドベクトルを増幅して加算器55に送出する。加算器5
5は増幅された確率コードベクトルと増幅された適応コ
ードベクトルとを加算して合成フィルタ56および遅延
回路57に送出する。合成フィルタ56は受信した線形
予測パラメータαを係数として合成処理を行い、合成音
声信号を出力端子61に出力する。
た確率コードブック52のインデックスiに基づいて確
率コードブック52の確率コードベクトルを選択する。
ここで確率コードブック52は符号化装置における確率
コードブック36の内容と同じ内容を有する。確率コー
ドゲイン補間回路60は、現サブフレームにおける各々
の残差ゲインγと先行サブフレームにおける残差ゲイン
とによって上記したように補間ゲインを算出する。乗算
器54は補間された残差ゲインγにより入力されたコー
ドベクトルを増幅して加算器55に送出する。加算器5
5は増幅された確率コードベクトルと増幅された適応コ
ードベクトルとを加算して合成フィルタ56および遅延
回路57に送出する。合成フィルタ56は受信した線形
予測パラメータαを係数として合成処理を行い、合成音
声信号を出力端子61に出力する。
【0040】上記した実施形態によれば、1サンプルお
きにピッチゲインあるいは残差ゲインを補間するゲイン
補間手段を設けたので、ゲインに関する符号化パラメー
タの更新周期が短くなって音声信号の滑らかな変化に対
応できるようになる。これによって、圧縮率を低下させ
ずに高品質な符号化音声が得られる。
きにピッチゲインあるいは残差ゲインを補間するゲイン
補間手段を設けたので、ゲインに関する符号化パラメー
タの更新周期が短くなって音声信号の滑らかな変化に対
応できるようになる。これによって、圧縮率を低下させ
ずに高品質な符号化音声が得られる。
【0041】
【発明の効果】請求項1及び請求項2に記載の発明によ
れば、圧縮率を低下させずに高品質な符号化音声が得ら
れるようになる。
れば、圧縮率を低下させずに高品質な符号化音声が得ら
れるようになる。
【図1】本発明が適用される音声符号化装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図2】音声復号化装置の構成を示す図である。
【図3】ゲイン補間のようすを概念的に示す図である。
【図4】従来の音声符号化装置の構成を示す図である。
【図5】従来の音声復号化装置の構成を示す図である。
21…入力端子、22…バッファメモリ、23…LPC
分析器、24…サブフレーム分割器、25…合成フィル
タ、26…減算器、27…聴感重み付けフィルタ、28
…誤差評価器、29…マルチプレクサ、30…加算器、
31…スイッチ、32、33…乗算器、34…遅延回
路、35…適応コードブック、36…確率コードブッ
ク、37…確率コードゲイン補間回路、38…適応コー
ドゲイン補間回路、50…デマルチプレクサ、51…適
応コードブック、52…確率コードブック、53、54
…乗算器、55…加算器、56…合成フィルタ、57…
遅延回路、58…スイッチ、59…適応コードゲイン補
間回路、60…確率コードゲイン補間回路、61…出力
端子。
分析器、24…サブフレーム分割器、25…合成フィル
タ、26…減算器、27…聴感重み付けフィルタ、28
…誤差評価器、29…マルチプレクサ、30…加算器、
31…スイッチ、32、33…乗算器、34…遅延回
路、35…適応コードブック、36…確率コードブッ
ク、37…確率コードゲイン補間回路、38…適応コー
ドゲイン補間回路、50…デマルチプレクサ、51…適
応コードブック、52…確率コードブック、53、54
…乗算器、55…加算器、56…合成フィルタ、57…
遅延回路、58…スイッチ、59…適応コードゲイン補
間回路、60…確率コードゲイン補間回路、61…出力
端子。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力され所定の時間単位でサンプリング
された音声信号を、所定のフレーム単位で、線形予測パ
ラメータと線形予測残差信号に相当する駆動音源信号と
を用いて符号化するものであり、 さらに、駆動音源信号が、所定のフレームを分割して得
られる所定のサブフレーム単位で、音声信号のピッチ成
分と、そのピッチ成分のゲインを示すピッチゲインと、
ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲインを示す残差ゲ
インとを含むパラメータとして表される音声符号化装置
において、 前記ピッチゲインを現サブフレームにおけるピッチゲイ
ンと先行サブフレームにおけるピッチゲインとによって
所定のサンプルおきに補間するピッチゲイン補間手段を
設けたことを特徴とする音声符号化装置。 - 【請求項2】 入力され所定の時間単位でサンプリング
された音声信号を、所定のフレーム単位で、線形予測パ
ラメータと線形予測残差信号に相当する駆動音源信号と
を用いて符号化するものであり、 さらに、駆動音源信号が、所定のフレームを分割して得
られる所定のサブフレーム単位で、音声信号のピッチ成
分と、そのピッチ成分のゲインを示すピッチゲインと、
ピッチ成分以外の残差成分と、そのゲインを示す残差ゲ
インとを含むパラメータとして表される音声符号化装置
において、 前記残差ゲインを現サブフレームにおけるピッチゲイン
と先行サブフレームにおける残差ゲインとによって所定
のサンプルおきに補間する残差ゲイン補間手段を設けた
ことを特徴とする音声符号化装置。 - 【請求項3】 補間が1サンプルおきに行われることを
特徴とする請求項1または2記載の音声符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7231401A JPH0981195A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 音声符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7231401A JPH0981195A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 音声符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0981195A true JPH0981195A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16923033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7231401A Withdrawn JPH0981195A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 音声符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0981195A (ja) |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7231401A patent/JPH0981195A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |