JPS617899A - マルチパルス型符号化復号化装置 - Google Patents
マルチパルス型符号化復号化装置Info
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- JPS617899A JPS617899A JP59128729A JP12872984A JPS617899A JP S617899 A JPS617899 A JP S617899A JP 59128729 A JP59128729 A JP 59128729A JP 12872984 A JP12872984 A JP 12872984A JP S617899 A JPS617899 A JP S617899A
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- pulse
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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】
〔技術分野〕
本発明はマルチパルス型符号化復号化装置に関し、特に
ピッチ予測手段を備えたマルチパルス型符号化復号化装
置に関する。
ピッチ予測手段を備えたマルチパルス型符号化復号化装
置に関する。
入力音声イバ号の音源情報を複数のインパルス系列(マ
ルチパルス)によってモデル化した擬似声帯波として他
の必要な音声データとともに符号化して合成側に伝送し
、合成側ではこれらを復号して入力音声信号を再生する
マルチパルス型符号化復号化装置は近時よく知られつつ
ある。
ルチパルス)によってモデル化した擬似声帯波として他
の必要な音声データとともに符号化して合成側に伝送し
、合成側ではこれらを復号して入力音声信号を再生する
マルチパルス型符号化復号化装置は近時よく知られつつ
ある。
この擬似声帯波は入力音声信号をLPC(Lin−ea
r Prediction Coefficienζ線
形予測係数)分析して得られるスペクトル包絡情報とし
てのしPC係数と音源情報としての残差波形のうちの残
差波形に相当するものでありミマルチパルスの符号化、
復号化においてはこの残差波形を分析フレームごとに複
数個のインパルス系列、いわゆるマルチパルスで表現す
る。このようなマルチパルス化音源は音源情報に含まれ
る波形情報を基本的に保有するとともにマルチパルス化
音源波形は音声波形よりも簡単な形状をしているためよ
り少ないメツセージで伝送が可能となるといった特徴が
ある。
r Prediction Coefficienζ線
形予測係数)分析して得られるスペクトル包絡情報とし
てのしPC係数と音源情報としての残差波形のうちの残
差波形に相当するものでありミマルチパルスの符号化、
復号化においてはこの残差波形を分析フレームごとに複
数個のインパルス系列、いわゆるマルチパルスで表現す
る。このようなマルチパルス化音源は音源情報に含まれ
る波形情報を基本的に保有するとともにマルチパルス化
音源波形は音声波形よりも簡単な形状をしているためよ
り少ないメツセージで伝送が可能となるといった特徴が
ある。
このようなマルチパルス型符号化復号化装置に対して、
さらに入力音声信号のピッチ予測分析手段をとり入れた
ものが近時利用されつつある。
さらに入力音声信号のピッチ予測分析手段をとり入れた
ものが近時利用されつつある。
これは分析フレームごとに得られるマルチパルスには一
般的に言ってピッチ週期で繰返される繰返し性を有する
ので、分析フレームととにピッチ検索を実施してピッチ
予測分析を行ないこのピッチ情報を利用して伝送に必要
とするデータビットレートの低減を図るものである。
般的に言ってピッチ週期で繰返される繰返し性を有する
ので、分析フレームととにピッチ検索を実施してピッチ
予測分析を行ないこのピッチ情報を利用して伝送に必要
とするデータビットレートの低減を図るものである。
第1図はピッチ予測分析の効果を説明するためのピッチ
予測分析効果説明図である。
予測分析効果説明図である。
第1図は音源パルスの一例を示すものであり分析フレー
ムSの中にピッチ周期Tで存在する2個のパルス群P1
とP2とを示し、それぞれのパルス群は時間軸tに対し
正および負方向にほぼ同様な時系列で配列する複数のパ
ルスを有する通常、ピッチ周期T後に発生するパルス群
P2はレベルやゆらぎ等の条件を除けばパルス群P1の
各六ルスとほぼ同様な時系列で正負方向に配列されたパ
ルス群として存在する。第1図は分析フレームS内にこ
のようなパルス群が21fFil存在する場合を例とし
ているが、一般的には同一のピッチ周期ごとにこのよう
なパルス群が複数個それぞれほぼ同一の時系列で存在す
る。従って第1図の例では先頭のパルス群P1に関する
情報と、分析フレームごとに符号化側で入力音声信号の
ピッチ予測分析を介して得られるピッチ周期でならびに
ピッチゲインに関するピッチ予測分析情報とを符号化側
から復号化側に伝送すれば音源波形情報の伝送は可能で
あり、このことは音源パルスに対しマルチパルス化を実
施した場合でもピッチ周期がほぼ同様に保存されている
ため同じように利用されている。上述したピッチゲイン
は同一分析7レームにおいて繰返し生起すべきピッチ周
期と分析フレームとの時間比に対応するものでありピッ
チ予測はピッチ周期とピッチゲインとによって分析フレ
ームごとに実施することができ、かくしてピッチ予測分
析を含むマルチパル2符号化複号化装置は伝送データビ
ットレートの大幅な低減が図れることとなる。
ムSの中にピッチ周期Tで存在する2個のパルス群P1
とP2とを示し、それぞれのパルス群は時間軸tに対し
正および負方向にほぼ同様な時系列で配列する複数のパ
ルスを有する通常、ピッチ周期T後に発生するパルス群
P2はレベルやゆらぎ等の条件を除けばパルス群P1の
各六ルスとほぼ同様な時系列で正負方向に配列されたパ
ルス群として存在する。第1図は分析フレームS内にこ
のようなパルス群が21fFil存在する場合を例とし
ているが、一般的には同一のピッチ周期ごとにこのよう
なパルス群が複数個それぞれほぼ同一の時系列で存在す
る。従って第1図の例では先頭のパルス群P1に関する
情報と、分析フレームごとに符号化側で入力音声信号の
ピッチ予測分析を介して得られるピッチ周期でならびに
ピッチゲインに関するピッチ予測分析情報とを符号化側
から復号化側に伝送すれば音源波形情報の伝送は可能で
あり、このことは音源パルスに対しマルチパルス化を実
施した場合でもピッチ周期がほぼ同様に保存されている
ため同じように利用されている。上述したピッチゲイン
は同一分析7レームにおいて繰返し生起すべきピッチ周
期と分析フレームとの時間比に対応するものでありピッ
チ予測はピッチ周期とピッチゲインとによって分析フレ
ームごとに実施することができ、かくしてピッチ予測分
析を含むマルチパル2符号化複号化装置は伝送データビ
ットレートの大幅な低減が図れることとなる。
しかしながら、ピッチ予測分析を実施する従来のこの種
のマルチパルス型符号化復号化装置においては、次のよ
うな種種の理由によって復号化側で再生すべき入力音声
信号の再生品質が劣化し易いという欠点がある。
のマルチパルス型符号化復号化装置においては、次のよ
うな種種の理由によって復号化側で再生すべき入力音声
信号の再生品質が劣化し易いという欠点がある。
すなわち、ピッチ予測分析によりて抽出されたピッチ周
期は一般的には分析フレームの整数分の1となることは
少なく、そのうえこれにピッチ周期のゆらぎや、スペク
トルの時間的変化の影響も重畳することもしばしば発生
するといった諸条件に妨げられ再生音質の劣化が避けら
れない。
期は一般的には分析フレームの整数分の1となることは
少なく、そのうえこれにピッチ周期のゆらぎや、スペク
トルの時間的変化の影響も重畳することもしばしば発生
するといった諸条件に妨げられ再生音質の劣化が避けら
れない。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、ピッチ予測手段
を有するマルチパルス符号化漢号化装置において、マル
チパルスの決定処理過程にピッチ予測分析を利用する手
段を備えて入力音声信号の符号化ならびに復号化と図る
ことにより再生音質の劣化を大幅に改善しうるマルチ/
くルス符号化復号化装置を提供することにある。
を有するマルチパルス符号化漢号化装置において、マル
チパルスの決定処理過程にピッチ予測分析を利用する手
段を備えて入力音声信号の符号化ならびに復号化と図る
ことにより再生音質の劣化を大幅に改善しうるマルチ/
くルス符号化復号化装置を提供することにある。
本発明の装置は、ピッチ予測手段を有するマA・チパル
ス型符号化復号化装置において、マルチノ(ルス決定処
理において分析フレームごとに検索されるべき入力信号
波形と合成フィルタのイ/)くルス応答との相互相関値
の極大:直系列からピッチ周期に対応する系列を除去し
たあと残った前記極太値の中で絶対値最大なものに対応
するパルスを音源代表パルスとして決定する第1のパル
ス検索手段ヒ、分析フレーム内の最も古いサンプルから
1ピッチ周期分の時間における絶対値最大パルスを検索
するかもしくはこの検索を予め設定した複数回繰返し実
行して得られる絶対値最大パルスを音数代表パルスとし
て決定する第2のパルス検索手段と、分析フレーム内の
最も過去のサンプルから予め設定した数ピッチ周期分の
時間における絶対値最大パルスを検索するかもしくはこ
の検索を予め設定した複数回線返し実行して得られる絶
対値最大パルスを音源代表パルスとして決定する第3の
パルス検索手段と、分析フレーム内の最も過去のサンプ
ルからN倍数ピッチ周期分(Nは2を含む2よりも大き
い正の整数)の時間における絶対値最大パルスを検索す
るかもしくはこの検索を予め設定した複数回繰返し実行
して得られる絶対値最大パルスを音源代表パルスとして
決定する第4のパルス検索手段と、前記第2乃至第4の
/くルス検索手段を分析フレーム全体にまで拡張して実
施して得られる絶対値最大パルスを音源代表ノ(ルスと
して決定する第5のパルス検索手段と、前記第2乃至第
5のパルス検索手段を分析フレーム内のパルスの状態に
対応して設定した回数繰返して音源代表パルスを決定す
る第6のパルス検索手段とのうち前記第1のパルス検索
手段もしくは第2乃至第6のパルス検索手段のいずれか
を備えて構成される。
ス型符号化復号化装置において、マルチノ(ルス決定処
理において分析フレームごとに検索されるべき入力信号
波形と合成フィルタのイ/)くルス応答との相互相関値
の極大:直系列からピッチ周期に対応する系列を除去し
たあと残った前記極太値の中で絶対値最大なものに対応
するパルスを音源代表パルスとして決定する第1のパル
ス検索手段ヒ、分析フレーム内の最も古いサンプルから
1ピッチ周期分の時間における絶対値最大パルスを検索
するかもしくはこの検索を予め設定した複数回繰返し実
行して得られる絶対値最大パルスを音数代表パルスとし
て決定する第2のパルス検索手段と、分析フレーム内の
最も過去のサンプルから予め設定した数ピッチ周期分の
時間における絶対値最大パルスを検索するかもしくはこ
の検索を予め設定した複数回線返し実行して得られる絶
対値最大パルスを音源代表パルスとして決定する第3の
パルス検索手段と、分析フレーム内の最も過去のサンプ
ルからN倍数ピッチ周期分(Nは2を含む2よりも大き
い正の整数)の時間における絶対値最大パルスを検索す
るかもしくはこの検索を予め設定した複数回繰返し実行
して得られる絶対値最大パルスを音源代表パルスとして
決定する第4のパルス検索手段と、前記第2乃至第4の
/くルス検索手段を分析フレーム全体にまで拡張して実
施して得られる絶対値最大パルスを音源代表ノ(ルスと
して決定する第5のパルス検索手段と、前記第2乃至第
5のパルス検索手段を分析フレーム内のパルスの状態に
対応して設定した回数繰返して音源代表パルスを決定す
る第6のパルス検索手段とのうち前記第1のパルス検索
手段もしくは第2乃至第6のパルス検索手段のいずれか
を備えて構成される。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の第1の実施例における符号化側(分析
側)の構成を示すブロック図、第2図(B)は本発明の
第1の実施例忙おける信号化側(合成側)の構成を示す
ブロック図であり、第1のパルス検索手段を利用するも
のである。
側)の構成を示すブロック図、第2図(B)は本発明の
第1の実施例忙おける信号化側(合成側)の構成を示す
ブロック図であり、第1のパルス検索手段を利用するも
のである。
第2図(A)に示す符号化側の構成は、LPC(Lin
ear Prediction Coefficien
t、線形予測係数)分析器1、符号化器2、相互相関関
数算出器、自己相関関数算出器4、ピンチ予測分析器5
、符号化器6、マルチパルス険索器(1) 7 、符号
化器8およびマルチプレクサ9等を備えて構成され、ま
た第2図(B)に示す復号化側ではデマルチブレフサ1
0、復号化器11,12,13、ピッチ合成器14、L
PG合成器15、LPF16等を備えて構成される。
ear Prediction Coefficien
t、線形予測係数)分析器1、符号化器2、相互相関関
数算出器、自己相関関数算出器4、ピンチ予測分析器5
、符号化器6、マルチパルス険索器(1) 7 、符号
化器8およびマルチプレクサ9等を備えて構成され、ま
た第2図(B)に示す復号化側ではデマルチブレフサ1
0、復号化器11,12,13、ピッチ合成器14、L
PG合成器15、LPF16等を備えて構成される。
第2図(A)に示す符号化側は、後述する第4図(A)
に示す第2の実施例とともKいずれもマルチパルス決定
過程にピッチ予測分析によって得られる分析フレームご
とのピッチ周期、ピッチゲインに関する情報を利用しつ
つ最適マルチパルスとすべき音源パルス列をやめている
。
に示す第2の実施例とともKいずれもマルチパルス決定
過程にピッチ予測分析によって得られる分析フレームご
とのピッチ周期、ピッチゲインに関する情報を利用しつ
つ最適マルチパルスとすべき音源パルス列をやめている
。
マルチパルスとすべき音源パルス列を求める通常の方法
に関しては、よく知られ九B、 S、 Atal等によ
るA−b−8(Analysis −by−8ynth
esis)処理手法や小浜、見開、小野による相関関数
処理手法等があり、後者は前者がスペクトル領域評価で
あるのに対し入力音声信号と分析段階における合成フィ
ルタのインパルスレスボンヌとの相互相関なラヒにイン
パルスレスボンヌの自己相関等を利用して行なう相関領
域評価でありA−b−5処理に対しより効率的な7オワ
ード(Forward )処理としてもよく知られてい
る。本実施例もピッチ予測分析を利用しつつこのフォワ
ード処理を実施するものである。
に関しては、よく知られ九B、 S、 Atal等によ
るA−b−8(Analysis −by−8ynth
esis)処理手法や小浜、見開、小野による相関関数
処理手法等があり、後者は前者がスペクトル領域評価で
あるのに対し入力音声信号と分析段階における合成フィ
ルタのインパルスレスボンヌとの相互相関なラヒにイン
パルスレスボンヌの自己相関等を利用して行なう相関領
域評価でありA−b−5処理に対しより効率的な7オワ
ード(Forward )処理としてもよく知られてい
る。本実施例もピッチ予測分析を利用しつつこのフォワ
ード処理を実施するものである。
第3図はフォワード処理によるマルチパルス決定の基本
的計算アルゴリズムの内容を説明するためのマルチパル
ス決定計算ブロクク図である。
的計算アルゴリズムの内容を説明するためのマルチパル
ス決定計算ブロクク図である。
分析フレームごとに入力する入力音声信号波形S (Z
)は伝達関数W (Z)のノイズフィルタを通すことに
よって畳み込み積分S (Z)米W (Z)を実施する
。伝達関数W (Z)は入力音声信号のLPG分析を介
して得られるLPC分析ならびにその次数のはか聴感的
な重み付は係数を利用して設定されるものであり、これ
により入力音声信号は聴感重み付けを付与され、次にH
(Z)米W (Z)のインパルスレスポンスとの相互相
関を実施する。
)は伝達関数W (Z)のノイズフィルタを通すことに
よって畳み込み積分S (Z)米W (Z)を実施する
。伝達関数W (Z)は入力音声信号のLPG分析を介
して得られるLPC分析ならびにその次数のはか聴感的
な重み付は係数を利用して設定されるものであり、これ
により入力音声信号は聴感重み付けを付与され、次にH
(Z)米W (Z)のインパルスレスポンスとの相互相
関を実施する。
H(Z)米W (Z)は音道フィルタの伝達関数H■に
対してノイズフィルタの伝達関数W (Z)による畳み
込み積分を行なって聴感的重み付を付与したものであり
、このように聴感的重み付けをした声道フィルタのイン
パルス応答と入力音声信号とを利用し相互相関関数が演
算できる。
対してノイズフィルタの伝達関数W (Z)による畳み
込み積分を行なって聴感的重み付を付与したものであり
、このように聴感的重み付けをした声道フィルタのイン
パルス応答と入力音声信号とを利用し相互相関関数が演
算できる。
また、自己相関演算は声道フィルタの重み付はインパル
スレスポンスの自己相関関数の演算を実施する。
スレスポンスの自己相関関数の演算を実施する。
こうして得られる分析フレームごとの相互相関関数と自
己相関関数を利用し次の(1)式に示す演算を実行しマ
ルチパルスを決定する。
己相関関数を利用し次の(1)式に示す演算を実行しマ
ルチパルスを決定する。
(1)式における各記号はそれぞれ次の内容を示す。
miは分析フレーム内における1番目のパルスのフレー
ム端からの時間位置、glはその振幅、ψhx(mi)
は時間遅れmiにおける相互相関関数、gtは分析フレ
ーム内り番目のパルスの振幅、Rhh(1mz−mil
)は自己相関関数である。(1)式からも明らかな如く
、振幅gi(mi)は相互相関関数の差を求めることに
よって得られ、まえ時間位置m1においてかかるパルス
を発生せしめると振幅g1(mi)が最適なものとして
決定しうる。つまり、ある音源パルスに着目し、′種種
の時間位置で(1)式によってその振幅を計算し絶対値
を最大とするものが最も音源パルスと近似したパルスと
して得られこの操作を繰返して複数個の音源パルスを得
て、これをマルチパルスとして利用するのが通常の7才
ワード的マルチパルス形成手段であり、ピッチ予測手段
をこれに重畳する場合には第1図によって説明し九如き
手段で音源パルスの符号化が実施され復号化側に伝送さ
れるがこのような符号化復号化には前述したような欠点
を伴なう。
ム端からの時間位置、glはその振幅、ψhx(mi)
は時間遅れmiにおける相互相関関数、gtは分析フレ
ーム内り番目のパルスの振幅、Rhh(1mz−mil
)は自己相関関数である。(1)式からも明らかな如く
、振幅gi(mi)は相互相関関数の差を求めることに
よって得られ、まえ時間位置m1においてかかるパルス
を発生せしめると振幅g1(mi)が最適なものとして
決定しうる。つまり、ある音源パルスに着目し、′種種
の時間位置で(1)式によってその振幅を計算し絶対値
を最大とするものが最も音源パルスと近似したパルスと
して得られこの操作を繰返して複数個の音源パルスを得
て、これをマルチパルスとして利用するのが通常の7才
ワード的マルチパルス形成手段であり、ピッチ予測手段
をこれに重畳する場合には第1図によって説明し九如き
手段で音源パルスの符号化が実施され復号化側に伝送さ
れるがこのような符号化復号化には前述したような欠点
を伴なう。
ふたたび第2図(A)に戻って説明を続ける。入力端子
1001を介して入力した入力音声信号はLPC分析器
11相互相関関数算出器3およびピッチ分析器5に供給
される。
1001を介して入力した入力音声信号はLPC分析器
11相互相関関数算出器3およびピッチ分析器5に供給
される。
LPG分析器1は入力音声信号を分析フレームごとに、
予め設定するビット数のデジタル量として量子化しこれ
をLPC分析して求めたLPC係 数としてp次のにパ
ラメータ(偏自己相関係数)を出力ライン101を介し
て符合化2に送出する。
予め設定するビット数のデジタル量として量子化しこれ
をLPC分析して求めたLPC係 数としてp次のにパ
ラメータ(偏自己相関係数)を出力ライン101を介し
て符合化2に送出する。
符号化器2は入力したLPC係数を量子化したうえこれ
を符号化して出力ライン201に送出するとともに量子
化したLPC係数を復号化して声道フィルタの聴感重み
付はインパルスレスポンスを求めこれを出力ライン20
2に送出する。
を符号化して出力ライン201に送出するとともに量子
化したLPC係数を復号化して声道フィルタの聴感重み
付はインパルスレスポンスを求めこれを出力ライン20
2に送出する。
こうして出力ライン201に送出された符号化LPC係
数はマルチプレクサ9に供給され、また出力ライン20
2に送出されたインパルスレスポンスは相互相関算出器
3および自己相関関数算出器4に供給される。
数はマルチプレクサ9に供給され、また出力ライン20
2に送出されたインパルスレスポンスは相互相関算出器
3および自己相関関数算出器4に供給される。
相互相関関数算出器3はこうして供給されインパルスレ
スポンスと入力音声信号との畳み込み積−分を行なって
相互相関関数を算出しこれをマルチパルス検索器(1)
7に送出する。
スポンスと入力音声信号との畳み込み積−分を行なって
相互相関関数を算出しこれをマルチパルス検索器(1)
7に送出する。
自己相関−数算出器4は入力したインパルスレスポンス
の自己相関関数を計算し、これをマルチパルス検索器(
1)に送出する。
の自己相関関数を計算し、これをマルチパルス検索器(
1)に送出する。
ピッチ予測を含まないマルチパルス検索にあっては、こ
うして分析フレームととに供給される相互相関関数と自
己相関関数とを利用し、(1)式による演算に本とづい
て所定の数の音源パルス列を得てこれらのパルスの振幅
と位置情報とを出力するのが基本的マルチパルス発生手
段となっているが、本実施例におけるピッチ予測を含む
マルチパルス決定処理では、ピッチ予測分析器5によっ
て得られるピッチ予測情報を利用し、マルチパルス検索
器(1)7によりピッチ周期に対応した繰返し性をもっ
と予想されるパルスを除去しつつ得られる音源パルスと
ピッチ予測情報としてのピッチ周期ならびにピッチゲイ
ンのみを音源情報としてスペクトル包絡情報としてのL
PG係数データとともに復号化側に伝送し再生音質の劣
化を大幅に抑止した符号化、復号化の実施を行なってい
る。
うして分析フレームととに供給される相互相関関数と自
己相関関数とを利用し、(1)式による演算に本とづい
て所定の数の音源パルス列を得てこれらのパルスの振幅
と位置情報とを出力するのが基本的マルチパルス発生手
段となっているが、本実施例におけるピッチ予測を含む
マルチパルス決定処理では、ピッチ予測分析器5によっ
て得られるピッチ予測情報を利用し、マルチパルス検索
器(1)7によりピッチ周期に対応した繰返し性をもっ
と予想されるパルスを除去しつつ得られる音源パルスと
ピッチ予測情報としてのピッチ周期ならびにピッチゲイ
ンのみを音源情報としてスペクトル包絡情報としてのL
PG係数データとともに復号化側に伝送し再生音質の劣
化を大幅に抑止した符号化、復号化の実施を行なってい
る。
すなわち、ピッチ予測分析器5は自己相関関数演算回路
等を利用し、分析フレームごとに算出した自己相関関数
がピッチ周期に等しい遅れ時間で最大値をとるという原
理にもとづいて音源パルス系列のピッチ周期を予測分析
する。
等を利用し、分析フレームごとに算出した自己相関関数
がピッチ周期に等しい遅れ時間で最大値をとるという原
理にもとづいて音源パルス系列のピッチ周期を予測分析
する。
こうして得られるピッチ周期は分析フレーム周期との一
種の比較量とも言えるピッチゲインとともにピッチ周期
予測情報として符号化器6に送出され歇子化、符号化を
実施したのちマルチプレクサ9およびマルチパルス検索
器(1)7に供給される。
種の比較量とも言えるピッチゲインとともにピッチ周期
予測情報として符号化器6に送出され歇子化、符号化を
実施したのちマルチプレクサ9およびマルチパルス検索
器(1)7に供給される。
マルチパルス検索器(1)7はこうして供給を受ける分
析フレームごとの相互相四関りxl 自己相関関数なら
びにピッチ周期予測情ト(を利用し、次のようにしてマ
ルチパルスの代表上すべきサー曽代表パルスを検索、決
定する。
析フレームごとの相互相四関りxl 自己相関関数なら
びにピッチ周期予測情ト(を利用し、次のようにしてマ
ルチパルスの代表上すべきサー曽代表パルスを検索、決
定する。
すなわちマルチパルス検索器(1)7は分析フレームご
とに相互相関関数と自己相関関数とを用いて(1)式に
よって音源パルス列を計算して込くが、この仔源パルス
列決定処理において分析フレーム内で検索されるべきも
のは相互相関関aX出器3の出力、すなわち入力信号波
形と符号化器2から受ける合成フィルタのインパルスス
ポンスとの相互相関値の極大値系列である。本実施例に
おいては符号化器6を介して受けるピッチ予測分析器5
によるピッチ周期、ピッチゲインに関する情報を利用し
た音源パルス検索を次のようにして実施している。
とに相互相関関数と自己相関関数とを用いて(1)式に
よって音源パルス列を計算して込くが、この仔源パルス
列決定処理において分析フレーム内で検索されるべきも
のは相互相関関aX出器3の出力、すなわち入力信号波
形と符号化器2から受ける合成フィルタのインパルスス
ポンスとの相互相関値の極大値系列である。本実施例に
おいては符号化器6を介して受けるピッチ予測分析器5
によるピッチ周期、ピッチゲインに関する情報を利用し
た音源パルス検索を次のようにして実施している。
すなわち、分析フレーム内で検索されるべき上記極大値
系列からピッチ同期に対応する極大値系列を除去したう
え残った極大値の中での最大値に対応する音源パルスを
音源を代表する音源代表パルスとして決定する。このよ
うにして決定された音源代表パルスとピッチ周期ならび
にピッチゲインを含むピッチ予測分析情報があれば復号
化側では後述する如く容易にマルチパルスの合成が可能
である。符号化器8はこのような音源代表パルスの符号
化、復号化を行なってマルチプレクサ9に送出、マルチ
プレクサ9はすべての入力を分定の方式で多重化し伝送
ライン901を介して第2図(B)に示す復号化側に伝
送する。。
系列からピッチ同期に対応する極大値系列を除去したう
え残った極大値の中での最大値に対応する音源パルスを
音源を代表する音源代表パルスとして決定する。このよ
うにして決定された音源代表パルスとピッチ周期ならび
にピッチゲインを含むピッチ予測分析情報があれば復号
化側では後述する如く容易にマルチパルスの合成が可能
である。符号化器8はこのような音源代表パルスの符号
化、復号化を行なってマルチプレクサ9に送出、マルチ
プレクサ9はすべての入力を分定の方式で多重化し伝送
ライン901を介して第2図(B)に示す復号化側に伝
送する。。
第2図(B) K示す復号化側ではデマルチプレクサ1
0が符号側から伝送ぜれたデータの多重化分離を行ない
、音源代表パルスは出刃ライン111を介して復号化器
11へ、ピッチ予測分析情・0よ出力ライン121を介
して復号化器12へ、またLPC係数は出カシイン13
1を介して復号化器13にとそれぞれ供給され復号化さ
れたのちそれぞれ出力ライン112,122および13
2に出力される。
0が符号側から伝送ぜれたデータの多重化分離を行ない
、音源代表パルスは出刃ライン111を介して復号化器
11へ、ピッチ予測分析情・0よ出力ライン121を介
して復号化器12へ、またLPC係数は出カシイン13
1を介して復号化器13にとそれぞれ供給され復号化さ
れたのちそれぞれ出力ライン112,122および13
2に出力される。
ピッチ合成器14はメモリ回路141、ピッチ合成器1
42を備え、出力ライン112,122を介して入力さ
れる音源代表パルス、ピッチ予測分析情報を分析フレー
ムふんずクメモリ回路141にストアしつつこれをピッ
チ合成器142に供給する。
42を備え、出力ライン112,122を介して入力さ
れる音源代表パルス、ピッチ予測分析情報を分析フレー
ムふんずクメモリ回路141にストアしつつこれをピッ
チ合成器142に供給する。
ピッチ合成器142はメモリ回路141を介して入力す
るピッチ予測分析情報によるピッチ周期とピッチゲイン
、ならびに音源代表パルスにもとづいてマルチパルスと
しての音源パルス列を演算再生しこれをLPC合成器1
5に供給する。
るピッチ予測分析情報によるピッチ周期とピッチゲイン
、ならびに音源代表パルスにもとづいてマルチパルスと
しての音源パルス列を演算再生しこれをLPC合成器1
5に供給する。
全極型のディジタルフィルタ構成であるLPC合成器1
5は、出力ライン132を介して復号化器13からLP
C係数を受け、これをフィルタ係数とし、ピッチ合成フ
ィルタから受けるマルチパルスをフィルタ駆動音源とし
て入力音声信号を再生、これをD/A (デジタル/ア
ナログ)変換しだのちL P F (Low Pa5s
F 1lter) l 6に供給し所定の低域周波数
成分を出力ライン161に送出する。
5は、出力ライン132を介して復号化器13からLP
C係数を受け、これをフィルタ係数とし、ピッチ合成フ
ィルタから受けるマルチパルスをフィルタ駆動音源とし
て入力音声信号を再生、これをD/A (デジタル/ア
ナログ)変換しだのちL P F (Low Pa5s
F 1lter) l 6に供給し所定の低域周波数
成分を出力ライン161に送出する。
このようにしてピッチ予測分析を音源パルス決定処理に
利用し大幅に再生音質の改善を図ったマルチパルス型符
号化復号化装置が実現できる。
利用し大幅に再生音質の改善を図ったマルチパルス型符
号化復号化装置が実現できる。
第4図(A)および(B)は本発明の第2の実施例によ
る符号化側(A)および復号化側の構成を示すブロック
図であり、第2〜第6のパルス検索手段のいずれかを利
用しうるものである。
る符号化側(A)および復号化側の構成を示すブロック
図であり、第2〜第6のパルス検索手段のいずれかを利
用しうるものである。
第4図(A)はマルチパルス検索器(2)17以外は第
2図(A)に示す第1の実施例の符号化側における同一
記号のものと同じであり、また第4図(B)に示す第1
の実施例の復号化側におけるピッチ合成器14の代りに
ピッチ合成フィルタ18が配置されている点のみが異な
り他の同一記号のものは同一内容であるのでこれら同一
内容についての詳細な説明は省略する。 、 第4図(A)におけるマルチパルス検索器(1)17は
次の如く、第2〜第6の5通りのパルス検索手段のいず
れかを利用してマルチパルスの代表とも云うべき音源代
表パルスを検索、決定するものである。
2図(A)に示す第1の実施例の符号化側における同一
記号のものと同じであり、また第4図(B)に示す第1
の実施例の復号化側におけるピッチ合成器14の代りに
ピッチ合成フィルタ18が配置されている点のみが異な
り他の同一記号のものは同一内容であるのでこれら同一
内容についての詳細な説明は省略する。 、 第4図(A)におけるマルチパルス検索器(1)17は
次の如く、第2〜第6の5通りのパルス検索手段のいず
れかを利用してマルチパルスの代表とも云うべき音源代
表パルスを検索、決定するものである。
まず、第2のパルス検索手段にあっては分析フレーム内
の最も過去のサンプルから1ピッチ周期分の時間内にお
ける絶対値最大のものを検索しこれを(1)式に示すg
t (mi )として設定するか、もしくは予め設定す
る回数4返して検索した絶対値最大なものをgz(mi
)−とじて設定し、これを音源パルス情報としてピッチ
予測分析情報、LPC係数データとともに第4図(B)
に:示す復号化側に送出しピッチ合成器18によってマ
ルチパルスを合成し、他は全く第2図(A) 、 (B
)におけると同様にして入力音声信号を再生する。
の最も過去のサンプルから1ピッチ周期分の時間内にお
ける絶対値最大のものを検索しこれを(1)式に示すg
t (mi )として設定するか、もしくは予め設定す
る回数4返して検索した絶対値最大なものをgz(mi
)−とじて設定し、これを音源パルス情報としてピッチ
予測分析情報、LPC係数データとともに第4図(B)
に:示す復号化側に送出しピッチ合成器18によってマ
ルチパルスを合成し、他は全く第2図(A) 、 (B
)におけると同様にして入力音声信号を再生する。
この場合は分析フレームごとに最も過去の1ピッチ周期
分の時間内での1回もしくは数回□の絶対最大値検索に
もとづくマルチパルス検索を前提としているので、慢号
化側も第2図(B)に示す如く分析フレームぶんをスト
アしてからピッチ合成を図ることなく、音源代表パルス
として設定された絶対値最大パルス入力ごとにピッチ合
成すなわちマルチパルスの再生を実施することができる
。
分の時間内での1回もしくは数回□の絶対最大値検索に
もとづくマルチパルス検索を前提としているので、慢号
化側も第2図(B)に示す如く分析フレームぶんをスト
アしてからピッチ合成を図ることなく、音源代表パルス
として設定された絶対値最大パルス入力ごとにピッチ合
成すなわちマルチパルスの再生を実施することができる
。
次に第3のパルス検索手段は上記第2のパルス検索手段
における検索範囲を最も過去のサンプルから予め設定す
る数ピッを周期分に拡大し、この時間内における絶対値
最大のものを検索するかもしくはこの検索を予め設定す
る数回繰返し実行して得られるパルスを(1)式に示す
gt(mi)として設定これを音源代表パルスとして復
号化側に送出するものである。このように検索時間範囲
を拡大することによって検索される絶対値最大値の確か
らしさを増すことが可能となる。
における検索範囲を最も過去のサンプルから予め設定す
る数ピッを周期分に拡大し、この時間内における絶対値
最大のものを検索するかもしくはこの検索を予め設定す
る数回繰返し実行して得られるパルスを(1)式に示す
gt(mi)として設定これを音源代表パルスとして復
号化側に送出するものである。このように検索時間範囲
を拡大することによって検索される絶対値最大値の確か
らしさを増すことが可能となる。
第4のパルス検索手段は検索範囲をさらに拡大したもの
であり、分析フレームの最も過去のサンプルからN倍数
ピッチ周期分の時間範囲における絶対値最大のパルスを
検索するか、もしくはこの検索を予め設定する数回繰返
して得られるパルスを音源代表パルスとして復号化側に
送出するものである。
であり、分析フレームの最も過去のサンプルからN倍数
ピッチ周期分の時間範囲における絶対値最大のパルスを
検索するか、もしくはこの検索を予め設定する数回繰返
して得られるパルスを音源代表パルスとして復号化側に
送出するものである。
第5のパルス検索手段は上記第2乃至第4のパルス検索
手段における検索時間範囲をさらに拡大しつつ分析7レ
一ム全体を対象として絶対値最大のものを検索するもの
であり、また第6のパルス検索手段は上記第2乃至第5
の検案手段を次次に実施しつつこれを数回繰返し絶対随
最大のパルスを検索するものである。以上の第2〜第6
のいずれのパルス検索手段によって所望の絶対値最大パ
ルスが得られるかは分析フレームごとの相互、自己相関
関数の特徴従って入力音声信号の特徴ならびに再生音質
によって左右され、第1図に示すように特徴が比較的明
瞭なものについては第2のパルス検索手段によっても比
較的良好な再生音質が確保し易く、一般的には検索時間
領域を異にする第2〜第6のパルス検索手段を再生音声
、処理時間等の条件と対応させつつ所望に応じ任意に利
用することができる。
手段における検索時間範囲をさらに拡大しつつ分析7レ
一ム全体を対象として絶対値最大のものを検索するもの
であり、また第6のパルス検索手段は上記第2乃至第5
の検案手段を次次に実施しつつこれを数回繰返し絶対随
最大のパルスを検索するものである。以上の第2〜第6
のいずれのパルス検索手段によって所望の絶対値最大パ
ルスが得られるかは分析フレームごとの相互、自己相関
関数の特徴従って入力音声信号の特徴ならびに再生音質
によって左右され、第1図に示すように特徴が比較的明
瞭なものについては第2のパルス検索手段によっても比
較的良好な再生音質が確保し易く、一般的には検索時間
領域を異にする第2〜第6のパルス検索手段を再生音声
、処理時間等の条件と対応させつつ所望に応じ任意に利
用することができる。
なお、第4図(B)に示す復号化側では第2〜第6のい
ずれかのパルス検索手段によるマルチパルス情報と、ピ
ッチ周期、ピッチゲインを含むピッチ予測分析情報にも
とづいてピッチ合成フィルタ18によってマルチパルス
系列を再生する。
ずれかのパルス検索手段によるマルチパルス情報と、ピ
ッチ周期、ピッチゲインを含むピッチ予測分析情報にも
とづいてピッチ合成フィルタ18によってマルチパルス
系列を再生する。
ピッチ合成フィルタ18は、ピッチ周期に対応して遅延
量を可変設定しうる遅延回路と、との遅延回路の出力を
受けるトランスバーサルフィルタ、このトランスバーサ
ルフィルタの出力と遅延回路への入力とを加算しつつ遅
延回路に供給する加算回路という基本構成で音源代表パ
ルスを入力してピッチ周期で次次に配列される複数のイ
ンパルス系列、すなわちマルチパルスを発生、これを音
源情報としてLPC合成器15に送出する。なお、上述
したピッチ合成フィルタ18に含まれるトランスバーサ
ルフィルタのタップ係数は復号化器12を介して入力す
るピッチ予測分析情報に対応して分析フレームごとに設
定される。
量を可変設定しうる遅延回路と、との遅延回路の出力を
受けるトランスバーサルフィルタ、このトランスバーサ
ルフィルタの出力と遅延回路への入力とを加算しつつ遅
延回路に供給する加算回路という基本構成で音源代表パ
ルスを入力してピッチ周期で次次に配列される複数のイ
ンパルス系列、すなわちマルチパルスを発生、これを音
源情報としてLPC合成器15に送出する。なお、上述
したピッチ合成フィルタ18に含まれるトランスバーサ
ルフィルタのタップ係数は復号化器12を介して入力す
るピッチ予測分析情報に対応して分析フレームごとに設
定される。
本発明はピッチ予測分析を実施するマルチパルス型符号
化復号化装置において、マルチパルス決定処理過程にピ
ッチ予測分析情報を利用して入力音声信号の符号化なら
びに復号化を実施することにより再生音質の改善を図っ
た点に基本的な特徴を有するものであり、第2図(A)
、 (B)および第4図(A) 、 (B)によって
示す本発明用1および第2の実施例も梅A肩考えられる
。
化復号化装置において、マルチパルス決定処理過程にピ
ッチ予測分析情報を利用して入力音声信号の符号化なら
びに復号化を実施することにより再生音質の改善を図っ
た点に基本的な特徴を有するものであり、第2図(A)
、 (B)および第4図(A) 、 (B)によって
示す本発明用1および第2の実施例も梅A肩考えられる
。
たとえば、これら第1および第2の実施例においてはL
PC係数としてにパラメータ(偏自己相関係数)を利用
しているが、これは他のLPG係数たとえばαパラメー
タ等を利用しても一向に差支えなく、またLPC合成器
は全極型フィルタを利用してい゛るがこれは他のNon
−Po1e型フイルタ等と置換しても反様に実施できる
ことは明らかであり以上はすべて本発明の主旨を損なう
ことなく容易忙実施しうるものである。
PC係数としてにパラメータ(偏自己相関係数)を利用
しているが、これは他のLPG係数たとえばαパラメー
タ等を利用しても一向に差支えなく、またLPC合成器
は全極型フィルタを利用してい゛るがこれは他のNon
−Po1e型フイルタ等と置換しても反様に実施できる
ことは明らかであり以上はすべて本発明の主旨を損なう
ことなく容易忙実施しうるものである。
以上説明した如く本発明によれば、ピッチ予測分析を実
施するマルチパルス型符号化復号化装置におhて、マル
チパルス決定処理過程にピッチ予測分析手段を利用する
ことによりピッチ周期と分析フレームの不整数比、ピッ
チ周期のゆらぎ、スペクトルの時間的変化等にもとづく
再生音質の劣化を大幅に改善しうるマルチパルス型符号
化復号イb装置が実現できるという効果がある。
施するマルチパルス型符号化復号化装置におhて、マル
チパルス決定処理過程にピッチ予測分析手段を利用する
ことによりピッチ周期と分析フレームの不整数比、ピッ
チ周期のゆらぎ、スペクトルの時間的変化等にもとづく
再生音質の劣化を大幅に改善しうるマルチパルス型符号
化復号イb装置が実現できるという効果がある。
第1図はピッチ予測分析の効果を説明するためのピッチ
予測分析効果説明図、第2図(A)は本発明の第1の実
施例における符号化側の構成を示すブロック図、第2図
(B)は復号化側の構成を示すブロック図、第3図はフ
ォワード処理によるマルチパルス決定の基本的計算アル
ゴリズムの内容を説明するためのマルチパルス決定計算
ブロック図第4図(A)は本発明用2の実施例の符号化
側の構成を示すブロック1”4、第4図(B)は本発明
用2の実施例の復号化1目すの構成を示すブロック図で
ある。 1・・・・・・LPC分析器、2・・・・・・符号化器
、3・・・・・・相互相関関数算出器、4・・・・・・
自己相関関数算出器、5・・・・・・ピッチ予測分析器
、6・・・・・・符号化器、7・・・・・・マルチパル
ス検索6(1)、8・・・・・・符号化器、9・・・・
・・マルチブレフサ、lO・・・・・・デマルチプレク
サ、11.12.13・・・・・・復号化器、14・・
・・・・ピッチ合成器、15・・・・・・LPC合成器
、16・・・・・・LPF、17・・・・・・マルチパ
ルス検索器(2)、ピッチ合成フィルタ、141・・・
・・・メモリ回路、142・・・・・・ピッチ合成器。 イ皮分#波形 5(Z): 入力音声信号液形 W(Z): ノイズフィルタのイ太遣関数H(Z):
声道フィルタの秋1関数Z : exP(j入
) =634
予測分析効果説明図、第2図(A)は本発明の第1の実
施例における符号化側の構成を示すブロック図、第2図
(B)は復号化側の構成を示すブロック図、第3図はフ
ォワード処理によるマルチパルス決定の基本的計算アル
ゴリズムの内容を説明するためのマルチパルス決定計算
ブロック図第4図(A)は本発明用2の実施例の符号化
側の構成を示すブロック1”4、第4図(B)は本発明
用2の実施例の復号化1目すの構成を示すブロック図で
ある。 1・・・・・・LPC分析器、2・・・・・・符号化器
、3・・・・・・相互相関関数算出器、4・・・・・・
自己相関関数算出器、5・・・・・・ピッチ予測分析器
、6・・・・・・符号化器、7・・・・・・マルチパル
ス検索6(1)、8・・・・・・符号化器、9・・・・
・・マルチブレフサ、lO・・・・・・デマルチプレク
サ、11.12.13・・・・・・復号化器、14・・
・・・・ピッチ合成器、15・・・・・・LPC合成器
、16・・・・・・LPF、17・・・・・・マルチパ
ルス検索器(2)、ピッチ合成フィルタ、141・・・
・・・メモリ回路、142・・・・・・ピッチ合成器。 イ皮分#波形 5(Z): 入力音声信号液形 W(Z): ノイズフィルタのイ太遣関数H(Z):
声道フィルタの秋1関数Z : exP(j入
) =634
Claims (1)
- ピッチ予測手段を有するマルチパルス型符号化復号化装
置であって、マルチパルス決定処理において分析フレー
ムごとに検索されるべき入力信号波形と合成フィルタの
インパルス応答との相互相関値の極大値系列からピッチ
周期に対応する系列を除去したあと残った前記極大値の
中で絶対値最大なものに対応するパルスを音源代表パル
スとして決定する第1のパルス検索手段と、分析フレー
ム内の最も古いサンプルから1ピッチ周期分の時間にお
ける絶対値最大パルスを検索するかもしくはこの検索を
予め設定した複数回繰返し実行して得られる絶対値最大
パルスを音源代表パルスとして決定する第2のパルス検
索手段と、分析フレーム内の最も過去のサンプルから予
め設定した数ピッチ周期分の時間における絶対値最大パ
ルスを検索するかもしくはこの検索を予め設定した複数
回繰返し実行して得られる絶対値最大パルスを音源代表
パルスとして決定する第3のパルス検索手段と、分析フ
レーム内の最も過去のサンプルからN倍ピッチ周期分(
Nは2を含む2よりも大きい正の整数)の時間における
絶対値最大パルスと検索するかもしくはこの検索を予め
設定した複数回繰返し実行して得られる絶対値最大パル
スを音源代表パルスとして決定する第4のパルス検索手
段と、前記第2乃至第4のパルス検索手段と分析フレー
ム全体にまで拡張して実施して得られる絶対値最大パル
スを音源代表パルスとして決定する第5のパルス検索手
段と、前記第2乃至第5のパルス検索手段を分析フレー
ム内のパルスの状態に対応して設定した回数繰返して音
源代表パルスを決定する第6のパルス検索手段とのうち
前記第1のパルス検索手段もしくは第2乃至第6のパル
ス検索手段のいずれかを備えて入力音声信号の符号化な
らびに復号化を実施することを特徴とするマルチパルス
型符号化復号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128729A JPS617899A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | マルチパルス型符号化復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128729A JPS617899A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | マルチパルス型符号化復号化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS617899A true JPS617899A (ja) | 1986-01-14 |
JPH043878B2 JPH043878B2 (ja) | 1992-01-24 |
Family
ID=14992002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59128729A Granted JPS617899A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | マルチパルス型符号化復号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS617899A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6337399A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-18 | 日本電気株式会社 | 音声信号符号化方法とその装置 |
JPS63223800A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | 日本電気株式会社 | 音声符号化・復号化方式とその装置 |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP59128729A patent/JPS617899A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6337399A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-18 | 日本電気株式会社 | 音声信号符号化方法とその装置 |
JPH0833756B2 (ja) * | 1986-07-31 | 1996-03-29 | 日本電気株式会社 | 音声信号符号化方法とその装置 |
JPS63223800A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | 日本電気株式会社 | 音声符号化・復号化方式とその装置 |
JPH07101356B2 (ja) * | 1987-03-13 | 1995-11-01 | 日本電気株式会社 | 音声符号化・復号化方式とその装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH043878B2 (ja) | 1992-01-24 |
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