CN1463496A - 子带自适应差分脉冲编码调制编码装置、子带自适应差分脉冲编码调制编码方法、无线发送系统、子带自适应差分脉冲编码调制解码装置、子带自适应差分脉冲编码调制解码方法、以无线接收系统 - Google Patents
子带自适应差分脉冲编码调制编码装置、子带自适应差分脉冲编码调制编码方法、无线发送系统、子带自适应差分脉冲编码调制解码装置、子带自适应差分脉冲编码调制解码方法、以无线接收系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明包括：频带分割滤波器(102、103、104、105)，具有预先设定的不对称的冲击响应，输入语音信号，将输入的语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件(110、111、112、113)，按预先设定的分割数对频带分割出的多个子带语音信号分别进行量化；以及编码部件(115)，对量化过的多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。
Description
技术领域
本发明涉及子带自适应差分脉冲编码调制编码装置(以下，简称子带ADPCM编码装置)、子带自适应差分脉冲编码调制编码方法(以下，简称子带ADPCM编码方法)、无线发送系统、子带自适应差分脉冲编码调制解码装置(以下，简称子带ADPCM解码装置)、子带自适应差分脉冲编码调制解码方法(以下，简称子带ADPCM解码方法)、及无线接收系统。
背景技术
以往，这种子带ADPCM编码方法及子带ADPCM解码方法已知有(日本)特表平03-504787号公报公开的方法。
图11所示的现有的子带ADPCM编码装置600包括：64抽头树结构分割滤波器组602；ADPCM量化器603；ADPCM量化器604；ADPCM量化器605；ADPCM量化器606；复用器607；分用器608；ADPCM逆量化器609；ADPCM逆量化器610；ADPCM逆量化器611；ADPCM逆量化器612；以及64抽头树结构合成滤波器组613。此外，在进行自适应比特分配的情况下，包含自适应比特分配器614、以及自适应比特分配器615。
然而，在这种现有的子带ADPCM编码方法及子带ADPCM解码方法中有下述问题：由于使用树结构的子带滤波器组，所以在分割为子带的分割数增加的情况下，结构变得复杂，频带分割的运算量增大，进而延迟量增大。
本发明就是为了解决这种现有的问题而提出的，提供一种减少延迟量、而且运算量少的子带ADPCM编码方法、子带ADPCM解码方法、子带ADPCM编码装置、子带ADPCM解码装置、无线发送系统、及无线接收系统。
发明内容
第1发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，包括：子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称的冲击响应，输入语音信号，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第2发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述多个量化部件对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第3发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述多个量化部件在预先指定了矢量量化的子带中，对上述预先指定了矢量量化的子带的子带语音信号进行矢量量化；在预先指定了标量量化的子带中，对上述预先指定了标量量化的子带的子带语音信号进行标量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，通过对每个子带判定执行标量量化和矢量量化中的哪一种量化来进行量化，即使在没有执行矢量量化的处理余量的情况下，也能够进行实时处理。
第4发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；在完成了更新过的上述量化表的发送时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在执行矢量量化时，学习与语音信号的矢量图案相适应的矢量图案，更新量化表中存储的矢量图案，将记录有更新过的矢量图案的量化表发送到通信对方，所以能够增加信噪比。
第5发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述子带语音信号取得部件包括具有不对称的有限冲击响应的多个频带分割滤波器，上述多个频带分割滤波器将上述语音信号的频带分割为上述预先设定的多个子带。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第6发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述多个频带分割滤波器分别包括：滤波器系数设定部，设定多个滤波器系数；以及滤波器部，根据设定的上述多个滤波器系数从上述语音信号中滤波出预先设定的子带语音信号；上述滤波器系数设定部设定上述多个滤波器系数，以便相对于对称的有限冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制，具有预先设定的不对称的冲击响应。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第7发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，包括话筒，输入语音，变换为语音信号；离散语音信号取得部件，从变换出的上述语音信号中以预先设定的采样间隔来取得离散语音信号；子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称的有限冲击响应，输入语音信号，将取得的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带离散语音信号；多个下采样器(ダウンサンプラ)，按多个子带具有的预先设定的多个子带采样频率来进行下采样(ダウンサンプリング)，以便抽取分割出的上述多个子带离散语音信号；多个量化部件，对下采样出的上述多个子带离散语音信号进行矢量量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第8发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化的多个码矢和与该多个码矢对应的多个下标(インデツクス番号)预先存储到量化表中；逆量化器，对上述量化表存储部中存储的码矢进行逆量化；比例因子适配器，根据逆量化过的过去多个码矢的变化倾向，在上述过去多个码矢的变化倾向大时增大比例因子，而在上述过去多个码矢的变化倾向小时减少比例因子，根据上述过去多个码矢的变化倾向对逆量化过的码矢适配比例因子；预测器，根据逆量化过的过去多个逆量化值来计算预测值；输入缓冲器，存储下次取得的子带语音信号的多个样本值；以及最小二乘平均误差计算器，根据上述逆量化器逆量化过的逆量化值和上述预测器算出的上述预测值来计算下次取得的子带语音信号的预测值，从上述输入缓冲器中存储的上述子带语音信号中减去上述下次取得的子带语音信号的预测值，根据减法结果来计算最小二乘平均误差，以便选择误差最小的码矢；上述最小二乘平均误差计算器从上述量化表存储部中存储的上述多个码矢中选择1个码矢，根据选择出的上述1个码矢来进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第9发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，上述多个量化部件包括：量化表更新部，根据从上述输入缓冲器中存储的上述子带语音信号的多个样本值中减去上述下次取得的子带语音信号的多个样本值的预测值所得的减法结果，用预先设定的学习方法来学习进一步减小误差的码矢，更新量化表；状态判定部，判定输入的上述语音信号是否在预先设定的最小信号电平以下，进而判定上述预先设定的最小信号电平以下的状态的持续是否超过了预先设定的持续时间；以及量化表发送部，将更新过的上述量化表发送到预先设定的接收方；在上述状态判定部判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为上述预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，上述量化表发送部将上述更新过的量化表发送到预先设定的接收方，在将上述更新过的量化表发送到接收方的过程中，在上述状态判定部判定为输入的上述语音信号超过了预先设定的最小信号电平时，上述量化表发送部中断上述更新过的量化表的发送，进而在上述状态判定部判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为上述预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，上述量化表发送部继续中断了的上述更新过的量化表的发送，在完成了上述更新过的量化表的发送时，根据上述更新过的量化表来进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第10发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其中，上述矢量量化部件分别计算上述逆量化部逆量化过的上述多个子带语音信号的能量，根据算出的上述多个子带语音信号的能量之比来自适应地分配比特数。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第11发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，包括：准备步骤，准备：多个子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称冲击响应，输入语音信号，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码；多个子带语音信号取得步骤，通过上述频带分割滤波器，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化步骤，通过上述多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码步骤，通过上述多个编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第12发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其中，在上述多个量化步骤中，对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第13发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其中，在上述多个量化步骤中，在预先指定了矢量量化的子带中，对上述预先指定了矢量量化的子带的子带语音信号进行矢量量化；在预先指定了标量量化的子带中，对上述预先指定了标量量化的子带的子带语音信号进行标量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，通过对每个子带判定执行标量量化和矢量量化中的哪一种量化来进行量化，即使在没有执行矢量量化的处理余量的情况下，也能够进行实时处理。
第14发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其中，在上述准备步骤中，准备上述多个量化部件，上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；在上述多个量化步骤中，包括：量化表存储步骤，通过上述量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新步骤，通过上述量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送步骤，通过上述量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；在完成了更新过的上述量化表的发送时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在执行矢量量化时，学习与语音信号的矢量图案相适应的矢量图案，更新量化表中存储的矢量图案，将记录有更新过的矢量图案的量化表发送到通信对方，所以能够增加信噪比。
第15发明提供一种无线发送系统，包括：多个子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称冲击响应，输入语音信号，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第16发明提供一种无线发送系统，其中，上述多个量化部件对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第17发明提供一种无线发送系统，其中，上述多个量化部件在预先指定了矢量量化的子带中，对上述预先指定了矢量量化的子带的子带语音信号进行矢量量化；在预先指定了标量量化的子带中，对上述预先指定了标量量化的子带的子带语音信号进行标量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，通过对每个子带判定执行标量量化和矢量量化中的哪一种量化来进行量化，即使在没有执行矢量量化的处理余量的情况下，也能够进行实时处理。
第18发明提供一种无线发送系统，其中，上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；在完成了更新过的上述量化表的发送时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在执行矢量量化时，学习与语音信号的矢量图案相适应的矢量图案，更新量化表中存储的矢量图案，将记录有更新过的矢量图案的量化表发送到通信对方，所以能够增加信噪比。
第19发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，包括：子带分离部件，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，从上述编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带编码语音信号进行逆量化；以及多个频带合成部件，具有预先设定的不对称的冲击响应，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成语音信号。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第20发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其中，上述多个逆量化部件对分离出的上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第21发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其中，上述多个逆量化部件在预先指定了矢量逆量化的子带中，对上述预先指定了矢量逆量化的子带的子带语音信号进行矢量逆量化；在预先指定了标量逆量化的子带中，对上述预先指定了标量逆量化的子带的子带语音信号进行标量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，通过对每个子带判定执行标量量化和矢量量化中的哪一种量化来进行量化，即使在没有执行矢量量化的处理余量的情况下，也能够进行实时处理。
第22发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其中，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储与对上述多个子带语音信号进行过矢量量化的量化表相同的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号进行矢量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在执行矢量量化时，学习与语音信号的矢量图案相适应的矢量图案，更新量化表中存储的矢量图案，将记录有更新过的矢量图案的量化表发送到通信对方，所以能够增加信噪比。
第23发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其中，上述频带合成部件包括：频带合成部，具有预先设定的不对称的有限冲击响应；以及滤波器系数设定部，设定多个滤波器系数；上述滤波器系数设定部设定多个滤波器系数，以便相对于对称的有限冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制，具有预先设定的不对称的冲击响应。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第24发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，包括：子带分离部件，接收按每个子带对多个子带的子带语音信号进行编码所得的多个子带编码语音信号，从上述多个子带编码语音信号中分离与对上述多个子带编码语音信号分别进行矢量量化所得的多个码矢对应的多个下标；多个逆量化部件，由分离出的上述多个下标来矢量逆量化出多个子带语音信号；上采样器(アツプサンプラ)，对上述预先设定的多个子带语音信号分别进行上采样(アツプサンプリング)，以便对为了进行抽取而进行了下采样的多个子带语音信号插值出抽取掉的样本值；以及频带合成部件，由上述多个子带语音信号具有的上述子带语音分量来频带合成上述语音信号。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第25发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其中，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储与对上述多个子带语音信号分别进行过矢量量化的量化表相同的量化表；多个逆量化器，由分离出的上述多个下标来搜索上述量化表存储部中存储的多个码矢，对搜索到的上述多个码矢分别进行逆量化；比例因子适配器，根据逆量化过的过去多个码矢的变化倾向，在上述过去多个码矢的变化倾向大时增大比例因子，而在上述过去多个码矢的变化倾向小时减少比例因子，根据上述过去多个码矢的变化倾向对逆量化过的码矢适配比例因子；以及预测器，根据逆量化过的过去多个逆量化值来计算预测值；由上述多个下标来搜索上述量化表中记录的上述多个码矢，根据搜索到的多个码矢来分别进行逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第26发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，包括：准备步骤，准备：子带分离部件，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，从接收到的编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带编码语音信号进行逆量化；以及频带合成部件，预先具有不对称的冲击响应，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成上述语音信号；子带分离步骤，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，通过上述子带分离部件，从接收到的编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化步骤，通过上述逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带语音信号进行逆量化；以及频带合成部件，通过上述合成部件，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成上述语音信号。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第27发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其中，在上述多个逆量化步骤中，通过上述逆量化部件，对分离出的上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第28发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其中，在上述多个逆量化步骤中，通过上述多个逆量化部件，在预先指定了矢量逆量化的子带中，对上述预先指定了矢量逆量化的子带的子带语音信号进行矢量逆量化；在预先指定了标量逆量化的子带中，对上述预先指定了标量逆量化的子带的子带语音信号进行标量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，通过对每个子带判定执行标量量化和矢量量化中的哪一种量化来进行量化，即使在没有执行矢量量化的处理余量的情况下，也能够进行实时处理。
第29发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其中，在上述准备步骤中，准备上述多个逆量化部件，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；在上述多个逆量化步骤中，包括：量化表存储步骤，通过上述量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收步骤，通过上述量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理步骤，通过上述返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在执行矢量量化时，学习与语音信号的矢量图案相适应的矢量图案，更新量化表中存储的矢量图案，将记录有更新过的矢量图案的量化表发送到通信对方，所以能够增加信噪比。
第29发明提供一种子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其中，在上述准备步骤中，准备上述多个逆量化部件，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；在上述多个逆量化步骤中，包括：量化表存储步骤，通过上述量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收步骤，通过上述量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理步骤，通过上述返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第30发明提供一种无线接收系统，包括：子带分离部件，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，从上述编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带编码语音信号进行逆量化；以及多个频带合成部件，具有预先设定的不对称的冲击响应，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成语音信号。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，此外，即使在分割为子带的分割数增加的情况下，与现有的树结构的频带分割滤波器相比，也能够抑制硬件规模，削减频带滤波造成的群时延量。
第31发明提供一种无线接收系统，其中，上述多个逆量化部件对分离出的上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在低比特率时能够抑制从编码语音信号解码出的语音信号的质量恶化。
第32发明提供一种无线接收系统，其中，上述多个逆量化部件在预先指定了矢量逆量化的子带中，对上述预先指定了矢量逆量化的子带的子带语音信号进行矢量逆量化；在预先指定了标量逆量化的子带中，对上述预先指定了标量逆量化的子带的子带语音信号进行标量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，通过对每个子带判定执行标量量化和矢量量化中的哪一种量化来进行量化，即使在没有执行矢量量化的处理余量的情况下，也能够进行实时处理。
第33发明提供一种无线接收系统，其中，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量逆量化。通过该结构，由于包括具有预先设定的不对称的冲击响应特性的频带分割滤波器，所以与具有对称的冲击响应特性的现有的频带分割滤波器相比，能够削减频带滤波造成的群时延量，再者，在执行矢量量化时，学习与语音信号的矢量图案相适应的矢量图案，更新量化表中存储的矢量图案，将记录有更新过的矢量图案的量化表发送到通信对方，所以能够增加信噪比。
附图说明
通过后面结合以下附图进行的说明，本发明的子带ADPCM编码装置、子带ADPCM编码方法、无线发送系统、子带ADPCM解码装置、子带ADPCM解码方法、及无线接收系统的特征及优点将会变得更加清楚。
图1是本发明第1实施例的子带自适应差分脉冲编码调制编码器的方框图。
图2是本发明第1实施例的子带自适应差分脉冲编码调制解码器的方框图。
图3是本发明第1实施例的基本滤波器的冲击响应图。
图4是本发明第1实施例的基本滤波器的频率振幅特性图。
图5是本发明第1实施例的基本滤波器的群时延特性图。
图6是本发明第1实施例的基本滤波器的滤波器系数表图。
图7是本发明第1实施例的基本滤波器的滤波器系数表图。
图8是表示与本发明第1实施例的滤波器组的延迟量不同的延迟量特性。
图9是本发明第2实施例的进行矢量量化的子带自适应差分脉冲编码调制解码器的方框图。
图10是本发明第2实施例的进行矢量量化的子带自适应差分脉冲编码调制解码器的方框图。
图11是子带ADPCM编码装置100的工作流程图。
图12是ADPCM量化器(110、111、112、113)的工作流程图。
图13是更新量化表的工作流程图。
图14是子带ADPCM解码装置200的工作流程图。
图15是ADPCM逆量化器(202、203、204、205)的工作流程图。
图16是现有的子带自适应差分脉冲编码调制编码器和子带自适应差分脉冲编码调制解码器的方框图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(第1实施例)
图1是本发明第1实施例的子带ADPCM编码装置的一例，是将预先设定的频带分割为4个子带来进行编码的子带ADPCM编码装置100的方框图。图1所示的ADPCM编码装置100包括：4个频带分割有限冲击响应滤波器(以下，简称频带分割FIR滤波器)(H0(z)102、H1(z)103、H2(z)104、H3(z)105)，分别具有预先设定的不对称的冲击响应特性，输入具有预先设定的采样频率的语音信号，将输入的语音信号的频带分割为预先设定的4个子带；4个下采样器(106、107、108、109)，根据4个预先设定的子带的采样频率来进行下采样，以便对4个子带语音信号分别进行抽取；4个量化部件(110、111、112、113)，以预先设定的分割数对下采样过的4个子带语音信号分别进行量化；以及编码部件(115)，对量化过的4个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码(以下，简称ADPCM编码)。
此外，频带分割FIR滤波器(H0(z)102、H1(z)103、H2(z)104、H3(z)105)、和4个下采样器(106、107、108、109)构成子带分割滤波器组101。此外，子带语音信号取得部件由子带分割滤波器组101构成。此外，频带分割FIR滤波器(H0(z)102、H1(z)103、H2(z)104、H3(z)105)分别包括：滤波器系数设定部，设定多个滤波器系数；以及滤波器部，根据设定的多个滤波器系数从语音信号中滤波出预先设定的子带语音信号。滤波器系数设定部相对于对称的有限冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制，具有预先设定的不对称的冲击响应。
接着，参照图3至图7来更详细地说明子带分割滤波器组101。
图3是向频带分割FIR滤波器(H0(z)102、H1(z)103、H2(z)104、H3(z)105)输入了预先设定的冲击信号时的冲击响应图。在图3所示的2个表示冲击响应的波形中，点划线描绘的冲击响应的波形是设定了预先设定的多个滤波器系数信号，以便输出关于64个样本的中央对称的冲击响应。而实线描绘的冲击响应的波形是对输入到具有对称冲击响应的基本滤波器中的预先设定的多个滤波器系数信号进行调制，以便具有预先设定的不对称冲击响应特性。图6及图7所示的表是对称冲击响应和预先设定的不对称冲击响应各自的、输入到基本滤波器中的预先设定的多个滤波器系数信号的一例。
此外，如(1)式所示，将相对于对称的冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制的不对称的冲击响应称为预先设定的不对称的冲击响应。此外，设定频带分割FIR滤波器(H0(z)102、H1(z)103、H2(z)104、H3(z)105)的滤波器系数，以便具有预先设定的不对称的冲击响应。
其中，k：子带的号码(0～M-1)，pL(n)：基本滤波器的冲击响应，M：子带的分割数；Kd：与分割有关的延迟
此外，在图4所示的频率振幅特性中，与对称冲击响应的滤波器相比，在呈现不对称冲击响应的滤波器中，振幅进一步被抑制。此外，在图5所示的群时延特性中，与对称冲击响应的滤波器相比，在呈现不对称冲击响应的滤波器中，群时延进一步被抑制。
此外，在对称的冲击响应的滤波器中，分割为子带后的子带语音信号的延迟量为N-1；而在预先设定的不对称的冲击响应的滤波器中，延迟量被抑制到N-1以下。这里，N是基本滤波器的抽头数。
接着，说明作为矢量量化部件来进行矢量量化的ADPCM量化器(110、111、112、113)。
图9示出对语音信号进行矢量量化的ADPCM量化器(110、111、112、113)。
在矢量量化中，将与预先存储的多个矢量的二乘平均误差最小的矢量选择为代表矢量，以便将预先设定的数目的样本值量化为1个矢量，将选择出的代表矢量对预先设定的数目的样本值集中进行量化。此外，将选择出的代表矢量称为码矢，将预先存储的多个代表矢量的表称为矢量码本。
此外，ADPCM量化器(110、111、112、113)在预先指定了矢量量化的子带中，对子带语音信号进行矢量量化，在预先指定了标量量化的子带中，对子带语音信号进行标量量化。此外，在进行矢量量化的处理能力有余量的情况下，不光在预先设定的子带中，而是在所有子带中进行矢量量化；而在进行矢量量化的处理能力没有余量的情况下，限定进行矢量量化的子带。
此外，ADPCM量化器(110、111、112、113)包括：多个码矢，对多个子带语音信号分别进行矢量量化；量化表存储部403，将与该多个码矢对应的多个下标预先存储到量化表中；逆量化器404，对量化表存储部中存储的码矢进行逆量化；比例因子适配器405，根据逆量化过的过去多个码矢的变化倾向，在过去多个码矢的变化倾向大时增大比例因子，而在过去多个码矢的变化倾向小时减少比例因子，根据过去多个码矢的变化倾向对逆量化过的码矢适配比例因子；预测器406，根据逆量化过的过去多个逆量化值来计算预测值；输入缓冲器401，存储下次取得的子带语音信号的多个样本值；以及最小二乘平均误差计算器401，根据逆量化器404逆量化过的逆量化值和预测器406算出的预测值来计算下次取得的子带语音信号的多个样本值的预测值，从输入缓冲器401中存储的子带语音信号中减去下次取得的子带语音信号的多个样本值的预测值，根据该减法结果来计算最小二乘平均误差，以便选择误差最小的码矢。
此外，ADPCM量化器(110、111、112、113)还包括：量化表更新部407，根据从输入缓冲器401中存储的子带语音信号的多个样本值中减去下次取得的子带语音信号的多个样本值的预测值所得的减法结果，用预先设定的学习方法来学习进一步减小误差的码矢，更新量化表；状态判定部409，判定输入的语音信号是否在预先设定的最小信号电平以下，进而判定预先设定的最小信号电平以下的状态的持续是否超过了预先设定的持续时间；以及量化表发送部408，将更新过的量化表发送到预先设定的接收方。在状态判定部409判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，量化表发送部408将更新过的量化表发送到预先设定的接收方，在将更新过的量化表发送到接收方的过程中，在状态判定部409判定为输入的语音信号超过了预先设定的最小信号电平时，量化表发送部408中断更新过的量化表的发送，进而在状态判定部409判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，量化表发送部408继续更新过的量化表的发送，在完成了更新过的量化表的发送时，根据更新过的量化表来进行矢量量化。
此外，ADPCM量化器(110、111、112、113)包括：多个能量计算部，分别计算通过代表矢量的逆量化而取得的子带语音信号的能量；比率计算部件，计算算出的多个子带语音信号的能量的比率；以及自适应比特分配部，根据算出的多个子带语音信号的能量的比率向每个子带自适应地分配比特数。也可以根据逆量化过的多个子带语音信号的能量比，来自适应地向每个子带分配比特数。
此外，自适应比特分配器114自适应地向每个子带进行比特分配。此外，也可以不是自适应地向每个子带进行比特分配，而是进行预先设定的比特分配、即固定比特分配。此外，复用器115将按每个子带量化过的语音信号整形为比特流。
接着，参照图11来说明子带ADPCM编码装置100的工作。
预先分别设定频带分割FIR滤波器(H0(z)102、H1(z)103、H2(z)104、H3(z)105)中预先设定的多个滤波器系数信号，使得多个频带分割FIR滤波器具有预先设定的不对称的冲击响应特性。接着，输入语音，将语音变换为语音信号(S101)。接着，按预先设定的采样频率对语音信号进行采样(S102)。接着，在频带分割步骤中，子带语音信号取得部件将输入的语音信号的频带分割为预先设定的多个子带(S103)。接着，下采样器(106、107、108、109)对子带语音信号进行下采样(S104)。接着，在量化步骤中，按预先设定的分割数对频带分割出的多个子带语音信号进行量化(S105)。接着，在编码步骤中，对量化过的多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码(S106)。
接着，参照图12来说明ADPCM量化器(110、111、112、113)的工作。
首先，将下次取得的多个子带语音信号的多个样本值存储到输入缓冲器401中(S201)。接着，最小平均二乘误差计算器402计算其与下次取得的多个子带语音信号的预测值的平均二乘误差。接着，判定误差是否最小。在这里判定为误差不是最小时，选择下一码矢(S204)。接着，逆量化器404对选择出的码矢进行逆量化(S205)。接着，比例因子适配器405对逆量化过的码矢适配比例因子(S206)。接着，将适配了比例因子的码矢和预测器406的输出相加，计算其与下次取得的多个子带语音信号的多个样本值的二乘平均误差，判定二乘平均误差是否最小。在这里判定为误差最小时，根据码矢对语音信号进行矢量量化。
接着，参照图13来说明更新量化表的工作。
首先，通过学习来更新量化表，判定是否发送更新过的量化表(S301)。接着，状态判定部409判定是否在预先设定的最小信号电平以下，进而判定预先设定的最小信号电平以下的状态的持续是否超过了预先设定的持续时间(S302)。接着，量化表发送部408将更新过的量化表发送到预先设定的接收方(S303)。接着，在将更新过的量化表发送到接收方的过程中，在状态判定部409判定为输入的语音信号超过了预先设定的最小信号电平时，量化表发送部408中断更新过的量化表的发送(S304)。进而，在状态判定部409判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，量化表发送部408继续发送更新过的量化表。
此外，通过完成更新过的量化表的发送，发送端根据更新过的量化表来进行矢量量化，而接收端根据更新过的量化表来进行矢量逆量化。
上面说明了语音信号被分割为4个频带的子带ADPMC编码装置，但是并不限于分割为4个。
如上所述，根据本发明的实施例，通过使频带分割滤波器具有不对称冲击响应特性，能够提供群时延少的子带ADPCM编码装置。
(第2实施例)
图9是本发明第2实施例的子带ADPCM解码装置的一例，是从将预先设定的频带分割为4个子带而进行过编码的编码语音信号中解码出语音信号的子带ADPCM解码装置200的方框图。图9所示的子带ADPCM解码装置200包括：分用器201，编码过的编码语音信号具有分割为4个子带的4个子带编码语音信号，按预先设定的比特数从编码语音信号中分离4个子带编码语音信号；4个逆量化部件(202、203、204、205)，按预先设定的分割数对分离出的4个子带编码语音信号进行逆量化；4个上采样器(207、208、209、210)，逆量化过的4个子带语音信号分别具有为了相反子带语音信号的样本值而下采样的子带的采样频率，对子带语音信号进行上采样，以便插值出抽取掉的子带语音信号的样本值；4个频带合成滤波器(F0(z)211、F1(z)212、F2(z)213、F3(z)214)，上采样过的4个子带语音信号分别具有语音信号的4个子带语音分量，输入4个子带语音信号和预先设定的多个滤波器系数信号，由输入的4个子带语音信号来合成语音信号；以及4个系数设定部件(116、117、118、119)，分别设定分别输入到4个频带合成滤波器(F0(z)211、F1(z)212、F2(z)213、F3(z)214)中的预先设定的多个滤波器系数信号，使得4个频带合成滤波器分别具有预先设定的不对称的冲击响应特性。
这样，频带合成滤波器(F0(z)211、F1(z)212、F2(z)213、F3(z)214)分别包括：滤波器系数设定部，设定多个滤波器系数；以及滤波器部，根据设定的多个滤波器系数由语音信号来合成预先设定的子带语音信号。相对于对称的有限冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制，具有预先设定的不对称的冲击响应。
此外，如(2)式所示设定预先设定的多个滤波器系数，以便用预先设定的余弦信号来调制冲击响应。
其中，k：子带的号码(0～M-1)，pL(n)：基本滤波器的冲击响应，M：子带的分割数；kd：与分割有关的延迟。
此外，图8示出现有的树结构的滤波器组和本发明实施例的具有不对称冲击响应特性的滤波器组的延迟量的比较。从该图8可知，本发明实施例的子带编码-解码方法在削减延迟量方面得到了优良的效果。
10示出进行矢量逆量化的1个子带ADPCM逆量化器(202、203、204、205)。如图10所示，子带ADPCM逆量化器(202、203、204、205)包括：矢量码本501，由接收到的下标来计算码矢；逆量化器502，进行码矢的逆量化；比例因子适配器503，计算用于逆量化的比例因子；及预测器504。
此外，在没有实时进行矢量逆量化的处理能力的情况下，有的子带也可以进行标量量化、即通常的ADPCM。此外，在编码器端，在实时处理有余量的情况下，也可以学习码矢，更新矢量码本。
接着，参照图14来说明子带ADPCM编码装置200的工作。
首先，接收码矢的下标，从矢量码本501中选择与接收到的下标对应的码矢(S401)。接着，ADPCM逆量化器(202、203、204、205)按每个子带对选择出的码矢进行逆量化，取得语音信号(S402)。接着，上采样器(207、208、209、210)按每个子带对逆量化过的语音信号进行上采样(S403)。接着，频带合成滤波器(211、212、213、214)将上采样过的语音信号合成为语音信号(S404)。
接着，参照图15来说明ADPCM逆量化器(202、203、204、205)的工作。
首先，接收码矢的下标(S501)。接着，选择与下标对应的码矢(S502)。接着，逆量化器502对选择出的码矢进行逆量化，比例因子适配器503适配比例因子(S503)。接着，与预测器504的输出相加，从ADPCM逆量化器输出(S504)。
接着，说明接收更新过的量化表时的工作。
更新过的矢量码本在判定为在编码器端的输入上没有输入信号时，准备1个通常不分配的下标，更新过的矢量码本在发送到解码器之前在一定时间内发送该下标后，发送更新矢量码本。在发送过程中有输入信号时，立即中断更新矢量码本的发送，所以在发送通常不分配的下标后，发送通常的编码下标。此外，在编码器再次成为无输入状态时，在一定时间内发送通常不分配的下标后，从中断的地方起开始发送更新矢量码本。在结束规定数目的矢量码本的发送后，返回到通常的编码处理、及解码处理。
上面说明了由4个频带来合成语音信号的子带ADPCM解码装置，但是并不限于分割为4个。
如上所述，本发明包括系数设定部件，设定多个滤波器系数以便在子带分割及合成中频带分割滤波器及频带合成滤波器具有不对称冲击响应特性，从而能够提供子带ADPCM编码装置、子带ADPCM编码方法、无线发送系统，与现有的对称冲击响应的频带分割滤波器及频带合成滤波器相比，具有削减群时延这一效果。
再者，本发明通过包括：分离部，接收编码信号，逐帧按对各子带规定的比特数来进行子带分离；逆量化部，按预先设定的分割数对分离出的信号分别进行逆量化；以及合成滤波器组，基本滤波器的冲击响应不对称，合成逆量化过的各个信号。从而能够提供子带ADPCM解码装置、子带ADPCM解码方法、无线接收系统，与现有的冲击响应对称的基本滤波器相比，具有下述效果：削减因滤波而产生的群时延量，在子带分割数增加的情况下，与树结构相比，缩小了硬件规模，削减了群时延。
Claims (33)
1、一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，包括：子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称的冲击响应，输入语音信号，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。
2、如权利要求1所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，上述多个量化部件对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
3、如权利要求1所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，上述多个量化部件在预先指定了矢量量化的子带中，对上述预先指定了矢量量化的子带的子带语音信号进行矢量量化；在预先指定了标量量化的子带中，对上述预先指定了标量量化的子帮的子带语音信号进行标量量化。
4、如权利要求2或3所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，
上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；
在完成了更新过的上述量化表的发送时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
5、如权利要求1所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，上述子带语音信号取得部件包括具有不对称的有限冲击响应的多个频带分割滤波器，上述多个频带分割滤波器将上述语音信号的频带分割为上述预先设定的多个子带。
6、如权利要求5所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，
上述多个频带分割滤波器分别包括：滤波器系数设定部，设定多个滤波器系数；以及滤波器部，根据设定的上述多个滤波器系数从上述语音信号中滤波出预先设定的子带语音信号；
上述滤波器系数设定部设定上述多个滤波器系数，以便相对于对称的有限冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制，具有预先设定的不对称的冲击响应。
7、一种子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，包括：话筒，输入语音，变换为语音信号；离散语音信号取得部件，从变换出的上述语音信号中以预先设定的采样间隔来取得离散语音信号；子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称的有限冲击响应，输入语音信号，将取得的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带离散语音信号；多个下采样器，按多个子带具有的预先设定的多个子带采样频率来进行下采样，以便抽取分割出的上述多个子带离散语音信号；多个量化部件，对下采样出的上述多个子带离散语音信号进行矢量量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。
8、如权利要求7所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，
上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化的多个码矢和对应的多个下标预先存储到量化表中；逆量化器，对上述量化表存储部中存储的码矢进行逆量化；比例因子适配器，根据逆量化过的过去多个码矢的变化倾向，在上述过去多个码矢的变化倾向大时增大比例因子，而在上述过去多个码矢的变化倾向小时减少比例因子，根据上述过去多个码矢的变化倾向对逆量化过的码矢适配比例因子；预测器，根据逆量化过的过去多个逆量化值来计算预测值；输入缓冲器，存储下次取得的子带语音信号的多个样本值；以及最小二乘平均误差计算器，根据上述逆量化器逆量化过的逆量化值和上述预测器算出的上述预测值来计算下次取得的子带语音信号的预测值，从上述输入缓冲器中存储的上述子带语音信号中减去上述下次取得的子带语音信号的预测值，根据减法结果来计算最小二乘平均误差，以便选择误差最小的码矢；
上述最小二乘平均误差计算器从上述量化表存储部中存储的上述多个码矢中选择1个码矢，根据选择出的上述1个码矢来进行矢量量化。
9、如权利要求7所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，
上述多个量化部件包括：量化表更新部，根据从上述输入缓冲器中存储的上述子带语音信号的多个样本值中减去上述下次取得的子带语音信号的多个样本值的预测值所得的减法结果，用预先设定的学习方法来学习进一步减小误差的码矢，更新量化表；状态判定部，判定输入的上述语音信号是否在预先设定的最小信号电平以下，进而判定上述预先设定的最小信号电平以下的状态的持续是否超过了预先设定的持续时间；以及量化表发送部，将更新过的上述量化表发送到预先设定的接收方；
在上述状态判定部判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为上述预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，上述量化表发送部将上述更新过的量化表发送到预先设定的接收方，在将上述更新过的量化表发送到接收方的过程中，在上述状态判定部判定为输入的上述语音信号超过了预先设定的最小信号电平时，上述量化表发送部中断上述更新过的量化表的发送，进而在上述状态判定部判定为在预先设定的最小信号电平以下、进而判定为上述预先设定的最小信号电平以下的状态的持续超过了预先设定的持续时间时，上述量化表发送部继续中断了的上述更新过的量化表的发送，在完成了上述更新过的量化表的发送时，根据上述更新过的量化表来进行矢量量化。
10、如权利要求7所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码装置，其特征在于，上述矢量量化部件分别计算上述逆量化部逆量化过的上述多个子带语音信号的能量，根据算出的上述多个子带语音信号的能量之比来自适应地分配比特数。
11、一种子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其特征在于，包括：
准备步骤，准备：多个子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称冲击响应，输入语音信号，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码；
多个子带语音信号取得步骤，通过上述频带分割滤波器，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；
多个量化步骤，通过上述多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及
编码步骤，通过上述多个编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。
12、如权利要求11所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其特征在于，在上述多个量化步骤中，对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
13、如权利要求11所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其特征在于，在上述多个量化步骤中，在预先指定了矢量量化的子带中，对上述预先指定了矢量量化的子带的子带语音信号进行矢量量化；在预先指定了标量量化的子带中，对上述预先指定了标量量化的子带的子带语音信号进行标量量化。
14、如权利要求12或13所述的子带自适应差分脉冲编码调制编码方法，其特征在于，
在上述准备步骤中，准备上述多个量化部，上述多个量化部包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；
在上述多个量化步骤中，包括：量化表存储步骤，通过上述量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新步骤，通过上述量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送步骤，通过上述量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；
在完成了更新过的上述量化表的发送时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
15、一种无线发送系统，其特征在于包括：多个子带语音信号取得部件，具有预先设定的不对称冲击响应，输入语音信号，将输入的上述语音信号的频带分割为预先设定的多个子带，取得频带分割出的多个子带语音信号；多个量化部件，按预先设定的分割数对频带分割出的上述多个子带语音信号进行量化；以及编码部件，对量化过的上述多个子带语音信号进行自适应差分脉冲编码调制编码。
16、如权利要求15所述的无线发送系统，其特征在于，上述多个量化部件对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
17、如权利要求15所述的无线发送系统，其特征在于，上述多个量化部件在预先指定了矢量量化的子带中，对上述预先指定了矢量量化的子带的子带语音信号进行矢量量化；在预先指定了标量量化的子带中，对上述预先指定了标量量化的子带的子带语音信号进行标量量化。
18、如权利要求16或17所述的无线发送系统，其特征在于，
上述多个量化部件包括：量化表存储部，将对上述多个子带语音信号进行矢量量化的多个码矢预先存储到量化表中；量化表更新部，根据上述多个子带语音信号的信号图案来更新预先存储的上述多个码矢；以及量化表发送部，判定低于预先设定的最小信号电平的无音状态的持续是否超过了预先设定的持续时间，根据判定结果来发送更新过的上述量化表；
在完成了更新过的上述量化表的发送时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
19、一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，包括：子带分离部件，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，从上述编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带编码语音信号进行逆量化；以及多个频带合成部件，具有预先设定的不对称的冲击响应，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成语音信号。
20、如权利要求19所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，上述多个逆量化部件对分离出的上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
21、如权利要求19所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，上述多个逆量化部件在预先指定了矢量逆量化的子带中，对上述预先指定了矢量逆量化的子带的子带语音信号进行矢量逆量化；在预先指定了标量逆量化的子带中，对上述预先指定了标量逆量化的子带的子带语音信号进行标量逆量化。
22、如权利要求20或21所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，
上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储与对上述多个子带语音信号进行过矢量量化的量化表相同的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；
在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号进行矢量逆量化。
23、如权利要求19所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，
上述频带合成部件包括：频带合成部，具有预先设定的不对称的有限冲击响应；以及滤波器系数设定部，设定多个滤波器系数；
上述滤波器系数设定部设定多个滤波器系数，以便相对于对称的有限冲击响应的对称轴具有预先设定的相位差来进行余弦调制，具有预先设定的不对称的冲击响应。
24、一种子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，包括：子带分离部件，接收按每个子带对多个子带的子带语音信号进行编码所得的多个子带编码语音信号，从上述多个子带编码语音信号中分离与对上述多个编码语音信号分别进行矢量量化所得的多个码矢对应的多个下标；多个逆量化部件，由分离出的上述多个下标来矢量逆量化出多个子带语音信号；上采样器，对上述预先设定的多个子带语音信号分别进行上采样，以便对为了进行抽取而进行了下采样的多个子带语音信号插值出抽取掉的样本值；以及频带合成部件，由上述多个子带语音信号具有的上述子带语音分量来频带合成上述语音信号。
25、如权利要求24所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储与对上述多个子带语音信号分别进行过矢量量化的量化表相同的量化表；多个逆量化器，由分离出的上述多个下标来搜索上述量化表存储部中存储的多个码矢，对搜索到的上述多个码矢分别进行逆量化；比例因子适配器，根据逆量化过的过去多个码矢的变化倾向，在上述过去多个码矢的变化倾向大时增大比例因子，而在上述过去多个码矢的变化倾向小时减少比例因子，根据上述过去多个码矢的变化倾向对逆量化过的码矢适配比例因子；以及预测器，根据逆量化过的过去多个逆量化值来计算预测值；
由上述多个下标来搜索上述量化表中记录的上述多个码矢，根据搜索到的多个码矢来分别进行逆量化。
26、一种子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其特征在于，包括：
准备步骤，准备：子带分离部件，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，从接收到的编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带编码语音信号进行逆量化；以及频带合成部件，预先具有不对称的冲击响应，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成上述语音信号；
子带分离步骤，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，通过上述子带分离部件，从接收到的编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；
多个逆量化步骤，通过上述逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带语音信号进行逆量化；以及
频带合成部件，通过上述合成部件，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成上述语音信号。
27、如权利要求26所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其特征在于，在上述多个逆量化步骤中，通过上述逆量化部件，对分离出的上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
28、如权利要求26所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其特征在于，在上述多个逆量化步骤中，通过上述多个逆量化部件，在预先指定了矢量逆量化的子带中，对上述预先指定了矢量逆量化的子带的子带语音信号进行矢量逆量化；在预先指定了标量逆量化的子带中，对上述预先指定了标量逆量化的子带的子带语音信号进行标量逆量化。
29、如权利要求27或28所述的子带自适应差分脉冲编码调制解码方法，其特征在于，
在上述准备步骤中，准备上述多个逆量化部件，上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；
在上述多个逆量化步骤中，包括：量化表存储步骤，通过上述量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收步骤，通过上述量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理步骤，通过上述返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；
在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量逆量化。
30、一种无线接收系统，其特征在于，包括：子带分离部件，接收对多个子带的子带语音信号进行编码所得的编码语音信号，从上述编码语音信号中分离上述多个子带编码语音信号；多个逆量化部件，按预先设定的分割数对分离出的上述多个子带编码语音信号进行逆量化；以及多个频带合成部件，具有预先设定的不对称的冲击响应，由逆量化过的上述多个子带语音信号来频带合成语音信号。
31、如权利要求30所述的无线接收系统，其特征在于，上述多个逆量化部件对分离出的上述多个子带语音信号分别进行矢量量化。
32、如权利要求30所述的无线接收系统，其特征在于，上述多个逆量化部件在预先指定了矢量逆量化的子带中，对上述预先指定了矢量逆量化的子带的子带语音信号进行矢量逆量化；在预先指定了标量逆量化的子带中，对上述预先指定了标量逆量化的子带的子带语音信号进行标量逆量化。
33、如权利要求31或32所述的无线接收系统，其特征在于，
上述多个逆量化部件包括：量化表存储部，预先存储对上述多个子带语音信号进行矢量量化时的量化表；量化表接收部，通过接收表示上述量化表的发送的预先设定的识别信号，来接收更新过的量化表；以及返回解码处理部件，通过中断上述更新过的量化表的发送，接收表示上述编码语音信号的发送的预先设定的识别信号，来立即返回到上述编码语音信号的解码处理；
在完成了更新过的上述量化表的接收时，根据更新过的上述量化表对上述多个子带语音信号分别进行矢量逆量化。
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