JP2000259187A - 音声データ圧縮方法 - Google Patents

音声データ圧縮方法

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JP2000259187A
JP2000259187A JP11058418A JP5841899A JP2000259187A JP 2000259187 A JP2000259187 A JP 2000259187A JP 11058418 A JP11058418 A JP 11058418A JP 5841899 A JP5841899 A JP 5841899A JP 2000259187 A JP2000259187 A JP 2000259187A
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waveform
odd
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JP11058418A
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Hiroshi Kawaguchi
浩 河口
Takashi Nakajima
敬司 中嶋
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Hitachi Information Technology Co Ltd
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Hitachi Information Technology Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル化された音声データをその周期性
を利用して高い圧縮率で伸長しやすい形式に圧縮するこ
とにある。 【解決手段】 音声データを予め決められた小区間に分
割し、小区間の半端データを求め、小区間から半端デー
タの区間を除いた区間を対象区間とし、該対象区間をP
=2を初期値として順次P等分し、P等分した最初の区
間1の波形データと、区間2以降の各区間の波形データ
とを比較し、全比較の結果が許容誤差の範囲で一致した
とき、対象区間をn・P(n≧2の整数)等分して波形
データの比較を行い、一致が得られたPまたはn・Pを
求め、対象区間をP又はn・P等分した区間の波形デー
タを基本波形データ、Pまたはn・Pを基本波形データ
の繰り返し数とし、小区間の音声データを基本波形デー
タと、繰り返し数と、前記半端データにより表現するこ
とにより、音声データを圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタル化された
音声等の周期性を持つデータのデータ量を縮小する非可
逆圧縮方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の特開昭63−212996及び特
開昭63−254499の音声データの周期性を利用し
基本波形を抽出し基本波形の繰り返し回数とで表現する
音声データ圧縮方法は、基本波形の抽出を従来の極大値
または極小値またはゼロクロス点の周期性から判定する
ものである。このため、波形そのものが周期的でなくて
も周期性の判定に使用する極大値または極小値またはゼ
ロクロス点が周期的であれば、周期性を持つと判定し圧
縮を行なう。
【0003】例えば、図1に示す波形では、一定以上の
値を超える極大値M1、M2、M3は周期的であるが、
波形自体は周期的でなく、また、一定値以下の極小値m
1、m2、m3は周期的であるが、波形自体は周期的で
ない。そして、この場合、波形自体は周期的ではない
が、圧縮を行う。
【0004】また、波形は周期的であっても、周期性の
判定に使用する極大値または極小値またはゼロクロス点
が周期的でなければ、圧縮は行わない。例えば、図2に
示す波形は、波形自体は周期的であるが、M1〜M2と
M2〜M3が違うため極大値が周期的と見られず、ま
た、m1〜m2とm2〜m3が違うため極小値が周期的
と見られず、また、ゼロクロス点Z1〜Z13について
も同様に周期的と見られないため、上記公知技術では圧
縮することができない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に音声データはコ
ンピュータシステムにおいて文字、数値等のデータと比
較してデータ量が大きく、内部記憶装置、外部記憶装置
等の資源を圧迫することが多い。また通信上もデータ量
の大きさが負担となる。また従来の音声の周期性を利用
した圧縮方法は前記の問題点がある。本発明は音声デー
タのように周期性を持つデータをその周期性を利用して
従来技術にくらべて正確にその周期を計算し、周期的に
繰り返される部分を省略することで圧縮率のよい圧縮を
おこない、また伸長時に簡単で高速な伸長を可能とし上
記問題点の解決を図るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、音声データを予め決められた小区間に分
割し、該小区間の先頭から予め決めた長さの区間の波形
データと該小区間の最後から該予め決めた長さの区間の
波形データとを比較し、許容誤差の範囲で一致しなけれ
ば、該予め決めた長さを一定量増加して前記比較を繰り
返し、許容誤差の範囲で一致すれば、該小区間の最後か
ら該一致したときの長さの区間の波形データを半端デー
タとし、該小区間から前記半端データの区間を除いた区
間を対象区間とし、該対象区間を2等分(P=2)し
て、2等分した最初の区間1と次の区間2の波形データ
を比較し、両波形データが許容誤差の範囲で一致しなけ
れば、順次3等分、……、P等分(P≧2の整数)し、
P等分した最初の区間1の波形データと、区間2以降の
各区間の波形データとの比較を行い、全ての比較の結果
が許容誤差の範囲で一致したとき、さらに順次、該対象
区間をn・P(nは2以上の整数)等分して前記波形デ
ータの比較を行い、該一致が得られたPまたはn・Pを
求め、前記対象区間をP等分またはn・P等分した区間
における波形データを基本波形データとし、Pまたはn
・Pを該基本波形データの繰り返し数として、前記小区
間の音声データを該基本波形データと、該基本波形デー
タの繰り返し数と、前記半端データにより表現すること
により、音声データを圧縮するようにしている。
【0007】さらに、前記半端データを取得できない場
合、または予め設定されたPの限界値までに前記全ての
比較の結果が許容誤差の範囲で一致しない場合には、前
記基本波形データは前記小区間全体の波形データとし、
前記基本波形データの繰り返し数は1とし、前記半端デ
ータは無しとするようにしている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の詳細を図
面に基づいて説明する。図3は、本発明が適用される音
声データ圧縮システムの構成を示す。ディジタル音声デ
ータはディジタル音声データファイル1からファイル入
出力装置3により読み出され、音声データ圧縮機構5に
入力される。アナログ音声データ2はアナログ音声入出
力装置4を介して、同じく音声データ圧縮機構5に入力
される。本発明の音声データ圧縮方法は、音声データ圧
縮機構5に適用され、音声データ圧縮機構5で圧縮され
た音声圧縮データはファイル入出力装置6により音声圧
縮データファイル7に格納される。
【0009】以下、本発明の音声データ圧縮方法の実施
例の詳細を図面に基づいて説明する。音声データは短時
間で見ると、同じ波形の繰り返しになっている部分が多
い。この性質を利用して高い圧縮率で音声データを圧縮
する。以下、実施例では、4段階の処理を行うことによ
り音声データを圧縮する。処理対象となる個々のデータ
は、音声データをサンプリング周波数でサンプリングし
たサンプリングデータであり、ディジタル化された音声
データである。
【0010】段階1 まず、音声データは長い時間の範囲で見れば、周波数、
振幅等が変化していくため周期性は見出すことができな
いのが普通である。それ故、圧縮しようとする音声デー
タを周期性を持つ可能性のある小区間に分割する。通常
の可聴範囲の音声データであれば100〜1000ms
程度のあらかじめ決められた長さに分割する。以下の段
階2および段階3では、この分割によって得られた小区
間のデータ毎に圧縮を行う。
【0011】段階2 図4は、音声データ圧縮の概念図であり、分割された小
区間の波形の例が示されている。小区間の波形は、元の
データの基本周波数より小区間の長さが十分大きく、か
つ巨視的な周波数および振幅の変動が少ない場合は図4
のようになる。図4の例では、同一波形(基本波形)8
回の繰り返しと、その波形の基本周期より短い半端部分
からなっている。繰り返し部分の長さと、半端部分の長
さを求めることができれば、この小区間のデータを、繰
り返し部分のデータ1個と、繰り返し部分の繰り返し回
数と、半端部分のデータとで表現できる。従って、繰り
返し回数分の基本波形を圧縮することができる。まず、
半端部分の長さを以下の方法で求める。半端部分の長さ
の候補として適当な長さD0を設定しておく。小区間の
先頭からD0の長さのデータと小区間の最後の長さD0
のデータを比較する。許容誤差の範囲で一致しなけれ
ば、D0を一定量増やして同じ処理を繰り返す。許容誤
差の範囲で一致すれば、一致した時のD0を求める半端
データの長さとする。D0を増やしても一致せず、D0
が小区間の長さを超えた場合は、小区間には、繰り返し
データは無いとする。そして、この小区間は、基本波形
が小区間全体、繰り返し数1、半端データはなしとす
る。
【0012】段階3 この段階では小区間から、段階2で求めた半端データ
(小区間の最後の長さD0)を取り除いた部分を処理の
対象とし、基本波形の長さと繰り返し回数を求める。小
区間から段階2で求めた半端部分を除いた部分を対象区
間と呼び、その長さをL(図4では繰り返し部分の長さ
L)とする。周期の数の候補をPとする。Pは最初2か
ら始める。対象区間をP個の同じ長さに分割する。これ
を区間1、区間2、……区間Pと呼ぶ。区間1の波形
と、区間2の波形……区間Pの波形を全て比較する。許
容誤差の範囲でこれらが一致すればPが求めたい繰り返
し数である。ただしPの整数倍がまた繰り返し数になっ
ている可能性があるので、Pの2倍、3倍……について
同様の処理をあらかじめ設定された限界を超えるまで繰
り返し最大の繰り返し数を求める必要がある。区間1
と、区間N(Nは2以上P以下)の波形の差が許容誤差
の範囲を越えていればPを1増やして同様の処理を繰り
返す。Pがあらかじめ設定された限界を超えれば周期性
なしとして、この小区間は、基本波形が小区間全体、繰
り返し数1、半端データはなしとする。あらかじめ設定
された限界にPが達するまでに繰り返し数が求まれば、
基本波形は区間1のデータ、繰り返し数P、半端データ
は段階2で求めたデータとなる。
【0013】以下に、段階3の処理例を説明する。 (1)2個に分割し、区間1と区間2を比較 結果不一致 (2)3個に分割し、区間1と区間2〜3を比較 結果不一致 : : (3)7個に分割し、区間1と区間2〜7を比較 結果一致 この後可能性のあるのは7の倍数なので7
の倍数のみ調べる。 (4)14個に分割し、区間1と区間2〜14を比較 結果一致 この後可能性のあるのは14の倍数なので
14の倍数のみ調べる。 (5)28個に分割し、区間1と区間2〜28を比較 結果一致 この後可能性のあるのは28の倍数なので
28の倍数のみ調べる。 (6)56個に分割し、区間1と区間2〜56を比較 結果不一致 求める繰り返し数は28となる。
【0014】段階4 段階1で分割した各小区間の音声データをその基本波形
と、繰り返し数と、半端データで表現する。
【0015】以上説明したように、本発明では、従来の
極大値または極小値またはゼロクロス点のみを使用した
場合に発生する誤判定を緩和することができ、より正確
な圧縮結果が得られる。
【0016】
【発明の効果】本発明により音声データを高い圧縮効率
で従来より正確に圧縮することが可能である。また伸長
時には、単に圧縮データを繰り返すのみであるため単純
で高速な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の方法では圧縮できない例を示す図であ
る。
【図2】従来の方法では誤って圧縮される例を示す図で
ある。
【図3】本発明が適用される音声データ圧縮システムの
構成を示す図である。
【図4】本発明の一実施例を説明するためのデータ圧縮
の概念図である。
【符号の説明】
1 圧縮前のディジタル音声データファイル 2 アナログ音声データ 3、6 ファイル入出力装置 4 アナログ音声入出力装置 5 音声データ圧縮機構 7 音声圧縮データファイル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声データを予め決められた小区間に分
    割し、 該小区間の先頭から予め決めた長さの区間の波形データ
    と該小区間の最後から該予め決めた長さの区間の波形デ
    ータとを比較し、許容誤差の範囲で一致しなければ、該
    予め決めた長さを一定量増加して前記比較を繰り返し、
    許容誤差の範囲で一致すれば、該小区間の最後から該一
    致したときの長さの区間の波形データを半端データと
    し、 該小区間から前記半端データの区間を除いた区間を対象
    区間とし、 該対象区間を2等分(P=2)して、2等分した最初の
    区間1と次の区間2の波形データを比較し、両波形デー
    タが許容誤差の範囲で一致しなければ、順次3等分、…
    …、P等分(P≧2の整数)し、P等分した最初の区間
    1の波形データと、区間2以降の各区間の波形データと
    の比較を行い、全ての比較の結果が許容誤差の範囲で一
    致したとき、さらに順次、該対象区間をn・P(nは2
    以上の整数)等分して前記波形データの比較を行い、該
    一致が得られたPまたはn・Pを求め、 前記対象区間をP等分またはn・P等分した区間におけ
    る波形データを基本波形データとし、Pまたはn・Pを
    該基本波形データの繰り返し数として、前記小区間の音
    声データを該基本波形データと、該基本波形データの繰
    り返し数と、前記半端データにより表現することによ
    り、音声データを圧縮することを特徴とする音声データ
    圧縮方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の音声データ圧縮方法にお
    いて、 前記半端データを取得できない場合、または予め設定さ
    れたPの限界値までに前記全ての比較の結果が許容誤差
    の範囲で一致しない場合には、前記基本波形データは前
    記小区間全体の波形データとし、前記基本波形データの
    繰り返し数は1とし、前記半端データは無しとすること
    を特徴とする音声データ圧縮方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033771A (ja) * 2003-06-16 2005-02-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd エコーキャンセル装置、エコーキャンセル方法および記録媒体
WO2016004629A1 (zh) * 2014-07-11 2016-01-14 华为技术有限公司 一种计算数据的预期压缩率的方法及装置

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RD04 Notification of resignation of power of attorney

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Effective date: 20040322