JP2000308167A - 音声符号化装置 - Google Patents
音声符号化装置Info
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- JP2000308167A JP2000308167A JP11112013A JP11201399A JP2000308167A JP 2000308167 A JP2000308167 A JP 2000308167A JP 11112013 A JP11112013 A JP 11112013A JP 11201399 A JP11201399 A JP 11201399A JP 2000308167 A JP2000308167 A JP 2000308167A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/16—Vocoder architecture
- G10L19/18—Vocoders using multiple modes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非音声信号の伝送特性の改善を図り、従来型
の復号器と対向接続を可能とし、非音声信号をインチャ
ネルで伝送可能とする音声符号化装置を得る。 【解決手段】 音声の符号化に適した第１の量子化処理
ブロック１０５、及び非音声の符号化に適した第２の量
子化処理ブロック１０６を有し、入力される信号を圧縮
符号化する符号器１０１と、入力される信号が音声信号
か非音声信号かを識別し、判定結果を出力する音声／非
音声信号識別器１０２と、各々の出力を多重化し伝送路
に出力する多重化部１０７とを備え、符号器１０１は、
音声／非音声信号識別器１０２の判定結果に応じて、第
１の量子化処理ブロック１０５、または第２の量子化処
理ブロック１０６のいずれかを選択する選択手段１０
３，１０４を有し、第１の量子化処理ブロック１０５及
び第２の量子化処理ブロック１０６は、同一の量子化テ
ーブル１０８を用いて信号を圧縮符号化する。
の復号器と対向接続を可能とし、非音声信号をインチャ
ネルで伝送可能とする音声符号化装置を得る。 【解決手段】 音声の符号化に適した第１の量子化処理
ブロック１０５、及び非音声の符号化に適した第２の量
子化処理ブロック１０６を有し、入力される信号を圧縮
符号化する符号器１０１と、入力される信号が音声信号
か非音声信号かを識別し、判定結果を出力する音声／非
音声信号識別器１０２と、各々の出力を多重化し伝送路
に出力する多重化部１０７とを備え、符号器１０１は、
音声／非音声信号識別器１０２の判定結果に応じて、第
１の量子化処理ブロック１０５、または第２の量子化処
理ブロック１０６のいずれかを選択する選択手段１０
３，１０４を有し、第１の量子化処理ブロック１０５及
び第２の量子化処理ブロック１０６は、同一の量子化テ
ーブル１０８を用いて信号を圧縮符号化する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声のディジタル
有線通信および無線通信において用いられる音声符号化
装置に関し、特にＤＴＭＦ（Dual Tone Multi-Frequenc
y）信号、ＰＢ（Push Button）信号などの、音声周波数
帯域を用いた非音声信号を伝送する事を目的とした音声
符号化装置の改良方法に関する。
有線通信および無線通信において用いられる音声符号化
装置に関し、特にＤＴＭＦ（Dual Tone Multi-Frequenc
y）信号、ＰＢ（Push Button）信号などの、音声周波数
帯域を用いた非音声信号を伝送する事を目的とした音声
符号化装置の改良方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】企業内通信においては、通信コストの低
減が最も重要な課題である。通信トラヒックの大部分を
占める音声信号の高能率伝送を実現するため、近年、８
ｋｂｉｔ／ｓ ＣＳ−ＡＣＥＬＰ（Conjugate-Structure
Algebraic-Code-Excited Linear Prediction : 共役構
造代数的符号励振線形予測）音声符号化方式（ITU-T勧
告G.729準拠）に代表されるような、音声符号化・復号
方式に基づく高能率音声符号化装置を適用する事例が増
えつつある。
減が最も重要な課題である。通信トラヒックの大部分を
占める音声信号の高能率伝送を実現するため、近年、８
ｋｂｉｔ／ｓ ＣＳ−ＡＣＥＬＰ（Conjugate-Structure
Algebraic-Code-Excited Linear Prediction : 共役構
造代数的符号励振線形予測）音声符号化方式（ITU-T勧
告G.729準拠）に代表されるような、音声符号化・復号
方式に基づく高能率音声符号化装置を適用する事例が増
えつつある。
【０００３】伝送速度が８ｋｂｉｔ／ｓクラスの音声符
号化アルゴリズムにおいては、少ない情報量で高品質な
音声を得るため、入力信号を音声信号に特化した構成と
なっている。この事を上記８ｋｂｉｔ／ｓ ＣＳ−ＡＣ
ＥＬＰ方式を例にとって説明する。図９に符号器の概略
ブロック図を、図１０に同詳細ブロック図を示す。
号化アルゴリズムにおいては、少ない情報量で高品質な
音声を得るため、入力信号を音声信号に特化した構成と
なっている。この事を上記８ｋｂｉｔ／ｓ ＣＳ−ＡＣ
ＥＬＰ方式を例にとって説明する。図９に符号器の概略
ブロック図を、図１０に同詳細ブロック図を示す。
【０００４】このような符号化方式は、人間の発声機構
をモデル化した符号化アルゴリズムとなっている。即
ち、人間の声道情報をモデル化した合成フィルタ６（音
声のスペクトル包絡に対応する線形フィルタ）を構成
し、人間の声帯音源に相当する、符号帳に蓄えられた時
系列の信号（加算器１５の出力）で駆動する事によって
音声を再生するＣＥＬＰ方式に基づいている。
をモデル化した符号化アルゴリズムとなっている。即
ち、人間の声道情報をモデル化した合成フィルタ６（音
声のスペクトル包絡に対応する線形フィルタ）を構成
し、人間の声帯音源に相当する、符号帳に蓄えられた時
系列の信号（加算器１５の出力）で駆動する事によって
音声を再生するＣＥＬＰ方式に基づいている。
【０００５】なお、詳細なアルゴリズムの説明は、ITU-
T Recommendation G.729, "Codingof Speech at 8kbit/
s using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited
Linear Prediction(CS-ACLEP)"を参照されたい。
T Recommendation G.729, "Codingof Speech at 8kbit/
s using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited
Linear Prediction(CS-ACLEP)"を参照されたい。
【０００６】符号化アルゴリズムが音声に特化された構
造になると、高能率音声符号化装置を用いた伝送路にお
いて、音声周波数帯域を用いた音声信号以外の信号（例
えば、ＤＴＭＦ信号、ＰＢ信号、No.5シグナリング、モ
デム信号など）の伝送特性は、伝送効率が高能率になれ
ばなるほど低下する傾向がある。
造になると、高能率音声符号化装置を用いた伝送路にお
いて、音声周波数帯域を用いた音声信号以外の信号（例
えば、ＤＴＭＦ信号、ＰＢ信号、No.5シグナリング、モ
デム信号など）の伝送特性は、伝送効率が高能率になれ
ばなるほど低下する傾向がある。
【０００７】この事を示す一例として、ＬＳＰ量子化部
の詳細について、図１１を用いて説明する。図１１は、
図９に示したＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式に基づく符号器内の
ＬＳＰ量子化部（３０９）の詳細構成である。図１１に
おいて３０８はＬＳＰのＭＡ（移動平均）予測成分を計
算するＭＡ予測成分計算器、３３０は乗算器、３３１，
３３２，３３３は加算器、３３８は入力ＬＳＰ係数をも
とに重み付け係数を算出する量子化誤差重み付け係数計
算部、３３４は加算器３３２で計算された量子化ＬＳＰ
ベクトルと、入力音声信号をもとに計算されたＬＳＰベ
クトルとの自乗誤差を計算し、３３４で計算された重み
付け係数を乗じた後、量子化ＬＳＰベクトル候補の中か
ら最小の自乗誤差を選択する機能を備えた最小自乗誤差
計算器、３３５は第１段ＬＳＰ符号帳、３３６は第２段
ＬＳＰ符号帳、３３７はＭＡ予測係数のセットが複数種
類格納されたＭＡ予測係数符号帳である。
の詳細について、図１１を用いて説明する。図１１は、
図９に示したＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式に基づく符号器内の
ＬＳＰ量子化部（３０９）の詳細構成である。図１１に
おいて３０８はＬＳＰのＭＡ（移動平均）予測成分を計
算するＭＡ予測成分計算器、３３０は乗算器、３３１，
３３２，３３３は加算器、３３８は入力ＬＳＰ係数をも
とに重み付け係数を算出する量子化誤差重み付け係数計
算部、３３４は加算器３３２で計算された量子化ＬＳＰ
ベクトルと、入力音声信号をもとに計算されたＬＳＰベ
クトルとの自乗誤差を計算し、３３４で計算された重み
付け係数を乗じた後、量子化ＬＳＰベクトル候補の中か
ら最小の自乗誤差を選択する機能を備えた最小自乗誤差
計算器、３３５は第１段ＬＳＰ符号帳、３３６は第２段
ＬＳＰ符号帳、３３７はＭＡ予測係数のセットが複数種
類格納されたＭＡ予測係数符号帳である。
【０００８】なお、この構成を用いたＬＳＰ量子化方法
については、片岡他、「CS-ACELPのLSPとゲインの量子
化法」、NTT R&D、Vol.45 No.4 1996 pp.331-336に詳細
に述べられているのでこの場での説明は省略する。この
ＬＳＰ量子化方式を用いる事により、音声信号のスペク
トル包絡情報を効率よく量子化できる事が知られてい
る。
については、片岡他、「CS-ACELPのLSPとゲインの量子
化法」、NTT R&D、Vol.45 No.4 1996 pp.331-336に詳細
に述べられているのでこの場での説明は省略する。この
ＬＳＰ量子化方式を用いる事により、音声信号のスペク
トル包絡情報を効率よく量子化できる事が知られてい
る。
【０００９】ＣＳ−ＡＣＥＬＰ音声符号化方式において
は、ＬＳＰ係数の量子化に３つの処理手順を踏む事で実
現している。即ち、ＬＳＰ量子化部３０９は、以下に示
す３つの処理機能ブロックを有している。 （１）フレーム間で予測可能な成分を差し引いて効率的
に量子化するための、ＭＡ（移動平均）予測成分計算部
３０８ （２）ターゲットとなるＬＳＰを、音声により学習され
た符号帳を用いて大雑把に量子化を行う第１段ＬＳＰ量
子化符号帳３３５ （３）第１段で大雑把に量子化されたターゲットＬＳＰ
に対して、乱数系列を用いた符号帳で微調整を行う第２
段ＬＳＰ量子化符号帳３３６
は、ＬＳＰ係数の量子化に３つの処理手順を踏む事で実
現している。即ち、ＬＳＰ量子化部３０９は、以下に示
す３つの処理機能ブロックを有している。 （１）フレーム間で予測可能な成分を差し引いて効率的
に量子化するための、ＭＡ（移動平均）予測成分計算部
３０８ （２）ターゲットとなるＬＳＰを、音声により学習され
た符号帳を用いて大雑把に量子化を行う第１段ＬＳＰ量
子化符号帳３３５ （３）第１段で大雑把に量子化されたターゲットＬＳＰ
に対して、乱数系列を用いた符号帳で微調整を行う第２
段ＬＳＰ量子化符号帳３３６
【００１０】（１）のＭＡ（移動平均）予測を用いる事
により、周波数特性の急激な変化の少ない、即ちフレー
ム間で相関性の強い信号を効率的に量子化する事が出来
る。また（２）の学習符号帳を用いることにより、音声
信号特有のスペクトル包絡の概形を、少ない情報量で効
率よく表現することが出来る。また、（２）の学習符号
帳に加えて、（３）の乱数符号帳を併用することによ
り、スペクトル包絡の微妙な変化にも柔軟に追随する事
が出来る。以上の観点から、ＬＳＰ量子化部３０９は、
音声のスペクトル包絡情報の特徴を効率よく符号化する
のに、良く適した方式であるといえる。
により、周波数特性の急激な変化の少ない、即ちフレー
ム間で相関性の強い信号を効率的に量子化する事が出来
る。また（２）の学習符号帳を用いることにより、音声
信号特有のスペクトル包絡の概形を、少ない情報量で効
率よく表現することが出来る。また、（２）の学習符号
帳に加えて、（３）の乱数符号帳を併用することによ
り、スペクトル包絡の微妙な変化にも柔軟に追随する事
が出来る。以上の観点から、ＬＳＰ量子化部３０９は、
音声のスペクトル包絡情報の特徴を効率よく符号化する
のに、良く適した方式であるといえる。
【００１１】一方、非音声信号、特にＤＴＭＦ信号の符
号化においては、以下のような性質を考慮する必要があ
る。 ・スペクトル包絡に関して、音声信号とＤＴＭＦ信号と
では明らかに異なっている。 ・信号継続時間と、ポーズ時間との間で、スペクトル特
性に急激な変化がある。利得も急激に変化する。ただ
し、信号継続時間内に限定すれば、スペクトル特性、利
得ともに変化量が極めて小さい。 ・ＬＳＰの量子化歪が、そのままＤＴＭＦ信号の周波数
歪に反映されるため、ＬＳＰ量子化歪は出来るだけ小さ
くする必要がある。 ・ＤＴＭＦ信号が継続する区間においては、周波数特性
は極めて安定している。 以上の観点から、上記ＬＳＰ量子化部３０９は、ＤＴＭ
Ｆ信号のスペクトル包絡情報を符号化するのに効果的な
方法であるとは言えない。
号化においては、以下のような性質を考慮する必要があ
る。 ・スペクトル包絡に関して、音声信号とＤＴＭＦ信号と
では明らかに異なっている。 ・信号継続時間と、ポーズ時間との間で、スペクトル特
性に急激な変化がある。利得も急激に変化する。ただ
し、信号継続時間内に限定すれば、スペクトル特性、利
得ともに変化量が極めて小さい。 ・ＬＳＰの量子化歪が、そのままＤＴＭＦ信号の周波数
歪に反映されるため、ＬＳＰ量子化歪は出来るだけ小さ
くする必要がある。 ・ＤＴＭＦ信号が継続する区間においては、周波数特性
は極めて安定している。 以上の観点から、上記ＬＳＰ量子化部３０９は、ＤＴＭ
Ｆ信号のスペクトル包絡情報を符号化するのに効果的な
方法であるとは言えない。
【００１２】以上の例で示したように、ＤＴＭＦ信号の
ような非音声信号は、いくつかの観点で音声信号とは異
なる性質を有しているため、非音声信号の符号化に当た
って、特に伝送速度が低く符号化のための冗長性が少な
いという条件の下では、音声信号と同じ手法を用いるの
は適当とは言えない。
ような非音声信号は、いくつかの観点で音声信号とは異
なる性質を有しているため、非音声信号の符号化に当た
って、特に伝送速度が低く符号化のための冗長性が少な
いという条件の下では、音声信号と同じ手法を用いるの
は適当とは言えない。
【００１３】ところで、企業内通信においては、電話通
信における呼接続などのために、シグナリング伝送のた
めの信号線を別途設ける事をせず、ＤＴＭＦ信号等を用
いて、インチャネルでシグナリング伝送を行う事が多
い。この場合、割当てられた伝送路が、上記の高能率音
声符号化を用いた伝送路であれば、ＤＴＭＦ信号の伝送
特性は悪化するため、呼接続が正常に出来なくなるケー
スが、高い頻度で発生するといった弊害がある。
信における呼接続などのために、シグナリング伝送のた
めの信号線を別途設ける事をせず、ＤＴＭＦ信号等を用
いて、インチャネルでシグナリング伝送を行う事が多
い。この場合、割当てられた伝送路が、上記の高能率音
声符号化を用いた伝送路であれば、ＤＴＭＦ信号の伝送
特性は悪化するため、呼接続が正常に出来なくなるケー
スが、高い頻度で発生するといった弊害がある。
【００１４】このような問題を解決する第１の手段とし
て、例えば、特開平９−８１１９９号公報に示されるよ
うな、図１２の装置構成がとられる事がある。この構成
においては、送信側に、音声信号と、ＤＴＭＦ信号のよ
うな非音声信号とを識別する手段と、ＤＴＭＦ信号をあ
らかじめ符号化したパターンを記憶しているメモリを、
送信側と受信側とで有しており、本識別手段においてＤ
ＴＭＦ信号の入力を識別すると、ＤＴＭＦの番号に対応
する符号化パターンを保持するメモリのインデックスを
受信側に送信し、受信側では、そのインデックスを識別
して、その番号に対応するＤＴＭＦ信号を生成するもの
である。
て、例えば、特開平９−８１１９９号公報に示されるよ
うな、図１２の装置構成がとられる事がある。この構成
においては、送信側に、音声信号と、ＤＴＭＦ信号のよ
うな非音声信号とを識別する手段と、ＤＴＭＦ信号をあ
らかじめ符号化したパターンを記憶しているメモリを、
送信側と受信側とで有しており、本識別手段においてＤ
ＴＭＦ信号の入力を識別すると、ＤＴＭＦの番号に対応
する符号化パターンを保持するメモリのインデックスを
受信側に送信し、受信側では、そのインデックスを識別
して、その番号に対応するＤＴＭＦ信号を生成するもの
である。
【００１５】また、このような問題を解決する第２の手
段として、例えば、図１３の装置構成がとられる事があ
る。符号器１０１において、一部の符号化処理機能ブロ
ックに関して、音声信号の符号化に最適化されたもの
と、非音声信号（例えばＤＴＭＦ信号）を少ない歪で圧
縮符号化できるように最適化されたものとを設ける。伝
送する対象となる信号が音声か、非音声かを識別する手
段を設け、識別手段の判定結果に応じて、上記機能ブロ
ックのいずれかを選択した上で符号化処理を行うような
構成とする。符号器出力に判定結果を畳み込む手段を設
け、伝送速度を変えず、かつ音声品質を極力劣化させず
に伝送できるような構成にする。また、復号器２０１側
も、符号器１０１に対応する切替手段を備えた。
段として、例えば、図１３の装置構成がとられる事があ
る。符号器１０１において、一部の符号化処理機能ブロ
ックに関して、音声信号の符号化に最適化されたもの
と、非音声信号（例えばＤＴＭＦ信号）を少ない歪で圧
縮符号化できるように最適化されたものとを設ける。伝
送する対象となる信号が音声か、非音声かを識別する手
段を設け、識別手段の判定結果に応じて、上記機能ブロ
ックのいずれかを選択した上で符号化処理を行うような
構成とする。符号器出力に判定結果を畳み込む手段を設
け、伝送速度を変えず、かつ音声品質を極力劣化させず
に伝送できるような構成にする。また、復号器２０１側
も、符号器１０１に対応する切替手段を備えた。
【００１６】次に、この音声符号化・復号装置の動作に
ついて説明する。図１３の送信側において、音声／非音
声信号識別器１０２は、入力される信号が音声信号か、
非音声信号であるかを常に監視し、その判定結果に基づ
いて符号器１０１の動作モードを決定する。音声／非音
声信号識別器１０２で「音声」と判定されたときは、切
替スイッチ１０３を１０３Ａ側に、同１０４を１０４Ａ
側にそれぞれ倒す。その結果、符号器１０１の内部にお
いて、符号化処理処理機能ブロック１０５が選択され、
音声信号を高能率に符号化するのに適した動作モード
（以下、“音声モード”と称する）となる。
ついて説明する。図１３の送信側において、音声／非音
声信号識別器１０２は、入力される信号が音声信号か、
非音声信号であるかを常に監視し、その判定結果に基づ
いて符号器１０１の動作モードを決定する。音声／非音
声信号識別器１０２で「音声」と判定されたときは、切
替スイッチ１０３を１０３Ａ側に、同１０４を１０４Ａ
側にそれぞれ倒す。その結果、符号器１０１の内部にお
いて、符号化処理処理機能ブロック１０５が選択され、
音声信号を高能率に符号化するのに適した動作モード
（以下、“音声モード”と称する）となる。
【００１７】このモードにおいて、符号器１０１は音声
信号を符号化アルゴリズムに基づいて符号化処理を実行
し、入力音声に対応する符号を出力する。また、音声／
非音声信号識別器１０２で「非音声」と判定されたとき
は、切替スイッチ１０３を１０３Ｂ側に、同１０４を１
０４Ｂ側にそれぞれ倒す。その結果、符号器１０１の内
部において、符号化処理機能ブロック１０６が選択さ
れ、非音声信号、例えばＤＴＭＦ信号等を、少ない歪で
圧縮符号化するのに適した動作モード（以下“非音声モ
ード”と称する）となる。
信号を符号化アルゴリズムに基づいて符号化処理を実行
し、入力音声に対応する符号を出力する。また、音声／
非音声信号識別器１０２で「非音声」と判定されたとき
は、切替スイッチ１０３を１０３Ｂ側に、同１０４を１
０４Ｂ側にそれぞれ倒す。その結果、符号器１０１の内
部において、符号化処理機能ブロック１０６が選択さ
れ、非音声信号、例えばＤＴＭＦ信号等を、少ない歪で
圧縮符号化するのに適した動作モード（以下“非音声モ
ード”と称する）となる。
【００１８】このモードにおいて、符号器１０１は非音
声信号、例えばＤＴＭＦ信号等を符号化アルゴリズムに
基づいて符号化処理を実行し、入力された非音声信号に
対応する符号を出力する。さらに多重化部１０７では、
音声信号、或いは非音声信号が符号化されたもの（以
下、音声／非音声符号と称する）と、音声／非音声信号
識別器１０２の出力である入力信号の識別結果（音声信
号か、非音声信号か）を多重化して、伝送路へ送出す
る。
声信号、例えばＤＴＭＦ信号等を符号化アルゴリズムに
基づいて符号化処理を実行し、入力された非音声信号に
対応する符号を出力する。さらに多重化部１０７では、
音声信号、或いは非音声信号が符号化されたもの（以
下、音声／非音声符号と称する）と、音声／非音声信号
識別器１０２の出力である入力信号の識別結果（音声信
号か、非音声信号か）を多重化して、伝送路へ送出す
る。
【００１９】一方、図１３の受信側においては、まず伝
送路から受信した信号列から、多重分離部２０２におい
て音声／非音声符号と、音声／非音声信号識別器１０２
の判定結果とに分離する。このように信号列から取り出
された音声／非音声信号識別器１０２の判定結果が、
「音声」であれば、切替スイッチ２０３を２０３Ａ側
に、同２０４を２０４Ａ側にそれぞれ倒す。その結果、
復号器２０１の内部において、復号処理機能ブロック２
０５が選択され、符号器１０１の音声モードに対応した
復号器の動作モードとなる。このモードにおいて、復号
器２０１は復号アルゴリズムに基づいて復号処理を実行
し、音声信号を復号する。このとき、符号化・復号処理
はいずれも音声モードで実行されているので、復号され
た音声信号は、符号化アルゴリズムがもつ本来の性能に
見合った品質となっている。
送路から受信した信号列から、多重分離部２０２におい
て音声／非音声符号と、音声／非音声信号識別器１０２
の判定結果とに分離する。このように信号列から取り出
された音声／非音声信号識別器１０２の判定結果が、
「音声」であれば、切替スイッチ２０３を２０３Ａ側
に、同２０４を２０４Ａ側にそれぞれ倒す。その結果、
復号器２０１の内部において、復号処理機能ブロック２
０５が選択され、符号器１０１の音声モードに対応した
復号器の動作モードとなる。このモードにおいて、復号
器２０１は復号アルゴリズムに基づいて復号処理を実行
し、音声信号を復号する。このとき、符号化・復号処理
はいずれも音声モードで実行されているので、復号され
た音声信号は、符号化アルゴリズムがもつ本来の性能に
見合った品質となっている。
【００２０】また、多重分離部２０２で信号列から取り
出された音声／非音声信号識別器１０２の判定結果が、
「非音声」であれば、切替スイッチ２０３を２０３Ｂ側
に、同２０４を２０４Ｂ側にそれぞれ倒す。その結果、
復号器２０１の内部において、復号処理機能ブロック２
０６が選択され、符号器１０１の非音声モードに対応し
た復号器の動作モードとなる。このモードにおいて、復
号器２０１は復号アルゴリズムに基づいて復号処理を実
行し、非音声信号を復号する。このとき、符号化・復号
処理はいずれも非音声モードで実行されているので、復
号された非音声信号は、音声モードで実行されるより
も、一層歪の少ないものとなっている。
出された音声／非音声信号識別器１０２の判定結果が、
「非音声」であれば、切替スイッチ２０３を２０３Ｂ側
に、同２０４を２０４Ｂ側にそれぞれ倒す。その結果、
復号器２０１の内部において、復号処理機能ブロック２
０６が選択され、符号器１０１の非音声モードに対応し
た復号器の動作モードとなる。このモードにおいて、復
号器２０１は復号アルゴリズムに基づいて復号処理を実
行し、非音声信号を復号する。このとき、符号化・復号
処理はいずれも非音声モードで実行されているので、復
号された非音声信号は、音声モードで実行されるより
も、一層歪の少ないものとなっている。
【００２１】以上述べたような従来の実施の形態に依れ
ば、音声信号伝送時には音声の符号化により適した、通
常の音声符号化・復号アルゴリズムを用いた方法で、ま
た、非音声信号、特にＤＴＭＦ信号等の伝送時において
は、一部の処理機能ブロックを、非音声信号の符号化に
より適した方法に切替えて、符号化・復号処理を実行す
るので、非音声信号伝送時に、伝送速度を上げる事無
く、高品質の非音声信号を伝送する事が出来る。
ば、音声信号伝送時には音声の符号化により適した、通
常の音声符号化・復号アルゴリズムを用いた方法で、ま
た、非音声信号、特にＤＴＭＦ信号等の伝送時において
は、一部の処理機能ブロックを、非音声信号の符号化に
より適した方法に切替えて、符号化・復号処理を実行す
るので、非音声信号伝送時に、伝送速度を上げる事無
く、高品質の非音声信号を伝送する事が出来る。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例に基づく
音声通信システムを構築するに当たっては、符号器１０
１、復号器２０１両者に上記の非音声モードを搭載する
事が必須である。送信側（符号化側）の改良のみでは、
非音声モードに対して復号器側が対応できていないた
め、正常な音声信号を復号する手段がなく、異音の発生
など、通話者にとって好ましくない現象が発生する事が
考えられる。
音声通信システムを構築するに当たっては、符号器１０
１、復号器２０１両者に上記の非音声モードを搭載する
事が必須である。送信側（符号化側）の改良のみでは、
非音声モードに対して復号器側が対応できていないた
め、正常な音声信号を復号する手段がなく、異音の発生
など、通話者にとって好ましくない現象が発生する事が
考えられる。
【００２３】ところで、企業内通信システム等の構築に
当たっては、諸事情により音声伝送装置を送信側と受信
側とで同時にリプレイス出来ない事例が発生する。例え
ば、従来ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９に準拠したＣＳ−Ａ
ＣＥＬＰ方式に基づく音声符号化・復号装置を搭載した
音声伝送装置（例えばマルチメディア多重化装置）が構
築されていたとする。ここで、ＤＴＭＦのインチャネル
伝送の実現を目的として、上記に掲げたような非音声モ
ードに対応した音声伝送装置を、送信側のみリプレイス
したとしても、相手側の音声伝送装置は従来型復号器で
あるため、対向接続が出来ない。従って、相手先の音声
伝送装置もリプレイスが必要となるが、音声伝送装置の
ユーザに更に高額な投資を要求する事となるため、リプ
レイスを困難なものとしていた。
当たっては、諸事情により音声伝送装置を送信側と受信
側とで同時にリプレイス出来ない事例が発生する。例え
ば、従来ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９に準拠したＣＳ−Ａ
ＣＥＬＰ方式に基づく音声符号化・復号装置を搭載した
音声伝送装置（例えばマルチメディア多重化装置）が構
築されていたとする。ここで、ＤＴＭＦのインチャネル
伝送の実現を目的として、上記に掲げたような非音声モ
ードに対応した音声伝送装置を、送信側のみリプレイス
したとしても、相手側の音声伝送装置は従来型復号器で
あるため、対向接続が出来ない。従って、相手先の音声
伝送装置もリプレイスが必要となるが、音声伝送装置の
ユーザに更に高額な投資を要求する事となるため、リプ
レイスを困難なものとしていた。
【００２４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、ＤＴＭＦ信号等の非音声
信号の伝送特性の改善を図りつつ、符号化アルゴリズム
が本来持っている音声伝送品質が維持された高能率音声
符号化・復号装置を提供するに当たり、従来型の復号器
と対向接続を可能としつつ、ＤＴＭＦ信号等の非音声信
号を、インチャネルで伝送可能とする音声符号化装置を
得ることを目的とする。
るためになされたものであり、ＤＴＭＦ信号等の非音声
信号の伝送特性の改善を図りつつ、符号化アルゴリズム
が本来持っている音声伝送品質が維持された高能率音声
符号化・復号装置を提供するに当たり、従来型の復号器
と対向接続を可能としつつ、ＤＴＭＦ信号等の非音声信
号を、インチャネルで伝送可能とする音声符号化装置を
得ることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る音声符号
化装置は、音声の符号化に適した第１の量子化処理ブロ
ック、及び非音声の符号化に適した第２の量子化処理ブ
ロックを有し、入力される信号を圧縮符号化する符号器
と、符号器に入力される信号が音声信号か非音声信号か
を識別し、判定結果を出力する音声／非音声信号識別器
と、第１の量子化処理ブロック及び第２の量子化処理ブ
ロックの各々の出力を多重化し伝送路に出力する多重化
部とを備え、符号器は、音声／非音声信号識別器の判定
結果に応じて、第１の量子化処理ブロック、または第２
の量子化処理ブロックのいずれかを選択する選択手段を
有し、第１の量子化処理ブロック及び第２の量子化処理
ブロックは、同一の量子化テーブルを用いて信号を圧縮
符号化する。
化装置は、音声の符号化に適した第１の量子化処理ブロ
ック、及び非音声の符号化に適した第２の量子化処理ブ
ロックを有し、入力される信号を圧縮符号化する符号器
と、符号器に入力される信号が音声信号か非音声信号か
を識別し、判定結果を出力する音声／非音声信号識別器
と、第１の量子化処理ブロック及び第２の量子化処理ブ
ロックの各々の出力を多重化し伝送路に出力する多重化
部とを備え、符号器は、音声／非音声信号識別器の判定
結果に応じて、第１の量子化処理ブロック、または第２
の量子化処理ブロックのいずれかを選択する選択手段を
有し、第１の量子化処理ブロック及び第２の量子化処理
ブロックは、同一の量子化テーブルを用いて信号を圧縮
符号化する。
【００２６】第１及び第２の量子化処理ブロックは、Ｌ
ＳＰ（線スペクトル対）係数を量子化する処理ブロック
である。
ＳＰ（線スペクトル対）係数を量子化する処理ブロック
である。
【００２７】ＬＳＰ係数を量子化する際、最適な量子化
値を決定するために用いられる評価基準について、第１
及び第２の係数量子化処理ブロックは、それぞれ相異な
る評価基準を有する。
値を決定するために用いられる評価基準について、第１
及び第２の係数量子化処理ブロックは、それぞれ相異な
る評価基準を有する。
【００２８】第１の量子化処理ブロックにおいて、ＬＳ
Ｐ係数を量子化する際、最適な量子化値を決定するため
に用いられる評価基準を、入力された音声信号の性質に
応じて適応的に変化させるのに対し、第２の量子化処理
ブロックにおいては、評価基準は入力された音声信号の
性質にかかわらず定常的である。
Ｐ係数を量子化する際、最適な量子化値を決定するため
に用いられる評価基準を、入力された音声信号の性質に
応じて適応的に変化させるのに対し、第２の量子化処理
ブロックにおいては、評価基準は入力された音声信号の
性質にかかわらず定常的である。
【００２９】音声／非音声信号識別器は、ＤＴＭＦ信号
のディジットを検出するディジット検出手段を有し、デ
ィジットの値に応じて決められたＬＳＰ係数を、第２の
量子化処理ブロックに入力する。
のディジットを検出するディジット検出手段を有し、デ
ィジットの値に応じて決められたＬＳＰ係数を、第２の
量子化処理ブロックに入力する。
【００３０】第２の量子化処理ブロックは、ＬＳＰ符号
帳の探索方法に閉ループ探索法を用いる。
帳の探索方法に閉ループ探索法を用いる。
【００３１】第２の量子化処理ブロックにおいて、最適
な量子化値を決定するために用いられるパラメータとし
て、入力された音声信号の線形予測残差信号を用いる。
な量子化値を決定するために用いられるパラメータとし
て、入力された音声信号の線形予測残差信号を用いる。
【００３２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の一
実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の第１の実施の形態における音声符号化装置の
構成を示すブロック図である。図１において、１０１は
音声信号をあるアルゴリズムに基づき高能率に圧縮符号
化する符号器、１０２は符号器への入力信号が音声信号
か、非音声信号（例えば、ＤＴＭＦ信号、ＰＢ信号、N
o.5シグナリング等）かを識別し、判定結果を出力する
音声／非音声信号識別器、１０３、１０４は選択手段と
しての切替スイッチ、１０５、１０６はそれぞれ符号器
１０１のある特定のパラメータの量子化を実行するパラ
メータ量子化処理ブロック、１０８は上記量子化処理ブ
ロック１０５，１０６で参照される量子化テーブル、１
０７は処理ブロック１０５，１０６で量子化されたパラ
メータと、符号器１０１で符号化されたそれ以外の量子
化パラメータとを多重化して伝送路に出力する多重化部
である。
実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の第１の実施の形態における音声符号化装置の
構成を示すブロック図である。図１において、１０１は
音声信号をあるアルゴリズムに基づき高能率に圧縮符号
化する符号器、１０２は符号器への入力信号が音声信号
か、非音声信号（例えば、ＤＴＭＦ信号、ＰＢ信号、N
o.5シグナリング等）かを識別し、判定結果を出力する
音声／非音声信号識別器、１０３、１０４は選択手段と
しての切替スイッチ、１０５、１０６はそれぞれ符号器
１０１のある特定のパラメータの量子化を実行するパラ
メータ量子化処理ブロック、１０８は上記量子化処理ブ
ロック１０５，１０６で参照される量子化テーブル、１
０７は処理ブロック１０５，１０６で量子化されたパラ
メータと、符号器１０１で符号化されたそれ以外の量子
化パラメータとを多重化して伝送路に出力する多重化部
である。
【００３３】ここで量子化処理ブロック１０５は、音声
信号を対象とした最適な量子化が実現できるよう工夫が
なされている第１の量子化処理ブロックである。一方、
量子化処理ブロック１０６は非音声信号（例えばＤＴＭ
Ｆ信号）を対象とした最適な量子化が実現できるよう工
夫がなされている第２の量子化処理ブロックである。例
えば、量子化処理ブロック１０５と１０６とでは、量子
化テーブル探索時に「最適」と判断する評価基準が異な
っているとする。なお、本実施の形態を実現するに当た
っては、上記量子化処理ブロック１０５，１０６が量子
化処理を実行する際に参照する量子化テーブル１０８
は、ともに同一のものを用いなければならない。また、
量子化値に割り当てられる符号語（量子化インデックス
など）も、量子化処理ブロック１０５と１０６とで共通
でなければならない。
信号を対象とした最適な量子化が実現できるよう工夫が
なされている第１の量子化処理ブロックである。一方、
量子化処理ブロック１０６は非音声信号（例えばＤＴＭ
Ｆ信号）を対象とした最適な量子化が実現できるよう工
夫がなされている第２の量子化処理ブロックである。例
えば、量子化処理ブロック１０５と１０６とでは、量子
化テーブル探索時に「最適」と判断する評価基準が異な
っているとする。なお、本実施の形態を実現するに当た
っては、上記量子化処理ブロック１０５，１０６が量子
化処理を実行する際に参照する量子化テーブル１０８
は、ともに同一のものを用いなければならない。また、
量子化値に割り当てられる符号語（量子化インデックス
など）も、量子化処理ブロック１０５と１０６とで共通
でなければならない。
【００３４】次に、この音声符号化装置の動作について
説明する。図１において、音声／非音声信号識別器１０
２は、入力される信号が音声信号か、非音声信号である
かを常に監視し、その判定結果に基づいて符号器１０１
の動作モードを決定する。音声／非音声信号識別器１０
２で「音声」と判定されたときは、切替スイッチ１０３
を１０３Ａ側に、同１０４を１０４Ａ側にそれぞれ倒
す。その結果、符号器１０１の内部において、符号化処
理処理機能ブロック１０５が選択され、音声信号を高能
率に符号化するのに適した動作モード（以下、“音声モ
ード”と称する）となる。このモードにおいて、符号器
１０１は音声信号を符号化アルゴリズムに基づいて符号
化処理を実行し、入力音声に対応する符号を出力する。
説明する。図１において、音声／非音声信号識別器１０
２は、入力される信号が音声信号か、非音声信号である
かを常に監視し、その判定結果に基づいて符号器１０１
の動作モードを決定する。音声／非音声信号識別器１０
２で「音声」と判定されたときは、切替スイッチ１０３
を１０３Ａ側に、同１０４を１０４Ａ側にそれぞれ倒
す。その結果、符号器１０１の内部において、符号化処
理処理機能ブロック１０５が選択され、音声信号を高能
率に符号化するのに適した動作モード（以下、“音声モ
ード”と称する）となる。このモードにおいて、符号器
１０１は音声信号を符号化アルゴリズムに基づいて符号
化処理を実行し、入力音声に対応する符号を出力する。
【００３５】また、音声／非音声信号識別器１０２で
「非音声」と判定されたときは、切替スイッチ１０３を
１０３Ｂ側に、同１０４を１０４Ｂ側にそれぞれ倒す。
その結果、符号器１０１の内部において、符号化処理機
能ブロック１０６が選択され、非音声信号、例えばＤＴ
ＭＦ信号等を、少ない歪で圧縮符号化するのに適した動
作モード（以下“非音声モード”と称する）となる。こ
のモードにおいて、符号器１０１は非音声信号、例えば
ＤＴＭＦ信号等を符号化アルゴリズムに基づいて符号化
処理を実行し、入力された非音声信号に対応する符号を
出力する。
「非音声」と判定されたときは、切替スイッチ１０３を
１０３Ｂ側に、同１０４を１０４Ｂ側にそれぞれ倒す。
その結果、符号器１０１の内部において、符号化処理機
能ブロック１０６が選択され、非音声信号、例えばＤＴ
ＭＦ信号等を、少ない歪で圧縮符号化するのに適した動
作モード（以下“非音声モード”と称する）となる。こ
のモードにおいて、符号器１０１は非音声信号、例えば
ＤＴＭＦ信号等を符号化アルゴリズムに基づいて符号化
処理を実行し、入力された非音声信号に対応する符号を
出力する。
【００３６】音声／非音声信号識別器１０２の動作につ
いて、一例として、識別の対象となる非音声信号にＤＴ
ＭＦ信号を用いて説明する。ＤＴＭＦ信号はデュアルト
ーンで構成されており、出力される信号の周波数成分
は、規定により特定の値に固定されている事から、 ・ＦＦＴ等を用いて周波数分析を行う。 ・バンドパスフィルタを用いて特定の周波数成分を濾波
する等の方法を用いて、周波数軸上の特徴量を抽出し、
ＤＴＭＦ信号の持つ特徴量と一致するか否かを判定する
事により識別する事が出来る。
いて、一例として、識別の対象となる非音声信号にＤＴ
ＭＦ信号を用いて説明する。ＤＴＭＦ信号はデュアルト
ーンで構成されており、出力される信号の周波数成分
は、規定により特定の値に固定されている事から、 ・ＦＦＴ等を用いて周波数分析を行う。 ・バンドパスフィルタを用いて特定の周波数成分を濾波
する等の方法を用いて、周波数軸上の特徴量を抽出し、
ＤＴＭＦ信号の持つ特徴量と一致するか否かを判定する
事により識別する事が出来る。
【００３７】また、ＤＴＭＦ信号のレベルについても、
送出レベルが規定により特定の範囲に限定されている
事、レベルの変動が少ない事などから、比較的レベル変
動が大きく、ダイナミックレンジの広い音声信号とは明
らかに異なった特徴を示す。従って、入力信号のレベル
を監視する事により、ＤＴＭＦ信号識別のための補助情
報として用いる事で、ＤＴＭＦ信号の検出精度を向上さ
せる事も出来る。音声／非音声信号識別器１０２では、
上記のパラメータを、入力信号を用いて独自に算出し、
それらを基に判定を下して結果を出力する機能を持つ。
送出レベルが規定により特定の範囲に限定されている
事、レベルの変動が少ない事などから、比較的レベル変
動が大きく、ダイナミックレンジの広い音声信号とは明
らかに異なった特徴を示す。従って、入力信号のレベル
を監視する事により、ＤＴＭＦ信号識別のための補助情
報として用いる事で、ＤＴＭＦ信号の検出精度を向上さ
せる事も出来る。音声／非音声信号識別器１０２では、
上記のパラメータを、入力信号を用いて独自に算出し、
それらを基に判定を下して結果を出力する機能を持つ。
【００３８】多重化部１０７は、上記１０５、あるいは
１０６で得られた量子化パラメータのほか、符号器１０
１のほかの処理ブロックで得られる、音声の符号化に必
要な量子化されたほかのパラメータとともに多重化し、
伝送路を経由して受信側へ送出する。ここで、音声／Ｄ
ＴＭＦ信号識別器１０２からの出力である識別結果につ
いては、量子化テーブル１０８及びその量子化値に対応
する符号語が共通化されているため、すでに復号のため
の必須情報では無くなっている。従って受信側へ送出す
る必要がない。このため、多重化部１０７から送出され
るビットシーケンス（フレームフォーマット）は、従来
の符号器と同一のフォーマットを用いる事が出来る。
１０６で得られた量子化パラメータのほか、符号器１０
１のほかの処理ブロックで得られる、音声の符号化に必
要な量子化されたほかのパラメータとともに多重化し、
伝送路を経由して受信側へ送出する。ここで、音声／Ｄ
ＴＭＦ信号識別器１０２からの出力である識別結果につ
いては、量子化テーブル１０８及びその量子化値に対応
する符号語が共通化されているため、すでに復号のため
の必須情報では無くなっている。従って受信側へ送出す
る必要がない。このため、多重化部１０７から送出され
るビットシーケンス（フレームフォーマット）は、従来
の符号器と同一のフォーマットを用いる事が出来る。
【００３９】送信側から送られてくるビットシーケンス
が従来型のものと全く同一であり、また、符号語の表現
するパラメータの物理的特性についても、従来型の符号
器と共通化が図られているため、受信側については、従
来型の復号器と全く同じ構成を用いて復号する事が出来
る。
が従来型のものと全く同一であり、また、符号語の表現
するパラメータの物理的特性についても、従来型の符号
器と共通化が図られているため、受信側については、従
来型の復号器と全く同じ構成を用いて復号する事が出来
る。
【００４０】以上のように、本実施の形態に依れば、音
声信号伝送時には音声の符号化により適した、通常の音
声符号化アルゴリズムを用いた方法で、また、非音声信
号、特にＤＴＭＦ信号等の伝送時においては、一部の処
理機能ブロックを、非音声信号の伝送により適した量子
化方法に切替えて、符号化処理を実行するので、音声伝
送時と非音声信号伝送時とで共通のビットシーケンスを
用いながら、非音声信号をより適した形で伝送する事が
出来る。
声信号伝送時には音声の符号化により適した、通常の音
声符号化アルゴリズムを用いた方法で、また、非音声信
号、特にＤＴＭＦ信号等の伝送時においては、一部の処
理機能ブロックを、非音声信号の伝送により適した量子
化方法に切替えて、符号化処理を実行するので、音声伝
送時と非音声信号伝送時とで共通のビットシーケンスを
用いながら、非音声信号をより適した形で伝送する事が
出来る。
【００４１】また、本実施の形態においては、符号化処
理の一部機能に変更を加えるものであり、アルゴリズム
の本質に関わるような切替を行うものではないため、例
えば、音声信号入力中に、音声／非音声信号識別器１０
２で「非音声」と誤識別した場合でも、多少の劣化はあ
るものの、ある程度の音声伝送品質は維持できるので、
通話中に耳触りとなるような弊害は抑えられる、といっ
た利点もある。
理の一部機能に変更を加えるものであり、アルゴリズム
の本質に関わるような切替を行うものではないため、例
えば、音声信号入力中に、音声／非音声信号識別器１０
２で「非音声」と誤識別した場合でも、多少の劣化はあ
るものの、ある程度の音声伝送品質は維持できるので、
通話中に耳触りとなるような弊害は抑えられる、といっ
た利点もある。
【００４２】実施の形態２．以下に、本発明に係る第２
の実施の形態について、図２を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態１の量子化処理ブロック１０
５、１０６にＬＳＰ（線スペクトル対）量子化部を適用
した場合についての、一つの動作例について詳細に述べ
たものである。ここで、説明を判り易くするために、符
号化アルゴリズムの一例としてＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式
（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９準拠）を用いる事とする。
ＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式に基づく符号器の詳細なブロック
図は、上記に示した図９に示した通りである。図２にお
いて、３Ａ、３ＢはＬＳＰの量子化を実行するＬＳＰ量
子化ブロックである。３Ａは音声信号のＬＳＰパラメー
タの量子化に最適化された量子化器（以下、音声用ＬＳ
Ｐ量子化器と称す）であり、３ＢはＤＴＭＦのＬＳＰパ
ラメータの量子化に最適化された量子化器（同、ＤＴＭ
Ｆ用ＬＳＰ量子化器）である。その他、図１及び図９，
図１０と同一の番号を記した構成要素は、上記実施の形
態１の項で説明したものと同一の機能を持つ構成要素で
あるため、説明の重複を省く。
の実施の形態について、図２を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態１の量子化処理ブロック１０
５、１０６にＬＳＰ（線スペクトル対）量子化部を適用
した場合についての、一つの動作例について詳細に述べ
たものである。ここで、説明を判り易くするために、符
号化アルゴリズムの一例としてＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式
（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９準拠）を用いる事とする。
ＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式に基づく符号器の詳細なブロック
図は、上記に示した図９に示した通りである。図２にお
いて、３Ａ、３ＢはＬＳＰの量子化を実行するＬＳＰ量
子化ブロックである。３Ａは音声信号のＬＳＰパラメー
タの量子化に最適化された量子化器（以下、音声用ＬＳ
Ｐ量子化器と称す）であり、３ＢはＤＴＭＦのＬＳＰパ
ラメータの量子化に最適化された量子化器（同、ＤＴＭ
Ｆ用ＬＳＰ量子化器）である。その他、図１及び図９，
図１０と同一の番号を記した構成要素は、上記実施の形
態１の項で説明したものと同一の機能を持つ構成要素で
あるため、説明の重複を省く。
【００４３】高能率に音声を符号化する符号器におい
て、音声信号のスペクトル包絡情報を効率よく表現する
手法として、ＬＳＰ（線スペクトル対）が用いられる事
が多く、ＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式においても音声スペクト
ル包絡情報パラメータの伝送方式としてＬＳＰ方式が採
用されている。ＬＳＰについては、菅村、板倉、「線ス
ペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成法式による音声情報
圧縮」、電子通信学会論文誌'81/08 Vol.J64-A No.8 p
p. 599-606 に詳しく述べられているので、この場での
説明は省略する。
て、音声信号のスペクトル包絡情報を効率よく表現する
手法として、ＬＳＰ（線スペクトル対）が用いられる事
が多く、ＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式においても音声スペクト
ル包絡情報パラメータの伝送方式としてＬＳＰ方式が採
用されている。ＬＳＰについては、菅村、板倉、「線ス
ペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成法式による音声情報
圧縮」、電子通信学会論文誌'81/08 Vol.J64-A No.8 p
p. 599-606 に詳しく述べられているので、この場での
説明は省略する。
【００４４】次に、この符号器の動作について説明す
る。図２おいて、音声／非音声信号識別器１０２は、入
力される信号が音声信号か、非音声信号であるかを常に
監視し、その判定結果に基づいて切替スイッチ１０３，
１０４の状態を決定する。音声／非音声信号識別器１０
２で「音声」と判定されたときは、切替スイッチ１０３
を１０３Ａ側に、同１０４を１０４Ａ側にそれぞれ倒
す。その結果、量子化処理ブロックに音声用ＬＳＰ量子
化器３Ａが選択され、“音声モード”に設定される。ま
た、音声／非音声信号識別器１０２で「非音声」と判定
されたときは、切替スイッチ１０３を１０３Ｂ側に、同
１０４を１０４Ｂ側にそれぞれ倒す。その結果、ＬＳＰ
量子化処理ブロックとしてＤＴＭＦ用ＬＳＰ量子化器３
Ｂが選択され、“非音声モード”に設定される。
る。図２おいて、音声／非音声信号識別器１０２は、入
力される信号が音声信号か、非音声信号であるかを常に
監視し、その判定結果に基づいて切替スイッチ１０３，
１０４の状態を決定する。音声／非音声信号識別器１０
２で「音声」と判定されたときは、切替スイッチ１０３
を１０３Ａ側に、同１０４を１０４Ａ側にそれぞれ倒
す。その結果、量子化処理ブロックに音声用ＬＳＰ量子
化器３Ａが選択され、“音声モード”に設定される。ま
た、音声／非音声信号識別器１０２で「非音声」と判定
されたときは、切替スイッチ１０３を１０３Ｂ側に、同
１０４を１０４Ｂ側にそれぞれ倒す。その結果、ＬＳＰ
量子化処理ブロックとしてＤＴＭＦ用ＬＳＰ量子化器３
Ｂが選択され、“非音声モード”に設定される。
【００４５】音声用ＬＳＰ量子化器３Ａは、例えば、図
１１と全く同一の構成をとるものとする。即ち、 （１）ＭＡ（移動平均）予測成分計算部３０８ （２）第１段ＬＳＰ量子化符号帳３３５ （３）第２段ＬＳＰ量子化符号帳３３６ を備えた、フレーム間予測及び多段量子化の２つの手法
を用いるものとする。
１１と全く同一の構成をとるものとする。即ち、 （１）ＭＡ（移動平均）予測成分計算部３０８ （２）第１段ＬＳＰ量子化符号帳３３５ （３）第２段ＬＳＰ量子化符号帳３３６ を備えた、フレーム間予測及び多段量子化の２つの手法
を用いるものとする。
【００４６】上記量子化器３Ａは、周波数領域のパラメ
ータであるＬＳＰを、最小自乗誤差を評価基準として量
子化を行っている。即ち、最適な量子化値として選択さ
れるのは、この自乗誤差が最小の値をとるものである。
従って量子化誤差は周波数歪として復号された音声信号
に反映される可能性が高い。
ータであるＬＳＰを、最小自乗誤差を評価基準として量
子化を行っている。即ち、最適な量子化値として選択さ
れるのは、この自乗誤差が最小の値をとるものである。
従って量子化誤差は周波数歪として復号された音声信号
に反映される可能性が高い。
【００４７】人間の聴覚は、音声のスペクトル歪を長時
間の平均で検知するため、上記ＭＡ予測器３０８の状態
により瞬間的に周波数歪が大きくなったとしても、歪と
して検知されない場合が多い。ところがＤＴＭＦの受信
規定では、スペクトルピークの微小変化に対する受信規
定が厳しい事（例えば、ＴＴＣ標準ＪＪ−２０．１２
「ＰＢＸ−ＴＤＭ間ディジタルインタフェース（個別線
信号方式）−ＰＢＸ−ＰＢＸ間信号規定」のＰＢ信号受
信規定によれば、ＰＢ送信規定で定められた信号周波数
からの周波数偏差は＋−１．８％以内と規定されてい
る）から、元来スペクトル歪に対しては弱いと考えられ
る。
間の平均で検知するため、上記ＭＡ予測器３０８の状態
により瞬間的に周波数歪が大きくなったとしても、歪と
して検知されない場合が多い。ところがＤＴＭＦの受信
規定では、スペクトルピークの微小変化に対する受信規
定が厳しい事（例えば、ＴＴＣ標準ＪＪ−２０．１２
「ＰＢＸ−ＴＤＭ間ディジタルインタフェース（個別線
信号方式）−ＰＢＸ−ＰＢＸ間信号規定」のＰＢ信号受
信規定によれば、ＰＢ送信規定で定められた信号周波数
からの周波数偏差は＋−１．８％以内と規定されてい
る）から、元来スペクトル歪に対しては弱いと考えられ
る。
【００４８】さらに、交換機等で用いられるＤＴＭＦ検
出器の構成によっては、ＤＴＭＦの瞬時スペクトルを検
出のためのサンプルとして捉えてしまう恐れがある。上
記ＬＳＰ量子化器３０９Ａを用いて高能率に符号化・復
号処理を施されたＤＴＭＦ信号について、上記ＭＡ予測
器３０８の状態によりスペクトル歪が瞬間的に大きくな
ってしまった時間帯を検出サンプルとして捉えてしまう
と、ＬＳＰの量子化誤差による影響を最大限に受けてし
まい、ＰＢ信号と認識されなくなる恐れがある。このよ
うに、ＤＴＭＦの伝送に当たっては音声よりも周波数歪
に対して留意する必要があるといえる。
出器の構成によっては、ＤＴＭＦの瞬時スペクトルを検
出のためのサンプルとして捉えてしまう恐れがある。上
記ＬＳＰ量子化器３０９Ａを用いて高能率に符号化・復
号処理を施されたＤＴＭＦ信号について、上記ＭＡ予測
器３０８の状態によりスペクトル歪が瞬間的に大きくな
ってしまった時間帯を検出サンプルとして捉えてしまう
と、ＬＳＰの量子化誤差による影響を最大限に受けてし
まい、ＰＢ信号と認識されなくなる恐れがある。このよ
うに、ＤＴＭＦの伝送に当たっては音声よりも周波数歪
に対して留意する必要があるといえる。
【００４９】一般的に市販されているＤＴＭＦ検出器に
ついて、音声とＤＴＭＦとを識別するため、第３フォル
マント等、高次の周波数ピークを検出する方式を採用し
ているものもあるが、主信号の周波数成分に比べ厳密な
検出を目的としたものではないので、ＤＴＭＦを構成す
る周波数成分以外の成分については、歪についてルーズ
であってもＤＴＭＦの伝送特性を劣化させる要因にはな
らないと考えられる。即ち歪のないＤＴＭＦ信号を復号
するためには、スペクトルのピークとなる付近の周波数
域では量子化誤差を最大限に少なくする事が重要で、そ
れ以外のＤＴＭＦ検出には関わらない周波数領域では、
ある程度の量子化誤差を許容する事が出来ると考えられ
る。このトレードオフの関係から、ＤＴＭＦ用量子化器
３０９Ｂは、例えば、他の周波数成分についての量子化
誤差の増加を許容して、ＤＴＭＦを構成する周波数成分
付近の量子化誤差を極力少なくするように構成する。
ついて、音声とＤＴＭＦとを識別するため、第３フォル
マント等、高次の周波数ピークを検出する方式を採用し
ているものもあるが、主信号の周波数成分に比べ厳密な
検出を目的としたものではないので、ＤＴＭＦを構成す
る周波数成分以外の成分については、歪についてルーズ
であってもＤＴＭＦの伝送特性を劣化させる要因にはな
らないと考えられる。即ち歪のないＤＴＭＦ信号を復号
するためには、スペクトルのピークとなる付近の周波数
域では量子化誤差を最大限に少なくする事が重要で、そ
れ以外のＤＴＭＦ検出には関わらない周波数領域では、
ある程度の量子化誤差を許容する事が出来ると考えられ
る。このトレードオフの関係から、ＤＴＭＦ用量子化器
３０９Ｂは、例えば、他の周波数成分についての量子化
誤差の増加を許容して、ＤＴＭＦを構成する周波数成分
付近の量子化誤差を極力少なくするように構成する。
【００５０】以上のように本実施の形態によれば、符号
化時に、ＤＴＭＦ検出の決め手となるトーン周波数近傍
での、量子化によるスペクトル歪を極力抑えられるよう
に工夫されているので、より原信号に忠実なＤＴＭＦ信
号を復号できるという効果がある。
化時に、ＤＴＭＦ検出の決め手となるトーン周波数近傍
での、量子化によるスペクトル歪を極力抑えられるよう
に工夫されているので、より原信号に忠実なＤＴＭＦ信
号を復号できるという効果がある。
【００５１】実施の形態３．以下に、本発明に係る第３
の実施の形態について、図３を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態２のＬＳＰ量子化処理ブロッ
ク３０９内部の機能ブロックである量子化誤差重み付け
係数計算部３３８を、音声／ＤＴＭＦ信号識別器１０２
の判定結果に応じて、音声入力時とＤＴＭＦ入力時とで
適応的に切替えられるようにしたものである。図３にお
いて、３３８Ａは、音声信号のＬＳＰ係数の量子化誤差
を最適に評価できるよう工夫された、音声用重み付け係
数算出部、３３８Ｂは、ＤＴＭＦ信号のＬＳＰ係数の量
子化誤差を最適に評価できるよう工夫された、ＤＴＭＦ
用重み付け係数算出部である。
の実施の形態について、図３を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態２のＬＳＰ量子化処理ブロッ
ク３０９内部の機能ブロックである量子化誤差重み付け
係数計算部３３８を、音声／ＤＴＭＦ信号識別器１０２
の判定結果に応じて、音声入力時とＤＴＭＦ入力時とで
適応的に切替えられるようにしたものである。図３にお
いて、３３８Ａは、音声信号のＬＳＰ係数の量子化誤差
を最適に評価できるよう工夫された、音声用重み付け係
数算出部、３３８Ｂは、ＤＴＭＦ信号のＬＳＰ係数の量
子化誤差を最適に評価できるよう工夫された、ＤＴＭＦ
用重み付け係数算出部である。
【００５２】次に、動作について説明する。本実施の形
態において、量子化誤差計算に用いる重み付け係数は、
ＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式に依れば、以下の式（１）で示さ
れる方法で計算されている。
態において、量子化誤差計算に用いる重み付け係数は、
ＣＳ−ＡＣＥＬＰ方式に依れば、以下の式（１）で示さ
れる方法で計算されている。
【００５３】
【数１】
【００５４】ここで、ωｉはｉ次ＬＳＰ、である。即
ち、スペクトルのピークがくる周波数域については重み
付け係数を重くし、スペクトルの”谷”になっている周
波数域については重み付け係数が軽くなっている。これ
は、スペクトルのピークを示す周波数域については量子
化誤差の寄与分を重くして、誤差に対する感度を鋭くす
る効果がある。ここで、ＤＴＭＦ信号をＬＳＰ符号化す
る際、重み付け係数が大きい次数のＬＳＰについては、
トーン周波数に対応するものであろうと考えられる。こ
のトーン周波数成分に対応する重み付け係数をより大き
くする事により、この周波数成分について、局所的にで
はあるが量子化誤差による周波数歪を低減する事が出来
る。
ち、スペクトルのピークがくる周波数域については重み
付け係数を重くし、スペクトルの”谷”になっている周
波数域については重み付け係数が軽くなっている。これ
は、スペクトルのピークを示す周波数域については量子
化誤差の寄与分を重くして、誤差に対する感度を鋭くす
る効果がある。ここで、ＤＴＭＦ信号をＬＳＰ符号化す
る際、重み付け係数が大きい次数のＬＳＰについては、
トーン周波数に対応するものであろうと考えられる。こ
のトーン周波数成分に対応する重み付け係数をより大き
くする事により、この周波数成分について、局所的にで
はあるが量子化誤差による周波数歪を低減する事が出来
る。
【００５５】このＤＴＭＦのトーン周波数に対応するで
あろうと考えられるＬＳＰ係数の重み付け係数をより大
きくするためには、例えば、重み付け計算部３３８Ａと
同様な操作を行った後、その係数がある閾値を超えてい
たら、その重み付け係数に１以上の補正値を掛けるよう
な処理を施せば良い。ここで用いる閾値、及び補正値に
付いては、受信側でのＤＴＭＦ認識率や、音声／ＤＴＭ
Ｆ信号識別器１０２の誤検出による音声品質の劣化など
も考慮した上で、実験的に最適な値を求めていく事が望
ましい。
あろうと考えられるＬＳＰ係数の重み付け係数をより大
きくするためには、例えば、重み付け計算部３３８Ａと
同様な操作を行った後、その係数がある閾値を超えてい
たら、その重み付け係数に１以上の補正値を掛けるよう
な処理を施せば良い。ここで用いる閾値、及び補正値に
付いては、受信側でのＤＴＭＦ認識率や、音声／ＤＴＭ
Ｆ信号識別器１０２の誤検出による音声品質の劣化など
も考慮した上で、実験的に最適な値を求めていく事が望
ましい。
【００５６】以上のように、本発明の第３の実施の形態
に依れば、ＬＳＰ量子化を、ＤＴＭＦ信号を構成するデ
ュアルトーン周波数近傍について、量子化誤差の評価基
準を変える事によって、符号化時にスペクトル歪を極力
抑えられるように工夫されているので、より原信号に忠
実なＤＴＭＦ信号を復号できるという効果がある。
に依れば、ＬＳＰ量子化を、ＤＴＭＦ信号を構成するデ
ュアルトーン周波数近傍について、量子化誤差の評価基
準を変える事によって、符号化時にスペクトル歪を極力
抑えられるように工夫されているので、より原信号に忠
実なＤＴＭＦ信号を復号できるという効果がある。
【００５７】実施の形態４．以下に、本発明に係る第４
の実施の形態について、図４を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態１のＤＴＭＦ用重み付け係数
計算処理部３３８Ｂを、重み付け係数格納メモリ３３８
Ｃに置き換えたものである。
の実施の形態について、図４を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態１のＤＴＭＦ用重み付け係数
計算処理部３３８Ｂを、重み付け係数格納メモリ３３８
Ｃに置き換えたものである。
【００５８】ＤＴＭＦ信号のＬＳＰ係数を詳しく調査す
ると、低群周波数に相当するスペクトルピークは１次〜
３次のＬＳＰ係数が関与しており（その中でも１次と２
次の寄与分が大きい）、同じく高群周波数については４
次〜６次のＬＳＰ係数が関与（同じく５次と６次の寄与
分が大きい）しており、その他のＬＳＰ係数はＤＴＭＦ
信号のスペクトル包絡表現には殆ど関与していない事が
判っている。メモリ３３８Ｃには、例えば、１次〜６次
のＬＳＰ係数の重み付けを大きくし、７次〜１０次のＬ
ＳＰ係数の重み付けを極端に小さくしたような重み付け
系数列を、あらかじめ何らかの手法で定めておいた上で
格納しておく。音声／ＤＴＭＦ信号識別器の判定結果で
「ＤＴＭＦ」と判定された場合は、量子化前のＬＳＰ係
数から計算する事をせずに、このメモリ内の重み付け係
数を用いて最小自乗誤差の探索を行う。
ると、低群周波数に相当するスペクトルピークは１次〜
３次のＬＳＰ係数が関与しており（その中でも１次と２
次の寄与分が大きい）、同じく高群周波数については４
次〜６次のＬＳＰ係数が関与（同じく５次と６次の寄与
分が大きい）しており、その他のＬＳＰ係数はＤＴＭＦ
信号のスペクトル包絡表現には殆ど関与していない事が
判っている。メモリ３３８Ｃには、例えば、１次〜６次
のＬＳＰ係数の重み付けを大きくし、７次〜１０次のＬ
ＳＰ係数の重み付けを極端に小さくしたような重み付け
系数列を、あらかじめ何らかの手法で定めておいた上で
格納しておく。音声／ＤＴＭＦ信号識別器の判定結果で
「ＤＴＭＦ」と判定された場合は、量子化前のＬＳＰ係
数から計算する事をせずに、このメモリ内の重み付け係
数を用いて最小自乗誤差の探索を行う。
【００５９】以上のように、本実施の形態に依れば、Ｄ
ＴＭＦ用重み付け係数計算処理部を専用に設ける必要が
なくなるため、符号化アルゴリズムを実現するプログラ
ム容量を削減する事が出来るほか、符号化アルゴリズム
を簡素化出来るため導入しやすいなどの利点がある。
ＴＭＦ用重み付け係数計算処理部を専用に設ける必要が
なくなるため、符号化アルゴリズムを実現するプログラ
ム容量を削減する事が出来るほか、符号化アルゴリズム
を簡素化出来るため導入しやすいなどの利点がある。
【００６０】実施の形態５．以下に、本発明に係る第５
の実施の形態について、図５を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態２の音声／ＤＴＭＦ信号識別
器１０２に、ディジット検出機能を追加し（１０２
Ａ）、またそのディジット検出結果に応じて、最適なＬ
ＳＰ係数をあらかじめ格納してあるメモリ１１１からロ
ードする機能を追加したものである。
の実施の形態について、図５を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態２の音声／ＤＴＭＦ信号識別
器１０２に、ディジット検出機能を追加し（１０２
Ａ）、またそのディジット検出結果に応じて、最適なＬ
ＳＰ係数をあらかじめ格納してあるメモリ１１１からロ
ードする機能を追加したものである。
【００６１】次に動作について説明する。信号識別器１
０２Ａで検出されたＤＴＭＦディジットの値はメモリ１
１１に送られる。メモリ１１１には、各ディジットに対
応してＬＳＰ係数が格納されており、信号識別器１０２
Ａの出力に応じて、対応するＬＳＰ係数を抽出し、ＬＳ
Ｐ量子化部へ送る。メモリに格納されるＬＳＰ係数は、
理想的なＤＴＭＦ波形におけるＬＳＰ係数をあらかじめ
求めておいたものである。ＤＴＭＦ用ＬＳＰ量子化部３
Ｂでは、ＤＴＭＦ検出時は、メモリからロードされた理
想的なＬＳＰ係数をもとに、量子化コードブックを探索
し、インデックスを出力する。
０２Ａで検出されたＤＴＭＦディジットの値はメモリ１
１１に送られる。メモリ１１１には、各ディジットに対
応してＬＳＰ係数が格納されており、信号識別器１０２
Ａの出力に応じて、対応するＬＳＰ係数を抽出し、ＬＳ
Ｐ量子化部へ送る。メモリに格納されるＬＳＰ係数は、
理想的なＤＴＭＦ波形におけるＬＳＰ係数をあらかじめ
求めておいたものである。ＤＴＭＦ用ＬＳＰ量子化部３
Ｂでは、ＤＴＭＦ検出時は、メモリからロードされた理
想的なＬＳＰ係数をもとに、量子化コードブックを探索
し、インデックスを出力する。
【００６２】この実施の形態を用いる事で、例えば、符
号器に入力されたＤＴＭＦ信号がツイスト歪や、若干の
周波数歪を受けたものであっても、ＬＳＰ量子化の時点
で補正されるため、より望ましい特性を持ったＤＴＭＦ
信号を送信する事が出来るなどの効果がある。
号器に入力されたＤＴＭＦ信号がツイスト歪や、若干の
周波数歪を受けたものであっても、ＬＳＰ量子化の時点
で補正されるため、より望ましい特性を持ったＤＴＭＦ
信号を送信する事が出来るなどの効果がある。
【００６３】実施の形態６．以下に、本発明に係る第６
の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態２のＬＳＰ量子化部３Ｂにお
いて、ＤＴＭＦ検出時のＬＳＰコードブックの探索方法
にいわゆる閉ループ探索法を用いるものである。
の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。
本実施の形態は実施の形態２のＬＳＰ量子化部３Ｂにお
いて、ＤＴＭＦ検出時のＬＳＰコードブックの探索方法
にいわゆる閉ループ探索法を用いるものである。
【００６４】次に動作について説明する。信号識別器１
０２によるスイッチ１０３，１０４の動作は実施の形態
２の場合と同様である。音声入力時、即ち従来のＣＳ−
ＡＣＥＬＰ方式では、入力信号をもとにまずＬＳＰ係数
の量子化を実行し、合成フィルタの係数を決定する。そ
の後、適応符号帳インデックス６Ａ、雑音符号帳インデ
ックス６Ｂ、励振信号の利得符号帳インデックス６Ｃの
組み合わせを変えて音声信号を合成し、入力音声信号と
の自乗誤差が最小となるようなインデックスの組み合わ
せを決定する。
０２によるスイッチ１０３，１０４の動作は実施の形態
２の場合と同様である。音声入力時、即ち従来のＣＳ−
ＡＣＥＬＰ方式では、入力信号をもとにまずＬＳＰ係数
の量子化を実行し、合成フィルタの係数を決定する。そ
の後、適応符号帳インデックス６Ａ、雑音符号帳インデ
ックス６Ｂ、励振信号の利得符号帳インデックス６Ｃの
組み合わせを変えて音声信号を合成し、入力音声信号と
の自乗誤差が最小となるようなインデックスの組み合わ
せを決定する。
【００６５】一方、ＤＴＭＦ検出時のＬＳＰ量子化に際
しては、最初に合成フィルタの係数を決定する事はせ
ず、他の３種類の量子化パラメータと同様、復号器で復
号されるであろう合成音声波形について評価を行う。ま
ず、復号器に伝送される量子化パラメータである適応符
号帳インデックス６Ａ、雑音符号帳インデックス６Ｂ、
励振信号の利得符号帳インデックス６Ｃを組み合わせる
ことにより、合成フィルタの励振信号６Ｅの候補を複数
パターン生成する。その励振信号６Ｅの各々について、
ＬＳＰコードブックに格納された複数パターンのＬＳＰ
係数を用いて、合成フィルタ６にて合成信号を生成す
る。最小自乗誤差探索部１７では、上記のようにして得
られた複数種類の合成信号と、符号器に入力された音声
信号６Ｆとの自乗誤差を求める。その中で自乗誤差が最
小となるような量子化パラメータの組合わせを選択す
る。各パラメータについて符号化して多重化部１０７に
て多重化し、復号器に伝送する。
しては、最初に合成フィルタの係数を決定する事はせ
ず、他の３種類の量子化パラメータと同様、復号器で復
号されるであろう合成音声波形について評価を行う。ま
ず、復号器に伝送される量子化パラメータである適応符
号帳インデックス６Ａ、雑音符号帳インデックス６Ｂ、
励振信号の利得符号帳インデックス６Ｃを組み合わせる
ことにより、合成フィルタの励振信号６Ｅの候補を複数
パターン生成する。その励振信号６Ｅの各々について、
ＬＳＰコードブックに格納された複数パターンのＬＳＰ
係数を用いて、合成フィルタ６にて合成信号を生成す
る。最小自乗誤差探索部１７では、上記のようにして得
られた複数種類の合成信号と、符号器に入力された音声
信号６Ｆとの自乗誤差を求める。その中で自乗誤差が最
小となるような量子化パラメータの組合わせを選択す
る。各パラメータについて符号化して多重化部１０７に
て多重化し、復号器に伝送する。
【００６６】この実施の形態によれば、ＬＳＰ符号帳イ
ンデックス６Ｄの、４種類の量子化パラメータの組み合
わせ全てについて音声を合成し、それぞれの合成信号波
形について、入力信号と合成信号との自乗誤差を計算
し、最小となるような、量子化パラメータの組合せを探
索するため、波形歪の少ないＤＴＭＦ信号の復号する事
が出来る。
ンデックス６Ｄの、４種類の量子化パラメータの組み合
わせ全てについて音声を合成し、それぞれの合成信号波
形について、入力信号と合成信号との自乗誤差を計算
し、最小となるような、量子化パラメータの組合せを探
索するため、波形歪の少ないＤＴＭＦ信号の復号する事
が出来る。
【００６７】実施の形態７．以下に、本発明に掛かる第
７の実施の形態について、図７、図８を参照しながら説
明する。本実施の形態は、実施の形態６でＬＳＰ量子化
の評価に用いていた複数種類の励振信号を、入力信号の
予測残差信号に置換したものである。
７の実施の形態について、図７、図８を参照しながら説
明する。本実施の形態は、実施の形態６でＬＳＰ量子化
の評価に用いていた複数種類の励振信号を、入力信号の
予測残差信号に置換したものである。
【００６８】次に動作について説明する。まず、信号識
別器１０２によるスイッチ１０３，１０４の動作は実施
の形態２の場合と同様である。符号器に入力された音声
信号はブロック２で線形予測分析されると同時に、そこ
で得られた線形予測係数を用いて構成された逆合成フィ
ルタ１１０に入力される。逆合成フィルタ１１０から出
力された線形予測残差信号７Ａは、ＤＴＭＦ用ＬＳＰ量
子化器に入力され、ＬＳＰ量子化時の評価に用いられ
る。逆合成フィルタ１１０は、例えば次式（２）で示さ
れる伝達関数で構成する事が出来る。
別器１０２によるスイッチ１０３，１０４の動作は実施
の形態２の場合と同様である。符号器に入力された音声
信号はブロック２で線形予測分析されると同時に、そこ
で得られた線形予測係数を用いて構成された逆合成フィ
ルタ１１０に入力される。逆合成フィルタ１１０から出
力された線形予測残差信号７Ａは、ＤＴＭＦ用ＬＳＰ量
子化器に入力され、ＬＳＰ量子化時の評価に用いられ
る。逆合成フィルタ１１０は、例えば次式（２）で示さ
れる伝達関数で構成する事が出来る。
【００６９】
【数２】
【００７０】ここで、αｉは線形予測分析部２で計算さ
れる線形予測係数である。
れる線形予測係数である。
【００７１】ＤＴＭＦ用ＬＳＰ量子化器３Ｂの詳細な動
作について、図８を用いて説明する。３種類のＬＳＰ符
号帳３３５〜３３７の組み合わせ、及びＭＡ予測によっ
て得られた、複数の量子化ＬＳＰ係数の候補は、ＤＴＭ
Ｆ用ＬＳＰ量子化器３Ｂにローカルに構成された合成フ
ィルタ３４０に供給される。逆合成フィルタで生成され
た残差信号７Ａをこの合成フィルタに入力し、各々のＬ
ＳＰ係数の候補に対応した複数の合成信号を得る。この
複数の合成信号と、符号器に入力された音声信号との自
乗誤差を計算し、最小の値をとるＬＳＰパラメータの組
み合わせを探索し、そのインデックスを抽出し、出力す
る。
作について、図８を用いて説明する。３種類のＬＳＰ符
号帳３３５〜３３７の組み合わせ、及びＭＡ予測によっ
て得られた、複数の量子化ＬＳＰ係数の候補は、ＤＴＭ
Ｆ用ＬＳＰ量子化器３Ｂにローカルに構成された合成フ
ィルタ３４０に供給される。逆合成フィルタで生成され
た残差信号７Ａをこの合成フィルタに入力し、各々のＬ
ＳＰ係数の候補に対応した複数の合成信号を得る。この
複数の合成信号と、符号器に入力された音声信号との自
乗誤差を計算し、最小の値をとるＬＳＰパラメータの組
み合わせを探索し、そのインデックスを抽出し、出力す
る。
【００７２】実施の形態６では、総ての量子化パラメー
タの組み合わせについて音声を合成し、それぞれの合成
信号波形について、入力信号との自乗誤差を求め評価す
るため、最適な量子化パラメータの組み合わせが得られ
る可能性はあるものの、計算量が膨大となっていた。こ
の実施の形態を用いる事で、その性能は若干劣るもの
の、量子化歪をある程度低減しつつ、演算量の低減も図
られているため、廉価なＤＳＰでも実現できる、消費電
力が低減できるなどの効果がある。
タの組み合わせについて音声を合成し、それぞれの合成
信号波形について、入力信号との自乗誤差を求め評価す
るため、最適な量子化パラメータの組み合わせが得られ
る可能性はあるものの、計算量が膨大となっていた。こ
の実施の形態を用いる事で、その性能は若干劣るもの
の、量子化歪をある程度低減しつつ、演算量の低減も図
られているため、廉価なＤＳＰでも実現できる、消費電
力が低減できるなどの効果がある。
【００７３】
【発明の効果】本発明に依れば、音声信号伝送時には音
声の符号化により適した、通常の音声符号化・復号アル
ゴリズムを用いた方法で、また、非音声信号、特にＤＴ
ＭＦ信号等の伝送時においては、一部の処理機能ブロッ
クを、非音声信号の符号化により適した方法に切替え
て、符号化・復号処理を実行するので、非音声信号伝送
時に、伝送速度を上げる事無く、高品質の非音声信号を
伝送する事が出来る。
声の符号化により適した、通常の音声符号化・復号アル
ゴリズムを用いた方法で、また、非音声信号、特にＤＴ
ＭＦ信号等の伝送時においては、一部の処理機能ブロッ
クを、非音声信号の符号化により適した方法に切替え
て、符号化・復号処理を実行するので、非音声信号伝送
時に、伝送速度を上げる事無く、高品質の非音声信号を
伝送する事が出来る。
【００７４】また、本発明においては、符号化・復号処
理の一部に変更を加えるものであり、アルゴリズムの本
質に関わるような切替を行うものではないため、例え
ば、音声信号入力中に、音声／非音声信号識別器１０２
で「非音声」と誤識別した場合でも、多少の劣化はある
ものの、ある程度の音声伝送品質は維持できるので、通
話中に耳触りとなるような弊害は抑えられるといった利
点もある。
理の一部に変更を加えるものであり、アルゴリズムの本
質に関わるような切替を行うものではないため、例え
ば、音声信号入力中に、音声／非音声信号識別器１０２
で「非音声」と誤識別した場合でも、多少の劣化はある
ものの、ある程度の音声伝送品質は維持できるので、通
話中に耳触りとなるような弊害は抑えられるといった利
点もある。
【００７５】また、簡便な方法で構成された、識別性能
の良くない音声／非音声信号識別器を適用しても、ある
程度の音声品質の維持が可能である事から、装置構成を
簡単に出来る、実現のためのコストが低減できるなどの
優れた効果がある。
の良くない音声／非音声信号識別器を適用しても、ある
程度の音声品質の維持が可能である事から、装置構成を
簡単に出来る、実現のためのコストが低減できるなどの
優れた効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の第３の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第４の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の第５の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第６の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第７の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第７の実施の形態における音声符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の符号器の概略ブロック図である。
【図１０】 図９の符号器の更に詳細なブロック図であ
る。
る。
【図１１】 ＬＳＰ量子化部の詳細を示す図である。
【図１２】 従来の他の符号器及び復号器を示す図であ
る。
る。
【図１３】 従来の他の符号器及び復号器を示す図であ
る。
る。
１０１ 符号器、１０２ 音声／非音声信号識別器、１
０３，１０４ 選択手段、１０５ 第１の量子化処理ブ
ロック、１０６ 第２の量子化処理ブロック、１０７
多重化部、１０８ 量子化テーブル、１０２Ａ ディジ
ット検出手段。
０３，１０４ 選択手段、１０５ 第１の量子化処理ブ
ロック、１０６ 第２の量子化処理ブロック、１０７
多重化部、１０８ 量子化テーブル、１０２Ａ ディジ
ット検出手段。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 1/457 Ｇ１０Ｌ 9/14 Ｃ ９Ａ００１ Ｆターム(参考） 5D045 CC01 5J064 AA01 AA05 BA13 BC02 BC16 BC25 BD02 5K064 AA08 AA16 BB12 CA07 DB21 DC29 5K069 AA06 AA10 CB08 FC07 FC09 FC20 FD16 FD17 5K101 LL04 MM01 RR05 UU03 UU19 UU20 9A001 BB04 EE02 EE05 FF05 FZ01 GG03 GG05 HH16 HH34 JJ12 KK56
Claims (7)
- 【請求項１】 音声の符号化に適した第１の量子化処理
ブロック、及び非音声の符号化に適した第２の量子化処
理ブロックを有し、入力される信号を圧縮符号化する符
号器と、 上記符号器に入力される信号が音声信号か非音声信号か
を識別し、判定結果を出力する音声／非音声信号識別器
と、 上記第１の量子化処理ブロック及び上記第２の量子化処
理ブロックの各々の出力を多重化し伝送路に出力する多
重化部とを備え、 上記符号器は、上記音声／非音声信号識別器の上記判定
結果に応じて、上記第１の量子化処理ブロック、または
上記第２の量子化処理ブロックのいずれかを選択する選
択手段を有し、 上記第１の量子化処理ブロック及び上記第２の量子化処
理ブロックは、同一の量子化テーブルを用いて信号を圧
縮符号化することを特徴とする音声符号化装置。 - 【請求項２】 上記第１及び第２の量子化処理ブロック
は、ＬＳＰ（線スペクトル対）係数を量子化する処理ブ
ロックであることを特徴とする請求項１記載の音声符号
化装置。 - 【請求項３】 上記ＬＳＰ係数を量子化する際、最適な
量子化値を決定するために用いられる評価基準につい
て、上記第１及び第２の係数量子化処理ブロックは、そ
れぞれ相異なる評価基準を有することを特徴とする請求
項２記載の音声符号化装置。 - 【請求項４】 上記第１の量子化処理ブロックにおい
て、上記ＬＳＰ係数を量子化する際、最適な量子化値を
決定するために用いられる評価基準を、入力された音声
信号の性質に応じて適応的に変化させるのに対し、 上記第２の量子化処理ブロックにおいては、上記評価基
準は入力された音声信号の性質にかかわらず定常的であ
ることを特徴とする請求項２記載の音声符号化装置。 - 【請求項５】 上記音声／非音声信号識別器は、ＤＴＭ
Ｆ信号のディジットを検出するディジット検出手段を有
し、 上記ディジットの値に応じて決められたＬＳＰ係数を、
上記第２の量子化処理ブロックに入力することを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか記載の音声符号化装置。 - 【請求項６】 上記第２の量子化処理ブロックは、ＬＳ
Ｐ符号帳の探索方法に閉ループ探索法を用いることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の音声符号化装
置。 - 【請求項７】 上記第２の量子化処理ブロックにおい
て、最適な量子化値を決定するために用いられるパラメ
ータとして、入力された音声信号の線形予測残差信号を
用いることを特徴とする請求項６記載の音声符号化装
置。
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