JP2000516356A

JP2000516356A - 可変ビットレート音声送信システム

Info

Publication number: JP2000516356A
Application number: JP10529313A
Authority: JP
Inventors: ラケシュ、タオリ; アンドレアス、ヨハネス、ゲリッツ
Original assignee: コーニンクレッカ、フィリップス、エレクトロニクス、エヌ、ヴィ
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2000-12-05
Also published as: DE69834093T2; DE69834093D1; US6012026A; CN1140894C; WO1998045833A1; BR9804811A; EP0922278A1; ES2259453T3; CN1222993A; PL330398A1; PL193825B1; EP0922278B1

Abstract

(57)【要約】可変ビットレート音声エンコーダ（４）において、音声サンプルのフレームは、フレーム化手段（２０）によって入力音声信号から得られる。音声サンプルのフレームから、ＬＰＣパラメータのようなＬＰＣ解析パラメータが、解析手段（２２）によって決定され、コードブック・インデックスおよびコードブック利得によって表される励起信号が、探索手段（３６）によって決定される。これらのＬＰＣ係数および励起パラメータは、フレームで受信機（１２）に送信される。音声エンコーダのビットレートをビットレート設定Ｒに従って可変にするために、音声エンコーダ（４）には、ＬＰＣ係数を搬送する送信フレームの一部分を決定する制御手段（３０）が設けられる。このフレームの一部分は、０．５から１まで可変である。残りのフレームのＬＰＣ係数は、受信機（１２）の補間回路（８５）によって補間により決定される。本発明の一実施例によると、隣接した係数から補間された値と最も異なるＬＰＣ係数が、受信機（１２）に送信される。

Description

【発明の詳細な説明】可変ビットレート音声送信システム本発明は、音声エンコーダを有する送信機を備えた送信システムに関する。音声エンコーダは、入力音声信号から解析係数を決定するための解析手段を備えている。送信機は、送信媒体を介して受信機に音声信号を表すデータのフレームを送信するように構成されている。フレームの一部分は、前記解析係数に関する情報を、残りのフレームよりも多く運ぶ。受信機は、音声信号を表すデータのフレームから復元された音声信号を得るための音声デコーダを備えている。また、本発明は、送信機、音声エンコーダおよび音声符号化方法に関する。冒頭で述べた送信システムは、米国特許第4,379,949号から公知である。このような送信システムは、限られた送信容量を有する送信媒体により音声信号を送信しなければならないアプリケーションまたは限られた記憶容量を有する記憶媒体に音声信号を記憶しなければならないアプリケーションにおいて使用される。このようなアプリケーションの具体例は、インターネット上での音声信号の送信、移動電話から基地局および基地局から移動電話への音声信号の送信、ならびにＣＤ−ＲＯＭ、固体状態記憶装置またはハード・ディスク・ドライブへの音声信号の記憶である。エンコーダでは、音声信号が解析手段によって解析される。この解析手段は、フレームとしても知られている１ブロックの音声サンプルに対して複数の解析係数を決定する。これら１群の解析係数は、音声信号の短時間スペクトルを表している。解析係数の他の例は、音声信号の周波数の高低を表す係数である。これらの解析係数は、送信媒体を介して受信機に送信される。受信機では、これらの解析係数は、合成フィルタの係数として使用される。これらの解析パラメータに加えて、音声エンコーダは、１フレームの音声サンプルにつき多くの励起シーケンス（たとえば４）も決定する。このような励起シーケンスによって保護された時間の区間は、サブフレームを呼ばれる。音声エンコーダは、合成フィルタが、前述した解析係数を使用して、前記励起シーケンスにより励起する時に、最高の音声品質になる励起信号を発見するように構成されている。前記励起シーケンスを表したものは、送信チャネルを介して受信機に送信される。受信機では、励起シーケンスは、受信信号から復元され、合成フィルタの入力に与えられる。合成フィルタの出力では、合成音声信号が利用可能となる。ある品質を有する音声信号を表すために必要となるビットレートは、音声の内容に依存している。解析係数が長時間にわたってほぼ一定である場合には、それらを送信するために必要となるビットレートは、減らすことができる。この可能性は、前述した米国特許による送信システムに使用されている。この特許は、解析係数がフレームごとに送信されるとは限らない音声エンコーダを有する送信システムを開示している。フレーム内の実際の解析係数の少なくとも１つと、隣接するフレームからの解析係数の補間によって得られる対応する解析係数との間の差が、あらかじめ定められた閾値を超えるときにのみ、解析係数は送信される。この結果、音声信号を送信するために必要となるビットレートが減少する。この公知の送信システムでは、閾値を増加または減少させることにより、ビットレートを任意の値に設定することができ、その結果、ビットレートが減少または増加する。しかしながら、平均ビットレートは、依然、音声の内容に強く依存している。本発明の目的は、ビットレートを任意の値に設定でき、音声の内容から実質的に独立している、冒頭で述べた送信システムを提供することにある。この目的のため、本発明による送信システムは、前記音声エンコーダが、ビットレート設定に従って、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送するフレームの前記一部分を制御するための制御手段を備えていることを特徴とする。ビットレート設定を指定し、かつ、前記ビットレート設定に応じて、前記解析係数に関する情報を搬送するフレームの実際の部分を制御することにより、音声内容には実質的に依存しない平均ビットレートを得ることができる。さらに、ビットレート設定を変化させることにより、実行時において、平均ビットレートを変化させることができる。前記実際の部分は、異なる方法で制御可能である。第１の方法は、各フレームごとにＮステップ増加するモジュロＭカウンタを使用することである。カウンタがオーバフローするごとに、前記解析係数は、フレームに包含される。その結果、解析係数を搬送するフレームの前記部分はＭ／Ｎとなる。本発明の一実施例は、前記制御手段が、実際のビットレートの測度を前記ビットレート設定の測度と比較するための比較手段を備え、前記制御手段が、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも小さいならば、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送するフレームの前記実際の一部分を増加させ、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも大きいならば、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送するフレームの前記実際の一部分を減少させるように構成されていることを特徴とする。この実施例によると、符号化された音声信号の平均ビットレートが、ビットレート設定と実質的に等しくなることが、常に保証される。本発明の他の実施例は、前記制御手段が、周囲のフレームで送信された閾値を超える解析パラメータから補間された値から、距離測度を有する前記解析パラメータを示すように構成さわ、かつ、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも小さいならば前記閾値を減少させ、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも大きいならば前記閾値を増加させるように構成されていることを特徴とする。この実施例では、補間された値と最も異なる解析パラメータが送信される。実際のビットレートがビットレート設定よりも大きいときは閾値を増加させ、それ以外のときは閾値を減少させることにより、平均ビットレートが、ビットレート設定と実質的に等しくなることが得られる。本発明のさらに他の実施例は、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送する前記フレームの前記一部分が、０．５以上であり、かつ、１以下であることを特徴とする。フレームの一部分の基準として０．５と１の間が、符号化品質の実質的な損失を生ずることなく、十分な制御レンジになることを、実験は示している。本発明の他の実施例は、前記音声エンコーダが、粗いビットレート設定に応じて、複数のフレーム長から１つのフレーム長を選択し、複数の、１フレームあたりの励起サブフレームから１つの数の、１フレームあたりの励起サブフレームを選択するように構成されていることを特徴とする。ビットレート設定に応じて、フレーム長およびサブフレームの個数を可能な複数の値から選択することにより、実質的に増加したビットレート・レンジを有する連続的に可変なビットレートを得ることができる。また、本発明の他の実施例は、１０ｍｓのフレーム長に対して励起サブフレームの前記複数の数が、少なくとも値４を含み、かつ、１５ｍｓのフレーム長に対して励起サブフレームの前記複数の数が、少なくとも値６、８および１０を含むことを特徴とする。前述したパラメータを使用すると、１３．６ｋｂｉｔ／ｓから２１．８ｋｂｉｔ／ｓまで変化させることができる連続的に可変なビットレートを有する音声エンコーダを得ることができるようになる。次に、本発明を、以下の図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が使用される送信システムを示す。図２は、本発明による音声エンコーダ４の実施例を示す。図３は、図２によるビットレート・コントローラ３０の第１実施例を示す。図４は、図２によるビットレート・コントローラ３０の第２実施例を示す。図５は、図１の音声デコーダ１８の実施例を示す。図１による送信システムにおいて、符号化されるべき音声信号は、送信機２の音声エンコーダ４の入力に与えられる。音声エンコーダ４の第１出力は、解析係数を表す出力信号ＬＰＣを搬送し、マルチプレクサ６の第１入力に接続されている。音声エンコーダ４の第２出力は、出力信号Ｆを搬送し、マルチプレクサ６の第２入力に接続されている。この信号Ｆは、信号ＬＰＣが送信されるべきかどうかを示すフラグを表している。音声エンコーダ４の第３出力は、信号ＥＸを搬送し、マルチプレクサ６の第３入力に接続されている。この信号ＥＸは、音声デコーダの合成フィルタのための励起信号を表している。ビットレート制御信号Ｒは、音声エンコーダ４の第２入力に与えられる。マルチプレクサ６の出力は、送信手段８の入力に接続されている。送信手段８の出力は、送信媒体１０を介して受信機１２に接続されている。受信機１２において、送信媒体１０の出力は、受信手段１４の入力に接続されている。受信手段１４の出力は、デマルチプレクサ１６の入力に接続されている。デマルチプレクサ１６の第１出力は、信号ＬＰＣを搬送し、音声復号手段１８の第１入力に接続され、デマルチプレクサ１６の第２出力は、信号ＥＸを搬送し、音声復号手段１８の第２入力に接続されている。音声復号手段１８の出力において、復元された音声信号が利用可能となる。デマルチプレクサ１６および音声復号手段１８の組合せは、本発明概念による音声デコーダを構成する。本発明による送信システムの処理は、ＣＥＬＰタイプの音声エンコーダが使用されるという仮定の下で説明されるが、本発明の範囲は、これに制限されるものでないことはいうまでもない。音声エンコーダ４は、音声信号のサンプルのフレームから符号化された音声信号を得るように構成されている。音声エンコーダは、音声信号のサンプルのフレームから、たとえば音声信号の短時間スペクトルを表す解析係数を得る。一般に、ＬＰC係数またはその変換されたものが使用される。有効な表現は、対数領域比（Log Area Ratio：ＬＡＲ）、反射係数のアークサインまたは線スペクトル対（Line Spectral Pair：ＬＳＰ）とも呼ばれる線スペクトル周波数（Line Spect ral Frequency：ＬＳＦ）である。解析係数の表現は、音声エンコーダ４の第１出力において信号ＬＰＣとして利用可能である。音声エンコーダ４において、励起信号は、１または２以上の定型コードブックおよび適応型コードブックの加重出力信号の合計に等しい。定型コードブックの出力信号は、定型コードブック・インデックスによって指定され、定型コードブック用の加重ファクタは、定型コードブック利得によって指定される。適応型コードブックの出力信号は、適応型コードブック・インデックスによって指定され、適応型コードブック用の加重ファクタは、適応型コードブック利得によって指定される。コードブック・インデックスおよび利得は、合成方法による解析によって決定される。すなわち、コードブック・インデックスおよび利得は、オリジナルの音声信号と、励起係数および解析係数に基づいて合成された音声信号との間の差が最小の値を有するように決定される。信号Ｆは、音声信号サンプルの現在のフレームに対応する解析パラメータが送信されるかどうかを示す。これらの係数は、現在のデータ・フレームまたは先行するデータ・フレームで送信することができる。マルチプレクサ６は、ヘッダおよび音声信号を表すデータによりデータ・フレームを組み立てる。ヘッダは、現在のデータ・フレームが不完全なデータ・フレームかどうかを示す第１指示子（フラグＦ）を備えている。ヘッダは、現在のデータ・フレームが解析パラメータを搬送するかどうかを示す第２指示子をオプションとして備えている。さらに、フレームは、複数のサブフレームのための励起パラメータを備えている。サブフレームの数は、音声エンコーダ４の制御入力の信号Ｒによって選択されたビットレートに依存する。１フレームあたりのサブフレームの数およびフレーム長も、フレームのヘッダにおいて符号化することができるが、１フレームあたりのサブフレームの数およびフレーム長は、接続設定中に同意することもできる。マルチプレクサ６の出力において、音声信号を表す完成されたフレームが利用可能となる。送信手段８において、マルチプレクサ６の出力上のフレームは、送信媒体１０を介して送信可能な信号に変換される。送信手段で実行される処理は、誤り訂正符号化、インタリービングおよび変調を含む。受信機１２は、送信機２によって送信された信号を送信媒体１０から受信するように構成されている。受信手段１４は、復調、インタリービング解除および誤り訂正復号を行うように構成されている。デマルチプレクサは、受信手段１４の出力信号から信号ＬＰＣ、ＦおよびＥＸを取り出す。必要ならば、デマルチプレクサ１６は、続いて受信される係数の組のうちの２つの組の間に補間を行う。係数ＬＰＣおよびＥＸの完成された組は、音声復号手段１８に与えられる。音声復号手段１８の出力では、復元された音声信号が利用可能となる。図２による音声エンコーダにおいて、入力信号は、フレーム化手段２０の入力に与えられる。フレーム化手段２０の出力は、出力信号Ｓ_k+1を搬送し、解析手段の入力および遅延素子２８の入力に接続されている。解析手段は、ここでは、線形予測解析器２２である。線形予測解析器２２の出力は、信号α_k+1を搬送し、量子化器２４の入力に接続されている。量子化器２４の第１出力は、出力信号Ｃ_k+1 を搬送し、遅延素子２６の入力および音声エンコーダ６の第１出力に接続されている。遅延素子２６の出力は、出力信号Ｃ_kを搬送し、音声エンコーダの第２出力に接続されている。されている。ビットレート設定を表す入力信号Ｒは、制御手段３０の第２入力に与えられる。制御手段３０の第１出力は、出力信号Ｆを搬送し、音声エンコーダ４の出力に接続されている。制御手段３０の第３出力は、出力信号α’_kを搬送し、補間回路３２に接続されている。補間回路３２の出力は、出力信号α’_k［ｍ］を搬送し、知覚加重フィルタ３４の制御入力に接続されている。フレーム化手段２０の出力は、遅延素子２８の入力にも接続されている。遅延素子２８の出力は、信号Ｓ_kを搬送し、知覚加重フィルタ３４の第２入力に接続されている。知覚加重フィルタ３４の出力は、信号ｒｓ［ｍ］を搬送し、励起探索手段３６の入力に接続されている。励起探索手段３６の出力では、定型コードブック・インデックス、定型コードブック利得、適応型コードブック・インデックスおよび適応型コードブック利得を含んだ励起信号ＥＸの表現が利用可能である。フレーム化手段は、音声エンコーダ４の入力信号から、複数の入力サンプルを含んだフレームを得る。フレーム内のサンプル数は、ビットレート設定Ｒに従って変更可能である。線形予測解析器２２は、入力サンプルのフレームから、予測係数α_k+1［ｐ］を含む複数の解析係数を得る。これらの予測係数は、周知のレヴィンソン−ダービン・アルゴリズムによって見出すことができる。量子化器２４は、係数α_k+l［ｐ］を他の表現に変換し、変換された予測係数を量子化された係数Ｃ_k+1［ｐ］に量子化する。量子化された係数は、遅延素子２６を介して、係数Ｃ_k［ｐ］として出力に渡される。遅延素子の目的は、係数Ｃ_k［ｐ］と、音声入力サンプルの同じフレームに対応する励起信号ＥＸとがマルチプレクサ６にこの逆変換は、受信機の音声デコーダにおいて実行されるものと同じものである。量子化係数の逆変換は、音声エンコーダにおいて実行され、受信機のデコーダで利用可能なものとまったく同じ係数を局所的な合成のために音声エンコーダに提供する。制御手段３０は、フレームの部分を得るように構成されている。このフレームの部分では、解析係数に関する情報が他のフレームよりも多く送信される。本実施例による音声エンコーダ４においては、フレームは、解析係数に関する完全な情報を運ぶか、または、解析係数に関する情報をまったく運ばないかのいずれかである。制御ユニット３０は、マルチプレクサ６が現在のフレームに信号ＬＰＣを導入する必要があるかどうかを示す出力信号Ｆを提供する。一方、各フレームによって搬送される解析パラメータの数を可変にできることはいうまでもない。制御ユニット３０は、予測係数α’_kを補間回路３２に与える。現在のフレーム用の前記ＬＰＣ係数が送信されるならば、α’_kの値は、最も近時に決定された（量子化された）予測係数に等しい。現在のフレーム用のＬＰＣ係数が送信されないならば、α’_kの値は、α’_k-1の値とα’_k+1の値を補間することによって導出される。補間回路３２は、現フレームのサブフレームのそれぞれに対して、α’_k-1と α’_kから線形に補間された値α’_k［ｍ］を提供する。α’_k［ｍ］の値は、入力信号Ｓ_kの現在のサブフレームｍから「残余信号」ｒｓ［ｍ］を得るために知覚加重フィルタ３４に与えられる。探索手段３６は、「残余信号」ｒｓ［ｍ］の現在のサブフレームｍと最適な一致を与える励起信号となるような定型コードブック・インデックス、定型コードブック利得、適応型コードブック・インデックスおよび適応型コードブック利得を発見するように構成されている。各サブフレームｍに対して、励起パラメータである定型コードブック・インデックス、定型コードブック利得、適応型コードブック・インデックスおよび適応型コードブック利得は、音声エンコーダ４の出力ＥＸにおいて利用可能である。図２による音声エンコーダの一例は、１３．６ｋｂｉｔ／ｓから２４ｋｂｉｔ／ｓまで変化するビットレートを有する７ｋＨｚの広帯域の音声信号を符号化するための広帯域音声エンコーダである。この音声エンコーダは、４つのいわゆるアンカー・ビットレートに設定することができる。これらのアンカー・ビットレートは開始値であり、予測パラメータを搬送するフレームの部分を削減することにより、この開始値からビットレートを減少させることができる。以下の表では、これらの４つのアンカー・ビットレートおよび対応するフレーム期間の値、フレームのサンプル数ならびにフレームあたりのサブフレーム数が与えられている。ＬＰＣ係数が存在するフレームの数を減少させることにより、ビットレートは、小さなステップで制御可能である。ＬＰＣ係数を搬送するフレームの部分が０．５から１に変化し、１フレームに対してＬＰＣ係数を送信するのに必要なビット数が６６であるならば、最大の獲得可能なビットレートの削減を計算することができる。１０ｍｓのフレーム・サイズでは、ＬＰＣ係数のビットレートは、３．３ｋｂｉｔ／ｓから６．６ｋｂｉｔ／ｓに変化することができる。１５ｍｓのフレーム・サイズでは、ＬＰＣ係数のビットレートは、２．２ｋｂｉｔ／ｓから４．４ｋｂｉｔ／ｓに変化することができる。以下の表では、最大ビットレートの削減および最小ビットレートが、４つのアンカー・ビットレートに対して与えられている。の入力および変換器４４の入力に接続されている。遅延素子４０の出力は、信号ている。変換器４４の出力は、出力信号ｉ_k+1を搬送し、補間回路４８の第１入力に接続されている。変換器４６の出力は、出力信号ｉ_k-1を搬送し、補間回路し、セレクタ５２の第１入力に接続されている。変換器５０の出力は、出力信号ｉ_kを搬送し、セレクタ５２の第２入力に接続されている。セレクタ５２の出力接続されている。変換器５３の出力は、図２の補間回路３２によって使用される信号α’_kを搬送し、制御手段３０の出力に接続されている。制御手段３０の第２入力は、信号Ｒを搬送し、計算手段５４に与えられる。計算手段５４の出力は、加算器５６の入力に接続されている。加算器５６の出力は、アキュムレータ５８の入力に接続されている。アキュムレータ５８の第１出力は、累算された値を搬送し、加算器５６の第２入力に接続されている。アキュムレータ５８の第２出力は、オーバフロー信号を搬送し、制御入力に接続されている。制御手段３０において、計算手段は、ビットレート設定信号Ｒから、アンカー・ビットレートと、ＬＰＣ情報を搬送するフレームの部分とを決定する。あるビットレートＲを、２つの異なるアンカー・ビットレートから開始して達成することができる場合には、最適な音声品質に帰着するアンカー・ビットレートが選択される。アンカー・ビットレートの値を信号Ｒの関数として表に記憶することが便利である。アンカー・ビットレートが選択されると、ＬＰＣ係数を搬送するフレームの部分を決定することができる。最初に、１フレームあたりのビット数の最大値および最小値を表す値Ｂ_MAXおよびＢ_MINが、以下の式に従って決定される。式（１）および（２）において、ｂ_HEADERはフレーム内のヘッダのビット数であり、ｂ_EXCITATI0Nは励起信号を表すビット数であり、ｂ_LPCは解析係数を表すビット数である。信号Ｒが要求されたビットレートＢ_REQを表すならば、ＬＰＣパラメータを搬送するフレームｒの部分は、以下のように記述することができる。本実施例では、ｒの最小値は０．５であることがわかる。ＬＰＣパラメータを搬送するフレームの部分を表すＦＲ数は、加算器５６に与えられる。加算器５６は、フレーム区間ごとに、アキュムレータ５８の内容にＦＲ数を加えるように構成されている。ＦＲ数およびアキュムレータ５８の最大内容Ａは、ＦＲ／Ａ＝ｒとなるように選択される。その結果、アキュムレータは、フレーム区間の部分ｒの間にオーバフローする。図２のマルチプレクサ６を制御するために、アキュムレータ５８のオーバフロー信号を使用することにより、マルチプレクサ６の出力においてフレームの部分ｒがＬＰＣ係数を搬送することが得られる。係数は、対数領域比、反射係数のアークサインまたは線スペクトル対である。補間回路４８は、式（ｉ_k+1［ｎ］＋ｉ_k-1［ｎ］）／２に従って、値ｉ_k+1［ｎ］アキュムレータ５８がオーバフローすると、ＬＰＣ係数が送信さわ、セレクタ５２は、変換器５３に予測係数ｉ_kの組を渡すように構成される。ＬＰＣ係数が予測係数α’_kの組に変換する。前述したように、音声エンコーダ４の局所補間は、各サブフレームに対して、エンコーダ４とデコーダ６とでまったく同一の予測係数を得るように実行される。子６０の入力および変換器６４の入力に接続されている。遅延素子６０の出力は、ている。変換器６４の出力は、出力信号ｉ_k+1を搬送し、補間回路６８の第１入力に接続されている。変換器６６の出力は、出力信号ｉ_k-1を搬送し、補間回路し、距離計算機７２の第１入力およびセレクタ８０の第１入力に接続されている。変換器７０の出力は、出力信号ｉ_kを搬送し、距離計算機７２の第２入力およびセレクタ８０の第２入力に接続されている。制御手段３０の入力信号Ｒは、計算手段７４の入力に接続されている。計算手段７４の第１出力は、制御ユニット７６に接続されている。計算手段７４の第１出力上の信号は、ＬＰＣパラメータを搬送するフレームの部分ｒを表す。その結果、前記信号は、ビットレート設定を表す信号である。計算手段の第２および第３出力は、信号Ｒに依存して設定されるアンカー・ビットレートを表す信号を搬送する。制御ユニット７６の出力は、閾値信号ｔを搬送し、比較器７８の第１入力に接続されている。距離計算機７２の出力は、比較器７８の第２入力に接続されている。比較器７８の出力は、セレクタ８０の制御入力、制御ユニット７６の入力および制御手段３０の出力に接続されている。を導出する。距離計算機７２は、予測パラメータｉ_kの組と、ｉ_k+1およびｉ_k-1から補間さは、以下の式によって与えられる。式（４）において、Ｈ（ω）は係数ｉ_kによって表されるスペクトルであり、使用されるが、実験は、より簡単で計算可能なＬ１正規形が共通する結果を与えることを示している。このＬ１正規形は、次の式で記述することができる。式（５）において、Ｐは、解析手段２２によって決定される予測係数の数である。距離測度ｄは、比較器７８によって閾値ｔと比較される。距離測度ｄが閾値ｔよりも大きいときは、比較器７８の出力信号ｃは、現在のフレームのＬＰＣ係数が送信されることを示している。距離測度ｄが閾値ｔよりも小さいときは、比較器７８の出力信号ｃは、現在のフレームのＬＰＣ係数が送信されないことを示している。あらかじめ定められた時間の間にわたって（たとえば、ｋ個のフレームにわたって、ｋは典型的には１００の値を有する）、信号ｃがＬＰＣ係数の送信を示した回数ａの数をカウントすることにより、ＬＰＣパラメータを含んだフレームの実際の部分の測度ａが得られる。選択されたアンカー・ビットレートに対応するパラメータを与えると、この測度aは、実際のビットレートの測度でもある。制御手段３０は、実際のビットレートの測度を、ビットレート設定の測度と比較し、必要ならば実際のビットレートを調整するように構成されている。計算手段７４は、信号Ｒから、アンカー・ビットレートおよび部分ｒを決定する。制御ユニット７６は、部分ｒと、ＬＰＣパラメータを搬送するフレームの実際の部分との間の差を決定する。ビットレート設定と実際のビットレートとの間の差に従ってビットレートを調整するために、閾値ｔが増加または減少させられる。閾値ｔが増加させられると、差の測度ｄは、より少ない数のフレームに対して前記閾値を超え、実際のビットレートは減少する。閾値ｔが減少させられると、差の測度ｄはより多くの数のフレームに対して前記閾値を超え、実際のビットレートは増加する。ビットレート設定の測度ｒと実際のビットレート測度ｂに依存した閾値tの更新は、以下の式に従って制御ユニット７６によって実行される。式（６）において、ｔ’は閾値の最初の値であり、ｃ₁およびｃ₂は定数である。図５による復号手段１８では、信号ＬＰＣを搬送する入力は、サブフレーム補間回路８７の入力に接続されている。サブフレーム補間回路８７の出力は、合成フィルタ８８の入力に接続されている。入力信号ＥＸを搬送する音声復号手段１８の入力は、デマルチプレクサ８９の入力に接続されている。デマルチプレクサ８９の第１出力は、定型コードブック・インデックスを表す信号ＦＩを搬送し、定型コードブック９０の入力に接続されている。定型コードブック９０の出力は、乗算器９２の第１入力に接続されている。デマルチプレクサの第２出力は、信号ＦＣＢＧ（定型コードブック利得： Fixed CodeBook Gain）を搬送し、乗算器９２の第２入力に接続されている。デマルチプレクサ８９の第３出力は、適応型コードブック・インデックスを表す信号ＡＩを搬送し、適応型コードブック９１の入力に接続されている。適応型コードブック９１の出力は、乗算器９３の第１入力に接続されている。デマルチプレクサ８９の第２出力は、信号ＡＣＢＧ（適応型コードブック利得:Adaptive CodeBook Gain）を搬送し、乗算器９３の第２入力に接続されている。乗算器９２の出力は、加算器９４の第１入力に接続され、乗算器９３の出力は、加算器９４の第２入力に接続されている。加算器９４の出力は、適応型コードブックの入力および合成フィルタ８８の入力に接続されている。図５による音声復号手段１８では、サブフレーム補間回路８７は、サブフレームのそれぞれについての補間された予測係数を提供し、これらの予測係数を合成フィルタ８８に渡す。合成フィルタの励起信号は、定型コードブック９０および適応型コードブック９１の出力信号の加重合計に等しい。加重は、乗算器９２および９３によって実行される。コードブック・インデックスＦＩおよびＡＩは、デマルチプレクサ８９によって信号ＥＸから抽出される。加重ファクタＦＣＢＧ（Fixed CodeBook G ain）およびＡＣＢＧ（Adaptive CodeBook Gain）も、デマルチプレクサ８９によって信号ＥＸから抽出される。加算器９４の出力信号は、適応型コードブックにシフトされ、適応を行う。

Claims

【特許請求の範囲】１．音声エンコーダを有する送信機を備える送信システムであって、前記音声エンコーダは、入力音声信号から解析係数を決定するための解析手段を備え、前記送信機は、送信媒体を介して受信機に前記音声信号を表すデータのフレームを送信するように構成され、前記フレームの一部分は、前記解析係数に関する情報を、残りのフレームよりも多く搬送し、前記受信機は、前記音声信号を表すデータの前記フレームから復元された音声信号を得るための音声デコーダを備えているとともに、前記音声エンコーダが、ビットレート設定に従って、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送するフレームの前記一部分を制御するための制御手段を備えている、ことを特徴とする送信システム。２．前記制御手段が、実際のビットレートの測度を前記ビットレート設定の測度と比較するための比較手段を備え、前記制御手段は、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも小さいならば、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送するフレームの前記実際の一部分を増加させ、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも大きいならば、前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送するフレームの前記実際の一部分を減少させるように構成されている、ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の送信システム。３．前記制御手段が、周囲のフレームで送信された閾値を超える解析パラメータから補間された値から、距離測度を有する前記解析パラメータを示すように構成され、かつ、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも小さいならば前記閾値を減少させ、前記実際のビットレートの測度が前記ビットレート設定の測度よりも大きいならば前記閾値を増加させるように構成されている、ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の送信システム。４．前記解析係数に関する情報を前記残りのフレームよりも多く搬送する前記フレームの前記一部分が、０．５以上であり、かつ、１以下である、ことを特徴とする請求の範囲第１項、第２項または第３項にいずれか１項に記載の送信システム。５．前記音声エンコーダが、粗いビットレート設定に応じて、複数のフレーム長から１つのフレーム長を選択し、複数の、１フレームあたりの励起サブフレームから１つの数の、１フレームあたりの励起サブフレームを選択するように構成されている、ことを特徴とする請求の範囲第１、第２項、第３項または第４項のいずれか１項に記載の送信システム。６．前記複数のフレーム長が、少なくとも１０ｍｓと１５ｍｓの値を含む、ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載に送信システム。７．１０ｍｓのフレーム長に対して励起サブフレームの前記複数の数が、少なくとも値４を含み、かつ、１５ｍｓのフレーム長に対して励起サブフレームの前記複数の数が、少なくとも値６、８および１０を含む、ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の送信システム。８．音声エンコーダを有する送信機であって、前記音声エンコーダは、入力音声信号から解析係数を決定するための解析手段を備え、前記音声信号を表すデータのフレームを送信するように構成され、前記フレームの一部分は、前記解析係数に関する情報を残りのフレームよりも多く搬送するとともに、前記音声エンコーダが、前記解析係数に関する情報をより多く搬送するフレームの前記一部分をビットレート設定に従って制御するための制御手段を備えている、ことを特徴とする送信機。９．入力音声信号から解析係数を決定するための解析手段を備え、前記音声信号を表すデータのフレームを生成するように構成され、前記フレームの一部分は、前記解析係数に関する情報を残りのフレームよりも多く搬送するとともに、前記解析係数に関する情報をより多く搬送するフレームの前記一部分をビットレート設定に従って制御するための制御手段を備えている、ことを特徴とする音声エンコーダ。１０．入力音声信号から解析係数を決定し、前記音声信号を表すデータのフレームを生成し、前記フレームの一部分は、前記解析係数に関する情報を残りのフレームよりも多く搬送するとともに、前記解析係数に関する情報をより多く搬送するフレームの前記一部分をビットレート設定に従って制御する、ことを特徴とする音声符号化方法。