JP2001184097A - 音声符号化装置および音声符号化方法 - Google Patents

音声符号化装置および音声符号化方法

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JP2001184097A
JP2001184097A JP36393599A JP36393599A JP2001184097A JP 2001184097 A JP2001184097 A JP 2001184097A JP 36393599 A JP36393599 A JP 36393599A JP 36393599 A JP36393599 A JP 36393599A JP 2001184097 A JP2001184097 A JP 2001184097A
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pulse
noise
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pulses
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Miho Kosaka
美保 高坂
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡潔な構成ないしは動作態様で的確な音声符
号化機能を達成する。 【解決手段】 適応符号帳のピッチ励振ベクトルと雑音
符号帳の雑音励振ベクトルの和で表される振動ベクトル
により駆動され、それぞれの励振ベクトルは入力音声信
号と合成音声との差が最小となるものを探索により選択
するCELP方式に基づく音声符号化を行うものにおい
て、前記雑音符号帳による雑音励振ベクトルは、所定振
幅の4本のパルスによって構成され、その探索は第1の
ループ<LOOP1N>ないし第4のループ<LOOP
4N>からなる4重のループにより1本づつ逐次的に行
われるものであって、第3のループ<LOOP3N>と
は独立した第4のループ<LOOP4N>は、第1から
第3のパルスから合成音声と入力音声との差dtmpの
最小値dminが予め設定したしきい値より小さいと
き、最小値を与えた第3のパルス位置についてのみ、第
4のループ<LOOP4N>を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、シグナルプロセ
ッサ等の音声符号化装置に関し、特に、CELP(Co
de−Excited Linear Predict
ion)方式に基づく音声符号化装置に関するするもの
である。
【0002】
【従来の技術】CELP方式に基づく音声符号化方式に
おいては、合成フィルタを駆動する振動ベクトルはピッ
チ励振ベクトルと雑音励振ベクトルの和で表す。それぞ
れの励振ベクトルは入力音声信号と合成音声との差が最
小となるものを選択する。
【0003】雑音符合帳による雑音励振ベクトルは、振
幅が「1」の4本のパルスによって構成される。これら
4本のパルスの位置は、入力音声信号と合成音声との差
が最小となる組み合わせを探索することにより決定され
る。
【0004】入力音声信号と合成音声との差が最小とな
るパルス位置(ip0、ip1、ip2、ip3とす
る)の探索は、従来、図2のフローチャートに示すよう
に4重のループによって1本ずつ逐次的に行われてい
る。第1のループは、第1のパルス位置の候補から選択
した位置i0に第1のパルスを立てる工程<S1>と第
2のループ<LOOP2>、及びすべての第1のパルス
位置候補にパルスが立てられたかどうか判別する工程<
C1>で構成される。第2のループは、第2のパルス位
置の候補から選択した第2のパルス位置i1にパルスを
立てる工程<S2>と第3のループ<LOOP3>、す
べての第2のパルス位置候補にパルスが立てられたかど
うか判別する工程<C2>で構成される。第3のループ
は、第3のパルス位置の候補から選択した位置i2に第
3のパルスを立てる工程<S3>と、工程<S1>、<
S2>、<S3>で立てられた第1から第3のパルスに
より計算された合成音声と入力音声の差dtmpを計算
する工程<S31>、dtmpとあらかじめ計算された
しきい値を比較する工程<C31>、第4のループ<L
OOP4>、第4のループ実行回数と最大探索回数とを
比較する工程<C32>、全ての第3のパルス位置の候
補にパルスが立てられたかどうか判別する工程<C3
>、で構成される。第4のループは、第4のパルス位置
の候補から選択した位置i3にパルスを立てる工程<S
4>と、第1から第4のパルスにより合成音声と入力音
声の差dを計算する工程<S41>と、dpreとdを
比較する工程<C41>と、dpreにdを、ip0か
らip3にi0からi3を代入する工程<S42>と、
すべての第4のパルス位置の候補にパルスが立てられた
かどうか判別する工程<C4>、により構成される。雑
音励振ベクトルの探索工程は、上述の4重ループと変数
dpreを初期化する工程<S0>で構成されている。
【0005】CELP方式に基づく音声符号化方式にお
いては、雑音符合帳探索に要する演算量が、符号化処理
に要する全演算量の1/3を占め、演算量,サイクル数
の増大の原因となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、簡潔な構
成ないしは動作態様で的確な音声符号化機能を達成でき
る音声符号化装置および音声符号化方法を得ようとする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る音声符
号化装置では、適応符号帳のピッチ励振ベクトルと雑音
符号帳の雑音励振ベクトルの和で表される振動ベクトル
により駆動され、それぞれの励振ベクトルは入力音声信
号と合成音声との差が最小となるものを探索により選択
するCELP方式に基づく音声符号化装置において、前
記雑音符号帳による雑音励振ベクトルは、所定振幅の複
数本のパルスによって構成され、その探索は多重のルー
プにより1本づつ逐次的に行われるものであって、第1
のループは、第1のパルスを第1の位置に立てる手段
と、第2のループを実行する手段とを有し、第2のルー
プは、第2のパルスを第2の位置に立てる手段と、第3
のループおよび第4のループを実行する手段とを有し、
第3のループは、第3のパルスを第3の位置に立てる手
段と、第1から第3のパルスから合成音声と入力音声と
の差dtmpを計算する手段と、第1から第3のパルス
により計算されたdtmpの最小値dminを計算する
手段とを有し、第3のループとは独立した第4のループ
は、第4のパルスを第4の位置に立てる手段を有すると
ともに、最小値dminが予め設定したしきい値より小
さいとき、最小値を与えた第3のパルス位置についての
み、第4のループを実行する手段を有するものである。
【0008】第2の発明に係る音声符号化方法では、適
応符号帳のピッチ励振ベクトルと雑音符号帳の雑音励振
ベクトルの和で表される振動ベクトルにより駆動され、
それぞれの励振ベクトルは入力音声信号と合成音声との
差が最小となるものを探索により選択するCELP方式
に基づく音声符号化を行うものにおいて、前記雑音符号
帳による雑音励振ベクトルは、所定振幅の複数本のパル
スによって構成され、その探索は多重のループにより1
本づつ逐次的に行われるものであって、第1のループ
は、第1のパルスを第1の位置に立てる工程と、第2の
ループを実行する工程とを含み、第2のループは、第2
のパルスを第2の位置に立てる工程と、第3のループお
よび第4のループとを実行する工程とを含み、第3のル
ープは、第3のパルスを第3の位置に立てる工程と、第
1から第3のパルスから合成音声と入力音声との差dt
mpを計算する工程と、第1から第3のパルスにより計
算されたdtmpの最小値dminを計算する工程とを
含み、第3のループとは独立した第4のループは、第4
のパルスを第4の位置に立てる工程を含むとともに、最
小値dminが予め設定したしきい値より小さいとき、
最小値を与えた第3のパルス位置についてのみ、第4の
ループを実行するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
による実施の形態のフローチャートである。図1におい
て、工程<S0>から工程<S4>および工程<S31
><S41><S42>,工程<C1>から工程<C4
>,工程<C41>は、図2のフローチャートで示した
工程と同様である。
【0010】第1のループ<LOOP1N>は、第1の
パルスを位置i0に立てる工程<S1>と第2のループ
<LOOP2N>で構成される。
【0011】第2のループは、第2のパルスを位置i1
に立てる工程<S2>と、変数dminを初期化する工
程<S30>、第3のループ<LOOP3N>、工程<
S32>で計算したdminとあらかじめ計算したしき
い値とを比較する工程<C20>、第4のループ<LO
OP4N>で構成される。
【0012】第3のループは、第3のパルスを位置i2
に立てる工程<S3>、第1から第3のパルスから合成
音声と入力音声との差dtmpを計算する工程<S31
>と、工程<S31>において、第1から第3のパルス
により計算されたdtmpの最小値dminを計算する
工程<S32>で構成される。
【0013】第3のループとは独立した第4のループ
は、第4のパルスを位置i3に立てる工程<S4>と第
1から第4のパルスから合成音声と入力音声との差dを
計算する工程<S41>、dpreにdを、ip0から
ip3にi0からi3を代入する工程工程<S42>、
dpreとdを比較する工程工程<C41>、全ての第
4のパルス位置候補にパルスを立て終えたかどうかを判
別する工程<C4>から構成される。
【0014】以下に、実施の形態の動作の説明をする。
まず、変数dpreを初期化する<S0>。次に、第1
のパルス位置の候補から選択したパルス位置i0に、第
1のパルスを立てる<S1>。全ての第1のパルス位置
の候補にパルスを立て終えるまで、第2のループ<LO
OP2N>を繰り返す。
【0015】第2のループでは、第2のパルス位置の候
補から選択したパルス位置i1に、第2のパルスを立て
る<S2>。全ての第2のパルス位置の候補にパルスを
立て終えるまで、変数dminの初期化<S30>、第
3のループ<LOOP3N>、第3のループ内で計算さ
れたdtmpの最小値dminとあらかじめ計算したし
きい値との比較<C20>を行う。さらに、工程<C2
0>の結果が真のとき、第4のループ<LOOP4N>
を行う。
【0016】第3のループでは、第3のパルス位置の候
補から選択した位置i2に、第3のパルスを立て<S3
>、第1から第3のパルスによりdtmpを求める<S
31>。dtmpがdminより小さい場合、dtmp
をdminに代入する<S32>。全ての第3のパルス
位置の0候補にパルスを立て終えるまで、<S3><S
31><S32>を繰り返す。
【0017】第4のループでは、全ての第4のパルス位
置の候補に対して、以下のことを行う。第4のパルス位
置の候補から選択した第4のパルス位置i3に、第4の
パルスを立てる<S4>。第1,第2のパルスと、dm
inを与えた第3のパルスと、第4のパルスにより所定
の式で与えられるdを計算する<S41>。dがdpr
eより小さいとき、dpreにdを代入し、i0からi
3をip0からip3に代入する<S42>。
【0018】上述した実施の形態において、各工程<S
0>〜<S4>,<S30>〜<S32>,<S41
>,<S42>,<C1>〜<C4>,<C20>等
は、それぞれの工程で実行される動作を実現するための
動作手段を、音声符号化装置の構成要素として有してい
るものである。
【0019】この実施の形態では、第4のループを第3
のループから独立させ、第4のループを、第3のループ
で計算された入力音声の差dtmpの最小値dminを
与えた第3のパルス位置についてのみ行うことで演算量
の削減が図れる。
【0020】この発明による実施の形態によれば、適応
符号帳のピッチ励振ベクトルと雑音符号帳の雑音励振ベ
クトルの和で表される振動ベクトルにより駆動され、そ
れぞれの励振ベクトルは入力音声信号と合成音声との差
が最小となるものを探索により選択するCELP方式に
基づく音声符号化装置において、前記雑音符号帳による
雑音励振ベクトルは、所定振幅の複数本のパルスによっ
て構成され、その探索は多重のループにより1本づつ逐
次的に行われるものであって、第1のループは、第1の
パルスを第1の位置に立てる手段<S1>と、第2のル
ープ<LOOP2N>を実行する手段とを有し、第2の
ループ<LOOP2N>は、第2のパルスを第2の位置
に立てる手段<S2>と、第3のループ<LOOP3N
>および第4のループ<LOOP4N>を実行する手段
とを有し、第3のループ<LOOP3N>は、第3のパ
ルスを第3の位置に立てる手段<S3>と、第1から第
3のパルスから合成音声と入力音声との差dtmpを計
算する手段<S31>と、第1から第3のパルスにより
計算されたdtmpの最小値dminを計算する手段<
S32>とを有し、第3のループとは独立した第4のル
ープ<LOOP4N>は、第4のパルスを第4の位置に
立てる手段<S4>を有するとともに、最小値dmin
が予め設定したしきい値より小さいとき、最小値を与え
た第3のパルス位置についてのみ、第4のループを実行
する手段を有するようにしたので、簡潔な構成で的確な
音声符号化機能を達成できる音声符号化装置を得ること
ができる。
【0021】また、第2の発明によれば、適応符号帳の
ピッチ励振ベクトルと雑音符号帳の雑音励振ベクトルの
和で表される振動ベクトルにより駆動され、それぞれの
励振ベクトルは入力音声信号と合成音声との差が最小と
なるものを探索により選択するCELP方式に基づく音
声符号化を行うものにおいて、前記雑音符号帳による雑
音励振ベクトルは、所定振幅の複数本のパルスによって
構成され、その探索は多重のループにより1本づつ逐次
的に行われるものであって、第1のループ<LOOP1
N>は、第1のパルスを第1の位置に立てる工程<S1
>と、第2のループ<LOOP2N>を実行する工程と
を含み、第2のループ<LOOP2N>は、第2のパル
スを第2の位置に立てる工程<S2>と、第3のループ
<LOOP3N>および第4のループ<LOOP4N>
を実行する工程とを含み、第3のループ<LOOP3N
>は、第3のパルスを第3の位置に立てる工程<S3>
と、第1から第3のパルスから合成音声と入力音声との
差dtmpを計算する工程<S31>と、第1から第3
のパルスにより計算されたdtmpの最小値dminを
計算する工程<S32>とを含み、第3のループとは独
立した第4のループ<LOOP4N>は、第4のパルス
を第4の位置に立てる工程<S4>を含むとともに、最
小値dminが予め設定したしきい値より小さいとき、
最小値を与えた第3のパルス位置についてのみ、第4の
ループを実行するようにしたので、簡潔な動作態様で的
確な音声符号化機能を達成できる音声符号化装置および
音声符号化方法を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】第1の発明によれば、適応符号帳のピッ
チ励振ベクトルと雑音符号帳の雑音励振ベクトルの和で
表される振動ベクトルにより駆動され、それぞれの励振
ベクトルは入力音声信号と合成音声との差が最小となる
ものを探索により選択するCELP方式に基づく音声符
号化装置において、前記雑音符号帳による雑音励振ベク
トルは、所定振幅の複数本のパルスによって構成され、
その探索は多重のループにより1本づつ逐次的に行われ
るものであって、第1のループは、第1のパルスを第1
の位置に立てる手段と、第2のループを実行する手段と
を有し、第2のループは、第2のパルスを第2の位置に
立てる手段と、第3のループおよび第4のループを実行
する手段とを有し、第3のループは、第3のパルスを第
3の位置に立てる手段と、第1から第3のパルスから合
成音声と入力音声との差dtmpを計算する手段と、第
1から第3のパルスにより計算されたdtmpの最小値
dminを計算する手段とを有し、第3のループとは独
立した第4のループは、第4のパルスを第4の位置に立
てる手段を有するとともに、最小値dminが予め設定
したしきい値より小さいとき、最小値を与えた第3のパ
ルス位置についてのみ、第4のループを実行する手段を
有するようにしたので、簡潔な構成で的確な音声符号化
機能を達成できる音声符号化装置を得ることができる。
【0023】第2の発明によれば、適応符号帳のピッチ
励振ベクトルと雑音符号帳の雑音励振ベクトルの和で表
される振動ベクトルにより駆動され、それぞれの励振ベ
クトルは入力音声信号と合成音声との差が最小となるも
のを探索により選択するCELP方式に基づく音声符号
化を行うものにおいて、前記雑音符号帳による雑音励振
ベクトルは、所定振幅の複数本のパルスによって構成さ
れ、その探索は多重のループにより1本づつ逐次的に行
われるものであって、第1のループは、第1のパルスを
第1の位置に立てる工程と、第2のループを実行する工
程とを含み、第2のループは、第2のパルスを第2の位
置に立てる工程と、第3のループおよび第4のループと
を実行する工程とを含み、第3のループは、第3のパル
スを第3の位置に立てる工程と、第1から第3のパルス
から合成音声と入力音声との差dtmpを計算する工程
と、第1から第3のパルスにより計算されたdtmpの
最小値dminを計算する工程とを含み、第3のループ
とは独立した第4のループは、第4のパルスを第4の位
置に立てる工程を含むとともに、最小値dminが予め
設定したしきい値より小さいとき、最小値を与えた第3
のパルス位置についてのみ、第4のループを実行するよ
うにしたので、簡潔な動作態様で的確な音声符号化機能
を達成できる音声符号化装置および音声符号化方法を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による雑音符合帳探索の実施の形態
のフローチャート図である。
【図2】 従来技術による雑音符合帳探索のフローチャ
ート図である。
【符号の説明】
<LOOP1N> 第1のループ、<LOOP2N>
第2のループ、<LOOP3N> 第3のループ、<L
OOP4N> 第4のループ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適応符号帳のピッチ励振ベクトルと雑音
    符号帳の雑音励振ベクトルの和で表される振動ベクトル
    により駆動され、それぞれの励振ベクトルは入力音声信
    号と合成音声との差が最小となるものを探索により選択
    するCELP方式に基づく音声符号化装置において、前
    記雑音符号帳による雑音励振ベクトルは、所定振幅の複
    数本のパルスによって構成され、その探索は多重のルー
    プにより1本づつ逐次的に行われるものであって、第1
    のループは、第1のパルスを第1の位置に立てる手段
    と、第2のループを実行する手段とを有し、第2のルー
    プは、第2のパルスを第2の位置に立てる手段と、第3
    のループおよび第4のループを実行する手段とを有し、
    第3のループは、第3のパルスを第3の位置に立てる手
    段と、第1から第3のパルスから合成音声と入力音声と
    の差dtmpを計算する手段と、第1から第3のパルス
    により計算されたdtmpの最小値dminを計算する
    手段とを有し、第3のループとは独立した第4のループ
    は、第4のパルスを第4の位置に立てる手段を有すると
    ともに、最小値dminが予め設定したしきい値より小
    さいとき、最小値を与えた第3のパルス位置についての
    み、第4のループを実行する手段を有することを特徴と
    する音声符号化装置。
  2. 【請求項2】 適応符号帳のピッチ励振ベクトルと雑音
    符号帳の雑音励振ベクトルの和で表される振動ベクトル
    により駆動され、それぞれの励振ベクトルは入力音声信
    号と合成音声との差が最小となるものを探索により選択
    するCELP方式に基づく音声符号化を行うものにおい
    て、前記雑音符号帳による雑音励振ベクトルは、所定振
    幅の複数本のパルスによって構成され、その探索は多重
    のループにより1本づつ逐次的に行われるものであっ
    て、第1のループは、第1のパルスを第1の位置に立て
    る工程と、第2のループを実行する工程とを含み、第2
    のループは、第2のパルスを第2の位置に立てる工程
    と、第3のループおよび第4のループとを実行する工程
    とを含み、第3のループは、第3のパルスを第3の位置
    に立てる工程と、第1から第3のパルスから合成音声と
    入力音声との差dtmpを計算する工程と、第1から第
    3のパルスにより計算されたdtmpの最小値dmin
    を計算する工程とを含み、第3のループとは独立した第
    4のループは、第4のパルスを第4の位置に立てる工程
    を含むとともに、最小値dminが予め設定したしきい
    値より小さいとき、最小値を与えた第3のパルス位置に
    ついてのみ、第4のループを実行することを特徴とする
    音声符号化方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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