JP2001519551A - 音声符号化 - Google Patents

音声符号化

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Abstract

(57)【要約】 サンプル化された音声信号を符号化し連続するフレームに分割する方法。現在の各フレームについて、第１のセットの線形予測分析（ＬＰＣ）係数が生成され、このＬＰＣ係数の個数は現在のフレームの特徴に依存する。現在のフレームの第１のセットのＬＰＣ係数の個数が先行フレームの第１のセットの個数と異なる場合、第２の拡大又は収縮されたセットのＬＰＣ係数が先行フレームの第１のセットのＬＰＣ係数から生成される。この第２のセットには、現在のフレームの第１のセットにある係数と同数のＬＰＣ係数が含まれる。それぞれのセットの線スペクトル周波数（ＬＳＰ）係数が現在のフレームの第１のセットのＬＰＣ係数と、先行フレームの第２のセットのＬＰＣ係数について生成される。次いでこれらのセットのＬＳＰ係数が合成され、符号化された残差信号が与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は音声符号化に関し、特に線形予測分析（ＬＰＣ) を用いる音声符号化
に関する。本発明は特に符号励振線形予測（ＣＥＬＰ）音声符号器（必ずしもこ
れに限られるものではないが) に適用することができる。
【０００２】 デジタル化された音声信号の無線伝送を行う際の１つの根本的問題点は、個々
の音声信号の伝送に必要とされるビットレートの最小化である。ビットレートを
最小化することにより、所定のチャネル帯域幅に対して、１つの伝送チャネルに
より搬送可能な通信数は増加する。したがって、すべてのデジタルセルラー電話
の認知された規格では、いくつかの種類の音声コーデック（speech codec）が指
定され、音声データをある程度まで圧縮するようになっている。特に、これらの
音声コーデックは、音声信号の符号化の際に存在する冗長な情報の除去に依存し
ている。
【０００３】 ヨーロッパでは、デジタルセルラー電話用として容認されている規格はＧＳＭ
（移動通信用広域システム) という頭字語で知られている。ＧＳＭにはＣＥＬＰ
音声符号器（技術仕様ＧＳＭ０６．６０）の仕様が含まれる。ＣＥＬＰ符号器の
構造を示す非常に一般的な例を図1 に示す。サンプル化された音声信号は１６０
個のサンプル・ポイント（ｊ＝０〜１５９）からなる２０ｍｓのフレームに分割
され、ベクトルｘ（ｊ）によって定義される。これらのフレームはまず線形予測
符号器（ＬＰＣ)1にかけられ順次符号化される。この線形予測符号器（ＬＰＣ)1
によって各フレームｘ（ｊ）について１セットのＬＰＣ係数ａ（ｉ）（ｉ＝０〜
ｎ）が生成される。これらのＬＰＣ係数はフレーム中の短時間冗長性（short te
rm redundancy)を表す。ＧＳＭではｎは１０と定義されている。
【０００４】 ＬＰＣからの出力は、ＬＰＣ係数ａ（ｉ）からなる上記セットと、入力された
音声フレームからＬＰＣ分析フィルタを用いて短時間冗長性を除去することによ
り生成される残差信号ｒ（ｊ）とを有する。次いで、この残差信号は長時間予測
手段（ＬＴＰ）２へ出力される。この長時間予測手段（ＬＴＰ）２によって、残
差信号中の長時間冗長性（long term redundancy）を表す１セットのＬＴＰパラ
メータｂが生成される。実際には、長時間予測は２段階の処理からなり、ＬＴＰ
係数についての第１の開ループ推定と推定されたパラメータについての第２のリ
ファインメント(refinement)閉ループが含まれる。
【０００５】 多数の励振コードを含む励振コードブック３が提供される。各フレームについ
て、スケーリング・ユニット（scaling unit）４を介して、これらの励振コード
の各々がＬＴＰ合成フィルタ５に対して順次出力される。このフィルタ５によっ
て、ＬＴＰ２からＬＴＰパラメータが受信され、ＬＴＰパラメータによって予測
された長時間冗長性がコードの中へ導入される。次にこの結果生じるフレームは
ＬＰＣ合成フィルタ６へ出力され、このＬＰＣ合成フィルタ６によってＬＰＣ係
数が受信され、予測された短時間冗長性がコードの中へ導入される。この予測フ
レームｘpred（ｊ）は比較器７で実際のフレームｘ（ｊ）と比較され、フレーム
について誤差信号ｅ（ｊ）が生成される。重み付けフィルタ８による処理後、最
小誤差信号を生成するコードｃ（ｊ）がコードブック検索装置９によって選択さ
れる。選択されたコードを特定するベクトルｕ（ｊ）が伝送チャネル１０を介し
て受信機へ伝送される。ＬＰＣ係数とＬＴＰパラメータも伝送されるが、伝送に
先行してこれらのＬＰＣ係数とＬＴＰパラメータ自身も符号化され伝送ビットレ
ートが更に最少化される。
【０００６】
【外２】
【０００７】 ＬＰＣ係数は対応する数の線スペクトル対（ＬＳＰ）係数に変換される。この
係数は以下に与えられる２つの多項式の根である。 Ｐ（ｚ）＝Ａ（ｚ）＋ｚ-(n+1)Ａ（ｚ-1） Ｑ（ｚ）＝Ａ（ｚ）−ｚ-(n+1)Ａ（ｚ-1）
【０００８】 一般に、現在のフレームのＬＳＰ係数は移動平均（ＭＡ）予測量子化を用いて
量子化される。この量子化にはＬＳＰ係数の予め決められた平均集合の利用及び
現在のフレームＬＳＰ係数からのこの平均集合の減算を伴う。先行フレームのＬ
ＳＰ係数にそれぞれの（以前に決定された) 予測係数を掛けて１セットの予測Ｌ
ＳＰ係数が与えられる。次に、予測されたＬＳＰ係数から平均除去ＬＳＰ係数を
減じることにより１セットの残差ＬＳＰ係数が得られる。これらのＬＳＰ係数は
、ＬＰＣ係数と比較するとフレーム毎にほとんど変らない傾向があり、この結果
生じる残差係数のセットは次に続く量子化に役立つものとなる（「２４ビット／
フレームにおけるＬＰＣパラメータの効率的ベクトル量子化」、Kuldip K.P. 及
びBishnu S.A. 社、IEEE Trans. 音声及びオーディオ処理、Vol.1 、No.1、1993
年１月) 。
【０００９】 ＬＰＣ係数の個数（したがってＬＳＰ係数の個数) によってＬＰＣの精確さが
決定される。しかし、すべての与えられたフレームについて、符号化の精確さと
圧縮比間のトレードオフであるＬＰＣ係数の最適個数が存在する。既に言及した
ように、現在のＧＳＭ規格ではＬＰＣのオーダはｎ＝１０に固定されている。こ
の値（ｎ＝１０）はすべての予想される音声フレームを十分な精確さで符号化す
るのに十分な大きさの個数である。これによってＬＰＣが単純化され計算上の要
件が少なくなるものの、その一方で、多くのフレームの‘オーバーコーディング
(over coding) ’が結果として生じる。この固定レートによって指定された係数
より小さいＬＰＣ係数を用いてこれらのフレームを符号化することも可能である
。
【００１０】 各フレームについて個々に最適化が行われフレーム毎にＬＰＣ係数の個数が変
化するような可変レートのＬＰＣが提案される。可変レートのＬＰＣはＣＤＭＡ
ネットワーク、提案されているＧＳＭフェーズ２規格及び将来の第３世代規格（
ＵＴＭＳ）に理想的に適合するものである。これらのネットワークでは、パケッ
ト（あるいはバースト) によるデータ転送を行うために‘パケット交換’伝送の
利用あるいはこの‘パケット交換’の利用を提案している。これは、一続きの固
定長時間フレームが通話時間の間所定のチャネル用として予約される「回線交換
」伝送を利用する現行のGSM 規格と対比されるものである。
【００１１】 上記の利点にもかかわらず、可変レートのＬＰＣの良好な実現が可能になる前
にいくつかの技術的問題が解決されなければならない。特に、以下に説明する本
発明の発明者が認識したように、可変レートのＬＰＣは上述のＬＳＰ係数量子化
スキームと互換性を有するものではない。すなわち、ＬＳＰ係数の個数がフレー
ム毎に変わるとき、予測量子化ＬＳＰ係数信号を直接生成することは不可能であ
る。更に、フレーム間にＬＰＣ（あるいはＬＳＰ）係数を補間してフレーム境界
間の遷移を滑らかにすることは不可能である。
【００１２】 本発明の第１の態様によれば、サンプル化された音声信号を符号化する方法が
提供される。この方法は音声信号を連続するフレーム（sequential frames)に分
割し、現在の各フレームについて、 線形フィルタの係数に対応し且つ現在のフレーム中の短時間冗長性を表す第１
のセットの線形予測分析（ＬＰＣ）係数を生成し、 現在のフレームの前記第１のセットのＬＰＣ係数の個数が先行フレームの第１
のセットの個数と異なる場合、先行フレームについて生成された第１のセットの
ＬＰＣ係数から拡大又は収縮した第２のセットのＬＰＣ係数を生成し、前記第２
のセットは、現在のフレームの前記第１のセットのＬＰＣ係数の個数に等しいＬ
ＰＣ係数が含まれ、 現在のフレームの前記第１のセットのＬＰＣ係数と、先行フレームの前記第２
のセットのＬＰＣ係数とを用いて現在のフレームを符号化する。
【００１３】 本発明は、パケット交換伝送システムなどのような、データがバーストで伝送
される、可変ビットレート無線電話ネットワークに対して適用可能である。また
本発明は、一定数のビットが種々のパラメータ間で動的に割り振られる固定ビッ
トレート・ネットワークなどに適用可能である。
【００１４】 本発明による符号化に適したサンプル化された音声信号には‘生の’サンプル
化された音声信号と処理されサンプル化された音声信号が含まれる。後者のクラ
スの信号には、フィルタ、増幅等された音声信号が含まれる。サンプル化された
音声信号が分割される連続したフレームは隣接していたりオーバーラップしてい
たりしてもよい。
【００１５】 本発明は、サンプル化された音声信号のリアルタイム処理（必ずしもこれに限
定されるわけではない) に対して特に適用可能である。この場合現在のフレーム
は直前の先行フレームに基づいて符号化される。
【００１６】
【外３】
【００１７】 特に好ましいアルゴリズムとして、レビンソン−ダービン・アルゴリズム(Lev
inson-Durbin algorithm) があり、このアルゴリズムによって反射係数が中間成
果物として生成される。このアルゴリズムを用いる実施形態では、ゼロ値の反射
係数を追加するか、又は既に計算された反射係数を除去するかのいずれかを行い
、修正されたセットの反射係数を用いてＬＰＣの再計算を行うことにより、第２
の拡大又は収縮されたセットのＬＰＣ係数が生成される。
【００１８】 好ましくは、前記符号化を行うステップが、現在のフレームの第１のセットの
ＬＰＣ係数と、先行フレームの第２のセットのＬＰＣ係数とを、それぞれのセッ
トの変換係数に変換することが望ましい。好ましくは、前記変換係数はライン・
スペクトル周波数（ＬＳＰ）係数であり、周知の方法で変換が行われることが望
ましい。或いは、変換係数を逆サイン係数、イミッタンス・スペクトル対（immi
ttance spectral pairs)（ＩＳＰ）あるいはログ・エリア(log-area)比にしても
よい。
【００１９】 好ましくは、符号化ステップが、先行フレームの第２のセットのＬＰＣ係数と
関連した現在のフレームの第１のセットのＬＰＣ係数を符号化して、符号化され
た残差信号を提供することが望ましい。 前記符号化された残差信号は、前記２つのセットの変換係数間の残差を評価す
ることにより得ることができる。次いでこの差をベクトル量子化などにより符号
化してもよい。前記差の評価に先行して、１セットの平均されたすなわち平均変
換係数値を減じることなどにより、一方または双方のセットの変換係数を修正す
ることができる。
【００２０】 本発明の第２の態様によれば、信号の各フレームについて符号化された線形予
測分析（ＬＰＣ）係数を含むサンプル化された音声信号を復号化する方法が提供
される。この方法は、現在の各フレームについて、 符号化された信号を復号化し、現在のフレームについて符号化されたＬＰＣ係
数の個数を決定し、 先行フレームについて得られた１セットのＬＰＣ係数中のＬＰＣ係数の個数が
現在のフレームについて符号化されたＬＰＣ係数の個数と異なる場合、前記セッ
トの先行フレームのＬＰＣ係数を拡大又は収縮させて第２のセットのＬＰＣ係数
を提供し、 先行フレームの前記第２のセットのＬＰＣ係数を現在のフレームのＬＰＣ係数
データと合成して、現在のフレームについて少なくとも１つのセットのＬＰＣ係
数を提供する。
【００２１】 符号化された信号に１セットの符号化された残差信号が含まれる場合、この符
号化された信号は復号化され残差信号が復元される。次いで、この残差信号は第
２のセットの先行フレームのＬＰＣ係数と合成して、現在のフレームのためのＬ
ＰＣ係数が与えられる。
【００２２】 現在のフレームについて得られた１セットのＬＰＣ係数と、先行フレームにつ
いて得られた第２のセットのＬＰＣ係数とを合成して、各フレームのサブフレー
ムについて複数セットのＬＰＣ係数を提供することができる。好ましくは、これ
らのセットの係数が補間によって合成されることが望ましい。ＬＳＰ係数または
反射係数を用いて補間を行ってもよい。この合成されたＬＰＣ係数は上記の補間
された係数から続いて導き出される。
【００２３】 本発明の第３の態様によれば、本発明の上記第１の態様及び／又は第２の態様
の方法を実行するために構成され及びプログラムされたコンピュータ手段が提供
される。１つの実施形態ではコンピュータ手段が移動電話のような移動通信装置
中に提供される。別の実施形態では、コンピュータ手段はセルラー電話ネットワ
ークのインフラ・ストラクチャの一部を形成する。例えば、そのようなインフラ
・ストラクチャの基地局にコンピュータ手段を提供することができる。
【００２４】 〔発明の実施の態様〕 本発明をよく理解し、同発明の実施方法を示すために、例を挙げながら添付図
面の参照を行う。
【００２５】
【外４】
【００２６】 予測フレームと現在のフレームとの間の差は予測誤差ｄ（ｋ）である。
【数１】
【００２７】 ａ（λ)(ここでλは遅延である) に関して予測誤差の２乗（すなわち分散）Ｅ
（ｄ2 ）の期待値を微分することにより、さらに、その結果生じる微分方程式が
ゼロのときａ（ｉ）について解を求めることにより最適セットの予測係数を決定
することができる。すなわち：
【数２】 ここでｒは自己相関関数の係数である。この式は以下の行列形式で書くことがで
きる。
【数３】
【外５】
【００２８】 この相関行列は対称のテプリッツ（Toeplitz）型なので、周知のレビンソン−
ダービン・アプローチ(Kondoz A. M. 、「デジタル音声（低ビットレート通信シ
ステム用符号化) 」(John Wiley & Sons社、ニューヨーク、1994年参照))を用い
てこの行列式を解くことができる。α（ｉ）＝−ａ（ｉ）で、ｎ＝３の場合の例
を考えると、式（４）は以下のように書き直すことができる。
【数４】 予測誤差ｄについての補助方程式は以下のように書くことができる。
【数５】 また式（６）にこの式を付加して次式を与えることができる。
【数６】
【００２９】
【外６】
【００３０】 第１回の反復時に、第１回の推定値をα（１）＝α1 （１）とする。第２回の
反復時に、推定値をα（２）＝α2 （２）とし、α（１）＝α2 （２）の推定値
を更新する。同様に、第２回の反復によって推定値α3 （３）及び更新推定値α 3 （１）とα3 （２）とが与えられる。ｎ＋１より少ないＬＰＣ係数を所望の場
合には、中間レベルで反復を中断することができることが理解できる。
【００３１】 上記反復解法により１セットの反射係数ｋp が与えられる。図３に例示されて
いるような格子構造の中に図２の分析フィルタが設けられているとき、この反射
係数ｋp は図２の分析フィルタの利得である。また各レベルの反復で予測誤差ｄ p が与えられる。この誤差は、レベルの増加として、またＬＰＣ係数の個数の減
少として見られ、この誤差を用いて所定のフレームに対して符号化されたＬＰＣ
係数の個数が決定される。一般に、ｎの最大値は１０であるが、モデルオーダ（
model order)を増加させることにより達成される予測誤差の減少が非常に小さく
なり、必要とされるＬＰＣ係数の個数の増加がオフセットされるとき、この反復
は中断される。いくつかのモデルオーダの選択基準が知られているが、この基準
にはアカイケ(Akaike)情報基準（ＡＩＣ）とリサネンの最小記述長（Rissanen's
Minimum Description Length)（ＭＤＬ）選択基準とが含まれる。「ＡＲオーダ
選択方法に関する比較研究する」(Dickie 、J.R. & Nandi、A.K.、信号処理40、
1994、pp.239-255) を参照されたい。
【００３２】 既に説明してきたように、結果として生じるこの（可変レート）ＬＰＣ係数は
ＬＳＰ係数に変換され、さらに効率的な量子化が行われる。前のフレームが３つ
のＬＳＰ係数しか生成しなかったのに対して、現在のサンプル化された音声フレ
ームが６つのＬＰＣ係数（従って５つのＬＳＰ係数) を生成する例について考察
してみる。この不適合に起因して、量子化を行うために１セットのＬＳＰ残差を
直接生成することは不可能である。この問題は、前のフレームｋ１、ｋ２、ｋ３
について生成された３つの反射係数へ戻って、更なる２つの反射係数ｋ４、ｋ５
＝０を定義することにより解決される。上述の反復処理ステップ（６）〜（１３
）（ステップ（１２）でステップ（６）へジャンプする) を実行することにより
、先行フレームに対して新しい１セットの６つのＬＰＣ係数が新しい１セットの
反射係数用として生成される。初期値として、ｎ＝５、ｐ＝１、α0 （０）＝１
、ｄ0 ＝ｒ0 が与えられる。この新しい１セットの（６つの）ＬＰＣ係数が、対
応するセットのＬＳＰ係数へ変換される。次いで、１セットの符号化された残差
が、伝送に先行して上記に概説したように計算される。
【００３３】 前のフレームについて生成されたＬＰＣ係数の個数が現在のフレームについて
生成された係数の個数を超える場合、１セットのＬＳＰ残差の計算を行う前に、
前の係数の個数を減らす必要がある。これは、先行フレームについて生成された
高次の反射係数を適切な数だけ取り去り（例えば、２つの余分なＬＰＣ係数が先
行フレーム中に存在する場合、２つの最も高いオーダの反射係数を除去する) 、
ＬＰＣ係数の再計算を行うことによりなされる。ここで注意すべきことは、前の
パラグラフで説明した拡大処理とは対照的に、この収縮によって、元の音声信号
の微細構造（fine structure）の損失という結果が生じるという点である。しか
し、ＬＰＣ符号化処理全体によって達成される利点と比較するとこの欠点は無視
できるものである。
【００３４】 図４は、上述の処理を用いた可変レートのＬＰＣ係数の量子化を行うのに適し
たＬＰＣの一部を示すブロック図である。
【００３５】 上述の詳細な説明はＣＥＬＰ音声符号器に関するものである。符号化された信
号を受信する復号器においても類似の処理を実行しなければならないことが理解
できる。特に、単一の（現在の) フレームに対応する符号化されたデータが受信
され、そのフレームの残差係数の個数が、先行フレームについて受信された個数
と異なるとき、前のフレームについて復号器で決定されたＬＰＣ係数は処理され
、以下のような１セットの反射係数が与えられる： （１） αp （ｉ）＝−ａ（ｉ）、１≦ｉ≦ｐ （２） for ｉ＝ｐ to １ （３） ｋ（ｉ）＝−α（ｉ） （４） for ｊ＝１ to ｉ−１ （５） αi-1 （ｊ）＝（αi （ｊ）＋ｋ（ｉ）αi （ｉ−ｊ））／（ １−ｋ（ｉ）2 ） （６） ｊ＝ｊ＋１ （６） ｉ＝ｉ−１
【００３６】 上記の結果として生じる１セットの反射係数は、余分なゼロ値係数を加えるこ
とにより拡大され、あるいは、１つまたはそれ以上の既存の係数を除去すること
により収縮される。次いで、この修正されたセットは元の１セットのＬＰＣ係数
に変換され、今度はこの元の１セットのＬＰＣ係数が１セットのＬＳＰ係数に変
換される。現在のフレームのＬＳＰ係数は上述の予測量子化処理の逆を実行する
ことにより決定される。
【００３７】
【外７】
【００３８】 更に、各フレームにおけるＬＰＣモデルを２以上に変換することにより、その
精確さを更に改善することができるが、好ましくはすべての利用可能なモデルオ
ーダについて前に説明したモデルオーダ変換を利用することが望ましい。これら
の変換されたモデルを用いて、各モデルオーダの予測器を並列に駆動することが
でき、現在のフレームのモデルオーダに対応する予測器を利用することができる
。図５に例示する実施形態を用いてこの概念について説明する。
【００３９】 図５に、残差ベクトルについて、異なるモデルオーダＭ、Ｎ、Ｐのそれぞれを
表すメモリブロック５００、５０４、５０８が図示されている。現在のＬＳＰ（
Ｍ）ベクトルのモデルオーダによれば、モデルオーダＭに対応するメモリ５００
中の残差ベクトルが現在のベクトルの予測５０１に適用される。前記予測された
ＬＳＰベクトルと現在のフレームベクトルとを用いて予測残差が減算器５０２に
より導き出され、公知の方法による量子化ブロック５０３で量子化される。しか
し、量子化されたＬＳＰベクトルを利用してこのモデルオーダの予測器が更新さ
れ、また複数の予測器が他のモデルオーダのために予約される。この実施形態で
は、すべての更なる利用可能なモデルオーダＮ、Ｐの予測器がブロック５０７、
５１１で更新される。モデルオーダＮ、Ｐに対応する予測されたベクトルは、既
に説明したようにブロック５０５と５０９で計算され、決定されたＬＳＰベクト
ル、ＬＳＰＱ（Ｎ）、ＬＳＰＱ（Ｐ）を用いて、ブロック５０６と５１０で予測
残差の計算が行われる。次いでこれらの決定された残差ＲＥＳＱ（Ｎ）とＲＥＳ
Ｑ（Ｐ）は予測器メモリ５０２、５０８に記憶される。このようにして、現在の
フレームＬＳＰの異なるモデルオーダ（及び当然のことであるがＬＰＣ）ベクト
ルについて、対応するモデルオーダを持つ予測器が利用可能である。
【００４０】 図５の実施形態に対応する復号化の方法が図６に例示されている。オーダＭの
量子化された残差ＲＥＳＱ（Ｍ）と、メモリ６００から得られる同じオーダＭの
予測ベクトルと、予測ブロック６０１とを用いてブロック６０２で現在のＬＳＰ
ベクトルが計算される。モデルオーダＭに対応する入力残差ベクトルＲＥＳＱ（
Ｍ）がメモリ６００に記憶され、復号化されたＬＳＰベクトルＬＳＰＱ（Ｍ）が
すでに説明した方法でブロック６０６と６１０で修正され、異なるモデルオーダ
の復号化されたＬＳＰベクトルが生成される。各予測ブロック６０４、６０８で
、対応するモデルオーダ予測ベクトルが決定され、予測残差ＲＥＳＱ（Ｎ）とＲ
ＥＳＱ（Ｐ）が対応するメモリ６０３、６０７の中に記憶される。
【００４１】 上述の符号器と復号器がセルラー電話ネットワークの移動電話と基地局の双方
において一般に用いられることが理解できる。例えば、これらの符号器と復号器
とをローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワークあるいは電話ネットワ
ークと接続可能なマルチメディア・コンピュータで用いてもよい。本発明を具現
化する符号器と復号器はハードウェア、ソフトウェアあるいはこの双方を組み合
わせて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 通常のＣＥＬＰ音声符号器のブロック図である。
【図２】 ＬＰＣ分析フィルタを示す図である。
【図３】 図２のＬＰＣ分析フィルタに相当する格子構造分析フィルタを示す図である。
【図４】 可変レベルのＬＰＣ係数を量子化するための本発明による方法の実施形態を示
すブロック図である。
【図５】 本発明による符号化方法の別の実施形態を示すブロック図である。
【図６】 本発明による復号化方法の別の実施形態を示すブロック図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【外１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ルオッピラ，ベーサ テー. フィンランド国，エフイーエン−33720 タンペレ，ビルップランポルク 20 ベー 20 Ｆターム(参考） 5D045 CA01 CC07 5J064 AA05 BA01 BA13 BB01 BB03 BC01 BC11 BC16 BC21 BC27 BC29 BD02

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サンプル化された音声信号を符号化する方法において、音声
    信号を連続するフレームに分割し、現在の各フレームについて、 線形フィルタの係数に対応し且つ現在のフレーム中の短時間冗長性を表す第１
    のセットの線形予測分析（ＬＰＣ) 係数を生成し、 現在のフレームの前記第１のセットのＬＰＣ係数の個数が先行フレームの第１
    のセットの個数と異なる場合、先行フレームについて生成された第１のセットの
    ＬＰＣ係数から拡大又は収縮された第２のセットのＬＰＣ係数を生成し、前記第
    ２のセットは現在のフレームの前記第１のセットのＬＰＣ係数の個数に等しいＬ
    ＰＣ係数が含まれ、 現在のフレームの前記第１のセットのＬＰＣ係数と先行フレームの前記第２の
    セットのＬＰＣ係数とを用いて現在のフレームを符号化することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】 先行フレームについて生成された前記第１のセットのＬＰＣ
    係数から、少なくとも１つのセットの拡大又は収縮されたＬＰＣ係数が生成され
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 先行フレームについて生成された前記第１のセットのＬＰＣ
    係数から１セット又は複数セットの拡大又は収縮されたＬＰＣ係数が、利用可能
    な個数のＬＰＣパラメータに対応して生成される請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 【外１】
  5. 【請求項５】 前記ＬＰＣ係数に近似する再帰処理を用いて行列式の近似解
    を得るステップを有する請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 中間成果物として反射係数が生成されるレビンソン−ダービ
    ン・アルゴリズムを用いて前記行列式の解を求める請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 ゼロ値の反射係数を加えるか、又は既に計算された反射係数
    を除去するかのいずれかを行い、さらに前記修正されたセットの反射係数を用い
    て前記ＬＰＣ係数の再計算を行うことにより前記第２の拡大又は収縮されたセッ
    トのＬＰＣ係数が生成される請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記符号化並びに量子化を行うステップが、現在のフレーム
    の第１のセットのＬＰＣ係数と、先行フレームの第２のセットのＬＰＣ係数とを
    、それぞれのセットの変換係数に変換する請求項１〜７のいずれか一項に記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記変換係数はライン・スペクトル周波数（ＬＳＰ）係数で
    ある請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記符号化を行うステップが、先行フレームの第２のセッ
    トのＬＰＣ係数と関連した現在のフレームの第１のセットのＬＰＣ係数を符号化
    して、符号化された残差信号を提供する請求項１〜９のいずれか一項に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記符号化並びに量子化を行うステップが、さらに前記２
    つのセットの変換係数の間の差を評価することにより前記符号化された残差信号
    を生成する請求項８に従属する場合の請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 信号の各フレームについて符号化された線形予測分析（Ｌ
    ＰＣ) 係数を含むサンプル化された音声信号を復号化する方法において、現在の
    各フレームについて、 符号化された信号を復号化し、現在のフレームについて符号化されたＬＰＣ係
    数の個数を決定し、 先行フレームについて得られた１セットのＬＰＣ係数中のＬＰＣ係数の個数が
    現在のフレームについて符号化されたＬＰＣ係数の個数と異なる場合、先行フレ
    ームの前記セットのＬＰＣ係数を拡大又は収縮させて第２のセットのＬＰＣ係数
    を提供し、 先行フレームの前記第２のセットのＬＰＣ係数を現在のフレームのＬＰＣ係数
    データと合成して、現在のフレームについて少なくとも１つのセットのＬＰＣ係
    数を提供することを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 少なくとも１つの先行フレームのセットの拡大又は収縮さ
    れたＬＰＣ係数が生成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 先行フレームの１つのセット又は複数のセットの拡大又は
    収縮されたＬＰＣ係数が、各々の利用可能なＬＰＣモデルオーダに対応して生成
    される請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記符号化された信号の中には１セットの符号化された残
    差信号が含まれ、さらに前記方法は、前記符号化された信号を復号化して、前記
    残差信号を復元し、前記残差信号を前記先行フレームの第２のセットのＬＰＣ係
    数と合成して、現在のフレームのためのＬＰＣ係数を提供する請求項１２に記載
    の方法。
  16. 【請求項１６】 現在のフレームについて得られた１セットのＬＰＣ係数と
    、先行フレームについて得られた第２のセットのＬＰＣ係数とを合成して、各フ
    レームのサブフレームについて複数セットのＬＰＣ係数を提供する請求項１２〜
    １５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記セットの係数が、補間によって、又は、ＬＳＰ係数又
    は反射係数を補間することにより合成される請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法を実行するよ
    うに構成及びプログラムされたコンピュータ手段。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のコンピュータ手段を有するセルラー電
    話ネットワークにおける基地局。
  20. 【請求項２０】 請求項１８に記載のコンピュータ手段を有する移動電話器
    。
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