JP2002507011A - 音声符号化 - Google Patents
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- IVEKVTHFAJJKGA-BQBZGAKWSA-N (2s)-2-amino-5-[[(2r)-1-ethoxy-1-oxo-3-sulfanylpropan-2-yl]amino]-5-oxopentanoic acid Chemical compound CCOC(=O)[C@H](CS)NC(=O)CC[C@H](N)C(O)=O IVEKVTHFAJJKGA-BQBZGAKWSA-N 0.000 claims abstract description 19
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; 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
-
- G—PHYSICS
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- G10L19/002—Dynamic bit allocation
-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
可変ビットレート音声符号化方法は、各サブフレームについて、可変個数のパルスから成る量子化ベクトルd(i)を決定する。ＬＴＰ及びＬＰＣ合成フィルターを励振するための励振ベクトルc(i)は量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることによって得られ、基準化された励振ベクトルがＬＰＣ及びＬＴＰ分析による冗長情報の除去後にサブフレーム音声信号に残っている重み付き残差信号ｓwrを表すように、パルス振幅励振ベクトルc(i)を基準化するために利得値ｇc が決定される。量子化ベクトルd(i)のパルスの個数m に応じて励振ベクトルの振幅が基準化されるときに、予測利得値∧ｇc が前に処理されたサブフレームから、励振ベクトルc(i)に含まれているエネルギーＥc の関数として決定される。その後、利得値ｇc 及び予測利得値∧ｇc を用いて量子化利得補正係数∧γgcが決定される。
Description
【０００１】 本発明は、音声符号化に関し、特に、ディジタル化された音声サンプルを含む
離散時間サブフレームにおける音声信号の符号化に関する。本発明は、特に、必
ずしもそうではないけれども、可変ビットレート音声符号化に関する。
離散時間サブフレームにおける音声信号の符号化に関する。本発明は、特に、必
ずしもそうではないけれども、可変ビットレート音声符号化に関する。
【０００２】 欧州では、ディジタル・セルラー電話についての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規格の最近の
修正（ＧＳＭフェーズ２、０６．６０）は拡張フルレート（Enhanced Full Rate
、ＥＦＲ）として知られている新音声符号化アルゴリズム（又はコーデック）の
仕様をもたらした。従来の音声コーデックの場合と同じく、ＥＦＲは個々の音声
又はデータ通信に必要なビットレートを低めるように設計されている。この速度
を最低限にすることにより、与えられた信号帯域幅に多重化することのできる別
々のコールの個数が増やされる。
（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規格の最近の
修正（ＧＳＭフェーズ２、０６．６０）は拡張フルレート（Enhanced Full Rate
、ＥＦＲ）として知られている新音声符号化アルゴリズム（又はコーデック）の
仕様をもたらした。従来の音声コーデックの場合と同じく、ＥＦＲは個々の音声
又はデータ通信に必要なビットレートを低めるように設計されている。この速度
を最低限にすることにより、与えられた信号帯域幅に多重化することのできる別
々のコールの個数が増やされる。
【０００３】 ＥＦＲで使用されるのに似ている音声符号器の構成の非常に一般的な例が図１
に示されている。サンプリングされた音声信号は、各々１６０サンプルを包含す
る２０ｍｓフレームｘに分割される。各サンプルは１６ビットでディジタル的に
表される。始めにフレームを線形予測符号器（ＬＰＣ）１に加えることにより、
フレームは符号化され、符号器は各フレームについて一組のＬＰＣ係数ａを生成
する。それらの係数は、フレームにおける短期冗長性を表す。
に示されている。サンプリングされた音声信号は、各々１６０サンプルを包含す
る２０ｍｓフレームｘに分割される。各サンプルは１６ビットでディジタル的に
表される。始めにフレームを線形予測符号器（ＬＰＣ）１に加えることにより、
フレームは符号化され、符号器は各フレームについて一組のＬＰＣ係数ａを生成
する。それらの係数は、フレームにおける短期冗長性を表す。
【０００４】
【外１】
【０００５】 励振（又はイノベーション）ベクトルｃを生成するために代数的励振符号帳３
が使用される。各４０サンプル・サブフレーム（１フレームあたりに４サブフレ
ーム）について、数個の異なる“候補”励振ベクトルが基準化ユニット４を介し
てＬＴＰ合成フィルター５に加えられる。このフィルター５は、現在のサブフレ
ームについてのＬＴＰパラメータを受け取って、ＬＴＰパラメータにより予測さ
れた長期冗長性を励振ベクトルに導入する。その結果として得られた信号は、連
続するフレームについてのＬＰＣ係数を受け取るＬＰＣ合成フィルター６に供給
される。与えられたサブフレームについて、フレーム間補間法を用いて一組のＬ
ＰＣ係数が生成され、その生成された係数は合成された信号ｓｓを生成するため
に使用される。
が使用される。各４０サンプル・サブフレーム（１フレームあたりに４サブフレ
ーム）について、数個の異なる“候補”励振ベクトルが基準化ユニット４を介し
てＬＴＰ合成フィルター５に加えられる。このフィルター５は、現在のサブフレ
ームについてのＬＴＰパラメータを受け取って、ＬＴＰパラメータにより予測さ
れた長期冗長性を励振ベクトルに導入する。その結果として得られた信号は、連
続するフレームについてのＬＰＣ係数を受け取るＬＰＣ合成フィルター６に供給
される。与えられたサブフレームについて、フレーム間補間法を用いて一組のＬ
ＰＣ係数が生成され、その生成された係数は合成された信号ｓｓを生成するため
に使用される。
【０００６】 図１の符号器は、励振ベクトルのあらかじめ規定された一組を利用する初期の
符号励振線形予測（ＣＥＬＰ）符号器とは異なる。前者の種類の符号器は、代わ
りに、励振ベクトルの代数的生成及び特定に依っており（例えばWO9624925 を参
照）、ときには代数的ＣＥＬＰ或いはＡＣＥＬＰと称される。より具体的には、
１０個の非ゼロ・パルスを含む量子化ベクトルd(i)が規定される。全てのパルス
が振幅＋１又は−１を持つことができる。サブフレームにおける４０個のサンプ
ル位置（ｉ＝０〜３９）は５個の「トラック」に分割され、その各トラックは、
下記の表に示されているように、２個のパルスを包含する（即ち、８個の可能な
位置のうちの２つで）。
符号励振線形予測（ＣＥＬＰ）符号器とは異なる。前者の種類の符号器は、代わ
りに、励振ベクトルの代数的生成及び特定に依っており（例えばWO9624925 を参
照）、ときには代数的ＣＥＬＰ或いはＡＣＥＬＰと称される。より具体的には、
１０個の非ゼロ・パルスを含む量子化ベクトルd(i)が規定される。全てのパルス
が振幅＋１又は−１を持つことができる。サブフレームにおける４０個のサンプ
ル位置（ｉ＝０〜３９）は５個の「トラック」に分割され、その各トラックは、
下記の表に示されているように、２個のパルスを包含する（即ち、８個の可能な
位置のうちの２つで）。
【表１】
【０００７】 与えられたトラックにおけるパルス位置の各対は６ビットで（即ち、各パルス
あたりに３ビットで、合計３０ビット）符号化され、そのトラックにおける第１
パルスの極性は１ビットで（合計で５ビット）符号化される。第２パルスの極性
は、特に符号化されなくて、第１パルスに対するその相対的位置から導き出され
る。第２パルスのサンプル位置が第１パルスのそれより前にあるならば、第２パ
ルスは第１パルスとは反対の極性を有するものとして規定され、そうでなければ
両方のパルスが同じ符号を有するものとして規定される。チャネル誤りに対する
強さを改善し、量子化されたベクトルが３５ビット代数符号ｕで符号化され得る
ように、３ビットのパルス位置の全てがグレイ符号化される。
あたりに３ビットで、合計３０ビット）符号化され、そのトラックにおける第１
パルスの極性は１ビットで（合計で５ビット）符号化される。第２パルスの極性
は、特に符号化されなくて、第１パルスに対するその相対的位置から導き出され
る。第２パルスのサンプル位置が第１パルスのそれより前にあるならば、第２パ
ルスは第１パルスとは反対の極性を有するものとして規定され、そうでなければ
両方のパルスが同じ符号を有するものとして規定される。チャネル誤りに対する
強さを改善し、量子化されたベクトルが３５ビット代数符号ｕで符号化され得る
ように、３ビットのパルス位置の全てがグレイ符号化される。
【０００８】 励振ベクトルc(i)を生成するために、代数符号ｕにより定められる量子化され
たベクトルd(i)は、合成された音声の品質を改善するために特定のスペクトル成
分を強化する前置フィルターＦE (z) を通してフィルタリングされる。前置フィ
ルター（ときには「着色」フィルターとして知られる）は、サブフレームのため
に生成されたＬＴＰパラメータのうちのある一定のＬＴＰパラメータで定められ
る。
たベクトルd(i)は、合成された音声の品質を改善するために特定のスペクトル成
分を強化する前置フィルターＦE (z) を通してフィルタリングされる。前置フィ
ルター（ときには「着色」フィルターとして知られる）は、サブフレームのため
に生成されたＬＴＰパラメータのうちのある一定のＬＴＰパラメータで定められ
る。
【０００９】 従来のＣＥＬＰ符号器の場合と同じく、差ユニット７は、合成された信号と入
力信号との間のエラーをサンプル毎に（且つサブフレーム毎に）決定する。その
とき、重み付けフィルター８は、人の聴覚を考慮してエラー信号に重み付けを行
うのに使用される。与えられたサブフレームについて、探索ユニット９は、重み
付き自乗平均誤差を最小にするベクトルを特定することにより、代数的符号帳３
により生成された候補ベクトルの一組から適切な励振ベクトル｛c(i)、i = 0 〜
39｝を選択する。このプロセスは一般に「ベクトル量子化」として知られている
。
力信号との間のエラーをサンプル毎に（且つサブフレーム毎に）決定する。その
とき、重み付けフィルター８は、人の聴覚を考慮してエラー信号に重み付けを行
うのに使用される。与えられたサブフレームについて、探索ユニット９は、重み
付き自乗平均誤差を最小にするベクトルを特定することにより、代数的符号帳３
により生成された候補ベクトルの一組から適切な励振ベクトル｛c(i)、i = 0 〜
39｝を選択する。このプロセスは一般に「ベクトル量子化」として知られている
。
【００１０】 既に言及したように、基準化ユニット４で励振ベクトルに利得ｇc が乗じられ
る。ＬＴＰ２により提供される重み付き残差信号ｓwrのエネルギーに等しいエネ
ルギーを有する基準化励振ベクトルをもたらす利得値が選択される。利得は
る。ＬＴＰ２により提供される重み付き残差信号ｓwrのエネルギーに等しいエネ
ルギーを有する基準化励振ベクトルをもたらす利得値が選択される。利得は
【数８】 で与えられ、ここでH は線形予測モデル（ＬＴＰ及びＬＰＣ）インパルス応答マ
トリクスである。
トリクスである。
【００１１】
【外２】
【数９】
【００１２】
【外３】
【００１３】 実際には、固定された係数での移動平均（ＭＡ）予測を用いることによって予
測利得∧ｇc が導出される。４次ＭＡ予測が次のように励振エネルギーに対して
実行される。E(n)をサブフレームｎでの平均除去励振エネルギー（ｄＢでの）で
あるとすると、
測利得∧ｇc が導出される。４次ＭＡ予測が次のように励振エネルギーに対して
実行される。E(n)をサブフレームｎでの平均除去励振エネルギー（ｄＢでの）で
あるとすると、
【数１０】
【外４】
【数１１】
【外５】
【数１２】 予測されたエネルギーは式（３）でE(n)に∧E(n)を代入して次式を与えることに
より予測利得を計算するのに使うことができる。
より予測利得を計算するのに使うことができる。
【数１３】 ここで、
【数１４】 は励振ベクトルc(i)のエネルギーである。
【００１４】 次式のエラーを最小にする量子化利得補正係数∧γgcを特定するために、利得
補正係数符号帳の探索が実行される。
補正係数符号帳の探索が実行される。
【数１５】
【００１５】 符号化されたフレームは、ＬＰＣ係数と、ＬＴＰパラメータと、励振ベクトル
を規定する代数符号と、量子化利得補正係数符号帳のインデックスとから成る。
送信前に、符号化および多重化ユニット１２において符号化パラメータのうちの
ある一定のものが更に符号化される。具体的には、ＬＰＣ係数は、「２４ビット
／フレームでのＬＰＣパラメータの効率的ベクトル量子化」、Kuldip K.P. and
Bishnu S.A., IEEE 会報. 音声およびオーディオ処理、第１０巻第１号、１９９
３年１月、に記載されているように、対応する数の線スペクトル対（ＬＳＰ）係
数に変換される。エラー検出及び訂正を行うため、符号化されているフレーム全
体も符号化される。ＧＳＭフェーズ２のために指定されているコーデックは、正
確に同じ数のビット、即ち２４４，で各音声フレームを符号化し、それはたたみ
込み符号化の導入及び巡回冗長検査ビットの付加の後には４５６まで増大する。
を規定する代数符号と、量子化利得補正係数符号帳のインデックスとから成る。
送信前に、符号化および多重化ユニット１２において符号化パラメータのうちの
ある一定のものが更に符号化される。具体的には、ＬＰＣ係数は、「２４ビット
／フレームでのＬＰＣパラメータの効率的ベクトル量子化」、Kuldip K.P. and
Bishnu S.A., IEEE 会報. 音声およびオーディオ処理、第１０巻第１号、１９９
３年１月、に記載されているように、対応する数の線スペクトル対（ＬＳＰ）係
数に変換される。エラー検出及び訂正を行うため、符号化されているフレーム全
体も符号化される。ＧＳＭフェーズ２のために指定されているコーデックは、正
確に同じ数のビット、即ち２４４，で各音声フレームを符号化し、それはたたみ
込み符号化の導入及び巡回冗長検査ビットの付加の後には４５６まで増大する。
【００１６】 図２は、図１の符号器で符号化された信号を復号化するのに適する、ＡＣＥＬ
Ｐ復号器の一般的構成を示している。多重分離装置１３は、受け取った符号化さ
れている信号をそのいろいろな成分に分離する。代数符号帳１４は、復号器の符
号帳３と同一であって、受信された符号化されている信号の３５ビット代数的符
号により規定されている符号ベクトルを確定し、これを（ＬＴＰパラメータを用
いて）前置フィルタリングして励振ベクトルを生成する。利得補正係数は、受信
された量子化されている利得補正係数を用いることにより、利得補正係数符号帳
から決定され、これは前に復号化されたサブフレームから導出されブロック１６
で決定された予測利得を訂正するためにブロック１５において使用される。ブロ
ック１７で励振ベクトルは補正されている利得と乗じられたのち、その積はＬＴ
Ｐ合成フィルター１８及びＬＰＣ合成フィルター１９に加えられる。ＬＴＰ及び
ＬＰＣフィルターは、符号化されている信号により伝えられるＬＴＰパラメータ
及びＬＰＣ係数をそれぞれ受信し、長期冗長性及び短期冗長性を励振ベクトルに
再導入する。
Ｐ復号器の一般的構成を示している。多重分離装置１３は、受け取った符号化さ
れている信号をそのいろいろな成分に分離する。代数符号帳１４は、復号器の符
号帳３と同一であって、受信された符号化されている信号の３５ビット代数的符
号により規定されている符号ベクトルを確定し、これを（ＬＴＰパラメータを用
いて）前置フィルタリングして励振ベクトルを生成する。利得補正係数は、受信
された量子化されている利得補正係数を用いることにより、利得補正係数符号帳
から決定され、これは前に復号化されたサブフレームから導出されブロック１６
で決定された予測利得を訂正するためにブロック１５において使用される。ブロ
ック１７で励振ベクトルは補正されている利得と乗じられたのち、その積はＬＴ
Ｐ合成フィルター１８及びＬＰＣ合成フィルター１９に加えられる。ＬＴＰ及び
ＬＰＣフィルターは、符号化されている信号により伝えられるＬＴＰパラメータ
及びＬＰＣ係数をそれぞれ受信し、長期冗長性及び短期冗長性を励振ベクトルに
再導入する。
【００１７】 音声は、本来は変化しやすく、高活動期及び低活動期を含むと共に、関連する
無音をしばしば含んでいる。従って、ビットレートが固定されている符号化法を
用いるのは、帯域幅資源を浪費する。符号化ビットレートをフレーム毎に或いは
サブフレーム毎に変化させる音声コーデックが幾つか提案されている。例えば、
US5,657,420 は米国ＣＤＭＡシステムで使われる音声コーデックを提案しており
、そのコーデックではフレームの符号化ビットレートはそのフレームの音声活動
レベルに応じて幾つかの可能な速度から選択される。
無音をしばしば含んでいる。従って、ビットレートが固定されている符号化法を
用いるのは、帯域幅資源を浪費する。符号化ビットレートをフレーム毎に或いは
サブフレーム毎に変化させる音声コーデックが幾つか提案されている。例えば、
US5,657,420 は米国ＣＤＭＡシステムで使われる音声コーデックを提案しており
、そのコーデックではフレームの符号化ビットレートはそのフレームの音声活動
レベルに応じて幾つかの可能な速度から選択される。
【００１８】 ＡＣＥＬＰコーデックに関して、音声信号サブフレームを２以上のクラスに分
類し、異なった代数符号帳を用いて異なったクラスを符号化することが提案され
ている。より具体的には、重み付き残差信号ｓwrが時間と共にゆっくり変化する
サブフレームは比較的に少数のパルス（例えば２個）を有する符号ベクトルd(i)
で符号化されてよく、一方、重み付き残差信号が比較的速やかに変化するサブフ
レームは比較的多数のパルス（例えば１０個）を有する符号ベクトルd(i)で符号
化されてよい。
類し、異なった代数符号帳を用いて異なったクラスを符号化することが提案され
ている。より具体的には、重み付き残差信号ｓwrが時間と共にゆっくり変化する
サブフレームは比較的に少数のパルス（例えば２個）を有する符号ベクトルd(i)
で符号化されてよく、一方、重み付き残差信号が比較的速やかに変化するサブフ
レームは比較的多数のパルス（例えば１０個）を有する符号ベクトルd(i)で符号
化されてよい。
【００１９】
【外６】
【００２０】 予測利得の大きなエラーはＣＥＬＰ符号器でも生じることがあって、この場合
には符号ベクトルd(i)のエネルギーはフレーム毎に大幅に変動して、利得補正係
数を量子化するために同様に大きな符号帳を必要とすることが理解されよう。
には符号ベクトルd(i)のエネルギーはフレーム毎に大幅に変動して、利得補正係
数を量子化するために同様に大きな符号帳を必要とすることが理解されよう。
【００２１】 本発明の目的は、既存の可変速度コーデックの前記の欠点を克服すること、或
いは少なくともそれを緩和することである。
いは少なくともそれを緩和することである。
【００２２】 本発明の第１の態様に従って、ディジタル化された音声サンプルを含むサブフ
レームの系列から成る音声信号を符号化する方法が提供され、この方法は、各サ
ブフレームについて、 （ａ）少なくとも１つのパルスから成る量子化されているベクトルd(i)を選
択するステップであって、ベクトルd(i)におけるパルスの個数ｍと位置とはサブ
フレーム毎に異なってもいいステップと、 （ｂ）量子化ベクトルd(i)の、或いは量子化ベクトルd(i)から得られる別の
ベクトルc(i)の振幅を基準化するための利得値ｇc を決定するステップであって
、その基準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合成するステップと、 （ｃ）量子化ベクトルd(i)のエネルギーに対するあらかじめ決められたエネ
ルギー・レベルの比の関数である基準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前に処理された１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化されてい
るベクトルd(i)の、或いは該ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化されて
いるときには前記の別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として、予測利得
値を決定するステップと、 （ｅ）前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子化された利得
補正係数∧γgcを決定するステップとを含んでいる。
レームの系列から成る音声信号を符号化する方法が提供され、この方法は、各サ
ブフレームについて、 （ａ）少なくとも１つのパルスから成る量子化されているベクトルd(i)を選
択するステップであって、ベクトルd(i)におけるパルスの個数ｍと位置とはサブ
フレーム毎に異なってもいいステップと、 （ｂ）量子化ベクトルd(i)の、或いは量子化ベクトルd(i)から得られる別の
ベクトルc(i)の振幅を基準化するための利得値ｇc を決定するステップであって
、その基準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合成するステップと、 （ｃ）量子化ベクトルd(i)のエネルギーに対するあらかじめ決められたエネ
ルギー・レベルの比の関数である基準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前に処理された１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化されてい
るベクトルd(i)の、或いは該ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化されて
いるときには前記の別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として、予測利得
値を決定するステップと、 （ｅ）前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子化された利得
補正係数∧γgcを決定するステップとを含んでいる。
【００２３】 上記のように励振ベクトルのエネルギーを基準化することにより、本発明は、
量子化ベクトルd(i)に存在するパルス（又はエネルギー）の個数がサブフレーム
毎に変動するとき、予測利得値∧ｇc の精度を改善する。これにより、利得補正
係数γgcの範囲が狭まると共に、以前より小さな量子化符号帳でそれを正確に量
子化することが可能となる。より小さな符号帳を用いれば、符号帳に索引を付け
るために必要なベクトルのビット長が短くなる。その代わりに、以前使われてい
たのと同じサイズの符号帳で量子化精度を改善することができる。
量子化ベクトルd(i)に存在するパルス（又はエネルギー）の個数がサブフレーム
毎に変動するとき、予測利得値∧ｇc の精度を改善する。これにより、利得補正
係数γgcの範囲が狭まると共に、以前より小さな量子化符号帳でそれを正確に量
子化することが可能となる。より小さな符号帳を用いれば、符号帳に索引を付け
るために必要なベクトルのビット長が短くなる。その代わりに、以前使われてい
たのと同じサイズの符号帳で量子化精度を改善することができる。
【００２４】 本発明の１実施例では、ベクトルd(i)のパルスの個数ｍはサブフレーム音声信
号の性質による。代わりの他の実施例では、パルスの個数ｍはシステムの必要条
件或いは特性により決定される。例えば、符号化された信号が伝送チャネルで伝
送される場合には、チャネル干渉が大きいときにパルスの個数は少なくてもよい
ので、信号にさらに多くの保護ビットを付け加えることが可能となる。チャネル
干渉が小さくて、信号が必要とする保護ビット数が少なければ、ベクトルのパル
スの数を増やすことができる。
号の性質による。代わりの他の実施例では、パルスの個数ｍはシステムの必要条
件或いは特性により決定される。例えば、符号化された信号が伝送チャネルで伝
送される場合には、チャネル干渉が大きいときにパルスの個数は少なくてもよい
ので、信号にさらに多くの保護ビットを付け加えることが可能となる。チャネル
干渉が小さくて、信号が必要とする保護ビット数が少なければ、ベクトルのパル
スの数を増やすことができる。
【００２５】 好ましくは、本発明の方法は可変ビットレート符号化方法であって、音声信号
サブフレームから長期冗長性及び短期冗長性を実質的に除去し、該音声信号サブ
フレームを重み付き残差信号ｓwrに含まれるエネルギーに応じて分類し、その分
類を用いて量子化ベクトルd(i)のパルスの個数を決定することによって前記の重
み付き残差信号ｓwrを生成することを含んでいる。
サブフレームから長期冗長性及び短期冗長性を実質的に除去し、該音声信号サブ
フレームを重み付き残差信号ｓwrに含まれるエネルギーに応じて分類し、その分
類を用いて量子化ベクトルd(i)のパルスの個数を決定することによって前記の重
み付き残差信号ｓwrを生成することを含んでいる。
【００２６】 好ましくは、この方法は、各サブフレームについての一組の線形予測符号化（
ＬＰＣ）係数ａと、複数の音声サブフレームから成る各フレームについての一組
の長期予測（ＬＴＰ）パラメータｂとを生成し、ＬＰＣ係数と、ＬＴＰパラメー
タと、量子化ベクトルd(i)と、量子化利得補正係数γgcとに基づいて、符号化さ
れた音声信号を作ることを含んでいる。
ＬＰＣ）係数ａと、複数の音声サブフレームから成る各フレームについての一組
の長期予測（ＬＴＰ）パラメータｂとを生成し、ＬＰＣ係数と、ＬＴＰパラメー
タと、量子化ベクトルd(i)と、量子化利得補正係数γgcとに基づいて、符号化さ
れた音声信号を作ることを含んでいる。
【００２７】 好ましくは、量子化ベクトルd(i)は代数符号ｕで規定され、この符号は符号化
されている音声信号に組み込まれる。
されている音声信号に組み込まれる。
【００２８】 好ましくは、利得値ｇc は前記の別のベクトルc(i)を基準化するために使われ
、その別のベクトルは量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることによって生
成される。
、その別のベクトルは量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることによって生
成される。
【００２９】 好ましくは、予測利得値は次の式で決定される。
【数１６】 ここで／Ｅは定数であり、∧E(n)は前のサブフレームに基づいて決定される現在
のサブフレームのエネルギーの予測である。予測されるエネルギーは次の式を用
いて決定されることができる。
のサブフレームのエネルギーの予測である。予測されるエネルギーは次の式を用
いて決定されることができる。
【数１７】 ここでｂi は移動平均予測係数であり、ｐは予測次数であり、∧R(j)は次式によ
って与えられる前のサブフレームｊでの予測エネルギー∧E(j)のエラーである。
って与えられる前のサブフレームｊでの予測エネルギー∧E(j)のエラーである。
【数１８】 項Ｅc は次式を用いることにより決定される。
【数１９】 ここでN は該サブフレームでのサンプルの個数である。好ましくは、
【数２０】 であり、ここでM は量子化ベクトルd(i)のパルスの最大許容数である。
【００３０】 好ましくは、量子化ベクトルd(i)は２つ以上のパルスから成り、その全てのパ
ルスが同じ振幅を有する。
ルスが同じ振幅を有する。
【００３１】 好ましくは、ステップ（ｄ）は、エラー、
【数２１】 を最小にする量子化補正係数∧γgcを決定するために利得補正係数符号帳を探索
し、特定された利得補正係数のために符号帳インデックスを符号化することから
成る。
し、特定された利得補正係数のために符号帳インデックスを符号化することから
成る。
【００３２】 本発明の第２の態様に従って、ディジタル化され標本抽出された音声信号の符
号化されているサブフレームの系列を復号化する方法が提供され、その方法は、
各サブフレームについて、 （ａ）符号化された信号から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベク
トルd(i)を復元するステップであって、ベクトルd(i)のパルスの数ｍ及び位置が
サブフレーム毎に変化することのあるステップと、 （ｂ）符号化されている信号から量子化利得補正係数∧γgcを復元するステ
ップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd(i)のエ
ネルギーとの比の関数である基準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化されるとき、前に処理さ
れた１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd(i)又はこのd(i)から
導出された別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値を決定す
るステップと、 （ｅ）量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して補正
利得値ｇc を供給するステップと、 （ｆ）利得値ｇc を用いて量子化ベクトルd(i)又は前記の別のベクトルc(i)
を基準化して、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残
っている残差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するステップとを含んでい
る。
号化されているサブフレームの系列を復号化する方法が提供され、その方法は、
各サブフレームについて、 （ａ）符号化された信号から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベク
トルd(i)を復元するステップであって、ベクトルd(i)のパルスの数ｍ及び位置が
サブフレーム毎に変化することのあるステップと、 （ｂ）符号化されている信号から量子化利得補正係数∧γgcを復元するステ
ップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd(i)のエ
ネルギーとの比の関数である基準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化されるとき、前に処理さ
れた１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd(i)又はこのd(i)から
導出された別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値を決定す
るステップと、 （ｅ）量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して補正
利得値ｇc を供給するステップと、 （ｆ）利得値ｇc を用いて量子化ベクトルd(i)又は前記の別のベクトルc(i)
を基準化して、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残
っている残差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するステップとを含んでい
る。
【００３３】 好ましくは、受信された信号の符号化されている各サブフレームは、量子化ベ
クトルd(i)を規定する代数符号ｕと、量子化されている利得補正係数∧γgcが得
られる量子化利得補正係数符号帳をアドレス指定するインデックスとから成る。
クトルd(i)を規定する代数符号ｕと、量子化されている利得補正係数∧γgcが得
られる量子化利得補正係数符号帳をアドレス指定するインデックスとから成る。
【００３４】 本発明の第３の態様に従って、ディジタル化されている音声サンプルを含むサ
ブフレームの系列から成る音声信号を符号化するための装置が提供され、この装
置は前記サブフレームの各々を順に符号化するための手段を有し、その手段は、 少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトルd(i)を選択するためのベクト
ル選択手段であって、ベクトルd(i)のパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム毎
に異なることがある手段と、 量子化ベクトルd(i)又は量子化ベクトルd(i)から導出された別のベクトルc(i)
の振幅を基準化するための利得値ｇc を決定するための第１信号処理手段であっ
て、その基準化されたベクトルが重み付き残差信号ｓwrを合成する手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd(i)のエネルギー
の比の関数である基準化係数k を決定するための第２信号処理手段と、 ベクトルの振幅が前記基準化係数ｋによって基準化されるとき、前に処理され
た１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd(i)又は前記の別のベク
トルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧ｇc を決定するための第３
信号処理手段と、 前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子化利得補正係数∧γgc を決定するための第４信号処理手段とを含んでいる。
ブフレームの系列から成る音声信号を符号化するための装置が提供され、この装
置は前記サブフレームの各々を順に符号化するための手段を有し、その手段は、 少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトルd(i)を選択するためのベクト
ル選択手段であって、ベクトルd(i)のパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム毎
に異なることがある手段と、 量子化ベクトルd(i)又は量子化ベクトルd(i)から導出された別のベクトルc(i)
の振幅を基準化するための利得値ｇc を決定するための第１信号処理手段であっ
て、その基準化されたベクトルが重み付き残差信号ｓwrを合成する手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd(i)のエネルギー
の比の関数である基準化係数k を決定するための第２信号処理手段と、 ベクトルの振幅が前記基準化係数ｋによって基準化されるとき、前に処理され
た１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd(i)又は前記の別のベク
トルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧ｇc を決定するための第３
信号処理手段と、 前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子化利得補正係数∧γgc を決定するための第４信号処理手段とを含んでいる。
【００３５】 本発明の第４の態様に従って、ディジタル化され標本抽出された音声信号の符
号化されているサブフレームの系列を復号化するための装置が提供され、その装
置は前記サブフレームの各々を順に復号化するための手段を有し、その手段は、 その符号化されている信号から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベク
トルd(i)を復元するための第１信号処理手段であって、ベクトルd(i)のパルスの
数ｍ及び位置がサブフレーム毎に変化する手段と、 符号化された信号から量子化利得補正係数∧γgcを復元するための第２信号処
理手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd(i)のエネルギー
の比の関数である基準化係数k を決定するための第３信号処理手段と、 ベクトルの振幅が前記基準化係数k により基準化されるとき、前に処理された
１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd(i)又はこの量子化ベクト
ルから導出される別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧
ｇc を決定するための第４信号処理手段と、 量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して補正利得値ｇ c を供給するための補正手段と、 利得値ｇc を用いて量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)を基準化し
て、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残っている残
差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するための基準化手段とを含んでいる
。
号化されているサブフレームの系列を復号化するための装置が提供され、その装
置は前記サブフレームの各々を順に復号化するための手段を有し、その手段は、 その符号化されている信号から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベク
トルd(i)を復元するための第１信号処理手段であって、ベクトルd(i)のパルスの
数ｍ及び位置がサブフレーム毎に変化する手段と、 符号化された信号から量子化利得補正係数∧γgcを復元するための第２信号処
理手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd(i)のエネルギー
の比の関数である基準化係数k を決定するための第３信号処理手段と、 ベクトルの振幅が前記基準化係数k により基準化されるとき、前に処理された
１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd(i)又はこの量子化ベクト
ルから導出される別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧
ｇc を決定するための第４信号処理手段と、 量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して補正利得値ｇ c を供給するための補正手段と、 利得値ｇc を用いて量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)を基準化し
て、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残っている残
差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するための基準化手段とを含んでいる
。
【００３６】 本発明をより良く理解すると共に本発明をどの様に実施するかを示すために、
一例として添付図面を参照する。
一例として添付図面を参照する。
【００３７】 ＧＳＭフェーズ２のために提案されているものと同様のＡＣＥＬＰ音声コーデ
ックについては前記で図１及び２を参照して簡単に説明した。図３はディジタル
化されている標本抽出された音声信号の可変ビットレート符号化に適する修正さ
れたＡＣＥＬＰ音声符号器を示しており、この図では、図１を参照して既に説明
した機能ブロックが同様の参照番号で関係づけられている。
ックについては前記で図１及び２を参照して簡単に説明した。図３はディジタル
化されている標本抽出された音声信号の可変ビットレート符号化に適する修正さ
れたＡＣＥＬＰ音声符号器を示しており、この図では、図１を参照して既に説明
した機能ブロックが同様の参照番号で関係づけられている。
【００３８】 図３の符号器では、図１の単一の代数的符号帳３は１対の代数的符号帳１３，
１４と取り換えられる。第１の符号帳１３は、２つのパルスを含む符号ベクトル
d(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を生成するように構成されており、第２の符号
帳１４は１０個のパルスを含む符号ベクトルd(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を
生成するように構成されている。与えられたサブフレームについて、ＬＴＰ２に
より供給される重み付き残差信号ｓwrに含まれているエネルギーに応じて符号帳
１３，１４の選択が符号帳選択ユニット１５によって行われる。重み付き残差信
号のエネルギーがあるあらかじめ決められた（或いは適応性の）スレショルドを
上回って、大幅に変化する重み付き残差信号を示すならば、１０パルス符号帳１
４が選択される。一方、もし重み付き残差信号のエネルギーが、規定されている
スレショルドより小さくなれば、２パルス符号帳１３が選択される。２つ以上の
スレショルド・レベルを定めることができ、その場合には３つ以上の符号帳が使
用される。適切な符号帳を選択するプロセスについてのもっと詳しい説明のため
には、「トール（Toll）品質可変速度音声コーデック」（"Toll Quality Variab
le-Rate Speech Codec", Ojala P, 音響、音声および信号処理に関するIEEE国際
会議会報、ドイツ，ミュンヘン、１９９７年４月２１〜２４日）を参照するべき
である。
１４と取り換えられる。第１の符号帳１３は、２つのパルスを含む符号ベクトル
d(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を生成するように構成されており、第２の符号
帳１４は１０個のパルスを含む符号ベクトルd(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を
生成するように構成されている。与えられたサブフレームについて、ＬＴＰ２に
より供給される重み付き残差信号ｓwrに含まれているエネルギーに応じて符号帳
１３，１４の選択が符号帳選択ユニット１５によって行われる。重み付き残差信
号のエネルギーがあるあらかじめ決められた（或いは適応性の）スレショルドを
上回って、大幅に変化する重み付き残差信号を示すならば、１０パルス符号帳１
４が選択される。一方、もし重み付き残差信号のエネルギーが、規定されている
スレショルドより小さくなれば、２パルス符号帳１３が選択される。２つ以上の
スレショルド・レベルを定めることができ、その場合には３つ以上の符号帳が使
用される。適切な符号帳を選択するプロセスについてのもっと詳しい説明のため
には、「トール（Toll）品質可変速度音声コーデック」（"Toll Quality Variab
le-Rate Speech Codec", Ojala P, 音響、音声および信号処理に関するIEEE国際
会議会報、ドイツ，ミュンヘン、１９９７年４月２１〜２４日）を参照するべき
である。
【００３９】 基準化ユニット４で使用するために利得ｇc を得ることは、式（１）を参照し
て前述したとおりに達成される。しかし、予測利得∧ｇc を導出するとき、次の
ように振幅基準化係数k を励振ベクトルに適用することにより、式（７）が修正
される（修正処理ユニット１６において）。
て前述したとおりに達成される。しかし、予測利得∧ｇc を導出するとき、次の
ように振幅基準化係数k を励振ベクトルに適用することにより、式（７）が修正
される（修正処理ユニット１６において）。
【数２２】
【００４０】 １０パルス符号帳が選択される場合にはk = 1 であり、２パルス符号帳が選択
されるときにはk = √５である。より一般的な式では、基準化係数は次式で与え
られる。
されるときにはk = √５である。より一般的な式では、基準化係数は次式で与え
られる。
【数２３】 ここでｍは対応する符号ベクトルd(i)のパルスの個数である。
【００４１】 与えられたサブフレームについて平均除去励振エネルギーE(n)を計算するとき
、式（４）でエネルギー予測できるためには、基準化係数k を導入する必要もあ
る。式（３）は次のように修正される
、式（４）でエネルギー予測できるためには、基準化係数k を導入する必要もあ
る。式（３）は次のように修正される
【数２４】
【００４２】 予測利得は式（６）と、式（９）により与えられる修正された励振ベクトル・
エネルギーと、式（１１）により与えられる修正された平均除去励振エネルギー
とを用いて計算される。
エネルギーと、式（１１）により与えられる修正された平均除去励振エネルギー
とを用いて計算される。
【００４３】
【外７】
【００４４】 図４は、図３のＡＣＥＬＰ符号器で符号化されている音声信号を、即ち、音声
サブフレームが可変ビットレートで符号化されている音声信号を復号化するのに
適する復号器を示している。図４の復号器の多くの機能性は図３のそれと同じで
あり、その様な機能ブロックについては図２を参照して既に説明してあるので、
図４では同様の参照数字で関係づけられている。主な差異は、図３の符号器の２
パルス符号帳及び１０パルス符号帳に対応する２つの代数符号帳２０，２１が設
けられていることである。受信された代数符号ｕの性質は適切な符号帳２０，２
１の選択を決定し、その後に復号化プロセスが前述したのと全く同じように進行
する。しかし、符号器の場合と同じく、予測利得∧ｇc は、式（６）と、式（９
）で与えられる基準化されている励振ベクトル・エネルギーＥc と、式（１１）
で与えられる基準化された平均除去励振エネルギーE(n)とを用いてブロック２２
で計算される。
サブフレームが可変ビットレートで符号化されている音声信号を復号化するのに
適する復号器を示している。図４の復号器の多くの機能性は図３のそれと同じで
あり、その様な機能ブロックについては図２を参照して既に説明してあるので、
図４では同様の参照数字で関係づけられている。主な差異は、図３の符号器の２
パルス符号帳及び１０パルス符号帳に対応する２つの代数符号帳２０，２１が設
けられていることである。受信された代数符号ｕの性質は適切な符号帳２０，２
１の選択を決定し、その後に復号化プロセスが前述したのと全く同じように進行
する。しかし、符号器の場合と同じく、予測利得∧ｇc は、式（６）と、式（９
）で与えられる基準化されている励振ベクトル・エネルギーＥc と、式（１１）
で与えられる基準化された平均除去励振エネルギーE(n)とを用いてブロック２２
で計算される。
【００４５】 本発明の範囲から逸脱せずに前記の実施例に数々の修正を加え得ることを当業
者は理解するであろう。特に図３及び４の符号器及び復号器をハードウェア或い
はソフトウェアで、或いはハードウェア及びソフトウェアの両方で実現し得るこ
とが理解されよう。上の説明はＧＳＭセルラー電話システムに関するものである
けれども、本発明は他のセルラー無線システムにも、また実際にインターネット
等の非無線通信システムにも有利に応用され得るものである。本発明は、データ
蓄積目的のために音声データを符号化したり復号化したりするためにも使用され
得るものである。
者は理解するであろう。特に図３及び４の符号器及び復号器をハードウェア或い
はソフトウェアで、或いはハードウェア及びソフトウェアの両方で実現し得るこ
とが理解されよう。上の説明はＧＳＭセルラー電話システムに関するものである
けれども、本発明は他のセルラー無線システムにも、また実際にインターネット
等の非無線通信システムにも有利に応用され得るものである。本発明は、データ
蓄積目的のために音声データを符号化したり復号化したりするためにも使用され
得るものである。
【００４６】 本発明はＡＣＥＬＰ符号器と同様にＣＥＬＰ符号器にも応用され得るものであ
る。しかし、ＣＥＬＰ符号器は量子化ベクトルd(i)を生成するために固定されて
いる符号帳を有し、与えられた量子化ベクトル内のパルスの振幅は変化すること
があるので、励振ベクトルc(i)の振幅を基準化するための基準化係数k は、パル
ス数ｍの単純な関数（式（１０）のような）ではない。むしろ、固定されている
符号帳の各量子化ベクトルd(i)についてのエネルギーを計算し、このエネルギー
の、例えば最大量子化ベクトル・エネルギーに対する比を決定しなければならな
い。この比の平方根が基準化係数k を与える。
る。しかし、ＣＥＬＰ符号器は量子化ベクトルd(i)を生成するために固定されて
いる符号帳を有し、与えられた量子化ベクトル内のパルスの振幅は変化すること
があるので、励振ベクトルc(i)の振幅を基準化するための基準化係数k は、パル
ス数ｍの単純な関数（式（１０）のような）ではない。むしろ、固定されている
符号帳の各量子化ベクトルd(i)についてのエネルギーを計算し、このエネルギー
の、例えば最大量子化ベクトル・エネルギーに対する比を決定しなければならな
い。この比の平方根が基準化係数k を与える。
【図１】 図１はＡＣＥＬＰ音声符号器のブロック図を示している。
【図２】 図２はＡＣＥＬＰ音声復号器のブロック図を示している。
【図３】 図３は可変ビットレート符号化が可能な修正されたＡＣＥＬＰ音声符号器のブ
ロック図を示している。
ロック図を示している。
【図４】 図４は可変ビットレート符号化されている信号を復号化することのできる修正
されたＡＣＥＬＰ音声復号器のブロック図を示している。
されたＡＣＥＬＰ音声復号器のブロック図を示している。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ
Claims (16)
- 【請求項１】 ディジタル化された音声サンプルを含むサブフレームの系列
から成る音声信号を符号化する方法であって、この方法は、各サブフレームにつ
いて、 （ａ）少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトルd(i)を選択するステ
ップであって、該ベクトルd(i)におけるパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム
毎に異なってもいいステップと、 （ｂ）前記量子化ベクトルd(i)の、或いは前記量子化ベクトルd(i)から得ら
れる別のベクトルc(i)の振幅を基準化するための利得値ｇc を決定するステップ
であって、その基準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合成するステッ
プと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと前記量子化ベクトルd(i)
のエネルギーの比の関数である基準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前記ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化されるとき、前に処
理された１つ以上のサブフレームに基づいて、前記量子化ベクトルd(i)或いは前
記の別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として、予測利得値∧ｇc を決定
するステップと （ｅ）前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子化利得補正係
数γgcを決定するステップとを含んでいる方法。 - 【請求項２】 前記方法が可変ビットレート符号化方法であり、 前記音声信号サブフレームから長期冗長性及び短期冗長性を実質的に除去する
ことによって前記重み付き残差信号ｓwrを生成するステップと、 前記重み付き残差信号に含まれているエネルギーに応じて前記音声信号サブフ
レームを分類し、その分類を用いて、前記量子化ベクトルd(i)のパルスの個数を
決定することとを含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 各サブフレームについての一組の線形予測分析（ＬＰＣ）係
数ａと、複数の音声サブフレームから成る各フレームについての一組の長期予測
（ＬＴＰ）パラメータｂとを生成するステップと、 前記ＬＰＣ係数と、前記ＬＴＰパラメータと、前記量子化ベクトルd(i)と、量
子化利得補正係数∧γgcとに基づいて、符号化されている音声信号を作るステッ
プとを含む請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 符号化されている信号の前記量子化ベクトルd(i)を代数符号
ｕで規定することを含む請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記予測利得値が次の式、 【数１】 に従って決定され、ここで／Ｅは定数であり、∧E(n)は前記前に処理されたサブ
フレームに基づいて決定される現在のサブフレームのエネルギーの予測である請
求項１から４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記予測利得値∧ｇc が、ベクトルの振幅が前記基準化係数
k によって基準化されているとき、前記前に処理されたサブフレームの各々の、
前記量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)の平均除去励振エネルギーE(
n)の関数である請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記利得値ｇc が前記別のベクトルc(i)を基準化するために
使われ、その別のベクトルは前記量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすること
によって生成される請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 前記予測利得値∧ｇc は、ベクトルの振幅が前記基準化係数
k によって基準化されているとき、前記前に処理されたサブフレームの各々の、
前記量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)の平均除去励振エネルギーE(
n)の関数であり、 前記利得値ｇc は前記別のベクトルc(i)を基準化するために使われ、その別の
ベクトルは前記量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることにより生成され、 予測エネルギーは次式、 【数２】 を用いて決定され、ここでｂi は移動平均予測係数であり、p は予測次数であり
、∧R(j)は、 【数３】 により与えられる、前のサブフレームｊでの予測エネルギー∧E(j)のエラーであ
り、ここで 【数４】 である請求項５に記載の方法。 - 【請求項９】 項Ｅc は式、 【数５】 を用いて決定され、ここでN は前記サブフレーム中のサンプルの個数である請求
項５に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記量子化ベクトルd(i)が２つ以上のパルスから成ってい
る場合、そのパルスの全てが同じ振幅を有する請求項１から９のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項１１】 前記基準化係数が、 【数６】 により与えられ、ここでM は前記量子化ベクトルd(i)中のパルスの最大許容個数
である請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１２】 エラー、 【数７】 を最小にする前記量子化利得補正係数∧γgcを決定するために利得補正係数符号
帳を探索し、特定された量子化利得補正係数についての符号帳インデックスを符
号化することを含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１３】 ディジタル化された標本抽出された音声信号の符号化され
ているサブフレームの系列を復号化する方法であってこの方法は、各サブフレー
ムについて、 （ａ）その符号化されている信号から、少なくとも１つのパルスから成る量
子化ベクトルd(i)を復元するステップであって、ベクトルd(i)におけるパルスの
数ｍ及び位置はサブフレーム毎に変化することがあるステップと、 （ｂ）前記符号化されている信号から量子化利得補正係数∧γgcを復元する
ステップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと、量子化ベクトルd(i)の
エネルギーとの比の関数である基準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前記ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化されるとき、前に処
理された１つ以上のサブフレームに基づいて、前記量子化ベクトルd(i)又はこの
量子化ベクトルから得られた別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予
測利得値∧ｇc を決定するステップと、 （ｅ）前記量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して
補正利得値ｇc を決定するステップと、 （ｆ）前記利得値ｇc を用いて前記量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクト
ルc(i)を基準化して、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去
後に残っている残差信号を合成する励振ベクトルを生成するステップとを含んで
いる方法。 - 【請求項１４】 受信された信号の各々の符号化されているサブフレームは
前記量子化ベクトルd(i)を規定する代数符号ｕと、量子化利得補正係数符号帳を
アドレス指定するインデックスとを含んでおり、この符号帳から前記量子化利得
補正係数∧γgcが得られる請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 ディジタル化されている音声サンプルを含むサブフレーム
の系列から成る音声信号を符号化するための装置であって、この装置は前記サブ
フレームの各々を順に符号化するための手段を有し、その手段は、 少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトルd(i)を選択するためのベクト
ル選択手段であって、前記ベクトルd(i)のパルスの個数ｍと位置とはサブフレー
ム毎に異なることがある手段と、 前記量子化ベクトルd(i)又は前記量子化ベクトルd(i)から得られた別のベクト
ルc(i)の振幅を基準化するための利得値ｇc を決定するための第１信号処理手段
であって、その基準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合成する手段と
、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと前記量子化ベクトルd(i)のエネル
ギーとの比の関数である基準化係数k を決定するための第２信号処理手段と、 前記ベクトルの振幅が前記基準化係数ｋによって基準化されるとき、前に処理
された１つ以上のサブフレームに基づいて、前記量子化ベクトルd(i)又は前記別
のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧ｇc を決定するため
の第３信号処理手段と 前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子化利得補正係数∧γgc を決定するための第４信号処理手段とを含んでいる方法。 - 【請求項１６】 ディジタル化された標本抽出された音声信号の符号化され
ているサブフレームの系列を復号化するための装置であって、該装置は前記サブ
フレームの各々を順に復号化するための手段を有し、その手段は、 その符号化されている信号から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベク
トルd(i)を復元するための第１信号処理手段であって、前記ベクトルd(i)のパル
スの数ｍ及び位置はサブフレーム毎に変化することがある手段と、 前記符号化されている信号から量子化利得補正係数∧γgcを復元するための第
２信号処理手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと前記量子化ベクトルd(i)のエネル
ギーとの比の関数である基準化係数k を決定するための第３信号処理手段と、 前記ベクトルの振幅が前記基準化係数k により基準化されるとき、前に処理さ
れた１つ以上のサブフレームに基づいて、前記量子化ベクトルd(i)又は前記量子
化ベクトルから得られる別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として、予測
利得値∧ｇc を決定するための第４信号処理手段と、 前記量子化利得補正係数∧γgcを用いて前記予測利得値∧ｇc を補正して補正
利得値ｇc を供給するための補正手段と、 前記利得値ｇc を用いて前記量子化ベクトルd(i)又は前記の別のベクトルc(i)
を基準化して、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残
っている残差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するための基準化手段とを
含んでいる装置。
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