JP2591430B2 - ベクトル量子化装置 - Google Patents
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- 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
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10L19/02—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 spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
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- G10L19/038—Vector quantisation, e.g. TwinVQ audio
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はベクトル量子化装置に関
し、特に音声信号を低いビットレート、特に４ｋｂｐｓ
以下で高品質に符号化するための音声符号化装置のベク
トル量子化装置に関する。
し、特に音声信号を低いビットレート、特に４ｋｂｐｓ
以下で高品質に符号化するための音声符号化装置のベク
トル量子化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のベクトル量子化装置としては、特
願平４−３５８８１音声符号化装置に記載されているベ
クトル量子化装置が上げられる。この従来例では、入力
信号ベクトルをｘ＝［ｘ（０），ｘ（１），…，ｘ（Ｎ
−１）］、これを量子化するために用いるコードベクト
ルをｃ（ｉ）＝［ｃ（ｉ，０），ｃ（ｉ，１），…，ｃ
（ｉ，Ｎ−１）］、（ｉ＝０，１，…，Ｓ−１）（ｉは
コードベクトルのインデクス番号）とした場合、式の重
み付け二乗距離Ｄ（ｉ）が最小となるインデクスを検索
することにより量子化を行なっている。
願平４−３５８８１音声符号化装置に記載されているベ
クトル量子化装置が上げられる。この従来例では、入力
信号ベクトルをｘ＝［ｘ（０），ｘ（１），…，ｘ（Ｎ
−１）］、これを量子化するために用いるコードベクト
ルをｃ（ｉ）＝［ｃ（ｉ，０），ｃ（ｉ，１），…，ｃ
（ｉ，Ｎ−１）］、（ｉ＝０，１，…，Ｓ−１）（ｉは
コードベクトルのインデクス番号）とした場合、式の重
み付け二乗距離Ｄ（ｉ）が最小となるインデクスを検索
することにより量子化を行なっている。
【０００３】 Ｄ（ｉ）＝（ｘ−ｇ（ｉ）ｃ（ｉ））T Ｗ（ｘ−ｇ（ｉ）ｃ（ｉ）） （１） ここで、式（１）が最小となるｇ（ｉ）の最適値は、 ｇopt （ｉ）＝＜Ｗｘ，Ｗｃ（ｉ）＞／＜Ｗｘ，Ｗｘ＞ （２） であり、式（１）に式（２）を代入すると、 Ｄopt （ｉ）＝＜Ｗｘ，Ｗｘ＞−＜Ｗｘ，Ｗｃ（ｉ）＞2 ／＜Ｗｃ（ｉ），Ｗ ｃ（ｉ）＞ （３） となる。ここで、記号＜ａ，ｂ＞は、ベクトル ａ＝［ａ（０），ａ（１），…，ａ（Ｎ−１）］ （４） とベクトル ｂ＝［ｂ（０），ｂ（１），…，ｂ（Ｎ−１）］ （５） の内積
【０００４】
【０００５】を表す。Ｗは荷重関数行列であり、入力信
号ベクトルｘ内の分割区間毎に異なる荷重を行う。例と
して、分割区間数を２とし、ｘ（０），…，ｘ（Ｎ
（０）−１）に対しては、インパルス応答ｈ（０，
ｉ），（ｉ＝０，１，…，Ｌ−１）で荷重し、ｘ（Ｎ
（０）），…，ｘ（Ｎ−１）には、インパルスｈ（１，
ｉ），（ｉ＝０，１，…，Ｌ−１）で荷重する場合、荷
重関数行列Ｗは、式（７），式（８），式（９），式
（１０）のインパルス応答行列となる。
号ベクトルｘ内の分割区間毎に異なる荷重を行う。例と
して、分割区間数を２とし、ｘ（０），…，ｘ（Ｎ
（０）−１）に対しては、インパルス応答ｈ（０，
ｉ），（ｉ＝０，１，…，Ｌ−１）で荷重し、ｘ（Ｎ
（０）），…，ｘ（Ｎ−１）には、インパルスｈ（１，
ｉ），（ｉ＝０，１，…，Ｌ−１）で荷重する場合、荷
重関数行列Ｗは、式（７），式（８），式（９），式
（１０）のインパルス応答行列となる。
【０００６】
【０００７】また、式（３）右辺第１項の＜Ｗｘ，Ｗｘ
＞は、コードベクトルによらず一定値なので、インデク
ス毎に計算する必要はない。従って、検索のための距離
尺度は Ｅopt （ｉ）＝−＜Ｗｘ，Ｗｃ（ｉ）＞2 ／＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ（ｉ）＞ （１１） となる。
＞は、コードベクトルによらず一定値なので、インデク
ス毎に計算する必要はない。従って、検索のための距離
尺度は Ｅopt （ｉ）＝−＜Ｗｘ，Ｗｃ（ｉ）＞2 ／＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ（ｉ）＞ （１１） となる。
【０００８】次に、この従来例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【０００９】図３は従来のベクトル量子化装置を示すブ
ロック図である。図３においてまず、荷重回路１１７は
前記Ｗｘの重み付けを行う。次に、荷重回路１２０はＷ
ｃ（ｉ）の重み付けを各コードベクトルｃ（ｉ）に対し
て行い、重み付け自己相関計算回路１３０は、自己相関
＜Ｗｘ，Ｗｘ＞を計算する。更に、重み付け相互相関計
算回路１３５は、各コードベクトルｃ（ｉ）に対して＜
Ｗｘ，Ｗｃ（ｉ）＞を計算する。最後に、距離計算回路
１４０は、式（１１）を用いて距離Ｅopt （ｉ）を計算
し、距離決定回路１４５はＥopt （ｉ）が最小となるコ
ードベクトルの量子化インデクスを出力する。
ロック図である。図３においてまず、荷重回路１１７は
前記Ｗｘの重み付けを行う。次に、荷重回路１２０はＷ
ｃ（ｉ）の重み付けを各コードベクトルｃ（ｉ）に対し
て行い、重み付け自己相関計算回路１３０は、自己相関
＜Ｗｘ，Ｗｘ＞を計算する。更に、重み付け相互相関計
算回路１３５は、各コードベクトルｃ（ｉ）に対して＜
Ｗｘ，Ｗｃ（ｉ）＞を計算する。最後に、距離計算回路
１４０は、式（１１）を用いて距離Ｅopt （ｉ）を計算
し、距離決定回路１４５はＥopt （ｉ）が最小となるコ
ードベクトルの量子化インデクスを出力する。
【００１０】この従来のベクトル量子化装置では、入力
信号ベクトル内で分割した区間毎に荷重を行うことによ
り、量子化効率を向上させることができる。
信号ベクトル内で分割した区間毎に荷重を行うことによ
り、量子化効率を向上させることができる。
【００１１】また、従来のベクトル量子化装置におい
て、１個の入力信号ベクトルを量子化するのに必要な演
算量は、各回路毎に信号コードブック回路の荷重回路で
の荷重計算Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２回、入力信号の荷重
回路での荷重計算Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２回、荷重信号
自己相関計算回路ＳＮ回、荷重信号相互相関計算回路Ｓ
Ｎ回、距離計算回路と検定回路２Ｓ回を必要とする。従
って、全体では、Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２＋Ｓ［Ｌ（２
Ｎ−Ｌ＋１）／２＋２Ｎ＋２］回となる。但し、積和演
算１回、加算演算１回、減算演算１回として計算してい
る。
て、１個の入力信号ベクトルを量子化するのに必要な演
算量は、各回路毎に信号コードブック回路の荷重回路で
の荷重計算Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２回、入力信号の荷重
回路での荷重計算Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２回、荷重信号
自己相関計算回路ＳＮ回、荷重信号相互相関計算回路Ｓ
Ｎ回、距離計算回路と検定回路２Ｓ回を必要とする。従
って、全体では、Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２＋Ｓ［Ｌ（２
Ｎ−Ｌ＋１）／２＋２Ｎ＋２］回となる。但し、積和演
算１回、加算演算１回、減算演算１回として計算してい
る。
【００１２】演算量の具体的な例として、Ｎ＝８０、Ｎ
（０）＝４０、Ｌ＝２１、Ｓ＝２５６とすると、１個の
入力信号ベクトルを量子化する演算量は、演算量は４１
９２６２回となる。
（０）＝４０、Ｌ＝２１、Ｓ＝２５６とすると、１個の
入力信号ベクトルを量子化する演算量は、演算量は４１
９２６２回となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】この従来のベクトル量
子化装置では、上記のように各コードベクトルで荷重計
算を行う必要があるため、演算量が莫大となるという問
題があった。
子化装置では、上記のように各コードベクトルで荷重計
算を行う必要があるため、演算量が莫大となるという問
題があった。
【００１４】本発明の目的は、上述の問題を解決し、少
ない演算量で、ベクトル量子化を行うことにある。
ない演算量で、ベクトル量子化を行うことにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のベクトル量子化
装置は、入力信号ベクトルの予め定めた複数の分割区間
の各々の荷重関数のインパルス応答を入力して複数の前
記インパルス応答の各々の自己相関を計算する複数の自
己相関計算回路と、前記入力信号ベクトルのコード長と
等長の予め作成した複数のコードベクトルを蓄積してい
る信号コードブック回路と、前記複数のコードベクトル
の各々の前記分割区間の各々の自己相関を蓄積している
複数の自己相関コードブック回路と、前記複数のコード
ベクトルの各々の前記分割区間の間の各々の相互相関を
蓄積している複数の相互相関コードブック回路と、前記
入力信号ベクトルと前記複数のコードベクトルと前記複
数のインパルス応答とを用いて重み付けた入力信号ベク
トルと重み付けたコードベクトルとの相互相関を計算す
る重み付け相互相関計算回路と、前記複数のインパルス
応答の前記各々の自己相関と前記複数のコードベクトル
の前記各々の自己相関と前記各々の相互相関とを用いて
前記重み付けコードベクトルの自己相関を計算する重み
付け自己相関計算回路と、前記重み付け入力信号ベクト
ルと前記重み付けコードベクトルとの相互相関と前記重
み付けコードベクトルの自己相関とを用いて距離を計算
し前記距離を評価して前記距離が最小となる前記コード
ベクトルのインデクスを出力する距離検定回路とを有し
ている。
装置は、入力信号ベクトルの予め定めた複数の分割区間
の各々の荷重関数のインパルス応答を入力して複数の前
記インパルス応答の各々の自己相関を計算する複数の自
己相関計算回路と、前記入力信号ベクトルのコード長と
等長の予め作成した複数のコードベクトルを蓄積してい
る信号コードブック回路と、前記複数のコードベクトル
の各々の前記分割区間の各々の自己相関を蓄積している
複数の自己相関コードブック回路と、前記複数のコード
ベクトルの各々の前記分割区間の間の各々の相互相関を
蓄積している複数の相互相関コードブック回路と、前記
入力信号ベクトルと前記複数のコードベクトルと前記複
数のインパルス応答とを用いて重み付けた入力信号ベク
トルと重み付けたコードベクトルとの相互相関を計算す
る重み付け相互相関計算回路と、前記複数のインパルス
応答の前記各々の自己相関と前記複数のコードベクトル
の前記各々の自己相関と前記各々の相互相関とを用いて
前記重み付けコードベクトルの自己相関を計算する重み
付け自己相関計算回路と、前記重み付け入力信号ベクト
ルと前記重み付けコードベクトルとの相互相関と前記重
み付けコードベクトルの自己相関とを用いて距離を計算
し前記距離を評価して前記距離が最小となる前記コード
ベクトルのインデクスを出力する距離検定回路とを有し
ている。
【００１６】また、本発明のベクトル量子化装置は、前
記複数のインパルス応答の各々の自己相関と前記複数の
コードベクトルの各々の自己相関とを用いて前記重み付
けコードベクトルの自己相関を計算する前記重み付け自
己相関計算回路を有している。
記複数のインパルス応答の各々の自己相関と前記複数の
コードベクトルの各々の自己相関とを用いて前記重み付
けコードベクトルの自己相関を計算する前記重み付け自
己相関計算回路を有している。
【００１７】
【作用】本発明のベクトル量子化装置では、分割区間の
荷重関数（インパルス応答）の変化が小さい場合に、従
来のベクトル量子化装置における＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ
（ｉ）＞の計算に近似を導入でき、これにより演算量を
削減している。
荷重関数（インパルス応答）の変化が小さい場合に、従
来のベクトル量子化装置における＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ
（ｉ）＞の計算に近似を導入でき、これにより演算量を
削減している。
【００１８】近似式を導出するにあたり、まず、
【００１９】
【００２０】 ｃ０（ｉ）＝［ｃ（ｉ，０），ｃ（ｉ，１），…，ｃ（ｉ，Ｎ（０）−１］ ｃ１（ｉ）＝［ｃ（ｉ，Ｎ（０）），ｃ（ｉ，Ｎ（０）＋１）…，ｃ（ｉ，Ｎ −１）］ と定義する。以降の展開では繁雑になるのを避けるため
に、ｃ０（ｉ）とｃ１（ｉ）のインデクスを表す引数
（ｉ）を省く。このとき、式（１２）と式（７）を用い
ると、＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ（ｉ）＞は以下のように展開
できる。ここで、Ｔは行列とベクトルの転置変換を意味
する。
に、ｃ０（ｉ）とｃ１（ｉ）のインデクスを表す引数
（ｉ）を省く。このとき、式（１２）と式（７）を用い
ると、＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ（ｉ）＞は以下のように展開
できる。ここで、Ｔは行列とベクトルの転置変換を意味
する。
【００２１】 ＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ（ｉ）＞＝ｃ０T Ｗ（０）T Ｗ（０）ｃ０＋ｃ０T Ｗ１（ １）T Ｗ１（１）ｃ０＋ｃ１T Ｗ（１）T Ｗ（ １）ｃ１＋ｃ１T Ｗ１（１）T Ｗ１（１）ｃ１ ＋２ｃ０T Ｗ１（１）T Ｗ（１）ｃ１ （１３） 次に、右辺各項の近似計算を説明する。
【００２２】式（１３）の第１項と第２項ｃ０T Ｗ
（０）T Ｗ（０）ｃ０＋ｃ０T Ｗ１（１）T Ｗ１（１）
ｃ０の計算について述べる。まず、第１番目の分割区間
と第２番目の分割区間の荷重関数（インパルス応答）の
差が小さく、第１項の影響信号の成分である第２項は主
成分の第１項に比べて小さいと仮定し、
（０）T Ｗ（０）ｃ０＋ｃ０T Ｗ１（１）T Ｗ１（１）
ｃ０の計算について述べる。まず、第１番目の分割区間
と第２番目の分割区間の荷重関数（インパルス応答）の
差が小さく、第１項の影響信号の成分である第２項は主
成分の第１項に比べて小さいと仮定し、
【００２３】
【００２４】
【００２５】式（１３）の第３項と第４項ｃ１T Ｗ
（１）T Ｗ（１）ｃ１＋ｃ１T Ｗ１（１）T Ｗ１（１）
ｃ１の計算は、第２番目の分割区間の荷重用のインパル
ス応答の自己相関Ｈ（１，ｊ）とその分割区間の自己相
関Ｃ（１，ｊ）を、
（１）T Ｗ（１）ｃ１＋ｃ１T Ｗ１（１）T Ｗ１（１）
ｃ１の計算は、第２番目の分割区間の荷重用のインパル
ス応答の自己相関Ｈ（１，ｊ）とその分割区間の自己相
関Ｃ（１，ｊ）を、
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】よって、コードベクトルの各々の分割区間
の自己相関と相互相関を予め計算し、相関コードブック
として蓄積していれば、式（２０）、（２６）、（２
８）、及び（１３）の計算により＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ
（ｉ）＞の近似値を得ることができる。
の自己相関と相互相関を予め計算し、相関コードブック
として蓄積していれば、式（２０）、（２６）、（２
８）、及び（１３）の計算により＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｃ
（ｉ）＞の近似値を得ることができる。
【００３０】また、＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｘ＞の計算は、宮
野、小澤氏の“４ｋｂ／ｓ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＣＥＬ
Ｐ ｃｏｄｅｒ ｗｉｔｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｖｅ
ｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ”Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ＩＣＡＳＳＰ，Ｓ４．４ ｐｐ．２１
４−２１６，１９９１に記載されている方法で計算して
いる。即ち、式（３０）の左辺のように入力信号ベクト
ルとコードベクトルを各々荷重するのではなく、式（３
０）の右辺のように、荷重関数行列の転置行列ＷT を重
み付け入力ベクトルＷｘに先にかけることにより、ｃ
（ｉ）とＷT Ｗｘの内積計算のみで＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｘ
＞を得る。
野、小澤氏の“４ｋｂ／ｓ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＣＥＬ
Ｐ ｃｏｄｅｒ ｗｉｔｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｖｅ
ｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ”Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ＩＣＡＳＳＰ，Ｓ４．４ ｐｐ．２１
４−２１６，１９９１に記載されている方法で計算して
いる。即ち、式（３０）の左辺のように入力信号ベクト
ルとコードベクトルを各々荷重するのではなく、式（３
０）の右辺のように、荷重関数行列の転置行列ＷT を重
み付け入力ベクトルＷｘに先にかけることにより、ｃ
（ｉ）とＷT Ｗｘの内積計算のみで＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｘ
＞を得る。
【００３１】 ＜Ｗｃ（ｉ），Ｗｘ＞＝＜ｃ（ｉ），ＷT Ｗｘ＞ （３０） これにより、コードベクトル毎に荷重計算Ｗｃ（ｉ）を
行う必要がなくなり、演算量が削減されている。
行う必要がなくなり、演算量が削減されている。
【００３２】従って、１個の入力信号ベクトルを量子化
するのに必要な演算量は、入力荷重関数１（インパルス
応答１）の自己相関計算Ｌ（Ｌ＋１）／２回、入力荷重
関数２（インパルス応答２）の自己相関計算Ｌ（Ｌ＋
１）／２回、荷重信号自己相関計算回路Ｓ（３Ｌ−１）
回、荷重信号相互相関計算回路Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２
＋ＳＮ回、距離計算回路と検定回路２Ｓ回であり、全体
でＬ（Ｌ＋１）＋Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２＋Ｓ［３Ｌ−
１＋Ｎ＋２］回となる。前記の条件では、演算量は３８
７９６回となり、従来法に比べて１０分の１倍程度に削
減されていることが分かる。但し、近似を用いているこ
とによる性能劣化は生じると考えられる。
するのに必要な演算量は、入力荷重関数１（インパルス
応答１）の自己相関計算Ｌ（Ｌ＋１）／２回、入力荷重
関数２（インパルス応答２）の自己相関計算Ｌ（Ｌ＋
１）／２回、荷重信号自己相関計算回路Ｓ（３Ｌ−１）
回、荷重信号相互相関計算回路Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２
＋ＳＮ回、距離計算回路と検定回路２Ｓ回であり、全体
でＬ（Ｌ＋１）＋Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２＋Ｓ［３Ｌ−
１＋Ｎ＋２］回となる。前記の条件では、演算量は３８
７９６回となり、従来法に比べて１０分の１倍程度に削
減されていることが分かる。但し、近似を用いているこ
とによる性能劣化は生じると考えられる。
【００３３】また、本発明では、式（１３）の計算にお
いて、１番目の信号分割区間が２番目の信号分割区間へ
与える影響の成分を計算している第３項、第４項を省略
する。これにより、近似精度が落ちて、量子化性能が多
少劣下するが、演算量を更に削減することができる。全
体で２Ｌ（Ｌ＋１）／２＋Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２＋Ｓ
［２Ｌ＋Ｎ＋２］回になり、前記の条件では、３５１４
６回となる。
いて、１番目の信号分割区間が２番目の信号分割区間へ
与える影響の成分を計算している第３項、第４項を省略
する。これにより、近似精度が落ちて、量子化性能が多
少劣下するが、演算量を更に削減することができる。全
体で２Ｌ（Ｌ＋１）／２＋Ｌ（２Ｎ−Ｌ＋１）／２＋Ｓ
［２Ｌ＋Ｎ＋２］回になり、前記の条件では、３５１４
６回となる。
【００３４】以上に示されたように、本発明のベクトル
量子化装置を用いることにより、従来のベクトル量子化
装置に比べて大幅に少ない演算量でベクトル量子化を行
うことができる。
量子化装置を用いることにより、従来のベクトル量子化
装置に比べて大幅に少ない演算量でベクトル量子化を行
うことができる。
【００３５】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００３６】図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【００３７】図１において、本第１の実施例のベクトル
量子化装置は、入力端子３１５から入力した入力信号ベ
クトルの予め定めた第１及び第２の分割区間に対する各
々の荷重関数の第１番目及び第２番目のインパルス応答
信号を入力端子３０５及び３１０から入力して、第１番
目，第２番目のインパルス応答信号の第１番目，第２番
目の自己相関を計算する自己相関計算回路３２０，３３
０と、入力信号ベクトルのコード長と等長の予め作成し
た複数のコードベクトルを蓄積している信号コードブッ
ク回路３３５と、コードベクトルの第１の分割区間の第
１番目の自己相関を蓄積している自己相関コードブック
回路３４０と、コードベクトルの第２の分割区間の第２
番目の自己相関を蓄積している自己相関コードブック回
路３４５と、コードベクトルの第１及び第２の各分割区
間の間の相互相関を蓄積している相互相関コードブック
回路３５５と、入力信号ベクトルとコードベクトルと第
１，第２の分割区間毎の第１番目及び第２番目のインパ
ルス応答とを用いて重み付けた入力信号ベクトルと重み
付けたコードベクトルの重み付け相互相関を計算する重
み付け相互相関計算回路３６５と、第１番目及び第２番
目のインパルス応答の自己相関とコードベクトルの第
１，第２の分割区間の第１番目，第２番目の自己相関と
第１，第２の分割区間の間の相互相関とを用いて重み付
けコードベクトルの重み付け自己相関を計算する重み付
け自己相関計算回路３６０と、重み付け入力ベクトルと
重み付けコードベクトルとの重み付け相互相関と重み付
けコードベクトルの重み付け自己相関とを用いて距離を
計算する距離計算回路３７０と、距離を評価して距離が
最小となるコードベクトルのインデックスを出力する距
離検定回路３７５とを有して構成している。
量子化装置は、入力端子３１５から入力した入力信号ベ
クトルの予め定めた第１及び第２の分割区間に対する各
々の荷重関数の第１番目及び第２番目のインパルス応答
信号を入力端子３０５及び３１０から入力して、第１番
目，第２番目のインパルス応答信号の第１番目，第２番
目の自己相関を計算する自己相関計算回路３２０，３３
０と、入力信号ベクトルのコード長と等長の予め作成し
た複数のコードベクトルを蓄積している信号コードブッ
ク回路３３５と、コードベクトルの第１の分割区間の第
１番目の自己相関を蓄積している自己相関コードブック
回路３４０と、コードベクトルの第２の分割区間の第２
番目の自己相関を蓄積している自己相関コードブック回
路３４５と、コードベクトルの第１及び第２の各分割区
間の間の相互相関を蓄積している相互相関コードブック
回路３５５と、入力信号ベクトルとコードベクトルと第
１，第２の分割区間毎の第１番目及び第２番目のインパ
ルス応答とを用いて重み付けた入力信号ベクトルと重み
付けたコードベクトルの重み付け相互相関を計算する重
み付け相互相関計算回路３６５と、第１番目及び第２番
目のインパルス応答の自己相関とコードベクトルの第
１，第２の分割区間の第１番目，第２番目の自己相関と
第１，第２の分割区間の間の相互相関とを用いて重み付
けコードベクトルの重み付け自己相関を計算する重み付
け自己相関計算回路３６０と、重み付け入力ベクトルと
重み付けコードベクトルとの重み付け相互相関と重み付
けコードベクトルの重み付け自己相関とを用いて距離を
計算する距離計算回路３７０と、距離を評価して距離が
最小となるコードベクトルのインデックスを出力する距
離検定回路３７５とを有して構成している。
【００３８】次に、本第１の実施例の動作について図１
を参照し、且つ式（１１）〜式（３０）を用いて説明す
る。
を参照し、且つ式（１１）〜式（３０）を用いて説明す
る。
【００３９】信号コードブック回路３３５は、入力信号
ベクトルのコード長と等長の予め作成した複数のベクト
ルを蓄積しており、距離検定回路３７５から出力命令フ
ラグを受けとると、重み付け相互相関計算回路３６５
に、インデクスの順番でコードベクトルを出力する。自
己相関コードブック回路３４０は、式（１９）で予め計
算した第１番目の自己相関を蓄積しており、距離検定回
路３７５から出力命令フラグを受けとると、重み付け自
己相関計算回路３６０に、第１番目の自己相関をインデ
クスの順番で出力する。
ベクトルのコード長と等長の予め作成した複数のベクト
ルを蓄積しており、距離検定回路３７５から出力命令フ
ラグを受けとると、重み付け相互相関計算回路３６５
に、インデクスの順番でコードベクトルを出力する。自
己相関コードブック回路３４０は、式（１９）で予め計
算した第１番目の自己相関を蓄積しており、距離検定回
路３７５から出力命令フラグを受けとると、重み付け自
己相関計算回路３６０に、第１番目の自己相関をインデ
クスの順番で出力する。
【００４０】自己相関コードブック回路３４５は、式
（２２）で予め計算した第２番目の自己相関を蓄積して
おり、距離検定回路３７５から出力命令フラグを受けと
ると、重み付け自己相関計算回路３６０に、第２番目の
自己相関をインデクスの順番で出力する。相互相関コー
ドブック回路３５５は、式（２９）で予め計算した相互
相関を蓄積しており、距離検定回路３７５から出力命令
フラグを受けとると、重み付け自己相関計算回路３６０
に、相互相関をインデクスの順番で出力する。
（２２）で予め計算した第２番目の自己相関を蓄積して
おり、距離検定回路３７５から出力命令フラグを受けと
ると、重み付け自己相関計算回路３６０に、第２番目の
自己相関をインデクスの順番で出力する。相互相関コー
ドブック回路３５５は、式（２９）で予め計算した相互
相関を蓄積しており、距離検定回路３７５から出力命令
フラグを受けとると、重み付け自己相関計算回路３６０
に、相互相関をインデクスの順番で出力する。
【００４１】自己相関計算回路３２０は、入力端子３０
５から入力した第１番目のインパルス応答の自己相関を
式（１８）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
３６０に渡す。
５から入力した第１番目のインパルス応答の自己相関を
式（１８）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
３６０に渡す。
【００４２】自己相関計算回路３３０は、入力端子３１
０から入力した第２番目のインパルス応答の自己相関を
式（２１）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
３６０に渡す。重み付け相互相関計算回路３６５では、
まず、入力端子３１５から入力した入力信号ベクトルｘ
と、入力端子３０５、３１０から入力した第１，第２番
目のインパルス応答とを用いて、式（３０）のＷT Ｗｘ
の計算を行なう。次に信号コードブック回路３３５から
コードベクトルｃ（ｉ）を出力して、重み付けた入力信
号ベクトルと荷重したコードベクトルの相互相関ｃ
（ｉ）T ＷT Ｗｘを計算する。最後に計算した相互相関
ｃ（ｉ）T ＷT Ｗｘを距離計算回路３７０に渡す。
０から入力した第２番目のインパルス応答の自己相関を
式（２１）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
３６０に渡す。重み付け相互相関計算回路３６５では、
まず、入力端子３１５から入力した入力信号ベクトルｘ
と、入力端子３０５、３１０から入力した第１，第２番
目のインパルス応答とを用いて、式（３０）のＷT Ｗｘ
の計算を行なう。次に信号コードブック回路３３５から
コードベクトルｃ（ｉ）を出力して、重み付けた入力信
号ベクトルと荷重したコードベクトルの相互相関ｃ
（ｉ）T ＷT Ｗｘを計算する。最後に計算した相互相関
ｃ（ｉ）T ＷT Ｗｘを距離計算回路３７０に渡す。
【００４３】重み付け自己相関計算回路３６０では、自
己相関コードブック回路３４０と自己相関コードブック
回路３４５と相互相関コードブック回路３５５とから、
各々、式（１９）の第１番目の自己相関、式（２２）の
第２番目の自己相関、式（２９）の相互相関を入力し、
式（２０），（２６），（２８），（１３）に従って、
荷重したコードベクトルの自己相関を計算し、これを距
離計算回路３７０に渡す。
己相関コードブック回路３４０と自己相関コードブック
回路３４５と相互相関コードブック回路３５５とから、
各々、式（１９）の第１番目の自己相関、式（２２）の
第２番目の自己相関、式（２９）の相互相関を入力し、
式（２０），（２６），（２８），（１３）に従って、
荷重したコードベクトルの自己相関を計算し、これを距
離計算回路３７０に渡す。
【００４４】距離計算回路３７０では、重み付け自己相
関計算回路３６０で計算した荷重したコードベクトルの
自己相関と、重み付け相互相関計算回路３６５で計算し
た荷重したコードベクトルと荷重した入力信号ベクトル
との相互相関とから、式（１１）を用いて、距離を計算
する。距離検定回路３７５は、計算した距離が最小とな
るコードベクトルのインデクスを出力端子３８０に渡
す。また次のコードベクトルと自己相関、相互相関を出
力するように、信号コードブック回路３３５、第１番目
に対する自己相関コードブック回路３４０、第２番目に
対する自己相関コードブック回路３４５及び相互相関コ
ードブック回路３５５に出力命令フラグを出力する。
関計算回路３６０で計算した荷重したコードベクトルの
自己相関と、重み付け相互相関計算回路３６５で計算し
た荷重したコードベクトルと荷重した入力信号ベクトル
との相互相関とから、式（１１）を用いて、距離を計算
する。距離検定回路３７５は、計算した距離が最小とな
るコードベクトルのインデクスを出力端子３８０に渡
す。また次のコードベクトルと自己相関、相互相関を出
力するように、信号コードブック回路３３５、第１番目
に対する自己相関コードブック回路３４０、第２番目に
対する自己相関コードブック回路３４５及び相互相関コ
ードブック回路３５５に出力命令フラグを出力する。
【００４５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。
する。
【００４６】図２は本発明の第２の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【００４７】図２において、本第２の実施例は、図１に
示す第１の実施例と同じ構成要件には同一番号が付与さ
れてあり、異なる点は重み付け自己相関計算回路３６０
の代りに、重み付け自己相関計算回路４６０を有し、こ
の重み付け自己相関計算回路４６０は、第１番目及び第
２番目のインパルス応答の自己相関と、コードベクトル
の第１，第２の分割区間の第１番目，第２番目の自己相
関とを用いて重み付けコードベクトルの自己相関を計算
する機能を有し、相互相関コードブック回路３５５は削
除されている。
示す第１の実施例と同じ構成要件には同一番号が付与さ
れてあり、異なる点は重み付け自己相関計算回路３６０
の代りに、重み付け自己相関計算回路４６０を有し、こ
の重み付け自己相関計算回路４６０は、第１番目及び第
２番目のインパルス応答の自己相関と、コードベクトル
の第１，第２の分割区間の第１番目，第２番目の自己相
関とを用いて重み付けコードベクトルの自己相関を計算
する機能を有し、相互相関コードブック回路３５５は削
除されている。
【００４８】次に、本第２の実施例の動作について図２
を参照し、且つ式（１１）〜式（３０）を用いて説明す
る。
を参照し、且つ式（１１）〜式（３０）を用いて説明す
る。
【００４９】信号コードブック回路３３５は、入力信号
ベクトルのコード長と等長の予め作成した複数のベクト
ルを蓄積しており、距離検定回路３７５から出力命令フ
ラグを受けとると、重み付け相互相関計算回路３６５
に、インデクスの順番でコードベクトルを出力する。自
己相関コードブック回路３４０は、式（１９）で予め計
算した第１番目の自己相関を蓄積しており、距離検定回
路３７５から出力命令フラグを受けとると、重み付け自
己相関計算回路４６０に、第１番目の自己相関をインデ
クスの順番で出力する。
ベクトルのコード長と等長の予め作成した複数のベクト
ルを蓄積しており、距離検定回路３７５から出力命令フ
ラグを受けとると、重み付け相互相関計算回路３６５
に、インデクスの順番でコードベクトルを出力する。自
己相関コードブック回路３４０は、式（１９）で予め計
算した第１番目の自己相関を蓄積しており、距離検定回
路３７５から出力命令フラグを受けとると、重み付け自
己相関計算回路４６０に、第１番目の自己相関をインデ
クスの順番で出力する。
【００５０】自己相関コードブック回路３４５は、式
（２２）で予め計算した第２番目の自己相関を蓄積して
おり、距離検定回路３７５から出力命令フラグを受けと
ると、重み付け自己相関計算回路４６０に、第２番目の
自己相関をインデクスの順番で出力する。
（２２）で予め計算した第２番目の自己相関を蓄積して
おり、距離検定回路３７５から出力命令フラグを受けと
ると、重み付け自己相関計算回路４６０に、第２番目の
自己相関をインデクスの順番で出力する。
【００５１】自己相関計算回路３２０は、入力端子３０
５から入力した第１番目のインパルス応答の自己相関を
式（１８）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
４６０に渡す。
５から入力した第１番目のインパルス応答の自己相関を
式（１８）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
４６０に渡す。
【００５２】自己相関計算回路３３０は、入力端子３１
０から入力した第２番目のインパルス応答の自己相関を
式（２１）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
４６０に渡す。重み付け相互相関計算回路３６５では、
まず、入力端子３１５から入力した入力信号ベクトルｘ
と、入力端子３０５、３１０から入力した第１番目，第
２番目のインパルス応答とを用いて、式（３０）のＷT
Ｗｘの計算を行なう。
０から入力した第２番目のインパルス応答の自己相関を
式（２１）によって計算し、重み付け自己相関計算回路
４６０に渡す。重み付け相互相関計算回路３６５では、
まず、入力端子３１５から入力した入力信号ベクトルｘ
と、入力端子３０５、３１０から入力した第１番目，第
２番目のインパルス応答とを用いて、式（３０）のＷT
Ｗｘの計算を行なう。
【００５３】次に信号コードブック回路３３５からコー
ドベクトルｃ（ｉ）を出力して、重み付けた入力信号ベ
クトルと荷重したコードベクトルの相互相関ｃ（ｉ）T
ＷTＷｘを計算する。最後に計算した相互相関ｃ（ｉ）
T ＷT Ｗｘを距離計算回路３７０に渡す。重み付け信号
の自己相関計算回路４６０では、自己相関コードブック
回路３４０と自己相関コードブック回路３４５とから、
各々、式（１９）の自己相関、式（２２）の自己相関を
入力し、式（２０），（２６）及び式（１３）の第５項
２ｃ０T Ｗ１（１）T Ｗ（１）ｃ１を削除した式を用い
て、荷重したコードベクトルの自己相関を計算し、これ
を距離計算回路３７０に渡す。
ドベクトルｃ（ｉ）を出力して、重み付けた入力信号ベ
クトルと荷重したコードベクトルの相互相関ｃ（ｉ）T
ＷTＷｘを計算する。最後に計算した相互相関ｃ（ｉ）
T ＷT Ｗｘを距離計算回路３７０に渡す。重み付け信号
の自己相関計算回路４６０では、自己相関コードブック
回路３４０と自己相関コードブック回路３４５とから、
各々、式（１９）の自己相関、式（２２）の自己相関を
入力し、式（２０），（２６）及び式（１３）の第５項
２ｃ０T Ｗ１（１）T Ｗ（１）ｃ１を削除した式を用い
て、荷重したコードベクトルの自己相関を計算し、これ
を距離計算回路３７０に渡す。
【００５４】距離計算回路３７０では、重み付け自己相
関計算回路４６０で計算した荷重したコードベクトルの
自己相関と、重み付け相互相関計算回路３６５で計算し
た荷重したコードベクトルと荷重した入力信号ベクトル
との相互相関とから、式（１１）を用いて、距離を計算
する。距離検定回路３７５は、計算した距離が最小とな
るコードベクトルのインデクスを出力端子３８０に渡
す。また次のコードベクトルと自己相関、相互相関を出
力するように、信号コードブック回路３３５、自己相関
コードブック回路３４０、自己相関コードブック回路３
４５に出力命令フラグを出力する。
関計算回路４６０で計算した荷重したコードベクトルの
自己相関と、重み付け相互相関計算回路３６５で計算し
た荷重したコードベクトルと荷重した入力信号ベクトル
との相互相関とから、式（１１）を用いて、距離を計算
する。距離検定回路３７５は、計算した距離が最小とな
るコードベクトルのインデクスを出力端子３８０に渡
す。また次のコードベクトルと自己相関、相互相関を出
力するように、信号コードブック回路３３５、自己相関
コードブック回路３４０、自己相関コードブック回路３
４５に出力命令フラグを出力する。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力信号
ベクトルの予め定めた複数の分割区間の各々の荷重関数
のインパルス応答を入力して複数のインパルス応答の各
々の自己相関を計算する複数の自己相関計算回路と、入
力信号ベクトルのコード長と等長の予め作成した複数の
コードベクトルを蓄積している信号コードブック回路
と、複数のコードベクトルの各々の分割区間の各々の自
己相関を蓄積している複数の自己相関コードブック回路
と、複数のコードベクトルの各々の分割区間の間の各々
の相互相関を蓄積している複数の相互相関コードブック
回路と、入力信号ベクトルと複数のコードベクトルと複
数のインパルス応答とを用いて重み付けた入力信号ベク
トルと重み付けたコードベクトルとの相互相関を計算す
る重み付け相互相関計算回路と、複数のインパルス応答
の各々の自己相関と複数のコードベクトルの各々の自己
相関と各々の相互相関とを用いて重み付けコードベクト
ルの自己相関を計算する重み付け自己相関計算回路と、
重み付け入力信号ベクトルと重み付けコードベクトルと
の相互相関と重み付けコードベクトルの自己相関とを用
いて距離を計算して距離を評価し距離が最小となるコー
ドベクトルのインデクスを出力する距離検定回路とを有
することにより、１個の入力信号ベクトルを量子化する
演算量を従来より低減化することができる。
ベクトルの予め定めた複数の分割区間の各々の荷重関数
のインパルス応答を入力して複数のインパルス応答の各
々の自己相関を計算する複数の自己相関計算回路と、入
力信号ベクトルのコード長と等長の予め作成した複数の
コードベクトルを蓄積している信号コードブック回路
と、複数のコードベクトルの各々の分割区間の各々の自
己相関を蓄積している複数の自己相関コードブック回路
と、複数のコードベクトルの各々の分割区間の間の各々
の相互相関を蓄積している複数の相互相関コードブック
回路と、入力信号ベクトルと複数のコードベクトルと複
数のインパルス応答とを用いて重み付けた入力信号ベク
トルと重み付けたコードベクトルとの相互相関を計算す
る重み付け相互相関計算回路と、複数のインパルス応答
の各々の自己相関と複数のコードベクトルの各々の自己
相関と各々の相互相関とを用いて重み付けコードベクト
ルの自己相関を計算する重み付け自己相関計算回路と、
重み付け入力信号ベクトルと重み付けコードベクトルと
の相互相関と重み付けコードベクトルの自己相関とを用
いて距離を計算して距離を評価し距離が最小となるコー
ドベクトルのインデクスを出力する距離検定回路とを有
することにより、１個の入力信号ベクトルを量子化する
演算量を従来より低減化することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】従来例を示すブロック図である。
３０５，３１０，３１５ 入力端子 ３２０，３３０ 自己相関計算回路 ３３５ 信号コードブック回路 ３４０，３４５ 自己相関コードブック回路 ３５５ 相互相関コードブック回路 ３６０，４６０ 重み付け自己相関計算回路 ３６５ 重み付け相互相関計算回路 ３７０ 距離計算回路 ３７５ 距離検定回路 ３８０ 出力端子
Claims (2)
- 【請求項１】 入力信号ベクトルの予め定めた複数の分
割区間の各々の荷重関数のインパルス応答を入力して複
数の前記インパルス応答の各々の自己相関を計算する複
数の自己相関計算回路と、前記入力信号ベクトルのコー
ド長と等長の予め作成した複数のコードベクトルを蓄積
している信号コードブック回路と、前記複数のコードベ
クトルの各々の前記分割区間の各々の自己相関を蓄積し
ている複数の自己相関コードブック回路と、前記複数の
コードベクトルの各々の前記分割区間の間の各々の相互
相関を蓄積している複数の相互相関コードブック回路
と、前記入力信号ベクトルと前記複数のコードベクトル
と前記複数のインパルス応答とを用いて重み付けた入力
信号ベクトルと重み付けたコードベクトルとの相互相関
を計算する重み付け相互相関計算回路と、前記複数のイ
ンパルス応答の前記各々の自己相関と前記複数のコード
ベクトルの前記各々の自己相関と前記各々の相互相関と
を用いて前記重み付けコードベクトルの自己相関を計算
する重み付け自己相関計算回路と、前記重み付け入力信
号ベクトルと前記重み付けコードベクトルとの相互相関
と前記重み付けコードベクトルの自己相関とを用いて距
離を計算し前記距離を評価して前記距離が最小となる前
記コードベクトルのインデクスを出力する距離検定回路
とを有することを特徴とするベクトル量子化装置。 - 【請求項２】 前記複数のインパルス応答の各々の自己
相関と前記複数のコードベクトルの各々の自己相関とを
用いて前記重み付けコードベクトルの自己相関を計算す
る前記重み付け自己相関計算回路を有することを特徴と
する請求項１記載のベクトル量子化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5160554A JP2591430B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ベクトル量子化装置 |
| CA002126936A CA2126936C (en) | 1993-06-30 | 1994-06-28 | Vector quantizer |
| EP94109994A EP0632429B1 (en) | 1993-06-30 | 1994-06-28 | Vector quantizer |
| DE69418777T DE69418777T2 (de) | 1993-06-30 | 1994-06-28 | Vektorquantisierer |
| US08/857,653 US5761632A (en) | 1993-06-30 | 1997-05-16 | Vector quantinizer with distance measure calculated by using correlations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5160554A JP2591430B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ベクトル量子化装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5160554A Expired - Fee Related JP2591430B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ベクトル量子化装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0632429B1 (ja) |
| JP (1) | JP2591430B2 (ja) |
| CA (1) | CA2126936C (ja) |
| DE (1) | DE69418777T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH10233692A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-09-02 | Sony Corp | オーディオ信号符号化装置および符号化方法並びにオーディオ信号復号装置および復号方法 |
| SE519562C2 (sv) * | 1998-01-27 | 2003-03-11 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för avstånds- och distorsionsskattning vid kanaloptimerad vektorkvantisering |
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| CN106847300B (zh) * | 2017-03-03 | 2018-06-22 | 北京捷思锐科技股份有限公司 | 一种语音数据处理方法及装置 |
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| US4868867A (en) * | 1987-04-06 | 1989-09-19 | Voicecraft Inc. | Vector excitation speech or audio coder for transmission or storage |
| JP2940005B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1999-08-25 | 日本電気株式会社 | 音声符号化装置 |
| EP0443548B1 (en) * | 1990-02-22 | 2003-07-23 | Nec Corporation | Speech coder |
| CA2068526C (en) * | 1990-09-14 | 1997-02-25 | Tomohiko Taniguchi | Speech coding system |
| JP2776050B2 (ja) * | 1991-02-26 | 1998-07-16 | 日本電気株式会社 | 音声符号化方式 |
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| US5173941A (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-22 | Motorola, Inc. | Reduced codebook search arrangement for CELP vocoders |
| US5265190A (en) * | 1991-05-31 | 1993-11-23 | Motorola, Inc. | CELP vocoder with efficient adaptive codebook search |
| US5179594A (en) * | 1991-06-12 | 1993-01-12 | Motorola, Inc. | Efficient calculation of autocorrelation coefficients for CELP vocoder adaptive codebook |
| JP3089769B2 (ja) * | 1991-12-03 | 2000-09-18 | 日本電気株式会社 | 音声符号化装置 |
| JP3248215B2 (ja) * | 1992-02-24 | 2002-01-21 | 日本電気株式会社 | 音声符号化装置 |
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-
1994
- 1994-06-28 CA CA002126936A patent/CA2126936C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-06-28 EP EP94109994A patent/EP0632429B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-28 DE DE69418777T patent/DE69418777T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1997-05-16 US US08/857,653 patent/US5761632A/en not_active Expired - Fee Related
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