JP2715437B2 - マルチパルス符号化装置 - Google Patents
マルチパルス符号化装置Info
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- JP2715437B2 JP2715437B2 JP63086541A JP8654188A JP2715437B2 JP 2715437 B2 JP2715437 B2 JP 2715437B2 JP 63086541 A JP63086541 A JP 63086541A JP 8654188 A JP8654188 A JP 8654188A JP 2715437 B2 JP2715437 B2 JP 2715437B2
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- pulse
- lpc
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマルチパルス符号化装置に関し、特に低ビッ
トレートの領域で音声波形の有効な符号化を図ったマル
チパルス符号化装置に関する。
トレートの領域で音声波形の有効な符号化を図ったマル
チパルス符号化装置に関する。
音声の効率的符号化は２種類に大別される。１つは音
声のスペクトル構造を符号化するスペクトル符号化、他
の１つは音声の波形そのものを符号化する波形符号化で
ある。スペクトル符号化は音声を極めて低速の符号列、
例えば4.8kb/s、に変換可能であるが、再生音声の自然
性に乏しい。一方、波形符号化は比較的高品質の再生音
声を実現できる。しかしながら波形符号化で実現できる
符号化速度はスペクトル符号化によるそれよりも高い。
声のスペクトル構造を符号化するスペクトル符号化、他
の１つは音声の波形そのものを符号化する波形符号化で
ある。スペクトル符号化は音声を極めて低速の符号列、
例えば4.8kb/s、に変換可能であるが、再生音声の自然
性に乏しい。一方、波形符号化は比較的高品質の再生音
声を実現できる。しかしながら波形符号化で実現できる
符号化速度はスペクトル符号化によるそれよりも高い。
波形符号化は、符号化の効率を向上させるため、音声
波形の白色化を行う。白色化の手段は、音声のスペクト
ル構造の平坦化である。無論、音声の再生のためには音
声のスペクトル構造に関する情報が必要である。一般に
波形符号化に於いて、音声のスペクトル構造は、スペク
トル符号化の手法を流用して伝送される。
波形の白色化を行う。白色化の手段は、音声のスペクト
ル構造の平坦化である。無論、音声の再生のためには音
声のスペクトル構造に関する情報が必要である。一般に
波形符号化に於いて、音声のスペクトル構造は、スペク
トル符号化の手法を流用して伝送される。
波形符号化に於いて、白色化された音声を符号化する
場合、符号化に必要な情報量は、白色化の程度に依存す
る。即ち、白色化の程度が高い程、白色化された音声の
符号化に必要な情報を削減し得る。
場合、符号化に必要な情報量は、白色化の程度に依存す
る。即ち、白色化の程度が高い程、白色化された音声の
符号化に必要な情報を削減し得る。
最も効率的な波形符号化の方法の一つにマルチパルス
符号化が知られている。マルチパルス符号化に於いて、
音声のスペクトル構造はLPC係数の形式で表現される。
又、白色化された音声は、振幅と位置とに自由度を有す
る複数のパルスの集合（マルチパルス）の形式で表現さ
れる。
符号化が知られている。マルチパルス符号化に於いて、
音声のスペクトル構造はLPC係数の形式で表現される。
又、白色化された音声は、振幅と位置とに自由度を有す
る複数のパルスの集合（マルチパルス）の形式で表現さ
れる。
マルチパルス符号化に於ける一つの課題に、マルチパ
ルスの検索に必要な演算量の削減がある。この課題の解
決策として相関係数を介してマルチパルスを検索する方
法が知られている。この方法は、前記LPC係数より誘導
されるフィルタインパルス応答波形と音声波形の相互相
関係数列を介してマルチパルスを検索する。従って、こ
のインパルス応答波形の持続時間を充分に上回る時間的
区間に於いて、LPC係数を固定する必要があった。従
来、LPC係数は例えば20msec毎に更新されていた。
ルスの検索に必要な演算量の削減がある。この課題の解
決策として相関係数を介してマルチパルスを検索する方
法が知られている。この方法は、前記LPC係数より誘導
されるフィルタインパルス応答波形と音声波形の相互相
関係数列を介してマルチパルスを検索する。従って、こ
のインパルス応答波形の持続時間を充分に上回る時間的
区間に於いて、LPC係数を固定する必要があった。従
来、LPC係数は例えば20msec毎に更新されていた。
音声のスペクトル構造を精密に表現するためには、LP
C係数の更新周期は短い程よく経験的に、5msec程度の更
新周期が必要である事が知られている。しかしなが上述
の理由で、マルチパルス符号化に於いては、LPC係数の
更新周期は、20msec程度に設定せざるを得ず、スペクト
ル構造の表現能力に限界があった。その結果、符号化効
率にも限界があり、例えば波形符号化の音質を保存する
ためには8kb/sが符号化速度の限界であった。従って8kb
/s以下の符号化速度でマルチパルス符号化を適用した場
合、波形符号化の音質を確保できず、4.8kb/sの符号化
速度であっても、スペクトル符号化の音質より劣る場合
がある。
C係数の更新周期は短い程よく経験的に、5msec程度の更
新周期が必要である事が知られている。しかしなが上述
の理由で、マルチパルス符号化に於いては、LPC係数の
更新周期は、20msec程度に設定せざるを得ず、スペクト
ル構造の表現能力に限界があった。その結果、符号化効
率にも限界があり、例えば波形符号化の音質を保存する
ためには8kb/sが符号化速度の限界であった。従って8kb
/s以下の符号化速度でマルチパルス符号化を適用した場
合、波形符号化の音質を確保できず、4.8kb/sの符号化
速度であっても、スペクトル符号化の音質より劣る場合
がある。
この理由は、スペクトル符号化では少なくともLPC係
数の更新周期は5msec程度に設定されており、スペクト
ル構造が比較的精密に表現されている事である。
数の更新周期は5msec程度に設定されており、スペクト
ル構造が比較的精密に表現されている事である。
本発明が解決しようとする問題点は、マルチパルス符
号化においてLPC係数の更新周期の短縮に限界があるた
め、スペクトル構造の表現力に限界があり、その結果、
符号化速度の低減に音質上の限界があるという点であ
る。
号化においてLPC係数の更新周期の短縮に限界があるた
め、スペクトル構造の表現力に限界があり、その結果、
符号化速度の低減に音質上の限界があるという点であ
る。
本発明の目的は、スペクトル符号化で採用されている
LPC係数の更新周期と同様の短周期でLPC係数を更新しつ
つ、効率的にマルチパルスを検索し得るマルチパルス符
号化装置を提供することにある。
LPC係数の更新周期と同様の短周期でLPC係数を更新しつ
つ、効率的にマルチパルスを検索し得るマルチパルス符
号化装置を提供することにある。
本発明のマルチパルス符号化装置は、入力された音声
信号を単位フレーム長毎のマルチパルスの形式で表すマ
ルチパルス符号化装置において、前記音声信号から抽出
される単位フレーム長ごとのスペクトル包絡パラメータ
を複数個に補間することによって、前記単位フレーム長
内で複数のスペクトル包絡パラメータを求める手段と、
前記音声信号と、前記複数のスペクトル包絡パラメータ
を係数とするフィルタのインパルス応答との相互相関係
数を抽出する手段と、前記相互相関係数の最大値が検索
される毎に、前記インパルス応答の自己相関係数を抽出
する手段とを備えるものである。
信号を単位フレーム長毎のマルチパルスの形式で表すマ
ルチパルス符号化装置において、前記音声信号から抽出
される単位フレーム長ごとのスペクトル包絡パラメータ
を複数個に補間することによって、前記単位フレーム長
内で複数のスペクトル包絡パラメータを求める手段と、
前記音声信号と、前記複数のスペクトル包絡パラメータ
を係数とするフィルタのインパルス応答との相互相関係
数を抽出する手段と、前記相互相関係数の最大値が検索
される毎に、前記インパルス応答の自己相関係数を抽出
する手段とを備えるものである。
次に本発明について実施例を示す図面を参照して説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は本発明のフレーム切出しの説明図、第３図
（ａ）および（ｂ）は本発明のフィルタパックワード処
理部の説明図、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明のインパ
ルス応答部の作動の説明図である。
第２図は本発明のフレーム切出しの説明図、第３図
（ａ）および（ｂ）は本発明のフィルタパックワード処
理部の説明図、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明のインパ
ルス応答部の作動の説明図である。
まず、本発明の概要について説明する。
本発明はマルチパルス符号化を比較的低ビットレート
の領域で行う場合、スペクトル包絡の表現力を高めるた
め、マルチパルスの検索周期よりもスペクトル包絡パラ
メータの検出周期が短くなる方法を採用し、マルチパル
ス検索区間（以下フレームという）のマルチパルス検索
を行うものである。
の領域で行う場合、スペクトル包絡の表現力を高めるた
め、マルチパルスの検索周期よりもスペクトル包絡パラ
メータの検出周期が短くなる方法を採用し、マルチパル
ス検索区間（以下フレームという）のマルチパルス検索
を行うものである。
すなわち、その一例として、包絡パラメータ（例えば
LPC係数）がフレーム長の整数分の一（必らずしも整数
分の一である必要はないがこのときは処理内容が複雑に
なる）ごとに分析されて取得された後、このパラメータ
に従ってマルチパルスを検索する方法である。そのほか
の例として、まず包絡パラメータ（例えばLPC係数）が
フレーム長ごとに分析され取得され、つぎにフレーム長
の整数分の一ごとに補間された値を取得し、マルチパル
ス検索する方法がある。
LPC係数）がフレーム長の整数分の一（必らずしも整数
分の一である必要はないがこのときは処理内容が複雑に
なる）ごとに分析されて取得された後、このパラメータ
に従ってマルチパルスを検索する方法である。そのほか
の例として、まず包絡パラメータ（例えばLPC係数）が
フレーム長ごとに分析され取得され、つぎにフレーム長
の整数分の一ごとに補間された値を取得し、マルチパル
ス検索する方法がある。
以上のようにすれば、少なくともフレーム長を複数個
の分割したブロックごとに、別々のスペクトル包絡パラ
メータを得ることができるので、スペクトル包絡情報を
より確実に表現できる。すなわち少ないビットレートに
おいても狭帯域幅の低ビットレート伝送が可能となる。
以下、後者に対応する第一の実施例と、前者に対応する
第二の実施例とを詳細に説明する。
の分割したブロックごとに、別々のスペクトル包絡パラ
メータを得ることができるので、スペクトル包絡情報を
より確実に表現できる。すなわち少ないビットレートに
おいても狭帯域幅の低ビットレート伝送が可能となる。
以下、後者に対応する第一の実施例と、前者に対応する
第二の実施例とを詳細に説明する。
次に、本発明の第一の実施例についてその構成と作動
を中心に第１〜４図を参照して説明する。
を中心に第１〜４図を参照して説明する。
第１図を見ると本発明の第一の実施例は、LPC分析手
段１と、バックワード処理手段２と、波形符号化手段３
と、波形復号化手段４と、LPC合成部５と備えて構成さ
れる。以下各構成素子についてその内部構成の一例を示
し、それぞれの詳細を説明する。
段１と、バックワード処理手段２と、波形符号化手段３
と、波形復号化手段４と、LPC合成部５と備えて構成さ
れる。以下各構成素子についてその内部構成の一例を示
し、それぞれの詳細を説明する。
標本化された入力音声信号100は、LPC分析手段１の第
二の波形切出部11と、バックワード処理手段２の第一の
波形切出部17とにそれぞれ入力される。
二の波形切出部11と、バックワード処理手段２の第一の
波形切出部17とにそれぞれ入力される。
LPC分析手段１は、第二の波形切出部11とLPC分析部12
とを備えている。第二の波形切出部11では第２図の例に
見るように20msのフレーム長を例えば４個に分割された
そのうちの１個（ここではＡと記入されたフレームの長
さを示す最初のブロック）を中心とした30ms分が切出さ
れ、このフレーム信号がLPC分析部12へ出力される。LPC
分析部12では、入力されたフレーム信号が分析され、そ
の結果としてあらかじめ定められた次数までのLPC係数
信号101が、バックワード処理手段２のＫ量子化復号化
部13に入力される。
とを備えている。第二の波形切出部11では第２図の例に
見るように20msのフレーム長を例えば４個に分割された
そのうちの１個（ここではＡと記入されたフレームの長
さを示す最初のブロック）を中心とした30ms分が切出さ
れ、このフレーム信号がLPC分析部12へ出力される。LPC
分析部12では、入力されたフレーム信号が分析され、そ
の結果としてあらかじめ定められた次数までのLPC係数
信号101が、バックワード処理手段２のＫ量子化復号化
部13に入力される。
バックワード処理手段２は、Ｋ量子化復号化部13と、
Ｋ補間部14と、Ｋ・α変換部15と、一時メモリ16と、第
一の波形切出部17と、フィルタバックワード処理部18と
を備えている。
Ｋ補間部14と、Ｋ・α変換部15と、一時メモリ16と、第
一の波形切出部17と、フィルタバックワード処理部18と
を備えている。
LPC係数信号101が、Ｋ量子化復号化部13に入力され
る。ここで量子化されたLPC係数信号104が、波形符号化
手段３の多重化合成部23に出力される。さらに、量子化
され復号化されたLPC係数信号が、Ｋ補間部14に出力さ
れる。
る。ここで量子化されたLPC係数信号104が、波形符号化
手段３の多重化合成部23に出力される。さらに、量子化
され復号化されたLPC係数信号が、Ｋ補間部14に出力さ
れる。
Ｋ補間部14は本実施例に於ける主要な処理、即ち１フ
レーム内でLPC係数数信号を5msec毎に補間するための処
理を実施する部分であり、従来のマルチパルス符号化装
置には存在しない部分である。
レーム内でLPC係数数信号を5msec毎に補間するための処
理を実施する部分であり、従来のマルチパルス符号化装
置には存在しない部分である。
Ｋ補間部14では、今回入力された、量子化され復号化
されたLPC係数信号と、あらかじめ、記憶されている前
回の量子化され復号化されたLPC係数信号との次数ごと
（例えば対応するベクトル要素ごと）の補間が必要数に
分割されたブロックごとに応じて実施される。例えば第
２図に見られるように相隣るLPC係数Ａの間に補間され
たLPC係数Ｂ〜Ｄは、その次数ごとに算出され、これら
（LPC係数Ａ〜Ｄ）を表すLPC係数信号がＫ・α変換部15
に出力される。Ｋ・α変換部15ではＫ補間部14より供給
されたLPC係数信号が入力され、LPC係数Ａ〜Ｄを表わす
各次（LPC分析の次数）ごとのLPC係数信号が、一時メモ
リ16に出力される。なおここでは、補間された値を求め
るに際して、補間される位置の前後２点のLPC係数から
一次近似による補間がなされているが、補間される位置
の前後数点のLPC係数から多次近似による補間を求めて
もよい。一時メモリ16では、直接求められたLPC係数信
号と補間で求められたLPC係数信号とがＫ・α変換部15
から入力される。
されたLPC係数信号と、あらかじめ、記憶されている前
回の量子化され復号化されたLPC係数信号との次数ごと
（例えば対応するベクトル要素ごと）の補間が必要数に
分割されたブロックごとに応じて実施される。例えば第
２図に見られるように相隣るLPC係数Ａの間に補間され
たLPC係数Ｂ〜Ｄは、その次数ごとに算出され、これら
（LPC係数Ａ〜Ｄ）を表すLPC係数信号がＫ・α変換部15
に出力される。Ｋ・α変換部15ではＫ補間部14より供給
されたLPC係数信号が入力され、LPC係数Ａ〜Ｄを表わす
各次（LPC分析の次数）ごとのLPC係数信号が、一時メモ
リ16に出力される。なおここでは、補間された値を求め
るに際して、補間される位置の前後２点のLPC係数から
一次近似による補間がなされているが、補間される位置
の前後数点のLPC係数から多次近似による補間を求めて
もよい。一時メモリ16では、直接求められたLPC係数信
号と補間で求められたLPC係数信号とがＫ・α変換部15
から入力される。
マルチパルス検索の第一段階は、入力音声信号をLPC
分析した結果に基づくLPC合成フィルタのインパルス応
答と音声信号との相互相関、すなわち相互相関信号を求
めることにある。このためには、入力音声信号のある時
間の値と、入力音声信号をLPC分析した結果に基づき構
成されるフィルタのインパルス応答信号のあらかじめ定
められた区間のそれぞれの点（厳密にはあらかじめ定め
られた区間を分割したスロット）の値との積が求められ
る。この積のおのおのについて、あらかじめ定められた
区間についての和が求められる。そしてこれが、入力音
声信号とインパルス応答との相互相関信号である。この
ため乗算の計算量が非常に多い。さらにフレーム内でも
LPC合成フィルタの係数が更新される。即ち、インパル
ス応答の持続中にフィルタの係数が更新される。言い換
えればマルチパルス検索区間（分析フレーム）を例えば
20msec、音声の標本化周波数を8KHzとすれば、分析フレ
ームに含まれる標本数、160に等しいインパルス応答波
形を全て計算し、相互相関係数を算出する必要が生じ、
演算量が多大となる。この演算量が従来、LPC係数の更
新周期をフレーム周期より短くし得なかった原因であ
る。本実施例では、相互相関係数を算出する方法とし
て、インパルス応答を利用せず、フィルタ演算に置換す
る事により、この問題を解決している。
分析した結果に基づくLPC合成フィルタのインパルス応
答と音声信号との相互相関、すなわち相互相関信号を求
めることにある。このためには、入力音声信号のある時
間の値と、入力音声信号をLPC分析した結果に基づき構
成されるフィルタのインパルス応答信号のあらかじめ定
められた区間のそれぞれの点（厳密にはあらかじめ定め
られた区間を分割したスロット）の値との積が求められ
る。この積のおのおのについて、あらかじめ定められた
区間についての和が求められる。そしてこれが、入力音
声信号とインパルス応答との相互相関信号である。この
ため乗算の計算量が非常に多い。さらにフレーム内でも
LPC合成フィルタの係数が更新される。即ち、インパル
ス応答の持続中にフィルタの係数が更新される。言い換
えればマルチパルス検索区間（分析フレーム）を例えば
20msec、音声の標本化周波数を8KHzとすれば、分析フレ
ームに含まれる標本数、160に等しいインパルス応答波
形を全て計算し、相互相関係数を算出する必要が生じ、
演算量が多大となる。この演算量が従来、LPC係数の更
新周期をフレーム周期より短くし得なかった原因であ
る。本実施例では、相互相関係数を算出する方法とし
て、インパルス応答を利用せず、フィルタ演算に置換す
る事により、この問題を解決している。
LPC合成フィルタのインパルス応答をIi,i＝0,1,2,…
とすると、時刻ｊに於ける時刻ｊ−ｋのフィルタ入力
“1"に対応する出力はIk、フィルタ入力Skに対応する出
力はIk・Skとなる。もし、時刻j,j−1,j−2,…,j−k,
…，にフィルタ入力S0,S1,S2,…,Sk,…が印加された場
合、時刻ｊに於けるフィルタ出力は下記（１）式で示さ
れる。
とすると、時刻ｊに於ける時刻ｊ−ｋのフィルタ入力
“1"に対応する出力はIk、フィルタ入力Skに対応する出
力はIk・Skとなる。もし、時刻j,j−1,j−2,…,j−k,
…，にフィルタ入力S0,S1,S2,…,Sk,…が印加された場
合、時刻ｊに於けるフィルタ出力は下記（１）式で示さ
れる。
（１）式は音声波形サンプルS0,S1,S2,…,Sk…とフィル
タインパルス応答Iiとの相互相関係数がフィルタの出力
として求められる事を示している。この場合、音声波形
サンプルのフィルタに対する入力順序は、未来のサンプ
ルから過去のサンプルの方向、即ちバックワードであ
る。
タインパルス応答Iiとの相互相関係数がフィルタの出力
として求められる事を示している。この場合、音声波形
サンプルのフィルタに対する入力順序は、未来のサンプ
ルから過去のサンプルの方向、即ちバックワードであ
る。
無論、この方法によれば、時刻ｊ−１に於けるフィル
タ出力Bj-1はBjの１サンプル後のフィルタ出力として連
続的に出力され、且つ、フィルタの係数が途中で更新さ
れても、演算量は増加しない。
タ出力Bj-1はBjの１サンプル後のフィルタ出力として連
続的に出力され、且つ、フィルタの係数が途中で更新さ
れても、演算量は増加しない。
一時メモリ16では、補間された位置での値を含むLPC
係数信号が入力されて記憶される。１フレームごとのLP
C係数信号は、第３図（ａ）に示すように逆の順序で読
出され、バックワード入力のLPC係数信号103となって、
フィルタパックワード処理部18と波形符号化手段３のイ
ンパルス応答算出部24と自己相関算出部25とに出力され
る。
係数信号が入力されて記憶される。１フレームごとのLP
C係数信号は、第３図（ａ）に示すように逆の順序で読
出され、バックワード入力のLPC係数信号103となって、
フィルタパックワード処理部18と波形符号化手段３のイ
ンパルス応答算出部24と自己相関算出部25とに出力され
る。
一方、入力音声信号100が入力された第一の波形切出
部17により、フレームごとの切出しが、第二の波形切出
部11のフレーム信号と同期して、例えば第２図に示すよ
うにフレーム長（例えば20ms）ごとに切出される。切出
された音声信号は、フィルタパックワード処理部18の処
理に同期してフレームごとに前後が逆になってフィルタ
パックワード処理部18に出力される。
部17により、フレームごとの切出しが、第二の波形切出
部11のフレーム信号と同期して、例えば第２図に示すよ
うにフレーム長（例えば20ms）ごとに切出される。切出
された音声信号は、フィルタパックワード処理部18の処
理に同期してフレームごとに前後が逆になってフィルタ
パックワード処理部18に出力される。
フィルタパックワード処理部18は、第３図に見るよう
に入力音声信号のフレームに対応してパックワードで
（信号の前と後とを逆にして）入力されるLPC係数信号1
03で制御されるLPC合成フィルタからなり、第一の波形
切出部17で切出されフレームごとにパックワードで入力
音声信号が入力される。ここで入力されるLPC係数信号
と切出された入力音声信号との関係は、第３図（ａ）に
示すようにフレームごとにパックワードで入力される。
かようにするとこの出力は、LPC合成フィルタのインパ
ルス応答信号と入力音声信号との相互相関信号102が、
波形符号化手段３の一時メモリ19にフレームごとに出力
される。
に入力音声信号のフレームに対応してパックワードで
（信号の前と後とを逆にして）入力されるLPC係数信号1
03で制御されるLPC合成フィルタからなり、第一の波形
切出部17で切出されフレームごとにパックワードで入力
音声信号が入力される。ここで入力されるLPC係数信号
と切出された入力音声信号との関係は、第３図（ａ）に
示すようにフレームごとにパックワードで入力される。
かようにするとこの出力は、LPC合成フィルタのインパ
ルス応答信号と入力音声信号との相互相関信号102が、
波形符号化手段３の一時メモリ19にフレームごとに出力
される。
次に、波形符号化手段３について説明する。波形符号
化手段３は、一時メモリ19と、最大値検索部20と、振幅
正規化部21と、パルス量子化部22と、多重化合成部23
と、インパルス応答算出部24と、自己相関算出部25と、
補正部26とを備えている。
化手段３は、一時メモリ19と、最大値検索部20と、振幅
正規化部21と、パルス量子化部22と、多重化合成部23
と、インパルス応答算出部24と、自己相関算出部25と、
補正部26とを備えている。
以上のように、フィルタのバックワード処理を利用し
て、相互相関係数を効率よく、算出するフィルタバック
ワード処理部18は本発明を実現する上での重要な構成要
素である。このバックワード処理により、従来のフレー
ム内でLPC係数を固定する方法に対しても、大幅な演算
量の削減が可能である。勿論、フィルタ処理のため、LP
C係数の変更回数はこの演算量に影響を与えない。
て、相互相関係数を効率よく、算出するフィルタバック
ワード処理部18は本発明を実現する上での重要な構成要
素である。このバックワード処理により、従来のフレー
ム内でLPC係数を固定する方法に対しても、大幅な演算
量の削減が可能である。勿論、フィルタ処理のため、LP
C係数の変更回数はこの演算量に影響を与えない。
第４図（ａ）に示す１フレーム分の相互相関信号102
が一時メモリ19に格納されると、その信号は最大値検索
部20に呼出されて、ここで第４図（ｂ）に示すような相
互相関信号の最大値に相当する箇所の振幅とフレーム内
の位置とが検索される。次に、最大値検索部20からは、
位置信号117がインパルス応答部24と自己相関算出部25
と補正部26とに出力される。振幅信号116が振幅正規化
部21へ出力される。
が一時メモリ19に格納されると、その信号は最大値検索
部20に呼出されて、ここで第４図（ｂ）に示すような相
互相関信号の最大値に相当する箇所の振幅とフレーム内
の位置とが検索される。次に、最大値検索部20からは、
位置信号117がインパルス応答部24と自己相関算出部25
と補正部26とに出力される。振幅信号116が振幅正規化
部21へ出力される。
次に、第４図（ｄ）に示すLPC係数信号103がインパル
ス応答算出部24に、第４図（ｅ）に示す矢印の順序でイ
ンパルス応答算出部24に入力されると共に位置信号117
が入力され、この値に対したLPC合成フィルタのインパ
ルス応答が算出される。第４図（ｆ）に示す矢印の順序
で第４図（ｄ）に示すLPC係数信号103と、インパルス応
答算出部24で得られた第４図（ｅ）に示すインパルス応
答信号と、位置信号とが、自己相関算出部25に入力さ
れ、ここで信号位置117に対応した自己相関フィルタの
パックワード処理により自己相関が算出され、自己相関
信号は振幅正規化部21と補正部26とに出力される。
ス応答算出部24に、第４図（ｅ）に示す矢印の順序でイ
ンパルス応答算出部24に入力されると共に位置信号117
が入力され、この値に対したLPC合成フィルタのインパ
ルス応答が算出される。第４図（ｆ）に示す矢印の順序
で第４図（ｄ）に示すLPC係数信号103と、インパルス応
答算出部24で得られた第４図（ｅ）に示すインパルス応
答信号と、位置信号とが、自己相関算出部25に入力さ
れ、ここで信号位置117に対応した自己相関フィルタの
パックワード処理により自己相関が算出され、自己相関
信号は振幅正規化部21と補正部26とに出力される。
尚、本発明に於いて、相互相関信号の最大値を検索す
る毎に自己相関係数を計算する理由は以下の通りであ
る。即ち、本発明では、フレームを構成する160タイム
スロットの全てのインパルス応答が相互に異なるため、
このインパルス応答より算出される自己相関係数も各タ
イムスロット毎に異なったものとなる。従来のフレーム
内でLPC係数を固定する方法に於いては、自己相関係数
は高々１組の係数列を必要とする。この係数列の算出に
必要なインパルス応答も無論、高々１組を必要とする。
一方、本発明に於いて、可能性として必要な自己相関係
数は160組であり、これの算出に必要なインパルス応答
は1602組となり、発明の実施が不可能となる。そこで本
発明では前述のように、相互相関信号の最大値を検索す
る毎に、その位置（タイムスロット）に対応したインパ
ルス応答を、インパルス応答算出部24で算出し、この算
出されたインパルス応答を自己相関算出部25へバックワ
ードに入力し自己相関係数を算出している。自己相関係
数の算出原理はフィルタバックワード処理部と同一であ
る。以上の処理により、パルス検索数より“1"だけ少な
い回数（最終に検索されるパルス、即ち相互相関信号の
最大値に対しては、相互相関係数の補正が不要）だけイ
ンパルス応答の算出とフィルタバックワード算出を実施
すればよい。
る毎に自己相関係数を計算する理由は以下の通りであ
る。即ち、本発明では、フレームを構成する160タイム
スロットの全てのインパルス応答が相互に異なるため、
このインパルス応答より算出される自己相関係数も各タ
イムスロット毎に異なったものとなる。従来のフレーム
内でLPC係数を固定する方法に於いては、自己相関係数
は高々１組の係数列を必要とする。この係数列の算出に
必要なインパルス応答も無論、高々１組を必要とする。
一方、本発明に於いて、可能性として必要な自己相関係
数は160組であり、これの算出に必要なインパルス応答
は1602組となり、発明の実施が不可能となる。そこで本
発明では前述のように、相互相関信号の最大値を検索す
る毎に、その位置（タイムスロット）に対応したインパ
ルス応答を、インパルス応答算出部24で算出し、この算
出されたインパルス応答を自己相関算出部25へバックワ
ードに入力し自己相関係数を算出している。自己相関係
数の算出原理はフィルタバックワード処理部と同一であ
る。以上の処理により、パルス検索数より“1"だけ少な
い回数（最終に検索されるパルス、即ち相互相関信号の
最大値に対しては、相互相関係数の補正が不要）だけイ
ンパルス応答の算出とフィルタバックワード算出を実施
すればよい。
以上のように自己相関算出部も又、本発明を特徴付け
る重要な構成要素の１つである。
る重要な構成要素の１つである。
振幅信号116と自己相関信号とが、振幅正規化部21へ
入力される。振幅正規化部21では、自己相関信号の振幅
の最大値は、振幅信号116が量子化され復号化された振
幅と同一になるよう正規化された振幅信号（自己相関信
号）となって、パルス量子化部22と補正部26とに出力さ
れる。この正規化の方法は従来のマルチパルス符号化装
置に於ける方法と同一である。この正規化された振幅信
号と位置信号117とが入力されたパルス量子化部22で
は、振幅信号と位置信号117とが量子化される。そし
て、１フレーム中のマルチパルス信号111のうちで最も
大きいパルスの位置と振幅とに対する信号が、多重化合
成部23へ出力される。
入力される。振幅正規化部21では、自己相関信号の振幅
の最大値は、振幅信号116が量子化され復号化された振
幅と同一になるよう正規化された振幅信号（自己相関信
号）となって、パルス量子化部22と補正部26とに出力さ
れる。この正規化の方法は従来のマルチパルス符号化装
置に於ける方法と同一である。この正規化された振幅信
号と位置信号117とが入力されたパルス量子化部22で
は、振幅信号と位置信号117とが量子化される。そし
て、１フレーム中のマルチパルス信号111のうちで最も
大きいパルスの位置と振幅とに対する信号が、多重化合
成部23へ出力される。
自己相関算出部25から出力される自己相関信号と、振
幅正規化部21から出力される量子化され復号化された振
幅信号と、位置信号117とが補正部26に入力される。従
って補正部26では、これらの信号が入力され、最大振幅
とフレーム上の位置とが定まった自己相関信号が生成さ
れる。
幅正規化部21から出力される量子化され復号化された振
幅信号と、位置信号117とが補正部26に入力される。従
って補正部26では、これらの信号が入力され、最大振幅
とフレーム上の位置とが定まった自己相関信号が生成さ
れる。
一方、一時メモリ19に記憶されている相互相関信号を
補正部へ呼出し、その最大値の振幅とフレーム上の位置
とが同一である上述の自己相関係数を差引きふたたび一
時メモリ19に戻す。次に一時メモリ19に記憶されている
相互相関信号を最大値検索部20に読込み、さきに行った
最大値検索部20から２番目の振幅のマルチパルス信号が
出力される。このあと順次、マルチパルスの数があらか
じめ定められた数になったとき、またはあらかじめ定め
られた振幅以下になるまで続けられて、マルチパルス信
号111が多重化合成部23への入力が完了する。
補正部へ呼出し、その最大値の振幅とフレーム上の位置
とが同一である上述の自己相関係数を差引きふたたび一
時メモリ19に戻す。次に一時メモリ19に記憶されている
相互相関信号を最大値検索部20に読込み、さきに行った
最大値検索部20から２番目の振幅のマルチパルス信号が
出力される。このあと順次、マルチパルスの数があらか
じめ定められた数になったとき、またはあらかじめ定め
られた振幅以下になるまで続けられて、マルチパルス信
号111が多重化合成部23への入力が完了する。
多重化合成部23では、LPC係数信号104とマルチパルス
信号111とが入力され、これらの信号を多重化した多重
化信号105が出力され、これが伝送線を通じて波形復号
化手段４の多重化分離部31に入力される。
信号111とが入力され、これらの信号を多重化した多重
化信号105が出力され、これが伝送線を通じて波形復号
化手段４の多重化分離部31に入力される。
次に波形復号化手段４について説明する。波形復号化
手段４は、多重化分離部31と、パルス復号化部32と、Ｋ
復号化部33と、Ｋ補間部34と、Ｋ・α変換部35とを備え
ている。波形符号化手段３の多重化合成部23から多重化
信号105が多重化分離部31に入力されると、多重化分離
部31ではLPC係数信号104に対応するLPC係数信号114と、
マルチパルス信号111に対応するマルチパルス信号121と
がそれぞれ出力される。
手段４は、多重化分離部31と、パルス復号化部32と、Ｋ
復号化部33と、Ｋ補間部34と、Ｋ・α変換部35とを備え
ている。波形符号化手段３の多重化合成部23から多重化
信号105が多重化分離部31に入力されると、多重化分離
部31ではLPC係数信号104に対応するLPC係数信号114と、
マルチパルス信号111に対応するマルチパルス信号121と
がそれぞれ出力される。
多重化分離部31から出力されるLPC係数信号114は、Ｋ
復号化部33で復号化され、復号化された信号はＫ補間部
34に入力される。Ｋ補間部34は、先に述べたＫ補間部14
と同様に１フレーム内でLPC係数信号の補間がなされ、
これらを表わすLPC係数信号は、さらにＫ・α変換部で
Ｋ・α変換されたLPC係数信号107となり、LPC合成部５
に出力される。尚、Ｋ補間部34は本実施例に特有のもの
であり、従来のマルチパルス符号化装置には存在にな
い。また多重化分離部31から出力されるマルチパルス信
号121は、パルス復号化部32で復号化されたマルチパル
ス信号106となって、LPC合成部５に出力される。
復号化部33で復号化され、復号化された信号はＫ補間部
34に入力される。Ｋ補間部34は、先に述べたＫ補間部14
と同様に１フレーム内でLPC係数信号の補間がなされ、
これらを表わすLPC係数信号は、さらにＫ・α変換部で
Ｋ・α変換されたLPC係数信号107となり、LPC合成部５
に出力される。尚、Ｋ補間部34は本実施例に特有のもの
であり、従来のマルチパルス符号化装置には存在にな
い。また多重化分離部31から出力されるマルチパルス信
号121は、パルス復号化部32で復号化されたマルチパル
ス信号106となって、LPC合成部５に出力される。
LPC合成部５では、マルチパルス信号106が入力され、
この信号はLPC係数信号107に従って制御されつつ復号化
された出力音声信号108が出力される。
この信号はLPC係数信号107に従って制御されつつ復号化
された出力音声信号108が出力される。
以上のような方法により、本発明は狭帯域幅の低ビッ
トレート伝送の場合でも、LPC係数の補間を行ってスペ
クトル包絡情報を保持するようにしてマルチパルス符号
化を実行したものである。
トレート伝送の場合でも、LPC係数の補間を行ってスペ
クトル包絡情報を保持するようにしてマルチパルス符号
化を実行したものである。
次に本発明の第二の実施例について、その構成と作動
を中心に説明する。
を中心に説明する。
第一の実施例では、入力信号のスペクトル包絡の表現
力の上昇のために、１フレームを複数個に分割した期間
ごとのLPC係数は、１フレームごとのLPC係数が複数個に
補間されて求められている。しかし、第二の実施例で
は、入力音声信号の１フレームを複数個に分割した期間
ごとにLPC分析を行ってLPC係数を求めたものである。
力の上昇のために、１フレームを複数個に分割した期間
ごとのLPC係数は、１フレームごとのLPC係数が複数個に
補間されて求められている。しかし、第二の実施例で
は、入力音声信号の１フレームを複数個に分割した期間
ごとにLPC分析を行ってLPC係数を求めたものである。
従って第１図の第一の実施例の構成を示すブロック図
において、Ｋ補間部14・34を削除し、その入出力端子は
直接結ばれたものとなる。しかし、LPC分析手段１は、
１フレームを複数個に分割した部分ごとにLPC分析を行
い、LPC係数信号を出力することになる。よって、Ｋ量
子化復号化部13・多重化合成部23・多重化分離部31・Ｋ
復号化部33を通過するLPC係数信号が、入力音声信号の
１フレームの期間中に複数回の変動が起こるほかは、第
一の実施例と同様の作動が行われる。
において、Ｋ補間部14・34を削除し、その入出力端子は
直接結ばれたものとなる。しかし、LPC分析手段１は、
１フレームを複数個に分割した部分ごとにLPC分析を行
い、LPC係数信号を出力することになる。よって、Ｋ量
子化復号化部13・多重化合成部23・多重化分離部31・Ｋ
復号化部33を通過するLPC係数信号が、入力音声信号の
１フレームの期間中に複数回の変動が起こるほかは、第
一の実施例と同様の作動が行われる。
以上詳細に説明したように本発明のマルチパルス符号
化装置は、入力された音声信号をマルチパルス符号化す
るに当り、スペクトル包絡情報を細かく得るために、そ
の情報の一つであるLPC係数信号について、音声信号の
１フレームの期間の間で複数個の補間または複数回のLP
C分析を行って、１フレームを複数個に分割した期間ご
とにLPC係数を得ることができたので、スペクトル包絡
の表現力が上昇し低いピットレートの伝送でも良好な音
質の通信ができるという効果がある。
化装置は、入力された音声信号をマルチパルス符号化す
るに当り、スペクトル包絡情報を細かく得るために、そ
の情報の一つであるLPC係数信号について、音声信号の
１フレームの期間の間で複数個の補間または複数回のLP
C分析を行って、１フレームを複数個に分割した期間ご
とにLPC係数を得ることができたので、スペクトル包絡
の表現力が上昇し低いピットレートの伝送でも良好な音
質の通信ができるという効果がある。
第１図は本発明の第一の実施例の構成を示すブロック
図、第２図は本発明のフレーム切出しの説明図、第３図
（ａ）および（ｂ）は本発明のフィルタバックワード処
理部の説明図、第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明のインパ
ルス応答部の作動の説明図。 １……LPC分析手段、２……バックワード処理手段、３
……波形符号化手段、４……波形復号化手段、５……LP
C合成部。
図、第２図は本発明のフレーム切出しの説明図、第３図
（ａ）および（ｂ）は本発明のフィルタバックワード処
理部の説明図、第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明のインパ
ルス応答部の作動の説明図。 １……LPC分析手段、２……バックワード処理手段、３
……波形符号化手段、４……波形復号化手段、５……LP
C合成部。
Claims (2)
- 【請求項１】入力された音声信号を単位フレーム長毎の
マルチパルスの形式で表すマルチパルス符号化装置にお
いて、 前記音声信号から抽出される単位フレーム長ごとのスペ
クトル包絡パラメータを複数個に補間することによっ
て、前記単位フレーム長内で複数のスペクトル包絡パラ
メータを求める手段と、 前記音声信号と、前記複数のスペクトル包絡パラメータ
を係数とするフィルタのインパルス応答との相互関係数
を抽出する手段と、 前記相互相関係数の最大値が検索される毎に、前記イン
パルス応答の自己相関係数を抽出する手段とを備えるこ
とを特徴とするマルチパルス符号化装置。 - 【請求項２】入力された音声信号を単位フレーム長毎の
マルチパルスの形式で表すマルチパルス符号化装置にお
いて、 前記音声信号から抽出される単位フレーム長を複数に分
割し、分割された各フレームごとにスペクトル分析を行
うことによって、前記単位フレーム長内で複数のスペク
トル包絡パラメータを求める手段と、 前記音声信号と、前記複数のスペクトル包絡パラメータ
を係数とするフィルタのインパルス応答との相互相関係
数を抽出する手段と、 前記相互相関係数の最大値が検索される毎に、前記イン
パルス応答の自己相関係数を抽出する手段とを備えるこ
とを特徴とするマルチパルス符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086541A JP2715437B2 (ja) | 1987-04-08 | 1988-04-08 | マルチパルス符号化装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8766987 | 1987-04-08 | ||
| JP62-87669 | 1987-06-08 | ||
| JP63086541A JP2715437B2 (ja) | 1987-04-08 | 1988-04-08 | マルチパルス符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01131600A JPH01131600A (ja) | 1989-05-24 |
| JP2715437B2 true JP2715437B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=26427646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63086541A Expired - Lifetime JP2715437B2 (ja) | 1987-04-08 | 1988-04-08 | マルチパルス符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715437B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5364482A (en) * | 1988-02-10 | 1994-11-15 | Mitsubishi Materials Corporation | Composite cards |
| JP2011033672A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Fujitsu Ltd | 音声信号変換装置、音声信号変換方法および音声信号変換プログラム |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63086541A patent/JP2715437B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01131600A (ja) | 1989-05-24 |
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