JP2982637B2 - スペクトルパラメータを用いた音声信号伝送システムおよびそれに用いられる音声パラメータ符号化装置および復号化装置 - Google Patents
スペクトルパラメータを用いた音声信号伝送システムおよびそれに用いられる音声パラメータ符号化装置および復号化装置Info
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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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- G10L25/24—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters the extracted parameters being the cepstrum
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声信号をベクトル量
子化回路を用いて符号化して伝送し、受信側で高性能に
複号できる音声信号伝送システムに関する。
子化回路を用いて符号化して伝送し、受信側で高性能に
複号できる音声信号伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】音声を効率良く伝送、蓄積する方法とし
てベクトル量子化が知られている。ベクトル量子化は、
予め設計したコードベクトルを複数持つコードブックの
中から、入力ベクトルとの距離が最も近いコードベクト
ルを選択する方法であり、そのコードベクトルを表す符
号（番号）を伝送、蓄積することにより、音声入力信号
を効率良く伝送、蓄積することができる。ベクトル量子
化、多段ベクトル量子化の詳細はガーショウ（Ａ．Ｇｅ
ｒｓｈｏ）らによる“ベクトル・クォンタイゼイション
・アンド・シグナル・コンプレッション（Ｖｅｃｔｏｒ
Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｑｎａｌ
Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）”、クラウワー・アカデミッ
ク・パブリッシャーズ（Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）などに記載されている。
てベクトル量子化が知られている。ベクトル量子化は、
予め設計したコードベクトルを複数持つコードブックの
中から、入力ベクトルとの距離が最も近いコードベクト
ルを選択する方法であり、そのコードベクトルを表す符
号（番号）を伝送、蓄積することにより、音声入力信号
を効率良く伝送、蓄積することができる。ベクトル量子
化、多段ベクトル量子化の詳細はガーショウ（Ａ．Ｇｅ
ｒｓｈｏ）らによる“ベクトル・クォンタイゼイション
・アンド・シグナル・コンプレッション（Ｖｅｃｔｏｒ
Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｑｎａｌ
Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）”、クラウワー・アカデミッ
ク・パブリッシャーズ（Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）などに記載されている。
【０００３】上述したベクトル量子化を用いて音声パラ
メータ符号化装置を実現した場合、複数の周波数特性を
持つ入力音声を同一の符号化装置で取り扱うと、音声パ
ラメータの包絡を表す音声パラメータの分布が広がって
しまい、音声符号化装置の性能が劣化する。このような
性能劣化に対処するために、音声スペクトルの包絡を表
す音声パラメータの量子化ビット数を増やす方法や、各
周波数特性毎に量子化回路をそれぞれ用意し、すべての
量子化回路において量子化を行ない、最適な量子化値を
選択する方法が考えられる。
メータ符号化装置を実現した場合、複数の周波数特性を
持つ入力音声を同一の符号化装置で取り扱うと、音声パ
ラメータの包絡を表す音声パラメータの分布が広がって
しまい、音声符号化装置の性能が劣化する。このような
性能劣化に対処するために、音声スペクトルの包絡を表
す音声パラメータの量子化ビット数を増やす方法や、各
周波数特性毎に量子化回路をそれぞれ用意し、すべての
量子化回路において量子化を行ない、最適な量子化値を
選択する方法が考えられる。
【０００４】後者の方法によって音声パラメータを符号
化する音声信号伝送システムの動作について、図３を参
照して説明する。説明を簡単にするために、入力音声は
２種類の周波数特性を持つものとし、各特性毎に量子化
回路を設計してある。ここで、入力音声の２種類の周波
数特性として、例えば、通常の帯域制限された周波数特
性（以後、ＦＬＡＴと呼ぶ）と周波数上で高域が強調さ
れた周波数特性（以後、ＩＲＳと呼ぶ）とが挙げられ
る。
化する音声信号伝送システムの動作について、図３を参
照して説明する。説明を簡単にするために、入力音声は
２種類の周波数特性を持つものとし、各特性毎に量子化
回路を設計してある。ここで、入力音声の２種類の周波
数特性として、例えば、通常の帯域制限された周波数特
性（以後、ＦＬＡＴと呼ぶ）と周波数上で高域が強調さ
れた周波数特性（以後、ＩＲＳと呼ぶ）とが挙げられ
る。
【０００５】スペクトルパラメータ抽出回路３２は入力
端子３１から得られた入力音声からスペクトル包絡を表
すパラメータを一定間隔のフレーム毎に算出し、入力ベ
クトルとして第１の量子化回路３３および第２の量子化
回路３４に出力する。ここで、スペクトル包絡を表すパ
ラメータとして、周知の線スペクトル対と呼ばれるパラ
メータが挙げられる。線スペクトル対の分析方法につい
ては、例えば古井による“ディジタル音声処理”（東海
大学出版会）に記載されている。
端子３１から得られた入力音声からスペクトル包絡を表
すパラメータを一定間隔のフレーム毎に算出し、入力ベ
クトルとして第１の量子化回路３３および第２の量子化
回路３４に出力する。ここで、スペクトル包絡を表すパ
ラメータとして、周知の線スペクトル対と呼ばれるパラ
メータが挙げられる。線スペクトル対の分析方法につい
ては、例えば古井による“ディジタル音声処理”（東海
大学出版会）に記載されている。
【０００６】ここで、第１の量子化回路３３はＦＬＡＴ
特性用に設計されており、第２の量子化回路３４はＩＲ
Ｓ特性用に設計されている。第１の量子化回路３３で
は、上述したベクトル量子化を用いて、前記入力ベクト
ルを量子化し、量子化ベクトルを判別回路３５に出力す
る。また、量子化ベクトルに対応する符号を判別回路３
５に出力する。
特性用に設計されており、第２の量子化回路３４はＩＲ
Ｓ特性用に設計されている。第１の量子化回路３３で
は、上述したベクトル量子化を用いて、前記入力ベクト
ルを量子化し、量子化ベクトルを判別回路３５に出力す
る。また、量子化ベクトルに対応する符号を判別回路３
５に出力する。
【０００７】同様に、第２の量子化回路３４では、上述
したベクトル量子化を用いて、入力ベクトルを量子化
し、量子化ベクトルを判別回路３５に出力する。また、
量子化ベクトルに対応する符号を判別回路３５に出力す
る。
したベクトル量子化を用いて、入力ベクトルを量子化
し、量子化ベクトルを判別回路３５に出力する。また、
量子化ベクトルに対応する符号を判別回路３５に出力す
る。
【０００８】判別回路３５では、第１の量子化回路３３
の量子化ベクトルと第２の量子化回路３４の量子化ベク
トルと入力ベクトルとを用いて、入力音声がＦＬＡＴ特
性あるいはＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性を有す
るものかを判別し、その対応する符号と判別結果を表す
判別情報を送信回路３６から伝送出力する。
の量子化ベクトルと第２の量子化回路３４の量子化ベク
トルと入力ベクトルとを用いて、入力音声がＦＬＡＴ特
性あるいはＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性を有す
るものかを判別し、その対応する符号と判別結果を表す
判別情報を送信回路３６から伝送出力する。
【０００９】復号化装置では受信回路３７により送信回
路３６から伝送された符号と判別情報を受信し、判別情
報に基づき、第１の逆量子化回路３８あるいは第２の逆
量子化回路３９のどちらかに切替えて、逆量子化を行な
い、前記符号に対応する量子化ベクトルを出力端子３０
から出力する。
路３６から伝送された符号と判別情報を受信し、判別情
報に基づき、第１の逆量子化回路３８あるいは第２の逆
量子化回路３９のどちらかに切替えて、逆量子化を行な
い、前記符号に対応する量子化ベクトルを出力端子３０
から出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においてはいずれも、莫大な数のコードベクトル
との比較処理を必要とするため、演算量が非現実的とな
る。また、演算量を低減可能な多段ベクトル量子化を用
いても、実時間処理が困難となる。
従来例においてはいずれも、莫大な数のコードベクトル
との比較処理を必要とするため、演算量が非現実的とな
る。また、演算量を低減可能な多段ベクトル量子化を用
いても、実時間処理が困難となる。
【００１１】本発明の目的は、複数の周波数特性を持つ
入力音声を同時に取り扱う場合に音声スペクトルの包絡
を表す音声パラメータの分布の広がりによる性能劣化を
抑えつつ、演算量の増加を低減する音声信号伝送システ
ムおよびそれに用いられる音声パラメータ符号化装置お
よび復号化装置を提供することである。
入力音声を同時に取り扱う場合に音声スペクトルの包絡
を表す音声パラメータの分布の広がりによる性能劣化を
抑えつつ、演算量の増加を低減する音声信号伝送システ
ムおよびそれに用いられる音声パラメータ符号化装置お
よび復号化装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の音声パラメータ
符号化装置は、音声入力信号のスペクトル包絡を表す音
声パラメータを一定時間間隔のフレーム毎に算出するス
ペクトルパラメータ抽出回路と、前記音声入力信号が第
１の周波数特性を有するものとして前記音声パラメータ
の量子化のために形成されており、前記スペクトルパラ
メータ抽出回路より出力された音声パラメータを量子化
し、第１の量子化ベクトルを出力するとともに、前記第
１の量子化ベクトルを示す第１の符号を出力する第１の
量子化回路と、前記音声入力信号が第２の周波数特性を
有するものとして前記音声パラメータの量子化のために
形成されており、前記スペクトルパラメータ抽出回路よ
り出力された音声パラメータを量子化し、第２の量子化
ベクトルを出力するとともに、前記第２の量子化ベクト
ルを示す第２の符号を出力する第２の量子化回路と、前
記第１，第２の量子化ベクトルおよび前記スペクトルパ
ラメータ抽出回路より出力された音声パラメータを入力
し、前記第１，第２の量子化ベクトルのうち前記スペク
トルパラメータ抽出回路より出力された音声パラメータ
に近い方を判別選択し、選択した第１または第２の量子
化ベクトルと、前記スペクトルパラメータ抽出回路より
出力された音声パラメータとの差分を誤差ベクトルとし
て算出し、前記選択した第１または第２の量子化ベクト
ルを示す第１の符号または第２の符号を判別情報ととも
に出力し、かつ、前記第１の量子化ベクトルを選択した
ときは、算出した誤差ベクトルを第１のルートに出力
し、前記第２の量子化ベクトルを選択したときは、算出
した誤差ベクトルを第２のルートに出力する判別回路
と、前記判別回路から誤差ベクトルが第１のルートに出
力されると、出力された誤差ベクトルを量子化し、量子
化した量子化ベクトルに対応する第３の符号を出力する
第３の量子化回路と、前記判別回路から誤差ベクトルが
第２のルートに出力されると、出力された誤差ベクトル
を量子化し、量子化した量子化ベクトルに対応する第４
の符号を出力する第４の量子化回路と、前記判別回路が
出力した第１または第２の符号と、判別情報と、第３ま
たは第４の量子化回路が出力した第３または第４の符号
とを入力し、伝送路に出力する送信回路とを有する。
符号化装置は、音声入力信号のスペクトル包絡を表す音
声パラメータを一定時間間隔のフレーム毎に算出するス
ペクトルパラメータ抽出回路と、前記音声入力信号が第
１の周波数特性を有するものとして前記音声パラメータ
の量子化のために形成されており、前記スペクトルパラ
メータ抽出回路より出力された音声パラメータを量子化
し、第１の量子化ベクトルを出力するとともに、前記第
１の量子化ベクトルを示す第１の符号を出力する第１の
量子化回路と、前記音声入力信号が第２の周波数特性を
有するものとして前記音声パラメータの量子化のために
形成されており、前記スペクトルパラメータ抽出回路よ
り出力された音声パラメータを量子化し、第２の量子化
ベクトルを出力するとともに、前記第２の量子化ベクト
ルを示す第２の符号を出力する第２の量子化回路と、前
記第１，第２の量子化ベクトルおよび前記スペクトルパ
ラメータ抽出回路より出力された音声パラメータを入力
し、前記第１，第２の量子化ベクトルのうち前記スペク
トルパラメータ抽出回路より出力された音声パラメータ
に近い方を判別選択し、選択した第１または第２の量子
化ベクトルと、前記スペクトルパラメータ抽出回路より
出力された音声パラメータとの差分を誤差ベクトルとし
て算出し、前記選択した第１または第２の量子化ベクト
ルを示す第１の符号または第２の符号を判別情報ととも
に出力し、かつ、前記第１の量子化ベクトルを選択した
ときは、算出した誤差ベクトルを第１のルートに出力
し、前記第２の量子化ベクトルを選択したときは、算出
した誤差ベクトルを第２のルートに出力する判別回路
と、前記判別回路から誤差ベクトルが第１のルートに出
力されると、出力された誤差ベクトルを量子化し、量子
化した量子化ベクトルに対応する第３の符号を出力する
第３の量子化回路と、前記判別回路から誤差ベクトルが
第２のルートに出力されると、出力された誤差ベクトル
を量子化し、量子化した量子化ベクトルに対応する第４
の符号を出力する第４の量子化回路と、前記判別回路が
出力した第１または第２の符号と、判別情報と、第３ま
たは第４の量子化回路が出力した第３または第４の符号
とを入力し、伝送路に出力する送信回路とを有する。
【００１３】また、前記判別回路は、前記第１，第２の
量子化ベクトルのうち前記スペクトルパラメータ抽出回
路より出力された音声パラメータに近い方を判別し、選
択する際に、その判別に、過去で行った判別結果による
重み付けを加味するのが好ましい。
量子化ベクトルのうち前記スペクトルパラメータ抽出回
路より出力された音声パラメータに近い方を判別し、選
択する際に、その判別に、過去で行った判別結果による
重み付けを加味するのが好ましい。
【００１４】また、本発明の音声パラメータ複号化装置
は、音声入力信号のスペクトル包絡を表す音声パラメー
タを一定時間間隔のフレーム毎に算出するスペクトルパ
ラメータ抽出回路と、前記音声入力信号が第１の周波数
特性を有するものとして前記音声パラメータの量子化の
ために形成されており、前記スペクトルパラメータ抽出
回路より出力された音声パラメータを量子化し、第１の
量子化ベクトルを出力するとともに、前記第１の量子化
ベクトルを示す第１の符号を出力する第１の量子化回路
と、前記音声入力信号が第２の周波数特性を有するもの
として前記音声パラメータの量子化のために形成されて
おり、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出力され
た音声パラメータを量子化し、第２の量子化ベクトルを
出力するとともに、前記第２の量子化ベクトルを示す第
２の符号を出力する第２の量子化回路と、前記第１，第
２の量子化ベクトルおよび前記スペクトルパラメータ抽
出回路より出力された音声パラメータを入力し、前記第
１，第２の量子化ベクトルのうち前記スペクトルパラメ
ータ抽出回路より出力された音声パラメータに近い方を
判別選択し、選択した第１または第２の量子化ベクトル
と、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出力された
音声パラメータとの差分を誤差ベクトルとして算出し、
前記選択した第１または第２の量子化ベクトルを示す第
１の符号または第２の符号を判別情報とともに出力し、
かつ、前記第１の量子化ベクトルを選択したときは、算
出した誤差ベクトルを第１のルートに出力し、前記第２
の量子化ベクトルを選択したときは、算出した誤差ベク
トルを第２のルートに出力する判別回路と、前記判別回
路から誤差ベクトルが第１のルートに出力されると、出
力された誤差ベクトルを量子化し、量子化した量子化ベ
クトルに対応する第３の符号を出力する第３の量子化回
路と、前記判別回路から誤差ベクトルが第２のルートに
出力されると、出力された誤差ベクトルを量子化し、量
子化した量子化ベクトルに対応する第４の符号を出力す
る第４の量子化回路と、前記判別回路が出力した第１ま
たは第２の符号と、判別情報と、第３または第４の量子
化回路が出力した第３または第４の符号とを入力し、伝
送路に出力する送信回路とを有する音声パラメータ符号
化装置からの伝送信号を複号する音声パラメータ複号化
装置であって、前記伝送信号を受信し、前記判別情報か
ら前記伝送信号が前記第１，第３の量子化回路からのも
のか、あるいは前記第２，第４の量子化回路のものか判
別し、判別の結果、前記伝送信号が前記第１，第３の量
子化回路からのものである場合には、前記伝送信号を第
３のルートに出力し、前記第２，第４の量子化回路から
のものである場合には、前記伝送信号を第４のルートに
出力する受信回路と、前記伝送信号が第３のルートに出
力されたとき、第１の符号を逆量子化する第１の逆量子
化回路および第３の符号を逆量子化する第３の逆量子化
回路ならびに第１，第３の逆量子化回路の出力の加算を
行い出力端子に出力する第１の加算回路と、前記伝送信
号が第４のルートに出力されたとき、第２の符号を逆量
子化する第２の逆量子化回路および第４の符号を逆量子
化する第４の逆量子化回路ならびに第２，第４の逆量子
化回路の出力の加算を行い前記出力端子に出力する第２
の加算回路とを有する。
は、音声入力信号のスペクトル包絡を表す音声パラメー
タを一定時間間隔のフレーム毎に算出するスペクトルパ
ラメータ抽出回路と、前記音声入力信号が第１の周波数
特性を有するものとして前記音声パラメータの量子化の
ために形成されており、前記スペクトルパラメータ抽出
回路より出力された音声パラメータを量子化し、第１の
量子化ベクトルを出力するとともに、前記第１の量子化
ベクトルを示す第１の符号を出力する第１の量子化回路
と、前記音声入力信号が第２の周波数特性を有するもの
として前記音声パラメータの量子化のために形成されて
おり、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出力され
た音声パラメータを量子化し、第２の量子化ベクトルを
出力するとともに、前記第２の量子化ベクトルを示す第
２の符号を出力する第２の量子化回路と、前記第１，第
２の量子化ベクトルおよび前記スペクトルパラメータ抽
出回路より出力された音声パラメータを入力し、前記第
１，第２の量子化ベクトルのうち前記スペクトルパラメ
ータ抽出回路より出力された音声パラメータに近い方を
判別選択し、選択した第１または第２の量子化ベクトル
と、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出力された
音声パラメータとの差分を誤差ベクトルとして算出し、
前記選択した第１または第２の量子化ベクトルを示す第
１の符号または第２の符号を判別情報とともに出力し、
かつ、前記第１の量子化ベクトルを選択したときは、算
出した誤差ベクトルを第１のルートに出力し、前記第２
の量子化ベクトルを選択したときは、算出した誤差ベク
トルを第２のルートに出力する判別回路と、前記判別回
路から誤差ベクトルが第１のルートに出力されると、出
力された誤差ベクトルを量子化し、量子化した量子化ベ
クトルに対応する第３の符号を出力する第３の量子化回
路と、前記判別回路から誤差ベクトルが第２のルートに
出力されると、出力された誤差ベクトルを量子化し、量
子化した量子化ベクトルに対応する第４の符号を出力す
る第４の量子化回路と、前記判別回路が出力した第１ま
たは第２の符号と、判別情報と、第３または第４の量子
化回路が出力した第３または第４の符号とを入力し、伝
送路に出力する送信回路とを有する音声パラメータ符号
化装置からの伝送信号を複号する音声パラメータ複号化
装置であって、前記伝送信号を受信し、前記判別情報か
ら前記伝送信号が前記第１，第３の量子化回路からのも
のか、あるいは前記第２，第４の量子化回路のものか判
別し、判別の結果、前記伝送信号が前記第１，第３の量
子化回路からのものである場合には、前記伝送信号を第
３のルートに出力し、前記第２，第４の量子化回路から
のものである場合には、前記伝送信号を第４のルートに
出力する受信回路と、前記伝送信号が第３のルートに出
力されたとき、第１の符号を逆量子化する第１の逆量子
化回路および第３の符号を逆量子化する第３の逆量子化
回路ならびに第１，第３の逆量子化回路の出力の加算を
行い出力端子に出力する第１の加算回路と、前記伝送信
号が第４のルートに出力されたとき、第２の符号を逆量
子化する第２の逆量子化回路および第４の符号を逆量子
化する第４の逆量子化回路ならびに第２，第４の逆量子
化回路の出力の加算を行い前記出力端子に出力する第２
の加算回路とを有する。
【００１５】さらに、本発明の音声信号伝送システム
は、上記の音声パラメータ符号装置と、音声パラメータ
複号化装置と、音声パラメータ符号装置の送信回路と音
声パラメータ複号化装置の受信回路とを接続する伝送路
とからなる。
は、上記の音声パラメータ符号装置と、音声パラメータ
複号化装置と、音声パラメータ符号装置の送信回路と音
声パラメータ複号化装置の受信回路とを接続する伝送路
とからなる。
【００１６】
【作用】上述した構成を有する本発明によれば、第１の
量子化回路で量子化された前記音声パラメータと第２の
量子化回路で量子化された前記音声パラメータと前記抽
出された音声パラメータとを用いて、第１の量子化回路
に付随して設計された第２の量子化回路と第２の量子化
回路に付随して設計された第４の量子化回路のいずれを
用いるかの判別を行ない、前記判別結果に従って、第３
の量子化回路あるいは第４の量子化回路のいずれかによ
って、付随する第１の量子化回路あるいは第２の量子化
回路の量子化誤差を量子化するため、性能劣化を抑えつ
つ、演算量を低減することができる。
量子化回路で量子化された前記音声パラメータと第２の
量子化回路で量子化された前記音声パラメータと前記抽
出された音声パラメータとを用いて、第１の量子化回路
に付随して設計された第２の量子化回路と第２の量子化
回路に付随して設計された第４の量子化回路のいずれを
用いるかの判別を行ない、前記判別結果に従って、第３
の量子化回路あるいは第４の量子化回路のいずれかによ
って、付随する第１の量子化回路あるいは第２の量子化
回路の量子化誤差を量子化するため、性能劣化を抑えつ
つ、演算量を低減することができる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の音声信号伝送システムの一
実施例を示すブロック図である。本実施例においては、
説明を実際的で、かつ容易にするために、入力音声の周
波数特性は２種類であるものとする。ここで、入力音声
の２種類の周波数特性として、例えば、通常の帯域制限
された周波数特性（以後、ＦＬＡＴと呼ぶ）と、高域が
強調された周波数特性（以後、ＩＲＳと呼ぶ）とがある
ものとする。
て説明する。図１は本発明の音声信号伝送システムの一
実施例を示すブロック図である。本実施例においては、
説明を実際的で、かつ容易にするために、入力音声の周
波数特性は２種類であるものとする。ここで、入力音声
の２種類の周波数特性として、例えば、通常の帯域制限
された周波数特性（以後、ＦＬＡＴと呼ぶ）と、高域が
強調された周波数特性（以後、ＩＲＳと呼ぶ）とがある
ものとする。
【００１８】スペクトルパラメータ抽出回路２は、入力
端子１からの入力音声に対するスペクトル包絡を表すパ
ラメータを一定間隔のフレーム毎に算出し、算出したパ
ラメータを入力ベクトルとして第１の量子化回路３およ
び第２の量子化回路４並びに判別回路５に出力する。こ
こで、スペクトル包絡を表すパラメータとして、周知の
線スペクトル対（Line spectrum pair）と呼ばれるパラ
メータを用いる。もちろん、スペクトル包絡を表すパラ
メータとしては、線スペクトル対に限るものではない。
端子１からの入力音声に対するスペクトル包絡を表すパ
ラメータを一定間隔のフレーム毎に算出し、算出したパ
ラメータを入力ベクトルとして第１の量子化回路３およ
び第２の量子化回路４並びに判別回路５に出力する。こ
こで、スペクトル包絡を表すパラメータとして、周知の
線スペクトル対（Line spectrum pair）と呼ばれるパラ
メータを用いる。もちろん、スペクトル包絡を表すパラ
メータとしては、線スペクトル対に限るものではない。
【００１９】第１の量子化回路３は上述のＦＬＡＴ特性
用に設計されており、スペクトルパラメータ抽出回路２
からの入力ベクトルに基づき、ベクトル量子化を行い、
その結果の量子化ベクトルを判別回路５に出力する。ま
た、量子化ベクトルに対応する符号を判別回路５に出力
する。
用に設計されており、スペクトルパラメータ抽出回路２
からの入力ベクトルに基づき、ベクトル量子化を行い、
その結果の量子化ベクトルを判別回路５に出力する。ま
た、量子化ベクトルに対応する符号を判別回路５に出力
する。
【００２０】第２の量子化回路４は上述のＩＲＳ特性用
に設計されており、スペクトルパラメータ抽出回路２か
らの入力ベクトルに基づき、ベクトル量子化を行い、そ
の結果の量子化ベクトルを判別回路５に出力する。ま
た、量子化ベクトルに対応する符号を判別回路５に出力
する。
に設計されており、スペクトルパラメータ抽出回路２か
らの入力ベクトルに基づき、ベクトル量子化を行い、そ
の結果の量子化ベクトルを判別回路５に出力する。ま
た、量子化ベクトルに対応する符号を判別回路５に出力
する。
【００２１】判別回路５は、第１の量子化回路３の量子
化ベクトルと、第２の量子化回路４の量子化ベクトル
と、入力ベクトルとを用いて、入力音声がＦＬＡＴ特性
あるいはＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性を有する
ものかを判別し、判別した特性の量子化ベクトルを入力
ベクトルから減じて誤差ベクトルを算出する。判別結果
がＦＬＡＴ特性の場合、判別回路５は算出した誤差ベク
トルを第３の量子化回路６に出力するとともに、誤差ベ
クトルの算出の基礎となった量子化ベクトルに対応する
符号および判別結果を表す判別情報を送信回路８に出力
する。判別結果がＩＲＳ特性の場合、判別回路５は算出
した誤差ベクトルを第４の量子化回路７に出力するとと
もに、誤差ベクトルの算出の基礎となった量子化ベクト
ルに対応する符号および判別結果を表す判別情報を送信
回路８に出力する。
化ベクトルと、第２の量子化回路４の量子化ベクトル
と、入力ベクトルとを用いて、入力音声がＦＬＡＴ特性
あるいはＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性を有する
ものかを判別し、判別した特性の量子化ベクトルを入力
ベクトルから減じて誤差ベクトルを算出する。判別結果
がＦＬＡＴ特性の場合、判別回路５は算出した誤差ベク
トルを第３の量子化回路６に出力するとともに、誤差ベ
クトルの算出の基礎となった量子化ベクトルに対応する
符号および判別結果を表す判別情報を送信回路８に出力
する。判別結果がＩＲＳ特性の場合、判別回路５は算出
した誤差ベクトルを第４の量子化回路７に出力するとと
もに、誤差ベクトルの算出の基礎となった量子化ベクト
ルに対応する符号および判別結果を表す判別情報を送信
回路８に出力する。
【００２２】第３のの量子化回路６は第１の量子化回路
３の誤差ベクトルを量子化すべくＦＬＡＴ特性用に設計
されており、判別回路５から出力された判別結果に基づ
き引き渡された誤差ベクトルを量子化し、量子化した誤
差ベクトルに対応する符号を送信回路８に出力する。
３の誤差ベクトルを量子化すべくＦＬＡＴ特性用に設計
されており、判別回路５から出力された判別結果に基づ
き引き渡された誤差ベクトルを量子化し、量子化した誤
差ベクトルに対応する符号を送信回路８に出力する。
【００２３】第４の量子化回路７は第２の量子化回路４
の誤差ベクトルを量子化すべくＩＲＳ特性用に設計され
ており、判別回路５から出力された判別結果に基づき引
き渡された誤差ベクトルを量子化し、量子化した誤差ベ
クトルに対応する符号を送信回路８に出力する。
の誤差ベクトルを量子化すべくＩＲＳ特性用に設計され
ており、判別回路５から出力された判別結果に基づき引
き渡された誤差ベクトルを量子化し、量子化した誤差ベ
クトルに対応する符号を送信回路８に出力する。
【００２４】送信回路８は、判別回路５から渡された符
号および判別結果を表す判別情報と、第３の量子化回路
６あるいは第４の量子化回路７のどちらかから得られる
符号とを復号化装置に送信する。
号および判別結果を表す判別情報と、第３の量子化回路
６あるいは第４の量子化回路７のどちらかから得られる
符号とを復号化装置に送信する。
【００２５】復号化装置の受信回路９は、送信回路８か
ら伝送された符号と判別情報とを受信する。受信した判
別情報がＦＬＡＴ特性を示している場合、受信回路９
は、受信した符号を第１の逆量子化回路１０と第３の逆
量子化回路１１とに出力する。受信した判別情報がＩＲ
Ｓ特性を示している場合、受信回路９は、受信した符号
を第２の逆量子化器１２と第４の逆量子化器１３とに出
力する。
ら伝送された符号と判別情報とを受信する。受信した判
別情報がＦＬＡＴ特性を示している場合、受信回路９
は、受信した符号を第１の逆量子化回路１０と第３の逆
量子化回路１１とに出力する。受信した判別情報がＩＲ
Ｓ特性を示している場合、受信回路９は、受信した符号
を第２の逆量子化器１２と第４の逆量子化器１３とに出
力する。
【００２６】第１の逆量子化回路１０は、第１の量子化
回路３の量子化に対応する逆量子化を行い、第３の逆量
子化回路１１は、第３の量子化回路３の量子化に対応す
る逆量子化を行う。また、第２の逆量子化回路１２は、
第２の量子化回路４の量子化に対応する逆量子化を行
い、第４の逆量子化回路１３は、第４の量子化回路７の
量子化に対応する逆量子化を行う。
回路３の量子化に対応する逆量子化を行い、第３の逆量
子化回路１１は、第３の量子化回路３の量子化に対応す
る逆量子化を行う。また、第２の逆量子化回路１２は、
第２の量子化回路４の量子化に対応する逆量子化を行
い、第４の逆量子化回路１３は、第４の量子化回路７の
量子化に対応する逆量子化を行う。
【００２７】第１の加算回路１４は、第１の逆量子化回
路１０からの量子化ベクトルと、第３の逆量子化回路１
１からの量子化ベクトルとを加算し、出力端子１６に出
力する。第２の加算回路１５は、第２の逆量子化回路１
２からの量子化ベクトルと、第４の逆量子化回路１３か
らの量子化ベクトルとを加算し、出力端子１６に出力す
る。
路１０からの量子化ベクトルと、第３の逆量子化回路１
１からの量子化ベクトルとを加算し、出力端子１６に出
力する。第２の加算回路１５は、第２の逆量子化回路１
２からの量子化ベクトルと、第４の逆量子化回路１３か
らの量子化ベクトルとを加算し、出力端子１６に出力す
る。
【００２８】上述した実施例は、入力音声の周波数特性
が２種類の場合の例であるが、周波数特性の数Ｐを増や
す方法は容易に類推可能である。さらに、周波数特性の
数Ｐを増やした場合には、判別回路５において、周波数
特性の候補のＫ個（Ｋ＜Ｐ）を残し、それぞれの候補に
対して、以後の量子化処理を行ない、最終的な量子化結
果により、対応する周波数特性と該当する符号を決定す
ることも可能である。次に本発明の第２の実施例につい
て図２を参照して説明する。入力音声の周波数特性は、
処理を行なうフレーム単位で変化するものではなく、音
声パラメータ符号化装置への入力音声全体に依存するも
のである。そこで、判別回路において、入力音声がＦＬ
ＡＴ特性あるいはＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性
を有するものかを判別する際に、過去の判別結果を用い
て、例えば、現在の評価値を過去の判別結果により重み
付けを行ない現フレームの判別を行なうことにより、判
別誤りによる音声パラメータ符号化器の性能劣化をさら
に低減することができる。なお、本実施例の説明を簡単
にするために、全体の説明は省略し、過去の判別結果を
用いた判別回路５の動作についてのみ説明する。他の構
成要素の動作は、上述した図１の実施例と同様である。
が２種類の場合の例であるが、周波数特性の数Ｐを増や
す方法は容易に類推可能である。さらに、周波数特性の
数Ｐを増やした場合には、判別回路５において、周波数
特性の候補のＫ個（Ｋ＜Ｐ）を残し、それぞれの候補に
対して、以後の量子化処理を行ない、最終的な量子化結
果により、対応する周波数特性と該当する符号を決定す
ることも可能である。次に本発明の第２の実施例につい
て図２を参照して説明する。入力音声の周波数特性は、
処理を行なうフレーム単位で変化するものではなく、音
声パラメータ符号化装置への入力音声全体に依存するも
のである。そこで、判別回路において、入力音声がＦＬ
ＡＴ特性あるいはＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性
を有するものかを判別する際に、過去の判別結果を用い
て、例えば、現在の評価値を過去の判別結果により重み
付けを行ない現フレームの判別を行なうことにより、判
別誤りによる音声パラメータ符号化器の性能劣化をさら
に低減することができる。なお、本実施例の説明を簡単
にするために、全体の説明は省略し、過去の判別結果を
用いた判別回路５の動作についてのみ説明する。他の構
成要素の動作は、上述した図１の実施例と同様である。
【００２９】判別回路２５では、遅延回路２５ａを介し
て得られる過去の判別結果と第１の量子化回路３の量子
化ベクトルと第２の量子化回路４の量子化ベクトルと入
力ベクトルを用いて、入力音声がＦＬＡＴ特性あるいは
ＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性を有するものかを
判別し、判別された特性の量子化ベクトルを入力ベクト
ルから減算した誤差ベクトルを第３の量子化回路６ある
いは第４の量子化回路７のどちらかに、判別結果に基づ
いて出力する。また、対応する符号と判別結果を表す判
別情報を送信回路８に出力する。
て得られる過去の判別結果と第１の量子化回路３の量子
化ベクトルと第２の量子化回路４の量子化ベクトルと入
力ベクトルを用いて、入力音声がＦＬＡＴ特性あるいは
ＩＲＳ特性のうちどちらの周波数特性を有するものかを
判別し、判別された特性の量子化ベクトルを入力ベクト
ルから減算した誤差ベクトルを第３の量子化回路６ある
いは第４の量子化回路７のどちらかに、判別結果に基づ
いて出力する。また、対応する符号と判別結果を表す判
別情報を送信回路８に出力する。
【００３０】過去の判別結果による現在の評価値の重み
付け方法としては、例えば、次に示すような方法が挙げ
られる。ここで、評価値としては、第１の、第２の量子
化回路から得られる量子化ベクトルと入力ベクトルの２
乗距離を用いた場合を例として示す。 （１）過去の判別結果と同じ周波数特性用の量子化ベク
トルに対する重み付け係数は、予め定めた値Ｗ（Ｗ＜
１．０、例えば０．８）として、他の周波数特性用の量
子化ベクトルに対する重み付け係数は１．０とする。 （２）同一の判別結果が連続する場合は、その連続した
フレームの数ｘにより重み付け係数Ｗ（ｘ）を変化させ
る。例えば、重み付け係数Ｗ（ｘ）を予めＷ（０）＝
１．０，Ｗ（１）＝０．９，Ｗ（２）＝０．８，…，Ｗ
（５）＝０．５とすれば良い。この例の場合において、
同一判別結果の繰り返し数ｘが５よりも大きい時は、ｘ
＝５とする。このような方法に従って、過去の判別結果
を用いて、入力音声の周波数特性を判別することによ
り、連続したフレーム中で判別値を安定化させることが
できる。
付け方法としては、例えば、次に示すような方法が挙げ
られる。ここで、評価値としては、第１の、第２の量子
化回路から得られる量子化ベクトルと入力ベクトルの２
乗距離を用いた場合を例として示す。 （１）過去の判別結果と同じ周波数特性用の量子化ベク
トルに対する重み付け係数は、予め定めた値Ｗ（Ｗ＜
１．０、例えば０．８）として、他の周波数特性用の量
子化ベクトルに対する重み付け係数は１．０とする。 （２）同一の判別結果が連続する場合は、その連続した
フレームの数ｘにより重み付け係数Ｗ（ｘ）を変化させ
る。例えば、重み付け係数Ｗ（ｘ）を予めＷ（０）＝
１．０，Ｗ（１）＝０．９，Ｗ（２）＝０．８，…，Ｗ
（５）＝０．５とすれば良い。この例の場合において、
同一判別結果の繰り返し数ｘが５よりも大きい時は、ｘ
＝５とする。このような方法に従って、過去の判別結果
を用いて、入力音声の周波数特性を判別することによ
り、連続したフレーム中で判別値を安定化させることが
できる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、入力ベ
クトルがどの周波数特性に属するのかを判別し、その判
別結果により、以後の量子化回路の動作を判別された周
波数特性用の量子化回路のみに限定するため、演算量を
低減することができ、かつ、性能劣化を抑えることがで
きる。
クトルがどの周波数特性に属するのかを判別し、その判
別結果により、以後の量子化回路の動作を判別された周
波数特性用の量子化回路のみに限定するため、演算量を
低減することができ、かつ、性能劣化を抑えることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音声信号伝送システムの一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】従来例を示す構成図である。
１ 入力端子 ２ スペクトルパラメータ抽出回路 ３ 第１の量子化回路 ４ 第２の量子化回路 ５，２５ 判別回路 ６ 第３の量子化回路 ７ 第４の量子化回路 ８ 送信回路 ９ 受信回路 １０ 第１の逆量子化回路 １１ 第３の逆量子化回路 １２ 第２の逆量子化回路 １３ 第４の逆量子化回路 １４ 第１の加算回路 １５ 第２の加算回路 １６ 出力端子 ２５ａ 遅延回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 14/04 G10L 3/00,7/00,9/18 H03M 7/30
Claims (3)
- 【請求項１】 音声入力信号のスペクトル包絡を表す音
声パラメータを一定時間間隔のフレーム毎に算出するス
ペクトルパラメータ抽出回路と、 前記音声入力信号が第１の周波数特性を有するものとし
て前記音声パラメータの量子化のために形成されてお
り、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出力された
音声パラメータを量子化し、第１の量子化ベクトルを出
力するとともに、前記第１の量子化ベクトルを示す第１
の符号を出力する第１の量子化回路と、 前記音声入力信号が第２の周波数特性を有するものとし
て前記音声パラメータの量子化のために形成されてお
り、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出力された
音声パラメータを量子化し、第２の量子化ベクトルを出
力するとともに、前記第２の量子化ベクトルを示す第２
の符号を出力する第２の量子化回路と、 前記第１，第２の量子化ベクトルおよび前記スペクトル
パラメータ抽出回路より出力された音声パラメータを入
力し、前記第１，第２の量子化ベクトルのうち前記スペ
クトルパラメータ抽出回路より出力された音声パラメー
タに近い方を、過去で行なった判別結果による重み付け
を加味して判別選択し、選択した第１または第２の量子
化ベクトルと、前記スペクトルパラメータ抽出回路より
出力された音声パラメータとの差分を誤差ベクトルとし
て算出し、前記選択した第１または第２の量子化ベクト
ルを示す第１の符号または第２の符号を判別情報ととも
に出力し、かつ、前記第１の量子化ベクトルを選択した
ときは、算出した誤差ベクトルを第１のルートに出力
し、前記第２の量子化ベクトルを選択したときは、算出
した誤差ベクトルを第２のルートに出力する判別回路
と、前記判別回路から出力された判別情報を一旦保持してか
ら前記過去で行なった判別結果として前記判別回路に対
して出力する遅延回路と、 前記判別回路から誤差ベクトルが第１のルートに出力さ
れると、出力された誤差ベクトルを量子化し、量子化し
た量子化ベクトルに対応する第３の符号を出力する第３
の量子化回路と、 前記判別回路から誤差ベクトルが第２のルートに出力さ
れると、出力された誤差ベクトルを量子化し、量子化し
た量子化ベクトルに対応する第４の符号を出力する第４
の量子化回路と、 前記判別回路が出力した第１または第２の符号と、判別
情報と、第３または第４の量子化回路が出力した第３ま
たは第４の符号とを入力し、伝送路に出力する送信回路
とを有する音声パラメータ符号化装置。 - 【請求項２】 音声入力信号のスペクトル包絡を表す音
声パラメータを一定時間間隔のフレーム毎に算出するス
ペクトルパラメータ抽出回路と、前記音声入力信号が第
１の周波数特性を有するものとして前記音声パラメータ
の量子化のために形成されており、前記スペクトルパラ
メータ抽出回路より出力された音声パラメータを量子化
し、第１の量子化ベクトルを出力するとともに、前記第
１の量子化ベクトルを示す第１の符号を出力する第１の
量子化回路と、前記音声入力信号が第２の周波数特性を
有するものとして前記音声パラメータの量子化のために
形成されており、前記スペクトルパラメータ抽出回路よ
り出力された音声パラメータを量子化し、第２の量子化
ベクトルを出力するとともに、前記第２の量子化ベクト
ルを示す第２の符号を出力する第２の量子化回路と、前
記第１，第２の量子化ベクトルおよび前記スペクトルパ
ラメータ抽出回路より出力された音声パラメータを入力
し、前記第１，第２の量子化ベクトルのうち前記スペク
トルパラメータ抽出回路より出力された音声パラメータ
に近い方を、過去で行なった判別結果による重み付けを
加味して判別選択し、選択した第１または第２の量子化
ベクトルと、前記スペクトルパラメータ抽出回路より出
力された音声パラメータとの差分を誤差ベクトルとして
算出し、前記選択した第１または第２の量子化ベクトル
を示す第１の符号または第２の符号を判別情報とともに
出力し、かつ、前記第１の量子化ベクトルを選択したと
きは、算出した誤差ベクトルを第１のルートに出力し、
前記第２の量子化ベクトルを選択したときは、算出した
誤差ベクトルを第２のルートに出力する判別回路と、前
記判別回路から出力された判別情報を一旦保持してから
前記過去で行なった判別結果として前記判別回路に対し
て出力する遅延回路と、前記判別回路から誤差ベクトル
が第１のルートに出力されると、出力された誤差ベクト
ルを量子化し、量子化した量子化ベクトルに対応する第
３の符号を出力する第３の量子化回路と、前記判別回路
から誤差ベクトルが第２のルートに出力されると、出力
された誤差ベクトルを量子化し、量子化した量子化ベク
トルに対応する第４の符号を出力する第４の量子化回路
と、前記判別回路が出力した第１または第２の符号と、
判別情報と、第３または第４の量子化回路が出力した第
３または第４の符号とを入力し、伝送路に出力する送信
回路とを有する音声パラメータ符号化装置からの伝送信
号を複号する音声パラメータ複号化装置であって、 前記伝送信号を受信し、前記判別情報から前記伝送信号
が前記第１，第３の量子化回路からのものか、あるいは
前記第２，第４の量子化回路のものか判別し、判別の結
果、前記伝送信号が前記第１，第３の量子化回路からの
ものである場合には、前記伝送信号を第３のルートに出
力し、前記第２，第４の量子化回路からのものである場
合には、前記伝送信号を第４のルートに出力する受信回
路と、 前記伝送信号が第３のルートに出力されたとき、第１の
符号を逆量子化する第１の逆量子化回路および第３の符
号を逆量子化する第３の逆量子化回路ならびに第１，第
３の逆量子化回路の出力の加算を行い出力端子に出力す
る第１の加算回路と、 前記伝送信号が第４のルートに出力されたとき、第２の
符号を逆量子化する第２の逆量子化回路および第４の符
号を逆量子化する第４の逆量子化回路ならびに第２，第
４の逆量子化回路の出力の加算を行い前記出力端子に出
力する第２の加算回路とを有する音声パラメータ複号化
装置。 - 【請求項３】 請求項１の音声パラメータ符号装置と、
請求項２の音声パラメータ複号化装置と、請求項１の音
声パラメータ符号装置の送信回路と請求項２の音声パラ
メータ複号化装置の受信回路とを接続する伝送路とから
なる音声信号伝送システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005090A JP2982637B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | スペクトルパラメータを用いた音声信号伝送システムおよびそれに用いられる音声パラメータ符号化装置および復号化装置 |
| US08/584,950 US5734679A (en) | 1995-01-17 | 1996-01-16 | Voice signal transmission system using spectral parameter and voice parameter encoding apparatus and decoding apparatus used for the voice signal transmission system |
| CA002167327A CA2167327C (en) | 1995-01-17 | 1996-01-16 | Voice signal transmission system using spectral parameter and voice parameter encoding apparatus and decoding apparatus used for the voice signal transmission system |
| EP96100660A EP0723257B1 (en) | 1995-01-17 | 1996-01-17 | Voice signal transmission system using spectral parameter and voice parameter encoding apparatus and decoding apparatus used for the voice signal transmission system |
| DE69620808T DE69620808T2 (de) | 1995-01-17 | 1996-01-17 | System zur Signalübertragung mittels spektraler Parameter und Vorrichtung zur Kodierung und Dekodierung von Sprachparametern dafür |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005090A JP2982637B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | スペクトルパラメータを用いた音声信号伝送システムおよびそれに用いられる音声パラメータ符号化装置および復号化装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195722A JPH08195722A (ja) | 1996-07-30 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0723257B1 (ja) |
| JP (1) | JP2982637B2 (ja) |
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| WO2003073741A2 (en) * | 2002-02-21 | 2003-09-04 | The Regents Of The University Of California | Scalable compression of audio and other signals |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2605256B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1997-04-30 | 日本電気株式会社 | Ｌｓｐパタンマツチングボコーダ |
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| JP3151874B2 (ja) * | 1991-02-26 | 2001-04-03 | 日本電気株式会社 | 音声パラメータ符号化方式および装置 |
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| JP3088163B2 (ja) * | 1991-12-18 | 2000-09-18 | 沖電気工業株式会社 | Ｌｓｐ係数の量子化方法 |
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- 1995-01-17 JP JP7005090A patent/JP2982637B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1996-01-17 DE DE69620808T patent/DE69620808T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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