JP3011447B2 - 帯域分割符号化装置 - Google Patents
帯域分割符号化装置Info
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- JP3011447B2 JP3011447B2 JP2252363A JP25236390A JP3011447B2 JP 3011447 B2 JP3011447 B2 JP 3011447B2 JP 2252363 A JP2252363 A JP 2252363A JP 25236390 A JP25236390 A JP 25236390A JP 3011447 B2 JP3011447 B2 JP 3011447B2
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- power
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は音声ICレコーダ等に用いられるデジタルの音
声信号を符号化する帯域分割符号化装置に関する。
声信号を符号化する帯域分割符号化装置に関する。
（ロ）従来の技術 従来よりデジタルの音声信号を圧縮符号化する際、い
くつかのサブバンドに分割して符号化する方法がある。
くつかのサブバンドに分割して符号化する方法がある。
これはその例として、IBMのSpilit−Band Voice Codi
ng Scheme（IEEE CASSP 1977 MAY）を用いて説明する。
入力されたデジタルの音声信号はまず帯域分割フィルタ
群（QMFフィルタ）によって分割され、分割されたデジ
タルの音声信号の各々は、通過帯域の中心周波数だけ下
に周波数シフトされ、それを帯域通過フィルタの帯域幅
から決まる標本化周波数でダウンサンプリングして、そ
の結果をブロック毎の前向き適応PCM符号で符号化する
ものである。
ng Scheme（IEEE CASSP 1977 MAY）を用いて説明する。
入力されたデジタルの音声信号はまず帯域分割フィルタ
群（QMFフィルタ）によって分割され、分割されたデジ
タルの音声信号の各々は、通過帯域の中心周波数だけ下
に周波数シフトされ、それを帯域通過フィルタの帯域幅
から決まる標本化周波数でダウンサンプリングして、そ
の結果をブロック毎の前向き適応PCM符号で符号化する
ものである。
復号部では各帯域毎に逆の操作をして各帯域毎の帯域
通過信号を作成し、それらを足し合わせて出力音声波形
とするものである。
通過信号を作成し、それらを足し合わせて出力音声波形
とするものである。
この方式の利点としては （１）帯域毎にビット配分を効果的に行うことが容易で
ある。
ある。
（２）各帯域の量子化誤差は、その帯域の信号のみに関
係し、その帯域の電力が小さい場合は例えば量子化歪み
が多くとも全体の信号からみると僅かな誤差でしかな
い。
係し、その帯域の電力が小さい場合は例えば量子化歪み
が多くとも全体の信号からみると僅かな誤差でしかな
い。
（３）各帯域の量子化誤差は、理想的には白色雑音とな
り周波数スペクトル的に広く拡がり、その一部しかその
帯域に落ちない。
り周波数スペクトル的に広く拡がり、その一部しかその
帯域に落ちない。
などが挙げられる。
また、上記（１）（２）より各帯域に割り当てる１サ
ンプル当りのビット数をその帯域の信号の電力に応じて
変化させていくことが望ましいことが分かるが、一般に
は、処理が複雑になるため低域に多く高域に少なく、例
えば４バンドの場合4,2,2,2など固定のビット数を割り
当てるのが普通である。
ンプル当りのビット数をその帯域の信号の電力に応じて
変化させていくことが望ましいことが分かるが、一般に
は、処理が複雑になるため低域に多く高域に少なく、例
えば４バンドの場合4,2,2,2など固定のビット数を割り
当てるのが普通である。
また、適応的に変化させる場合もあるが、その場合は
以下の式に従って分割するのが最も適当とされており、
この計算を行うためには、非常に複雑な装置を必要とし
た。
以下の式に従って分割するのが最も適当とされており、
この計算を行うためには、非常に複雑な装置を必要とし
た。
ｉ＝Ui/Wi ここでは１サンプル当りの平均ビットレート Riはｉバンドの１サンプル当りに割り当てるビット
数 Uiはｉバンドの電力 Wiはｉバンドの帯域幅比率 （ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は帯域分割符号化装置において、簡単な処理だ
けで各帯域に割り当てるビット数をその時の信号に最も
効率の良いように適応させる高能率の符号化装置を提供
するものである。
数 Uiはｉバンドの電力 Wiはｉバンドの帯域幅比率 （ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は帯域分割符号化装置において、簡単な処理だ
けで各帯域に割り当てるビット数をその時の信号に最も
効率の良いように適応させる高能率の符号化装置を提供
するものである。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するためのものであって、音
声信号等のデジタル信号を複数の帯域に分割する帯域分
割フィルタと、該帯域分割フィルタで分割された各帯域
毎の電力を求める電力算出手段と、該電力算出手段で算
出した電力を２２σの形に量子化する電力量子化手段
と、前記帯域分割フィルタで分割された各帯域の信号を
前記電力量子化手段で量子化された電力の平方根を用い
て正規化する正規化手段と、前記σの値により各帯域毎
の量子化ビット数を割り当てる量子化割り当て手段と、
該量子化割り当て手段で割り当てられた量子化ビット数
に応じて前記正規化手段で正規化された信号を量子化す
る量子化手段と、を備えた帯域分割符号化装置を提供す
るものである。
声信号等のデジタル信号を複数の帯域に分割する帯域分
割フィルタと、該帯域分割フィルタで分割された各帯域
毎の電力を求める電力算出手段と、該電力算出手段で算
出した電力を２２σの形に量子化する電力量子化手段
と、前記帯域分割フィルタで分割された各帯域の信号を
前記電力量子化手段で量子化された電力の平方根を用い
て正規化する正規化手段と、前記σの値により各帯域毎
の量子化ビット数を割り当てる量子化割り当て手段と、
該量子化割り当て手段で割り当てられた量子化ビット数
に応じて前記正規化手段で正規化された信号を量子化す
る量子化手段と、を備えた帯域分割符号化装置を提供す
るものである。
（ホ）作用 上記の手段によって、各帯域に割り当てるビット数を
入力信号に応じて適応的に求めることができる。
入力信号に応じて適応的に求めることができる。
（ヘ）実施例 次に本発明の一実施例を第１図のブロック図を用いて
説明する。（１）はQMFフィルタで、入力音声をサンプ
リング周波数の1/4の周波数で高域と低域に分け、サン
プリング周波数の1/2にダウンサンプリングするもの
で、本実施例ではQMFフィルタ（１）を２段に用いるこ
とで入力音声を４つの帯域に分割すると共に該フィルタ
（１）の出力をベースバンドに落としている。（２）は
各帯域毎に帯域分割された音声を数サンプルごとブロッ
クにまとめ、そのブロック内の電力を計算する電力算出
手段である。（３）は計算された電力を２２σに量子化
する量子化手段で、実際には電力を２進数で表し最も左
に１の立っているところを捜し、それが右から何ビット
目であるかを調べその値から１を引き２で割ることによ
って各帯域毎のσｉを求める。（４）は１ブロック内の
電力が１になるように正規化する正規化手段で、ダイナ
ミックレンジの広いデジタルの音声信号に対してクリア
に量子化することが可能となり、実際には各帯域の信号
をその帯域の量子化された電力の平方根（つまり２σ）
で割ることによって求めることができる。（５）は後述
する各帯域の量子化器で用いる量子化ビットを割り当て
る量子化割り当て手段で、各帯域のσｉを用いて以下の
式により割り当てることができる。
説明する。（１）はQMFフィルタで、入力音声をサンプ
リング周波数の1/4の周波数で高域と低域に分け、サン
プリング周波数の1/2にダウンサンプリングするもの
で、本実施例ではQMFフィルタ（１）を２段に用いるこ
とで入力音声を４つの帯域に分割すると共に該フィルタ
（１）の出力をベースバンドに落としている。（２）は
各帯域毎に帯域分割された音声を数サンプルごとブロッ
クにまとめ、そのブロック内の電力を計算する電力算出
手段である。（３）は計算された電力を２２σに量子化
する量子化手段で、実際には電力を２進数で表し最も左
に１の立っているところを捜し、それが右から何ビット
目であるかを調べその値から１を引き２で割ることによ
って各帯域毎のσｉを求める。（４）は１ブロック内の
電力が１になるように正規化する正規化手段で、ダイナ
ミックレンジの広いデジタルの音声信号に対してクリア
に量子化することが可能となり、実際には各帯域の信号
をその帯域の量子化された電力の平方根（つまり２σ）
で割ることによって求めることができる。（５）は後述
する各帯域の量子化器で用いる量子化ビットを割り当て
る量子化割り当て手段で、各帯域のσｉを用いて以下の
式により割り当てることができる。
Wi＝1/4とすると、 Ri＝＋σｉ−（σ１＋σ２＋σ３＋σ４）/4 ここで、Riはｉ帯域の１サンプルに割り当てられる量子
化ビット数、は１サンプルに割り当てられる量子化ビ
ット数を全体域で平均したものである。また実際にはRi
は少数や負の数で求められる場合もあるためそれらの数
字を正の整数にする簡単な条件文も必要である。（６）
は量子化割り当て手段（５）で割り当てられた量子化ビ
ット数に応じて正規化手段（４）で正規化された信号を
量子化する量子化手段、（７）は各帯域の量子化された
符号及び補助情報σｉを多重化するマルチプレクサであ
る。（８）は該マルチプレクサ（７）からの信号を各帯
域の符号及び補助情報σｉに分割するデマルチプレクサ
である。（９）は量子化割り当て手段（５）と同様にビ
ット割り当てを計算する復号化割り当て手段、（10）は
各帯域の量子化された符号を復号化する復号化手段、
（11）各帯域毎の電力を復号化する電力復号化手段、
（12）は復号化された電力を用いて正規化されている信
号を元に戻す戻し手段、（13）は復元側のQMFフィルタ
であって、帯域分割されてダウンサンプリングされてい
る信号を高域変換及び帯域結合するのである。
化ビット数、は１サンプルに割り当てられる量子化ビ
ット数を全体域で平均したものである。また実際にはRi
は少数や負の数で求められる場合もあるためそれらの数
字を正の整数にする簡単な条件文も必要である。（６）
は量子化割り当て手段（５）で割り当てられた量子化ビ
ット数に応じて正規化手段（４）で正規化された信号を
量子化する量子化手段、（７）は各帯域の量子化された
符号及び補助情報σｉを多重化するマルチプレクサであ
る。（８）は該マルチプレクサ（７）からの信号を各帯
域の符号及び補助情報σｉに分割するデマルチプレクサ
である。（９）は量子化割り当て手段（５）と同様にビ
ット割り当てを計算する復号化割り当て手段、（10）は
各帯域の量子化された符号を復号化する復号化手段、
（11）各帯域毎の電力を復号化する電力復号化手段、
（12）は復号化された電力を用いて正規化されている信
号を元に戻す戻し手段、（13）は復元側のQMFフィルタ
であって、帯域分割されてダウンサンプリングされてい
る信号を高域変換及び帯域結合するのである。
どんな音声に対しても前記フィルタ（１）で帯域分割
を行って各帯域毎の電力を求め、量子化手段（６）でそ
の値を２２σに量子化することにより、σ値に基ずい
て、各帯域に割り当てる量子化ビットを量子化割り当て
手段（５）で適応的に制御できるので最適な符号化を行
うことができる。さらに先の操作と逆の操作をたどるこ
とにより、符号化された信号を元のデジタルの音声信号
に復号することができる。
を行って各帯域毎の電力を求め、量子化手段（６）でそ
の値を２２σに量子化することにより、σ値に基ずい
て、各帯域に割り当てる量子化ビットを量子化割り当て
手段（５）で適応的に制御できるので最適な符号化を行
うことができる。さらに先の操作と逆の操作をたどるこ
とにより、符号化された信号を元のデジタルの音声信号
に復号することができる。
（ト）発明の効果 本発明装置によるとデジタルの音声信号を帯域分割し
てする際に、各帯域毎の電力を求めその値を２２σに量
子化することにより各帯域に割り当てる量子化ビットを
適応的に制御することが可能となり、どんな音声に対し
ても最適に符号化することができるので極めて有益であ
る。
てする際に、各帯域毎の電力を求めその値を２２σに量
子化することにより各帯域に割り当てる量子化ビットを
適応的に制御することが可能となり、どんな音声に対し
ても最適に符号化することができるので極めて有益であ
る。
第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのブロッ
ク図である。 （１）……帯域分割（QMF）フィルタ、（２）……電力
算出手段、（５）……量子化ビット制御部（量子化ビッ
ト割り当て手段）、（６）……量子化手段。
ク図である。 （１）……帯域分割（QMF）フィルタ、（２）……電力
算出手段、（５）……量子化ビット制御部（量子化ビッ
ト割り当て手段）、（６）……量子化手段。
Claims (1)
- 【請求項１】音声信号等のデジタル信号を複数の帯域に
分割する帯域分割フィルタと、該帯域分割フィルタで分
割された各帯域毎の電力を求める電力算出手段と、該電
力算出手段で算出した電力を２２σの形に量子化する電
力量子化手段と、前記帯域分割フィルタで分割された各
帯域の信号を前記電力量子化手段で量子化された電力の
平方根を用いて正規化する正規化手段と、前記σの値に
より各帯域毎の量子化ビット数を割り当てる量子化割り
当て手段と、該量子化割り当て手段で割り当てられた量
子化ビット数に応じて前記正規化手段で正規化された信
号を量子化する量子化手段と、を備えた帯域分割符号化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252363A JP3011447B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 帯域分割符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252363A JP3011447B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 帯域分割符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129430A JPH04129430A (ja) | 1992-04-30 |
| JP3011447B2 true JP3011447B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=17236254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2252363A Expired - Fee Related JP3011447B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 帯域分割符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011447B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995032499A1 (fr) * | 1994-05-25 | 1995-11-30 | Sony Corporation | Procede de codage, procede de decodage, procede de codage-decodage, codeur, decodeur et codeur-decodeur |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2252363A patent/JP3011447B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04129430A (ja) | 1992-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |