JP3052274B2 - LSP quantization method - Google Patents

LSP quantization method

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JP3052274B2
JP3052274B2 JP5110160A JP11016093A JP3052274B2 JP 3052274 B2 JP3052274 B2 JP 3052274B2 JP 5110160 A JP5110160 A JP 5110160A JP 11016093 A JP11016093 A JP 11016093A JP 3052274 B2 JP3052274 B2 JP 3052274B2
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quantization
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俊雄 三木
智之 大矢
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Abstract

PURPOSE:To decrease both the memory capacity of a code book and the frequency of product sum arithmetic of distance calculation and to stop an increase in quantization distortion. CONSTITUTION:Each encoded frame consists of plural subframes and respective LSPs(line spectrum pair) of the subframes are represented with matrixes at every encoded frame; and the LSP matrixes are divided by a matrix divider 12 into low-range, intermediate-range, and high-range submatrixes. The low- range submatrix is quantized by a matrix quantization part 13 by using a low- range candidate code book 14 and the quantized code is outputted to a composition part 15 and also inversely quantized by an inverse quantization part 16. A difference processing part 17 subtracts the inverse quantaized value of the LSP parameter of the highest degree of the submatrix from the LSP parameter of the lowest degree of the intermediate-range submatrix; and the intermediate- range submatrix after the subtraction processing is equantized by a quantization part 18 and the high-range submatrix is equantized by a quantization part 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディジタル通信や音声蓄
積における符号化方法に用いられ、線形予測符号化にお
けるLSP(線スペクトル対)を量子化する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for quantizing an LSP (line spectrum pair) in a linear predictive coding, which is used in a coding method in digital communication and voice storage.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル通信や音声蓄積をねらいとし
て、CELP等の高能率な線形予測符号化技術が広く用
いられている。ここでは、音声の冗長度を圧縮するため
に、数msから数10msの時間幅(符号化フレーム)
で線形予測係数、音声電力、ピッチ情報などのパラメー
タ情報を抽出し符号化している。中でも、線形予測係数
は音声品質を大きく左右する重要なパラメータであるた
め、高能率、即ち少ないビット数で歪みの小さい量子化
を行う必要がある。このため、LSP(線スペクトル
対)と呼ばれる、数学的に等価で且つ量子化効率の良い
パラメータに変換することが多い。
2. Description of the Related Art High efficiency linear prediction coding techniques such as CELP are widely used for digital communication and voice storage. Here, in order to compress the redundancy of voice, a time width of several ms to several tens ms (encoded frame)
Extracts and encodes parameter information such as linear prediction coefficients, audio power, and pitch information. Among them, the linear prediction coefficient is an important parameter that largely affects the voice quality, and therefore, it is necessary to perform high-efficiency quantization, that is, quantization with a small number of bits and small distortion. For this reason, it is often converted to a parameter called LSP (line spectrum pair) that is mathematically equivalent and has high quantization efficiency.

【0003】予測次数がN次の場合、LSPもN次の値
として得られる。また、符号化フレーム長が長く、複数
のM個の符号化サブフレームを採用している場合には、
LSPの時間変動に対応するため、M個のサブフレーム
における各LSPを求める必要がある。このようにM個
のLSPを符号化フレームごとに1つの符号として量子
化する方法としては従来においては、(1)M×N個別
のスカラ量子化する、(2)M個のN次元ベクトル量子
化する、(3)(M×N)次元マトリクス量子化する、
などがある。
[0003] When the predicted order is the Nth order, the LSP is also obtained as the Nth order value. Also, when the encoding frame length is long and a plurality of M encoding subframes are employed,
In order to cope with the time variation of the LSP, it is necessary to find each LSP in the M subframes. As described above, as a method of quantizing M LSPs as one code for each encoded frame, conventionally, (1) M × N individual scalar quantization is performed, and (2) M N-dimensional vector quantizations are performed. (3) (M × N) -dimensional matrix quantization,
and so on.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、(1)、
(2)の方法は量子化効率が低く所要ビット数が多くな
る欠点がある。(3)は最も高い効率が得られるが、候
補マトリクスの数が膨大になるため、メモリ量が膨大に
なる、量子化に必要な演算量が大きくなりすぎる。例え
ば予測次数(LSP次数)を10、符号化フレーム長を
40ms、サブフレーム長を20ms、とすると、符号
化フレームのLSPは、その2つのサブフレームのそれ
ぞれのLSPよりなる(2,10)次元のLSPマトリ
クスとして表わされる。候補マトリクスを表わす量子化
ビット数をNとすると、候補マトリクスコードブックの
メモリ容量は20×2N (ワード)となり、入力LSP
マトリクスが何れの候補マトリクスに近いかの距離計算
のための積和演算が20×2N回必要となる。N=30
の場合、20GWのメモリと20G回の積和演算が必要
となり、実現が困難となる。
However, (1),
The method (2) has a disadvantage that the quantization efficiency is low and the number of required bits is increased. In (3), the highest efficiency is obtained, but since the number of candidate matrices is enormous, the amount of memory becomes enormous, and the amount of computation required for quantization becomes too large. For example, if the prediction order (LSP order) is 10, the coding frame length is 40 ms, and the subframe length is 20 ms, the LSP of the coding frame is a (2,10) dimension composed of the respective LSPs of the two subframes. As an LSP matrix. Assuming that the number of quantization bits representing the candidate matrix is N, the memory capacity of the candidate matrix codebook is 20 × 2 N (words) and the input LSP
20 × 2 N sum-of-products operations are needed to calculate the distance to which of the candidate matrices the matrix is closer to. N = 30
In the case of (2), a memory of 20 GW and a product-sum operation of 20 G times are required, and it is difficult to realize.

【0005】この問題を解するため、LSPマトリクス
を複数の低い次元のサブマトリクスに分割して量子化す
ることが考えられる。しかし次元数の低下に伴い
(1),(2)と同様に量子化効率が低くなってしま
う。またベクトル間の相関を利用して予測誤差のみを順
次ベクトル量子化する方法も提案されているが、この場
合は一旦符号誤りが生じると、復号側では修復不可能な
誤差を生じる。
To solve this problem, it is conceivable to divide the LSP matrix into a plurality of low-dimensional sub-matrices and quantize them. However, as the number of dimensions decreases, the quantization efficiency decreases as in (1) and (2). In addition, a method of sequentially quantizing only the prediction error using the correlation between the vectors has been proposed, but in this case, once a code error occurs, an error that cannot be repaired on the decoding side occurs.

【0006】この発明の目的は候補マトリクスコードメ
モリの記憶容量が従来よりも少なくてすむLSP量子化
方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an LSP quantization method that requires a smaller storage capacity of a candidate matrix code memory than in the past.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、相隣合う次数のLSPパラメータ間に強い相関があ
ることを利用し、量子化されるべきLSPマトリクス
(入力LSPマトリクス)をLSPの次数方向において
2以上の複数のサブマトリクスに分割し、これら分割さ
れたサブマトリクスを、LSPの低次側のものから先に
量子化するが、その際に、量子化されたサブマトリクス
内の最高次のLSPパラメータの逆量子化値を、一段高
次側のサブマトリクスの最低次のLSPパラメータから
減じた後に、その高次側のサブマトリクスを量子化す
る。
According to the first aspect of the present invention, an LSP matrix to be quantized (input LSP matrix) is determined by utilizing the fact that there is a strong correlation between LSP parameters of adjacent orders. Is divided into two or more sub-matrices in the order direction, and these divided sub-matrices are quantized first from the low-order side of the LSP. After subtracting the inverse quantization value of the highest-order LSP parameter from the lowest-order LSP parameter of the one-stage higher-order submatrix, the higher-order submatrix is quantized.

【0008】このようにして高次側のサブマトリクスの
分散が圧縮され、結果として量子化歪が軽減される。請
求項3の発明によれば、入力LSPマトリクスをLSP
の次数方向において2以上の複数のサブマトリクスに分
割し、これら分割されたサブマトリクスをLSPの低次
側のものから先に量子化し、その際に量子化されたサブ
マトリクス内の最高次のLSPパラメータの逆量子化値
に基づき、一段高次側のサブマトリクスを量子化する候
補サブマトリクスコードブックを選択してその高次側サ
ブマトリクスを量子化する。
[0008] In this way, the variance of the higher-order sub-matrix is compressed, and as a result, quantization distortion is reduced. According to the third aspect of the present invention, the input LSP matrix is
Is divided into two or more sub-matrices in the order direction, and these divided sub-matrices are quantized first from the lower-order side of the LSP, and the highest-order LSP in the quantized sub-matrix is Based on the inverse quantization value of the parameter, a candidate sub-matrix codebook for quantizing the higher-order sub-matrix is selected and the higher-order sub-matrix is quantized.

【0009】請求項5の発明によれば、候補マトリクス
コードブックにおける各候補マトリクスを、それぞれサ
ブフレームの時刻と対応したものとの順を入れかえて複
数の候補マトリクスとし、これら複数の候補マトリクス
を用いて入力LSPマトリクスを量子化し、その量子化
符号を、候補マトリクスにおける時刻の順の入れかえ状
態を表わす第1インデクスと、時刻の順の入れかえを行
う前の候補マトリクスの番号を表わす第2インデクスで
表わす。請求項4の発明では候補マトリクスの入れかえ
の代りに、入力LSPマトリクスの入れかえを行う。
According to the fifth aspect of the present invention, each candidate matrix in the candidate matrix codebook is replaced with a plurality of candidate matrices in the order corresponding to the time of the subframe, and the plurality of candidate matrices are used. The input LSP matrix is quantized, and the quantized code is represented by a first index indicating a state of the permutation of time in the candidate matrix and a second index representing a number of the candidate matrix before permutation of the time in the candidate matrix. . According to the fourth aspect of the present invention, the input LSP matrix is replaced instead of replacing the candidate matrix.

【0010】[0010]

【実施例】図1に請求項1の実施例を示す。入力端子1
1からの入力LSPマトリクスはマトリクス分割器12
でLSPの次数方向において、この例では低域サブマト
リクスと、中域サブマトリクス、高域サブマトリクスと
に分割される。LSPの次数(予測次数)を10とし、
符号化フレームを二つのサブフレームで構成した場合を
例とし、個々のLSPパラメータをaij(i=1,2:
サブフレーム番号、j=1,2,…,10:LSP次
数)と表現する。入力LSPマトリクスは(2,10)
次元であり、これが例えば(2,2)次元の低域サブマ
トリクスと、(2,4)次元の中域サブマトリクスと、
(2,4)次元の高域サブマトリクスとに分割される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Input terminal 1
The input LSP matrix from 1 is a matrix divider 12
In this example, in the order direction of the LSP, the signal is divided into a low-frequency sub-matrix, a medium-frequency sub-matrix, and a high-frequency sub-matrix. Let the order of LSP (predicted order) be 10,
Assuming that the coded frame is composed of two subframes, each LSP parameter is represented by a ij (i = 1,2:
, 10: LSP order). The input LSP matrix is (2,10)
Dimensions, which are, for example, a (2,2) -dimensional low-pass sub-matrix, a (2,4) -dimensional mid-range sub-matrix,
It is divided into a (2, 4) -dimensional high-frequency sub-matrix.

【0011】低域サブマトリクス(a11,a12,a21
22)はマトリクス量子化部13で低域の候補コードブ
ック14の各低域候補マトリクスとの距離が計算され、
最も近い候補マトリクスを示すコードが決定され合成部
15へ供給される。つまり低域サブマトリクスが量子化
される。この量子化コードは逆量子化部16へも供給さ
れて逆量子化され、その最高次の逆量子化LSPパラメ
ータa12′,a22′ が差分処理部17へ供給され、中
域サブマトリクス(a13,a14,a15,a16,a23,a
24,a25,a26)中の最低次のLSPパラメータa13
23から最高次LSPパラメータの逆量子化値a 12′,
22′がそれぞれ減じられる。この差分処理された中域
サブマトリクス(a13−a12′,a14,a15,a16,a
23−a22′,a24,a25,a26)がマトリクス量子化部
18で、中域候補コードブック19を参照して量子化さ
れ、その結果が合成部15へ供給される。
The low-frequency sub-matrix (a11, A12, Atwenty one,
atwenty two) Is a matrix quantizer 13 for low-frequency candidate code
The distance from each low-frequency candidate matrix of the block 14 is calculated,
The code indicating the closest candidate matrix is determined and the combining unit
15. In other words, the low-frequency sub-matrix is quantized
Is done. This quantization code is also supplied to the inverse quantization unit 16.
Is dequantized, and the highest order dequantized LSP parameter is
Data a12', Atwenty two′ Is supplied to the difference processing unit 17,
Area sub-matrix (a13, A14, A15, A16, Atwenty three, A
twenty four, Atwenty five, A26) The lowest order LSP parameter a in13,
atwenty threeFrom the inverse quantization value a of the highest order LSP parameter 12′,
atwenty two'Are each reduced. This difference processed midrange
Submatrix (a13-A12', A14, A15, A16, A
twenty three-Atwenty two', Atwenty four, Atwenty five, A26) Is the matrix quantizer
In 18, quantization is performed with reference to the midrange candidate codebook 19.
The result is supplied to the synthesizing unit 15.

【0012】高域サブマトリクス(a17,a18,a19
110 ,a27,a28,a29,a210)はマトリクス量子化
部21で高域候補コードブック22を参照して量子化さ
れ、その結果が合成部15へ供給される。合成部15で
これに入力された3つの量子化コードが合成されて、入
力LSPマトリクスに対する量子化コードとして出力さ
れる。
The high-frequency sub-matrix (a 17 , a 18 , a 19 ,
a 110 , a 27 , a 28 , a 29 , a 210 ) are quantized by the matrix quantization section 21 with reference to the high-frequency candidate codebook 22, and the result is supplied to the synthesis section 15. The three quantization codes input thereto are synthesized by the synthesis unit 15 and output as a quantization code for the input LSP matrix.

【0013】低域候補コードブック14のメモリ容量は
4×210(ワード)、中域候補コードブック19、及び
高域候補コードブック22の各メモリ容量はそれぞれ8
×1010(ワード)となるから、全体でメモリ容量は2
0×210(ワード)となり、従来20×1030(ワー
ド)必要とした場合と比較して著しく少なくなる。また
距離計算のための積和演算も20×210回で済み、従来
より著しく少なくなる。
The memory capacity of the low band candidate codebook 14 is 4 × 2 10 (words), and the memory capacity of the middle band candidate codebook 19 and the high band candidate codebook 22 is 8 respectively.
× 10 10 (words), so the total memory capacity is 2
0 × 2 10 (words), which is significantly smaller than the conventional case where 20 × 10 30 (words) were required. Further, the product-sum operation for calculating the distance is only 20 × 2 10 times, which is remarkably less than the conventional case.

【0014】しかもLSPパラメータのa12とa13との
間、a22とa23との間には強い相関があるため、 (1)差分成分の候補マトリクスコードブックの分散が
小さくなる。 (2)低域LSPパラメータが復号音声のSNRを大き
く左右するため、通常低域に多くの量子化ビットが割り
当てられているから、逆量子化値a12′,a22′の量子
化歪が十分小さくなり、このため、前記差分を取って
も、その差分誤差も小さくなる。
[0014] Moreover between a 12 and a 13 in the LSP parameter, since there is a strong correlation between a 22 and a 23, (1) the dispersion of the candidate matrix codebook difference component is reduced. (2) Since the low band LSP parameter largely affects the SNR of the decoded speech, a large number of quantization bits are normally assigned to the low band, so that the quantization distortion of the inverse quantization values a 12 ′ and a 22 ′ is reduced. Therefore, even if the difference is obtained, the difference error becomes small.

【0015】従って前記のように差分量子化することに
より、量子化歪を大幅に軽減することができる。この発
明では低い帯域から先に量子化することになる、高域に
対しても同様に差分量子化を適用してよい。しかし
(1)予測次数の1/2より高い次数では隣接LSPパ
ラメータ間の相関が低い、(2)中域より高い次数では
量子化ビット数の割り当てが少なくなることが多く、そ
れだけ逆量子化値の量子化歪みが大きくなり、差分誤差
も大きくなる、ため、高域に対して適用する効果は比較
的小さく、LSP次数の1/2より低い次数に対応する
サブマトリクスに対してのみ差分量子化するのが効果的
である。
Therefore, by performing differential quantization as described above, quantization distortion can be greatly reduced. In the present invention, differential quantization may be applied to a high band, which is to be quantized first from a low band. However, (1) the correlation between adjacent LSP parameters is low for orders higher than 1/2 of the prediction order, and (2) the allocation of the number of quantization bits is often small for orders higher than the middle band, and the inverse quantization value Of the LSP order is relatively small, and the difference quantization is performed only for the sub-matrix corresponding to an order lower than 1/2 of the LSP order. It is effective to do.

【0016】図2に請求項3の発明の実施例を示す。こ
の場合も図1の場合と同様に入力LSPマトリクスは低
域サブマトリクスと、中域サブマトリクスと、高域サブ
マトリクスとに分割され、低域サブマトリクスは低域候
補コードブック14を参照してマトリクス量子化部13
で量子化され、その量子化コードは合成部15へ供給さ
れると共に逆量子化部16で逆量子化される。
FIG. 2 shows an embodiment of the third aspect of the present invention. Also in this case, as in the case of FIG. 1, the input LSP matrix is divided into a low-frequency sub-matrix, a medium-frequency sub-matrix, and a high-frequency sub-matrix. Matrix quantization unit 13
, And the quantized code is supplied to the synthesis unit 15 and inversely quantized by the inverse quantization unit 16.

【0017】この逆量子化LSPマトリクスの最高次の
パラメータa12′,a22′の大きさに応じて中域候補コ
ードブック191 ,192 ,193 ,194 の1つをコ
ードブック選択器24で選択し、その選択した中域候補
コードブックを用いて中域サブマトリクスをマトリクス
量子化部18で量子化する。即ちパラメータai2′が大
きな値の場合は高域側に片寄った分布を持つ候補コード
ブックが選択され、a i2′が小さな値の場合は低域側に
片寄った分布を持つ候補コードブックが選択される。い
ずれのコードブックも分布が狭いため、量子化歪が小さ
くなる。
The highest order of this inversely quantized LSP matrix
Parameter a12', Atwenty two
Book 191, 19Two, 19Three, 19FourOne of
Selected with the textbook selector 24, and the selected midrange candidate
Matrix midrange sub-matrix using codebook
The quantization is performed by the quantization unit 18. That is, the parameter ai2′ Is large
If the value is too large, the candidate code has a distribution that is biased toward the high frequency side.
A book is selected and a i2If ′ is a small value,
A candidate codebook having a biased distribution is selected. I
Because the distribution of the shifted codebook is also narrow, the quantization distortion is small.
It becomes.

【0018】このようにして選択された候補コードブッ
クを用いて中域サブマトリクスが量子化され、その量子
化コードは合成部15へ供給されると共に逆量子化部2
5で逆量子化される。その逆量子化された中域サブマト
リクス内の最高次パラメータai6′に応じて、高域候補
コードブック221 ,222 ,223 ,224 中の最適
なものがコードブック選択器26で、コードブック選択
器24と同様に選択される。その選択された高域候補コ
ードブックを用いて、高域サブマトリクスがマトリクス
量子化部21で量子化され、その量子化コードが合成部
15へ供給される。
The middle band sub-matrix is quantized using the candidate codebook selected in this manner, and the quantized code is supplied to the synthesizing unit 15 and the inverse quantizing unit 2
5 is inversely quantized. According to the highest-order parameter a i6 ′ in the dequantized middle band sub-matrix, the best one of the high band candidate codebooks 22 1 , 22 2 , 22 3 , 22 4 is selected by the codebook selector 26. , Are selected in the same manner as the codebook selector 24. Using the selected high-frequency candidate codebook, the high-frequency sub-matrix is quantized by the matrix quantization unit 21, and the quantized code is supplied to the synthesis unit 15.

【0019】この図2に示した方法ではサブマトリクス
全体の分布の片寄りを利用しているため、前記差分量子
化よりも量子化歪軽減効果が大きくなり、かつ予測次数
(LSP次数)の高い領域でも有効に作用する。図3A
に請求項4の発明の実施例を示す。入力LSPマトリク
スはマトリクス量子化部31へ直接供給されると共に、
時刻順入替え部32で時刻順が入れ替えられてマトリク
ス量子化部31へ供給される。つまり各入力LSPマト
リクスは各サブフレームと対応するLSPよりなる。前
記例のように符号化フレームが2つのサブフレームより
なる場合は、前半のサブフレームのLSPパラメータ
(a 11,a12,a13,…,a110 )と、後半のサブフレ
ームのLSPパラメータ(a 21,a22,a23,…,a
210 )とにより入力LSPマトリクス(a11,a12
…,a110 ,a21,a22,…,a210 )が構成されてい
るが、時刻入替え部32で前半のサブフレームのLSP
パラメータと、後半のサブフレームのLSPパラメータ
とが入れ替えられたLSPマトリクス(a21,a22
…,a210 ,a11,a 12,…,a110 )とされる。
In the method shown in FIG.
Since the deviation of the entire distribution is used, the difference quantum
Quantization distortion reduction effect is greater than
It works effectively even in a region with a high (LSP order). FIG. 3A
An embodiment of the invention of claim 4 is shown in FIG. Input LSP matrix
Is directly supplied to the matrix quantization unit 31,
The time order is changed by the time order changing unit 32 and the matrix is changed.
The signal is supplied to the quantization unit 31. That is, each input LSP mat
The LIX is composed of LSPs corresponding to each subframe. Previous
As shown in the example, the encoded frame consists of two subframes.
If so, the LSP parameters of the first half subframe
(A 11, A12, A13, ..., a110) And late subflation
LSP parameter (a twenty one, Atwenty two, Atwenty three, ..., a
210) And the input LSP matrix (a11, A12,
…, A110, Atwenty one, Atwenty two, ..., a210) Is composed
However, the LSP of the first half subframe is
Parameters and LSP parameters of the latter subframe
LSP matrix (atwenty one, Atwenty two,
…, A210, A11, A 12, ..., a110).

【0020】マトリクス量子化部31では、入力LSP
マトリクス及びこれが時間的に入れ替えられたLSPマ
トリクスと、候補コードブック33からの各候補マトリ
クスとの各距離が計算され、その距離が最も小さいもの
を示すコードを量子化コードとして出力する。この出力
コードは入力LSPマトリクスの時刻の順の入れ替え状
態(時間的入れ替え状態)を表わす第1インデクスと、
候補マトリクスの番号を表わす第2インデクスとよりな
る。
In the matrix quantization section 31, the input LSP
The respective distances between the matrix and the LSP matrix in which these have been temporally replaced and each candidate matrix from the candidate codebook 33 are calculated, and a code indicating the one with the smallest distance is output as a quantization code. This output code is a first index indicating a permutation state (temporal permutation state) of the input LSP matrix in the order of time;
It consists of a second index representing the number of the candidate matrix.

【0021】このようにすることにより、候補マトリク
スの数を2倍に増加させた場合と等価になり、候補コー
ドブック33のメモリ容量が従来よりも著しく小さくな
る。図3Bに請求項5の発明の実施例を示す。この場合
は入力LSPマトリクスはマトリクス量子化部31へ供
給され、候補コードブック33からの各候補マトリクス
はマトリクス量子化部31へ直接供給されると共に時刻
入れ替え部34で、時間入替え部32と同様に時間的入
れ替えが行われてマトリクス量子化部31へ供給され
る。入力LSPマトリクスと、各候補マトリクス及びそ
の時間的入れ替えがなされたものとの距離が計算され、
その最も小さいものを示すコードが量子化コードとして
出力される。
This is equivalent to a case where the number of candidate matrices is doubled, and the memory capacity of the candidate codebook 33 is significantly smaller than in the conventional case. FIG. 3B shows an embodiment of the invention of claim 5. In this case, the input LSP matrix is supplied to the matrix quantization unit 31, and each candidate matrix from the candidate codebook 33 is directly supplied to the matrix quantization unit 31 and the time replacement unit 34 performs the same operation as the time replacement unit 32. The temporal replacement is performed and the result is supplied to the matrix quantization unit 31. The distance between the input LSP matrix, each candidate matrix and its temporally swapped one is calculated,
The code indicating the smallest one is output as a quantization code.

【0022】また、候補マトリクスコードブックを固定
小数点形式で表記しメモリに収容する場合、そのダイナ
ミックレンジが広いと、ワード当りの所要ビット数が大
きくなる。そこで、入力マトリクスから予めその統計平
均値を減じておくと、ダイナミックレンジを抑えること
ができる。LSPパラメータの場合、この方法によりダ
イナミックレンジを約1/10に抑えることができ、ワ
ード当りの所要ビット数を3ビット以上削減できる。
When the candidate matrix codebook is represented in a fixed-point format and stored in a memory, if the dynamic range is wide, the required number of bits per word increases. Therefore, the dynamic range can be suppressed by subtracting the statistical average value from the input matrix in advance. In the case of LSP parameters, the dynamic range can be suppressed to about 1/10 by this method, and the required number of bits per word can be reduced by 3 bits or more.

【0023】入力LSPマトリクスの分割方法、符号化
フレーム当りのサブフレームの数、LSPの次数などは
上記例に限られない。更に上記方法を組合せて使用して
もよい。例えば図1に示した差分量子化法と、図2に示
したサブマトリクスの候補コードブックを選択する方法
とを同時に適用することもできる。図1に示した差分量
子化方法において、そのサブマトリクスについて、図3
A又はBで説明したように、時刻入れ替えを行ってもよ
い。同様に図2に示したサブマトリクスの候補コードブ
ック選択方法においても、そのサブマトリクスについて
図3A又はBで説明したように時刻入れ替えを行っても
よい。更に図1に示した方法と、図2に示した方法との
組合せに対し、そのサブマトリクスについて図3A又は
Bで説明したように時刻入れ替えを行ってもよい。
The method of dividing the input LSP matrix, the number of subframes per encoded frame, the order of the LSP, and the like are not limited to the above examples. Further, the above methods may be used in combination. For example, the difference quantization method shown in FIG. 1 and the method of selecting a sub-matrix candidate codebook shown in FIG. 2 can be applied simultaneously. In the difference quantization method shown in FIG.
As described in A or B, the time may be changed. Similarly, in the sub-matrix candidate codebook selection method shown in FIG. 2, the time may be switched for the sub-matrix as described with reference to FIG. 3A or 3B. Further, with respect to the combination of the method shown in FIG. 1 and the method shown in FIG. 2, the sub-matrix may be time-swapped as described in FIG. 3A or 3B.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明によれば、候補コードブックの
メモリ容量を従来よりも著しく小さくすることができ
る。しかも請求項1や3の発明によれば量子化雑音の増
加及び符号誤りの影響を抑え、かつ距離計算の積和演算
回数も大幅に減少することができる。
According to the present invention, the memory capacity of the candidate codebook can be significantly reduced as compared with the prior art. Further, according to the first and third aspects of the present invention, it is possible to suppress the increase in quantization noise and the influence of code errors, and to greatly reduce the number of product-sum operations in distance calculation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1の発明を適用した量子化装置の例を示
すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a quantization apparatus to which the invention of claim 1 is applied.

【図2】請求項3の発明を適用した量子化装置の例を示
すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a quantization device to which the invention of claim 3 is applied.

【図3】Aは請求項4の発明を適用した量子化装置の例
を示すブロック図、Bは請求項5の発明を適用した量子
化装置の例を示すブロック図である。
FIG. 3A is a block diagram showing an example of a quantization device to which the invention of claim 4 is applied, and FIG. 3B is a block diagram showing an example of a quantization device to which the invention of claim 5 is applied.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10L 19/00 - 19/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G10L 19/00-19/14

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 音信号から得られた複数の異なる時刻の
LSP(線スペクトル対)をマトリクス量子化するLS
P量子化方法において、 量子化されるべきLSPマトリクスをLSPの次数方向
において2以上の複数のサブマトリクスに分割し、 これら分割されたサブマトリクスを、LSPの低次側の
ものから先に量子化し、 その際に量子化されたサブマトリクス内の最高次のLS
Pパラメータの逆量子化値を、一段高次側のサブマトリ
クスの最低次のLSPパラメータから減じた後に、その
高次側のサブマトリクスを量子化する、 ことを特徴とするLSP量子化方法。
An LS for matrix-quantizing LSPs (line spectrum pairs) at a plurality of different times obtained from a sound signal.
In the P quantization method, the LSP matrix to be quantized is divided into two or more sub-matrices in the order direction of the LSP, and these divided sub-matrices are quantized first from the lower-order side of the LSP. , The highest order LS in the quantized sub-matrix
An LSP quantization method, wherein the inverse quantization value of the P parameter is subtracted from the lowest-order LSP parameter of the higher-order sub-matrix, and then the higher-order sub-matrix is quantized.
【請求項2】 LSP次数の1/2より低い次数と対応
するサブマトリクスに対してのみ上記逆量子化値を、最
高次のLSPパラメータから減じて量子化を行うことを
特徴とする請求項1記載のLSP量子化方法。
2. The method according to claim 1, wherein the quantization is performed by subtracting the inverse quantization value from the highest-order LSP parameter only for a sub-matrix corresponding to an order lower than 1/2 of the LSP order. The described LSP quantization method.
【請求項3】 音信号から得られた複数の異なる時刻の
LSP(線スペクトル対)をマトリクス量子化するLS
P量子化方法において、 量子化されるべきLSPマトリクスをLSPの次数方向
において2以上の複数のサブマトリクスに分割し、 これら分割されたサブマトリクスを、LSPの低次側の
ものから先に量子化し、 その際に量子化されたサブマトリクスの内の最高次のL
SPパラメータの逆量子化値に基づき、一段高次側のサ
ブマトリクスを量子化するための候補サブマトリクスコ
ードブックを選択して、その高次側サブマトリクスを量
子化する、 ことを特徴とするLSP量子化方法。
3. An LS for performing matrix quantization on LSPs (line spectrum pairs) at a plurality of different times obtained from a sound signal.
In the P quantization method, the LSP matrix to be quantized is divided into two or more sub-matrices in the order direction of the LSP, and these divided sub-matrices are quantized first from the lower-order side of the LSP. , The highest L of the quantized sub-matrices
Selecting a candidate sub-matrix codebook for quantizing the higher-order sub-matrix based on the inverse quantization value of the SP parameter, and quantizing the higher-order sub-matrix. Quantization method.
【請求項4】 音信号等から得られた複数の異なる時刻
のLSP(線スペクトル対)をマトリクス量子化するL
SP量子化方法において、 量子化されるべきLSPマトリクスを、上記時刻の順を
入れかえたLSPマトリクスとし、 このLSPマトリクスと、時刻を入れかえないLSPマ
トリクスとを同一候補マトリクスコードブックを用いて
量子化し、 その量子化符号を、上記時刻の順に入れかえた状態を表
わす第1インデクスと、候補マトリクスの番号を表わす
第2インデクスとで表わすことを特徴とするLSP量子
化方法。
4. An LSP for matrix-quantizing LSPs (line spectrum pairs) at a plurality of different times obtained from a sound signal or the like.
In the SP quantization method, an LSP matrix to be quantized is an LSP matrix in which the order of time is changed, and the LSP matrix and the LSP matrix in which time is not changed are quantized using the same candidate matrix codebook, An LSP quantization method, characterized in that the quantization codes are represented by a first index indicating a state in which the quantization codes are changed in the order of the time and a second index indicating a candidate matrix number.
【請求項5】 音信号から得られた複数の異なる時刻の
LSP(線スペクトル対)をマトリクス量子化するLS
P量子化方法において、 候補マトリクスコードブックにおける各候補マトリクス
を、それぞれ上記時刻の順を入れかえて複数の候補マト
リクスとし、 これら複数の候補マトリクスを用いて量子化されるべき
LSPマトリクスを量子化し、 その量子化符号を、上記時刻の順の入れかえ状態を表わ
す第1インデクスと、時刻の順の入れかえを行う前の候
補マトリクスの番号を表わす第2インデクスで表わすこ
とを特徴とするLSP量子化方法。
5. An LS for performing matrix quantization on LSPs (line spectrum pairs) at a plurality of different times obtained from a sound signal.
In the P quantization method, each candidate matrix in the candidate matrix codebook is replaced with a plurality of candidate matrices by changing the order of the times, and an LSP matrix to be quantized is quantized using the plurality of candidate matrices. An LSP quantization method, wherein a quantization code is represented by a first index indicating the state of the permutation of the time order and a second index representing a number of a candidate matrix before the permutation of the time order.
【請求項6】 上記量子化されたサブマトリクス内の最
高次のLSPパラメータの逆量子化値に基づき、一段高
次側のサブマトリクスを量子化するための候補サブマト
リクスコードブックを選択してその高次側サブマトリク
スを量子化することを特徴とする請求項1記載のLSP
量子化方法。
6. A candidate sub-matrix codebook for quantizing a higher-order sub-matrix is selected based on the inverse quantization value of the highest-order LSP parameter in the quantized sub-matrix, and 2. The LSP according to claim 1, wherein the higher-order sub-matrix is quantized.
Quantization method.
【請求項7】 上記サブマトリクスを、上記時刻の順を
入れかえたサブマトリクスとし、 このサブマトリクスと、時刻の順の入れかえを行わない
サブマトリクスとを同一候補サブマトリクスコードブッ
クを用いて量子化し、 その量子化符号を、上記時刻の順の入れかえ状態を表わ
す第1インデクスと、候補サブマトリクスの番号を表わ
す第2インデクスとで表わすことを特徴とする請求項1
記載のLSP量子化方法。
7. The sub-matrix is a sub-matrix in which the order of time is changed, and this sub-matrix and a sub-matrix in which the order of time is not changed are quantized using the same candidate sub-matrix codebook, 2. The method according to claim 1, wherein the quantization code is represented by a first index representing the permutation state of the time order and a second index representing the number of the candidate sub-matrix.
The described LSP quantization method.
【請求項8】 候補サブマトリクスコードブックにおけ
る各候補サブマトリクスを、それぞれ上記時刻の順を入
れかえて複数の候補サブマトリクスとし、 これら複数の候補サブマトリクスを用いて、上記サブマ
トリクスを量子化し、 その量子化符号を、上記時刻の順の入れかえ状態を表わ
す第1インデクスと、時刻の順の入れかえを行う前の候
補サブマトリクスの番号を表わす第2インデクスとで表
わすことを特徴とする請求項1記載のLSP量子化方
法。
8. Each of the candidate sub-matrices in the candidate sub-matrix codebook is changed into a plurality of candidate sub-matrices by changing the order of the times, and the sub-matrix is quantized using the plurality of candidate sub-matrices. 2. The quantization code is represented by a first index representing the time permutation state and a second index representing a candidate submatrix number before the time permutation is performed. LSP quantization method.
【請求項9】 上記サブマトリクスを、上記時刻の順を
入れかえたサブマトリクスとし、 このサブマトリクスと、時刻の順の入れかえを行わない
サブマトリクスとを上記選択された候補サブマトリクス
コードブックを用いて量子化し、 その量子化符号を、上記時刻の順の入れかえ状態を表わ
す第1インデクスと、候補サブマトリクスの番号を表わ
す第2インデクスとで表わすことを特徴とする請求項2
記載のLSP量子化方法。
9. The sub-matrix is a sub-matrix in which the order of time is changed, and this sub-matrix and a sub-matrix in which the order of time is not changed are determined using the selected candidate sub-matrix codebook. 3. The method according to claim 2, wherein the quantization code is represented by a first index representing the permutation state of the time order and a second index representing the number of the candidate sub-matrix.
The described LSP quantization method.
【請求項10】 上記選択された候補サブマトリクスコ
ードブックにおける各候補サブマトリクスを、それぞれ
上記時刻の順を入れかえて複数の候補サブマトリクスと
し、 これら複数の候補サブマトリクスを用いて、上記サブマ
トリクスを量子化し、 その量子化符号を、上記時刻の順の入れかえ状態を表わ
す第1インデクスと、時刻の順の入れかえを行う前の候
補サブマトリクスの番号を表わす第2インデクスとで表
わすことを特徴とする請求項2記載のLSP量子化方
法。
10. Each of the candidate sub-matrices in the selected candidate sub-matrix codebook is replaced with a plurality of candidate sub-matrices by changing the order of the times, and using the plurality of candidate sub-matrices, Quantized, and the quantization code is represented by a first index representing the permutation state of the time order and a second index representing the number of the candidate sub-matrix before the permutation of the time order. The LSP quantization method according to claim 2.
【請求項11】 LSPの入力マトリクスからその統計
平均値を予め減じておくことを特徴とする請求項1乃至
10の何れかに記載のLSP量子化方法。
11. The LSP quantization method according to claim 1, wherein a statistical average value of the LSP input matrix is subtracted in advance.
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