JP3193515B2 - 音声符号化通信方式及びその装置 - Google Patents
音声符号化通信方式及びその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低ビットレート音声符
号化通信方式、及び電波利用効率を現行のフルレートの
２倍にするハーフレート化ディジタル移動通信に用いら
れる音声符号化通信方式及びその装置に関し、特に、分
析合成系音声符号化方法の一つである適応変換符号化方
法による音声符号化通信方式及びその装置に関するもの
である。
号化通信方式、及び電波利用効率を現行のフルレートの
２倍にするハーフレート化ディジタル移動通信に用いら
れる音声符号化通信方式及びその装置に関し、特に、分
析合成系音声符号化方法の一つである適応変換符号化方
法による音声符号化通信方式及びその装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】自動車，携帯電話の普及は目ざましく、
現行のアナログシステムでは増大する加入者を収容しき
れなくなる事態が予想される。電波をより有効に利用す
るため、ディジタルシステムに移行する計画が進められ
ており、その第１世代（フルレート）の標準化仕様がＲ
ＣＲ（電波システム開発センタ）から公開された。この
中での音声符号化方式の符号化速度は、音声データと誤
り訂正用の冗長データで１１．２kbps（ビット／秒）で
ある。一方、電波利用効率を高めるために８kbps以下の
低ビットレートの音声符号化方式の実用化研究が進めら
れているが、さらに、２倍の電波利用効率を目指して音
声符号化のハーフレート化が計画されている。このハー
フレート音声符号化の符号化速度は、音声データと誤り
訂正用の冗長データで５．６kbps以下にしなければなら
ない。
現行のアナログシステムでは増大する加入者を収容しき
れなくなる事態が予想される。電波をより有効に利用す
るため、ディジタルシステムに移行する計画が進められ
ており、その第１世代（フルレート）の標準化仕様がＲ
ＣＲ（電波システム開発センタ）から公開された。この
中での音声符号化方式の符号化速度は、音声データと誤
り訂正用の冗長データで１１．２kbps（ビット／秒）で
ある。一方、電波利用効率を高めるために８kbps以下の
低ビットレートの音声符号化方式の実用化研究が進めら
れているが、さらに、２倍の電波利用効率を目指して音
声符号化のハーフレート化が計画されている。このハー
フレート音声符号化の符号化速度は、音声データと誤り
訂正用の冗長データで５．６kbps以下にしなければなら
ない。
【０００３】図３は、ピッチ予測を用いた適応変換符号
化通信方式を行うための従来装置のブロック図であり、
（Ａ）は送信側の音声符号化装置、（Ｂ）は受信側の音
声復号装置を示す。この方式によって、例えば６．４kH
z サンプリングで１０ビット量子化された６４kbpsの入
力音声データａを４．５kbpsに情報圧縮する場合につい
て説明する。図３（Ａ）において、６．４kHz サンプリ
ングで１０ビット量子化された入力音声信号（６４kbp
s）ａは、１フレーム（３０msec：１９２サンプル）毎
に長期予測分析器１によりピッチ情報Ｐａとピッチ成分
を取り除いた長期予測残差信号ｂを出力する。長期予測
残差信号ｂは、サブフレーム（１５msec：９６サンプ
ル）に分割された後、離散コサイン変換（ＤＣＴ）器１
２により周波数領域に変換され、ＤＣＴ係数ｃ（９６サ
ンプル／サブフレーム）を出力する。ＤＣＴ変換式につ
いては後述する。このＤＣＴ係数ｃは、サブフレーム毎
に適応間引器３により間引かれ情報圧縮される。ここで
の間引き方は、各ＤＣＴ係数の振幅はサブフレーム毎に
変化するので、それに適応するように振幅の大きいＤＣ
Ｔ係数を限られた個数だけ選択し、残りの振幅の小さい
ＤＣＴ係数は０にする。それらの振幅情報と位置情報を
ＤＣＴ情報Ｐｂとして出力する。ピッチ情報Ｐａ，ＤＣ
Ｔ情報Ｐｂは、符号化器４によりディジタル信号系列ｄ
に変換され、多重化されて受信側に送出される。
化通信方式を行うための従来装置のブロック図であり、
（Ａ）は送信側の音声符号化装置、（Ｂ）は受信側の音
声復号装置を示す。この方式によって、例えば６．４kH
z サンプリングで１０ビット量子化された６４kbpsの入
力音声データａを４．５kbpsに情報圧縮する場合につい
て説明する。図３（Ａ）において、６．４kHz サンプリ
ングで１０ビット量子化された入力音声信号（６４kbp
s）ａは、１フレーム（３０msec：１９２サンプル）毎
に長期予測分析器１によりピッチ情報Ｐａとピッチ成分
を取り除いた長期予測残差信号ｂを出力する。長期予測
残差信号ｂは、サブフレーム（１５msec：９６サンプ
ル）に分割された後、離散コサイン変換（ＤＣＴ）器１
２により周波数領域に変換され、ＤＣＴ係数ｃ（９６サ
ンプル／サブフレーム）を出力する。ＤＣＴ変換式につ
いては後述する。このＤＣＴ係数ｃは、サブフレーム毎
に適応間引器３により間引かれ情報圧縮される。ここで
の間引き方は、各ＤＣＴ係数の振幅はサブフレーム毎に
変化するので、それに適応するように振幅の大きいＤＣ
Ｔ係数を限られた個数だけ選択し、残りの振幅の小さい
ＤＣＴ係数は０にする。それらの振幅情報と位置情報を
ＤＣＴ情報Ｐｂとして出力する。ピッチ情報Ｐａ，ＤＣ
Ｔ情報Ｐｂは、符号化器４によりディジタル信号系列ｄ
に変換され、多重化されて受信側に送出される。
【０００４】図３（Ｂ）の受信側では、ディジタル信号
列ｅを受け取り、分離回路５によりピッチ情報Ｐｄ，Ｄ
ＣＴ情報Ｐｃに分離する。適応間引復号器６では、ＤＣ
Ｔ情報Ｐｃ中のＤＣＴ係数振幅情報、位置情報により、
送られてきたＤＣＴ係数を再生し、送られてこなかった
ＤＣＴ係数の位置に０を挿入することにより補間する。
再生されたＤＣＴ係数ｆを逆離散コサイン変換器（ＩＤ
ＣＴ器）７により時間領域に変換し、長期予測残差信号
ｇを再生する。長期予測合成器８では長期予測残差信号
ｇにピッチ情報Ｐｄを付加することにより、音声信号ｈ
を復号再生する。従来の符復号器の符号化（３０msec）
毎のビット配分の例を次の表１に示す。各フレームの先
頭には、フレーム同期をとるため５ビットの同期ビット
を挿入している。表１での合計を１秒当たりに変換する
と、１３５ビット／３０msec＝４．５kbpsとなる。
列ｅを受け取り、分離回路５によりピッチ情報Ｐｄ，Ｄ
ＣＴ情報Ｐｃに分離する。適応間引復号器６では、ＤＣ
Ｔ情報Ｐｃ中のＤＣＴ係数振幅情報、位置情報により、
送られてきたＤＣＴ係数を再生し、送られてこなかった
ＤＣＴ係数の位置に０を挿入することにより補間する。
再生されたＤＣＴ係数ｆを逆離散コサイン変換器（ＩＤ
ＣＴ器）７により時間領域に変換し、長期予測残差信号
ｇを再生する。長期予測合成器８では長期予測残差信号
ｇにピッチ情報Ｐｄを付加することにより、音声信号ｈ
を復号再生する。従来の符復号器の符号化（３０msec）
毎のビット配分の例を次の表１に示す。各フレームの先
頭には、フレーム同期をとるため５ビットの同期ビット
を挿入している。表１での合計を１秒当たりに変換する
と、１３５ビット／３０msec＝４．５kbpsとなる。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】携帯電話・自動車電話
等の移動通信システムでは有線または固定通信システム
と違い伝送路状況が過酷なため、ビット誤り率は常時
０．１％〜１％であり、１０％程度となることも稀では
ない。このため、ハーフレート音声符号化方式では、強
力な誤り訂正機能を有する必要があり、全符号化速度
（５．６kbps) のうち３５％（約２kbps) 程度以上は誤
り訂正用の冗長ビットに割り当てることが必要であると
いえる。従って、ハーフレート音声符号化方式に適用す
る場合には、音声データの符号化速度は約３．６kbps以
下で高品質（log −ＰＣＭ６ビット相当以上）な再生音
声が得られることが要求される。
等の移動通信システムでは有線または固定通信システム
と違い伝送路状況が過酷なため、ビット誤り率は常時
０．１％〜１％であり、１０％程度となることも稀では
ない。このため、ハーフレート音声符号化方式では、強
力な誤り訂正機能を有する必要があり、全符号化速度
（５．６kbps) のうち３５％（約２kbps) 程度以上は誤
り訂正用の冗長ビットに割り当てることが必要であると
いえる。従って、ハーフレート音声符号化方式に適用す
る場合には、音声データの符号化速度は約３．６kbps以
下で高品質（log −ＰＣＭ６ビット相当以上）な再生音
声が得られることが要求される。
【０００７】しかしながら、上述の従来方式による再生
音声品質は、音声符号化速度４．６kbpsで、log −ＰＣ
Ｍ４ビット相当しか得られない。音声符号化速度をさら
に３．６kbps以下に下げた場合、伝送できるＤＣＴ係数
の個数は減少して周波数領域での歪みが大きくなるた
め、さらに再生音声品質は劣化する。つまり、従来の方
式では再生音声品質をlog −ＰＣＭ６ビット相当で符号
化速度を３．６kbps以下に下げることはできず、ハーフ
レート音声符号化方式に要求される性能（品質、誤り訂
正能力）を満たすことはできない。
音声品質は、音声符号化速度４．６kbpsで、log −ＰＣ
Ｍ４ビット相当しか得られない。音声符号化速度をさら
に３．６kbps以下に下げた場合、伝送できるＤＣＴ係数
の個数は減少して周波数領域での歪みが大きくなるた
め、さらに再生音声品質は劣化する。つまり、従来の方
式では再生音声品質をlog −ＰＣＭ６ビット相当で符号
化速度を３．６kbps以下に下げることはできず、ハーフ
レート音声符号化方式に要求される性能（品質、誤り訂
正能力）を満たすことはできない。
【０００８】そこで、本発明者は、この問題点を改善す
るために、第１の提案を行った（特願平３−３２９７８
２号参照）。この第１の提案は、図３の従来の構成の適
応間引器３による情報圧縮をベクトル量子化器と符号帳
による情報圧縮に置き換えた音声符号化通信方式及びそ
の装置であり、再生音声品質を従来方式以上に保ちなが
ら符号化速度低減を図ったものである。図４は第１の提
案による音声符号化通信を行うための装置のブロック図
であり、（Ａ）は送信側の音声符号化装置、（Ｂ）は受
信側の音声復号装置である。
るために、第１の提案を行った（特願平３−３２９７８
２号参照）。この第１の提案は、図３の従来の構成の適
応間引器３による情報圧縮をベクトル量子化器と符号帳
による情報圧縮に置き換えた音声符号化通信方式及びそ
の装置であり、再生音声品質を従来方式以上に保ちなが
ら符号化速度低減を図ったものである。図４は第１の提
案による音声符号化通信を行うための装置のブロック図
であり、（Ａ）は送信側の音声符号化装置、（Ｂ）は受
信側の音声復号装置である。
【０００９】図４（Ａ）の送信側では、ＤＣＴ器４２か
ら得られるＤＣＴ係数ｃ１を正規化器４３によりＤＣＴ
係数の最大値で正規化し、ＤＣＴ係数最大量Ｐｂ１と正
規化されたＤＣＴ係数ｄ１とを得る。この正規化された
ＤＣＴ係数ｄ１をベクトル量子化器４４と符号帳４５に
よりベクトル量子化する。ベクトル量子化器４４は、入
力ＤＣＴ係数ｄ１と符号帳４５の中のベクトルを比較し
てベクトル間距離が最小となるベクトルを選択し、その
ベクトル番号Ｐｃ１を出力する。ベクトル番号Ｐｃ１は
符号化器３６によりＤＣＴ係数の最大値Ｐｂ１及びピッ
チ情報Ｐａ１とともにデータ列信号ｅ１の形態に符号化
した後多重化されて伝送路に送出される。
ら得られるＤＣＴ係数ｃ１を正規化器４３によりＤＣＴ
係数の最大値で正規化し、ＤＣＴ係数最大量Ｐｂ１と正
規化されたＤＣＴ係数ｄ１とを得る。この正規化された
ＤＣＴ係数ｄ１をベクトル量子化器４４と符号帳４５に
よりベクトル量子化する。ベクトル量子化器４４は、入
力ＤＣＴ係数ｄ１と符号帳４５の中のベクトルを比較し
てベクトル間距離が最小となるベクトルを選択し、その
ベクトル番号Ｐｃ１を出力する。ベクトル番号Ｐｃ１は
符号化器３６によりＤＣＴ係数の最大値Ｐｂ１及びピッ
チ情報Ｐａ１とともにデータ列信号ｅ１の形態に符号化
した後多重化されて伝送路に送出される。
【００１０】図４（Ｂ）の受信側では、伝送路を介して
受信した前記ディジタル列信号ｆ１を分離回路４７によ
りＤＣＴベクトル番号Ｐｄ１，ＤＣＴ最大値情報Ｐｅ１
及びピッチ情報Ｐｆ１を分離して取り出し、送信側の符
号帳４５と同じ内容の符号帳４９を用いて逆処理を施す
ことによって再生音声ｊ１を得る。以上の第１の提案に
よるビット配分は次の表２のようになり、符号化速度は
約１．４kbps（４３ビット／３０msec）まで低減するこ
とができ、log −ＰＣＭ６ビット相当の再生音声品質が
得られることが期待される。
受信した前記ディジタル列信号ｆ１を分離回路４７によ
りＤＣＴベクトル番号Ｐｄ１，ＤＣＴ最大値情報Ｐｅ１
及びピッチ情報Ｐｆ１を分離して取り出し、送信側の符
号帳４５と同じ内容の符号帳４９を用いて逆処理を施す
ことによって再生音声ｊ１を得る。以上の第１の提案に
よるビット配分は次の表２のようになり、符号化速度は
約１．４kbps（４３ビット／３０msec）まで低減するこ
とができ、log −ＰＣＭ６ビット相当の再生音声品質が
得られることが期待される。
【００１１】
【表２】
【００１２】しかしながら、この第１の提案では、ベク
トル量子化を行う際、電力の小さい高い周波数領域（約
２kHz 以上）では量子化歪みが大きくなるため再生音声
の高い周波数領域が歪み品質が劣化し、ハーフレートシ
ステムで要求されるlog −ＰＣＭ６ビット相当以上の品
質を得ることが不十分であるという問題点がある。そこ
で、この問題点を解決するため、本発明者は、次の第２
の提案を行った。
トル量子化を行う際、電力の小さい高い周波数領域（約
２kHz 以上）では量子化歪みが大きくなるため再生音声
の高い周波数領域が歪み品質が劣化し、ハーフレートシ
ステムで要求されるlog −ＰＣＭ６ビット相当以上の品
質を得ることが不十分であるという問題点がある。そこ
で、この問題点を解決するため、本発明者は、次の第２
の提案を行った。
【００１３】本発明者の第２の提案（特願平４−５６０
３２号参照）は、ＤＣＴ係数を等間隔な複数（Ｎ個、但
しＮは２以上の整数）の周波数領域に分割し、それらを
別々にベクトル量子化を行うことにより高い周波数領域
の量子化歪みを軽減し再生音声の品質改善を図るもので
ある。図５，図６は第２の提案の実施例を示す音声符号
化装置と音声復号装置のブロック図である。図５の送信
側符号化装置において、長期予測分析器７１と離散コサ
イン変換器（ＤＣＴ器）７２は先の第１の提案と同じで
あるが、ＤＣＴ係数ｃ３をＤＣＴ係数分割器７３により
Ｎ等分してその後の処理をするところが先の第１の提案
と異なる。すなわち、Ｎ等分、例えば低域と高域に２等
分したＤＣＴ係数ｄ３とＤＣＴ係数ｅ３をそれぞれ＃１
正規化器７４、＃Ｎ正規化器７５によりＤＣＴ係数の最
大絶対値で正規化した後、＃１ベクトル量子化器７６と
＃１符号帳７７、＃Ｎベクトル量子化器７８と＃Ｎ符号
帳７９によりベクトル量子化して、ベクトル番号Ｐｄ
３，Ｐｅ３を出力し、符号化器８０により、ＤＣＴ係数
の最大絶対値Ｐｂ３，Ｐｃ３およびピッチ情報Ｐａ３と
共にディジタル信号列の形態にした後、多重化して伝送
路に送出する。
３２号参照）は、ＤＣＴ係数を等間隔な複数（Ｎ個、但
しＮは２以上の整数）の周波数領域に分割し、それらを
別々にベクトル量子化を行うことにより高い周波数領域
の量子化歪みを軽減し再生音声の品質改善を図るもので
ある。図５，図６は第２の提案の実施例を示す音声符号
化装置と音声復号装置のブロック図である。図５の送信
側符号化装置において、長期予測分析器７１と離散コサ
イン変換器（ＤＣＴ器）７２は先の第１の提案と同じで
あるが、ＤＣＴ係数ｃ３をＤＣＴ係数分割器７３により
Ｎ等分してその後の処理をするところが先の第１の提案
と異なる。すなわち、Ｎ等分、例えば低域と高域に２等
分したＤＣＴ係数ｄ３とＤＣＴ係数ｅ３をそれぞれ＃１
正規化器７４、＃Ｎ正規化器７５によりＤＣＴ係数の最
大絶対値で正規化した後、＃１ベクトル量子化器７６と
＃１符号帳７７、＃Ｎベクトル量子化器７８と＃Ｎ符号
帳７９によりベクトル量子化して、ベクトル番号Ｐｄ
３，Ｐｅ３を出力し、符号化器８０により、ＤＣＴ係数
の最大絶対値Ｐｂ３，Ｐｃ３およびピッチ情報Ｐａ３と
共にディジタル信号列の形態にした後、多重化して伝送
路に送出する。
【００１４】図６の受信側復号装置では、受信信号ｉ３
からＤＣＴベクトル番号Ｐｆ３，Ｐｇ３，ＤＣＴ係数最
大値Ｐｈ３，Ｐｉ３およびピッチ情報Ｐｊ３を取り出
し、ＤＣＴベクトル番号Ｐｆ３，Ｐｇ３から、それぞ
れ、対応する送信側の符号帳の内容と同じ内容の＃１符
号帳９３、＃Ｎ符号帳９５を用いてベクトル逆量子化し
て正規化した後、低域のＤＣＴ係数ｊ３と高域のＤＣＴ
係数ｋ３を再生する。ｊ３，ｋ３をそれぞれ＃１逆正規
化器９６とＤＣＴ係数最大絶対値Ｐｈ３、＃Ｎ逆正規化
器９７とＤＣＴ係数最大絶対値Ｐｉ３により逆正規化し
た各周波数帯のＤＣＴ係数ｍ３，ｎ３を合成器９８で合
成し、ＤＣＴ係数ｑ３を再生する。その後、逆離散コサ
イン変換器（ＩＤＣＴ器）９９でＤＣＴ係数ｑ３を時間
領域に変換して長期予測残差信号ｒ３を再生し、長期予
測合成器１００でピッチ情報Ｐｊ３を付加して音声信号
ｓ３を復号再生する。次の表３は上述の構成におけるビ
ット配分を示す。このビット配分を用いれば、音声符号
化速度は３．６kbps（３４ビット／１０msec）となり、
log −ＰＣＭ５ビット相当の再生音声品質が得られる。
からＤＣＴベクトル番号Ｐｆ３，Ｐｇ３，ＤＣＴ係数最
大値Ｐｈ３，Ｐｉ３およびピッチ情報Ｐｊ３を取り出
し、ＤＣＴベクトル番号Ｐｆ３，Ｐｇ３から、それぞ
れ、対応する送信側の符号帳の内容と同じ内容の＃１符
号帳９３、＃Ｎ符号帳９５を用いてベクトル逆量子化し
て正規化した後、低域のＤＣＴ係数ｊ３と高域のＤＣＴ
係数ｋ３を再生する。ｊ３，ｋ３をそれぞれ＃１逆正規
化器９６とＤＣＴ係数最大絶対値Ｐｈ３、＃Ｎ逆正規化
器９７とＤＣＴ係数最大絶対値Ｐｉ３により逆正規化し
た各周波数帯のＤＣＴ係数ｍ３，ｎ３を合成器９８で合
成し、ＤＣＴ係数ｑ３を再生する。その後、逆離散コサ
イン変換器（ＩＤＣＴ器）９９でＤＣＴ係数ｑ３を時間
領域に変換して長期予測残差信号ｒ３を再生し、長期予
測合成器１００でピッチ情報Ｐｊ３を付加して音声信号
ｓ３を復号再生する。次の表３は上述の構成におけるビ
ット配分を示す。このビット配分を用いれば、音声符号
化速度は３．６kbps（３４ビット／１０msec）となり、
log −ＰＣＭ５ビット相当の再生音声品質が得られる。
【００１５】
【表３】
【００１６】以上のように、本発明者は第１及び第２の
提案によってハーフレート化に対する再生音声品質の改
良を図った。しかしながら、これらを実際のディジタル
移動無線に適用する場合、回線状態の良し悪しによる影
響を受け、回線品質が劣悪なとき、例えば、フェージン
グが大きいときビット誤りが増大して再生音声品質が劣
化するという問題がある。この対策として、誤り訂正符
号の適用が考えられるが、誤り訂正符号を付加するため
には音声信号に対する符号化速度を低くしなければなら
ない。しかし、先の第１，第２の提案はいずれも符号化
速度が固定されているため、誤り訂正符号を付加するこ
とができないという問題が生ずる。一方、実際の適用に
おいては、回線のトラヒック量は時々刻々変化し、トラ
ヒック量が大きいときと小さいときがある。回線の許容
伝送容量に対してトラヒック量が小さいときは、伝送チ
ャネルが空いているにも関わらず、先に提案した固定符
号化速度の音声符号化通信方式では、空チャネルの帯域
を利用して符号化速度を上げ、通話品質を向上すること
ができない。また、トラヒック量が許容量を超えたとき
は、先に提案した通信方式ではチャネル数は固定であり
制限があるため、実時間での音声通信が困難となるとい
う問題が生じる。よって、回線品質の良し悪しに関わら
ず、さらに高品質な再生音声を得ることは困難であると
いう問題がある。
提案によってハーフレート化に対する再生音声品質の改
良を図った。しかしながら、これらを実際のディジタル
移動無線に適用する場合、回線状態の良し悪しによる影
響を受け、回線品質が劣悪なとき、例えば、フェージン
グが大きいときビット誤りが増大して再生音声品質が劣
化するという問題がある。この対策として、誤り訂正符
号の適用が考えられるが、誤り訂正符号を付加するため
には音声信号に対する符号化速度を低くしなければなら
ない。しかし、先の第１，第２の提案はいずれも符号化
速度が固定されているため、誤り訂正符号を付加するこ
とができないという問題が生ずる。一方、実際の適用に
おいては、回線のトラヒック量は時々刻々変化し、トラ
ヒック量が大きいときと小さいときがある。回線の許容
伝送容量に対してトラヒック量が小さいときは、伝送チ
ャネルが空いているにも関わらず、先に提案した固定符
号化速度の音声符号化通信方式では、空チャネルの帯域
を利用して符号化速度を上げ、通話品質を向上すること
ができない。また、トラヒック量が許容量を超えたとき
は、先に提案した通信方式ではチャネル数は固定であり
制限があるため、実時間での音声通信が困難となるとい
う問題が生じる。よって、回線品質の良し悪しに関わら
ず、さらに高品質な再生音声を得ることは困難であると
いう問題がある。
【００１７】本発明の目的は、上述の従来の問題点を解
消し、さらに、第１及び第２の提案を改良し、回線品質
やトラヒック量などの回線の状況を考慮することによ
り、さらに高品質の再生音声を得ることのできる音声符
号化通信方式およびその装置を提供することにある。
消し、さらに、第１及び第２の提案を改良し、回線品質
やトラヒック量などの回線の状況を考慮することによ
り、さらに高品質の再生音声を得ることのできる音声符
号化通信方式およびその装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の音声符号化通信
方式及びその装置は、回線品質やトラヒック量などの回
線の状況に応じて伝送する音声符号の符号化速度を変化
させる手段を備えたことを最も大きな特徴とするもので
ある。すなわち、本発明の音声符号化通信方式は、音声
符号化速度が５．６kbps（ビット／秒）以下のハーフレ
ート音声符号化通信において、送信側では、フレーム分
割された入力音声信号を長期予測分析してピッチ情報と
長期予測残差信号を生成し、該長期予測残差信号を周波
数領域に変換して得られるＤＣＴ係数を等間隔のＮ個
（Ｎは整数）の帯域に分割し、正規化手段により各帯域
毎にＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とを出力すると
ともにＤＣＴ係数を前記最大絶対値によって正規化した
後ベクトル量子化して符号帳からベクトル番号を選択
し、該Ｎ個のベクトル番号と前記Ｎ個のＤＣＴ係数の最
大絶対値と位置情報とからなるＤＣＴ係数情報を前記ピ
ッチ情報と共にディジタル信号列の形態に符号化した後
多重化して伝送路に送出し、受信側では、該伝送路を介
して受信した前記ディジタル信号列を分離して前記Ｎ個
のベクトル番号、前記Ｎ個の最大絶対値と位置情報およ
び前記ピッチ情報を取り出し、各帯域毎に前記ベクトル
番号を用いてベクトル逆量子化して正規化されたＤＣＴ
係数を再生したのち前記位置情報を用いて量子化誤差を
補正し、前記最大絶対値を乗算して得られた各帯域毎の
ＤＣＴ係数を合成し、逆離散コサイン変換により再生し
た長期予測信号に対して前記ピッチ情報を用いて長期予
測合成して音声信号を復号再生する音声符号化通信方式
であって、前記送信側に、外部から得られる当該通信回
線の回線品質の良／悪とトラヒック量の大／小に対応し
て予め定めた複数段階の符号化速度のいずれかを指定す
る符号化速度制御手段と、前記ピッチ情報を除く前記Ｄ
ＣＴ係数情報を指定された符号化速度に切替え符号化手
段に出力する符号化速度可変手段とが設けられ、前記伝
送路に送出する信号に該指定された符号化速度情報を付
加して送出し、前記受信側に、前記送信側から送られた
該符号化速度情報により前記送信側の符号化速度と等し
い符号化速度で再生音声を復号する手段を備え、 回線品
質の良／悪とトラヒック量の大／小の組合せ状態に応じ
て符号化速度を変えることにより再生音声品質の劣化を
軽減したことを特徴とするものである。
方式及びその装置は、回線品質やトラヒック量などの回
線の状況に応じて伝送する音声符号の符号化速度を変化
させる手段を備えたことを最も大きな特徴とするもので
ある。すなわち、本発明の音声符号化通信方式は、音声
符号化速度が５．６kbps（ビット／秒）以下のハーフレ
ート音声符号化通信において、送信側では、フレーム分
割された入力音声信号を長期予測分析してピッチ情報と
長期予測残差信号を生成し、該長期予測残差信号を周波
数領域に変換して得られるＤＣＴ係数を等間隔のＮ個
（Ｎは整数）の帯域に分割し、正規化手段により各帯域
毎にＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とを出力すると
ともにＤＣＴ係数を前記最大絶対値によって正規化した
後ベクトル量子化して符号帳からベクトル番号を選択
し、該Ｎ個のベクトル番号と前記Ｎ個のＤＣＴ係数の最
大絶対値と位置情報とからなるＤＣＴ係数情報を前記ピ
ッチ情報と共にディジタル信号列の形態に符号化した後
多重化して伝送路に送出し、受信側では、該伝送路を介
して受信した前記ディジタル信号列を分離して前記Ｎ個
のベクトル番号、前記Ｎ個の最大絶対値と位置情報およ
び前記ピッチ情報を取り出し、各帯域毎に前記ベクトル
番号を用いてベクトル逆量子化して正規化されたＤＣＴ
係数を再生したのち前記位置情報を用いて量子化誤差を
補正し、前記最大絶対値を乗算して得られた各帯域毎の
ＤＣＴ係数を合成し、逆離散コサイン変換により再生し
た長期予測信号に対して前記ピッチ情報を用いて長期予
測合成して音声信号を復号再生する音声符号化通信方式
であって、前記送信側に、外部から得られる当該通信回
線の回線品質の良／悪とトラヒック量の大／小に対応し
て予め定めた複数段階の符号化速度のいずれかを指定す
る符号化速度制御手段と、前記ピッチ情報を除く前記Ｄ
ＣＴ係数情報を指定された符号化速度に切替え符号化手
段に出力する符号化速度可変手段とが設けられ、前記伝
送路に送出する信号に該指定された符号化速度情報を付
加して送出し、前記受信側に、前記送信側から送られた
該符号化速度情報により前記送信側の符号化速度と等し
い符号化速度で再生音声を復号する手段を備え、 回線品
質の良／悪とトラヒック量の大／小の組合せ状態に応じ
て符号化速度を変えることにより再生音声品質の劣化を
軽減したことを特徴とするものである。
【００１９】そして、送信側の音声符号化装置は、音声
符号化速度が５．６kbps（ビット／秒）以下のハーフレ
ート音声符号化通信において、 入力音声信号からピッチ
情報を抽出し該ピッチ情報を除いた長期予測残差信号を
生成して出力する長期予測分析器と、該長期予測残差信
号を周波数領域に変換してＤＣＴ係数を出力するＤＣＴ
器と、前記ＤＣＴ係数を等間隔のＮ個（Ｎは整数）の帯
域に分割してＮ個のＤＣＴ係数を出力するＤＣＴ係数分
割器と、前記Ｎ個のＤＣＴ係数のそれぞれを入力とし、
ＤＣＴ係数をその帯域の最大絶対値により正規化し、Ｄ
ＣＴ係数の最大絶対値と位置情報および正規化されたＤ
ＣＴ係数を出力するＮ個の正規化器と、前記Ｎ個の正規
化されたＤＣＴ係数をそれぞれベクトル量子化しそれぞ
れの符号帳により選択したベクトルのベクトル番号を出
力するＮ個のベクトル量子化器と、該Ｎ個のベクトル番
号と前記Ｎ個のＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とか
らなるＤＣＴ係数情報を前記ピッチ情報と共にディジタ
ル信号列の形態に符号化した後多重化して伝送路に送出
する符号化器とを備えた音声符号化装置であって、 外部
から得られる当該通信回線の回線品質の良／悪とトラヒ
ック量の大／小に対応して予め定めた複数段階の符号化
速度のいずれかを指定する符号化速度制御信号を出力す
る符号化速度制御器と、 前記ピッチ情報を除く前記ＤＣ
Ｔ係数情報を前記符号化速度制御器から指定された符号
化速度に切替え前記符号化器に対して出力する符号化速
度可変器とが設けられ、 前記符号化器は、前記伝送路に
送出する信号に前記指定された符号化速度情報を付加し
て送出するように構成されたことを特徴とするものであ
る。 さらに、受信側の音声復号装置は、伝送路を介して
前記音声符号化装置から送られてくるＮ個のベクトル番
号とＮ個のＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とからな
る前記ＤＣＴ係数情報とピッチ情報とを含んでディジタ
ル信号列の形態に符号化され多重化された信号を受信し
該ディジタル信号列から前記ピッチ情報と各ＤＣＴ係数
情報とを分離出力する分離回路と、前記Ｎ個のベクトル
番号のそれぞれを入力とし、それぞれの符号帳を用いて
正規化されたＤＣＴ係数を再生するＮ 組のベクトル逆量
子化器と、該再生された正規化されたＤＣＴ係数に前記
最大絶対値を乗算してＤＣＴ係数を再生するＮ個の逆正
規化器と、該Ｎ個の逆正規化器の出力を合成してＤＣＴ
係数を再生する合成器と、該合成器の出力を時間領域に
変換し長期予測残差信号を再生する逆離散コサイン変換
器と、該再生された長期予測残差信号に対し前記ピッチ
情報を用いて長期予測合成して音声信号を復号再生する
長期予測合成器とを備えた音声復号装置であって、 前記
音声符号化装置から送られてくる信号に付加されている
符号化速度情報を抽出しその符号化速度を前記分離回路
から前記合成器までの回路に対する制御信号とする符号
化速度制御器と、 前記Ｎ個のベクトル逆量子化器のそれ
ぞれの出力の量子化誤差を前記位置情報により補正する
Ｎ個のＤＣＴ係数補正器とが設けられ、 当該通信回線の
回線品質の良／悪とトラヒック量の大／小に対応して前
記音声符号化装置から与えられる符号化速度で音声信号
を復号再生するように構成されたことを特徴とするもの
である。
符号化速度が５．６kbps（ビット／秒）以下のハーフレ
ート音声符号化通信において、 入力音声信号からピッチ
情報を抽出し該ピッチ情報を除いた長期予測残差信号を
生成して出力する長期予測分析器と、該長期予測残差信
号を周波数領域に変換してＤＣＴ係数を出力するＤＣＴ
器と、前記ＤＣＴ係数を等間隔のＮ個（Ｎは整数）の帯
域に分割してＮ個のＤＣＴ係数を出力するＤＣＴ係数分
割器と、前記Ｎ個のＤＣＴ係数のそれぞれを入力とし、
ＤＣＴ係数をその帯域の最大絶対値により正規化し、Ｄ
ＣＴ係数の最大絶対値と位置情報および正規化されたＤ
ＣＴ係数を出力するＮ個の正規化器と、前記Ｎ個の正規
化されたＤＣＴ係数をそれぞれベクトル量子化しそれぞ
れの符号帳により選択したベクトルのベクトル番号を出
力するＮ個のベクトル量子化器と、該Ｎ個のベクトル番
号と前記Ｎ個のＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とか
らなるＤＣＴ係数情報を前記ピッチ情報と共にディジタ
ル信号列の形態に符号化した後多重化して伝送路に送出
する符号化器とを備えた音声符号化装置であって、 外部
から得られる当該通信回線の回線品質の良／悪とトラヒ
ック量の大／小に対応して予め定めた複数段階の符号化
速度のいずれかを指定する符号化速度制御信号を出力す
る符号化速度制御器と、 前記ピッチ情報を除く前記ＤＣ
Ｔ係数情報を前記符号化速度制御器から指定された符号
化速度に切替え前記符号化器に対して出力する符号化速
度可変器とが設けられ、 前記符号化器は、前記伝送路に
送出する信号に前記指定された符号化速度情報を付加し
て送出するように構成されたことを特徴とするものであ
る。 さらに、受信側の音声復号装置は、伝送路を介して
前記音声符号化装置から送られてくるＮ個のベクトル番
号とＮ個のＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とからな
る前記ＤＣＴ係数情報とピッチ情報とを含んでディジタ
ル信号列の形態に符号化され多重化された信号を受信し
該ディジタル信号列から前記ピッチ情報と各ＤＣＴ係数
情報とを分離出力する分離回路と、前記Ｎ個のベクトル
番号のそれぞれを入力とし、それぞれの符号帳を用いて
正規化されたＤＣＴ係数を再生するＮ 組のベクトル逆量
子化器と、該再生された正規化されたＤＣＴ係数に前記
最大絶対値を乗算してＤＣＴ係数を再生するＮ個の逆正
規化器と、該Ｎ個の逆正規化器の出力を合成してＤＣＴ
係数を再生する合成器と、該合成器の出力を時間領域に
変換し長期予測残差信号を再生する逆離散コサイン変換
器と、該再生された長期予測残差信号に対し前記ピッチ
情報を用いて長期予測合成して音声信号を復号再生する
長期予測合成器とを備えた音声復号装置であって、 前記
音声符号化装置から送られてくる信号に付加されている
符号化速度情報を抽出しその符号化速度を前記分離回路
から前記合成器までの回路に対する制御信号とする符号
化速度制御器と、 前記Ｎ個のベクトル逆量子化器のそれ
ぞれの出力の量子化誤差を前記位置情報により補正する
Ｎ個のＤＣＴ係数補正器とが設けられ、 当該通信回線の
回線品質の良／悪とトラヒック量の大／小に対応して前
記音声符号化装置から与えられる符号化速度で音声信号
を復号再生するように構成されたことを特徴とするもの
である。
【００２０】
【実施例】本発明を具体的に説明するために、先に提案
した第２の提案による図５及び図６に示した符号化装置
及び復号装置に本発明を適用した実施例について説明す
る。図１は本発明の実施例を示す音声符号化装置のブロ
ック図、図２は音声復号装置のブロックである。図１の
本発明による音声符号化装置は、図５の回路に符号化速
度制御器１３と符号化速度可変器２１を付加した構成で
ある。同様に、図２の本発明による音声復号装置は、図
６の回路に符号化速度制御器２３とＤＣＴ係数補正器２
９，３０を付加した構成である。図１，図２の実施例に
よる以下の説明では、ＤＣＴ係数の分割数ＮをＮ＝１と
Ｎ＝２に切替え、符号化速度を４．８kbps, ３．６kbp
s, ２．４kbpsの３段階に切替える例について説明す
る。まず、送信側の図１において、符号化速度制御器１
３には、常に通信回線の状況（回線品質，トラヒック
量）を監視している回線制御プロセッサからの回線状況
検出信号ｄ１を入力し、それに基づいて符号化速度４．
８，３．６及び２．４kbpsのうちの回線状況に適した符
号化速度を選択し、点線内に示した各構成要素（１４〜
２２）に符号化速度制御信号ｅ１を与える。
した第２の提案による図５及び図６に示した符号化装置
及び復号装置に本発明を適用した実施例について説明す
る。図１は本発明の実施例を示す音声符号化装置のブロ
ック図、図２は音声復号装置のブロックである。図１の
本発明による音声符号化装置は、図５の回路に符号化速
度制御器１３と符号化速度可変器２１を付加した構成で
ある。同様に、図２の本発明による音声復号装置は、図
６の回路に符号化速度制御器２３とＤＣＴ係数補正器２
９，３０を付加した構成である。図１，図２の実施例に
よる以下の説明では、ＤＣＴ係数の分割数ＮをＮ＝１と
Ｎ＝２に切替え、符号化速度を４．８kbps, ３．６kbp
s, ２．４kbpsの３段階に切替える例について説明す
る。まず、送信側の図１において、符号化速度制御器１
３には、常に通信回線の状況（回線品質，トラヒック
量）を監視している回線制御プロセッサからの回線状況
検出信号ｄ１を入力し、それに基づいて符号化速度４．
８，３．６及び２．４kbpsのうちの回線状況に適した符
号化速度を選択し、点線内に示した各構成要素（１４〜
２２）に符号化速度制御信号ｅ１を与える。
【００２１】例えば、通話品質に重点を置いた通信シス
テムでは、回線品質を常に監視し、回線品質が良ければ
符号化速度として４．８kbpsを選択し、回線品質が悪く
なるに従って、符号化速度を３．６，２．４kbpsと低速
度化して音声符号の情報量が減少した分だけ誤り訂正符
号を追加できるようにする。また、伝送容量に重点を置
いたシステムでは、トラヒック量を常に監視し、トラヒ
ック量が多い時は伝送チャネル数を増やすため符号化速
度２．４kbpsを選択し、トラヒック量が少ない時はチャ
ネル数を減らし高い通話品質を得るため符号化速度の高
い４．８kbpsを選択し、中間のトラヒック量においては
３．６kbpsを選択して伝送する。符号化速度制御信号ｅ
１を入力した点線内の各構成要素は、制御信号ｅ１によ
って指定された符号化速度で符号化処理が行われる。回
線制御プロセッサから与えられた回線状況検出信号ｄ１
は、回線状況情報（例えば３ビット）として符号化器２
２から伝送路に送出される信号に付加される。図２の受
信側の復号装置では、送信側から送られてくる回線状況
情報が回線状況検出信号ｎ１として符号化速度制御器２
３に与えられ、符号化速度制御器２３から出力される制
御信号ｐ１に基づき送信側に対応して選択された各符号
化速度で復号処理が行われる。
テムでは、回線品質を常に監視し、回線品質が良ければ
符号化速度として４．８kbpsを選択し、回線品質が悪く
なるに従って、符号化速度を３．６，２．４kbpsと低速
度化して音声符号の情報量が減少した分だけ誤り訂正符
号を追加できるようにする。また、伝送容量に重点を置
いたシステムでは、トラヒック量を常に監視し、トラヒ
ック量が多い時は伝送チャネル数を増やすため符号化速
度２．４kbpsを選択し、トラヒック量が少ない時はチャ
ネル数を減らし高い通話品質を得るため符号化速度の高
い４．８kbpsを選択し、中間のトラヒック量においては
３．６kbpsを選択して伝送する。符号化速度制御信号ｅ
１を入力した点線内の各構成要素は、制御信号ｅ１によ
って指定された符号化速度で符号化処理が行われる。回
線制御プロセッサから与えられた回線状況検出信号ｄ１
は、回線状況情報（例えば３ビット）として符号化器２
２から伝送路に送出される信号に付加される。図２の受
信側の復号装置では、送信側から送られてくる回線状況
情報が回線状況検出信号ｎ１として符号化速度制御器２
３に与えられ、符号化速度制御器２３から出力される制
御信号ｐ１に基づき送信側に対応して選択された各符号
化速度で復号処理が行われる。
【００２２】本発明で送信側，受信側にそれぞれ付加し
た上述の符号化速度制御器１３，２３は、３入力，８出
力のＴＴＬデコーダで容易に実現することができる。例
えば、次の表４のように回線品質の良し悪しとトラヒッ
ク量の大，小を組合せた３入力Ａ，Ｂ，Ｃから８出力
（Ｙ0 〜Ｙ7)が得られる。この８出力を図１及び図２の
破線内の回路を実現するＤＳＰ（ディジタル・シグナル
・プロセッサ）に入力し、ＤＳＰ内では、この８入力に
従って実行プログラムを選択し、回線状況に対応した符
号化速度で所望の処理が実行される。
た上述の符号化速度制御器１３，２３は、３入力，８出
力のＴＴＬデコーダで容易に実現することができる。例
えば、次の表４のように回線品質の良し悪しとトラヒッ
ク量の大，小を組合せた３入力Ａ，Ｂ，Ｃから８出力
（Ｙ0 〜Ｙ7)が得られる。この８出力を図１及び図２の
破線内の回路を実現するＤＳＰ（ディジタル・シグナル
・プロセッサ）に入力し、ＤＳＰ内では、この８入力に
従って実行プログラムを選択し、回線状況に対応した符
号化速度で所望の処理が実行される。
【００２３】
【表４】 以下に各符号化速度での各構成要素の動作を説明する。
次の表５は符号化速度を可変とした時のビット配分を示
す。
次の表５は符号化速度を可変とした時のビット配分を示
す。
【００２４】
【表５】
【００２５】（１）符号化速度４．８kbpsが選択された
場合 ６．４kHz サンプリングで１０ビット量子化された入力
音声信号（６４kbps）ａ１は、長期予測分析器１１によ
りフレーム（１０msec：６４サンプル）毎にピッチ情報
Ｐａ１を抽出して符号化器２２に与えるとともに、入力
信号ａ１からピッチ成分を取り除いた長期予測残差信号
ｂ１を生成して出力する。それを離散コサイン変換器
（ＤＣＴ器）１２により、フレーム（１０msec：６４サ
ンプル）毎に周波数領域に変換して周波数成分であるＤ
ＣＴ係数ｃ１（６４係数）を出力する。離散コサイン変
換については後で述べる。ＤＣＴ係数ｃ１は、ＤＣＴ係
数分割器１４によりＮ（＝２）等分され、周波数帯域０
〜１．６kHz （低域）のＤＣＴ係数ｆ１（３２係数）
と、１．６〜３．２kHz （高域）のＤＣＴ係数ｇ１（３
２係数）に分割して出力される。分割されたＤＣＴ係数
ｆ１，ｇ１はそれぞれ＃１正規化器１５、＃Ｎ（＝２）
正規化器１６によりＤＣＴ係数の最大絶対値Ｐｂ１，Ｐ
ｅ１により正規化され、正規化された信号ｈ１，ｉ１が
出力される。
場合 ６．４kHz サンプリングで１０ビット量子化された入力
音声信号（６４kbps）ａ１は、長期予測分析器１１によ
りフレーム（１０msec：６４サンプル）毎にピッチ情報
Ｐａ１を抽出して符号化器２２に与えるとともに、入力
信号ａ１からピッチ成分を取り除いた長期予測残差信号
ｂ１を生成して出力する。それを離散コサイン変換器
（ＤＣＴ器）１２により、フレーム（１０msec：６４サ
ンプル）毎に周波数領域に変換して周波数成分であるＤ
ＣＴ係数ｃ１（６４係数）を出力する。離散コサイン変
換については後で述べる。ＤＣＴ係数ｃ１は、ＤＣＴ係
数分割器１４によりＮ（＝２）等分され、周波数帯域０
〜１．６kHz （低域）のＤＣＴ係数ｆ１（３２係数）
と、１．６〜３．２kHz （高域）のＤＣＴ係数ｇ１（３
２係数）に分割して出力される。分割されたＤＣＴ係数
ｆ１，ｇ１はそれぞれ＃１正規化器１５、＃Ｎ（＝２）
正規化器１６によりＤＣＴ係数の最大絶対値Ｐｂ１，Ｐ
ｅ１により正規化され、正規化された信号ｈ１，ｉ１が
出力される。
【００２６】最大絶対値Ｐｂ１，Ｐｅ１は、それらの位
置情報Ｐｃ１，Ｐｆ１と共に符号化速度可変器２１，符
号化器２２を通って受信側に送られる。Ｐｃ１，Ｐｆ１
は最大絶対値の正確な位置と極性を伝送するための情報
であり、位置は５ビット（３２係数に対応）、極性は１
ビットで符号化される。この情報を送ることにより受信
側ではＤＣＴ係数の量子化誤差を軽減することができ
る。正規化された信号ｈ１，ｉ１はそれぞれ＃１ベクト
ル量子化器１７と＃１符号帳１８、＃Ｎ（＝２）ベクト
ル量子化器１９と＃Ｎ（＝２）符号帳２０によりベクト
ル量子化され、ベクトル番号Ｐｄ１，Ｐｇ１が出力さ
れ、符号化速度可変器２１により４．８kbpsとなるよう
にピッチ情報Ｐａ１を除くパラメータＰｂ１，Ｐｃ１，
Ｐｄ１，Ｐｅ１，Ｐｆ１，Ｐｇ１からなるＤＣＴ係数情
報が選択された後、それらのパラメータはピッチ情報Ｐ
ａ１と共に符号化器２２によりディジタル信号列の形態
にされた後、多重化された送信信号ｋ１として伝送路に
送出される。
置情報Ｐｃ１，Ｐｆ１と共に符号化速度可変器２１，符
号化器２２を通って受信側に送られる。Ｐｃ１，Ｐｆ１
は最大絶対値の正確な位置と極性を伝送するための情報
であり、位置は５ビット（３２係数に対応）、極性は１
ビットで符号化される。この情報を送ることにより受信
側ではＤＣＴ係数の量子化誤差を軽減することができ
る。正規化された信号ｈ１，ｉ１はそれぞれ＃１ベクト
ル量子化器１７と＃１符号帳１８、＃Ｎ（＝２）ベクト
ル量子化器１９と＃Ｎ（＝２）符号帳２０によりベクト
ル量子化され、ベクトル番号Ｐｄ１，Ｐｇ１が出力さ
れ、符号化速度可変器２１により４．８kbpsとなるよう
にピッチ情報Ｐａ１を除くパラメータＰｂ１，Ｐｃ１，
Ｐｄ１，Ｐｅ１，Ｐｆ１，Ｐｇ１からなるＤＣＴ係数情
報が選択された後、それらのパラメータはピッチ情報Ｐ
ａ１と共に符号化器２２によりディジタル信号列の形態
にされた後、多重化された送信信号ｋ１として伝送路に
送出される。
【００２７】次に、図２の受信側において、伝送路を介
して受信した前記ディジタル列信号ｍ１を分離回路２４
により分離してＤＣＴベクトル番号Ｐｈ１，Ｐｉ１，Ｄ
ＣＴ係数絶対値Ｐｊ１，Ｐｋ１とそれらの位置情報Ｐｍ
１，Ｐｎ１の各ＤＣＴ係数情報、およびピッチ情報Ｐｐ
１を取り出す。ＤＣＴベクトル番号Ｐｈ１，Ｐｉ１か
ら、それぞれ＃１ベクトル量子化器２５と＃１符号帳２
６、＃Ｎ（＝２）ベクトル逆量子化器２７と＃Ｎ（＝
２）符号帳２８を用いてベクトル逆量子化し、正規化さ
れた０〜１．６kHz のＤＣＴ係数ｑ１と、１．６〜３．
２kHz のＤＣＴ係数ｒ１を再生する。ここで、＃１符号
帳２６，＃Ｎ符号帳２８はそれぞれ符号化装置の＃１符
号帳１８，＃Ｎ符号帳２０と同じ内容になっている。
して受信した前記ディジタル列信号ｍ１を分離回路２４
により分離してＤＣＴベクトル番号Ｐｈ１，Ｐｉ１，Ｄ
ＣＴ係数絶対値Ｐｊ１，Ｐｋ１とそれらの位置情報Ｐｍ
１，Ｐｎ１の各ＤＣＴ係数情報、およびピッチ情報Ｐｐ
１を取り出す。ＤＣＴベクトル番号Ｐｈ１，Ｐｉ１か
ら、それぞれ＃１ベクトル量子化器２５と＃１符号帳２
６、＃Ｎ（＝２）ベクトル逆量子化器２７と＃Ｎ（＝
２）符号帳２８を用いてベクトル逆量子化し、正規化さ
れた０〜１．６kHz のＤＣＴ係数ｑ１と、１．６〜３．
２kHz のＤＣＴ係数ｒ１を再生する。ここで、＃１符号
帳２６，＃Ｎ符号帳２８はそれぞれ符号化装置の＃１符
号帳１８，＃Ｎ符号帳２０と同じ内容になっている。
【００２８】再生された各周波数帯域のＤＣＴ係数ｑ
１，ｒ１は、それぞれＤＣＴ係数補正器２９，３０によ
り、ＤＣＴ係数最大絶対値の位置情報Ｐｍ１，Ｐｎ１を
用いて補正される。つまり、Ｐｍ１，Ｐｎ１（最大絶対
値の位置とその極性の情報を有する）により示される位
置に１または−１を挿入する。補正されたＤＣＴ係数ｓ
１，ｔ１は、それぞれ＃１逆正規化器３１とＤＣＴ係数
最大絶対値Ｐｊ１、＃Ｎ逆正規化器３２とＤＣＴ係数最
大絶対値Ｐｋ１により逆正規化され、各周波数帯域のＤ
ＣＴ係数ｕ１，ｖ１が再生された後、これらは合成器３
３により合成され、ＤＣＴ係数ｗ１が再生される。逆離
散コサイン変換器（ＩＤＣＴ器）３４はＤＣＴ係数ｗ１
を時間領域に変換して長期予測残差信号ｘ１を再生す
る。長期予測合成器３５では長期予測残差信号ｘ１にピ
ッチ情報Ｐｐ１を付加して音声信号ｙ１を復号再生す
る。
１，ｒ１は、それぞれＤＣＴ係数補正器２９，３０によ
り、ＤＣＴ係数最大絶対値の位置情報Ｐｍ１，Ｐｎ１を
用いて補正される。つまり、Ｐｍ１，Ｐｎ１（最大絶対
値の位置とその極性の情報を有する）により示される位
置に１または−１を挿入する。補正されたＤＣＴ係数ｓ
１，ｔ１は、それぞれ＃１逆正規化器３１とＤＣＴ係数
最大絶対値Ｐｊ１、＃Ｎ逆正規化器３２とＤＣＴ係数最
大絶対値Ｐｋ１により逆正規化され、各周波数帯域のＤ
ＣＴ係数ｕ１，ｖ１が再生された後、これらは合成器３
３により合成され、ＤＣＴ係数ｗ１が再生される。逆離
散コサイン変換器（ＩＤＣＴ器）３４はＤＣＴ係数ｗ１
を時間領域に変換して長期予測残差信号ｘ１を再生す
る。長期予測合成器３５では長期予測残差信号ｘ１にピ
ッチ情報Ｐｐ１を付加して音声信号ｙ１を復号再生す
る。
【００２９】（２）符号化速度３．６kbpsが選択された
場合 図１の音声符号化装置内では、４．８kbpsの場合と同じ
パラメータが抽出されるが、符号化速度可変器２１によ
り最大絶対値の位置情報Ｐｃ１，Ｐｆ１が省略され、符
号化器２２からの出力ビット列は３．６kbpsとなる。こ
れに伴い図２の音声復号装置では補正器２９，３０によ
るＤＣＴ係数補正は行なわれない。
場合 図１の音声符号化装置内では、４．８kbpsの場合と同じ
パラメータが抽出されるが、符号化速度可変器２１によ
り最大絶対値の位置情報Ｐｃ１，Ｐｆ１が省略され、符
号化器２２からの出力ビット列は３．６kbpsとなる。こ
れに伴い図２の音声復号装置では補正器２９，３０によ
るＤＣＴ係数補正は行なわれない。
【００３０】（３）符号化速度２．４kbpsが選択された
場合 Ｎ＝１とし、ＤＣＴ係数は分割しないで６４係数として
処理される。よって、次元が６４の符号帳が必要とな
る。この対処法としては、予め６４次元の正規化してい
ないＤＣＴ係数の符号帳を作成しておき、２．４kbpsの
場合はこれを６４次元でのＤＣＴ係数の最大絶対値で正
規化したものを符号帳として用いる。これに対し４．
８，３．６kbpsでは、低域と高域を分割してそれぞれ３
２次元で正規化し、低域用，高域用の符号帳として用い
ればよい。
場合 Ｎ＝１とし、ＤＣＴ係数は分割しないで６４係数として
処理される。よって、次元が６４の符号帳が必要とな
る。この対処法としては、予め６４次元の正規化してい
ないＤＣＴ係数の符号帳を作成しておき、２．４kbpsの
場合はこれを６４次元でのＤＣＴ係数の最大絶対値で正
規化したものを符号帳として用いる。これに対し４．
８，３．６kbpsでは、低域と高域を分割してそれぞれ３
２次元で正規化し、低域用，高域用の符号帳として用い
ればよい。
【００３１】参考のために、ＤＣＴ及びＩＤＣＴについ
て説明する。これらの変換式は、入力信号Ｘ（ｎ）とす
るとそれぞれ次のようになる。 （１）ＤＣＴの場合、求めるＤＣＴ係数Ｘｃ（ｋ）は次
式で示される。
て説明する。これらの変換式は、入力信号Ｘ（ｎ）とす
るとそれぞれ次のようになる。 （１）ＤＣＴの場合、求めるＤＣＴ係数Ｘｃ（ｋ）は次
式で示される。
【００３２】
【数１】 但し、Ｎはブロック当たりのサンプル数 ｇ（ｋ）＝１ （ｋ＝０） ｇ（ｋ）＝√２ （ｋ＝１，２，…，Ｎ−１） （２）ＩＤＣＴの場合、復元される信号Ｘ（ｎ）は、次
式で示される。
式で示される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
【発明の効果】本発明を実施することにより、回線の状
況（回線品質やトラヒック量）に応じて伝送する音声符
号化速度を変えることができるため、さらに再生音声品
質が改善され実用上極めて大きい効果がある。例えば、
符号化速度を４．８，３．６および２．４kbpsの３段階
可変にした場合、通話品質に重点を置いたシステムで
は、回線品質を常に監視し、回線品質が良ければ音声を
高速の４．８kbpsで符号化して再生音声品質を向上し、
回線品質が悪くなるに従い３．６，２．４kbpsと低速度
化して、音声符号の情報量が減少した分だけ誤り訂正符
号を追加することにより回線品質の悪化による再生音声
の品質劣化を軽減することができる。
況（回線品質やトラヒック量）に応じて伝送する音声符
号化速度を変えることができるため、さらに再生音声品
質が改善され実用上極めて大きい効果がある。例えば、
符号化速度を４．８，３．６および２．４kbpsの３段階
可変にした場合、通話品質に重点を置いたシステムで
は、回線品質を常に監視し、回線品質が良ければ音声を
高速の４．８kbpsで符号化して再生音声品質を向上し、
回線品質が悪くなるに従い３．６，２．４kbpsと低速度
化して、音声符号の情報量が減少した分だけ誤り訂正符
号を追加することにより回線品質の悪化による再生音声
の品質劣化を軽減することができる。
【００３５】また、伝送容量に重点を置いたシステムで
は、トラヒック量を常に監視し、トラヒック量が多い時
は符号化速度を２．４kbpsとしてチャネル数を増やし、
トラヒック量が少ない時は空チャネルの帯域を利用して
符号化速度を４．８kbpsに上げて高い通話品質を得、中
間のトラヒック量のときは符号化速度３．６kbpsとして
伝送することができるため、回線の伝送効率を向上する
ことができる。本発明は、５．６kbps以下のハーフレー
ト音声符号化通信に極めて大きい効果があることは勿論
であり、８kbps以下の低ビットレート音声符号化通信に
おいても極めて大きい効果がある。
は、トラヒック量を常に監視し、トラヒック量が多い時
は符号化速度を２．４kbpsとしてチャネル数を増やし、
トラヒック量が少ない時は空チャネルの帯域を利用して
符号化速度を４．８kbpsに上げて高い通話品質を得、中
間のトラヒック量のときは符号化速度３．６kbpsとして
伝送することができるため、回線の伝送効率を向上する
ことができる。本発明は、５．６kbps以下のハーフレー
ト音声符号化通信に極めて大きい効果があることは勿論
であり、８kbps以下の低ビットレート音声符号化通信に
おいても極めて大きい効果がある。
【図１】本発明の音声符号化装置の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の音声復号装置の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図３】従来技術の音声符号化装置及び復号装置の構成
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図４】本発明者が先に提案した第１の提案による装置
の構成例を示すブロック図である。
の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明者が先に提案した第２の提案による音声
符号化装置の構成例を示すブロック図である。
符号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明者が先に提案した第２の提案による音声
復号装置の構成例を示すブロック図である。
復号装置の構成例を示すブロック図である。
１ 長期予測分析器 ２ ＤＣＴ器 ３ 適応間引器 ４ 符号化器 ５ 分離回路 ６ 適応間引復号器 ７ ＩＤＣＴ器 ８ 長期予測合成器 １１ 長期予測分析器 １２ ＤＣＴ器 １３ 符号化速度制御器 １４ ＤＣＴ係数分割器 １５，１６ 正規化器 １７，１９ ベクトル量子化器 １８，２０ 符号帳 ２１ 符号化速度可変器 ２２ 符号化器 ２３ 符号化速度制御器 ２４ 分離回路 ２５，２７ ベクトル逆量子化器 ２６，２８ 符号帳 ２９，３０ ＤＣＴ係数補正器 ３１，３２ 逆正規化器 ３３ 合成器 ３４ ＩＤＣＴ器 ３５ 長期予測合成器 ４１ 長期予測分析器 ４２ ＤＣＴ器 ４３ 正規化器 ４４ ベクトル量子化器 ４５，４９ 符号帳 ４６ 符号化器 ４７ 分離回路 ４８ ベクトル量子化器 ５０ 逆正規化器 ５１ 逆ＤＣＴ器 ５２ 長期予測合成器 ７１ 長期予測分析器 ７２ ＤＣＴ器 ７３ ＤＣＴ係数分割器 ７４，７５ 正規化器 ７６，７８ ベクトル量子化器 ７７，７９ 符号帳 ８０ 符号化器 ９１ 分離回路 ９２，９４ ベクトル量子化器 ９３，９５ 符号帳 ９６，９７ 逆正規化器 ９８ 合成器 ９９ ＩＤＣＴ器 １００ 長期予測合成器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−121624（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3524（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−248848（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−284544（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 14/04 - 14/06 G10L 11/00 G10L 19/00 H03M 7/30
Claims (3)
- 【請求項１】 音声符号化速度が５．６kbps（ビット／
秒）以下のハーフレート音声符号化通信において、 送信側では、フレーム分割された入力音声信号を長期予
測分析してピッチ情報と長期予測残差信号を生成し、該
長期予測残差信号を周波数領域に変換して得られるＤＣ
Ｔ係数を等間隔のＮ個（Ｎは整数）の帯域に分割し、正
規化手段により各帯域毎にＤＣＴ係数の最大絶対値と位
置情報とを出力するとともにＤＣＴ係数を前記最大絶対
値によって正規化した後ベクトル量子化して符号帳から
ベクトル番号を選択し、該Ｎ個のベクトル番号と前記Ｎ
個のＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情報とからなるＤＣ
Ｔ係数情報を前記ピッチ情報と共にディジタル信号列の
形態に符号化した後多重化して伝送路に送出し、 受信側では、該伝送路を介して受信した前記ディジタル
信号列を分離して前記Ｎ個のベクトル番号、前記Ｎ個の
最大絶対値と位置情報および前記ピッチ情報を取り出
し、各帯域毎に前記ベクトル番号を用いてベクトル逆量
子化して正規化されたＤＣＴ係数を再生したのち前記位
置情報を用いて量子化誤差を補正し、前記最大絶対値を
乗算して得られた各帯域毎のＤＣＴ係数を合成し、逆離
散コサイン変換により再生した長期予測信号に対して前
記ピッチ情報を用いて長期予測合成して音声信号を復号
再生する音声符号化通信方式であって、 前記送信側に、外部から得られる当該通信回線の回線品
質の良／悪とトラヒック量の大／小に対応して予め定め
た複数段階の符号化速度のいずれかを指定する符号化速
度制御手段と、前記ピッチ情報を除く前記ＤＣＴ係数情
報を指定された符号化速度に切替え符号化手段に出力す
る符号化速度可変手段とが設けられ、前記伝送路に送出
する信号に該指定された符号化速度情報を付加して送出
し、 前記受信側に、前記送信側から送られた該符号化速度情
報により前記送信側の符号化速度と等しい符号化速度で
再生音声を復号する手段を備え、 回線品質の良／悪とトラヒック量の大／小の組合せ状態
に応じて符号化速度を変えることにより再生音声品質の
劣化を軽減したことを特徴とする音声符号化通信方式。 - 【請求項２】 音声符号化速度が５．６kbps（ビット／
秒）以下のハーフレ ート音声符号化通信において、 入力音声信号からピッチ情報を抽出し該ピッチ情報を除
いた長期予測残差信号を生成して出力する長期予測分析
器と、該長期予測残差信号を周波数領域に変換してＤＣ
Ｔ係数を出力するＤＣＴ器と、前記ＤＣＴ係数を等間隔
のＮ個（Ｎは整数）の帯域に分割してＮ個のＤＣＴ係数
を出力するＤＣＴ係数分割器と、前記Ｎ個のＤＣＴ係数
のそれぞれを入力とし、ＤＣＴ係数をその帯域の最大絶
対値により正規化し、ＤＣＴ係数の最大絶対値と位置情
報および正規化されたＤＣＴ係数を出力するＮ個の正規
化器と、前記Ｎ個の正規化されたＤＣＴ係数をそれぞれ
ベクトル量子化しそれぞれの符号帳により選択したベク
トルのベクトル番号を出力するＮ個のベクトル量子化器
と、該Ｎ個のベクトル番号と前記Ｎ個のＤＣＴ係数の最
大絶対値と位置情報とからなるＤＣＴ係数情報を前記ピ
ッチ情報と共にディジタル信号列の形態に符号化した後
多重化して伝送路に送出する符号化器とを備えた音声符
号化装置であって、 外部から得られる当該通信回線の回線品質の良／悪とト
ラヒック量の大／小に対応して予め定めた複数段階の符
号化速度のいずれかを指定する符号化速度制御信号を出
力する符号化速度制御器と、 前記ピッチ情報を除く前記ＤＣＴ係数情報を前記符号化
速度制御器から指定された符号化速度に切替え前記符号
化器に対して出力する符号化速度可変器とが設けられ、 前記符号化器は、前記伝送路に送出する信号に前記指定
された符号化速度情報を付加して送出するように構成さ
れたことを特徴とする音声符号化装置。 - 【請求項３】 伝送路を介して前記音声符号化装置から
送られてくるＮ個のベクトル番号とＮ個のＤＣＴ係数の
最大絶対値と位置情報とからなる前記ＤＣＴ係数情報と
ピッチ情報とを含んでディジタル信号列の形態に符号化
され多重化された信号を受信し該ディジタル信号列から
前記ピッチ情報と各ＤＣＴ係数情報とを分離出力する分
離回路と、前記Ｎ個のベクトル番号のそれぞれを入力と
し、それぞれの符号帳を用いて正規化されたＤＣＴ係数
を再生するＮ組のベクトル逆量子化器と、該再生された
正規化されたＤＣＴ係数に前記最大絶対値を乗算してＤ
ＣＴ係数を再生するＮ個の逆正規化器と、該Ｎ個の逆正
規化器の出力を合成して ＤＣＴ係数を再生する合成器
と、該合成器の出力を時間領域に変換し長期予測残差信
号を再生する逆離散コサイン変換器と、該再生された長
期予測残差信号に対し前記ピッチ情報を用いて長期予測
合成して音声信号を復号再生する長期予測合成器とを備
えた音声復号装置であって、 前記音声符号化装置から送られてくる信号に付加されて
いる符号化速度情報を抽出しその符号化速度を前記分離
回路から前記合成器までの回路に対する制御信号とする
符号化速度制御器と、 前記Ｎ個のベクトル逆量子化器のそれぞれの出力の量子
化誤差を前記位置情報により補正するＮ個のＤＣＴ係数
補正器とが設けられ、 当該通信回線の回線品質の良／悪とトラヒック量の大／
小に対応して前記音声符号化装置から与えられる符号化
速度で音声信号を復号再生するように構成されたことを
特徴とする音声復号装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07648693A JP3193515B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 音声符号化通信方式及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07648693A JP3193515B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 音声符号化通信方式及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268606A JPH06268606A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3193515B2 true JP3193515B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=13606549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07648693A Expired - Fee Related JP3193515B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 音声符号化通信方式及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3193515B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2834010B2 (ja) * | 1994-11-02 | 1998-12-09 | 日本電気エンジニアリング株式会社 | 音声符号化復号化装置 |
| US6868257B1 (en) | 1999-07-05 | 2005-03-15 | Nokia Networks Oy | Method for selection of coding method |
| IL157927A0 (en) * | 2002-02-04 | 2004-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Digital circuit transmission device |
| JP4009781B2 (ja) * | 2003-10-27 | 2007-11-21 | カシオ計算機株式会社 | 音声処理装置及び音声符号化方法 |
| US8515767B2 (en) * | 2007-11-04 | 2013-08-20 | Qualcomm Incorporated | Technique for encoding/decoding of codebook indices for quantized MDCT spectrum in scalable speech and audio codecs |
| CA2789107C (en) * | 2010-04-14 | 2017-08-15 | Voiceage Corporation | Flexible and scalable combined innovation codebook for use in celp coder and decoder |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP07648693A patent/JP3193515B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06268606A (ja) | 1994-09-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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