JP3290443B2 - コード励振線形予測符号化器及び復号化器 - Google Patents
コード励振線形予測符号化器及び復号化器Info
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- JP3290443B2 JP3290443B2 JP05867791A JP5867791A JP3290443B2 JP 3290443 B2 JP3290443 B2 JP 3290443B2 JP 05867791 A JP05867791 A JP 05867791A JP 5867791 A JP5867791 A JP 5867791A JP 3290443 B2 JP3290443 B2 JP 3290443B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バックワード型のコー
ド励振線形予測符号化器及び復号化器に関するものであ
る。
ド励振線形予測符号化器及び復号化器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、声道パラメータの送出を伴うこと
なく励振コード信号のインデックスだけを送出すれば良
い、バックワード型のコード励振線形予測符号化器が提
供されている（例えば、文献１『J.H.Chen,"HIGH-QUALI
TY 16 KB/S SPEECH CODING WITH A ONE-WAY DELAY LESS
THAN 2 MS," Proc.IEEE Int.Conf.Acoust.,Speech,Sig
nal Processing,(April 1990).』）。
なく励振コード信号のインデックスだけを送出すれば良
い、バックワード型のコード励振線形予測符号化器が提
供されている（例えば、文献１『J.H.Chen,"HIGH-QUALI
TY 16 KB/S SPEECH CODING WITH A ONE-WAY DELAY LESS
THAN 2 MS," Proc.IEEE Int.Conf.Acoust.,Speech,Sig
nal Processing,(April 1990).』）。
【０００３】図２は、従来のバックワード型コード励振
線形予測符号化器の大概念の機能ブロック図である。
線形予測符号化器の大概念の機能ブロック図である。
【０００４】図２において、励振コードブック部１１に
は複数の励振コード信号が格納されており、現時点の入
力音声信号に最適な励振コード信号を探索するときに
は、候補としての複数の励振コード信号を時間順次に合
成フィルタ部１２に出力する。合成フィルタ部１２は、
自己相関分析部１３から与えられた声道予測係数を用い
て、励振コード信号を合成音声信号（入力音声信号に対
する予測音声信号）に変換して比較探索部１４に与え
る。このようにして全ての候補の励振コード信号に対応
する合成音声信号が比較探索部１４に与えられる。比較
探索部１４は、入力音声信号と各合成音声信号を比較
し、その聴覚重み付け誤差が最小となる合成音声信号に
係る励振コード信号を最適のものと判断し、そのインデ
ックスを受信側に送信すると共に、励振コードブック部
１１に与える。
は複数の励振コード信号が格納されており、現時点の入
力音声信号に最適な励振コード信号を探索するときに
は、候補としての複数の励振コード信号を時間順次に合
成フィルタ部１２に出力する。合成フィルタ部１２は、
自己相関分析部１３から与えられた声道予測係数を用い
て、励振コード信号を合成音声信号（入力音声信号に対
する予測音声信号）に変換して比較探索部１４に与え
る。このようにして全ての候補の励振コード信号に対応
する合成音声信号が比較探索部１４に与えられる。比較
探索部１４は、入力音声信号と各合成音声信号を比較
し、その聴覚重み付け誤差が最小となる合成音声信号に
係る励振コード信号を最適のものと判断し、そのインデ
ックスを受信側に送信すると共に、励振コードブック部
１１に与える。
【０００５】励振コードブック部１１は、このときに
は、この最適インデックスに対応する励振コード信号を
合成フィルタ部１２に出力する。このとき得られた合成
音声信号は、声道分析部としての自己相関分析部１３に
与えられる。自己相関分析部１３は、過去の合成音声信
号列を用いて自己相関法（ＬＰＣ分析法の１種）により
次の時刻に対する声道予測係数を計算し、合成フィルタ
部１２に送出する。
は、この最適インデックスに対応する励振コード信号を
合成フィルタ部１２に出力する。このとき得られた合成
音声信号は、声道分析部としての自己相関分析部１３に
与えられる。自己相関分析部１３は、過去の合成音声信
号列を用いて自己相関法（ＬＰＣ分析法の１種）により
次の時刻に対する声道予測係数を計算し、合成フィルタ
部１２に送出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】バックワード型のコー
ド励振線形予測符号化器においては、上述のように、声
道伝達関数を与える声道予測係数は、過去に量子化され
た合成音声信号列から推定されるようになされている。
そのため、声道予測係数が量子化ノイズの悪影響を受け
るため正確な声道伝達関数の推定が困難となる。声道予
測係数が量子化ノイズ等の影響を受けても、高品質の音
声信号を得られるようにしようとすると、励振コード信
号のビット数を多くして数多くの励振コード信号を用意
しておき、その中から最適なものを選択するようにすれ
ば良いが、伝送レートが高くならざるを得ない。
ド励振線形予測符号化器においては、上述のように、声
道伝達関数を与える声道予測係数は、過去に量子化され
た合成音声信号列から推定されるようになされている。
そのため、声道予測係数が量子化ノイズの悪影響を受け
るため正確な声道伝達関数の推定が困難となる。声道予
測係数が量子化ノイズ等の影響を受けても、高品質の音
声信号を得られるようにしようとすると、励振コード信
号のビット数を多くして数多くの励振コード信号を用意
しておき、その中から最適なものを選択するようにすれ
ば良いが、伝送レートが高くならざるを得ない。
【０００７】最近、符号化ビットレートが低いが高品質
の再生音声が得られることが望まれている。例えば、デ
ジタル自動車電話用の場合、８ｋＨｚでサンプリングし
たものを４ｋｂｐｓの低符号化ビットレートにすること
が求められる。このような１サンプル当りのビット数が
１ビット以下になるような低レート符号化器に、従来の
構成を用いようとした場合、励振コード信号のビット数
（インデックスのビット数）を低くすることが必要とな
り、上述したように声道予測係数が量子化ノイズの影響
を大きく受け、正確な声道伝達関数の推定が困難になっ
て最適な励振コード信号の選択ができなくなり、符号化
音声信号が入力音声信号に比べてかなり劣化するという
問題がある。
の再生音声が得られることが望まれている。例えば、デ
ジタル自動車電話用の場合、８ｋＨｚでサンプリングし
たものを４ｋｂｐｓの低符号化ビットレートにすること
が求められる。このような１サンプル当りのビット数が
１ビット以下になるような低レート符号化器に、従来の
構成を用いようとした場合、励振コード信号のビット数
（インデックスのビット数）を低くすることが必要とな
り、上述したように声道予測係数が量子化ノイズの影響
を大きく受け、正確な声道伝達関数の推定が困難になっ
て最適な励振コード信号の選択ができなくなり、符号化
音声信号が入力音声信号に比べてかなり劣化するという
問題がある。
【０００８】実際上、従来の符号化器の場合には、音声
品質を考慮すると、１６ｋｂｐｓのビットレートが限界
であった。
品質を考慮すると、１６ｋｂｐｓのビットレートが限界
であった。
【０００９】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、低ビットレートに適用したとしても音声品質
が優れたバックワード型のコード励振線形予測符号化器
及び復号化器を提供しようとするものである。
のであり、低ビットレートに適用したとしても音声品質
が優れたバックワード型のコード励振線形予測符号化器
及び復号化器を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の本発明は、コード励振線形予測符号化器に
関するものであり、第２の本発明は、コード励振線形予
測復号化器に関するものである。第１の発明は、適応コ
ードブックを有するバックワード型のコード励振線形予
測符号化器において、適応コードブックに更新用として
与える励振信号を補間して与える補間回路部と、適応コ
ードブックからの励振信号を間引いて出力する間引き回
路部とを備えることを特徴とする。第２の発明は、適応
コードブックを有するバックワード型のコード励振線形
予測復号化器において、適応コードブックに更新用とし
て与える励振信号を補間して与える補間回路部と、適応
コードブックからの励振信号を間引いて出力する間 引き
回路部とを備えることを特徴とする。
めに、第１の本発明は、コード励振線形予測符号化器に
関するものであり、第２の本発明は、コード励振線形予
測復号化器に関するものである。第１の発明は、適応コ
ードブックを有するバックワード型のコード励振線形予
測符号化器において、適応コードブックに更新用として
与える励振信号を補間して与える補間回路部と、適応コ
ードブックからの励振信号を間引いて出力する間引き回
路部とを備えることを特徴とする。第２の発明は、適応
コードブックを有するバックワード型のコード励振線形
予測復号化器において、適応コードブックに更新用とし
て与える励振信号を補間して与える補間回路部と、適応
コードブックからの励振信号を間引いて出力する間 引き
回路部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
【作用】第１及び第２の本発明は、補間した励振信号を
更新用として適応コードブックに与えると共に、適応コ
ードブックからの励振信号を間引くことにより、低符号
化ビットレートの場合にも正確な波形形状が得ることが
できる。
更新用として適応コードブックに与えると共に、適応コ
ードブックからの励振信号を間引くことにより、低符号
化ビットレートの場合にも正確な波形形状が得ることが
できる。
【００１２】
（Ａ）コード励振線形予測符号化器の第１実施例 まず、本発明によるバックワード型のコード励振線形予
測符号化器の第１実施例を図３を用いて説明する。
測符号化器の第１実施例を図３を用いて説明する。
【００１３】図３において、励振コードブック部２１に
は複数の励振コード信号が格納されており、現時点の入
力音声信号に最適な励振コード信号を探索するときに
は、候補としての複数の励振コード信号を時間順次に合
成フィルタ部２２に出力する。合成フィルタ部２２は、
瞬時化最大エントロピー法（ＬＰＣ分析法の１種；以
下、ＩＭＥＭ法と呼ぶ）を適用した声道分析部（以下、
ＩＭＥＭ分析部と呼ぶ）２３から与えられた声道予測係
数を用いて、励振コード信号を合成音声信号に変換して
比較探索部２４に与える。このようにして全ての候補の
励振コード信号に対応する合成音声信号が比較探索部２
４に与えられる。比較探索部２４は、入力音声信号と各
合成音声信号を比較し、その聴覚重み付け誤差が最小と
なる合成音声信号に係る励振コード信号を最適のものと
判断し、そのインデックスを受信側に送信すると共に、
励振コードブック部２１に与える。
は複数の励振コード信号が格納されており、現時点の入
力音声信号に最適な励振コード信号を探索するときに
は、候補としての複数の励振コード信号を時間順次に合
成フィルタ部２２に出力する。合成フィルタ部２２は、
瞬時化最大エントロピー法（ＬＰＣ分析法の１種；以
下、ＩＭＥＭ法と呼ぶ）を適用した声道分析部（以下、
ＩＭＥＭ分析部と呼ぶ）２３から与えられた声道予測係
数を用いて、励振コード信号を合成音声信号に変換して
比較探索部２４に与える。このようにして全ての候補の
励振コード信号に対応する合成音声信号が比較探索部２
４に与えられる。比較探索部２４は、入力音声信号と各
合成音声信号を比較し、その聴覚重み付け誤差が最小と
なる合成音声信号に係る励振コード信号を最適のものと
判断し、そのインデックスを受信側に送信すると共に、
励振コードブック部２１に与える。
【００１４】励振コードブック部２１は、このときに
は、この最適インデックスに対応する励振コード信号を
合成フィルタ部２２に出力する。このとき得られた合成
音声信号は、ＩＭＥＭ分析部２３に与えられる。ＩＭＥ
Ｍ分析部２３は、過去の合成音声信号列を用いてＩＭＥ
Ｍ法により次の時刻に対する声道予測係数を計算し、合
成フィルタ部２２に送出する。
は、この最適インデックスに対応する励振コード信号を
合成フィルタ部２２に出力する。このとき得られた合成
音声信号は、ＩＭＥＭ分析部２３に与えられる。ＩＭＥ
Ｍ分析部２３は、過去の合成音声信号列を用いてＩＭＥ
Ｍ法により次の時刻に対する声道予測係数を計算し、合
成フィルタ部２２に送出する。
【００１５】次に、ＩＭＥＭ分析部２３について図４を
用いて説明する。ＩＭＥＭ分析部２３は、信号積計算部
２５と、歪除去フィルタ２６と、反射係数計算部２７
と、予測係数計算部２８とから構成されている。
用いて説明する。ＩＭＥＭ分析部２３は、信号積計算部
２５と、歪除去フィルタ２６と、反射係数計算部２７
と、予測係数計算部２８とから構成されている。
【００１６】合成音声信号でなる時系列信号ｘ（ｎ）は
信号積計算部２５に与えられる。信号積計算部２５は、
信号ｘ（ｎ）とそれより時間（ラグ）τだけ前の信号ｘ
（ｓ−τ）との信号積υ（τ，ｎ）を求めて歪除去フィ
ルタ２６に与える。歪除去フィルタ２６は、信号積υ
（τ，ｎ）をフィルタリングして高周波数成分（歪成
分）を除去した瞬時共分散ψ（ｉ，ｊ；ｎ）（但しτ＝
ｊ−ｉの関係がある）を得て反射係数計算部２７に与え
る。反射係数計算部２７は、瞬時共分散ψ（ｉ，ｊ；
ｎ）と予測係数計算部２８から与えられるｍ−１次の予
測係数ａm-1,i （ｎ）（ｉは予測係数の何番目かを示
す）とから反射係数γm （ｎ）を得て予測係数計算部２
８に与える。予測係数計算部２８は、ｍ次の反射係数γ
m からｍ次の予測係数ａm,i （ｎ）を計算する。
信号積計算部２５に与えられる。信号積計算部２５は、
信号ｘ（ｎ）とそれより時間（ラグ）τだけ前の信号ｘ
（ｓ−τ）との信号積υ（τ，ｎ）を求めて歪除去フィ
ルタ２６に与える。歪除去フィルタ２６は、信号積υ
（τ，ｎ）をフィルタリングして高周波数成分（歪成
分）を除去した瞬時共分散ψ（ｉ，ｊ；ｎ）（但しτ＝
ｊ−ｉの関係がある）を得て反射係数計算部２７に与え
る。反射係数計算部２７は、瞬時共分散ψ（ｉ，ｊ；
ｎ）と予測係数計算部２８から与えられるｍ−１次の予
測係数ａm-1,i （ｎ）（ｉは予測係数の何番目かを示
す）とから反射係数γm （ｎ）を得て予測係数計算部２
８に与える。予測係数計算部２８は、ｍ次の反射係数γ
m からｍ次の予測係数ａm,i （ｎ）を計算する。
【００１７】なお、ＩＭＥＭ法については、文献２『”
瞬時化最大エントロピー法に基づく非定常過程のスペク
トル推定法”，瀧澤由美，電子情報通信学会誌Ａ，Vol.
1,J73-A,No.6,pp.1083-1093,(1990)』、並びに、特願平
１−１２１８７１号明細書及び図面に詳しく記載されて
いる。
瞬時化最大エントロピー法に基づく非定常過程のスペク
トル推定法”，瀧澤由美，電子情報通信学会誌Ａ，Vol.
1,J73-A,No.6,pp.1083-1093,(1990)』、並びに、特願平
１−１２１８７１号明細書及び図面に詳しく記載されて
いる。
【００１８】従来のバックワード型のコード励振線形予
測符号化器の場合、上述したように量子化ノイズの影響
を受けた非定常性の強い合成音声信号から自己相関法に
よって予測係数を得ているので正確な声道伝達関数が得
られず問題が多い。ところで、ＩＭＥＭ法は、スペクト
ルの分析歪を除去できる、非定常性信号に対する追従性
に優れているという利点を有し、正確な声道伝達関数を
得ることができる。そこで、上述のように、声道分析部
としてＩＭＥＭ法を適用したＩＭＥＭ分析部２３を用い
ることとした。
測符号化器の場合、上述したように量子化ノイズの影響
を受けた非定常性の強い合成音声信号から自己相関法に
よって予測係数を得ているので正確な声道伝達関数が得
られず問題が多い。ところで、ＩＭＥＭ法は、スペクト
ルの分析歪を除去できる、非定常性信号に対する追従性
に優れているという利点を有し、正確な声道伝達関数を
得ることができる。そこで、上述のように、声道分析部
としてＩＭＥＭ法を適用したＩＭＥＭ分析部２３を用い
ることとした。
【００１９】従って、上述した第１実施例によれば、声
道伝達関数を与える声道予測係数の計算を、合成音声信
号よりＩＭＥＭ法を用いて行っているため精密な声道伝
達関数が得られ、約４ｋｂｐｓ以下の低符号化ビットレ
ートにおいても優れた合成音声品質を得ることができ
る。
道伝達関数を与える声道予測係数の計算を、合成音声信
号よりＩＭＥＭ法を用いて行っているため精密な声道伝
達関数が得られ、約４ｋｂｐｓ以下の低符号化ビットレ
ートにおいても優れた合成音声品質を得ることができ
る。
【００２０】 （Ｂ）コード励振線形予測符号化器の第２実施例 次に、本発明によるコード励振線形予測符号化器の第２
実施例を図１を用いて説明する。この第２実施例に係る
図１は、第１実施例に係る図３より具体的レベルで示し
ている。
実施例を図１を用いて説明する。この第２実施例に係る
図１は、第１実施例に係る図３より具体的レベルで示し
ている。
【００２１】原音声信号は、フレーム単位にまとめられ
て原音声ベクトルＳとして入力端子３１に入力される。
適応コードブック３２及び統計コードブック３３に格納
されている複数の適応励振コードベクトルＶaj（ｊ＝１
〜ｎ）及び複数の統計励振コードベクトルＶsk（ｋ＝１
〜ｍ）から、現時刻の原音声ベクトルＳに対して最適な
適応励振コードベクトルＶa 及び統計励振コードベクト
ルＶs を、以下のように探索し、探索された最適な適応
励振コードベクトルＶa 及び統計励振コードベクトルＶ
s のインデックスＩa 及びＩs が量子化器３４に与えら
れる。量子化器３４は、これらインデックスＩa 及びＩ
s をトータルコードＣにまとめて出力端子３５から出力
する。
て原音声ベクトルＳとして入力端子３１に入力される。
適応コードブック３２及び統計コードブック３３に格納
されている複数の適応励振コードベクトルＶaj（ｊ＝１
〜ｎ）及び複数の統計励振コードベクトルＶsk（ｋ＝１
〜ｍ）から、現時刻の原音声ベクトルＳに対して最適な
適応励振コードベクトルＶa 及び統計励振コードベクト
ルＶs を、以下のように探索し、探索された最適な適応
励振コードベクトルＶa 及び統計励振コードベクトルＶ
s のインデックスＩa 及びＩs が量子化器３４に与えら
れる。量子化器３４は、これらインデックスＩa 及びＩ
s をトータルコードＣにまとめて出力端子３５から出力
する。
【００２２】探索は次の順序で行なわれる。まず、統計
励振コードベクトルを出力していない状態で最適な適応
コードベクトルＶa を探索し、次に、探索された最適な
適応励振コードベクトルＶa の出力を固定して最適な統
計励振コードベクトルＶs の探索を行なう。
励振コードベクトルを出力していない状態で最適な適応
コードベクトルＶa を探索し、次に、探索された最適な
適応励振コードベクトルＶa の出力を固定して最適な統
計励振コードベクトルＶs の探索を行なう。
【００２３】最適な適応励振コードベクトルＶa の探索
時においては、適応コードブック３２は、候補として複
数の適応励振コードベクトルＶajを時間順次に又は同時
に間引き回路３６に与える。間引き回路３６は、各適応
励振コードベクトルＶajの成分を間引いて成分数が１／
ｘ倍（ｘは任意の数）のベクトルＶdjに変換して加算器
３７に与える。なお、間引き回路３６を設けた理由は、
補間回路３８を設けた理由と共に後で詳述する。
時においては、適応コードブック３２は、候補として複
数の適応励振コードベクトルＶajを時間順次に又は同時
に間引き回路３６に与える。間引き回路３６は、各適応
励振コードベクトルＶajの成分を間引いて成分数が１／
ｘ倍（ｘは任意の数）のベクトルＶdjに変換して加算器
３７に与える。なお、間引き回路３６を設けた理由は、
補間回路３８を設けた理由と共に後で詳述する。
【００２４】加算器３７は、統計コードブック３３から
統計励振コードベクトルも与えられるものであるが、上
述したように、最適な適応励振コードベクトルＶa の探
索時には与えられていない。すなわち、このときには、
ベクトルＶdjがそのまま適応励振コードベクトルと統計
コードベクトルとを合成した励振コードベクトルＶjと
なる。励振コードベクトルＶj は乗算器３９に与えられ
る。
統計励振コードベクトルも与えられるものであるが、上
述したように、最適な適応励振コードベクトルＶa の探
索時には与えられていない。すなわち、このときには、
ベクトルＶdjがそのまま適応励振コードベクトルと統計
コードベクトルとを合成した励振コードベクトルＶjと
なる。励振コードベクトルＶj は乗算器３９に与えられ
る。
【００２５】乗算器３９は、励振コードベクトルＶj
に、ゲイン制御回路４０から与えられた励振ゲインｇを
乗算し、乗算後のベクトルＶgjを加算器４１に与える。
なお、ゲイン制御回路４０は、既に処理が終わっている
過去のベクトルＶg 列に対して例えば線形予測分析を適
用して現時刻の励振ゲインｇを予測して乗算器３９に与
える。
に、ゲイン制御回路４０から与えられた励振ゲインｇを
乗算し、乗算後のベクトルＶgjを加算器４１に与える。
なお、ゲイン制御回路４０は、既に処理が終わっている
過去のベクトルＶg 列に対して例えば線形予測分析を適
用して現時刻の励振ゲインｇを予測して乗算器３９に与
える。
【００２６】加算器４１には、合成フィルタ４２からの
出力ベクトルＳp も与えられており、ベクトルＶgjとベ
クトルＳp とを加算して局部再生の合成音声ベクトルＳ
sjを得て減算器４３に与える。ＩＭＥＭ分析回路４４
（図４参照）は、既に処理が終わっている過去の合成音
声ベクトルＳs 列を用いて、第１実施例で説明したＩＭ
ＥＭ法に従って現時刻の声道予測係数ａi を得て合成フ
ィルタ４２に与えるものであり、合成フィルタ４２は、
この現時刻の声道予測係数ａi を用いて過去の合成音声
ベクトルＳs 列の合成を行ない、上述したベクトルＳp
を得ている。
出力ベクトルＳp も与えられており、ベクトルＶgjとベ
クトルＳp とを加算して局部再生の合成音声ベクトルＳ
sjを得て減算器４３に与える。ＩＭＥＭ分析回路４４
（図４参照）は、既に処理が終わっている過去の合成音
声ベクトルＳs 列を用いて、第１実施例で説明したＩＭ
ＥＭ法に従って現時刻の声道予測係数ａi を得て合成フ
ィルタ４２に与えるものであり、合成フィルタ４２は、
この現時刻の声道予測係数ａi を用いて過去の合成音声
ベクトルＳs 列の合成を行ない、上述したベクトルＳp
を得ている。
【００２７】減算器４３には、入力音声ベクトルＳも与
えられており、入力音声ベクトルＳと候補の適応励振コ
ードベクトルＶajに対応した合成音声ベクトルＳsjとの
差分ベクトルｅj を得て聴覚重み付けフィルタ４５に与
える。聴覚重み付けフィルタ４５は、差分ベクトルｅj
に聴覚特性に応じた重み付け処理を施してその出力ベク
トルｅwjをインデックス探索回路４６に与える。
えられており、入力音声ベクトルＳと候補の適応励振コ
ードベクトルＶajに対応した合成音声ベクトルＳsjとの
差分ベクトルｅj を得て聴覚重み付けフィルタ４５に与
える。聴覚重み付けフィルタ４５は、差分ベクトルｅj
に聴覚特性に応じた重み付け処理を施してその出力ベク
トルｅwjをインデックス探索回路４６に与える。
【００２８】インデックス探索回路４６は、ベクトルｅ
wjの各成分の２乗平均を計算し、この値が最小となる適
応励振コードベクトルＶa を検出して検出した適応励振
コードベクトルＶa のインデックスＩa を量子化器３４
及び適応コードブック３２に送出する。
wjの各成分の２乗平均を計算し、この値が最小となる適
応励振コードベクトルＶa を検出して検出した適応励振
コードベクトルＶa のインデックスＩa を量子化器３４
及び適応コードブック３２に送出する。
【００２９】次いで、最適な統計励振コードベクトルＶ
s の探索に進む。適応コードブック３３は、インデック
スＩa に係る最適な適応励振コードベクトルＶa を間引
き回路３６に出力し、間引き回路３６はこのベクトルＶ
a の所定成分を間引いたベクトルＶd を加算器３７に与
える。この加算器３７に対して、統計コードブック３３
は、候補として複数の統計励振コードベクトルＶskを時
間順次に又は同時に与える。かくして、加算器３７から
は、これらベクトルＶd 及びＶskが加算された励振コー
ドベクトルＶk （ｋ＝１〜ｍ）が出力される。
s の探索に進む。適応コードブック３３は、インデック
スＩa に係る最適な適応励振コードベクトルＶa を間引
き回路３６に出力し、間引き回路３６はこのベクトルＶ
a の所定成分を間引いたベクトルＶd を加算器３７に与
える。この加算器３７に対して、統計コードブック３３
は、候補として複数の統計励振コードベクトルＶskを時
間順次に又は同時に与える。かくして、加算器３７から
は、これらベクトルＶd 及びＶskが加算された励振コー
ドベクトルＶk （ｋ＝１〜ｍ）が出力される。
【００３０】このようにして得られたｍ個の励振コード
ベクトルＶk に対する、これ以降の回路の処理は、最適
な適応励振コードベクトルＶa を検出する際の処理と同
様であるので、詳細説明は省略する。なお、最適な統計
励振コードベクトルＶs を検出する際にも、ゲイン回路
４０からは最適な適応励振コードベクトルＶa を検出す
る際と同じ励振ゲインｇが出力されており、ＩＭＥＭ分
析回路４４からも最適な適応励振コードベクトルＶa を
検出する際と同じ声道予測係数ａi が出力されている。
ベクトルＶk に対する、これ以降の回路の処理は、最適
な適応励振コードベクトルＶa を検出する際の処理と同
様であるので、詳細説明は省略する。なお、最適な統計
励振コードベクトルＶs を検出する際にも、ゲイン回路
４０からは最適な適応励振コードベクトルＶa を検出す
る際と同じ励振ゲインｇが出力されており、ＩＭＥＭ分
析回路４４からも最適な適応励振コードベクトルＶa を
検出する際と同じ声道予測係数ａi が出力されている。
【００３１】インデックス探索回路４６は、最適な統計
励振コードベクトルＶs を検出すると、そのインデック
スＩs を量子化器３４及び統計コードブック３３に送出
する。これにより、量子化器３４はトータルコードＣを
出力する。
励振コードベクトルＶs を検出すると、そのインデック
スＩs を量子化器３４及び統計コードブック３３に送出
する。これにより、量子化器３４はトータルコードＣを
出力する。
【００３２】このようにして最適な適応励振コードベク
トルＶa 及び統計励振コードベクトルＶs が決定される
と、次の時刻の処理のために各部の内容等を更新してお
く処理を行なう。
トルＶa 及び統計励振コードベクトルＶs が決定される
と、次の時刻の処理のために各部の内容等を更新してお
く処理を行なう。
【００３３】このときには、適応コードブック３２及び
統計コードブック３３は共に、現時刻での最適な励振コ
ードベクトルＶa 及びＶs を出力する。最適な適応励振
コードベクトルＶa は、間引き回路３６を介してベクト
ルＶd として加算器３７に与えられる。かくして、加算
器３７から現時刻で最適な励振コードベクトルＶが乗算
器３９及びサブフレーム遅延回路４７に出力される。
統計コードブック３３は共に、現時刻での最適な励振コ
ードベクトルＶa 及びＶs を出力する。最適な適応励振
コードベクトルＶa は、間引き回路３６を介してベクト
ルＶd として加算器３７に与えられる。かくして、加算
器３７から現時刻で最適な励振コードベクトルＶが乗算
器３９及びサブフレーム遅延回路４７に出力される。
【００３４】サブフレーム遅延回路４７は、このベクト
ルＶをサブフレームだけ遅延して補間回路３８に与え
る。補間回路３８は、例えばデジタルローパスフィルタ
でなり、このベクトルＶに対する補間処理を行ない、ベ
クトルＶの成分数より上述したＸ倍だけ成分数が増えた
補間ベクトルＶn を適応コードブック３２に与える。適
応コードブック３２は、この補間ベクトルＶn を用いて
内容の更新処理を行ない、次の時刻の処理に備える。こ
のように補間処理をしているので、上述した間引き回路
３６が必要となっている。
ルＶをサブフレームだけ遅延して補間回路３８に与え
る。補間回路３８は、例えばデジタルローパスフィルタ
でなり、このベクトルＶに対する補間処理を行ない、ベ
クトルＶの成分数より上述したＸ倍だけ成分数が増えた
補間ベクトルＶn を適応コードブック３２に与える。適
応コードブック３２は、この補間ベクトルＶn を用いて
内容の更新処理を行ない、次の時刻の処理に備える。こ
のように補間処理をしているので、上述した間引き回路
３６が必要となっている。
【００３５】補間処理をするようにしたのは（間引き回
路３６及び補間回路３８を設けるようにしたのは）、以
下の理由による。低ビットレートを期した場合において
補間処理を伴うことなく適応コードブックの更新を行な
うと、適応コードブックから出力される音源情報として
の適応励振コードベクトルによる波形は、ピークが正確
に現れるものとはならない。そのため、補間したベクト
ルＶｎによって適応コードブック３２を更新して次の時
刻の処理の際に出力する複数の候補の適応励振コードベ
クトル中に波形ピークが正確に現れるものを生じさせる
ようにした。
路３６及び補間回路３８を設けるようにしたのは）、以
下の理由による。低ビットレートを期した場合において
補間処理を伴うことなく適応コードブックの更新を行な
うと、適応コードブックから出力される音源情報として
の適応励振コードベクトルによる波形は、ピークが正確
に現れるものとはならない。そのため、補間したベクト
ルＶｎによって適応コードブック３２を更新して次の時
刻の処理の際に出力する複数の候補の適応励振コードベ
クトル中に波形ピークが正確に現れるものを生じさせる
ようにした。
【００３６】乗算器３９は、加算器３７から現時刻で最
適な励振コードベクトルＶが与えられると、現時刻での
励振ゲインｇを掛けてベクトルＶg を得て加算器４１及
びゲイン制御回路４０に与える。ゲイン制御回路４０
は、上述したように、現時刻のベクトルＶg を含めたベ
クトルＶg 列を用いて以降の処理を用いる励振ゲインｇ
を得る。なお、この更新を、音声信号のサンプリング周
期より十分に長い周期（例えば数ｍｓ程度）毎に行なっ
ても良い。
適な励振コードベクトルＶが与えられると、現時刻での
励振ゲインｇを掛けてベクトルＶg を得て加算器４１及
びゲイン制御回路４０に与える。ゲイン制御回路４０
は、上述したように、現時刻のベクトルＶg を含めたベ
クトルＶg 列を用いて以降の処理を用いる励振ゲインｇ
を得る。なお、この更新を、音声信号のサンプリング周
期より十分に長い周期（例えば数ｍｓ程度）毎に行なっ
ても良い。
【００３７】加算器４１は、ベクトルＶg と合成フィル
タ４２からの現時刻の予測ベクトルＳp とを加算して現
時刻の合成音声ベクトルＳs を得て合成フィルタ４２及
びＩＭＥＭ分析回路４４に与える。ＩＭＥＭ分析回路４
４は、この合成音声ベクトルＳs をも用いて、上述した
ようにＩＭＥＭ法によって以降の処理で用いる声道予測
係数ａi を求める。合成フィルタ４２は、以降の予測合
成処理のときにこの合成音声ベクトルＳs をもこのベク
トルを利用するように取込む。
タ４２からの現時刻の予測ベクトルＳp とを加算して現
時刻の合成音声ベクトルＳs を得て合成フィルタ４２及
びＩＭＥＭ分析回路４４に与える。ＩＭＥＭ分析回路４
４は、この合成音声ベクトルＳs をも用いて、上述した
ようにＩＭＥＭ法によって以降の処理で用いる声道予測
係数ａi を求める。合成フィルタ４２は、以降の予測合
成処理のときにこの合成音声ベクトルＳs をもこのベク
トルを利用するように取込む。
【００３８】上述した一連の処理が終了したときに、次
の時刻の入力音声ベクトルＳに対する処理に進む。
の時刻の入力音声ベクトルＳに対する処理に進む。
【００３９】従って、この第２実施例によれば、声道伝
達関数を与える声道予測係数の計算を、合成音声信号よ
りＩＭＥＭ法を用いて行っているため精密な声道伝達関
数が得られ、また、音源情報として補間した励振信号に
よる適応コードブックを用いているため、正確な励振信
号波形が得られる。その結果、約４ｋｂｐｓ以下の低符
号化ビットレートにおいても優れた合成音声品質が得ら
れるようになる。
達関数を与える声道予測係数の計算を、合成音声信号よ
りＩＭＥＭ法を用いて行っているため精密な声道伝達関
数が得られ、また、音源情報として補間した励振信号に
よる適応コードブックを用いているため、正確な励振信
号波形が得られる。その結果、約４ｋｂｐｓ以下の低符
号化ビットレートにおいても優れた合成音声品質が得ら
れるようになる。
【００４０】 （Ｃ）コード励振線形予測復号化器の実施例 次に、本発明によるコード励振線形予測復号化器の一実
施例を図５を用いて説明する。なお、この実施例は、第
２実施例のコード励振線形予測符号化器に対応するもの
である。
施例を図５を用いて説明する。なお、この実施例は、第
２実施例のコード励振線形予測符号化器に対応するもの
である。
【００４１】図５において、逆量子化器５０には、入力
端子５１から受信したトータルコードＣが与えられる。
逆量子化器５０は、トータルコードＣを適応励振コード
ベクトルのインデックスＩs 及び統計励振コードベクト
ルのインデックスＩa に分離してそれぞれ適応コードブ
ック５２及び統計コードブック５３に与える。
端子５１から受信したトータルコードＣが与えられる。
逆量子化器５０は、トータルコードＣを適応励振コード
ベクトルのインデックスＩs 及び統計励振コードベクト
ルのインデックスＩa に分離してそれぞれ適応コードブ
ック５２及び統計コードブック５３に与える。
【００４２】適応コードブック５２は、そのインデック
スＩa が指示する適応励振コードベクトルＶa を出力
し、間引き回路５４はこのベクトルＶa に間引き処理を
行なってベクトルＶd を加算器５５に出力する。統計コ
ードブック５３は、符号化器の統計コードブック３３と
同一内容の統計励振コードベクトルを格納しており、入
力されたインデックスＩs が指示する統計励振コードベ
クトルＶs を加算器５５に出力する。かくして、励振コ
ードベクトルＶが得られ、これが乗算器５６及びサブフ
レーム遅延回路５７に与えられる。
スＩa が指示する適応励振コードベクトルＶa を出力
し、間引き回路５４はこのベクトルＶa に間引き処理を
行なってベクトルＶd を加算器５５に出力する。統計コ
ードブック５３は、符号化器の統計コードブック３３と
同一内容の統計励振コードベクトルを格納しており、入
力されたインデックスＩs が指示する統計励振コードベ
クトルＶs を加算器５５に出力する。かくして、励振コ
ードベクトルＶが得られ、これが乗算器５６及びサブフ
レーム遅延回路５７に与えられる。
【００４３】このサブフレーム遅延回路５７を介して補
間回路５８に与えられた励振コードベクトルＶp （Ｖ）
は、この補間回路５８によって補間されて適応コードブ
ック５２に与えられ、格納している適応励振コードベク
トルの更新に用いられる。
間回路５８に与えられた励振コードベクトルＶp （Ｖ）
は、この補間回路５８によって補間されて適応コードブ
ック５２に与えられ、格納している適応励振コードベク
トルの更新に用いられる。
【００４４】乗算器５６は、励振コードベクトルＶに、
ゲイン制御回路５９から与えられた励振ゲインｇを乗算
し、乗算後のベクトルＶg を加算器６０及びゲイン制御
回路５９に与える。
ゲイン制御回路５９から与えられた励振ゲインｇを乗算
し、乗算後のベクトルＶg を加算器６０及びゲイン制御
回路５９に与える。
【００４５】ゲイン制御回路５９は、この乗算後のベク
トルＶg をも用いて、乗算器５６に与える励振ゲインｇ
を所定周期で更新する。
トルＶg をも用いて、乗算器５６に与える励振ゲインｇ
を所定周期で更新する。
【００４６】加算器６０には、合成フィルタ６１からの
出力ベクトルＳp も与えられており、ベクトルＶg とベ
クトルＳp とを加算して再生された合成音声ベクトルＳ
s を得て聴覚補正フィルタ６２に与え、聴覚補正フィル
タ６２は、このベクトルＳsを聴覚特性に応じて補正し
て最終的な合成音声ベクトルＳc として出力端子６３か
ら出力する。
出力ベクトルＳp も与えられており、ベクトルＶg とベ
クトルＳp とを加算して再生された合成音声ベクトルＳ
s を得て聴覚補正フィルタ６２に与え、聴覚補正フィル
タ６２は、このベクトルＳsを聴覚特性に応じて補正し
て最終的な合成音声ベクトルＳc として出力端子６３か
ら出力する。
【００４７】加算器６０から出力された合成音声ベクト
ルＳs は、合成フィルタ６１及びＩＭＥＭ分析回路６４
にも与えられる。合成フィルタ６１は、次の時刻の処理
のためにこのベクトルＳs を取込む。ＩＭＥＭ分析回路
６４は、ＩＭＥＭ法に従って声道予測係数ａi を得るも
のであり、声道予測係数ａi を更新する際に用いる情報
としてベクトルＳs を取込む。
ルＳs は、合成フィルタ６１及びＩＭＥＭ分析回路６４
にも与えられる。合成フィルタ６１は、次の時刻の処理
のためにこのベクトルＳs を取込む。ＩＭＥＭ分析回路
６４は、ＩＭＥＭ法に従って声道予測係数ａi を得るも
のであり、声道予測係数ａi を更新する際に用いる情報
としてベクトルＳs を取込む。
【００４８】このような一連の処理が済むと、次の受信
トータルコードＣの処理に進む。
トータルコードＣの処理に進む。
【００４９】従って、上述の実施例によっても、声道伝
達関数を与える声道予測係数の計算を、合成音声信号よ
りＩＭＥＭ法を用いて行っているため精密な声道伝達関
数が得られ、また、音源情報として補間した励振信号に
よる適応コードブックを用いているため、正確な励振信
号波形が得られる。その結果、約４ｋｂ／ｓ以下の低符
号化ビットレートにおいても優れた合成音声品質が得ら
れる。
達関数を与える声道予測係数の計算を、合成音声信号よ
りＩＭＥＭ法を用いて行っているため精密な声道伝達関
数が得られ、また、音源情報として補間した励振信号に
よる適応コードブックを用いているため、正確な励振信
号波形が得られる。その結果、約４ｋｂ／ｓ以下の低符
号化ビットレートにおいても優れた合成音声品質が得ら
れる。
【００５０】（Ｄ）他の実施例 本発明は、４ｋｂｐｓ程度の低ビットレートを考慮して
なされたものであるが、これより高いビットレートのも
のに対しても適用できることは勿論である。
なされたものであるが、これより高いビットレートのも
のに対しても適用できることは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、音源情
報として補間した励振信号を用いられる構成としたの
で、正確な励振信号波形が得られ、低ビットレートの場
合に適用してもさらに一段と優れた合成音声品質が得ら
れるコード励振線形予測符号化器及び復号化器を実現で
きる。
報として補間した励振信号を用いられる構成としたの
で、正確な励振信号波形が得られ、低ビットレートの場
合に適用してもさらに一段と優れた合成音声品質が得ら
れるコード励振線形予測符号化器及び復号化器を実現で
きる。
【図１】コード励振線形予測符号化器の第２実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】従来のコード励振線形予測符号化器を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】コード励振線形予測符号化器の第１実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】第１実施例のＩＭＥＭ分析部の詳細構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】コード励振線形予測復号化器の実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
２１…励振コードブック部、２２…合成フィルタ部、２
３…ＩＭＥＭ分析部、２４…比較探索部、３２、５２…
適応コードブック、３６、５４…間引き回路、３８、５
８…補間回路、４２、６１…合成フィルタ、４４、６４
…ＩＭＥＭ分析回路。
３…ＩＭＥＭ分析部、２４…比較探索部、３２、５２…
適応コードブック、３６、５４…間引き回路、３８、５
８…補間回路、４２、６１…合成フィルタ、４４、６４
…ＩＭＥＭ分析回路。
フロントページの続き (72)発明者 青柳 弘美 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−155313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−40899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54497（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−231825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/00 - 19/14 H03M 7/30 H04B 14/04
Claims (2)
- 【請求項１】 適応コードブックを有するバックワード
型のコード励振線形予測符号化器において、 上記適応コードブックに更新用として与える励振信号を
補間して与える補間回路部と、 上記適応コードブックからの励振信号を間引いて出力す
る間引き回路部と を備えることを特徴とするコード励振
線形予測符号化器。 - 【請求項２】 適応コードブックを有するバックワード
型のコード励振線形予測復号化器において、 上記適応コードブックに更新用として与える励振信号を
補間して与える補間回路部と、 上記適応コードブックからの励振信号を間引いて出力す
る間引き回路部と を備えることを特徴とするコード励振
線形予測復号化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05867791A JP3290443B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | コード励振線形予測符号化器及び復号化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05867791A JP3290443B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | コード励振線形予測符号化器及び復号化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273996A JPH05273996A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3290443B2 true JP3290443B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=13091206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05867791A Expired - Fee Related JP3290443B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | コード励振線形予測符号化器及び復号化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290443B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5450449A (en) * | 1994-03-14 | 1995-09-12 | At&T Ipm Corp. | Linear prediction coefficient generation during frame erasure or packet loss |
| US5574825A (en) * | 1994-03-14 | 1996-11-12 | Lucent Technologies Inc. | Linear prediction coefficient generation during frame erasure or packet loss |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP05867791A patent/JP3290443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05273996A (ja) | 1993-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |