JP3317470B2 - 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法 - Google Patents
音響信号符号化方法、音響信号復号化方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は楽音や音声などの音響
信号を、時間領域でのベクトル量子化、または周波数領
域でのベクトル量子化を用いてできるだけ少ない情報量
に圧縮して蓄積／伝送を行うために利用され、またその
符号化情報を復号化する符号化方法および復号化方法に
関する。
信号を、時間領域でのベクトル量子化、または周波数領
域でのベクトル量子化を用いてできるだけ少ない情報量
に圧縮して蓄積／伝送を行うために利用され、またその
符号化情報を復号化する符号化方法および復号化方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】楽音や音声などの音響信号を蓄積／配送
するサービスでは、記憶媒体や伝送路の効率化のため
に、音響信号をデイジタル化して高能率に圧縮する音声
／楽音符号化方法が利用されている。音声を低ビットレ
ートで効率よく符号化する方法としては、数多くの方法
が提案されているが、特に高性能な方法としては符号駆
動線形予測符号化法（ＣＥＬＰ）と呼ばれる方法が知ら
れている。この符号化方法についての詳細は、例えば
「文献：M.R.Schroeder and B.S.Atal, "Code-Excited
Linear Prediction (CELP): High-Quality Speech at V
ery Low Bit Rates", Proc.IEEE ICASSP '85,25.1.1, p
p.937-940, 1985 」に記載されている。
するサービスでは、記憶媒体や伝送路の効率化のため
に、音響信号をデイジタル化して高能率に圧縮する音声
／楽音符号化方法が利用されている。音声を低ビットレ
ートで効率よく符号化する方法としては、数多くの方法
が提案されているが、特に高性能な方法としては符号駆
動線形予測符号化法（ＣＥＬＰ）と呼ばれる方法が知ら
れている。この符号化方法についての詳細は、例えば
「文献：M.R.Schroeder and B.S.Atal, "Code-Excited
Linear Prediction (CELP): High-Quality Speech at V
ery Low Bit Rates", Proc.IEEE ICASSP '85,25.1.1, p
p.937-940, 1985 」に記載されている。
【０００３】一方、楽音を低ビットレートで効率よく符
号化する方法として特に高性能な方法としては変換符号
化方法、そのなかでもＴwinＶＱ（Transform-domain We
ighted Interleave Vector Quantization) と呼ばれる
方法などが提案されている。このＴwinＶＱ符号化方法
についての詳細は、例えば「文献：岩上、守谷、三樹，
“周波数領域重み付けインターリーブベクトル量子化
（ＴwinＶＱ）によるオーディオ符号化”，日本音響学
会平成６年度秋季研究発表会講演論文集，pp.339-340,
1994」に記載されている。
号化する方法として特に高性能な方法としては変換符号
化方法、そのなかでもＴwinＶＱ（Transform-domain We
ighted Interleave Vector Quantization) と呼ばれる
方法などが提案されている。このＴwinＶＱ符号化方法
についての詳細は、例えば「文献：岩上、守谷、三樹，
“周波数領域重み付けインターリーブベクトル量子化
（ＴwinＶＱ）によるオーディオ符号化”，日本音響学
会平成６年度秋季研究発表会講演論文集，pp.339-340,
1994」に記載されている。
【０００４】ＣＥＬＰ符号化復号化方法は入力信号を時
間領域でベクトル量子化するものであって、従来の動作
を図８を参照して説明する。入力端子１１からの入力音
響信号はＣＥＬＰ符号化部１２において、ＬＰＣ分析フ
ィルタ（逆フィルタ）１３とＬＰＣ分析部１４へ供給さ
れ、後者で線形予測分析され、その分析係数で逆フィル
タ１３のフィルタ係数が設定され、入力音響信号のスペ
クトル包絡の変化が抑圧され、つまり逆フィルタ１３か
ら線形予測残差、いわゆる残差信号が取り出される。こ
の残差信号は符号帳選択部１５に入力され、適応符号帳
１６から前符号化フレームの復号化残差信号が各種ピッ
チ周期で取り出されたベクトルと比較され、最も近いも
のが選択され、その選択ベクトルが差回路１７で逆フィ
ルタ１３よりの残差信号より差し引かれ、その残差信号
がベクトル量子化部１８で固定符号帳１９を参照してベ
クトル量子化される。その逆量子化出力と符号帳選択部
１５で選択したベクトルとが加算回路２１で加算されて
残差信号が復号（合成）され、これが適応符号帳１６へ
供給される。ＬＰＣ分析部１４の分析結果のＬＰＣ係数
の量子化符号Ｃa と、符号帳選択部１５での選択した適
応ベクトルを示す符号Ｃb と、ベクトル量子化部１８で
選択した固定ベクトルを示す符号Ｃc とが合成部２２で
組み合わされ、符号化符号として出力される。
間領域でベクトル量子化するものであって、従来の動作
を図８を参照して説明する。入力端子１１からの入力音
響信号はＣＥＬＰ符号化部１２において、ＬＰＣ分析フ
ィルタ（逆フィルタ）１３とＬＰＣ分析部１４へ供給さ
れ、後者で線形予測分析され、その分析係数で逆フィル
タ１３のフィルタ係数が設定され、入力音響信号のスペ
クトル包絡の変化が抑圧され、つまり逆フィルタ１３か
ら線形予測残差、いわゆる残差信号が取り出される。こ
の残差信号は符号帳選択部１５に入力され、適応符号帳
１６から前符号化フレームの復号化残差信号が各種ピッ
チ周期で取り出されたベクトルと比較され、最も近いも
のが選択され、その選択ベクトルが差回路１７で逆フィ
ルタ１３よりの残差信号より差し引かれ、その残差信号
がベクトル量子化部１８で固定符号帳１９を参照してベ
クトル量子化される。その逆量子化出力と符号帳選択部
１５で選択したベクトルとが加算回路２１で加算されて
残差信号が復号（合成）され、これが適応符号帳１６へ
供給される。ＬＰＣ分析部１４の分析結果のＬＰＣ係数
の量子化符号Ｃa と、符号帳選択部１５での選択した適
応ベクトルを示す符号Ｃb と、ベクトル量子化部１８で
選択した固定ベクトルを示す符号Ｃc とが合成部２２で
組み合わされ、符号化符号として出力される。
【０００５】ＣＥＬＰ復号化部２５では、入力された符
号化符号は分離部２６でベクトル量子化符号Ｃc と、適
応ベクトル符号Ｃb と、ＬＰＣ係数量子化符号Ｃa とに
分離され、そのベクトル量子化符号Ｃc により符号化部
１２の固定符号帳１９と同一の固定符号帳２７が逆量子
化部２８で取り出され、また適応ベクトル符号Ｃb によ
り適応ベクトル合成部２９で適応符号帳３１から適応ベ
クトルが合成され、この適応ベクトルと逆量子化部２８
の逆量子化ベクトルとが加算回路３２で加算されて残差
信号が復号されて適応符号帳３１に入力される。一方、
ＬＰＣ係数量子化符号Ｃa はＬＰＣ係数逆量子化部３３
で逆量子化されて、ＬＰＣ合成フィルタ３４にフィルタ
係数として設定される。この合成フィルタ３４に加算回
路３２より残差信号が通されて、原音響信号が合成され
て出力端子３５へ出力される。
号化符号は分離部２６でベクトル量子化符号Ｃc と、適
応ベクトル符号Ｃb と、ＬＰＣ係数量子化符号Ｃa とに
分離され、そのベクトル量子化符号Ｃc により符号化部
１２の固定符号帳１９と同一の固定符号帳２７が逆量子
化部２８で取り出され、また適応ベクトル符号Ｃb によ
り適応ベクトル合成部２９で適応符号帳３１から適応ベ
クトルが合成され、この適応ベクトルと逆量子化部２８
の逆量子化ベクトルとが加算回路３２で加算されて残差
信号が復号されて適応符号帳３１に入力される。一方、
ＬＰＣ係数量子化符号Ｃa はＬＰＣ係数逆量子化部３３
で逆量子化されて、ＬＰＣ合成フィルタ３４にフィルタ
係数として設定される。この合成フィルタ３４に加算回
路３２より残差信号が通されて、原音響信号が合成され
て出力端子３５へ出力される。
【０００６】一方、ＴwinＶＱ符号化法は入力信号を周
波数領域でベクトル量子化するものであって、その動作
を図９を参照して説明する。まず符号化部４１の動作を
説明する。入力音響信号は、ＬＰＣ分析／係数量子化部
４２とＭＤＣＴ部（変形離散的余弦変換部）４３に入力
される。ＬＰＣ分析／係数量子化部４２では、ＬＰＣ分
析とその分析結果の係数の量子化とが行われ、量子化さ
れた周波数領域のスペクトル概形とＬＰＣ係数の量子化
符号Ｃd が出力される。ＭＤＣＴ部４３では、入力音響
信号がＭＤＣＴ（変形離散的余弦変換）され、周波数領
域の信号に変換されて出力される。ＭＤＣＴされた信
号、つまり周波数領域の係数は量子化された周波数領域
のスペクトル概形で割算回路４４において割算されて正
規化され、周波数領域残差係数が得られる。この周波数
領域残差係数はフレーム間予測部４５よりのフレーム間
予測スペクトルで割算回路４６において割算されて正規
化され、周波数領域微細構造となる。周波数領域量子化
部４７には、周波数領域微細構造が入力されて量子化が
行われ、その逆量子化微細構造と微細構造の量子化符号
Ｃe が出力される。一方、逆量子化微細構造はフレーム
間予測部４５よりのフレーム間予測スペクトルが掛算器
４８で乗算されて残差係数が復号され、これがフレーム
間予測部４５に入力され、フレーム間予測スペクトルと
フレーム間予測係数の量子化符号Ｃf が出力される。Ｌ
ＰＣ係数量子化符号Ｃd と、微細構造量子化符号Ｃ
e と、フレーム間予測係数量子化符号Ｃf とが合成部４
９で組み合わされて符号化符号として出力される。
波数領域でベクトル量子化するものであって、その動作
を図９を参照して説明する。まず符号化部４１の動作を
説明する。入力音響信号は、ＬＰＣ分析／係数量子化部
４２とＭＤＣＴ部（変形離散的余弦変換部）４３に入力
される。ＬＰＣ分析／係数量子化部４２では、ＬＰＣ分
析とその分析結果の係数の量子化とが行われ、量子化さ
れた周波数領域のスペクトル概形とＬＰＣ係数の量子化
符号Ｃd が出力される。ＭＤＣＴ部４３では、入力音響
信号がＭＤＣＴ（変形離散的余弦変換）され、周波数領
域の信号に変換されて出力される。ＭＤＣＴされた信
号、つまり周波数領域の係数は量子化された周波数領域
のスペクトル概形で割算回路４４において割算されて正
規化され、周波数領域残差係数が得られる。この周波数
領域残差係数はフレーム間予測部４５よりのフレーム間
予測スペクトルで割算回路４６において割算されて正規
化され、周波数領域微細構造となる。周波数領域量子化
部４７には、周波数領域微細構造が入力されて量子化が
行われ、その逆量子化微細構造と微細構造の量子化符号
Ｃe が出力される。一方、逆量子化微細構造はフレーム
間予測部４５よりのフレーム間予測スペクトルが掛算器
４８で乗算されて残差係数が復号され、これがフレーム
間予測部４５に入力され、フレーム間予測スペクトルと
フレーム間予測係数の量子化符号Ｃf が出力される。Ｌ
ＰＣ係数量子化符号Ｃd と、微細構造量子化符号Ｃ
e と、フレーム間予測係数量子化符号Ｃf とが合成部４
９で組み合わされて符号化符号として出力される。
【０００７】次に復号化部３１の動作を説明する。入力
符号化符号は分離部５２でＬＰＣ係数量子化係数Ｃ
d と、微細構造量子化符号Ｃe と、フレーム間予測係数
量子化符号Ｃf とに分離され、周波数領域残差逆量子化
部５３には、残差の量子化符号Ｃe が入力され、その逆
量子化が行われ、逆量子化微細構造が出力される。フレ
ーム間予測部５４には、フレーム間予測係数の量子化符
号Ｃf と以前のフレームの周波数領域残差係数とが入力
され、フレーム間予測スペクトルが生成される。逆量子
化部５３よりの逆量子化微細構造は掛算器５５におい
て、フレーム間予測スペクトルが乗算されて逆正規化さ
れ、周波数領域残差係数が得られる。スペクトル概形逆
量子化部５６には、ＬＰＣ係数の量子化符号Ｃd が入力
され、スペクトル概形の逆量子化が行われ、この逆量子
化スペクトル概形が周波数領域残差係数に対し乗算器５
７において乗算されて逆正規化され、周波数領域復号係
数となる。逆ＭＤＣＴ部５８では、この周波数領域復号
係数が逆ＭＤＣＴされ、復号音響信号が出力端子３５に
出力される。
符号化符号は分離部５２でＬＰＣ係数量子化係数Ｃ
d と、微細構造量子化符号Ｃe と、フレーム間予測係数
量子化符号Ｃf とに分離され、周波数領域残差逆量子化
部５３には、残差の量子化符号Ｃe が入力され、その逆
量子化が行われ、逆量子化微細構造が出力される。フレ
ーム間予測部５４には、フレーム間予測係数の量子化符
号Ｃf と以前のフレームの周波数領域残差係数とが入力
され、フレーム間予測スペクトルが生成される。逆量子
化部５３よりの逆量子化微細構造は掛算器５５におい
て、フレーム間予測スペクトルが乗算されて逆正規化さ
れ、周波数領域残差係数が得られる。スペクトル概形逆
量子化部５６には、ＬＰＣ係数の量子化符号Ｃd が入力
され、スペクトル概形の逆量子化が行われ、この逆量子
化スペクトル概形が周波数領域残差係数に対し乗算器５
７において乗算されて逆正規化され、周波数領域復号係
数となる。逆ＭＤＣＴ部５８では、この周波数領域復号
係数が逆ＭＤＣＴされ、復号音響信号が出力端子３５に
出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の高能率符号化方
法であるＣＥＬＰでは、音声は効率よく符号化すること
が可能であるが、音声の特徴を重視した符号化方法であ
るため、楽音を効率よく符号化することができず、楽音
の符号化品質が良好でないという問題点があった。
法であるＣＥＬＰでは、音声は効率よく符号化すること
が可能であるが、音声の特徴を重視した符号化方法であ
るため、楽音を効率よく符号化することができず、楽音
の符号化品質が良好でないという問題点があった。
【０００９】また、従来の高能率符号化方法であるＴwi
nＶＱでは、楽音は効率よく符号化することが可能であ
るが、楽音の特徴を重視した符号化方法であるため、音
声を効率よく符号化することができず、音声の符号化品
質が良好でないという問題点があった。この発明の目的
は、音声も楽音も共に効率よく符号化する音響信号符号
化方法およびその復号化方法を提供することにある。
nＶＱでは、楽音は効率よく符号化することが可能であ
るが、楽音の特徴を重視した符号化方法であるため、音
声を効率よく符号化することができず、音声の符号化品
質が良好でないという問題点があった。この発明の目的
は、音声も楽音も共に効率よく符号化する音響信号符号
化方法およびその復号化方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の符号化
法によれば、各フレームごとに、入力音響信号を分析し
て第１符号化法と第２符号化法のいずれが適するかの決
定を符号化法決定過程で行い、その符号化法決定過程で
上記第１符号化法が適すると決定されると、上記入力音
響信号を時間領域でベクトル量子化して信号符号化符号
および上記第１符号化法の選択を示す符号化法符号を第
１符号化過程で出力し、上記符号化法決定過程で上記第
２符号化法が適すると決定されると、上記入力音響信号
を周波数領域でベクトル量子化して信号符号化符号およ
び上記第２符号化法の選択を示す符号化法符号を第２符
号化過程で出力する。
法によれば、各フレームごとに、入力音響信号を分析し
て第１符号化法と第２符号化法のいずれが適するかの決
定を符号化法決定過程で行い、その符号化法決定過程で
上記第１符号化法が適すると決定されると、上記入力音
響信号を時間領域でベクトル量子化して信号符号化符号
および上記第１符号化法の選択を示す符号化法符号を第
１符号化過程で出力し、上記符号化法決定過程で上記第
２符号化法が適すると決定されると、上記入力音響信号
を周波数領域でベクトル量子化して信号符号化符号およ
び上記第２符号化法の選択を示す符号化法符号を第２符
号化過程で出力する。
【００１１】そして、第２符号化過程での符号化におい
て、次のフレームで上記第１符号化法による符号化に必
要とするデータを保持し、上記第２符号化過程から上記
第１符号化過程に切り替わると、そのフレームでの上記
第１符号化過程を、上記保持したデータを用いて実行す
る。請求項２の発明の符号化法によれば、請求項１の発
明において上記第１符号化過程から上記第２符号化過程
に切り替わった後のフレームにおいて第１符号化過程を
音響信号を入力しないで動作させてそのフレームの零入
力時の復号化信号を得、その復号化信号を上記入力音響
信号から差し引いて上記第２符号化過程での符号を実行
する。
て、次のフレームで上記第１符号化法による符号化に必
要とするデータを保持し、上記第２符号化過程から上記
第１符号化過程に切り替わると、そのフレームでの上記
第１符号化過程を、上記保持したデータを用いて実行す
る。請求項２の発明の符号化法によれば、請求項１の発
明において上記第１符号化過程から上記第２符号化過程
に切り替わった後のフレームにおいて第１符号化過程を
音響信号を入力しないで動作させてそのフレームの零入
力時の復号化信号を得、その復号化信号を上記入力音響
信号から差し引いて上記第２符号化過程での符号を実行
する。
【００１２】請求項３の発明の符号化方法によれば、各
フレームごとに、入力音響信号を時間領域でベクトル量
子化する第１符号化法で第１符号化過程により符号化
し、各フレームごとに、入力音響信号を周波数領域でベ
クトル量子化する第２符号化法で第２符号化過程により
符号化し、上記第１符号化過程による信号符号化符号
と、上記第２符号化過程による信号符号化符号とのう
ち、符号化歪が小さい方を選択して、その信号符号化符
号と、その符号化法を示す符号化法符号とを出力する。
フレームごとに、入力音響信号を時間領域でベクトル量
子化する第１符号化法で第１符号化過程により符号化
し、各フレームごとに、入力音響信号を周波数領域でベ
クトル量子化する第２符号化法で第２符号化過程により
符号化し、上記第１符号化過程による信号符号化符号
と、上記第２符号化過程による信号符号化符号とのう
ち、符号化歪が小さい方を選択して、その信号符号化符
号と、その符号化法を示す符号化法符号とを出力する。
【００１３】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
において、第２符号化過程での符号化において、次のフ
レームで第１符号化法による符号化に必要とするデータ
を保持し、前フレームが第２符号化過程で符号化された
符号を選択した場合は、そのフレームでの第１符号化過
程を、上記保持したデータを用いて実行する。請求項５
の発明によれば、請求項３または４の発明で前フレーム
が第１符号化過程で符号化された符号を選択した場合
は、そのフレームでの第２符号化過程を実行する際に、
同時に第１符号化過程と同等の符号化過程を音響信号を
入力しないで動作させて、そのフレームの零入力時の復
号化信号を得て、その復号化信号を入力音響信号から差
し引いて第２符号化過程での符号化を実行する。
において、第２符号化過程での符号化において、次のフ
レームで第１符号化法による符号化に必要とするデータ
を保持し、前フレームが第２符号化過程で符号化された
符号を選択した場合は、そのフレームでの第１符号化過
程を、上記保持したデータを用いて実行する。請求項５
の発明によれば、請求項３または４の発明で前フレーム
が第１符号化過程で符号化された符号を選択した場合
は、そのフレームでの第２符号化過程を実行する際に、
同時に第１符号化過程と同等の符号化過程を音響信号を
入力しないで動作させて、そのフレームの零入力時の復
号化信号を得て、その復号化信号を入力音響信号から差
し引いて第２符号化過程での符号化を実行する。
【００１４】請求項６の発明の符号化方法によれば、請
求項１乃至５のいずれかの発明で上記第１符号化法は、
入力音響信号を線形予測分析し、その分析残差を残差信
号として得、この残差信号を時間領域でベクトル量子化
し、この量子化符号と、上記線形予測分析により得られ
た係数を量子化したものとを信号符号化符号とするもの
であり、上記第２符号化法は入力音響信号を周波数領域
に変換し、その周波数領域の係数をそのスペクトル概形
で正規化して残差係数を得、または入力音響信号の線形
予測残差信号を求め、これを周波数領域に変換して残差
係数を得、上記残差係数をベクトル量子化し、この量子
化符号と入力音響信号の線形予測係数を量子化した符号
とを信号符号化符号とする。
求項１乃至５のいずれかの発明で上記第１符号化法は、
入力音響信号を線形予測分析し、その分析残差を残差信
号として得、この残差信号を時間領域でベクトル量子化
し、この量子化符号と、上記線形予測分析により得られ
た係数を量子化したものとを信号符号化符号とするもの
であり、上記第２符号化法は入力音響信号を周波数領域
に変換し、その周波数領域の係数をそのスペクトル概形
で正規化して残差係数を得、または入力音響信号の線形
予測残差信号を求め、これを周波数領域に変換して残差
係数を得、上記残差係数をベクトル量子化し、この量子
化符号と入力音響信号の線形予測係数を量子化した符号
とを信号符号化符号とする。
【００１５】そして、上記第１符号化法では、そのフレ
ームを時間長がＬの方形窓で区切られたものであり、上
記第２符号化法では、そのフレームを前半が前フレーム
と長さＬだけ重複し、後半が次フレームと長さＬだけ重
複した長さ２Ｌの正弦窓で区切られたものであり、直前
のフレームが上記第１符号化過程である上記第２符号化
過程においては、そのフレームを前半が長さＬ／２の方
形、後半が次フレームと重複した長さＬの半余弦形であ
る長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとし、直後のフ
レームが上記第１符号化過程である上記第２符号化過程
においては、そのフレームを前半が前フレームと重複し
た長さＬの半正弦形であり、後半が長さＬ／２の方形で
ある長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとする。
ームを時間長がＬの方形窓で区切られたものであり、上
記第２符号化法では、そのフレームを前半が前フレーム
と長さＬだけ重複し、後半が次フレームと長さＬだけ重
複した長さ２Ｌの正弦窓で区切られたものであり、直前
のフレームが上記第１符号化過程である上記第２符号化
過程においては、そのフレームを前半が長さＬ／２の方
形、後半が次フレームと重複した長さＬの半余弦形であ
る長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとし、直後のフ
レームが上記第１符号化過程である上記第２符号化過程
においては、そのフレームを前半が前フレームと重複し
た長さＬの半正弦形であり、後半が長さＬ／２の方形で
ある長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとする。
【００１６】請求項７の発明の復号化方法によれば、フ
レームごとに上記符号化法符号が第１符号化法であるか
第２符号化法であるかを判定過程で判定し、上記判定過
程が第１符号化法と判定すると、第１復号化過程で上記
信号符号化符号を時間領域でベクトル逆量子化して復号
音響信号を得、上記判定過程が第２符号化法と判定する
と、第２復号化過程で上記信号符号化符号を周波数領域
でベクトル逆量子化した後、時間領域に変換して復号音
響信号を得る。
レームごとに上記符号化法符号が第１符号化法であるか
第２符号化法であるかを判定過程で判定し、上記判定過
程が第１符号化法と判定すると、第１復号化過程で上記
信号符号化符号を時間領域でベクトル逆量子化して復号
音響信号を得、上記判定過程が第２符号化法と判定する
と、第２復号化過程で上記信号符号化符号を周波数領域
でベクトル逆量子化した後、時間領域に変換して復号音
響信号を得る。
【００１７】そして、上記第２復号化過程から上記第１
復号化過程に切り替わると、その第２復号化過程で得ら
れている上記第１符号化法の復号に必要とするデータを
上記第１復号化過程の復号化に用いる。
復号化過程に切り替わると、その第２復号化過程で得ら
れている上記第１符号化法の復号に必要とするデータを
上記第１復号化過程の復号化に用いる。
【００１８】請求項８の発明の復号化方法によれば、請
求項７の発明において上記第１復号化過程から上記第２
復号化過程に切り替わった後のフレームにおいて第２復
号化過程で得られている復号音響信号に、符号化符号を
入力しないまま第１復号化法に対する復号化を行って得
られる復号音響信号を加算して復号音響信号とする。
求項７の発明において上記第１復号化過程から上記第２
復号化過程に切り替わった後のフレームにおいて第２復
号化過程で得られている復号音響信号に、符号化符号を
入力しないまま第１復号化法に対する復号化を行って得
られる復号音響信号を加算して復号音響信号とする。
【００１９】請求項９の発明の復号化方法によると、請
求項７または８の発明で上記第１符号化法の復号では、
そのフレームを時間長がＬの方形窓で区切られたもので
あり、上記第２符号化法の復号では、そのフレームを前
半が前フレームと長さＬだけ重複し、後半が次フレーム
と長さＬだけ重複した長さ２Ｌの正弦窓で区切られたも
のであり、直前のフレームが上記第１復号化過程である
上記第２復号化過程においては、そのフレームを前半が
長さＬ／２の方形、後半が次フレームと重複した長さＬ
の半余弦形である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったもの
とし、直後のフレームが上記第１復号化過程である上記
第２復号化過程においては、そのフレームを前半が前フ
レームと重複した長さＬの半正弦形であり、後半が長さ
Ｌ／２の方形である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったも
のとする。
求項７または８の発明で上記第１符号化法の復号では、
そのフレームを時間長がＬの方形窓で区切られたもので
あり、上記第２符号化法の復号では、そのフレームを前
半が前フレームと長さＬだけ重複し、後半が次フレーム
と長さＬだけ重複した長さ２Ｌの正弦窓で区切られたも
のであり、直前のフレームが上記第１復号化過程である
上記第２復号化過程においては、そのフレームを前半が
長さＬ／２の方形、後半が次フレームと重複した長さＬ
の半余弦形である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったもの
とし、直後のフレームが上記第１復号化過程である上記
第２復号化過程においては、そのフレームを前半が前フ
レームと重複した長さＬの半正弦形であり、後半が長さ
Ｌ／２の方形である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったも
のとする。
【００２０】
【実施例】図１に請求項１の発明の前提となる符号化方
法の実施例、また図２に請求項７の前提となる復号化方
法の実施例をそれぞれ適用した符号化器６１と復号化器
６２を示す。この実施例においては、第１符号化法とし
てＣＥＬＰを、第２符号化法としてＴwinＶＱをそれぞ
れ用いた場合であり、図８および図９と対応する部分に
同一符号を付けてある。すなわち、符号化器６１には第
１符号化部としてＣＥＬＰ符号化部１２と、第２符号化
部としてＴwinＶＱ符号化部４１とが設けられ、復号化
器６２には第１復号化部としてＣＥＬＰ復号化部２５
と、第２復号化部としてＴwinＶＱ復号化部５１とが設
けられる。ＣＥＬＰ符号化部１２およびＴwinＶＱ符号
化部４１は共にＬＰＣ分析／係数量子化部を必要とす
る。よって、両者に共通にＬＰＣ分析／係数量子化部６
３が設けられ、これよりＬＰＣ分析により得られた線形
予測係数がＬＰＣ分析フィルタ１３へ供給されると共
に、スペクトル概形が演算され、これが正規化用割算器
４４へ供給される。ＣＥＬＰ符号化部１２による符号化
でも、ＴwinＶＱ符号化部４１による符号化でもＬＰＣ
分析／係数量子化部６３からＬＰＣ係数量子化符号Ｃa
が出力される。
法の実施例、また図２に請求項７の前提となる復号化方
法の実施例をそれぞれ適用した符号化器６１と復号化器
６２を示す。この実施例においては、第１符号化法とし
てＣＥＬＰを、第２符号化法としてＴwinＶＱをそれぞ
れ用いた場合であり、図８および図９と対応する部分に
同一符号を付けてある。すなわち、符号化器６１には第
１符号化部としてＣＥＬＰ符号化部１２と、第２符号化
部としてＴwinＶＱ符号化部４１とが設けられ、復号化
器６２には第１復号化部としてＣＥＬＰ復号化部２５
と、第２復号化部としてＴwinＶＱ復号化部５１とが設
けられる。ＣＥＬＰ符号化部１２およびＴwinＶＱ符号
化部４１は共にＬＰＣ分析／係数量子化部を必要とす
る。よって、両者に共通にＬＰＣ分析／係数量子化部６
３が設けられ、これよりＬＰＣ分析により得られた線形
予測係数がＬＰＣ分析フィルタ１３へ供給されると共
に、スペクトル概形が演算され、これが正規化用割算器
４４へ供給される。ＣＥＬＰ符号化部１２による符号化
でも、ＴwinＶＱ符号化部４１による符号化でもＬＰＣ
分析／係数量子化部６３からＬＰＣ係数量子化符号Ｃa
が出力される。
【００２１】従って復号化器６２においては、ＬＰＣ係
数量子化符号Ｃa をＬＰＣ係数／スペクトル概形逆量子
化部６４で逆量子化して、線形予測係数をＬＰＣ合成フ
ィルタ３４へ供給すると共に、スペクトル概形を演算し
て逆正規用の乗算器５７へ供給する。もちろんＬＰＣ分
析部、ＬＰＣ係数逆量子化部をそれぞれ共通に設けるこ
となく、図８，図９にそれぞれ示したようにＣＥＬＰ符
号化部１２，ＴwinＶＱ符号化部４１，ＣＥＬＰ復号化
部２５，ＴwinＶＱ復号化部５１にそれぞれ設けてもよ
い。
数量子化符号Ｃa をＬＰＣ係数／スペクトル概形逆量子
化部６４で逆量子化して、線形予測係数をＬＰＣ合成フ
ィルタ３４へ供給すると共に、スペクトル概形を演算し
て逆正規用の乗算器５７へ供給する。もちろんＬＰＣ分
析部、ＬＰＣ係数逆量子化部をそれぞれ共通に設けるこ
となく、図８，図９にそれぞれ示したようにＣＥＬＰ符
号化部１２，ＴwinＶＱ符号化部４１，ＣＥＬＰ復号化
部２５，ＴwinＶＱ復号化部５１にそれぞれ設けてもよ
い。
【００２２】入力端子１１からの入力音響信号はモード
切替え部６５を通じてＣＥＬＰ符号化部１２またはＴwi
nＶＱ符号化部４１のいずれかへ供給される。入力音響
信号の符号化に適した符号化部を選択するため、入力音
響信号は特徴抽出部６６へも入力される。特徴抽出部６
６は入力音響信号の短時間フレームごとにこの特徴を抽
出して、その符号化に適した符号化部を選択すべく、モ
ード切替え部６５を制御する。特徴抽出部６６では、例
えば入力音響信号の各短時間フレームを４つのサブフレ
ームに分割し、その分割された各サブフレームの平均パ
ワー、あるいは平均的スペクトル包絡を求め、その平均
パワーの変化率あるいは平均的スペクトル包絡の変化率
を求め、その変化率が所定値以上であれば第１符号化部
１２による符号化を選択し、所定値以下であれば第２符
号化部４１による符号化を選択すべく、モード切替え部
６５を制御する。
切替え部６５を通じてＣＥＬＰ符号化部１２またはＴwi
nＶＱ符号化部４１のいずれかへ供給される。入力音響
信号の符号化に適した符号化部を選択するため、入力音
響信号は特徴抽出部６６へも入力される。特徴抽出部６
６は入力音響信号の短時間フレームごとにこの特徴を抽
出して、その符号化に適した符号化部を選択すべく、モ
ード切替え部６５を制御する。特徴抽出部６６では、例
えば入力音響信号の各短時間フレームを４つのサブフレ
ームに分割し、その分割された各サブフレームの平均パ
ワー、あるいは平均的スペクトル包絡を求め、その平均
パワーの変化率あるいは平均的スペクトル包絡の変化率
を求め、その変化率が所定値以上であれば第１符号化部
１２による符号化を選択し、所定値以下であれば第２符
号化部４１による符号化を選択すべく、モード切替え部
６５を制御する。
【００２３】第１符号化部１２が選択されると、入力音
響信号は図８で説明したように、ＣＥＬＰ符号化法によ
り符号化され、第２符号化部４１が選択されると図９で
説明したようにＴwinＶＱ符号化法により符号化され
る。これらの符号化符号Ｃa ，Ｃb ，Ｃc またはＣa ，
Ｃe ，Ｃf の信号符号化符号と、また第１符号化部１２
を選択したか第２符号化部４１を選択したかを示す符号
化符号Ｃg とが合成部２２により組み合わされて符号化
器６１から符号化出力として送出される。
響信号は図８で説明したように、ＣＥＬＰ符号化法によ
り符号化され、第２符号化部４１が選択されると図９で
説明したようにＴwinＶＱ符号化法により符号化され
る。これらの符号化符号Ｃa ，Ｃb ，Ｃc またはＣa ，
Ｃe ，Ｃf の信号符号化符号と、また第１符号化部１２
を選択したか第２符号化部４１を選択したかを示す符号
化符号Ｃg とが合成部２２により組み合わされて符号化
器６１から符号化出力として送出される。
【００２４】復号化器６２では入力された符号化符号は
分離部２６で信号符号化符号のＣa,Ｃb ，Ｃc またはＣ
a ，Ｃe ，Ｃf ，符号化符号Ｃg のそれぞれが分離され
る。その符号Ｃg は切替え制御部６８に入力され、切替
え制御６８はモード切替え部６９を制御して、符号Ｃg
がＣＥＬＰ符号化法を示す場合はＣＥＬＰ復号化部２５
の復号音響信号を出力端子３５へ供給し、符号Ｃg がＴ
winＶＱ符号化法を示す場合はＴwinＶＱ復号化部５１の
復号音響信号を出力端子３５へ供給するようにする。
分離部２６で信号符号化符号のＣa,Ｃb ，Ｃc またはＣ
a ，Ｃe ，Ｃf ，符号化符号Ｃg のそれぞれが分離され
る。その符号Ｃg は切替え制御部６８に入力され、切替
え制御６８はモード切替え部６９を制御して、符号Ｃg
がＣＥＬＰ符号化法を示す場合はＣＥＬＰ復号化部２５
の復号音響信号を出力端子３５へ供給し、符号Ｃg がＴ
winＶＱ符号化法を示す場合はＴwinＶＱ復号化部５１の
復号音響信号を出力端子３５へ供給するようにする。
【００２５】なお、分離部２６から分離された符号
Ｃa ，Ｃb ，Ｃc がそれぞれＬＰＣ係数／スペクトル概
形逆量子化部６４，適応符号帳合成部２９，時間領域逆
量子化部２８に供給されてＣＥＬＰ復号化がなされるこ
とは図７の説明と同様であり、符号Ｃa ，Ｃe ，Ｃf が
それぞれＬＰＣ係数／スペクトル概形逆量子化部６４，
周波数領域逆量子化部５３，フレーム間予測部５４に供
給されて図９の説明と同様にＴwinＶＱ復号がなされる
ことは同様である。
Ｃa ，Ｃb ，Ｃc がそれぞれＬＰＣ係数／スペクトル概
形逆量子化部６４，適応符号帳合成部２９，時間領域逆
量子化部２８に供給されてＣＥＬＰ復号化がなされるこ
とは図７の説明と同様であり、符号Ｃa ，Ｃe ，Ｃf が
それぞれＬＰＣ係数／スペクトル概形逆量子化部６４，
周波数領域逆量子化部５３，フレーム間予測部５４に供
給されて図９の説明と同様にＴwinＶＱ復号がなされる
ことは同様である。
【００２６】図３に請求項１の発明の符号化方法の実施
例、請求項７の発明の復号化方法の実施例を適用した各
符号化器６１および復号化器６２の例を示し、図１と対
応する部分に同一符号を付けてある。すなわち、符号化
器６１においては特徴抽出部６６において、ＴwinＶＱ
復号化器４１を選択している場合は、スイッチ７１をオ
ンにしてその符号化符号をＴwinＶＱ復号化部７２へも
供給し、ＴwinＶＱ復号化部７２は復号化器６２中のＴw
inＶＱ復号化部５１と同様の構成であり、その復号音響
信号は残差信号生成部７３へ供給され、残差信号生成部
７３ではＬＰＣ分析部６３と、ＬＰＣ分析フィルタ１３
と同様のものが用いられ、復号音響信号の残差信号が生
成され、ＣＥＬＰ符号化部１２中の適応符号帳１６に供
給される。ここでＬＰＣ分析部よりのＬＰＣ係数は、Ｌ
ＰＣ分析／係数スペクトル概形量子化部６３から得ても
よい。このようにして入力音響信号の符号化がＴwinＶ
Ｑ符号化部４１からＣＥＬＰ符号化部１２に切り替わっ
た際に、適応符号帳１６に所望の適応ベクトルが得ら
れ、ＣＥＬＰ符号化法に切り替えたときに前フレームか
ら予測が行え、良好な符号化が行われる。ＣＥＬＰ符号
化部１２へ切り替わったときは、スイッチ７１はオフに
される。なお、このようにＴwinＶＱ復号化部７２，残
差信号生成部７３を設ける代わりに点線で示すように、
ＴwinＶＱ符号化部４１中の乗算器４８の出力側に得ら
れている逆量子化微細構造を分岐して、逆ＭＤＣＴ部７
４へ供給して、時間領域の残差信号に変換してＣＥＬＰ
符号化部１２中の適応符号帳１６へ供給してもよい。要
はＴwinＶＱ符号化からＣＥＬＰ符号化に移ったとき
に、ＣＥＬＰ符号化に必要な前フレームにおけるデータ
をＣＥＬＰ符号化部１２へ供給できるようにする。
例、請求項７の発明の復号化方法の実施例を適用した各
符号化器６１および復号化器６２の例を示し、図１と対
応する部分に同一符号を付けてある。すなわち、符号化
器６１においては特徴抽出部６６において、ＴwinＶＱ
復号化器４１を選択している場合は、スイッチ７１をオ
ンにしてその符号化符号をＴwinＶＱ復号化部７２へも
供給し、ＴwinＶＱ復号化部７２は復号化器６２中のＴw
inＶＱ復号化部５１と同様の構成であり、その復号音響
信号は残差信号生成部７３へ供給され、残差信号生成部
７３ではＬＰＣ分析部６３と、ＬＰＣ分析フィルタ１３
と同様のものが用いられ、復号音響信号の残差信号が生
成され、ＣＥＬＰ符号化部１２中の適応符号帳１６に供
給される。ここでＬＰＣ分析部よりのＬＰＣ係数は、Ｌ
ＰＣ分析／係数スペクトル概形量子化部６３から得ても
よい。このようにして入力音響信号の符号化がＴwinＶ
Ｑ符号化部４１からＣＥＬＰ符号化部１２に切り替わっ
た際に、適応符号帳１６に所望の適応ベクトルが得ら
れ、ＣＥＬＰ符号化法に切り替えたときに前フレームか
ら予測が行え、良好な符号化が行われる。ＣＥＬＰ符号
化部１２へ切り替わったときは、スイッチ７１はオフに
される。なお、このようにＴwinＶＱ復号化部７２，残
差信号生成部７３を設ける代わりに点線で示すように、
ＴwinＶＱ符号化部４１中の乗算器４８の出力側に得ら
れている逆量子化微細構造を分岐して、逆ＭＤＣＴ部７
４へ供給して、時間領域の残差信号に変換してＣＥＬＰ
符号化部１２中の適応符号帳１６へ供給してもよい。要
はＴwinＶＱ符号化からＣＥＬＰ符号化に移ったとき
に、ＣＥＬＰ符号化に必要な前フレームにおけるデータ
をＣＥＬＰ符号化部１２へ供給できるようにする。
【００２７】復号化器６２において、ＴwinＶＱ復号化
部５１より復号音響信号を得ている間は、スイッチ７６
をオンとしておき、ＴwinＶＱ復号化部５１中の乗算器
５５の出力側に得られている逆量子化残差信号を逆ＭＤ
ＣＴ部７７へ供給するようにされている。この逆ＭＤＣ
Ｔ部７７より得られた残差信号は、ＣＥＬＰ復号化部２
５内の適応符号帳２７へ供給される。符号化法符号Ｃg
の変化により復号化がＴwinＶＱ復号化部５１からＣＥ
ＬＰ復号化部２５へ切り替えられると、スイッチ７６は
オフとされ、前フレームにおけるＴwinＶＱ復号化部５
１で得られた残差係数が逆ＭＤＣＴされて残差信号とし
て適応符号帳２９に入力されているため、ＣＥＬＰ復号
化部２５では直ちに正常に復号化することができ、連続
した復号音響信号が得られる。
部５１より復号音響信号を得ている間は、スイッチ７６
をオンとしておき、ＴwinＶＱ復号化部５１中の乗算器
５５の出力側に得られている逆量子化残差信号を逆ＭＤ
ＣＴ部７７へ供給するようにされている。この逆ＭＤＣ
Ｔ部７７より得られた残差信号は、ＣＥＬＰ復号化部２
５内の適応符号帳２７へ供給される。符号化法符号Ｃg
の変化により復号化がＴwinＶＱ復号化部５１からＣＥ
ＬＰ復号化部２５へ切り替えられると、スイッチ７６は
オフとされ、前フレームにおけるＴwinＶＱ復号化部５
１で得られた残差係数が逆ＭＤＣＴされて残差信号とし
て適応符号帳２９に入力されているため、ＣＥＬＰ復号
化部２５では直ちに正常に復号化することができ、連続
した復号音響信号が得られる。
【００２８】図４に、請求項２の発明の符号化法の実施
例および請求項８の発明の復号化方法の実施例をそれぞ
れ適用した符号化器６１および復号化器６２を、図１乃
至図３と対応する部分に同一符号を付けて示す。符号化
器６１において、ＣＥＬＰ符号化部１２にＣＥＬＰ復号
化部８１が設けられ、ＣＥＬＰ符号化部１２で符号化が
行われている間は、スイッチ８２をオンにしてその符号
化符号がＣＥＬＰ復号化部８１へ供給される。ＣＥＬＰ
符号化部１２による符号化からＴwinＶＱ符号化部４１
による符号化に切替えられると特徴抽出部６６の出力に
よりスイッチ８２がオフとされてＣＥＬＰ符号化部１２
の符号化符号のＣＥＬＰ復号化部８１にその供給が停止
され、入力がゼロになったときのＣＥＬＰ復号化部８１
の復号化信号が差回路８３へ供給され、入力端子１１か
らの音響信号から差し引かれ、その差分信号がＴwinＶ
Ｑ符号化部４１に入力される。つまり、通常の復号化状
態からの入力がゼロになったときのＣＥＬＰ復号化部８
１の復号化信号、いわゆる零入力応答出力が入力音響信
号から差し引かれてＴwinＶＱ符号化部４１に入力さ
れ、ＴwinＶＱ符号化部４１の立上りが徐々に行われ、
符号化部切り替え時のクリック状雑音が抑圧される。符
号化器６１に点線で示すように、ＣＥＬＰ符号化部１２
内の加算回路２１の出力側の復号残差信号を取り出し、
スイッチ８２を介してＬＰＣ合成フィルタ８４へ供給
し、ＬＰＣ合成フィルタ８４のフィルタ係数をＬＰＣ分
析／係数量子化部６３よりの線形予測係数により設定
し、ＬＰＣ合成フィルタ８４からＣＥＬＰ符号化部１２
の符号化符号を復号し、この復号化信号を差回路８３へ
供給してもよい。
例および請求項８の発明の復号化方法の実施例をそれぞ
れ適用した符号化器６１および復号化器６２を、図１乃
至図３と対応する部分に同一符号を付けて示す。符号化
器６１において、ＣＥＬＰ符号化部１２にＣＥＬＰ復号
化部８１が設けられ、ＣＥＬＰ符号化部１２で符号化が
行われている間は、スイッチ８２をオンにしてその符号
化符号がＣＥＬＰ復号化部８１へ供給される。ＣＥＬＰ
符号化部１２による符号化からＴwinＶＱ符号化部４１
による符号化に切替えられると特徴抽出部６６の出力に
よりスイッチ８２がオフとされてＣＥＬＰ符号化部１２
の符号化符号のＣＥＬＰ復号化部８１にその供給が停止
され、入力がゼロになったときのＣＥＬＰ復号化部８１
の復号化信号が差回路８３へ供給され、入力端子１１か
らの音響信号から差し引かれ、その差分信号がＴwinＶ
Ｑ符号化部４１に入力される。つまり、通常の復号化状
態からの入力がゼロになったときのＣＥＬＰ復号化部８
１の復号化信号、いわゆる零入力応答出力が入力音響信
号から差し引かれてＴwinＶＱ符号化部４１に入力さ
れ、ＴwinＶＱ符号化部４１の立上りが徐々に行われ、
符号化部切り替え時のクリック状雑音が抑圧される。符
号化器６１に点線で示すように、ＣＥＬＰ符号化部１２
内の加算回路２１の出力側の復号残差信号を取り出し、
スイッチ８２を介してＬＰＣ合成フィルタ８４へ供給
し、ＬＰＣ合成フィルタ８４のフィルタ係数をＬＰＣ分
析／係数量子化部６３よりの線形予測係数により設定
し、ＬＰＣ合成フィルタ８４からＣＥＬＰ符号化部１２
の符号化符号を復号し、この復号化信号を差回路８３へ
供給してもよい。
【００２９】復号化器６２においては、ＣＥＬＰ復号化
部２５による復号化からＴwinＶＱ復号化部５５による
復号化に切替えられると、スイッチ８５をオンにして、
ＣＥＬＰ復号化部２５の零応答出力（連続的復号化中か
ら入力符号がゼロになったときの復号化信号）を加算回
路８６に供給して、ＴwinＶＱ復号化部５５より復号化
信号に加算して、復号音響信号として出力端子３５へ出
力する。このようにして復号音響信号の連続性がよくな
る。ＣＥＬＰ復号化部２５，８１の零入力応答は通常１
フレームで十分減衰するが、更にこれよりも後まで残る
ような場合があり、そのことを考慮して、スイッチ６５
をＴwinＶＱ符号化部４１に切り替えると、またスイッ
チ６９を加算回路８６に切り替えると、その直後のフレ
ームよりスイッチ８２，８５をそれぞれオンにしたまま
とし、スイッチ６５，６９か再び切り替わると、スイッ
チ８２，８５をオフとしてもよい。
部２５による復号化からＴwinＶＱ復号化部５５による
復号化に切替えられると、スイッチ８５をオンにして、
ＣＥＬＰ復号化部２５の零応答出力（連続的復号化中か
ら入力符号がゼロになったときの復号化信号）を加算回
路８６に供給して、ＴwinＶＱ復号化部５５より復号化
信号に加算して、復号音響信号として出力端子３５へ出
力する。このようにして復号音響信号の連続性がよくな
る。ＣＥＬＰ復号化部２５，８１の零入力応答は通常１
フレームで十分減衰するが、更にこれよりも後まで残る
ような場合があり、そのことを考慮して、スイッチ６５
をＴwinＶＱ符号化部４１に切り替えると、またスイッ
チ６９を加算回路８６に切り替えると、その直後のフレ
ームよりスイッチ８２，８５をそれぞれオンにしたまま
とし、スイッチ６５，６９か再び切り替わると、スイッ
チ８２，８５をオフとしてもよい。
【００３０】図５に、図３に示した実施例と、図４に示
した実施例とを組み合わせた実施例を対応する部分に同
一符号を付けて、その説明は省略する。次に、請求項６
の発明の符号化方法、請求項９の発明の復号化方法、つ
まり符号化方法の切り替え時、復号化方法の切り替え時
におけるＭＤＣＴ，逆ＭＤＣＴの各時間窓の実施例を図
６を参照して説明する。符号化方法、復号化方法におい
ても同一時間窓とするから、符号化方法について述べ
る。ＣＥＬＰ符号化方法の基本フレームは図６Ａに示す
ように、時間長がＬの方形窓である。また、ＴwinＶＱ
符号化の基本フレームは、図６Ｂに示すように、時間長
が２Ｌの正弦形であり、その前半の長さＬの部分は前フ
レームと重複し、後半の長さＬの部分は次フレームと重
複している。図６Ｃに、第１フレームがＣＥＬＰ符号
化、第２フレームから第５フレームまでがＴwinＶＱ符
号化、第６フレーム以後がＣＥＬＰ符号化の場合であ
る。第１，第６，７フレームは、図６ＡのＣＥＬＰ符号
化の基本フレーム構成と同じ長さＬの方形とする。
した実施例とを組み合わせた実施例を対応する部分に同
一符号を付けて、その説明は省略する。次に、請求項６
の発明の符号化方法、請求項９の発明の復号化方法、つ
まり符号化方法の切り替え時、復号化方法の切り替え時
におけるＭＤＣＴ，逆ＭＤＣＴの各時間窓の実施例を図
６を参照して説明する。符号化方法、復号化方法におい
ても同一時間窓とするから、符号化方法について述べ
る。ＣＥＬＰ符号化方法の基本フレームは図６Ａに示す
ように、時間長がＬの方形窓である。また、ＴwinＶＱ
符号化の基本フレームは、図６Ｂに示すように、時間長
が２Ｌの正弦形であり、その前半の長さＬの部分は前フ
レームと重複し、後半の長さＬの部分は次フレームと重
複している。図６Ｃに、第１フレームがＣＥＬＰ符号
化、第２フレームから第５フレームまでがＴwinＶＱ符
号化、第６フレーム以後がＣＥＬＰ符号化の場合であ
る。第１，第６，７フレームは、図６ＡのＣＥＬＰ符号
化の基本フレーム構成と同じ長さＬの方形とする。
【００３１】また、前後フレームがＴwinＶＱであるＴw
inＶＱ符号化のフレーム、すなわち、第３，４フレーム
は、図６ＢのＴwinＶＱ符号化の基本フレーム構成と同
じ、前半の長さＬの部分は前フレームと重複し、後半の
長さＬの部分は次フレームと重複している長さ２Ｌの正
弦形であるが、ＣＥＬＰ符号化からＴwinＶＱ符号化に
変わった第２フレームでは、前半が長さＬ／２の方形で
あり、後半が次フレームと重複した長さＬの半余弦形で
ある全長が３Ｌ／２の変形窓で区切られたフレームとす
る。
inＶＱ符号化のフレーム、すなわち、第３，４フレーム
は、図６ＢのＴwinＶＱ符号化の基本フレーム構成と同
じ、前半の長さＬの部分は前フレームと重複し、後半の
長さＬの部分は次フレームと重複している長さ２Ｌの正
弦形であるが、ＣＥＬＰ符号化からＴwinＶＱ符号化に
変わった第２フレームでは、前半が長さＬ／２の方形で
あり、後半が次フレームと重複した長さＬの半余弦形で
ある全長が３Ｌ／２の変形窓で区切られたフレームとす
る。
【００３２】一方、ＴwinＶＱ符号化からＣＥＬＰ符号
化に変わる直前の第５フレームは、前半が前フレームと
重複した長さＬの半正弦形であり、後半が長さＬ／２の
方形である全長が３Ｌ／２の変形窓で区切られたフレー
ムとする。この実施例のフレーム構成を用いれば、フレ
ーム長および窓形状が異なる符号化法／復号化法の間で
適応的に切り替えながら符号化／復号化を行っても、フ
レーム構成の点では問題が発生しない。
化に変わる直前の第５フレームは、前半が前フレームと
重複した長さＬの半正弦形であり、後半が長さＬ／２の
方形である全長が３Ｌ／２の変形窓で区切られたフレー
ムとする。この実施例のフレーム構成を用いれば、フレ
ーム長および窓形状が異なる符号化法／復号化法の間で
適応的に切り替えながら符号化／復号化を行っても、フ
レーム構成の点では問題が発生しない。
【００３３】上述では入力音響信号の性質（状態）に応
じてＣＥＬＰ符号化法とＴwinＶＱ符号化法とのいずれ
かを選択して符号化したが、入力音響信号をフレームご
とにＣＥＬＰ符号化と、ＴwinＶＱ符号化とを行い、そ
の符号化歪の小さい方の符号化符号と、その符号化法を
示す符号とを出力するようにしてもよい。これが請求項
３の発明の実施例であり、これを適用した符号化器、復
号化器を図７に示す。すなわち、原理的には図７Ａに示
すように、入力音響信号はフレームごとにＣＥＬＰ符号
化部１２，ＴwinＶＱ符号化部４１でそれぞれ符号化さ
れ、これら各符号化符号はＣＥＬＰ復号化部９１，Ｔwi
nＶＱ復号化部９２でそれぞれ復号化され、これら両復
号化信号は差回路９３，９４で入力音響信号との差がと
られ、その各差信号のパワーがそれぞれパワー計算部９
５，９６で計算され、そのパワーの小さい方が歪小判定
部９７で判定され、その判定結果に応じて歪みが小、つ
まり差信号のパワーが小さい方の符号化符号が出力部９
８で信号符号化符号として、かつその符号化法を示す符
号化法符号とが出力される。
じてＣＥＬＰ符号化法とＴwinＶＱ符号化法とのいずれ
かを選択して符号化したが、入力音響信号をフレームご
とにＣＥＬＰ符号化と、ＴwinＶＱ符号化とを行い、そ
の符号化歪の小さい方の符号化符号と、その符号化法を
示す符号とを出力するようにしてもよい。これが請求項
３の発明の実施例であり、これを適用した符号化器、復
号化器を図７に示す。すなわち、原理的には図７Ａに示
すように、入力音響信号はフレームごとにＣＥＬＰ符号
化部１２，ＴwinＶＱ符号化部４１でそれぞれ符号化さ
れ、これら各符号化符号はＣＥＬＰ復号化部９１，Ｔwi
nＶＱ復号化部９２でそれぞれ復号化され、これら両復
号化信号は差回路９３，９４で入力音響信号との差がと
られ、その各差信号のパワーがそれぞれパワー計算部９
５，９６で計算され、そのパワーの小さい方が歪小判定
部９７で判定され、その判定結果に応じて歪みが小、つ
まり差信号のパワーが小さい方の符号化符号が出力部９
８で信号符号化符号として、かつその符号化法を示す符
号化法符号とが出力される。
【００３４】この場合、ＣＥＬＰ復号化部９１，Ｔwin
ＶＱ復号化部９２ではそれぞれ必ずしも符号化符号から
復号することなく、つまり、図８中の復号化部２５に示
す構成、図９中の復号化部５１に示す構成とすることな
く、それぞれの符号化部１２，４１の内部のデータを利
用して簡単に構成することもできる。例えば、図７Ｂに
要部のみを示すように、ＣＥＬＰ符号化部１２中の加算
回路２１の出力である復号残差信号を取り出し、ＬＰＣ
合成フィルタ１０１へ供給し、ＬＰＣ合成フィルタ１０
１のフィルタ係数をＬＰＣ分析／係数量子化部６３より
の線形予測係数により設定して、合成フィルタ１０１か
ら復号音響信号を得、これを差回路９３へ供給してもよ
い。またＴwinＶＱ符号化部４１中の乗算器４８よりの
逆量子化残差係数を取り出して乗算器１０２でＬＰＣ分
析／係数量子化部６３よりスペクトル概形を乗算して逆
正規化し、その逆正規化された周波数領域係数を逆ＭＤ
ＣＴ部１０３で逆ＭＤＣＴして時間領域信号に変換して
復号音響信号を得て差回路９４へ供給してもよい。
ＶＱ復号化部９２ではそれぞれ必ずしも符号化符号から
復号することなく、つまり、図８中の復号化部２５に示
す構成、図９中の復号化部５１に示す構成とすることな
く、それぞれの符号化部１２，４１の内部のデータを利
用して簡単に構成することもできる。例えば、図７Ｂに
要部のみを示すように、ＣＥＬＰ符号化部１２中の加算
回路２１の出力である復号残差信号を取り出し、ＬＰＣ
合成フィルタ１０１へ供給し、ＬＰＣ合成フィルタ１０
１のフィルタ係数をＬＰＣ分析／係数量子化部６３より
の線形予測係数により設定して、合成フィルタ１０１か
ら復号音響信号を得、これを差回路９３へ供給してもよ
い。またＴwinＶＱ符号化部４１中の乗算器４８よりの
逆量子化残差係数を取り出して乗算器１０２でＬＰＣ分
析／係数量子化部６３よりスペクトル概形を乗算して逆
正規化し、その逆正規化された周波数領域係数を逆ＭＤ
ＣＴ部１０３で逆ＭＤＣＴして時間領域信号に変換して
復号音響信号を得て差回路９４へ供給してもよい。
【００３５】この歪が小さい方を選択する場合において
も、復号化器の内部状態を符号化器の内部状態と一致さ
せて良好な復号化信号を得る点から、図３について説明
したと同様に、ＴwinＶＱ符号化部４１の符号化におい
て、次フレームでＣＥＬＰ符号化部１２による符号化に
切り替わった際に必要とするデータを保持し、前フレー
ムがＴwinＶＱ符号化部４１による符号化符号を選択し
た場合は、そのフレームでのＣＥＬＰ符号化部１２での
符号化は、前記保持したデータを用いて実行する（請求
項７）。同様に図４について説明した場合のように、前
フレームが第１符号化過程で符号化された符号を選択し
た場合は、そのフレームでＴwinＶＱ符号化部４１で符
号化する際に、同時にＣＥＬＰ符号化部１２と同等の符
号化部（内部状態は符号化部１２と同一）を音響信号を
入力しないで動作させて、そのフレームの零入力時の復
号信号を得、この復号信号を入力音響信号から差し引い
てＴwinＶＱ符号化部４１で符号化する（請求項８）。
も、復号化器の内部状態を符号化器の内部状態と一致さ
せて良好な復号化信号を得る点から、図３について説明
したと同様に、ＴwinＶＱ符号化部４１の符号化におい
て、次フレームでＣＥＬＰ符号化部１２による符号化に
切り替わった際に必要とするデータを保持し、前フレー
ムがＴwinＶＱ符号化部４１による符号化符号を選択し
た場合は、そのフレームでのＣＥＬＰ符号化部１２での
符号化は、前記保持したデータを用いて実行する（請求
項７）。同様に図４について説明した場合のように、前
フレームが第１符号化過程で符号化された符号を選択し
た場合は、そのフレームでＴwinＶＱ符号化部４１で符
号化する際に、同時にＣＥＬＰ符号化部１２と同等の符
号化部（内部状態は符号化部１２と同一）を音響信号を
入力しないで動作させて、そのフレームの零入力時の復
号信号を得、この復号信号を入力音響信号から差し引い
てＴwinＶＱ符号化部４１で符号化する（請求項８）。
【００３６】上述において、ＣＥＬＰ符号化法として
は、残差信号とした後、時間領域に変換する場合に限ら
ず、適応符号帳の選択ベクトルと、雑音符号帳の選択ベ
クトルとを加算して励振信号として、ＬＰＣ合成フィル
タへ供給し、その合成音響信号と入力音響信号との差が
最小になるように適応符号帳、雑音符号帳の各選択を行
う符号化方法や、いわゆるＶＳＥＬＰ符号化方法などの
各種時間領域でのベクトル量子化符号化法を用いること
もできる。
は、残差信号とした後、時間領域に変換する場合に限ら
ず、適応符号帳の選択ベクトルと、雑音符号帳の選択ベ
クトルとを加算して励振信号として、ＬＰＣ合成フィル
タへ供給し、その合成音響信号と入力音響信号との差が
最小になるように適応符号帳、雑音符号帳の各選択を行
う符号化方法や、いわゆるＶＳＥＬＰ符号化方法などの
各種時間領域でのベクトル量子化符号化法を用いること
もできる。
【００３７】また、第２符号化法としては、ＴwinＶＱ
符号化法に限らず、微細概形とすることなく、残差係数
を直接ベクトル量子化してもよい。更に、入力音響信号
をＬＰＣ分析フィルタを通して残差信号を得、この残差
信号をＭＤＣＴして残差係数を得てもよい。更に、周波
数領域への変換はＭＤＣＴに限らず、フーリエ変換など
他の変換方法によってもよい。つまり、いわゆる変換符
号化法により符号化すればよい。
符号化法に限らず、微細概形とすることなく、残差係数
を直接ベクトル量子化してもよい。更に、入力音響信号
をＬＰＣ分析フィルタを通して残差信号を得、この残差
信号をＭＤＣＴして残差係数を得てもよい。更に、周波
数領域への変換はＭＤＣＴに限らず、フーリエ変換など
他の変換方法によってもよい。つまり、いわゆる変換符
号化法により符号化すればよい。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように請求項１および５の発
明の符号化方法によれば、入力音響信号の特徴、性質な
どに適した符号化方法を選択しながら符号化するため、
入力音響信号の特徴のいかんにかかわらず、効率よく符
号化され、対応する発明の復号化方法によれば高品質な
復号音響信号を得ることができる。
明の符号化方法によれば、入力音響信号の特徴、性質な
どに適した符号化方法を選択しながら符号化するため、
入力音響信号の特徴のいかんにかかわらず、効率よく符
号化され、対応する発明の復号化方法によれば高品質な
復号音響信号を得ることができる。
【００３９】請求項１，２，４および５の発明の符号化
方法、請求項７および８の発明の復号化方法によれば、
第１符号化法と第２符号化法との切り替え時に復号波形
の連続性が確保され、フレーム境界での聴覚品質劣化が
抑圧される。請求項６の発明の符号化方法、請求項９の
復号化方法によれば第１符号化法と第２符号化法とでフ
レーム長や窓波形が異なる場合でも連続的に歪が少ない
復号信号を得ることができる。
方法、請求項７および８の発明の復号化方法によれば、
第１符号化法と第２符号化法との切り替え時に復号波形
の連続性が確保され、フレーム境界での聴覚品質劣化が
抑圧される。請求項６の発明の符号化方法、請求項９の
復号化方法によれば第１符号化法と第２符号化法とでフ
レーム長や窓波形が異なる場合でも連続的に歪が少ない
復号信号を得ることができる。
【図１】請求項１の発明の前提となる符号化方法の実施
例を適用した符号化器の例を示すブロック図。
例を適用した符号化器の例を示すブロック図。
【図２】請求項７の発明の前提となる復号化方法の実施
例を適用した復号化器の例を示すブロック図。
例を適用した復号化器の例を示すブロック図。
【図３】請求項１の発明および請求項７の発明の各実施
例を適用した符号化器および復号化器の各例を示すブロ
ック図。
例を適用した符号化器および復号化器の各例を示すブロ
ック図。
【図４】請求項２の発明および請求項８の発明の各実施
例を適用した符号化器および復号化器の各例を示すブロ
ック図。
例を適用した符号化器および復号化器の各例を示すブロ
ック図。
【図５】請求項２の発明および請求項８の発明の各他の
実施例を示すブロック図。
実施例を示すブロック図。
【図６】請求項６の発明の復号化方法および請求項９の
発明の復号化方法に用いられるフレーム構成の例を示す
タイムチャート。
発明の復号化方法に用いられるフレーム構成の例を示す
タイムチャート。
【図７】Ａは請求項３の発明の符号化方法を適用した符
号化器の例を示すブロック図、Ｂはその要部の変形例を
示すブロック図である。
号化器の例を示すブロック図、Ｂはその要部の変形例を
示すブロック図である。
【図８】従来のＣＥＬＰ符号化器およびその復号化器を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図９】従来のＴwinＶＱ符号化器およびその復号化器
を示すブロック図。
を示すブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三樹 聡 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特表 平６−503896（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/00
Claims (9)
- 【請求項１】 入力音響信号を一定時間間隔でフレーム
に分割し、そのフレームごとに符号化する音響信号符号
化方法において、 各フレームごとに、入力音響信号を分析して第１符号化
法と第２符号化法のいずれが適するかを決定する符号化
法決定過程と、 その符号化法決定過程で上記第１符号化法が適すると決
定されると、上記入力音響信号を時間領域でベクトル量
子化して信号符号化符号および上記第１符号化法の選択
を示す符号化法符号を出力する第１符号化過程と、 上記符号化法決定過程で上記第２符号化法が適すると決
定されると、上記入力音響信号を周波数領域でベクトル
量子化して信号符号化符号および上記第２符号化法の選
択を示す符号化法符号を出力する第２符号化過程とを有
し、 上記第２符号化過程での符号化において、次のフレーム
で上記第１符号化法による符号化に必要とするデータを
保持し、上記第２符号化過程から上記第１符号化過程に
切り替わると、そのフレームでの上記第１符号化過程
を、上記保持したデータを用いて実行することを特徴と
する 音響信号符号化方法。 - 【請求項２】 上記第１符号化過程から上記第２符号化
過程に切り替わった後のフレームにおいて、第１符号化
過程を音響信号を入力しないで動作させてそのフレーム
の零入力時の復号化信号を得て、その復号化信号を上記
入力音響信号から差し引いて上記第２符号化過程での符
号を実行することを特徴とする請求項１記載の音響信号
符号化方法。 - 【請求項３】 入力音響信号を一定時間間隔でフレーム
に分割し、そのフレームごとに符号化する音響信号符号
化方法において、 各フレームごとに、入力音響信号を時間領域でベクトル
量子化する第１符号化法により符号化する第１符号化過
程と、 各フレームごとに、入力音響信号を周波数領域でベクト
ル量子化する第２符号化法により符号化する第２符号化
過程と、 上記第１符号化過程による符号化符号と、上記第２符号
化過程による符号化符号とのうち、符号化歪が小さい方
を選択して、その信号符号化符号と、その符号化法を示
す符号化法符号とを出力する過程と、 を有することを特徴とする音響信号符号化方法。 - 【請求項４】 上記第２符号化過程での符号化におい
て、次のフレームで上記第１符号化法による符号化に必
要とするデータを保持し、 前フレームが第２符号化過程で符号化された符号を選択
した場合にはそのフレームでの上記第１符号化過程を、
上記保持したデータを用いて実行することを特徴とする
請求項３記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項５】 前フレームが、第１符号化過程で符号化
された符号を選択した場合は、そのフレームでの上記第
２符号化過程を実行する際に、同時に上記第１符号化過
程と同等の符号化過程を音響信号を入力しないで動作さ
せてそのフレームの零入力時の復号化信号を得て、 その復号化信号を上記入力音響信号から差し引いて上記
第２符号化過程での符号化を実行することを特徴とする
請求項３または４記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項６】 上記第１符号化法は、入力音響信号を線
形予測分析し、その分析残差を残差信号として得、この
残差信号を時間領域でベクトル量子化し、この量子化符
号と、上記線形予測分析により得られた係数を量子化し
たものとを信号符号化符号とするものであり、上記第２
符号化法は入力音響信号を周波数領域に変換し、その周
波数領域の係数をそのスペクトル概形で正規化して残差
係数を得、または入力音響信号の線形予測残差信号を求
め、これを周波数領域に変換して残差係数を得、上記残
差係数をベクトル量子化し、この量子化符号と、入力音
響信号の線形予測係数を量子化した符号とを信号符号化
符号とするものであり、 上記第１符号化法では、そのフレームを時間長がＬの方
形窓で区切られたものであり、上記第２符号化法では、
そのフレームを前半が前フレームと長さＬだけ重複し、
後半が次フレームと長さＬだけ重複した長さ２Ｌの正弦
窓で区切られたものであり、 直前のフレームが上記第１符号化過程である上記第２符
号化過程においては、そのフレームを前半が長さＬ／２
の方形、後半が次フレームと重複した長さＬの半余弦形
である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとし、 直後のフレームが上記第１符号化過程である上記第２符
号化過程においては、そのフレームを、前半が前フレー
ムと重複した長さＬの半正弦形であり、後半が長さＬ／
２の方形である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものと
することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに 記載
の音響信号符号化方法。 - 【請求項７】 信号符号化符号と符号化法符号とがフレ
ームごとに入力される音響信号復号化方法において、 フレームごとに上記符号化法符号が第１符号化法である
か第２符号化法であるかを判定する判定過程と、 上記判定過程が第１符号化法と判定すると、上記信号符
号化符号を時間領域でベクトル逆量子化して復号音響信
号を得る第１復号化過程と、 上記判定過程が第２符号化法と判定すると、上記信号符
号化符号を周波数領域でベクトル逆量子化した後、時間
領域に変換して復号音響信号を得る第２復号化過程とを
有し、 上記第２復号化過程から上記第１復号化過程に切り替わ
ると、その第２復号化過程で得られている上記第１符号
化法の復号に必要とするデータを上記第１復号化過程の
復号化に用いることを 特徴とする音響信号復号化方法。 - 【請求項８】 上記第１復号化過程から上記第２復号化
過程に切り替わった時のフレームにおいて、上記第２復
号化過程で得られる復号音響信号に、 符号化符号を入力しないまま上記第１符号化法に対する
復号化を行って得られる復号音響信号を加算して復号音
響信号とすることを特徴とする請求項７記載の音響信号
復号化方法。 - 【請求項９】 上記第１符号化法の復号では、そのフレ
ームを時間長がＬの方形窓で区切られたものであり、上
記第２符号化法の復号では、そのフレームを前半が前フ
レームと長さＬだけ重複し、後半が次フレームと長さＬ
だけ重複した長さ２Ｌの正弦窓で区切られたものであ
り、 直前のフレームが上記第１復号化過程である上記第２復
号化過程においては、そのフレームを前半が長さＬ／２
の方形、後半が次フレームと重複した長さＬの半余弦形
である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとし、 直後のフレームが上記第１復号化過程である上記第２復
号化過程においては、そのフレームを前半が前フレーム
と重複した長さＬの半正弦形であり、後半が長さＬ／２
の方形である長さ３Ｌ／２の変形窓で区切ったものとす
ることを特徴とする請求項７または８に記載の音響信号
復号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06961995A JP3317470B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06961995A JP3317470B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08263098A JPH08263098A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3317470B2 true JP3317470B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
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|---|---|---|---|
| JP06961995A Expired - Fee Related JP3317470B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法 |
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| KR100915726B1 (ko) * | 2005-04-28 | 2009-09-04 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 잡음 억제 방법 및 장치 |
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| EP2144231A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Low bitrate audio encoding/decoding scheme with common preprocessing |
| EP3640941A1 (en) * | 2008-10-08 | 2020-04-22 | Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewand | Multi-resolution switched audio encoding/decoding scheme |
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| JP5395649B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2014-01-22 | 日本電信電話株式会社 | 符号化方法、復号方法、符号化装置、復号装置及びプログラム |
| KR101826331B1 (ko) | 2010-09-15 | 2018-03-22 | 삼성전자주식회사 | 고주파수 대역폭 확장을 위한 부호화/복호화 장치 및 방법 |
| FR2969805A1 (fr) * | 2010-12-23 | 2012-06-29 | France Telecom | Codage bas retard alternant codage predictif et codage par transformee |
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| ES2529025T3 (es) | 2011-02-14 | 2015-02-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Aparato y método para procesar una señal de audio decodificada en un dominio espectral |
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| CA2827266C (en) | 2011-02-14 | 2017-02-28 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Apparatus and method for coding a portion of an audio signal using a transient detection and a quality result |
| MX2013009346A (es) | 2011-02-14 | 2013-10-01 | Fraunhofer Ges Forschung | Prediccion lineal basada en esquema de codificacion utilizando conformacion de ruido de dominio espectral. |
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| JP5197838B2 (ja) * | 2011-12-06 | 2013-05-15 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 音信号符号化方法、音信号復号方法、符号化装置、復号装置、音信号処理システム、音信号符号化プログラム、及び、音信号復号プログラム |
| US10304472B2 (en) * | 2014-07-28 | 2019-05-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method, device and recording medium for coding based on a selected coding processing |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP06961995A patent/JP3317470B2/ja not_active Expired - Fee Related
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