JP3354138B2 - 音声符号化 - Google Patents
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- IVEKVTHFAJJKGA-BQBZGAKWSA-N (2s)-2-amino-5-[[(2r)-1-ethoxy-1-oxo-3-sulfanylpropan-2-yl]amino]-5-oxopentanoic acid Chemical compound CCOC(=O)[C@H](CS)NC(=O)CC[C@H](N)C(O)=O IVEKVTHFAJJKGA-BQBZGAKWSA-N 0.000 claims description 20
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/16—Vocoder architecture
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10L19/002—Dynamic bit allocation
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
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Description
【０００１】本発明は、音声符号化に関し、特に、ディ
ジタル化された音声サンプルを含む離散時間サブフレー
ムにおける音声信号の符号化に関する。本発明は、特
に、必ずしもそうではないけれども、可変ビットレート
音声符号化に関する。
ジタル化された音声サンプルを含む離散時間サブフレー
ムにおける音声信号の符号化に関する。本発明は、特
に、必ずしもそうではないけれども、可変ビットレート
音声符号化に関する。
【０００２】欧州では、ディジタル・セルラー電話につ
いての容認されている規格はＧＳＭ（移動通信用広域シ
ステム）という頭字語で知られている。ＧＳＭ規格の最
近の修正（ＧＳＭフェーズ２、０６．６０）は拡張フル
レート（Enhanced Full Rate、ＥＦＲ）として知られて
いる新音声符号化アルゴリズム（又はコーデック）の仕
様をもたらした。従来の音声コーデックの場合と同じ
く、ＥＦＲは個々の音声又はデータ通信に必要なビット
レートを低めるように設計されている。この速度を最低
限にすることにより、与えられた信号帯域幅に多重化す
ることのできる別々のコールの個数が増やされる。
いての容認されている規格はＧＳＭ（移動通信用広域シ
ステム）という頭字語で知られている。ＧＳＭ規格の最
近の修正（ＧＳＭフェーズ２、０６．６０）は拡張フル
レート（Enhanced Full Rate、ＥＦＲ）として知られて
いる新音声符号化アルゴリズム（又はコーデック）の仕
様をもたらした。従来の音声コーデックの場合と同じ
く、ＥＦＲは個々の音声又はデータ通信に必要なビット
レートを低めるように設計されている。この速度を最低
限にすることにより、与えられた信号帯域幅に多重化す
ることのできる別々のコールの個数が増やされる。
【０００３】ＥＦＲで使用されるのに似ている音声符号
器の構成の非常に一般的な例が図１に示されている。サ
ンプリングされた音声信号は、各々１６０サンプルを包
含する２０ｍｓフレームｘに分割される。各サンプルは
１６ビットでディジタル的に表される。始めにフレーム
を線形予測符号器（ＬＰＣ）１に加えることにより、フ
レームは符号化され、符号器は各フレームについて一組
のＬＰＣ係数ａを生成する。それらの係数は、フレーム
における短期冗長性を表す。
器の構成の非常に一般的な例が図１に示されている。サ
ンプリングされた音声信号は、各々１６０サンプルを包
含する２０ｍｓフレームｘに分割される。各サンプルは
１６ビットでディジタル的に表される。始めにフレーム
を線形予測符号器（ＬＰＣ）１に加えることにより、フ
レームは符号化され、符号器は各フレームについて一組
のＬＰＣ係数ａを生成する。それらの係数は、フレーム
における短期冗長性を表す。
【０００４】
【外１】
【０００５】励振（又はイノベーション）ベクトルｃを
生成するために代数的励振符号帳３が使用される。各４
０サンプル・サブフレーム（１フレームあたりに４サブ
フレーム）について、数個の異なる“候補”励振ベクト
ルが基準化ユニット４を介してＬＴＰ合成フィルター５
に加えられる。このフィルター５は、現在のサブフレー
ムについてのＬＴＰパラメータを受け取って、ＬＴＰパ
ラメータにより予測された長期冗長性を励振ベクトルに
導入する。その結果として得られた信号は、連続するフ
レームについてのＬＰＣ係数を受け取るＬＰＣ合成フィ
ルター６に供給される。与えられたサブフレームについ
て、フレーム間補間法を用いて一組のＬＰＣ係数が生成
され、その生成された係数は合成された信号ｓｓを生成
するために使用される。
生成するために代数的励振符号帳３が使用される。各４
０サンプル・サブフレーム（１フレームあたりに４サブ
フレーム）について、数個の異なる“候補”励振ベクト
ルが基準化ユニット４を介してＬＴＰ合成フィルター５
に加えられる。このフィルター５は、現在のサブフレー
ムについてのＬＴＰパラメータを受け取って、ＬＴＰパ
ラメータにより予測された長期冗長性を励振ベクトルに
導入する。その結果として得られた信号は、連続するフ
レームについてのＬＰＣ係数を受け取るＬＰＣ合成フィ
ルター６に供給される。与えられたサブフレームについ
て、フレーム間補間法を用いて一組のＬＰＣ係数が生成
され、その生成された係数は合成された信号ｓｓを生成
するために使用される。
【０００６】図１の符号器は、励振ベクトルのあらかじ
め規定された一組を利用する初期の符号励振線形予測
（ＣＥＬＰ）符号器とは異なる。前者の種類の符号器
は、代わりに、励振ベクトルの代数的生成及び特定に依
っており（例えばWO9624925 を参照）、ときには代数的
ＣＥＬＰ或いはＡＣＥＬＰと称される。より具体的に
は、１０個の非ゼロ・パルスを含む量子化ベクトルd(i)
が規定される。全てのパルスが振幅＋１又は−１を持つ
ことができる。サブフレームにおける４０個のサンプル
位置（ｉ＝０〜３９）は５個の「トラック」に分割さ
れ、その各トラックは、下記の表に示されているよう
に、２個のパルスを包含する（即ち、８個の可能な位置
のうちの２つで）。
め規定された一組を利用する初期の符号励振線形予測
（ＣＥＬＰ）符号器とは異なる。前者の種類の符号器
は、代わりに、励振ベクトルの代数的生成及び特定に依
っており（例えばWO9624925 を参照）、ときには代数的
ＣＥＬＰ或いはＡＣＥＬＰと称される。より具体的に
は、１０個の非ゼロ・パルスを含む量子化ベクトルd(i)
が規定される。全てのパルスが振幅＋１又は−１を持つ
ことができる。サブフレームにおける４０個のサンプル
位置（ｉ＝０〜３９）は５個の「トラック」に分割さ
れ、その各トラックは、下記の表に示されているよう
に、２個のパルスを包含する（即ち、８個の可能な位置
のうちの２つで）。
【表１】
【０００７】与えられたトラックにおけるパルス位置の
各対は６ビットで（即ち、各パルスあたりに３ビット
で、合計３０ビット）符号化され、そのトラックにおけ
る第１パルスの極性は１ビットで（合計で５ビット）符
号化される。第２パルスの極性は、特に符号化されなく
て、第１パルスに対するその相対的位置から導き出され
る。第２パルスのサンプル位置が第１パルスのそれより
前にあるならば、第２パルスは第１パルスとは反対の極
性を有するものとして規定され、そうでなければ両方の
パルスが同じ符号を有するものとして規定される。チャ
ネル誤りに対する強さを改善し、量子化されたベクトル
が３５ビット代数符号ｕで符号化され得るように、３ビ
ットのパルス位置の全てがグレイ符号化される。
各対は６ビットで（即ち、各パルスあたりに３ビット
で、合計３０ビット）符号化され、そのトラックにおけ
る第１パルスの極性は１ビットで（合計で５ビット）符
号化される。第２パルスの極性は、特に符号化されなく
て、第１パルスに対するその相対的位置から導き出され
る。第２パルスのサンプル位置が第１パルスのそれより
前にあるならば、第２パルスは第１パルスとは反対の極
性を有するものとして規定され、そうでなければ両方の
パルスが同じ符号を有するものとして規定される。チャ
ネル誤りに対する強さを改善し、量子化されたベクトル
が３５ビット代数符号ｕで符号化され得るように、３ビ
ットのパルス位置の全てがグレイ符号化される。
【０００８】励振ベクトルc(i)を生成するために、代数
符号ｕにより定められる量子化されたベクトルd(i)は、
合成された音声の品質を改善するために特定のスペクト
ル成分を強化する前置フィルターＦE (z) を通してフィ
ルタリングされる。前置フィルター（ときには「着色」
フィルターとして知られる）は、サブフレームのために
生成されたＬＴＰパラメータのうちのある一定のＬＴＰ
パラメータで定められる。
符号ｕにより定められる量子化されたベクトルd(i)は、
合成された音声の品質を改善するために特定のスペクト
ル成分を強化する前置フィルターＦE (z) を通してフィ
ルタリングされる。前置フィルター（ときには「着色」
フィルターとして知られる）は、サブフレームのために
生成されたＬＴＰパラメータのうちのある一定のＬＴＰ
パラメータで定められる。
【０００９】従来のＣＥＬＰ符号器の場合と同じく、差
ユニット７は、合成された信号と入力信号との間のエラ
ーをサンプル毎に（且つサブフレーム毎に）決定する。
そのとき、重み付けフィルター８は、人の聴覚を考慮し
てエラー信号に重み付けを行うのに使用される。与えら
れたサブフレームについて、探索ユニット９は、重み付
き自乗平均誤差を最小にするベクトルを特定することに
より、代数的符号帳３により生成された候補ベクトルの
一組から適切な励振ベクトル｛c(i)、i = 0 〜39｝を選
択する。このプロセスは一般に「ベクトル量子化」とし
て知られている。
ユニット７は、合成された信号と入力信号との間のエラ
ーをサンプル毎に（且つサブフレーム毎に）決定する。
そのとき、重み付けフィルター８は、人の聴覚を考慮し
てエラー信号に重み付けを行うのに使用される。与えら
れたサブフレームについて、探索ユニット９は、重み付
き自乗平均誤差を最小にするベクトルを特定することに
より、代数的符号帳３により生成された候補ベクトルの
一組から適切な励振ベクトル｛c(i)、i = 0 〜39｝を選
択する。このプロセスは一般に「ベクトル量子化」とし
て知られている。
【００１０】既に言及したように、基準化ユニット４で
励振ベクトルに利得ｇc が乗じられる。ＬＴＰ２により
提供される重み付き残差信号ｓwrのエネルギーに等しい
エネルギーを有する基準化励振ベクトルをもたらす利得
値が選択される。利得は
励振ベクトルに利得ｇc が乗じられる。ＬＴＰ２により
提供される重み付き残差信号ｓwrのエネルギーに等しい
エネルギーを有する基準化励振ベクトルをもたらす利得
値が選択される。利得は
【数８】 で与えられ、ここでH は線形予測モデル（ＬＴＰ及びＬ
ＰＣ）インパルス応答マトリクスである。
ＰＣ）インパルス応答マトリクスである。
【００１１】
【外２】
【数９】
【００１２】
【外３】
【００１３】実際には、固定された係数での移動平均
（ＭＡ）予測を用いることによって予測利得∧ｇc が導
出される。４次ＭＡ予測が次のように励振エネルギーに
対して実行される。E(n)をサブフレームｎでの平均除去
励振エネルギー（ｄＢでの）であるとすると、
（ＭＡ）予測を用いることによって予測利得∧ｇc が導
出される。４次ＭＡ予測が次のように励振エネルギーに
対して実行される。E(n)をサブフレームｎでの平均除去
励振エネルギー（ｄＢでの）であるとすると、
【数１０】
【外４】
【数１１】
【外５】
【数１２】 予測されたエネルギーは式（３）でE(n)に∧E(n)を代入
して次式を与えることにより予測利得を計算するのに使
うことができる。
して次式を与えることにより予測利得を計算するのに使
うことができる。
【数１３】 ここで、
【数１４】 は励振ベクトルc(i)のエネルギーである。
【００１４】次式のエラーを最小にする量子化利得補正
係数∧γgcを特定するために、利得補正係数符号帳の探
索が実行される。
係数∧γgcを特定するために、利得補正係数符号帳の探
索が実行される。
【数１５】
【００１５】符号化されたフレームは、ＬＰＣ係数と、
ＬＴＰパラメータと、励振ベクトルを規定する代数符号
と、量子化利得補正係数符号帳のインデックスとから成
る。送信前に、符号化および多重化ユニット１２におい
て符号化パラメータのうちのある一定のものが更に符号
化される。具体的には、ＬＰＣ係数は、「２４ビット／
フレームでのＬＰＣパラメータの効率的ベクトル量子
化」、Kuldip K.P. and Bishnu S.A., IEEE 会報．音声
およびオーディオ処理、第１０巻第１号、１９９３年１
月、に記載されているように、対応する数の線スペクト
ル対（ＬＳＰ）係数に変換される。エラー検出及び訂正
を行うため、符号化されているフレーム全体も符号化さ
れる。ＧＳＭフェーズ２のために指定されているコーデ
ックは、正確に同じ数のビット、即ち２４４，で各音声
フレームを符号化し、それはたたみ込み符号化の導入及
び巡回冗長検査ビットの付加の後には４５６まで増大す
る。
ＬＴＰパラメータと、励振ベクトルを規定する代数符号
と、量子化利得補正係数符号帳のインデックスとから成
る。送信前に、符号化および多重化ユニット１２におい
て符号化パラメータのうちのある一定のものが更に符号
化される。具体的には、ＬＰＣ係数は、「２４ビット／
フレームでのＬＰＣパラメータの効率的ベクトル量子
化」、Kuldip K.P. and Bishnu S.A., IEEE 会報．音声
およびオーディオ処理、第１０巻第１号、１９９３年１
月、に記載されているように、対応する数の線スペクト
ル対（ＬＳＰ）係数に変換される。エラー検出及び訂正
を行うため、符号化されているフレーム全体も符号化さ
れる。ＧＳＭフェーズ２のために指定されているコーデ
ックは、正確に同じ数のビット、即ち２４４，で各音声
フレームを符号化し、それはたたみ込み符号化の導入及
び巡回冗長検査ビットの付加の後には４５６まで増大す
る。
【００１６】図２は、図１の符号器で符号化された信号
を復号化するのに適する、ＡＣＥＬＰ復号器の一般的構
成を示している。多重分離装置１３は、受け取った符号
化されている信号をそのいろいろな成分に分離する。代
数符号帳１４は、符号器の符号帳３と同一であって、受
信された符号化されている信号の３５ビット代数的符号
により規定されている符号ベクトルを確定し、これを
（ＬＴＰパラメータを用いて）前置フィルタリングして
励振ベクトルを生成する。利得補正係数は、受信された
量子化されている利得補正係数を用いることにより、利
得補正係数符号帳から決定され、これは前に復号化され
たサブフレームから導出されブロック１６で決定された
予測利得を訂正するためにブロック１５において使用さ
れる。ブロック１７で励振ベクトルは補正されている利
得と乗じられたのち、その積はＬＴＰ合成フィルター１
８及びＬＰＣ合成フィルター１９に加えられる。ＬＴＰ
及びＬＰＣフィルターは、符号化されている信号により
伝えられるＬＴＰパラメータ及びＬＰＣ係数をそれぞれ
受信し、長期冗長性及び短期冗長性を励振ベクトルに再
導入する。
を復号化するのに適する、ＡＣＥＬＰ復号器の一般的構
成を示している。多重分離装置１３は、受け取った符号
化されている信号をそのいろいろな成分に分離する。代
数符号帳１４は、符号器の符号帳３と同一であって、受
信された符号化されている信号の３５ビット代数的符号
により規定されている符号ベクトルを確定し、これを
（ＬＴＰパラメータを用いて）前置フィルタリングして
励振ベクトルを生成する。利得補正係数は、受信された
量子化されている利得補正係数を用いることにより、利
得補正係数符号帳から決定され、これは前に復号化され
たサブフレームから導出されブロック１６で決定された
予測利得を訂正するためにブロック１５において使用さ
れる。ブロック１７で励振ベクトルは補正されている利
得と乗じられたのち、その積はＬＴＰ合成フィルター１
８及びＬＰＣ合成フィルター１９に加えられる。ＬＴＰ
及びＬＰＣフィルターは、符号化されている信号により
伝えられるＬＴＰパラメータ及びＬＰＣ係数をそれぞれ
受信し、長期冗長性及び短期冗長性を励振ベクトルに再
導入する。
【００１７】音声は、本来は変化しやすく、高活動期及
び低活動期を含むと共に、関連する無音をしばしば含ん
でいる。従って、ビットレートが固定されている符号化
法を用いるのは、帯域幅資源を浪費する。符号化ビット
レートをフレーム毎に或いはサブフレーム毎に変化させ
る音声コーデックが幾つか提案されている。例えば、US
5,657,420 は米国ＣＤＭＡシステムで使われる音声コー
デックを提案しており、そのコーデックではフレームの
符号化ビットレートはそのフレームの音声活動レベルに
応じて幾つかの可能な速度から選択される。
び低活動期を含むと共に、関連する無音をしばしば含ん
でいる。従って、ビットレートが固定されている符号化
法を用いるのは、帯域幅資源を浪費する。符号化ビット
レートをフレーム毎に或いはサブフレーム毎に変化させ
る音声コーデックが幾つか提案されている。例えば、US
5,657,420 は米国ＣＤＭＡシステムで使われる音声コー
デックを提案しており、そのコーデックではフレームの
符号化ビットレートはそのフレームの音声活動レベルに
応じて幾つかの可能な速度から選択される。
【００１８】ＡＣＥＬＰコーデックに関して、音声信号
サブフレームを２以上のクラスに分類し、異なった代数
符号帳を用いて異なったクラスを符号化することが提案
されている。より具体的には、重み付き残基信号ｓwrが
時間と共にゆっくり変化するサブフレームは比較的に少
数のパルス（例えば２個）を有する符号ベクトルd(i)で
符号化されてよく、一方、重み付き残差信号が比較的速
やかに変化するサブフレームは比較的多数のパルス（例
えば１０個）を有する符号ベクトルd(i)で符号化されて
よい。
サブフレームを２以上のクラスに分類し、異なった代数
符号帳を用いて異なったクラスを符号化することが提案
されている。より具体的には、重み付き残基信号ｓwrが
時間と共にゆっくり変化するサブフレームは比較的に少
数のパルス（例えば２個）を有する符号ベクトルd(i)で
符号化されてよく、一方、重み付き残差信号が比較的速
やかに変化するサブフレームは比較的多数のパルス（例
えば１０個）を有する符号ベクトルd(i)で符号化されて
よい。
【００１９】
【外６】
【００２０】予測利得の大きなエラーはＣＥＬＰ符号器
でも生じることがあって、この場合には符号ベクトルd
(i)のエネルギーはフレーム毎に大幅に変動して、利得
補正係数を量子化するために同様に大きな符号帳を必要
とすることが理解されよう。
でも生じることがあって、この場合には符号ベクトルd
(i)のエネルギーはフレーム毎に大幅に変動して、利得
補正係数を量子化するために同様に大きな符号帳を必要
とすることが理解されよう。
【００２１】本発明の目的は、既存の可変速度コーデッ
クの前記の欠点を克服すること、或いは少なくともそれ
を緩和することである。
クの前記の欠点を克服すること、或いは少なくともそれ
を緩和することである。
【００２２】本発明の第１の態様に従って、ディジタル
化された音声サンプルを含むサブフレームの系列から成
る音声信号を符号化する方法が提供され、この方法は、
各サブフレームについて、 （ａ）少なくとも１つのパルスから成る量子化されてい
るベクトルd(i)を選択するステップであって、ベクトル
d(i)におけるパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム毎
に異なってもいいステップと、 （ｂ）量子化ベクトルd(i)の、或いは量子化ベクトルd
(i)から得られる別のベクトルc(i)の振幅を基準化する
ための利得値ｇc を決定するステップであって、その基
準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合成する
ステップと、 （ｃ）量子化ベクトルd(i)のエネルギーに対するあらか
じめ決められたエネルギー・レベルの比の関数である基
準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前に処理された１つ以上のサブフレームに基づい
て、量子化されているベクトルd(i)の、或いは該ベクト
ルの振幅が前記基準化係数k で基準化されているときに
は前記の別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数とし
て、予測利得値を決定するステップと、 （ｅ）前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用い
て量子化された利得補正係数∧γgcを決定するステップ
とを含んでいる。
化された音声サンプルを含むサブフレームの系列から成
る音声信号を符号化する方法が提供され、この方法は、
各サブフレームについて、 （ａ）少なくとも１つのパルスから成る量子化されてい
るベクトルd(i)を選択するステップであって、ベクトル
d(i)におけるパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム毎
に異なってもいいステップと、 （ｂ）量子化ベクトルd(i)の、或いは量子化ベクトルd
(i)から得られる別のベクトルc(i)の振幅を基準化する
ための利得値ｇc を決定するステップであって、その基
準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合成する
ステップと、 （ｃ）量子化ベクトルd(i)のエネルギーに対するあらか
じめ決められたエネルギー・レベルの比の関数である基
準化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前に処理された１つ以上のサブフレームに基づい
て、量子化されているベクトルd(i)の、或いは該ベクト
ルの振幅が前記基準化係数k で基準化されているときに
は前記の別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数とし
て、予測利得値を決定するステップと、 （ｅ）前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用い
て量子化された利得補正係数∧γgcを決定するステップ
とを含んでいる。
【００２３】上記のように励振ベクトルのエネルギーを
基準化することにより、本発明は、量子化ベクトルd(i)
に存在するパルス（又はエネルギー）の個数がサブフレ
ーム毎に変動するとき、予測利得値∧ｇc の精度を改善
する。これにより、利得補正係数γgcの範囲が狭まると
共に、以前より小さな量子化符号帳でそれを正確に量子
化することが可能となる。より小さな符号帳を用いれ
ば、符号帳に索引を付けるために必要なベクトルのビッ
ト長が短くなる。その代わりに、以前使われていたのと
同じサイズの符号帳で量子化精度を改善することができ
る。
基準化することにより、本発明は、量子化ベクトルd(i)
に存在するパルス（又はエネルギー）の個数がサブフレ
ーム毎に変動するとき、予測利得値∧ｇc の精度を改善
する。これにより、利得補正係数γgcの範囲が狭まると
共に、以前より小さな量子化符号帳でそれを正確に量子
化することが可能となる。より小さな符号帳を用いれ
ば、符号帳に索引を付けるために必要なベクトルのビッ
ト長が短くなる。その代わりに、以前使われていたのと
同じサイズの符号帳で量子化精度を改善することができ
る。
【００２４】本発明の１実施例では、ベクトルd(i)のパ
ルスの個数ｍはサブフレーム音声信号の性質による。代
わりの他の実施例では、パルスの個数ｍはシステムの必
要条件或いは特性により決定される。例えば、符号化さ
れた信号が伝送チャネルで伝送される場合には、チャネ
ル干渉が大きいときにパルスの個数は少なくてもよいの
で、信号にさらに多くの保護ビットを付け加えることが
可能となる。チャネル干渉が小さくて、信号が必要とす
る保護ビット数が少なければ、ベクトルのパルスの数を
増やすことができる。
ルスの個数ｍはサブフレーム音声信号の性質による。代
わりの他の実施例では、パルスの個数ｍはシステムの必
要条件或いは特性により決定される。例えば、符号化さ
れた信号が伝送チャネルで伝送される場合には、チャネ
ル干渉が大きいときにパルスの個数は少なくてもよいの
で、信号にさらに多くの保護ビットを付け加えることが
可能となる。チャネル干渉が小さくて、信号が必要とす
る保護ビット数が少なければ、ベクトルのパルスの数を
増やすことができる。
【００２５】好ましくは、本発明の方法は可変ビットレ
ート符号化方法であって、音声信号サブフレームから長
期冗長性及び短期冗長性を実質的に除去し、該音声信号
サブフレームを重み付き残差信号ｓwrに含まれるエネル
ギーに応じて分類し、その分類を用いて量子化ベクトル
d(i)のパルスの個数を決定することによって前記の重み
付き残差信号ｓwrを生成することを含んでいる。
ート符号化方法であって、音声信号サブフレームから長
期冗長性及び短期冗長性を実質的に除去し、該音声信号
サブフレームを重み付き残差信号ｓwrに含まれるエネル
ギーに応じて分類し、その分類を用いて量子化ベクトル
d(i)のパルスの個数を決定することによって前記の重み
付き残差信号ｓwrを生成することを含んでいる。
【００２６】好ましくは、この方法は、各フレームにつ
いての一組の線形予測符号化（ＬＰＣ）係数ａと、各サ
ブフレームについての一組の長期予測（ＬＴＰ）パラメ
ータｂとを生成し、そこでフレームは複数の音声サブフ
レームから成り、ＬＰＣ係数と、ＬＴＰパラメータと、
量子化ベクトルd(i)と、量子化利得補正係数γgcとに基
づいて、符号化された音声信号を作ることを含んでい
る。
いての一組の線形予測符号化（ＬＰＣ）係数ａと、各サ
ブフレームについての一組の長期予測（ＬＴＰ）パラメ
ータｂとを生成し、そこでフレームは複数の音声サブフ
レームから成り、ＬＰＣ係数と、ＬＴＰパラメータと、
量子化ベクトルd(i)と、量子化利得補正係数γgcとに基
づいて、符号化された音声信号を作ることを含んでい
る。
【００２７】好ましくは、量子化ベクトルd(i)は代数符
号ｕで規定され、この符号は符号化されている音声信号
に組み込まれる。
号ｕで規定され、この符号は符号化されている音声信号
に組み込まれる。
【００２８】好ましくは、利得値ｇc は前記の別のベク
トルc(i)を基準化するために使われ、その別のベクトル
は量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることによっ
て生成される。
トルc(i)を基準化するために使われ、その別のベクトル
は量子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることによっ
て生成される。
【００２９】好ましくは、予測利得値は次の式で決定さ
れる。
れる。
【数１６】 ここで／Ｅは定数であり、∧E(n)は前のサブフレームに
基づいて決定される現在のサブフレームのエネルギーの
予測である。予測されるエネルギーは次の式を用いて決
定されることができる。
基づいて決定される現在のサブフレームのエネルギーの
予測である。予測されるエネルギーは次の式を用いて決
定されることができる。
【数１７】 ここでｂi は移動平均予測係数であり、ｐは予測次数で
あり、∧R(j)は次式によって与えられる前のサブフレー
ムｊでの予測エネルギー∧E(j)のエラーである。
あり、∧R(j)は次式によって与えられる前のサブフレー
ムｊでの予測エネルギー∧E(j)のエラーである。
【数１８】 項Ｅc は次式を用いることにより決定される。
【数１９】 ここでN は該サブフレームでのサンプルの個数である。
好ましくは、
好ましくは、
【数２０】 であり、ここでM は量子化ベクトルd(i)のパルスの最大
許容数である。
許容数である。
【００３０】好ましくは、量子化ベクトルd(i)は２つ以
上のパルスから成り、その全てのパルスが同じ振幅を有
する。
上のパルスから成り、その全てのパルスが同じ振幅を有
する。
【００３１】好ましくは、ステップ（ｄ）は、エラー、
【数２１】 を最小にする量子化補正係数∧γgcを決定するために利
得補正係数符号帳を探索し、特定された利得補正係数の
ために符号帳インデックスを符号化することから成る。
得補正係数符号帳を探索し、特定された利得補正係数の
ために符号帳インデックスを符号化することから成る。
【００３２】本発明の第２の態様に従って、ディジタル
化され標本抽出された音声信号の符号化されているサブ
フレームの系列を復号化する方法が提供され、その方法
は、各サブフレームについて、 （ａ）符号化された信号から、少なくとも１つのパルス
から成る量子化ベクトルd(i)を復元するステップであっ
て、ベクトルd(i)のパルスの数ｍ及び位置がサブフレー
ム毎に変化することのあるステップと、 （ｂ）符号化されている信号から量子化利得補正係数∧
γgcを復元するステップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子
化ベクトルd(i)のエネルギーとの比の関数である基準化
係数k を決定するステップと、 （ｄ）ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化され
るとき、前に処理された１つ以上のサブフレームに基づ
いて、量子化ベクトルd(i)又はこのd(i)から導出された
別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利
得値を決定するステップと、 （ｅ）量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧
ｇc を補正して補正利得値ｇc を供給するステップと、 （ｆ）利得値ｇc を用いて量子化ベクトルd(i)又は前記
の別のベクトルc(i)を基準化して、元のサブフレーム音
声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残っている残
差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するステップ
とを含んでいる。
化され標本抽出された音声信号の符号化されているサブ
フレームの系列を復号化する方法が提供され、その方法
は、各サブフレームについて、 （ａ）符号化された信号から、少なくとも１つのパルス
から成る量子化ベクトルd(i)を復元するステップであっ
て、ベクトルd(i)のパルスの数ｍ及び位置がサブフレー
ム毎に変化することのあるステップと、 （ｂ）符号化されている信号から量子化利得補正係数∧
γgcを復元するステップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子
化ベクトルd(i)のエネルギーとの比の関数である基準化
係数k を決定するステップと、 （ｄ）ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化され
るとき、前に処理された１つ以上のサブフレームに基づ
いて、量子化ベクトルd(i)又はこのd(i)から導出された
別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利
得値を決定するステップと、 （ｅ）量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得値∧
ｇc を補正して補正利得値ｇc を供給するステップと、 （ｆ）利得値ｇc を用いて量子化ベクトルd(i)又は前記
の別のベクトルc(i)を基準化して、元のサブフレーム音
声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残っている残
差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するステップ
とを含んでいる。
【００３３】好ましくは、受信された信号の符号化され
ている各サブフレームは、量子化ベクトルd(i)を規定す
る代数符号ｕと、量子化されている利得補正係数∧γgc
が得られる量子化利得補正係数符号帳をアドレス指定す
るインデックスとから成る。
ている各サブフレームは、量子化ベクトルd(i)を規定す
る代数符号ｕと、量子化されている利得補正係数∧γgc
が得られる量子化利得補正係数符号帳をアドレス指定す
るインデックスとから成る。
【００３４】本発明の第３の態様に従って、ディジタル
化されている音声サンプルを含むサブフレームの系列か
ら成る音声信号を符号化するための装置が提供され、こ
の装置は前記サブフレームの各々を順に符号化するため
の手段を有し、その手段は、少なくとも１つのパルスか
ら成る量子化ベクトルd(i)を選択するためのベクトル選
択手段であって、ベクトルd(i)のパルスの個数ｍと位置
とはサブフレーム毎に異なることがある手段と、量子化
ベクトルd(i)又は量子化ベクトルd(i)から導出された別
のベクトルc(i)の振幅を基準化するための利得値ｇc を
決定するための第１信号処理手段であって、この基準化
されたベクトルが重み付き残差信号ｓwrを合成する手段
と、あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化
ベクトルd(i)のエネルギーの比の関数である基準化係数
k を決定するための第２信号処理手段と、ベクトルの振
幅が前記基準化係数ｋによって基準化されるとき、前に
処理された１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化
ベクトルd(i)又は前記の別のベクトルc(i)のエネルギー
Ｅc の関数として予測利得値∧ｇc を決定するための第
３信号処理手段と、前記利得値ｇc 及び前記予測利得値
∧ｇc を用いて量子化利得補正係数∧γgcを決定するた
めの第４信号処理手段とを含んでいる。
化されている音声サンプルを含むサブフレームの系列か
ら成る音声信号を符号化するための装置が提供され、こ
の装置は前記サブフレームの各々を順に符号化するため
の手段を有し、その手段は、少なくとも１つのパルスか
ら成る量子化ベクトルd(i)を選択するためのベクトル選
択手段であって、ベクトルd(i)のパルスの個数ｍと位置
とはサブフレーム毎に異なることがある手段と、量子化
ベクトルd(i)又は量子化ベクトルd(i)から導出された別
のベクトルc(i)の振幅を基準化するための利得値ｇc を
決定するための第１信号処理手段であって、この基準化
されたベクトルが重み付き残差信号ｓwrを合成する手段
と、あらかじめ決められたエネルギー・レベルと量子化
ベクトルd(i)のエネルギーの比の関数である基準化係数
k を決定するための第２信号処理手段と、ベクトルの振
幅が前記基準化係数ｋによって基準化されるとき、前に
処理された１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化
ベクトルd(i)又は前記の別のベクトルc(i)のエネルギー
Ｅc の関数として予測利得値∧ｇc を決定するための第
３信号処理手段と、前記利得値ｇc 及び前記予測利得値
∧ｇc を用いて量子化利得補正係数∧γgcを決定するた
めの第４信号処理手段とを含んでいる。
【００３５】本発明の第４の態様に従って、ディジタル
化され標本抽出された音声信号の符号化されているサブ
フレームの系列を復号化するための装置が提供され、そ
の装置は前記サブフレームの各々を順に復号化するため
の手段を有し、その手段は、その符号化されている信号
から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトル
d(i)を復元するための第１信号処理手段であって、ベク
トルd(i)のパルスの数ｍ及び位置がサブフレーム毎に変
化する手段と、符号化された信号から量子化利得補正係
数∧γgcを復元するための第２信号処理手段と、あらか
じめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd
(i)のエネルギーの比の関数である基準化係数k を決定
するための第３信号処理手段と、ベクトルの振幅が前記
基準化係数k により基準化されるとき、前に処理された
１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd
(i)又はこの量子化ベクトルから導出される別のベクト
ルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧ｇc
を決定するための第４信号処理手段と、量子化利得補正
係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して補正利
得値ｇc を供給するための補正手段と、利得値ｇc を用
いて量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)を基
準化して、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長
な情報の除去後に残っている残差信号ｓwrを合成する励
振ベクトルを生成するための基準化手段とを含んでい
る。
化され標本抽出された音声信号の符号化されているサブ
フレームの系列を復号化するための装置が提供され、そ
の装置は前記サブフレームの各々を順に復号化するため
の手段を有し、その手段は、その符号化されている信号
から、少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトル
d(i)を復元するための第１信号処理手段であって、ベク
トルd(i)のパルスの数ｍ及び位置がサブフレーム毎に変
化する手段と、符号化された信号から量子化利得補正係
数∧γgcを復元するための第２信号処理手段と、あらか
じめ決められたエネルギー・レベルと量子化ベクトルd
(i)のエネルギーの比の関数である基準化係数k を決定
するための第３信号処理手段と、ベクトルの振幅が前記
基準化係数k により基準化されるとき、前に処理された
１つ以上のサブフレームに基づいて、量子化ベクトルd
(i)又はこの量子化ベクトルから導出される別のベクト
ルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧ｇc
を決定するための第４信号処理手段と、量子化利得補正
係数∧γgcを用いて予測利得値∧ｇc を補正して補正利
得値ｇc を供給するための補正手段と、利得値ｇc を用
いて量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)を基
準化して、元のサブフレーム音声信号中に実質的に冗長
な情報の除去後に残っている残差信号ｓwrを合成する励
振ベクトルを生成するための基準化手段とを含んでい
る。
【００３６】本発明をより良く理解すると共に本発明を
どの様に実施するかを示すために、一例として添付図面
を参照する。
どの様に実施するかを示すために、一例として添付図面
を参照する。
【００３７】ＧＳＭフェーズ２のために提案されている
ものと同様のＡＣＥＬＰ音声コーデックについては前記
で図１及び２を参照して簡単に説明した。図３はディジ
タル化されている標本抽出された音声信号の可変ビット
レート符号化に適する修正されたＡＣＥＬＰ音声符号器
を示しており、この図では、図１を参照して既に説明し
た機能ブロックが同様の参照番号で関係づけられてい
る。
ものと同様のＡＣＥＬＰ音声コーデックについては前記
で図１及び２を参照して簡単に説明した。図３はディジ
タル化されている標本抽出された音声信号の可変ビット
レート符号化に適する修正されたＡＣＥＬＰ音声符号器
を示しており、この図では、図１を参照して既に説明し
た機能ブロックが同様の参照番号で関係づけられてい
る。
【００３８】図３の符号器では、図１の単一の代数的符
号帳３は１対の代数的符号帳２３，２４と取り換えられ
る。第１の符号帳２３は、２つのパルスを含む符号ベク
トルd(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を生成するように
構成されており、第２の符号帳２４は１０個のパルスを
含む符号ベクトルd(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を生
成するように構成されている。与えられたサブフレーム
について、ＬＴＰ２により供給される重み付き残差信号
ｓwrに含まれているエネルギーに応じて符号帳２３，２
４の選択が符号帳選択ユニット２５によって行われる。
重み付き残差信号のエネルギーがあるあらかじめ決めら
れた（或いは適応性の）スレショルドを上回って、大幅
に変化する重み付き残差信号を示すならば、１０パルス
符号帳２４が選択される。一方、もし重み付き残差信号
のエネルギーが、規定されているスレショルドより小さ
くなれば、２パルス符号帳２３が選択される。２つ以上
のスレショルド・レベルを定めることができ、その場合
には３つ以上の符号帳が使用される。適切な符号帳を選
択するプロセスについてのもっと詳しい説明のために
は、「トール（Toll）品質可変速度音声コーデック」
（“Toll Quality Variable-Rate Speech Codec" , Oja
la P，音響、音声および信号処理に関するIEEE国際会議
会報、ドイツ，ミュンヘン、１９９７年４月２１〜２４
日）を参照するべきである。
号帳３は１対の代数的符号帳２３，２４と取り換えられ
る。第１の符号帳２３は、２つのパルスを含む符号ベク
トルd(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を生成するように
構成されており、第２の符号帳２４は１０個のパルスを
含む符号ベクトルd(i)に基づいて励振ベクトルc(i)を生
成するように構成されている。与えられたサブフレーム
について、ＬＴＰ２により供給される重み付き残差信号
ｓwrに含まれているエネルギーに応じて符号帳２３，２
４の選択が符号帳選択ユニット２５によって行われる。
重み付き残差信号のエネルギーがあるあらかじめ決めら
れた（或いは適応性の）スレショルドを上回って、大幅
に変化する重み付き残差信号を示すならば、１０パルス
符号帳２４が選択される。一方、もし重み付き残差信号
のエネルギーが、規定されているスレショルドより小さ
くなれば、２パルス符号帳２３が選択される。２つ以上
のスレショルド・レベルを定めることができ、その場合
には３つ以上の符号帳が使用される。適切な符号帳を選
択するプロセスについてのもっと詳しい説明のために
は、「トール（Toll）品質可変速度音声コーデック」
（“Toll Quality Variable-Rate Speech Codec" , Oja
la P，音響、音声および信号処理に関するIEEE国際会議
会報、ドイツ，ミュンヘン、１９９７年４月２１〜２４
日）を参照するべきである。
【００３９】基準化ユニット４で使用するために利得ｇ
cを得ることは、式（１）を参照して前述したとおりに
達成される。しかし、予測利得∧ｇcを導出するとき、
次のように振幅基準化係数k を励振ベクトルに適用する
ことにより、式（７）が修正される（修正処理ユニット
２６において）。
cを得ることは、式（１）を参照して前述したとおりに
達成される。しかし、予測利得∧ｇcを導出するとき、
次のように振幅基準化係数k を励振ベクトルに適用する
ことにより、式（７）が修正される（修正処理ユニット
２６において）。
【数２２】
【００４０】１０パルス符号帳が選択される場合にはk
= 1 であり、２パルス符号帳が選択されるときにはk =
√５である。より一般的な式では、基準化係数は次式で
与えられる。
= 1 であり、２パルス符号帳が選択されるときにはk =
√５である。より一般的な式では、基準化係数は次式で
与えられる。
【数２３】 ここでｍは対応する符号ベクトルd(i)のパルスの個数で
ある。
ある。
【００４１】与えられたサブフレームについて平均除去
励振エネルギーE(n)を計算するとき、式（４）でエネル
ギー予測できるためには、基準化係数k を導入する必要
もある。式（３）は次のように修正される
励振エネルギーE(n)を計算するとき、式（４）でエネル
ギー予測できるためには、基準化係数k を導入する必要
もある。式（３）は次のように修正される
【数２４】
【００４２】予測利得は式（６）と、式（９）により与
えられる修正された励振ベクトル・エネルギーと、式
（１１）により与えられる修正された平均除去励振エネ
ルギーとを用いて計算される。
えられる修正された励振ベクトル・エネルギーと、式
（１１）により与えられる修正された平均除去励振エネ
ルギーとを用いて計算される。
【００４３】
【外７】
【００４４】図４は、図３のＡＣＥＬＰ符号器で符号化
されている音声信号を、即ち、音声サブフレームが可変
ビットレートで符号化されている音声信号を復号化する
のに適する復号器を示している。図４の復号器の多くの
機能性は図３のそれと同じであり、その様な機能ブロッ
クについては図２を参照して既に説明してあるので、図
４では同様の参照数字で関係づけられている。主な差異
は、図３の符号器の２パルス符号帳及び１０パルス符号
帳に対応する２つの代数符号帳２０，２１が設けられて
いることである。受信された代数符号ｕの性質は適切な
符号帳２０，２１の選択を決定し、その後に復号化プロ
セスが前述したのと全く同じように進行する。しかし、
符号器の場合と同じく、予測利得∧ｇc は、式（６）
と、式（９）で与えられる基準化されている励振ベクト
ル・エネルギーＥc と、式（１１）で与えられる基準化
された平均除去励振エネルギーE(n)とを用いてブロック
２２で計算される。
されている音声信号を、即ち、音声サブフレームが可変
ビットレートで符号化されている音声信号を復号化する
のに適する復号器を示している。図４の復号器の多くの
機能性は図３のそれと同じであり、その様な機能ブロッ
クについては図２を参照して既に説明してあるので、図
４では同様の参照数字で関係づけられている。主な差異
は、図３の符号器の２パルス符号帳及び１０パルス符号
帳に対応する２つの代数符号帳２０，２１が設けられて
いることである。受信された代数符号ｕの性質は適切な
符号帳２０，２１の選択を決定し、その後に復号化プロ
セスが前述したのと全く同じように進行する。しかし、
符号器の場合と同じく、予測利得∧ｇc は、式（６）
と、式（９）で与えられる基準化されている励振ベクト
ル・エネルギーＥc と、式（１１）で与えられる基準化
された平均除去励振エネルギーE(n)とを用いてブロック
２２で計算される。
【００４５】本発明の範囲から逸脱せずに前記の実施例
に数々の修正を加え得ることを当業者は理解するであろ
う。特に図３及び４の符号器及び復号器をハードウェア
或いはソフトウェアで、或いはハードウェア及びソフト
ウェアの両方で実現し得ることが理解されよう。上の説
明はＧＳＭセルラー電話システムに関するものであるけ
れども、本発明は他のセルラー無線システムにも、また
実際にインターネット等の非無線通信システムにも有利
に応用され得るものである。本発明は、データ蓄積目的
のために音声データを符号化したり復号化したりするた
めにも使用され得るものである。
に数々の修正を加え得ることを当業者は理解するであろ
う。特に図３及び４の符号器及び復号器をハードウェア
或いはソフトウェアで、或いはハードウェア及びソフト
ウェアの両方で実現し得ることが理解されよう。上の説
明はＧＳＭセルラー電話システムに関するものであるけ
れども、本発明は他のセルラー無線システムにも、また
実際にインターネット等の非無線通信システムにも有利
に応用され得るものである。本発明は、データ蓄積目的
のために音声データを符号化したり復号化したりするた
めにも使用され得るものである。
【００４６】本発明はＡＣＥＬＰ符号器と同様にＣＥＬ
Ｐ符号器にも応用され得るものである。しかし、ＣＥＬ
Ｐ符号器は量子化ベクトルd(i)を生成するために固定さ
れている符号帳を有し、与えられた量子化ベクトル内の
パルスの振幅は変化することがあるので、励振ベクトル
c(i)の振幅を基準化するための基準化係数k は、パルス
数ｍの単純な関数（式（１０）のような）ではない。む
しろ、固定されている符号帳の各量子化ベクトルd(i)に
ついてのエネルギーを計算し、このエネルギーの、例え
ば最大量子化ベクトル・エネルギーに対する比を決定し
なければならない。この比の平方根が基準化係数k を与
える。 ［図面の簡単な説明］
Ｐ符号器にも応用され得るものである。しかし、ＣＥＬ
Ｐ符号器は量子化ベクトルd(i)を生成するために固定さ
れている符号帳を有し、与えられた量子化ベクトル内の
パルスの振幅は変化することがあるので、励振ベクトル
c(i)の振幅を基準化するための基準化係数k は、パルス
数ｍの単純な関数（式（１０）のような）ではない。む
しろ、固定されている符号帳の各量子化ベクトルd(i)に
ついてのエネルギーを計算し、このエネルギーの、例え
ば最大量子化ベクトル・エネルギーに対する比を決定し
なければならない。この比の平方根が基準化係数k を与
える。 ［図面の簡単な説明］
【図１】図１はＡＣＥＬＰ音声符号器のブロック図を示
している。
している。
【図２】図２はＡＣＥＬＰ音声復号器のブロック図を示
している。
している。
【図３】図３は可変ビットレート符号化が可能な修正さ
れたＡＣＥＬＰ音声符号器のブロック図を示している。
れたＡＣＥＬＰ音声符号器のブロック図を示している。
【図４】図４は可変ビットレート符号化されている信号
を復号化することのできる修正されたＡＣＥＬＰ音声復
号器のブロック図を示している。
を復号化することのできる修正されたＡＣＥＬＰ音声復
号器のブロック図を示している。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−281998（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−95599（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−282298（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−158129（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−120299（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−120297（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−264500（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/12
Claims (16)
- 【請求項１】 ディジタル化された音声サンプルを含む
サブフレームの系列から成る音声信号を符号化する方法
であって、この方法は、各サブフレームについて、 （ａ）少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトル
d(i)を選択するステップであって、該ベクトルd(i)にお
けるパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム毎に異なっ
てもいいステップと、 （ｂ）前記量子化ベクトルd(i)の、或いは前記量子化ベ
クトルd(i)から得られる別のベクトルc(i)の振幅を基準
化するための利得値ｇc を決定するステップであって、
その基準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwrを合
成するステップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと前記
量子化ベクトルd(i)のエネルギーの比の関数である基準
化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前記ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化
されるとき、前に処理された１つ以上のサブフレームに
基づいて、前記量子化ベクトルd(i)或いは前記の別のベ
クトルc(i)のエネルギーＥc の関数として、予測利得値
∧ｇc を決定するステップと （ｅ）前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用い
て量子化利得補正係数γgcを決定するステップとを含ん
でいる方法。 - 【請求項２】 前記方法が可変ビットレート符号化方法
であり、 前記音声信号サブフレームから長期冗長性及び短期冗長
性を実質的に除去することによって前記重み付き残差信
号ｓwrを生成するステップと、 前記重み付き残差信号に含まれているエネルギーに応じ
て前記音声信号サブフレームを分類し、その分類を用い
て、前記量子化ベクトルd(i)のパルスの個数を決定する
こととを含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 各フレームについての一組の線形予測分
析（ＬＰＣ）係数ａと、各サブフレームについての一組
の長期予測（ＬＴＰ）パラメータｂとを生成するステッ
プであって、そこでフレームが複数の音声サブフレーム
から成るステップと、 前記ＬＰＣ係数と、前記ＬＴＰパラメータと、前記量子
化ベクトルd(i)と、量子化利得補正係数∧γgcとに基づ
いて、符号化されている音声信号を作るステップとを含
む請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 符号化されている信号の前記量子化ベク
トルd(i)を代数符号ｕで規定することを含む請求項１か
ら３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記予測利得値が次の式、 【数１】 に従って決定され、ここで／Ｅは定数であり、∧E(n)は
前記前に処理されたサブフレームに基づいて決定される
現在のサブフレームのエネルギーの予測である請求項１
から４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記予測利得値∧ｇc が、ベクトルの振
幅が前記基準化係数k によって基準化されているとき、
前記前に処理されたサブフレームの各々の、前記量子化
ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)の平均除去励振
エネルギーE(n)の関数である請求項１から５のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記利得値ｇc が前記別のベクトルc(i)
を基準化するために使われ、その別のベクトルは前記量
子化ベクトルd(i)をフィルタリングすることによって生
成される請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 前記予測利得値∧ｇc は、ベクトルの振
幅が前記基準化係数k によって基準化されているとき、
前記前に処理されたサブフレームの各々の、前記量子化
ベクトルd(i)又は前記別のベクトルc(i)の平均除去励振
エネルギーE(n)の関数であり、 前記利得値ｇc は前記別のベクトルc(i)を基準化するた
めに使われ、その別のベクトルは前記量子化ベクトルd
(i)をフィルタリングすることにより生成され、 予測エネルギーは次式、 【数２】 を用いて決定され、ここでｂi は移動平均予測係数であ
り、p は予測次数であり、∧R(j)は、 【数３】 により与えられる、前のサブフレームｊでの予測エネル
ギー∧E(j)のエラーであり、ここで 【数４】 である請求項５に記載の方法。 - 【請求項９】 項Ｅc は式、 【数５】 を用いて決定され、ここでN は前記サブフレーム中のサ
ンプルの個数である請求項５に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記量子化ベクトルd(i)が２つ以上の
パルスから成っている場合、そのパルスの全てが同じ振
幅を有する請求項１から９のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項１１】 前記基準化係数が、 【数６】 により与えられ、ここでM は前記量子化ベクトルd(i)中
のパルスの最大許容個数である請求項１から１０のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項１２】 エラー、 【数７】 を最小にする前記量子化利得補正係数∧γgcを決定する
ために利得補正係数符号帳を探索し、特定された量子化
利得補正係数についての符号帳インデックスを符号化す
ることを含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項１３】 ディジタル化された標本抽出された音
声信号の符号化されているサブフレームの系列を復号化
する方法であってこの方法は、各サブフレームについ
て、 （ａ）その符号化されている信号から、少なくとも１つ
のパルスから成る量子化ベクトルd(i)を復元するステッ
プであって、ベクトルd(i)におけるパルスの数ｍ及び位
置はサブフレーム毎に変化することがあるステップと、 （ｂ）前記符号化されている信号から量子化利得補正係
数∧γgcを復元するステップと、 （ｃ）あらかじめ決められたエネルギー・レベルと、量
子化ベクトルd(i)のエネルギーとの比の関数である基準
化係数k を決定するステップと、 （ｄ）前記ベクトルの振幅が前記基準化係数k で基準化
されるとき、前に処理された１つ以上のサブフレームに
基づいて、前記量子化ベクトルd(i)又はこの量子化ベク
トルから得られた別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の
関数として予測利得値∧ｇc を決定するステップと、 （ｅ）前記量子化利得補正係数∧γgcを用いて予測利得
値∧ｇc を補正して補正利得値ｇc を決定するステップ
と、 （ｆ）前記利得値ｇc を用いて前記量子化ベクトルd(i)
又は前記別のベクトルc(i)を基準化して、元のサブフレ
ーム音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残って
いる残差信号を合成する励振ベクトルを生成するステッ
プとを含んでいる方法。 - 【請求項１４】 受信された信号の各々の符号化されて
いるサブフレームは前記量子化ベクトルd(i)を規定する
代数符号ｕと、量子化利得補正係数符号帳をアドレス指
定するインデックスとを含んでおり、この符号帳から前
記量子化利得補正係数∧γgcが得られる請求項１３に記
載の方法。 - 【請求項１５】 ディジタル化されている音声サンプル
を含むサブフレームの系列から成る音声信号を符号化す
るための装置であって、この装置は前記サブフレームの
各々を順に符号化するための手段を有し、その手段は、 少なくとも１つのパルスから成る量子化ベクトルd(i)を
選択するためのベクトル選択手段であって、前記ベクト
ルd(i)のパルスの個数ｍと位置とはサブフレーム毎に異
なることがある手段と、 前記量子化ベクトルd(i)又は前記量子化ベクトルd(i)か
ら得られた別のベクトルc(i)の振幅を基準化するための
利得値ｇc を決定するための第１信号処理手段であっ
て、その基準化されたベクトルは重み付き残差信号ｓwr
を合成する手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと前記量子化
ベクトルd(i)のエネルギーとの比の関数である基準化係
数k を決定するための第２信号処理手段と、 前記ベクトルの振幅が前記基準化係数ｋによって基準化
されるとき、前に処理された１つ以上のサブフレームに
基づいて、前記量子化ベクトルd(i)又は前記別のベクト
ルc(i)のエネルギーＥc の関数として予測利得値∧ｇc
を決定するための第３信号処理手段と 前記利得値ｇc 及び前記予測利得値∧ｇc を用いて量子
化利得補正係数∧γgcを決定するための第４信号処理手
段とを含んでいる方法。 - 【請求項１６】 ディジタル化された標本抽出された音
声信号の符号化されているサブフレームの系列を復号化
するための装置であって、該装置は前記サブフレームの
各々を順に復号化するための手段を有し、その手段は、 その符号化されている信号から、少なくとも１つのパル
スから成る量子化ベクトルd(i)を復元するための第１信
号処理手段であって、前記ベクトルd(i)のパルスの数ｍ
及び位置はサブフレーム毎に変化することがある手段
と、 前記符号化されている信号から量子化利得補正係数∧γ
gcを復元するための第２信号処理手段と、 あらかじめ決められたエネルギー・レベルと前記量子化
ベクトルd(i)のエネルギーとの比の関数である基準化係
数k を決定するための第３信号処理手段と、 前記ベクトルの振幅が前記基準化係数k により基準化さ
れるとき、前に処理された１つ以上のサブフレームに基
づいて、前記量子化ベクトルd(i)又は前記量子化ベクト
ルから得られる別のベクトルc(i)のエネルギーＥc の関
数として、予測利得値∧ｇc を決定するための第４信号
処理手段と、 前記量子化利得補正係数∧γgcを用いて前記予測利得値
∧ｇc を補正して補正利得値ｇc を供給するための補正
手段と、 前記利得値ｇc を用いて前記量子化ベクトルd(i)又は前
記の別のベクトルc(i)を基準化して、元のサブフレーム
音声信号中に実質的に冗長な情報の除去後に残っている
残差信号ｓwrを合成する励振ベクトルを生成するための
基準化手段とを含んでいる装置。
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