JP3362534B2 - ベクトル量子化による符号化復号方式 - Google Patents
ベクトル量子化による符号化復号方式Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、コートブックを用い
て音声や画像等を高能率に圧縮して伝送又は記録するた
めのベクトル量子化による符号化復号方式に関する。
て音声や画像等を高能率に圧縮して伝送又は記録するた
めのベクトル量子化による符号化復号方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、音声や画像を高能率に圧縮し
て伝送又は記録するためのベクトル量子化が知られてい
る。ベクトル量子化では、量子化すべき信号波形を一定
区間について切り出し、この区間の波形パターンを１つ
の符号（インデックス）で表現する。このため予め種々
の波形パターンを蓄えておき、各波形パターンにインデ
ックスを付加しておく。種々の波形パターンは、サンプ
ル数の次元数で表現されたベクトル情報であり、これら
のベクトル情報をコードベクトル、これらのコードベク
トルとインデックスとの対応表をコードブックと呼ぶ。
て伝送又は記録するためのベクトル量子化が知られてい
る。ベクトル量子化では、量子化すべき信号波形を一定
区間について切り出し、この区間の波形パターンを１つ
の符号（インデックス）で表現する。このため予め種々
の波形パターンを蓄えておき、各波形パターンにインデ
ックスを付加しておく。種々の波形パターンは、サンプ
ル数の次元数で表現されたベクトル情報であり、これら
のベクトル情報をコードベクトル、これらのコードベク
トルとインデックスとの対応表をコードブックと呼ぶ。
【０００３】例えば音声の符号化方式の一つとして知ら
れているＣＥＬＰ（"Code-ExcitedLinear Prediction :
High Quality Speech at Very low Bit Rate" M.R.Sch
roeder, B.S.Atal ICASSP,1985 ）では、音声の予測残
差成分をサブフレームと呼ばれる４０サンプル程のデー
タに分割し、この各サブフレームに対してベクトル量子
化を適用している。しかし、このベクトル量子化に使用
されるコードブックは、多数の話者の平均的なものとな
るので、特定の個人向けには最適化されていない。この
ため、量子化されるベクトルとコードブックのベクトル
との誤差が大きく、良質の音声を伝送することができな
い。コードブックとして蓄えられるコードベクトルの数
が多ければ、音質は向上するが、反面、コードブックの
量が大きくなりコストアップになると共に、インデック
スの情報量も増すために伝送量も増す。また、コードブ
ックのサーチに時間がかかるという問題もある。
れているＣＥＬＰ（"Code-ExcitedLinear Prediction :
High Quality Speech at Very low Bit Rate" M.R.Sch
roeder, B.S.Atal ICASSP,1985 ）では、音声の予測残
差成分をサブフレームと呼ばれる４０サンプル程のデー
タに分割し、この各サブフレームに対してベクトル量子
化を適用している。しかし、このベクトル量子化に使用
されるコードブックは、多数の話者の平均的なものとな
るので、特定の個人向けには最適化されていない。この
ため、量子化されるベクトルとコードブックのベクトル
との誤差が大きく、良質の音声を伝送することができな
い。コードブックとして蓄えられるコードベクトルの数
が多ければ、音質は向上するが、反面、コードブックの
量が大きくなりコストアップになると共に、インデック
スの情報量も増すために伝送量も増す。また、コードブ
ックのサーチに時間がかかるという問題もある。
【０００４】そこで、少ないコードブックの情報量で量
子化歪の発生を極力抑えるようにした学習ベクトル量子
化器（ＬＶＱ）が、特開平２−１８６８３６号に開示さ
れている。この学習ベクトル量子化器は、ベクトル量子
化時の最小歪が所定値よりも大きい場合に、その被量子
化ベクトルを復号装置側にも送信して、コードブック中
の最も過去に選択された量子化代表ベクトル（コードベ
クトル）と書き換えることにより、コードブックの内容
を被量子化ベクトルの特性に応じて適応的に更新するも
のである。
子化歪の発生を極力抑えるようにした学習ベクトル量子
化器（ＬＶＱ）が、特開平２−１８６８３６号に開示さ
れている。この学習ベクトル量子化器は、ベクトル量子
化時の最小歪が所定値よりも大きい場合に、その被量子
化ベクトルを復号装置側にも送信して、コードブック中
の最も過去に選択された量子化代表ベクトル（コードベ
クトル）と書き換えることにより、コードブックの内容
を被量子化ベクトルの特性に応じて適応的に更新するも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の学習ベクトル量子化による符号化復号装置で
は、平均的な多くの話者にまんべんなく合致するように
作成された元のコードブックを、特定の話者に特化して
いくように順次更新していくように構成されている。従
って、話者が変わった場合、交替前の話者に特化されて
いたコードブックが災いし、ベクトル量子化誤差が増大
し、復号音声の悪化をもたらすという問題がある。
た従来の学習ベクトル量子化による符号化復号装置で
は、平均的な多くの話者にまんべんなく合致するように
作成された元のコードブックを、特定の話者に特化して
いくように順次更新していくように構成されている。従
って、話者が変わった場合、交替前の話者に特化されて
いたコードブックが災いし、ベクトル量子化誤差が増大
し、復号音声の悪化をもたらすという問題がある。
【０００６】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、話者に特化していくようにコードブックの
内容を更新していく学習ベクトル量子化において、話者
が変化した場合でも、ベクトル量子化誤差が極端に増大
することがないベクトル量子化による符号化復号方式を
提供することを目的とする。
れたもので、話者に特化していくようにコードブックの
内容を更新していく学習ベクトル量子化において、話者
が変化した場合でも、ベクトル量子化誤差が極端に増大
することがないベクトル量子化による符号化復号方式を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るベクトル
量子化による符号化復号方式は、所定区間内のいくつか
の代表的な信号パターンを示すコードベクトルとそれら
のコードベクトルをそれぞれ特定するインデックスとの
対応表を記憶してなるコードブックを、符号化装置及び
復号装置の双方に設け、前記符号化装置では、符号化対
象信号に基づく量子化すべき被量子化ベクトルと最もマ
ッチングする前記コードブック内のコードベクトルを選
択してそのインデックスを出力し、前記復号装置では、
前記符号化装置側で得られたインデックスに対応するコ
ードベクトルを前記コードブックを参照して求めること
により前記被量子化ベクトルを復号すると共に、前記符
号化装置での前記被量子化ベクトルと前記コードベクト
ルとのマッチング結果に基づいて前記コードブックの内
容を適応的に更新するコードブック書換手段を前記符号
化装置及び復号装置の双方に設けたベクトル量子化によ
る符号化復号方式において、初期状態の前記コードブッ
クの内容を保持した初期化コードブックを前記符号化装
置及び復号装置の双方に設けると共に、前記符号化装置
は、前記符号化対象信号の特徴パラメータを抽出する特
徴抽出手段と、この特徴抽出手段で抽出された特徴パラ
メータの変化を検出する特徴変化検出手段とを備え、前
記コードブック書換手段は、前記特徴変化検出手段で前
記特徴パラメータの変化が検出された場合には、前記コ
ードブックの内容を前記初期化コードブックの内容に初
期化するものであることを特徴とする。
量子化による符号化復号方式は、所定区間内のいくつか
の代表的な信号パターンを示すコードベクトルとそれら
のコードベクトルをそれぞれ特定するインデックスとの
対応表を記憶してなるコードブックを、符号化装置及び
復号装置の双方に設け、前記符号化装置では、符号化対
象信号に基づく量子化すべき被量子化ベクトルと最もマ
ッチングする前記コードブック内のコードベクトルを選
択してそのインデックスを出力し、前記復号装置では、
前記符号化装置側で得られたインデックスに対応するコ
ードベクトルを前記コードブックを参照して求めること
により前記被量子化ベクトルを復号すると共に、前記符
号化装置での前記被量子化ベクトルと前記コードベクト
ルとのマッチング結果に基づいて前記コードブックの内
容を適応的に更新するコードブック書換手段を前記符号
化装置及び復号装置の双方に設けたベクトル量子化によ
る符号化復号方式において、初期状態の前記コードブッ
クの内容を保持した初期化コードブックを前記符号化装
置及び復号装置の双方に設けると共に、前記符号化装置
は、前記符号化対象信号の特徴パラメータを抽出する特
徴抽出手段と、この特徴抽出手段で抽出された特徴パラ
メータの変化を検出する特徴変化検出手段とを備え、前
記コードブック書換手段は、前記特徴変化検出手段で前
記特徴パラメータの変化が検出された場合には、前記コ
ードブックの内容を前記初期化コードブックの内容に初
期化するものであることを特徴とする。
【０００８】また、この発明の更に好ましい態様によれ
ば、前記コードブックの初期化に先立って前記コードブ
ックの内容及び特徴パラメータを一時的に記憶する一時
記憶手段を更に備え、前記コードブック書換手段は、前
記特徴変化検出手段で前記特徴パラメータの変化が検出
された場合に、先ず前記特徴抽出手段で抽出された特徴
パラメータと前記一時記憶手段に記憶された特徴パラメ
ータとを比較して、両者が近似している場合には、前記
コードブックの内容を前記一時記憶手段に記憶されたコ
ードブックの内容に書換え、前記両特徴パラメータが近
似していない場合には、前記コードブックの内容を前記
一時記憶手段に退避したのちに前記初期化コードブック
の内容に初期化するものであることを特徴とする。
ば、前記コードブックの初期化に先立って前記コードブ
ックの内容及び特徴パラメータを一時的に記憶する一時
記憶手段を更に備え、前記コードブック書換手段は、前
記特徴変化検出手段で前記特徴パラメータの変化が検出
された場合に、先ず前記特徴抽出手段で抽出された特徴
パラメータと前記一時記憶手段に記憶された特徴パラメ
ータとを比較して、両者が近似している場合には、前記
コードブックの内容を前記一時記憶手段に記憶されたコ
ードブックの内容に書換え、前記両特徴パラメータが近
似していない場合には、前記コードブックの内容を前記
一時記憶手段に退避したのちに前記初期化コードブック
の内容に初期化するものであることを特徴とする。
【０００９】なお、前記符号化装置は、コードブックの
内容が初期化コードブックの内容に書き換えられたこと
を示す初期化情報を前記復号装置へ供給し、前記復号装
置は、供給された前記初期化情報に基づいてコードブッ
クの内容を初期化コードブックの内容に初期化するもの
でもよいし、前記符号化装置は、出力する符号化結果を
一旦復号し、この復号結果に対して前記特徴抽出手段に
よる特徴パラメータの抽出を実行し、抽出された特徴パ
ラメータの変化が検出されたときに前記コードブックの
内容を初期化コードブックの内容に初期化するものであ
り、前記復号装置は、入力された符号化結果を復号し、
この復号結果に対して前記特徴抽出手段による特徴パラ
メータの抽出を実行し、抽出された特徴パラメータの変
化が検出されたときに前記コードブックの内容を初期化
コードブックの内容に初期化するものでもよい。
内容が初期化コードブックの内容に書き換えられたこと
を示す初期化情報を前記復号装置へ供給し、前記復号装
置は、供給された前記初期化情報に基づいてコードブッ
クの内容を初期化コードブックの内容に初期化するもの
でもよいし、前記符号化装置は、出力する符号化結果を
一旦復号し、この復号結果に対して前記特徴抽出手段に
よる特徴パラメータの抽出を実行し、抽出された特徴パ
ラメータの変化が検出されたときに前記コードブックの
内容を初期化コードブックの内容に初期化するものであ
り、前記復号装置は、入力された符号化結果を復号し、
この復号結果に対して前記特徴抽出手段による特徴パラ
メータの抽出を実行し、抽出された特徴パラメータの変
化が検出されたときに前記コードブックの内容を初期化
コードブックの内容に初期化するものでもよい。
【００１０】また、前記符号化対象信号が音声信号であ
る場合、前記特徴変化検出手段は、前記特徴抽出手段か
ら出力される前記音声信号の有音／無音の変化、ピッチ
変化、特徴係数の変化、スペクトラム包絡線情報の変
化、及びゲイン変化、並びに前記符号化装置内での符号
化の過程で出力される前記音声信号の有音／無音の変
化、ピッチ変化、特徴係数の変化、ゲイン変化、及びベ
クトル量子化誤差の変化の少なくとも一つに基づいて前
記コードブック書換手段を制御するものでよい。
る場合、前記特徴変化検出手段は、前記特徴抽出手段か
ら出力される前記音声信号の有音／無音の変化、ピッチ
変化、特徴係数の変化、スペクトラム包絡線情報の変
化、及びゲイン変化、並びに前記符号化装置内での符号
化の過程で出力される前記音声信号の有音／無音の変
化、ピッチ変化、特徴係数の変化、ゲイン変化、及びベ
クトル量子化誤差の変化の少なくとも一つに基づいて前
記コードブック書換手段を制御するものでよい。
【００１１】
【作用】この発明によれば、被量子化ベクトとコードベ
クトルとのマッチング結果に基づいてコードブックの内
容を適応的に更新する学習ベクトル量子化による符号化
復号方式において、符号化対象信号の特徴パラメータの
変化を検出し、この変化が検出された場合には話者が変
わったものと判断して、コードブックの内容を初期化す
るようにしているので、話者交替後のコードブックの内
容を不特定話者向けの平均的な内容とすることができ、
ベクトル量子化誤差の増大を防ぐことができる。
クトルとのマッチング結果に基づいてコードブックの内
容を適応的に更新する学習ベクトル量子化による符号化
復号方式において、符号化対象信号の特徴パラメータの
変化を検出し、この変化が検出された場合には話者が変
わったものと判断して、コードブックの内容を初期化す
るようにしているので、話者交替後のコードブックの内
容を不特定話者向けの平均的な内容とすることができ、
ベクトル量子化誤差の増大を防ぐことができる。
【００１２】なお、電話においては、ほんの少しの間だ
け別の話者が電話に出たり、一時的にメロディー等の別
の音が入ることが良くある。このような場合、話者が変
化したことを検出して、その度にコードブックを初期化
するのは効率的でない。そこで、コードブックの初期化
に先立って、コードブックの内容及び特徴パラメータを
一時的に記憶しておく一時記憶手段を設け、特徴パラメ
ータの変化が検出された場合には、まず、その特徴パラ
メータと一時記憶手段に退避してある特徴パラメータと
を比較する。そして、両者が近似している場合には、前
回の話者に戻ったと判断して、コードブックの内容を一
時記憶手段に記憶された内容に書き換え、近似していな
い場合には、全く別人であるとしてコードブックを初期
化する。これにより、一時的に別の話者が電話に出たよ
うな場合には、前回の学習結果が反映されたコードブッ
クを再び使用することができ、正確なベクトル量子化を
図ることができる。
け別の話者が電話に出たり、一時的にメロディー等の別
の音が入ることが良くある。このような場合、話者が変
化したことを検出して、その度にコードブックを初期化
するのは効率的でない。そこで、コードブックの初期化
に先立って、コードブックの内容及び特徴パラメータを
一時的に記憶しておく一時記憶手段を設け、特徴パラメ
ータの変化が検出された場合には、まず、その特徴パラ
メータと一時記憶手段に退避してある特徴パラメータと
を比較する。そして、両者が近似している場合には、前
回の話者に戻ったと判断して、コードブックの内容を一
時記憶手段に記憶された内容に書き換え、近似していな
い場合には、全く別人であるとしてコードブックを初期
化する。これにより、一時的に別の話者が電話に出たよ
うな場合には、前回の学習結果が反映されたコードブッ
クを再び使用することができ、正確なベクトル量子化を
図ることができる。
【００１３】また、コードブックの初期化は、符号化装
置と復号装置の双方で行われる必要があるが、符号化装
置から復号装置へ初期化情報を供給することにより、符
号化装置に同期した復号装置でのコードブックの初期化
が可能である。更に、符号化装置と復号装置とで同一の
アルゴリズムに従って、コードブックの初期化を行うよ
うに設定すると、上記のような初期化情報を復号装置側
に供給しなくても、符号化装置と復号装置とで初期化タ
イミングの同期をとることができる。例えば、符号化装
置内では、符号化結果を一旦復号し（局部復号）、この
復号結果に対して特徴抽出を行ってその変化を検出す
る。また、復号装置でも、受信された符号化結果を復号
し、この復号結果に対して特徴抽出を行ってその変化を
検出する。このように、同一の情報に対して同一のアル
ゴリズムを適用することにより、符号化装置と復号装置
とで同期したコードブックの初期化処理が可能になる。
置と復号装置の双方で行われる必要があるが、符号化装
置から復号装置へ初期化情報を供給することにより、符
号化装置に同期した復号装置でのコードブックの初期化
が可能である。更に、符号化装置と復号装置とで同一の
アルゴリズムに従って、コードブックの初期化を行うよ
うに設定すると、上記のような初期化情報を復号装置側
に供給しなくても、符号化装置と復号装置とで初期化タ
イミングの同期をとることができる。例えば、符号化装
置内では、符号化結果を一旦復号し（局部復号）、この
復号結果に対して特徴抽出を行ってその変化を検出す
る。また、復号装置でも、受信された符号化結果を復号
し、この復号結果に対して特徴抽出を行ってその変化を
検出する。このように、同一の情報に対して同一のアル
ゴリズムを適用することにより、符号化装置と復号装置
とで同期したコードブックの初期化処理が可能になる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に係るＣＥＬＰ
方式によるベクトル量子化を含む音声信号の符号化装
置、図２は同じく復号化装置を示すブロック図である。
図１において、符号化装置に入力される符号化対象信号
である音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１でＡ／Ｄ変換された
のち、長期予測器２及び特徴抽出部１１に供給される。
長期予測器２では、入力されたディジタル音声信号を、
例えば１６０サンプル毎のフレームに分割し、各フレー
ム毎に分析して、パーコール係数、ゲイン、ピッチ等の
長期予測係数を多重化部３に出力する。また、長期予測
器２は、入力されたディジタル音声信号から長期予測係
数によって線形予測された信号を差し引いて長期予測残
差成分を求め、これをフレーム分割部４に出力する。フ
レーム分割部４では、フレームタイマを用いて、この１
６０サンプルの長期予測残差成分を、例えば４０サンプ
ル毎のサブフレームに分割し、４０次元の予測残差ベク
トルとしてベクトル量子化部５に出力する。ＣＥＬＰで
は、この予測残差ベクトルがベクトル量子化すべき被量
子化ベクトルとなる。ベクトル量子化部５は、予測残差
ベクトルをベクトルの大きさが１となるように正規化す
ると共に、正規化後の予測残差ベクトルと最も距離的に
近いコードベクトルをコードブック６から検索し、その
インデックスＩＤＸと正規化係数とを多重化部３に出力
する。
説明する。図１は、この発明の一実施例に係るＣＥＬＰ
方式によるベクトル量子化を含む音声信号の符号化装
置、図２は同じく復号化装置を示すブロック図である。
図１において、符号化装置に入力される符号化対象信号
である音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１でＡ／Ｄ変換された
のち、長期予測器２及び特徴抽出部１１に供給される。
長期予測器２では、入力されたディジタル音声信号を、
例えば１６０サンプル毎のフレームに分割し、各フレー
ム毎に分析して、パーコール係数、ゲイン、ピッチ等の
長期予測係数を多重化部３に出力する。また、長期予測
器２は、入力されたディジタル音声信号から長期予測係
数によって線形予測された信号を差し引いて長期予測残
差成分を求め、これをフレーム分割部４に出力する。フ
レーム分割部４では、フレームタイマを用いて、この１
６０サンプルの長期予測残差成分を、例えば４０サンプ
ル毎のサブフレームに分割し、４０次元の予測残差ベク
トルとしてベクトル量子化部５に出力する。ＣＥＬＰで
は、この予測残差ベクトルがベクトル量子化すべき被量
子化ベクトルとなる。ベクトル量子化部５は、予測残差
ベクトルをベクトルの大きさが１となるように正規化す
ると共に、正規化後の予測残差ベクトルと最も距離的に
近いコードベクトルをコードブック６から検索し、その
インデックスＩＤＸと正規化係数とを多重化部３に出力
する。
【００１５】また、この符号化装置には、コードブック
６の他に、コードブック６を初期化する際の内容を保持
した初期化コードブック７が設けられている。コードブ
ック６は、書換制御部８によって順次その内容を更新さ
れる。このため、コードブック６は、書き換え可能なＲ
ＡＭ等のメモリから構成される。これに対し、初期化コ
ードブック７の内容は固定的なものであるため、ＲＯＭ
等のメモリにより構成される。
６の他に、コードブック６を初期化する際の内容を保持
した初期化コードブック７が設けられている。コードブ
ック６は、書換制御部８によって順次その内容を更新さ
れる。このため、コードブック６は、書き換え可能なＲ
ＡＭ等のメモリから構成される。これに対し、初期化コ
ードブック７の内容は固定的なものであるため、ＲＯＭ
等のメモリにより構成される。
【００１６】ベクトル量子化部５に入力される予測残差
ベクトルと、ベクトル量子化によって選択されたコード
ベクトルとの誤差は、減算器９によって計算される。減
算器９からの誤差ベクトルは、誤差量検出部１０に与え
られている。誤差量検出部１０は、誤差ベクトルの大き
さが所定値よりも大きいときには、誤差送信フラグ
“１”にして、このフラグと誤差ベクトルとを更新情報
として書換制御部８及び多重化部３に供給する。これに
より、書換制御部８が制御され、コードブック６の内容
が更新される。また、誤差量検出部１０は、誤差ベクト
ルの大きさが所定量よりも小さいときには、誤差送信フ
ラグを“０”にして、これを書換制御部８及び多重化部
３に供給する。
ベクトルと、ベクトル量子化によって選択されたコード
ベクトルとの誤差は、減算器９によって計算される。減
算器９からの誤差ベクトルは、誤差量検出部１０に与え
られている。誤差量検出部１０は、誤差ベクトルの大き
さが所定値よりも大きいときには、誤差送信フラグ
“１”にして、このフラグと誤差ベクトルとを更新情報
として書換制御部８及び多重化部３に供給する。これに
より、書換制御部８が制御され、コードブック６の内容
が更新される。また、誤差量検出部１０は、誤差ベクト
ルの大きさが所定量よりも小さいときには、誤差送信フ
ラグを“０”にして、これを書換制御部８及び多重化部
３に供給する。
【００１７】また、音声特徴抽出部１１に供給された音
声信号は、音声特徴抽出部１１によって特徴パラメータ
を抽出される。この特徴パラメータは、音声信号の有音
／無音の変化、ピッチ変化、特徴係数の変化、スペクト
ラム包絡線情報の変化、及びゲイン変化等、話者に特有
の情報である。これらの特徴パラメータは、話者変化検
出部１２に供給されている。話者変化検出部１２は、特
徴パラメータの変化を検出すると、話者が変化したと認
識して初期化フラグを“１”にする。この初期化フラグ
も書換制御部８に供給されており、書換制御部８は、初
期化フラグが“１”のときに、コードブック６の内容を
初期化コードブック７の内容に初期化する。多重化部３
は、長期予測係数、ＩＤＸ、その正規化係数、更新情報
及び初期化フラグを符号化及び多重化して伝送路に送信
又は記録媒体に記録する。
声信号は、音声特徴抽出部１１によって特徴パラメータ
を抽出される。この特徴パラメータは、音声信号の有音
／無音の変化、ピッチ変化、特徴係数の変化、スペクト
ラム包絡線情報の変化、及びゲイン変化等、話者に特有
の情報である。これらの特徴パラメータは、話者変化検
出部１２に供給されている。話者変化検出部１２は、特
徴パラメータの変化を検出すると、話者が変化したと認
識して初期化フラグを“１”にする。この初期化フラグ
も書換制御部８に供給されており、書換制御部８は、初
期化フラグが“１”のときに、コードブック６の内容を
初期化コードブック７の内容に初期化する。多重化部３
は、長期予測係数、ＩＤＸ、その正規化係数、更新情報
及び初期化フラグを符号化及び多重化して伝送路に送信
又は記録媒体に記録する。
【００１８】一方、復号化装置側では、図２に示すよう
に、受信又は読み出した信号は、逆多重化部２１に供給
され、逆符号化・逆多重化されることにより、長期予測
係数及び正規化係数と、インデックスＩＤＸと、更新情
報と、初期化フラグとに分割される。長期予測係数及び
正規化係数は、長期予測合成部２２に供給される。ま
た、復号化装置側にも符号化装置と同一内容のコードブ
ック２４及び初期化コードブック２５が備えられてお
り、ベクトル逆量子化部２３は、供給されたインデック
スＩＤＸからコードブック２４を参照することにより、
コードベクトルを選択する。これによりコードブック２
４から出力されるコードベクトルは、長期予測合成部２
２に供給される。長期予測合成部２２は、コードベクト
ルを正規化係数によって元の信号レベルに戻し、この信
号と長期予測係数から線形予測して求められた信号とを
合成する。この合成信号がＤ／Ａ変換器２６でＤ／Ａ変
換されて復号された音声信号として出力される。また、
逆多重化部２１で分離された更新情報及び初期化フラグ
は、書換制御部２７に供給されている。書換制御部２７
は、符号化装置の書換制御部８と同様の機能を有するも
ので、更新情報に基づいてコードブック２４の内容を更
新し、初期化フラグに基づいてコードブック２４の内容
を初期化コードブック２５の内容に初期化する。
に、受信又は読み出した信号は、逆多重化部２１に供給
され、逆符号化・逆多重化されることにより、長期予測
係数及び正規化係数と、インデックスＩＤＸと、更新情
報と、初期化フラグとに分割される。長期予測係数及び
正規化係数は、長期予測合成部２２に供給される。ま
た、復号化装置側にも符号化装置と同一内容のコードブ
ック２４及び初期化コードブック２５が備えられてお
り、ベクトル逆量子化部２３は、供給されたインデック
スＩＤＸからコードブック２４を参照することにより、
コードベクトルを選択する。これによりコードブック２
４から出力されるコードベクトルは、長期予測合成部２
２に供給される。長期予測合成部２２は、コードベクト
ルを正規化係数によって元の信号レベルに戻し、この信
号と長期予測係数から線形予測して求められた信号とを
合成する。この合成信号がＤ／Ａ変換器２６でＤ／Ａ変
換されて復号された音声信号として出力される。また、
逆多重化部２１で分離された更新情報及び初期化フラグ
は、書換制御部２７に供給されている。書換制御部２７
は、符号化装置の書換制御部８と同様の機能を有するも
ので、更新情報に基づいてコードブック２４の内容を更
新し、初期化フラグに基づいてコードブック２４の内容
を初期化コードブック２５の内容に初期化する。
【００１９】次に、このように構成された符号化復号シ
ステムの動作について説明する。音声が入力されると、
その特徴的な部分、即ち、パーコール係数、ピッチ、ゲ
イン等は、長期予測部２及び特徴抽出部１１により抽出
されることになるが、その残りの残差成分は、コードブ
ック６，２４により、符号化及び復号されることにな
る。図３は、コードブック６，２４の内容を示す図であ
る。コードブック６，２４には、初期化時には、不特定
のあらゆる話者に対応可能なように、多種の言語、人種
及び性別等から選択された例えば５１２種類の代表的な
予測残差成分のコードベクトルが予め格納されている。
また、コードブック６，２４には、各コードベクトルと
対応する形で、そのコードベクトルを特定するインデッ
クスＩＤＸが格納されている。また、この他、各コード
ベクトルの書換可否を示すフラグや、各コードベクトル
の選択優先度の重み付けの情報等を追加するようにして
もよい。
ステムの動作について説明する。音声が入力されると、
その特徴的な部分、即ち、パーコール係数、ピッチ、ゲ
イン等は、長期予測部２及び特徴抽出部１１により抽出
されることになるが、その残りの残差成分は、コードブ
ック６，２４により、符号化及び復号されることにな
る。図３は、コードブック６，２４の内容を示す図であ
る。コードブック６，２４には、初期化時には、不特定
のあらゆる話者に対応可能なように、多種の言語、人種
及び性別等から選択された例えば５１２種類の代表的な
予測残差成分のコードベクトルが予め格納されている。
また、コードブック６，２４には、各コードベクトルと
対応する形で、そのコードベクトルを特定するインデッ
クスＩＤＸが格納されている。また、この他、各コード
ベクトルの書換可否を示すフラグや、各コードベクトル
の選択優先度の重み付けの情報等を追加するようにして
もよい。
【００２０】コードベクトルの数が多ければ、量子化誤
差が少なくなり、高品質の符号化・復号化が実現できる
が、反面、メモリの記憶容量を増さなくてはならずコス
トアップとなると共に、サーチにも時間がかかる。ま
た、例えば５１２種類のコードベクトルであれば、イン
デックスＩＤＸとして９ビットの情報を伝送すれば良い
が、コードベクトルの種類が増えると、伝送すべきビッ
ト数も増える。
差が少なくなり、高品質の符号化・復号化が実現できる
が、反面、メモリの記憶容量を増さなくてはならずコス
トアップとなると共に、サーチにも時間がかかる。ま
た、例えば５１２種類のコードベクトルであれば、イン
デックスＩＤＸとして９ビットの情報を伝送すれば良い
が、コードベクトルの種類が増えると、伝送すべきビッ
ト数も増える。
【００２１】コードブック６，２４を構成するパターン
ベクトルを簡単のために２次元のベクトルとして２次元
平面に表現すると、図４（ａ）の黒丸のようになる。こ
こで、黒丸に併記された数値は各コードベクトルのイン
デックスである。いま、量子化すべき予測残差ベクトル
として図中“×”で示すベクトルＶi がベクトル量子化
部５に入力されると、このベクトルＶi はベクトルＶ12
に最も近いので、インデックス１２がベクトル量子化部
５での量子化結果として選択されることになる。
ベクトルを簡単のために２次元のベクトルとして２次元
平面に表現すると、図４（ａ）の黒丸のようになる。こ
こで、黒丸に併記された数値は各コードベクトルのイン
デックスである。いま、量子化すべき予測残差ベクトル
として図中“×”で示すベクトルＶi がベクトル量子化
部５に入力されると、このベクトルＶi はベクトルＶ12
に最も近いので、インデックス１２がベクトル量子化部
５での量子化結果として選択されることになる。
【００２２】ベクトル量子化部５に入力される残差成分
の傾向は話者毎に特有であるため、コードブック６，２
４は、学習によって内部のコードベクトルを最良の内容
に更新していく必要がある。そこで、符号化装置の誤差
量検出部１０において、特定のコードベクトルについて
の量子化誤差が連続的に一定値を越えたことが検出され
た場合に、コードブック６で選択されたコードベクトル
と、量子化誤差の平均値とを加算したベクトルを新たな
コードベクトルとし、元のコードベクトルと置き換える
ことにより、コードブック６の内容を更新する。また、
このとき、誤差送信フラグ“１”と共に前記量子化誤差
の平均値を復号装置側にも転送して、コードブック２４
の内容を更新する。図４（ｂ）は、同図（ａ）のコード
ベクトルＶ12と、その量子化誤差から新たに生成された
コードベクトルとを置き換えた例を示している。このと
き、新たなコードベクトルと所定時間当たりの最も選択
頻度の低いコードベクトルとを置き換えるようにしても
よい。この場合、ベクトル空間の外縁に存在するプリミ
ティブなベクトルについては、置き換えを禁止するフラ
グを設定するようにしてもよい。なお、コードブック２
４の更新処理を、このようなコードベクトルの書換とせ
ずに、各コードベクトルの重み付けを変化させる処理と
してもよい。
の傾向は話者毎に特有であるため、コードブック６，２
４は、学習によって内部のコードベクトルを最良の内容
に更新していく必要がある。そこで、符号化装置の誤差
量検出部１０において、特定のコードベクトルについて
の量子化誤差が連続的に一定値を越えたことが検出され
た場合に、コードブック６で選択されたコードベクトル
と、量子化誤差の平均値とを加算したベクトルを新たな
コードベクトルとし、元のコードベクトルと置き換える
ことにより、コードブック６の内容を更新する。また、
このとき、誤差送信フラグ“１”と共に前記量子化誤差
の平均値を復号装置側にも転送して、コードブック２４
の内容を更新する。図４（ｂ）は、同図（ａ）のコード
ベクトルＶ12と、その量子化誤差から新たに生成された
コードベクトルとを置き換えた例を示している。このと
き、新たなコードベクトルと所定時間当たりの最も選択
頻度の低いコードベクトルとを置き換えるようにしても
よい。この場合、ベクトル空間の外縁に存在するプリミ
ティブなベクトルについては、置き換えを禁止するフラ
グを設定するようにしてもよい。なお、コードブック２
４の更新処理を、このようなコードベクトルの書換とせ
ずに、各コードベクトルの重み付けを変化させる処理と
してもよい。
【００２３】このようなコードブック６，２４の更新に
よってコードブックの内容を話者の特性に応じて適応的
に変化させることができるが、電源投入時や、話者が変
わって音声入力の特性が急変したような場合には、学習
されたコードブックの内容では、かえって都合が悪い場
合がある。この場合には、コードブック６，２４の内容
を当初の内容に初期化することが望ましい。そこで、音
声特徴抽出部１１で音声信号から話者の特徴パラメータ
を抽出し、話者変化検出部１２で話者の特徴パラメータ
が変化したことを検出する。話者の特徴パラメータとし
ては、次のものが考えられる。
よってコードブックの内容を話者の特性に応じて適応的
に変化させることができるが、電源投入時や、話者が変
わって音声入力の特性が急変したような場合には、学習
されたコードブックの内容では、かえって都合が悪い場
合がある。この場合には、コードブック６，２４の内容
を当初の内容に初期化することが望ましい。そこで、音
声特徴抽出部１１で音声信号から話者の特徴パラメータ
を抽出し、話者変化検出部１２で話者の特徴パラメータ
が変化したことを検出する。話者の特徴パラメータとし
ては、次のものが考えられる。
【００２４】（ａ）有音／無音
有音／無音の割合は話者毎に異なる。また、無音部が一
般の喋り言葉に含まれる平均よりも長く発生した場合に
は、話者が変化する可能性が高い。 （ｂ）音声のピッチ 音声のピッチは、声帯の振動周波数、ひいては声の高さ
であるので、その周波数の分布（時間平均、分散等）は
個人の特性を反映する。 （ｃ）音声の特徴係数 音声の特徴係数には、声道を全極型フィルタで表現した
パーコール係数（反射係数）があるが、これらの時間平
均、その分散等は話者毎に異なる。 （ｄ）スペクトラム包絡線 音声を周波数分析し、そのスペクトラム包絡線の形状、
その時間的変化率及び変化の分散についても（ｃ）と同
様の傾向がある。 （ｅ）音声のゲイン 音声のゲインは、話者のくせによって異なる。また、ゲ
インの変動率（分散）も、抑揚の付け方等に応じて変化
するので、個人判別に使用することができる。 （ｆ）ベクトル量子化誤差 第１話者に特化したコードブックができあがっていると
きに、話者が変化すると、当然、量子化誤差も増大す
る。従って、この量子化誤差の変化を監視することによ
っても話者変化を判別することができる。
般の喋り言葉に含まれる平均よりも長く発生した場合に
は、話者が変化する可能性が高い。 （ｂ）音声のピッチ 音声のピッチは、声帯の振動周波数、ひいては声の高さ
であるので、その周波数の分布（時間平均、分散等）は
個人の特性を反映する。 （ｃ）音声の特徴係数 音声の特徴係数には、声道を全極型フィルタで表現した
パーコール係数（反射係数）があるが、これらの時間平
均、その分散等は話者毎に異なる。 （ｄ）スペクトラム包絡線 音声を周波数分析し、そのスペクトラム包絡線の形状、
その時間的変化率及び変化の分散についても（ｃ）と同
様の傾向がある。 （ｅ）音声のゲイン 音声のゲインは、話者のくせによって異なる。また、ゲ
インの変動率（分散）も、抑揚の付け方等に応じて変化
するので、個人判別に使用することができる。 （ｆ）ベクトル量子化誤差 第１話者に特化したコードブックができあがっていると
きに、話者が変化すると、当然、量子化誤差も増大す
る。従って、この量子化誤差の変化を監視することによ
っても話者変化を判別することができる。
【００２５】なお、以上の各特徴パラメータは、特徴パ
ラメータ抽出部１１で抽出されたものでもよいし、ベク
トル量子化の過程で求められたものでもよい。例えば、
ＣＥＬＰ方式の符号化においては、ピッチ、パーコール
係数、ゲイン、有音／無音フラグ等を、ＣＥＬＰのアル
ゴリズム内で発生させるので、これを利用することがで
ある。また、スペクトル分析を行って、その包絡線情報
を用いて情報を圧縮する形式の符号化復号方式では、
（ｄ）のスペクトル包絡線パラメータをそのまま利用す
ることが可能である。
ラメータ抽出部１１で抽出されたものでもよいし、ベク
トル量子化の過程で求められたものでもよい。例えば、
ＣＥＬＰ方式の符号化においては、ピッチ、パーコール
係数、ゲイン、有音／無音フラグ等を、ＣＥＬＰのアル
ゴリズム内で発生させるので、これを利用することがで
ある。また、スペクトル分析を行って、その包絡線情報
を用いて情報を圧縮する形式の符号化復号方式では、
（ｄ）のスペクトル包絡線パラメータをそのまま利用す
ることが可能である。
【００２６】これらのパラメータが話者変化検出部１２
に入力されると、話者変化検出部１２は、先ず、話者の
話し方などに起因した量子化誤差等の一時的な増大や、
例えば口笛を吹いた場合等のピッチや特徴係数等の一時
的な変化を、話者の変化であると検出しないように、入
力パラメータにＬＰＦ（ローパス・フィルタ）等の前処
理を施す。そして、例えば以下のような判定式に基づい
て総合評価値ｅtotalを求める。
に入力されると、話者変化検出部１２は、先ず、話者の
話し方などに起因した量子化誤差等の一時的な増大や、
例えば口笛を吹いた場合等のピッチや特徴係数等の一時
的な変化を、話者の変化であると検出しないように、入
力パラメータにＬＰＦ（ローパス・フィルタ）等の前処
理を施す。そして、例えば以下のような判定式に基づい
て総合評価値ｅtotalを求める。
【００２７】
【数１】ｅtotal ＝ｋa Ｐa ＋ｋb Ｐb ＋ｋc Ｐc ＋ｋ
d Ｐd ＋ｋe Ｐe ＋ｋf Ｐf Ｐa 〜Ｐf ：各パラメータ ｋa 〜ｋf ：各パラメータの評価の重み付け係数
d Ｐd ＋ｋe Ｐe ＋ｋf Ｐf Ｐa 〜Ｐf ：各パラメータ ｋa 〜ｋf ：各パラメータの評価の重み付け係数
【００２８】このようにして求められた総合評価値ｅto
tal に対し、更に後処理としてＬＰＦをかけたのち、所
定のしきい値と比較して、しきい値を超えるようであれ
ば話者が変化したと判別すればよい。
tal に対し、更に後処理としてＬＰＦをかけたのち、所
定のしきい値と比較して、しきい値を超えるようであれ
ば話者が変化したと判別すればよい。
【００２９】話者変化検出部１２が話者の変化を検出し
た場合には、初期化フラグが“１”になり、書換制御部
８がコードブック６の内容を初期化コードブック７の内
容に初期化する。初期化フラグは、送信又は記録される
ので、復号装置においても、同様のコードブック２４の
初期化が行われることになる。このとき、コードブック
６，２４は、全ての内容が書き換えられるようにしても
よいが、書き換えの効率を考慮すると、例えば個人情報
のあまり入らないプリミティブなコードベクトルには、
書き換え禁止フラグ等を付与しておくことにより、書き
換えすべきデータ量を削減するようにしても良い。ま
た、初期化フラグと共に、例えばピッチ情報等の特徴パ
ラメータを書換制御部８に供給し、このパラメータを参
照して男声／女声判別を行う。そして、その判別結果に
基づいてコードブックの初期値を男声の典型例、又は女
声の典型例で初期化すれば、話者変化後のベクトル量子
化誤差を減少させることができる。
た場合には、初期化フラグが“１”になり、書換制御部
８がコードブック６の内容を初期化コードブック７の内
容に初期化する。初期化フラグは、送信又は記録される
ので、復号装置においても、同様のコードブック２４の
初期化が行われることになる。このとき、コードブック
６，２４は、全ての内容が書き換えられるようにしても
よいが、書き換えの効率を考慮すると、例えば個人情報
のあまり入らないプリミティブなコードベクトルには、
書き換え禁止フラグ等を付与しておくことにより、書き
換えすべきデータ量を削減するようにしても良い。ま
た、初期化フラグと共に、例えばピッチ情報等の特徴パ
ラメータを書換制御部８に供給し、このパラメータを参
照して男声／女声判別を行う。そして、その判別結果に
基づいてコードブックの初期値を男声の典型例、又は女
声の典型例で初期化すれば、話者変化後のベクトル量子
化誤差を減少させることができる。
【００３０】なお、前述したように、初期化コードブッ
ク７，２５をＲＯＭで構成して、全ての初期化データを
格納しておくようにしても良いが、初期化コードブック
７，２５を書換可能なメモリで構成して、書き換えられ
たベクトル情報のみを格納しておくようにしてもよい。
また、初期化コードブック７，２５に全初期化データが
格納されている場合でも、コードブック６，２４の書き
換えは、書き換えられたデータについてのみ行うことに
より、書き換え時間を短縮するようにしてもよい。
ク７，２５をＲＯＭで構成して、全ての初期化データを
格納しておくようにしても良いが、初期化コードブック
７，２５を書換可能なメモリで構成して、書き換えられ
たベクトル情報のみを格納しておくようにしてもよい。
また、初期化コードブック７，２５に全初期化データが
格納されている場合でも、コードブック６，２４の書き
換えは、書き換えられたデータについてのみ行うことに
より、書き換え時間を短縮するようにしてもよい。
【００３１】図５は、この発明の他の実施例に係る符号
化復号方式における符号化装置を示すブロック図であ
る。この実施例のシステムが前述した実施例のシステム
と異なる点は、コードブック及び特徴パラメータの一時
退避用の一時記憶用メモリ３１と、その退避時間を計測
するタイマ３２とを設けた点にある。
化復号方式における符号化装置を示すブロック図であ
る。この実施例のシステムが前述した実施例のシステム
と異なる点は、コードブック及び特徴パラメータの一時
退避用の一時記憶用メモリ３１と、その退避時間を計測
するタイマ３２とを設けた点にある。
【００３２】即ち、電話においては、「ちょっと代わる
ね」といって、ほんの少しの間だけ話者が代わることが
ある。そこで、初期化フラグが“１”になったら、書換
制御部８は、前話者の特徴パラメータと書き換え前のコ
ードブック６の内容とを一時記憶用メモリ３１に退避し
たのちに、タイマ３２を起動して、コードブック６の内
容を初期化する。タイマ３２を例えば数分に設定してお
き、タイムアウトが生ずる前に初期化フラグが“１”に
なったときには、一時記憶用メモリ３１に退避されてい
る特徴パラメータと、今回抽出された特徴パラメータと
を比較して、両者が近似している場合には、前の話者に
戻ったものと判断して、コードブック６に一時記憶用メ
モリ３１に退避されているコードブックの内容をコード
ブック６に書き戻す。話者が切り替わった際にタイムア
ウトが生じていた場合には、前の話者が話す確率は低い
と考え、コードブック６の内容及び特徴パラメータを退
避後、コードブック６を初期化する。また、話者が切り
替わったときに、今回の特徴パラメータと退避されてい
た特徴パラメータとが近似していない場合には、全く別
の話者に代わったものと判断してコードブック６の内容
及び特徴パラメータを退避後、コードブック６を初期化
する。パラメータが近似しているかどうかは、次のよう
な判別式を用いて判別すれば良い。
ね」といって、ほんの少しの間だけ話者が代わることが
ある。そこで、初期化フラグが“１”になったら、書換
制御部８は、前話者の特徴パラメータと書き換え前のコ
ードブック６の内容とを一時記憶用メモリ３１に退避し
たのちに、タイマ３２を起動して、コードブック６の内
容を初期化する。タイマ３２を例えば数分に設定してお
き、タイムアウトが生ずる前に初期化フラグが“１”に
なったときには、一時記憶用メモリ３１に退避されてい
る特徴パラメータと、今回抽出された特徴パラメータと
を比較して、両者が近似している場合には、前の話者に
戻ったものと判断して、コードブック６に一時記憶用メ
モリ３１に退避されているコードブックの内容をコード
ブック６に書き戻す。話者が切り替わった際にタイムア
ウトが生じていた場合には、前の話者が話す確率は低い
と考え、コードブック６の内容及び特徴パラメータを退
避後、コードブック６を初期化する。また、話者が切り
替わったときに、今回の特徴パラメータと退避されてい
た特徴パラメータとが近似していない場合には、全く別
の話者に代わったものと判断してコードブック６の内容
及び特徴パラメータを退避後、コードブック６を初期化
する。パラメータが近似しているかどうかは、次のよう
な判別式を用いて判別すれば良い。
【００３３】
【数２】
ｄperson＝√［ｋa'（Ｐma−Ｐa ）2 ＋ｋb'（Ｐmb−Ｐb ）2 ＋ ……
…… ＋ｋf'（Ｐmf−Ｐf ）2 ］
ｄperson ：パラメータが近似しているかの評価値
Ｐma〜Ｐmf：一時記憶しておいたパラメータ
Ｐa 〜Ｐf ：話者が切り替わった後に得られたパラメー
タ ｋa'〜ｋf'：各パラメータに対する判定重み付け係数
タ ｋa'〜ｋf'：各パラメータに対する判定重み付け係数
【００３４】パラメータＰma〜Ｐmf、Ｐa 〜Ｐf につい
ては、この場合にもＬＰＦ等の前処理を施しておくのが
望ましい。符号化装置と復号装置のコードブック６，２
４の整合を図るためには、一時記憶用メモリ３１の内容
が復活したことを示す復活フラグを、初期化フラグに加
えて符号化装置から送信又は記録すれば良い。復号装置
は、復活フラグ及び初期化フラグに基づいてコードブッ
ク２４の内容を復活又は初期化させる。
ては、この場合にもＬＰＦ等の前処理を施しておくのが
望ましい。符号化装置と復号装置のコードブック６，２
４の整合を図るためには、一時記憶用メモリ３１の内容
が復活したことを示す復活フラグを、初期化フラグに加
えて符号化装置から送信又は記録すれば良い。復号装置
は、復活フラグ及び初期化フラグに基づいてコードブッ
ク２４の内容を復活又は初期化させる。
【００３５】なお、以上の実施例では、初期化フラグや
復活フラグを符号化装置から復号装置に供給したが、符
号化装置及び復号装置で全く同一のアルゴリズムによっ
てこれらの情報を生成するようにすれば、これらの情報
転送は不要となる。図６及び図７は、このようなシステ
ムの例を示す図で、図６は符号化装置、図７は復号装置
のブロック図である。例えばＣＥＬＰ方式のように分析
合成手法を用いている場合、符号化装置の内部で一旦合
成音声が作成される。以下、この合成音声を局部復号デ
ータと呼ぶ。長期予測部２で予測残差ベクトルを求める
際には、長期予測部２の内部で局部復号データを得てい
る。この局部復号データは、復号装置の復号処理によっ
て合成される復号データと一致する。そこで、符号化装
置では、この局部復号データから音声特徴抽出部１１で
特徴パラメータを抽出し、この抽出された特徴パラメー
タと長期予測部２で求められた特徴係数、ピッチ等を話
者変化検出部１２に供給して特徴パラメータの変化を検
出する。ディレイ部４１は、ベクトル量子化での処理の
遅れを補償するための遅延手段である。
復活フラグを符号化装置から復号装置に供給したが、符
号化装置及び復号装置で全く同一のアルゴリズムによっ
てこれらの情報を生成するようにすれば、これらの情報
転送は不要となる。図６及び図７は、このようなシステ
ムの例を示す図で、図６は符号化装置、図７は復号装置
のブロック図である。例えばＣＥＬＰ方式のように分析
合成手法を用いている場合、符号化装置の内部で一旦合
成音声が作成される。以下、この合成音声を局部復号デ
ータと呼ぶ。長期予測部２で予測残差ベクトルを求める
際には、長期予測部２の内部で局部復号データを得てい
る。この局部復号データは、復号装置の復号処理によっ
て合成される復号データと一致する。そこで、符号化装
置では、この局部復号データから音声特徴抽出部１１で
特徴パラメータを抽出し、この抽出された特徴パラメー
タと長期予測部２で求められた特徴係数、ピッチ等を話
者変化検出部１２に供給して特徴パラメータの変化を検
出する。ディレイ部４１は、ベクトル量子化での処理の
遅れを補償するための遅延手段である。
【００３６】一方、復号装置でも、全く同様に、長期予
測合成部２２で合成された復号データから音声特徴抽出
部５１で特徴パラメータを抽出し、この抽出された特徴
パラメータを話者変化検出部５２に供給すると共に、受
信又は読み出された特徴係数、ピッチ等の情報をディレ
イ部５３を介して話者変化検出部５２に供給する。これ
により、符号化装置と全く同一のデータ、同一のアルゴ
リズムにて話者変化を検出することができるので、符号
化装置と復号装置との間で初期化フラグを供給する必要
がない。このため、データの送信又は記憶容量を削減す
ることができる。
測合成部２２で合成された復号データから音声特徴抽出
部５１で特徴パラメータを抽出し、この抽出された特徴
パラメータを話者変化検出部５２に供給すると共に、受
信又は読み出された特徴係数、ピッチ等の情報をディレ
イ部５３を介して話者変化検出部５２に供給する。これ
により、符号化装置と全く同一のデータ、同一のアルゴ
リズムにて話者変化を検出することができるので、符号
化装置と復号装置との間で初期化フラグを供給する必要
がない。このため、データの送信又は記憶容量を削減す
ることができる。
【００３７】なお、以上の実施例では、音声信号の予測
残差ベクトルのベクトル量子化を例にとったが、音声信
号そのもの、又は画像信号等のベクトル量子化にも同様
に適用可能であることはいうまでもない。
残差ベクトルのベクトル量子化を例にとったが、音声信
号そのもの、又は画像信号等のベクトル量子化にも同様
に適用可能であることはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
被量子化ベクトとコードベクトルとのマッチング結果に
基づいてコードブックの内容を適応的に更新する学習ベ
クトル量子化による符号化復号方式において、符号化対
象信号の特徴パラメータの変化を検出し、この変化が検
出された場合には話者が変わったものと判断して、コー
ドブックの内容を初期化するようにしているので、話者
交替後のコードブックの内容を不特定話者向けの平均的
な内容とすることができ、ベクトル量子化誤差の増大を
防ぐことができる。
被量子化ベクトとコードベクトルとのマッチング結果に
基づいてコードブックの内容を適応的に更新する学習ベ
クトル量子化による符号化復号方式において、符号化対
象信号の特徴パラメータの変化を検出し、この変化が検
出された場合には話者が変わったものと判断して、コー
ドブックの内容を初期化するようにしているので、話者
交替後のコードブックの内容を不特定話者向けの平均的
な内容とすることができ、ベクトル量子化誤差の増大を
防ぐことができる。
【図１】 この発明の一実施例に係るベクトル量子化に
よる符号化装置のブロック図である。
よる符号化装置のブロック図である。
【図２】 同ベクトル量子化による復号装置のブロック
図である。
図である。
【図３】 同符号化装置及び復号化装置におけるコード
ブックの内容を説明するための図である。
ブックの内容を説明するための図である。
【図４】 同コードブックの更新前及び更新後のコード
ベクトルの内容を模式的に示す図である。
ベクトルの内容を模式的に示す図である。
【図５】 この発明の他の実施例に係るベクトル量子化
による符号化装置のブロック図である。
による符号化装置のブロック図である。
【図６】 この発明の更に他の実施例に係るベクトル量
子化による符号化装置のブロック図である。
子化による符号化装置のブロック図である。
【図７】 同復号装置のブロック図である。
１…Ａ／Ｄ変換器、２…長期予測部、３…多重化部、４
…フレーム分割部、５…ベクトル量子化部、６，２４…
コードブック、７，２５…初期化コードブック、８，２
７…書換制御部、９…減算器、１０…誤差量検出部、１
１，５１…音声特徴抽出部、１２，５２…話者変化検出
部、２１…逆多重化部、２２…長期予測合成部、２３…
ベクトル逆量子化部、２６…Ｄ／Ａ変換器、３１…一時
記憶用メモリ、３２…タイマ、４１，５３…ディレイ。
…フレーム分割部、５…ベクトル量子化部、６，２４…
コードブック、７，２５…初期化コードブック、８，２
７…書換制御部、９…減算器、１０…誤差量検出部、１
１，５１…音声特徴抽出部、１２，５２…話者変化検出
部、２１…逆多重化部、２２…長期予測合成部、２３…
ベクトル逆量子化部、２６…Ｄ／Ａ変換器、３１…一時
記憶用メモリ、３２…タイマ、４１，５３…ディレイ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−186836（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−295599（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−232996（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−181499（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−355500（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−288899（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−200295（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−59698（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−289698（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10L 19/12
Claims (7)
- 【請求項１】 所定区間内のいくつかの代表的な信号パ
ターンを示すコードベクトルとそれらのコードベクトル
をそれぞれ特定するインデックスとの対応表を記憶して
なるコードブックを、符号化装置及び復号装置の双方に
設け、前記符号化装置では、符号化対象信号に基づく量
子化すべき被量子化ベクトルと最もマッチングする前記
コードブック内のコードベクトルを選択してそのインデ
ックスを出力し、前記復号装置では、前記符号化装置側
で得られたインデックスに対応するコードベクトルを前
記コードブックを参照して求めることにより前記被量子
化ベクトルを復号すると共に、前記符号化装置での前記
被量子化ベクトルと前記コードベクトルとのマッチング
結果に基づいて前記コードブックの内容を適応的に更新
するコードブック書換手段を前記符号化装置及び復号装
置の双方に設けたベクトル量子化による符号化復号方式
において、 初期状態の前記コードブックの内容を保持した初期化コ
ードブックを前記符号化装置及び復号装置の双方に設け
ると共に、 前記符号化装置は、 前記符号化対象信号の特徴パラメータを抽出する特徴抽
出手段と、 この特徴抽出手段で抽出された特徴パラメータの変化を
検出する特徴変化検出手段とを備え、 前記コードブック書換手段は、前記特徴変化検出手段で
前記特徴パラメータの変化が検出された場合には、前記
コードブックの内容を前記初期化コードブックの内容に
初期化するものであることを特徴とするベクトル量子化
による符号化復号方式。 - 【請求項２】 前記コードブックの初期化に先立って前
記コードブックの内容及び特徴パラメータを一時的に記
憶する一時記憶手段を更に備え、 前記コードブック書換手段は、前記特徴変化検出手段で
前記特徴パラメータの変化が検出された場合に、先ず前
記特徴抽出手段で抽出された特徴パラメータと前記一時
記憶手段に記憶された特徴パラメータとを比較して、両
者が近似している場合には、前記コードブックの内容を
前記一時記憶手段に記憶されたコードブックの内容に書
換え、前記両特徴パラメータが近似していない場合に
は、前記コードブックの内容を前記一時記憶手段に退避
したのちに前記初期化コードブックの内容に初期化する
ものであることを特徴とする請求項１記載のベクトル量
子化による符号化復号方式。 - 【請求項３】 前記符号化装置は、コードブックの内容
が初期化コードブックの内容に書き換えられたことを示
す初期化情報を、前記復号装置へ供給し、 前記復号装置は、供給された前記初期化情報に基づいて
コードブックの内容を初期化コードブックの内容に初期
化するものであることを特徴とする請求項１又は２記載
のベクトル量子化による符号化復号方式。 - 【請求項４】 前記符号化装置は、出力する符号化結果
を一旦復号し、この復号結果に対して前記特徴抽出手段
による特徴パラメータの抽出を実行し、抽出された特徴
パラメータの変化が検出されたときに前記コードブック
の内容を初期化コードブックの内容に初期化するもので
あり、 前記復号装置は、入力された符号化結果を復号し、この
復号結果に対して前記特徴抽出手段による特徴パラメー
タの抽出を実行し、抽出された特徴パラメータの変化が
検出されたときに前記コードブックの内容を初期化コー
ドブックの内容に初期化するものである請求項１又は２
記載のベクトル量子化による符号化復号方式。 - 【請求項５】 前記符号化対象信号は、音声信号であ
り、 前記特徴変化検出手段は、前記特徴抽出手段から出力さ
れる前記音声信号の有音／無音の変化、ピッチ変化、特
徴係数の変化、スペクトラム包絡線情報の変化、及びゲ
イン変化、並びに前記符号化装置内での符号化の過程で
出力される前記音声信号の有音／無音の変化、ピッチ変
化、特徴係数の変化、ゲイン変化、及びベクトル量子化
誤差の変化の少なくとも一つに基づいて前記コードブッ
ク書換手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項記載のベクトル量子化による符号化復号
方式。 - 【請求項６】 所定区間内のいくつかの代表的な信号パ
ターンを示すコードベクトルとそれらのコードベクトル
をそれぞれ特定するインデックスとの対応表を記憶して
なるコードブックと、 符号化対象信号に基づく量子化すべき被量子化ベクトル
と最もマッチングする前記コードブック内のコードベク
トルを選択してそのインデックスを出力するベクトル量
子化手段と、 前記被量子化ベクトルと前記コードベクトルとのマッチ
ング結果に基づいて前記コードブックの内容を適応的に
更新するコードブック書換手段と、 初期状態の前記コードブックの内容を保持した初期化コ
ードブックと、 前記符号化対象信号の特徴パラメータを抽出する特徴抽
出手段と、 この特徴抽出手段で抽出された特徴パラメータの変化を
検出する特徴変化検出手段とを備え、 前記コードブック書換手段は、前記特徴変化検出手段で
前記特徴パラメータの変化が検出された場合には、前記
コードブックの内容を前記初期化コードブックの内容に
初期化するものであることを特徴とするベクトル量子化
による符号化装置。 - 【請求項７】 所定区間内のいくつかの代表的な信号パ
ターンを示すコードベクトルとそれらのコードベクトル
をそれぞれ特定するインデックスとの対応表を記憶して
なるコードブックと、 受信されたインデックスに対応するコードベクトルを前
記コードブックを参照して求めることにより被量子化ベ
クトルを復号するベクトル逆量子化手段と、 受信された更新情報に基づいて前記コードブックの内容
を更新するコードブック書換手段と、 初期状態の前記コードブックの内容を保持した初期化コ
ードブックとを備え、 前記コードブック書換手段は、符号化対象信号の特徴パ
ラメータの変化に基づいて受信される初期化フラグに基
づいて前記コードブックの内容を前記初期化コードブッ
クの内容に初期化するものであることを特徴とするベク
トル量子化による復号装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30985594A JP3362534B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | ベクトル量子化による符号化復号方式 |
| US08/512,311 US5797118A (en) | 1994-08-09 | 1995-08-08 | Learning vector quantization and a temporary memory such that the codebook contents are renewed when a first speaker returns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30985594A JP3362534B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | ベクトル量子化による符号化復号方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08147000A JPH08147000A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3362534B2 true JP3362534B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=17998108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30985594A Expired - Fee Related JP3362534B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-11-18 | ベクトル量子化による符号化復号方式 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3362534B2 (ja) |
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-
1994
- 1994-11-18 JP JP30985594A patent/JP3362534B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08147000A (ja) | 1996-06-07 |
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