JP3498749B2 - 音声符号化の無音化処理方式 - Google Patents

音声符号化の無音化処理方式

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベクトル量子化あるい
は差分符号化等による音声符号化における無音化処理方
式に関するものである。
【0002】一般に音声符号化では、入力音声が無音で
あるときには、その無音は送信せず、無音期間中は他の
データ(例えばファクシミリデータ)を送信するなどし
て伝送路の使用効率を高めている。この場合、有音から
無音に変化したときに送信信号の送出を突然に停止する
と、復号器側の再生音にクリックのような雑音を生じる
ので、そのときには復号器側で無音化処理が必要とな
る。この無音化処理は、例えば図10に示されるよう
に、出力音声レベルを急激に下げずに、ある減衰時間を
かけて滑らかに下げるなどする。
【0003】
【従来の技術】図9には無音化処理機能を有する音声符
号化システムの一般的な構成が示される。図9におい
て、30は入力音声が有音か無音かを検出する音声検出
器、10は入力音声をベクトル量子化あるいは差分符号
化等により音声符号化してその符号化情報を生成する符
号器、20は伝送路を経て受信した符号化情報を復号す
る復号器、40は無音化処理を行う減衰/無音化回路で
ある。
【0004】減衰/無音化回路40は、有音から無音へ
の変化点で雑音を生じないように、図10のような態様
で出力音声のレベルを滑らかに下げるよう動作する。
【0005】図11にはこの無音化処理機能を有する音
声符号化システムの復号器側の具体的な構成例が示され
る。この復号器は音声符号化方式としてLD−CELP
(Low Delay Code Excited Linear Prediction:低遅延
符号励振形線形予測)方式を用いている。図示のよう
に、復号器20はコードベクトルを蓄積するコードブッ
ク21、コードブック21から読み出したコードベクト
ルにゲインをかけるゲイン予測フィルタ21、ゲインを
かけたコードベクトルに基づいて音声を合成する合成フ
ィルタ23等を含み構成される。なお、ゲイン予測フィ
ルタ22と合成フィルタ23はそれぞれ図示しない適応
予測器による後向き予測でその係数が適応的に更新され
るようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図10に示されるよう
な音声レベルを連続的に減衰させていく無音化処理を行
うためには、減衰開始時の音声レベルを知る必要がある
ので、復号器20の後段などで出力音声のレベルを計算
して蓄えておく必要がある。この機能は一般には復号器
20の後段に設けた減衰/無音化回路40内に備えられ
るが、その結果、無音化回路の構成が複雑化するという
問題点がある。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、復号器内にある音声レベルの情報を利用し
て、音声レベルを連続的に減衰させていく無音化処理を
実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る原理
説明図である。本発明による無音化処理方式は、コード
ブック101から選んだコードベクトルを音声合成フィ
ルタ103に入力し音声を合成する音声符号化におい
て、無音化処理として、復号器において音声合成フィル
タに入力するベクトルをコードブックのコードベクトル
から零または大きさの小なるベクトルに切り替えるよう
に構成したものである。
【0009】また本発明による無音化処理方式は、コー
ドブックから選んだコードベクトルを音声合成フィルタ
に入力し音声を合成する音声符号化において、無音化処
理として、復号器において音声合成フィルタの係数を次
第に小とするように構成したものである。
【0010】また本発明による無音化処理方式は、コー
ドブックから選んだコードベクトルを音声合成フィルタ
に入力し音声を合成する音声符号化において、無音化処
理として、復号器においてコードベクトルにかけるゲイ
ンを次第に減衰させるゲイン調整を行うように構成した
ものである。
【0011】また本発明による無音化処理方式は、コー
ドブックから選んだコードベクトルを音声合成フィルタ
に入力し音声を合成する音声符号化において、無音化処
理として、復号器に入力される符号化情報を、復号器に
おいて大きさの小なるコードベクトルがコードブックか
ら選ばれるよう変更するように構成したものである。
【0012】また本発明による無音化処理方式は、復号
器内に過去の出力音声の情報を蓄積するフィルタを備え
る形態の音声符号化において、無音化処理として、復号
器内に蓄積された出力音声情報を次第に減衰させるよう
に構成したものである。
【0013】
【作用】1番目の形態の無音化処理方式においては、無
音化処理として、復号器において音声合成フィルタに入
力するベクトルをコードブックのコードベクトルから零
または大きさの小なるベクトルに切り替え、それにより
音声合成フィルタの出力音声が滑らかに減衰するように
する。
【0014】また2番目の形態の無音化処理方式におい
ては、無音化処理として、復号器において音声合成フィ
ルタの係数を次第に小とするようにし、それにより音声
合成フィルタの出力音声が滑らかに減衰するようにす
る。
【0015】また3番目の形態の無音化処理方式におい
ては、無音化処理として、復号器においてコードベクト
ルにかけるゲインを次第に減衰させるゲイン調整を行う
ようにし、それにより音声合成フィルタの出力音声が滑
らかに減衰するようにする。
【0016】また4番目の形態の無音化処理方式におい
ては、無音化処理として、復号器に入力される符号化情
報を、復号器において大きさの小なるコードベクトルが
コードブックから選ばれるよう変更するようにし、それ
により音声合成フィルタの出力音声が滑らかに減衰する
ようにする。
【0017】また5番目の形態の無音化処理方式におい
ては、無音化処理として、復号器内のフィルタに蓄積さ
れた出力音声情報を次第に減衰させるようにし、それに
より出力音声が滑らかに減衰するようにする。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2には本発明の一実施例としての無音化処理方
式による音声符号化システムが示される。この実施例で
は音声符号化方式としてLD−CELP方式を用いてい
る。
【0019】図2において、3は入力音声が有音か無音
かを検出する音声検出器であり、この音声検出器3で検
出した有音/無音の判定情報は伝送路を介して復号器側
に伝送される。
【0020】1は符号器であり、コードブック11、ゲ
イン予測フィルタ12、合成フィルタ13、減算器1
4、最小化回路15等を含み構成される。この符号器1
においては、コードブック11から探索されたコードベ
クトルに、ゲイン予測フィルタ12でゲインが乗じられ
て合成フィルタ13に入力され、この合成フィルタ13
で音声が合成され、その合成音声と入力音声との差分が
減算器14で計算され、その差分のパワーが最小になる
ように最小化回路15によりコードブック11のコード
ベクトルの探索が行われる。そして符号化情報としてコ
ードブックインデックスを復号器側に伝送する。
【0021】なお、合成フィルタ13は、例えば図3に
示されるようなIIR形フィルタで構成される。すなわ
ち、出力信号Yi を順次に遅延素子Z-1に通して各遅延
出力に係数ak を乗じ、その合計を求めてその合計値Σ
を入力信号Xi と加算して出力信号Yi とするものであ
る。
【0022】2は復号器であり、コードブック21、ゲ
イン予測フィルタ22、合成フィルタ23、スイッチ2
4等を含み構成される。この復号器2においては、符号
器側から受信したコードブックインデックスに基づいて
コードブック21からコードベクトルを選び、そのコー
ドベクトルにゲイン予測フィルタ22でゲインを乗じて
合成フィルタ23に入力し、この合成フィルタ23で音
声を合成して再生音とするものである。なお、この合成
フィルタ23も上述の図3に示されるものと同じ構成と
してある。
【0023】4は無音化回路であり、この無音化回路4
は前述したような音声レベルを滑らかに減衰させる機能
は持っておらず、復号器2からの出力音声を有音/無音
判定情報に基づいて単にオン/オフするだけのものであ
る。
【0024】なお、上述の符号器1および復号器2で
は、ゲイン予測フィルタ12、22、合成フィルタ1
3、23の適応予測器は図示を省略してある。
【0025】この実施例の動作を以下に説明する。復号
器2においては、符号器側から送られてくる有音/無音
判定情報が有音から無音に変化したとき、スイッチ24
をコードブック21側から切り替えて、常に零ベクトル
が選択されて合成フィルタ23に入力されるようにす
る。このとき、合成フィルタ23には、有音から無音へ
の変化時点以前の音声信号、すなわち音声レベル情報が
各遅延素子Z-1に蓄えられているが、零ベクトルが入力
されることにより、以降、合成フィルタ23の各遅延素
子に蓄えられている各音声信号が除々に減衰していくこ
とになり、よって音声レベルが切替え時点の値から連続
的に減衰する信号を出力することができる。
【0026】なお、この実施例では無音化処理として合
成フィルタ23に零ベクトルを入力するようにしたが、
勿論、零ベクトルに換えて、大きさの小さいベクトルを
入力するようにしたものであってもよい。
【0027】また、他の実施例として、無音化処理とし
て合成フィルタ23に零ベクトルを入力することに換え
て、無音が判定されたら合成フィルタ23の係数a1
nの値を漸次に減衰させていくようにして、その出力
音声を連続的に減衰させるようにしてもよい。
【0028】図4には本発明の他の実施例としての復号
器の構成が示される。図中のコードブック21、ゲイン
予測フィルタ22、合成フィルタ23等は上述のものと
同じであるが、この実施例では有音/無音判定情報に基
づいて動作してゲイン予測フィルタ22のゲインを調整
するゲイン調整回路25が備えられている。
【0029】この実施例の動作を説明すると、無音が判
定されると、ゲイン調整回路25によりゲイン予測フィ
ルタ22のゲインの大きさを連続的に減衰させていく。
これにより合成フィルタ23に入力される励振ベクトル
の大きさは漸次に減衰するものとなり、よってその出力
音声も切替え時点の音声レベルから連続的に滑らかに減
衰していくものとなる。
【0030】図5には本発明のまた他の実施例としての
復号器の構成が示される。図中、復号器2の構成は従来
のものと同じである。相違点として、復号器の前段に符
号化情報変更回路5を備えており、この符号化情報変更
回路5には符号化情報と有音/無音判定情報が入力され
ていて、有音時には符号化情報をそのまま通すが、無音
と判定されたときには、大きさが最も小さいコードベク
トルがコードブックから取り出されるように符号化情報
を変更するようになっている。この符号化情報変更回路
5は符号器側に設けても、あるいは復号器側に設けても
よい。
【0031】このような符号化情報変更回路5を設けれ
ば、無音時には復号器側のコードブック21からは大き
さが最も小さいコードベクトルが常に選ばれて合成フィ
ルタ23に入力されることになるので、合成フィルタ2
3の出力音声は、切替え時点の音声レベルから連続的に
滑らかに減衰していくものとなる。
【0032】なお、上述の各実施例において、無音化処
理により出力音声レベルを減衰させている間は、符号器
と復号器の合成フィルタとゲイン予測フィルタの適応更
新を停止させるように構成してもよく、そのようにすれ
ば、その適応更新処理を行う分の処理能力を他の処理に
割り当てることができるようになる。
【0033】図6には本発明のまた他の実施例が示され
る。前述の各実施例は入力音声が有音から無音に変化し
たときに無音化処理を行って復号器側の出力音声を連続
的に減衰させるものであったが、本発明の適用はこれに
限られるものではなく、符号器と復号器の同期が外れた
ときにも復号器側で雑音が生じるので、そのような場合
にも本発明の無音化処理を適用することが有効である。
この実施例はかかる同期外れ時の無音化処理に関するも
のである。
【0034】この実施例における符号器と復号器の基本
的な構成は前述の図2の実施例のものと同じである。図
6では前述の各実施例で図示を省略した適応予測器1
6、17、26、27が示されている。6は復号器側に
設けられた同期外れ検査回路であり、符号器と復号器の
同期が外れたことを検出する。この同期外れの検出は、
伝送情報中に含めた同期ビットあるいは伝送情報から抽
出したクロックなどを用いて行うことができる。
【0035】同期外れ検査回路6で符号器と復号器の同
期外れが検出されると、スイッチ24を切り替えて合成
フィルタ23に零ベクトルを入力させるようにする。こ
れによりこの合成フィルタ23の出力音声は連続的に減
衰するものとなり、同期外れによる雑音の発生を抑制す
ることができる。
【0036】本発明の実施にあたってはさらに種々の変
形形態が可能である。例えば上述の各実施例は本発明を
LD−CELP方式の音声符号化に適用したが、本発明
はこれに限られるものではなく、他のベクトル量子化に
よる音声符号化方式、例えば通常のCELP方式あるい
はVSELP(Vector Sum Excited Linear Prediction
:ベクトル加算励振線形予測)方式などの音声符号化
方式にも適用できるばかりではなく、さらには図7に示
されるような差分符号化方式にも適用することができ
る。
【0037】差分符号化方式は、周知のように、入力信
号Xn から予測器Dで作成した1サンプル前の出力信号
(予測値)Xn-1 ’を差し引いて、差分en を得、その
差分en を量子化した値en ’を復号器に伝送する。復
号器においては、符号器から伝送された差分en ’に予
測器Dで作成した1サンプル前の出力信号(予測値)X
n-1 ’を加算して、出力信号Xn ’を得る。
【0038】図8にはこの差分符号化方式を用いた本発
明のまた他の実施例としての復号器の構成が示される。
図中、51は受信した差分en ’と予測値Xn-1 ’を加
算する加算器、52は出力信号Xn ’から1サンプル前
の予測値Xn-1 ’を生成する予測器、53は出力信号X
n ’に係数αを乗算する乗算器、54は無音判定時に加
算器51に差分en ’に換えて零を入力するよう切り替
えるスイッチ、55は無音判定時に加算器51の出力信
号が乗算器53に入力されるよう切り替えるスイッチで
ある。
【0039】このような構成によれば、入力音声が無音
と判定されると、加算器51に入力される信号を差分e
n ’から零とし、同時に出力信号Xn ’に係数α(ただ
し、|α|<1)を乗算する。これによって、これ以降
の出力信号がXn ’からαのべき乗で減衰していくこと
になる。
【0040】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、音声レベルを別途新たに蓄える回路を設けることな
く、復号器内にある音声レベルの情報を利用して、音声
レベルを連続的に減衰させていく無音化処理を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例としての無音化処理による音
声符号化システムの構成を示す図である。
【図3】実施例システムにおける合成フィルタの構成例
を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例としての無音化処理による
復号器の構成を示す図である。
【図5】本発明のまた他の実施例としての無音化処理に
よる復号器の構成を示す図である。
【図6】本発明のまた他の実施例としての無音化処理に
よる音声符号化システムの構成を示す図である。
【図7】差分符号化方式の構成例を示す図である。
【図8】本発明のまた他の実施例としての無音化処理に
よる復号器の構成を示す図である。
【図9】従来の音声符号化システムの構成例を示す図で
ある。
【図10】無音化処理による音声レベルの減衰態様を説
明する図である。
【図11】従来の復号器の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1、10 符号器 2、20 復号器 3、30 音声検出器 4 無音化回路 5 符号化情報変更回路 6 同期外れ検査回路 11、21 コードブック 12、22 ゲイン予測フィルタ 13、23 合成フィルタ 14 減算器 15 最小化回路 16、17、26、27 適応予測器 24 スイッチ 25 ゲイン調整回路 51 加算器 52 予測器 53 乗算器 54、55 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 直美 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 藤野 尚司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 坪井 満 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 信本 俊明 福岡県福岡市博多区博多駅前3丁目22番 8号 富士通九州ディジタル・テクノロ ジ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−143500(JP,A) 特開 昭60−173600(JP,A) 特開 平2−146100(JP,A) 特開 平3−1622(JP,A) 特開 平2−231825(JP,A) 特開 平2−170632(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コードブックから選んだコードベクトルを
    音声合成フィルタに入力し音声を合成する音声復号器に
    おいて、 復号器で同期外れが検出されると、無音化処理として、
    該復号器において音声合成フィルタに入力するベクトル
    をコードブックのコードベクトルから零なるベクトルに
    切り替えるようにした無音化処理方法。
  2. 【請求項2】符号器から符号化情報を受信し、その情報
    を基にコードブックから選んだコードベクトルを音声合
    成フィルタに入力し音声を合成する音声復号器におい
    て、 同期検出回路で、符号器と復号器の同期外れが検出され
    ると、該復号器において音声合成フィルタに入力するベ
    クトルをコードベクトルから零ベクトルに切り替えるス
    イッチを設けたこと特徴とする音声復号器。
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