JPH01239597A - 符号化方式及び復号化方式 - Google Patents
符号化方式及び復号化方式Info
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- JPH01239597A JPH01239597A JP63065672A JP6567288A JPH01239597A JP H01239597 A JPH01239597 A JP H01239597A JP 63065672 A JP63065672 A JP 63065672A JP 6567288 A JP6567288 A JP 6567288A JP H01239597 A JPH01239597 A JP H01239597A
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- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は、音声信号等を符号化する符号方式（従来の
技術） 音声信号のもつ冗長性を高能率に抑圧する符号化方式と
して従来から各種の方式が提案されている。これらの方
式は、大別すると予測符号化方式と変換符号化方式に分
けられる。予測符号化方式を簡単に説明すると、信号の
もつ相関を利用して線形予測した値と原信号との差信号
を符号化するもので、予測方法や量子化の方法によって
、ＤＰＣＭ 。
技術） 音声信号のもつ冗長性を高能率に抑圧する符号化方式と
して従来から各種の方式が提案されている。これらの方
式は、大別すると予測符号化方式と変換符号化方式に分
けられる。予測符号化方式を簡単に説明すると、信号の
もつ相関を利用して線形予測した値と原信号との差信号
を符号化するもので、予測方法や量子化の方法によって
、ＤＰＣＭ 。
ＡＤＰＣＭ、 ＡＰＣ，ＡＰＣ−ＡＢ、 ＡＰＣ−ＭＬ
Ｑ等の方式がある（文献１）。一方、変換符号化方式は
、信号を周波数領域に直交変換し符号化するもので信号
に相関があれば周波数領域でスペクトルがある領域に集
中することを利用し帯域圧縮を図っている。変換符号化
には、ＡＴＣ，ＡＴＣ−ＶＱ、 ＤＣＴ等がある。この
ようなことは以記の文献ｌに詳しく記されている。
Ｑ等の方式がある（文献１）。一方、変換符号化方式は
、信号を周波数領域に直交変換し符号化するもので信号
に相関があれば周波数領域でスペクトルがある領域に集
中することを利用し帯域圧縮を図っている。変換符号化
には、ＡＴＣ，ＡＴＣ−ＶＱ、 ＤＣＴ等がある。この
ようなことは以記の文献ｌに詳しく記されている。
しかし、これらの方式は、音声信号を１次元の信号とし
て処理する１次元信号処理に基づいているため、音声信
号のピッチ周期に基づく相関を効率的に除くことができ
ない。
て処理する１次元信号処理に基づいているため、音声信
号のピッチ周期に基づく相関を効率的に除くことができ
ない。
音声信号には、第８図に示すようにピッチに基づく周期
性がある。このため、自己相関係数にはピッチ周期ごと
に大きな相関が現れる。
性がある。このため、自己相関係数にはピッチ周期ごと
に大きな相関が現れる。
しかし、従来の予測符号化方式は、せいぜい１０個程度
の近接相関しか予測に用いておらず、ピッチ周期に基づ
く相関を取り除くことができない。
の近接相関しか予測に用いておらず、ピッチ周期に基づ
く相関を取り除くことができない。
これに対して、ピッチ予測による長期予測と近接予測を
組み合せた方式もあるが、このような場合でも、ピッチ
周期は一次の予測であり、１個の相関ｒ （ｐ）を利用
しているに過ぎない。（ただし、ｐはピッチ周期である
。） 一方、従来の変換符号化方式では、ピッチによる周期性
をもつ音声信号を直交変換した場合、第９図に示すよう
にスペクトルに微細構造が現われ、スペクトルの集中が
効率よく行われない。
組み合せた方式もあるが、このような場合でも、ピッチ
周期は一次の予測であり、１個の相関ｒ （ｐ）を利用
しているに過ぎない。（ただし、ｐはピッチ周期である
。） 一方、従来の変換符号化方式では、ピッチによる周期性
をもつ音声信号を直交変換した場合、第９図に示すよう
にスペクトルに微細構造が現われ、スペクトルの集中が
効率よく行われない。
以上のような理由から、従来の予測符号化方式や変換符
号化方式には、符号化の効率に限界があり、特に低ビツ
トレート伝送の場合に品質が低下するという問題があっ
た。
号化方式には、符号化の効率に限界があり、特に低ビツ
トレート伝送の場合に品質が低下するという問題があっ
た。
（発明が解決しようとする課題）
上述したように、従来の符号化では、音声信号等の予測
や直交変換の信号処理が１次元の信号処理に基づいてい
るため、ピッチによる音声信号等の周期性をもつ信号に
対し周期的な相関を効率よく取り除くことができず、低
ビツトレートでの符号化効率が悪くなる問題点があった
。
や直交変換の信号処理が１次元の信号処理に基づいてい
るため、ピッチによる音声信号等の周期性をもつ信号に
対し周期的な相関を効率よく取り除くことができず、低
ビツトレートでの符号化効率が悪くなる問題点があった
。
そこで本発明は、このような問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、符号化効率を向上させしかも低ビツト
レート伝送での符号化品質の高い符号化方式を提供する
ことにある。
で、その目的は、符号化効率を向上させしかも低ビツト
レート伝送での符号化品質の高い符号化方式を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の方式は、音声信号又は予測残差信号のピッチ周
期を検出する手段と、この手段により得られるピッチ周
期ごとに前記音声信号又は予測残差信号の波形を切り出
し２次元配列化する手段と、この手段により２次元配列
化された信号を符号化する手段と、前記ピッチ周期を符
号化する手段を有する。
期を検出する手段と、この手段により得られるピッチ周
期ごとに前記音声信号又は予測残差信号の波形を切り出
し２次元配列化する手段と、この手段により２次元配列
化された信号を符号化する手段と、前記ピッチ周期を符
号化する手段を有する。
（作 用）
本発明の方式では、入力される音声信号又は予測残差信
号は、ピッチ周期ごとに切り出され２次元信号に配列化
される。この様子を第７図に示す。
号は、ピッチ周期ごとに切り出され２次元信号に配列化
される。この様子を第７図に示す。
このように周期性のある１次元信号を２次元信号として
扱うと、近接相関が水平方向の相関として表され、ピッ
チ周期ごとの相関が垂直方向の近接相関として表される
。このため、２次元配列化された信号に２次元の予測符
号化を適用することにより、信号のもつ近接相関とピッ
チ周期ごとの相関の両者を低い次数で効率よく除くこと
ができ、効率的な符号化を行うことができる。また、２
次元配列化された信号に２次元の直交変換を適用すると
、第７図に示される信号は水平方向、垂直方向の両方向
に強い相関があるので、スペクトルを２次元周波数平面
上の低域側に集中させることができ、効率的な符号化を
行うことができる。
扱うと、近接相関が水平方向の相関として表され、ピッ
チ周期ごとの相関が垂直方向の近接相関として表される
。このため、２次元配列化された信号に２次元の予測符
号化を適用することにより、信号のもつ近接相関とピッ
チ周期ごとの相関の両者を低い次数で効率よく除くこと
ができ、効率的な符号化を行うことができる。また、２
次元配列化された信号に２次元の直交変換を適用すると
、第７図に示される信号は水平方向、垂直方向の両方向
に強い相関があるので、スペクトルを２次元周波数平面
上の低域側に集中させることができ、効率的な符号化を
行うことができる。
（実施例）
以下に本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。
第１図は符号化装置のブロック図を示す。図において、
音声信号は端子１に入力され、−旦バッファ２に蓄積さ
れた後、ある適当な長さ（１フレーム）に区切られ、ピ
ッチ検出器３と２次元配列化回路４に送られる。ピッチ
検出器３は、ピッチを検出した時にはピッチ周期を出力
し、検出しなかった時には予め適当に定めた値を出力す
るものでそのアルゴリズムとしては一般的に知られてい
る自己相関法や共分散法、変形相関法など各種の方法を
用いることができる。このことは上述した文献１に記載
されている。
音声信号は端子１に入力され、−旦バッファ２に蓄積さ
れた後、ある適当な長さ（１フレーム）に区切られ、ピ
ッチ検出器３と２次元配列化回路４に送られる。ピッチ
検出器３は、ピッチを検出した時にはピッチ周期を出力
し、検出しなかった時には予め適当に定めた値を出力す
るものでそのアルゴリズムとしては一般的に知られてい
る自己相関法や共分散法、変形相関法など各種の方法を
用いることができる。このことは上述した文献１に記載
されている。
２次元配列化回路４は、例えば、第２図に示すように、
まず、波形切り出し回路１０において、ピッチ検出器出
力で与えられる周期で入力信号を切リ出し、次に、切り
出した信号を前記周期に同期して順次切り替わるスイッ
チ１１により２次元配列のメモリ１２に順次格納してい
くものである。なお、メモリの容量は予め余裕をもって
設定されることが望しい。
まず、波形切り出し回路１０において、ピッチ検出器出
力で与えられる周期で入力信号を切リ出し、次に、切り
出した信号を前記周期に同期して順次切り替わるスイッ
チ１１により２次元配列のメモリ１２に順次格納してい
くものである。なお、メモリの容量は予め余裕をもって
設定されることが望しい。
１フレームの信号が全て２次元配列化回路のメモリに格
納されたら、格納された２次元信号に対し、例えば第３
図に示すＡＤＰＣＨのような予測符号化を行う。第３図
において、適応予測器２５は、すでに伝送し、再生され
た２次元信号、例えば第４図１７１Ａ、Ｂ、Ｃｉ Ｄｆ
ＪＳらＸをＸ ＝ ａ、Ａ ＋ ａ２Ｂ ＋ ａ、ｃ
＋ ａ４Ｄ ＋＋＋＋ωに従い予測するものである
。上式の係数ａ１〜ａ４はＬＭＳアルゴリズム等により
予測誤差が小さくなるよう適応的に修正される。また、
適応量子化器２２は、例えばＧｏｏｄｍａｎの量子化器
で実現することができ、そのスチールファクタはスチー
ルファクタ計算回路２４によって量子化出力をフィード
バックし適応的に修正される。Ｇｏｏｄｍａｎの量子化
器については上記した文献２に詳しく記されている。こ
こでは、予測符号化としてＡＤＰＣＭを実施例に用いた
が、ＡＤＰＣＭの他に、 ＤＰＣＭ、 ＡＰＣ，ＡＰ
Ｃ−ＭＬＱ、 ＡＰＣ−ＡＢ、 ＣＥＬＰ等各種の方式
を用いることができる。
納されたら、格納された２次元信号に対し、例えば第３
図に示すＡＤＰＣＨのような予測符号化を行う。第３図
において、適応予測器２５は、すでに伝送し、再生され
た２次元信号、例えば第４図１７１Ａ、Ｂ、Ｃｉ Ｄｆ
ＪＳらＸをＸ ＝ ａ、Ａ ＋ ａ２Ｂ ＋ ａ、ｃ
＋ ａ４Ｄ ＋＋＋＋ωに従い予測するものである
。上式の係数ａ１〜ａ４はＬＭＳアルゴリズム等により
予測誤差が小さくなるよう適応的に修正される。また、
適応量子化器２２は、例えばＧｏｏｄｍａｎの量子化器
で実現することができ、そのスチールファクタはスチー
ルファクタ計算回路２４によって量子化出力をフィード
バックし適応的に修正される。Ｇｏｏｄｍａｎの量子化
器については上記した文献２に詳しく記されている。こ
こでは、予測符号化としてＡＤＰＣＭを実施例に用いた
が、ＡＤＰＣＭの他に、 ＤＰＣＭ、 ＡＰＣ，ＡＰ
Ｃ−ＭＬＱ、 ＡＰＣ−ＡＢ、 ＣＥＬＰ等各種の方式
を用いることができる。
また、２次元配列化回路４の出力に対し、例えば、第５
図に示すような直交変換符号化を適用することもできる
。第５図において、入力端子３０から入力された２次元
信号は、２次元直交変換回路３１で例えば離散コサイン
変換が施され、領域分割回路３２に入力される。領域分
割回路３２は、直交変換された信号を２次元周波数平面
上で例えば第６図に示すように低域、中域、高域の３領
域に分割し、その信号を量子化器３３に送る。量子化器
３３では、前記領域の信号を領域によって異なったビッ
ト数で量子化し符号化する。直交変換符号化の方法とし
て第５図の方法の他に多くの方法を用いることができる
。例えば直交変換としてＤＦＴ、 ＦＦＴ。
図に示すような直交変換符号化を適用することもできる
。第５図において、入力端子３０から入力された２次元
信号は、２次元直交変換回路３１で例えば離散コサイン
変換が施され、領域分割回路３２に入力される。領域分
割回路３２は、直交変換された信号を２次元周波数平面
上で例えば第６図に示すように低域、中域、高域の３領
域に分割し、その信号を量子化器３３に送る。量子化器
３３では、前記領域の信号を領域によって異なったビッ
ト数で量子化し符号化する。直交変換符号化の方法とし
て第５図の方法の他に多くの方法を用いることができる
。例えば直交変換としてＤＦＴ、 ＦＦＴ。
ＫＬ変換等があり、量子化の方法としてベクトル量子化
等、領域分割やビット割当てに信号のスペクトル情報を
用いる方法など種々の方法がある。
等、領域分割やビット割当てに信号のスペクトル情報を
用いる方法など種々の方法がある。
本実施例では、ピッチ周期を検出し、その周期に基づい
て信号を２次元配列化しているが、それ以外に、例えば
信号のピークを検出し、そのピーク周期ごとに波形を切
り出し２次元配列化することもできる。この場合、ピッ
チ検出器が要らなくなるので回路が簡単になる。
て信号を２次元配列化しているが、それ以外に、例えば
信号のピークを検出し、そのピーク周期ごとに波形を切
り出し２次元配列化することもできる。この場合、ピッ
チ検出器が要らなくなるので回路が簡単になる。
本発明は、予測や直交変換等を１次元信号処理に基づい
て行う従来の符号方式と比べ、ピッチ周期に基づく相関
を２次元信号処理により効率よく除くことのできる符号
化特性の秀れた符号化方式％式％
て行う従来の符号方式と比べ、ピッチ周期に基づく相関
を２次元信号処理により効率よく除くことのできる符号
化特性の秀れた符号化方式％式％
第１図はこの発明の一実施例に係る符号化装置のブロッ
ク図、第２図は第１図の主要部である２次元配列化回路
の一例を示すブロック図、第３図は第１図の主要部であ
る２次元予測符号化器の一例であるＡＤＰＣＭ符号化装
置のブロック図、第４図は第３図の主要部である適応予
測器で用いられる２次元信号の一例を示す図、第５図は
本発明の別の実施例に係る符号化装置の主要部である２
次元直交変換符号化器の一例を示すブロック図、第６図
は第５図の主要部である領域分割回路の領域分割法の一
例を示す図、第７図は１次元信号を２次元配列化する様
子を示す図、第８図は音声信号波形の一例を示す図、第
９図は音声のスペクトルの一例を示す図である。 １．２０．３０・・・入力端子、 ２・・・バッファ、
３・・・ピッチ検出器、 ４・・・２次元配列化回
路、５・・・２次元予測符号化器、６・・・符号化回路
、７・・・マルチプレクサ、 １０・・・波形切り出
し回路。 １１・・・スイッチ、 １２・・・メモリ、
２２・・・適応量子化器、 ２３・・・適応逆量子
化器、２４・・・スケールファクタ計算回路、２５・・
・適応予測器、 ３１・・・２次元直交変換回路
。 ３２・・・領域分割回路、 ３３・・・量子化器代
理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松山光之 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 囚：ｒｊＬｔｌ。 第９図
ク図、第２図は第１図の主要部である２次元配列化回路
の一例を示すブロック図、第３図は第１図の主要部であ
る２次元予測符号化器の一例であるＡＤＰＣＭ符号化装
置のブロック図、第４図は第３図の主要部である適応予
測器で用いられる２次元信号の一例を示す図、第５図は
本発明の別の実施例に係る符号化装置の主要部である２
次元直交変換符号化器の一例を示すブロック図、第６図
は第５図の主要部である領域分割回路の領域分割法の一
例を示す図、第７図は１次元信号を２次元配列化する様
子を示す図、第８図は音声信号波形の一例を示す図、第
９図は音声のスペクトルの一例を示す図である。 １．２０．３０・・・入力端子、 ２・・・バッファ、
３・・・ピッチ検出器、 ４・・・２次元配列化回
路、５・・・２次元予測符号化器、６・・・符号化回路
、７・・・マルチプレクサ、 １０・・・波形切り出
し回路。 １１・・・スイッチ、 １２・・・メモリ、
２２・・・適応量子化器、 ２３・・・適応逆量子
化器、２４・・・スケールファクタ計算回路、２５・・
・適応予測器、 ３１・・・２次元直交変換回路
。 ３２・・・領域分割回路、 ３３・・・量子化器代
理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松山光之 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 囚：ｒｊＬｔｌ。 第９図
Claims (2)
- （１）音声信号又は予測残差信号のピッチ周期を検出す
る手段と、この手段により得られるピッチ周期ごとに前
記音声信号又は予測残差信号の波形を切り出し２次元配
列化する手段と、この手段により２次元配列化された信
号を符号化する手段と、前記ピッチ周期を符号化する手
段を有することを特徴とする符号化方式。 - （２）請求項１記載の符号化手段で符号化された信号を
用い、２次元配列化された信号と前記ピッチ周期を復号
化する手段と、２次元配列化された信号をピッチ周期に
同期して１次元信号に変換する手段を有することを特徴
とする復号化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065672A JP2889243B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 符号化方式及び復号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065672A JP2889243B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 符号化方式及び復号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239597A true JPH01239597A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2889243B2 JP2889243B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=13293723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065672A Expired - Fee Related JP2889243B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 符号化方式及び復号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889243B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61148500A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-07 | 日本電気株式会社 | 音声信号符号化方法とその装置 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63065672A patent/JP2889243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61148500A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-07 | 日本電気株式会社 | 音声信号符号化方法とその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889243B2 (ja) | 1999-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |