JPH01285999A - マルチパルス位置量子化装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチパルス符号化装置に係わり、特にマル
チパルス位置量子化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のマルチパルス符号化装置では、分析側で
、フレーム毎に標本化された音声信号から声道伝送特性
に相当する線形予測係数き、声帯振動波などのいわゆる
音源信号に対応した、時間位置と振幅とが自由な１フレ
一ム分の音声サンプル数の１７１０以下程度の個数の複
数のパルス（マルチパルス）が生成される。そして、こ
れらの線形予測係数とマルチパルスが特徴パラメータと
して合成側に伝送されるように構成されていた。

このようなマルチパルス符号化装置では、音声の高能率
伝送を目的とし、上記のような線形予測係数の量子化と
並んでマルチパルスの効率的な量子化法が極めて重要で
あった。しかしながら、マルチパルス数はフレームの総
サンプル数より極端に少なく、マルチパルス列を予測残
差波形の一種と考えて予測残差波形の全サンプルを量子
化することは、情報の存在しないサンプルにも量子化ビ
ットを割り当てることになり、得策ではないという問題
がある。そこで、従来マルチパルス符号化装置において
は、１フレームの予測残差波形に相当する総サンプルを
量子化する代わりに、相隣接するマルチパルスの間隔と
マルチパルスの振幅とを量子化し、量子化効率の向上を
計っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、マルチパルスの間隔を単純に量子化する
従来の方法には、更に次のような欠点があった。すなわ
ち、マルチパルス符号化装置における８０００ｂｐｓ程
度の通常の符号伝送では、例えば２０ミリ秒のフレーム
周期（８ＫＨｚサンプルにおいて１６０サンプル）にお
いてパルス数を１０とし、各パルスに対し振幅と位置の
量子化にそれぞれ３ビツト、５ビツトが割り当てられる
。

この場合、一定フレーム１６０サンプル毎に切り出され
たマルチパルスを１０個とすると、残る１５０個所のタ
イムスロットにはパルスが存在しないことになる。すな
わち、パルス間隔量子化の対象となるタイムスロットで
はあるが、時間位置が自由なマルチパルスでは、仮にパ
ルスが等間隔としても１５０／１０＝１５サンプル分の
間隔を必要とし、これにパルスの間隔の自由度を考慮す
ると５ビツト、間隔０〜３１でパルスの位置情報を表現
できなくなる虞れがあり、これは経験的にもよく知られ
た事実である。このため、表現不可能なパルス間隔、す
なわちパルス間の間隔が３２以上では、中間に振幅”　
ｏ　”のパルスを設定することによりこの問題を回避し
、その代わりに本来発生しているパルスを削除し、パル
ス総数を一定にしながら量子化を行っていた。このよう
に、この従来の方法では、位置量子化することによりマ
ルチパルス数が実質的に減少するという欠点があった。

このような欠点を極力なくし、高能率のマルチパルス位
置壷子化法を提供するものとして、本発明者らによる特
願昭６０−１２８５９３が知られる。これは、フレーム
を複数の小フレームに分割し、とれらの小フレームにパ
ルスが存在するか否かを２値符号で表現するものである
。しかしながら、この方法にも次のような欠点があった
。すなわち、この方法では、小フレームの個数を増加さ
せればさせる程、換言すると小フレームの区間長を短く
すればする程、上記の欠点は緩和されるが、小フレーム
の各区間にパルスが存在するか否かを表現するために必
要なビット数が増加するという問題が生じる。これを解
決するには、符号化の効率に対して最適なビット数を決
定しなければならない。しかしながら、この従来法では
、最適なビット数、その決定法および小フレームの設定
法が明確にされていないという問題があった。

そこで本発明の目的は、１フレ一ム区間を、マルチパル
ス間隔量子化範囲の最大値の２分の１の区間長を有する
複数の小フレームに分割し、最適なビット数を一義的に
決定できるマルチパルス位置量子化装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のマルチパルス位置量子化装置は、入力音声信号
を一定フレーム毎に切り出し、このフレームを、線形予
測係数と、時間位置および振幅が自由な複数のパルスで
あるマルチパルスとで表現するマルチパルス符号化装置
において、上記フレームを、マルチパルス間隔量子化範
囲の最大値の２分の１の区間長を有する複数の小フレー
ムに分割する分割器と、これらの小フレームに上記パル
スが存在するか否かを判定し、その判定結果情報を２値
符号で出力し、かつパルスが存在する小フレームのマル
チパルスデークラ出力スルパルス有無判定器と、このパ
ルス有無判定器からの上記判定結果情報と、このパルス
有無判定器で得られた上記マルチパルスデークからマル
チパルスの間隔を量子化して得られたデータとを入力し
、多重化して出力する量子化器とを具備している。

従って、本発明によるマルチパルス位置量子化装置を用
いると、フレーム単位で検索されたマルチパルスの間隔
を量子化するに際して、分割器は、上記フレームを、マ
ルチパルス間隔量子化範囲の最大値の２分の１の区間長
を有する複数の小フレームに分割し、パルス有無判定器
は、これらの小フレームに上記パルスが存在するか否か
を２値打号で出力する。これにより、効率の良いパルス
間隔の里子化を実現できる。

〔実施例〕

以下、実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は、マルチパルス符号化装置を示すブロック図、
第２図は、本実施例のマルチパルス位置量子化装置を表
わすブロック図、第３図は、本実施例の動作を説明する
説明図である。

第１図において、入力ライン１１を介して入力された入
力音声信号１２は、ＡＤ変換器１３に供給され、標本化
されて標本化音声信号１５としてマルチパルス分析器１
６に出力される。マルチパルス分析器１６は、この標本
化音声信号１５から、線形予測係数情報１８と、時間位
置と振幅が自由な複数のパルスであるマルチパルス１９
を算出し、量子化器２１に出力する。一方、復号器２３
で復号された復号マルチパルス２５と線形予測係数情報
２６は、マルチパルス合成器２７に入力される。

このマルチパルス合成器２７で、復号マルチパルス２５
と復号線形予測係数情報２６は合成され、合成音声信号
２８としてＤＡ変換器３０に出力される。ＤＡ変換器３
０は再現した音声３１を出力する。

次に、第２図により本実施例のマルチパルス位置量子化
装置を説明する。

第１図のマルチパルス分析器１６から入力ライン３３を
介して入力された、一定フレーム毎に切り出されたマル
チパルス１９は分割器３５に供給される。本実施例では
、フレーム長を２０ｍ５ｅｃ、標本化周波数を３ＫＨｚ
としており、従って１フレームは１６０サンプルから構
成される。また、マルチパルスはフレーム毎に１０パル
ス存在する。このＩＯパルスは１６０サンプルの任意の
位置に存在する。分割器３５は、１フレ一ム区間を区間
長１６サンプルの小フレームで１０分割し、各小フレー
ム単位でパルス有無判定器３７にマルチパルス１９であ
る小フレームの内容情報３９を送出する。パルス有無判
定器３７は、各小フレートについてパルスが存在するか
否かを判定し、その判定情報４０を符号生成器４１に出
力する。まり、パルスが存在する小フレームのマルチパ
ルスデータ４３はパルス位置計測器４４に供給される。

符号生成器４１は入力された判定情報４０を９ビツトの
情報４２にして出力する。パルス位置計測器４４は、供
給された小フレームの内容であるマルチパルスデータ４
３を全て収集し、一連のデータとして処理する。この一
連のデータのサンプル数は、１小フレームのデータのサ
ンプル数を整数倍したもの、すなわち１５ｘＮ（Ｎ＝］
、２．３、・・・・・・、９．１０）個のサンプルとし
て与えられる。パルス位置計測器４４は、この一連のデ
ータに含まれるマルチパルスの間隔を各５ピツトで量子
化し、量子化データ４６を多重化器４７に送出する。多
重化器４７は、この量子化データ４６と上記符号生成器
４１から出力された９ビ・ソト情報４２を多重化し、多
重化信号５０を出力する。

次に、第３図により本実施例をさらに詳細に説明する。

図において、波形５３は、マルチパルス分析器１６で分
析され、分割器３５へ出力されたマルチパルス１９であ
る１フレ一ム分のマルチパルス列である。ここでは１フ
レームは１６０サンプルで構成され、これらのサンプル
の任意の１６個所にマルチパルスが設定される。波形５
３は、分割器３５で１０個の小フレーム５５．．５５□
、・・・・・・、５５１ｏに分割される。便宜上、これ
らの１０個の小フレーム５５Ｉ　〜５５１ｏは、５５１
．５５２、・・・・・・、５５１ｏと時間的に配列され
ているとする。

これらの１０個の小フレーム５５．〜５５１０は、パル
ス有無判定器３７に供給される。パルス有無判定器３７
は、小フレーム５５１〜５５．０の各々について、パル
スが存在するかを判定し、判定結果情報４０を１０ビツ
トのデータとして符号生成器４１に送出する。本実施例
では、この判定結果は、小フレーム５５．〜５５１ｏの
各々について、パルスが存在するときは「１」、存在し
ないときは「０」としている。符号生成器４１は、供給
された１０ビツトデークである小フレーム５５１〜５５
１ｏのうち焦点位置フレーム５５．。に対応する１ビツ
ト分を単純に除去し、９ビツトのデータ（本実施例では
ｒｌｏｌｏｌｏｌｏｏＪ）を９ビツト情報４２として多
重化器４７に出力する。

さらに、パルス有無判定器３７は、上記の判定結果に基
づいて、パルスの存在しない小フレーム（本実施例では
、小フレーム５５２．５５４．５５ｓ　、５５．．５５
９）を除去し、残った小フレーム５５．．５５．．５５
３．５５７．５５．。

を一連のデータとして組み立てて波形５６を生成し、パ
ルス位置計測器４４に、パルスが存在する小フレームの
マルチパルスデータ４３として送出する。パルス位置計
測器４４は、波形５６の相隣接するパルスの間隔を計測
し、すでに説明したように、マルチパルス間隔量子化範
囲の最大値である５ビツト（１０進で３２）でそれぞれ
の間隔を表現する。ここで、相隣接するパルスが同−小
フレームに属する場合、その最大間隔は、１小フ１ル −ム長、すなわち１６（マルチパルス間隔量子化範囲の
最大値３２０２分の１の区間長）となる。

また、相隣接するパルスが相隣接する小フレームに属す
る場合、その最大間隔は２小フレーム長、すなわち３２
である。相隣接するパルスが２つ離れた小フレームに属
する場合、中間の小フレームは上記のように除去される
ので、その最大間隔はやはり３２である。相隣接するパ
ルスが３つ以上離れた小フレームに属する場合も、同様
に、最大間隔は３２である。従って、すべての相隣接す
るパルスは５ピツトで表現することができる。

なお、本実施例においては、小フレーム５５１゜に後続
する小フレームはないとしている。従って、小フレーム
５５．、のパルス有無判定結果情報は不要になる。

〔発明の効果〕

このように、本発明のマルチパルス位置量子化装置は、
入力音声信号を一定フレーム毎に切り出して得られたフ
レームを、マルチパルス間隔量子化範囲の最大値の２分
の１の区間長を有する複数の小フレームに分割する分割
器と、これらの小フレームに上記パルスが存在するか否
かを判定し、その判定結果情報を２値打号で出力し、か
つノ＜ルスカ存在する小フレームのマルチパルスデータ
を出力するパルス有無判定器と、このパルス有無判定器
からの上記判定結果情報と、このパルス有無判定器で得
られた上記マルチパルスデータからマルチパルスの間隔
を量子化して得られた量子化データとを入力し、多重化
して出力する多重化器とを設けることにより、効率よく
パルス間隔量子化を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マルチパルス符号化装置を示すブロック図、
第２図は、本発明の一実施例のマルチパルス位置量子化
装置を示すブロック図、第３図は、本実施例の動作を説
明する説明図である。 ３５・・・・・分割器、 ３７・・・・・・パルス有無判定器、 ４７・・・・・・多重化器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力音声信号を一定フレーム毎に切り出し、このフレー
   ムを、線形予測係数と、時間位置および振幅が自由な複
   数のパルスであるマルチパルスとで表現するマルチパル
   ス符号化装置において、前記フレームを、マルチパルス
   間隔量子化範囲の最大値の２分の１の区間長を有する複
   数の小フレームに分割する分割器と、 これらの小フレームに前記パルスが存在するか否かを判
   定し、その判定結果情報を２値符号で出力し、かつパル
   スが存在する小フレームのマルチパルスデータを出力す
   るパルス有無判定器と、このパルス有無判定器からの前
   記判定結果情報と、このパルス有無判定器で得られた前
   記マルチパルスデータからマルチパルスの間隔を量子化
   して得られた量子化データとを入力し、多重化して出力
   する量子化器 とを具備することを特徴とするマルチパルス位置量子化
   装置。