JPH0356999A - 符号化装置 - 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】 〔概　要〕 音声信号等の情報圧縮を行なう符号化装置に関し、 予測符号化による予測利得が得られない場合にも、所定
の伝送速度内で最良の再生音声品質が得られるようにす
ることを目的とし、 入力信号の予測分析をすることにより予測パラメータを
求め、該予測パラメータに基づき求めた予測信号と前記
入力信号との差分を所定の伝送速度で送信できるように
量子化したものとを、該予測パラメータとを送信する予
測符号化・量子化手段を有してなる符号化装置において
、前記人力信号を前記所定の伝送速度で送信できるよう
に量子化する入力信号量子化手段と、前記予測信号と前
記差分を量子化したものとの和の前記入力信号に対する
誤差と、該人力信号を量子化したものを逆量子化したも
のの該入力信号に対する誤差とを比較する誤差評価手段
と、前記人力信号との差分を量子化したものと、前記入
力信号を量子化したものとの一方を選択する選択手段と
を設け、前記誤差評価手段における比較結果によって、
前記誤差の電力の小さい方を選択するように前記選択手
段を制御し、該選択手段の出力と前記比較結果とを出力
するように構戊する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、音声信号等の情報圧縮を行なう符号化装置に
関する。

企業内通信システム、ディジタル移動通信システム、音
声蓄積システム等において、所定の伝送速度の制約の中
で音声信号をその品質を最も高く保持しつつ情報圧縮し
て伝送する要求がある。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

第４図は、従来の音声信号予測符号化装置の構或を示す
ものである。

第４図において、フレーム単位で入力された音声信号は
、まず、分析部４１において予測分析をすることにより
予測係数・およびピッチ等の予測パラメータが抽出され
、予測器４２において直前に人力された音声信号と該予
測パラメータに基づき予測信号を求める。そして、減算
器４３において前記人力信号と上記予測信号との差分を
残差信号として求め、該残差信号を量子化器４５にて量
子化し、多重化部において前記予測パラメータと共に、
多重化して出力する。

上記量子化器４５の出力は、また、逆量子化器４６にて
逆量子化した後、加算器４４にて、前記予測器４２の出
力との和を求めて、上記直前に入力された音声信号とし
て予測器４２に入力する。

しかしながら、従来の構或においては、予測器の予測利
得の如何に係わらず信号に予測処理を施すという問題が
ある。すなわち、予測器による予測符号化による情報圧
縮によって充分な再生音声品質が得られない場合にも音
声信号に予測符号化処理を施している。

本発明は上記の問題点に鑑み、なされたもので、予測符
号化による予測利得が得られない場合にも、所定の伝送
速度内で最良の再生音声品質が得られるような符号化装
置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第ｌ図は本発明の基本構或図である。本図において、 ｌは予測符号化・量子化手段、２は入力信号量子化手段
、３は誤差評価手段、そして、４は選択手段である。

予測符号化・量子化手段１は、入力信号の予測分析をす
ることにより予測パラメータを求め、該予測パラメータ
に基づき求めた予測信号と前記入力信号との差分を量子
化したものとを、該予測パラメータとを送信する。

人力信号量子化手ｒ＆２は、前記入力信号を所定の伝送
速度で送信できるように量子化する。

誤差評価手段３は、前記予測信号と前記差分を量子化し
たものとの和の前記人力信号に対する誤差と、該人力信
号を量子化したものを逆量子化したものの該入力信号に
対する誤差とを比較する。

選択手段４は、前記入力信号との差分を量子化したもの
と、前記人力信号を量子化したものとの一方を選択する
。該選択手段４は、前記誤差評価手段３における比較結
果によって、前記誤差の電力の小さい方を選択する。

本発明の予測符号化装置は、該選択手段４の出力と前記
比較結果とを出力とする。

〔作　用〕

誤差評価手段３は、前記予測信号と前記差分を量子化し
たものとの和の前記入力信号に対する誤差と、該入力信
号を量子化したものを逆量子化したものの該入力信号に
対する誤差とを比較する。

前記予測信号と前記差分を量子化したものとの和は、予
測符号化された信号を受信側において復号し再生した音
声再生信号に対応する。また、入力信号を量子化したも
のを逆量子化したものは、予測符号化されない信号を受
信側において復号し再生した音声再生信号に対応する。

したがって、誤差評価手段３において、受信側において
復号し再生したときに音声再生信号の入力（原〉信号に
対する誤差が、予測符号化した場合としない場合とで何
れが小さくなるかが判定される。

そして、この判定結果に応じて、予測符号化した出力と
しない出力のうち、誤差の小さくなる方を選択して出力
するように選択手段４が制御される。

こうして、本発明の符号化装置によれば、所定の伝送速
度内で、予測符号化した出力としない出力のうち、より
音声再生信号の品質の高いものを監視し、より音声再生
信号の品質の高いものを出力するようにしているので、
予測符号化処理における予測利得の低下による音声再生
信号の劣化を防ぐことができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例として音声信号の符号化および
復号化を行なうシステムの構或を示すものである。

第２図において、１１は分析部、１２は予測器、１３は
減算器、１４は加算器、■５は量子化器、１６は逆量子
化器、１７は多重化装置、２１は量子化器、２２は逆量
子化器、３０は誤差評価部、そして、４０はセレクタで
ある。

音声信号の符号化は、音声を、所定のピッチを有する音
源（声帯）からの声帯波が、フィルタとしての声道を通
過することにより形或されるとするモデルに基づいて行
なわれる。

したがって、この場合の予測パラメータは、上記のピッ
チと、声道を模擬する声道フィルタにおける予測係数が
主なものである。

また、音声の人力信号は、例えば、２０ｍｓ程度の区間
に区切られ、各区間の音声信号が１フレームのデータを
構或する。

第２図の分析部１１においては、線型予測分析により、
上記の予測パラメータの最適なものを求める。この予測
パラメータは、送信されるために多重化装置１７に入力
される。

予測器ｌ２は、自己の内部に記憶するデータと上記予測
パラメータに基づいて予測信号を求め、減算器１３にお
いて、入力信号との差分が残差信号として求められる。

該残差信号は、量子化器１５において量子化され、送信
されるために多重化装置１７に人力される他、逆量子化
器１６において逆量子化され、さらに、加算器１４にお
いて前記予測信号との和が求められることにより、復元
された入力信号く予測符号化された信号を受信側におい
て復号し再生した音声再生信号に対応する。）として予
測器１２に供給される。これが以降の予測信号の生戊に
用いられる。また、該復元された人力信号は誤差評価部
３０にも供給される。

多重化装置１７は、上記残差信号データ、および予測パ
ラメータを多重化してセレクタ４０の一方の入力として
入力する。

前記入力信号は、他方、量子化器２１において量子化さ
れ、セレクタ４ａの他方の人力として人力される他、逆
量子化器２２において逆量子化され、復元された人力信
号（予測符号化されない信号を受信側において復号し再
生した音声再生信号に対応する。）として誤差評価部３
０に供給される。

誤差評価部３０は、前記加算器１４の出力の前記入力信
号に対する誤差信号の電力と、逆量子化器２２の出力の
該人力信号に対する誤差信号の電力とを比較する。

例えば、入力音声信号電圧をＸ，加算器ｌ４の出力電圧
をＸ１，逆量子化器２２の出力電圧をＸ２、１フレーム
のデータピットの数を１６０ビット（伝送速度８ｋＨｚ
）とすると、それぞれの誤差電圧は、 ＰＮ１＝Σ（Ｘ−Ｘｉ）２，および １６０ ＰＮ２＝Σ（Ｘ−Ｘ２＞２となる。

そして、　ＰＮＩ＜ＰＮ２ならば、予測符号化された信
号、すなわち、多重化部１７の出力をセレクタ４０にて
選択して出力し、ＰＮ　１　＞ＰＮ　２ならば、予測符
号化を行なう意味が無いと判断して予測符号化された信
号、すなわち、量子化器２２の出力をセレクタ４０にて
選択して出力するような、制御信号（切り換え情報）を
セレクタ４０に供給する。

なお、予測符号化された信号か、されていない信号かを
受信側にて認識するために、該制御信号（切り換え情報
）は、受信側にも送信される。

第３図は、本発明の実施例における符号化ビットのビッ
ト割り当ての一例を、サンプリング周期８ｋＨｚ，　フ
レーム周期２　Ｑｍｓ，符号化速度８ｋｂｐｓの場合の
１フレームの音声信号データについて示すものである。

第３図に示されるように、１フレームのデータ１６０ビ
ットのうち、上記制御信号（切り換え情報）１ビットを
除く１５９ビットは、予測符号化されたデータにおいて
は、うち７７ビットが予測係数およびピッチ等の予測パ
ラメータにビットが使用されることがないので、１５９
ビット全てが量子化された音声信号として送信され得る
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、予測符号化による予測利得が得られな
い場合には、予測器を用いず、予測パラメータを伝送す
る代わりに、予測パラメータの伝送に使用されていた情
報量をも量子化された音声信号の伝送に用いる。特に、
この切り換えは、再生音声の品質を比較することにより
行なうので、再生音声品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構或図、 第２図は本発明の実施例の構或図、 第３図は本発明の実施例における符号化ビットのビット
割り当ての一例を示す図、そして、第４図は従来の予測
符号化装置の構戊を示す図である。 〔符号の説明〕 １・・・予測符号化・量子化手段、２・・・入力信号量
子化手段、３・・・誤差評価手段、４・・・選択手段、
１１・・・分析部、１２・・・予測器、１３・・・減算
器、１４・・・加算器、１５・・・量子化器、１６・・
・逆量子化器、１７・・・多重化装置、２１・・・量子
化器、２２・・・逆量子化器、３０・・・誤差評価部、
４０・・・セレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力信号の予測分析をすることにより予測パラメー
   タを求め、該予測パラメータに基づき求めた予測信号と
   前記入力信号との差分を所定の伝送速度で送信できるよ
   うに量子化したものと、該予測パラメータとを送信する
   予測符号化・量子化手段（１）を有してなる符号化装置
   において、前記入力信号を前記所定の伝送速度で送信で
   きるように量子化する入力信号量子化手段と（２）、前
   記予測信号と前記差分を量子化したものとの和の前記入
   力信号に対する誤差と、該入力信号を量子化したものを
   逆量子化したものの該入力信号に対する誤差とを比較す
   る誤差評価手段（３）と、前記入力信号との差分を量子
   化したものと、前記入力信号を量子化したものとの一方
   を選択する選択手段（４）とを設け、 前記誤差評価手段（３）における比較結果によって、前
   記誤差の電力の小さい方を選択するように前記選択手段
   （４）を制御し、 該選択手段（４）の出力と前記比較結果とを出力するこ
   とを特徴とする符号化装置。