JPH04264833A - 符号化方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低ビットレート符号化方
式等で音声信号あるいはモデム信号などを符号化する符
号化方式に関する。かかる符号化方式では符号化効率を
できるだけ向上することが要望されている。

【０００２】

【従来の技術】例えば音声信号を符号化方式する方式と
して聴覚重み付け符号化方式が知られている。図４には
この聴覚重み付け符号化方式の符号器および復号器が示
される。図中、１’は聴覚重み付け方式音声符号器、６
１は音声信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、２’は復
号器である。聴覚重み付け方式音声符号器１’は、入力
音声信号と符号器側で生成した音声信号に関する復号信
号との差をとって量子化誤差を生成する減算器１１、こ
の量子化誤差を聴覚重み付けする聴覚重み付けフィルタ
１２、この重み付け後の量子化誤差の誤差電力を計算す
る誤差電力計算部１４、入力音声信号に関する符号化情
報を生成し受信側に送る符号化部１６、この符号化部１
６からの符号化情報を復号してその復号信号を減算器１
１に送る復号部１７、誤差電力計算部１４からの計算結
果情報に基づき誤差電力を最小とする符号化情報の探索
を行うよう制御する制御部１５を含み構成される。

【０００３】聴覚重み付け符号化方式では、人間の聴覚
が入力音声信号中のパワーの大きい周波数（普通は中間
帯域）近傍の雑音よりもパワーの小さい周波数（普通は
高域および低域）近傍の雑音に対して敏感であるため、
符号化情報の生成にあたっては、音声信号のパワーの大
きい周波数帯の量子化誤差（量子化雑音）を軽く評価し
、パワーの小さい周波数帯の量子化誤差を重く評価して
おり、このため、減算器１１からの量子化誤差を、入力
音声信号のパワースペクトルと逆の形のスペクトル特性
（すなわちパワーの大きい周波数帯を抑圧しパワーの小
さい周波数帯を強調したもの）を持つ聴覚重み付けフィ
ルタ１２に通し、この聴覚重み付けを行っって帯域制限
した後の量子化誤差の信号電力を最小にするように制御
部１５で符号化情報を探索して符号化部１６で符号化情
報を生成している。これにより人間の聴覚に敏感なパワ
ーの小さい周波数近傍の音声信号をより精密に符号化し
て伝送することができ、受信側での音声品質を向上でき
る。

【０００４】また受信側では、伝送路から受信した符号
化情報を復号部２１で復号し、その復号信号をＤ／Ａ変
換器２３でＤ／Ａ変換して音声出力としている。

【０００５】また図５には、同様な形態のモデム用重み
付け符号器が示される。図中、４’はモデム用重み付け
方式符号器、３はモデム送信装置、２’は復号器、６は
復号器、５はモデム受信装置である。モデム送信装置３
は、データ端末などからの信号を変調するモデュレータ
３１、その変調出力を帯域制限する帯域通過フィルタ３
２等を含む。モデム用重み付け方式符号器４は聴覚重み
付けフィルタ１２を持たないことが前述の聴覚重み付け
方式音声符号器１’と相違するだけで、他の構成は同様
なものとなっている。すなわち、減算器４１、誤差電力
計算部４４、制御部４５、符号化部４６、復号部４７は
それぞれ前述の減算器１１、誤差電力計算部１４、制御
部１５、符号化部１６、復号部１７と同一機能のもので
ある。

【０００６】受信側では、復号器２’で復号された信号
はモデム受信装置５に入力されて帯域通過フィルタ５１
で帯域制限された後にデモデュレータ５２で復調される
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】例えば上述の聴覚重み
付け符号化方式では、受信側において、復号部２１によ
り再生された信号はＤ／Ａ変換器２３に変換された後に
、その高域成分や低域成分はＤ／Ａ変換器２３の後段に
設けられたアナログフィルタによりカットされる。この
ため、符号器側から送る符号化情報としては、音声信号
の高域と低域に関する符号化情報はかなり誤差が大きい
ものであってもかまわない。また、送信側においても、
通常、音声信号がＡ／Ｄ変換器６１に入力される前に、
その低域や高域成分がアナログフィルタによりカットさ
れる。

【０００８】にもかかわらず、従来の符号化方式では、
入力音声信号の高域と低域に対して量子化誤差を重く評
価して符号化を行っている。このため符号化に無駄があ
り、そのぶん符号化効率が悪くなっているといえる。

【０００９】同様に、モデム用重み付け符号化方式の場
合、聴覚重み付けは用いられていないが、モデュレータ
側やデモデュレータ側には通常６００Ｈｚ〜３ｋＨｚ程
度の帯域通過フィルタが入っており、その帯域外に雑音
が重畳されても通信には全く影響がない。にもかかわら
ず、従来は、モデム信号の全帯域の量子化誤差を一様に
評価して符号化しているので、前述同様に符号化に無駄
がある。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、上述の形態の符号化
方式において、符号化効率を一層向上させることにある
。

【００１１】

【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。本発明に係る符号化方式は、送信側にお
いて符号化部で生成した符号化情報を復号してその復号
信号と入力信号を比較して量子化誤差を生成しその量子
化誤差を抑圧するよう符号化部を制御してその符号化情
報を受信側に送るようにした符号化方式において、送信
側において入力信号中の不要周波数帯について量子化誤
差または復号信号を帯域制限し、受信側において送信側
の帯域制限に相応して復号信号を帯域制限するようにし
たものである。

【００１２】また本発明に係る符号器は、送信信号とな
る符号化情報を生成する符号化部８１と、符号化部８１
の符号化情報を復号する復号部８２と、復号部８２の復
号信号と入力信号とを比較して量子化誤差を生成する量
子化誤差生成部８３と、量子化誤差生成部８３の量子化
誤差を抑圧するよう符号部８１での符号化を制御する制
御部８４とを備えた符号器において、入力信号中の不要
周波数帯について量子化誤差または復号信号を帯域制限
する送信側帯域制限部８５または８６を備えたことを特
徴とするものである。

【００１３】また本発明に係る聴覚重み付け方式音声符
号器は、上述の符号器において、入力信号が音声信号で
あり、量子化誤差を聴覚重み付けする聴覚重み付け部を
更に備えたものである。

【００１４】また本発明に係る復号器は、上述の符号器
から受信した符号化情報を復号して得られた復号信号を
、送信側の帯域制限に相応して帯域制限する受信側帯域
制限部８７を備えたものである。

【００１５】

【作用】送信側では、量子化誤差生成部８３からの量子
化誤差を帯域制限部８５で帯域制限（例えば高域および
／または低域を制限）する。あるいは復号部８２からの
復号信号を帯域制限部８６で帯域制限する。これにより
入力信号の符号化にあたって、入力信号の不要な成分で
ある帯域制限により除外された部分は誤差評価が無視さ
れて符号化が行われるので、無駄のない符号化が行え、
符号化効率がよくなる。かかる符号化の結果、受信側に
おける復号信号はその除外された部分の雑音が増加する
が、かかる部分の雑音は受信側において受信側帯域制限
部８７によりカットされる。

【００１６】

【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符号器および
復号器が示される。この実施例は入力信号として音声信
号を扱う聴覚重み付け符号化方式に本発明を適用した場
合のものである。

【００１７】図中、図４の従来例で説明したものと同じ
参照番号の回路は同じ機能を持った回路である。従来方
式と異なる点は聴覚重み付けフィルタ１２の後段に帯域
通過フィルタ１３が設けられていることである。この帯
域通過フィルタ１３は入力された重み付け後の量子化誤
差の高域および低域成分（入力音声信号中の不要周波数
帯）をカットし、中間帯域成分だけを通過させる。この
帯域通過フィルタ１３の帯域特性としてはＡ／Ｄ変換器
６１の前段やＤ／Ａ変換器２３の後段のアナログフィル
タの精度のばらつきの範囲で最も狭帯域とすることが望
ましい。

【００１８】このように構成すると、符号化にあたり、
聴覚重み付けフィルタ１２からの重み付け後の量子化誤
差は、その帯域外成分（高域および低域成分）が帯域通
過フィルタ１３によりカットされ、この帯域外成分がカ
ットされた量子化誤差について誤差電力計算部１４でパ
ワー計算されてその結果に基づき符号化器１６で符号化
情報が生成されるようになる。これにより、帯域外の量
子化誤差は無視され、符号化部１６はその分だけ帯域内
の符号化に専念できるようになり、符号化効率が上がる
。つまり同一伝送容量であれば送る音声品質が向上する
。

【００１９】このように送信側で帯域外の量子化誤差が
無視されて符号化されたものであるから、受信側では、
受信した符号化情報に基づき音声信号を再生すると、そ
の帯域外成分は雑音が大きなものとなる。そこで、復号
器側では、復号部２１で復号した音声信号を帯域通過フ
ィルタ２２に通して帯域外成分をカットする。これによ
り、雑音の大きな帯域外成分は最終的には人間の耳には
聞こえない。

【００２０】図３には本発明の他の実施例が示される。 この実施例は本発明をモデム用重み付け符号化方式に適
用した場合のものである。図中、図５の従来例のモデム
用重み付け方式符号器で説明したものと同じ参照番号の
回路は同じ機能を持った回路である。従来方式と異なる
点は減算器４１の後段に帯域通過フィルタ４３が設けら
れていることであり、この帯域通過フィルタ４３は入力
された重み付け後の量子化誤差の高域および低域成分を
カットし、中間帯域成分だけを通過させる。

【００２１】このモデル用重み付け符号化方式の動作は
、聴覚重み付けを行っていない点を除けば前述の聴覚重
み付け符号化方式とほぼ同じであり、符号器側での符号
化効率を上げることができる。ただし、モデム信号を取
り扱う場合には、一般にデモデュレータ５４側に帯域通
過フィルタ５３が入っているので、復号器６には、符号
器側の帯域通過フィルタ４３に対応した帯域制限を行う
ための帯域通過フィルタは必ずしも必要でなく、この実
施例では省略してある。

【００２２】本発明の実施にあたっては上述した実施例
の他、種々の変形形態が可能である。例えば、上述の聴
覚重み付け方式音声符号器１においては、帯域通過フィ
ルタ１３を聴覚重み付けフィルタ１２の後段に設ける他
に、聴覚重み付けフィルタ１２の前段に設けるものであ
ってもよいし、また復号部１７の後段において減算器１
１に入力される復号信号を帯域制限するものであっても
よい。同様に、モデム用重み付け方式符号器４において
、帯域通過フィルタ４３を復号部４７の後段に設けても
よい。また帯域通過フィルタ１３、４３としては入力信
号中の不要な周波数帯をカットできるものであればよく
、例えば帯域通過フィルタのかわりに、高域フィルタあ
るいは低域フィルタにより量子化誤差または復号信号を
帯域制限するものであってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
、符号化に無駄がなくなって符号化効率がよくなり、例
えば同一の伝送容量に対して伝送信号の品質が従来より
よくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明を聴覚重み付け符号化方式に適用した場
合の本発明の一実施例としての符号器および復号器を示
すブロック図である。

【図３】本発明のモデム用重み付け符号化方式に適用し
て場合の本発明の他の実施例としての符号器および復号
器を示すブロック図である。

【図４】聴覚重み付け符号化方式の従来例を説明するブ
ロック図である。

【図５】モデム用重み付け符号化方式の従来例を説明す
るブロック図である。

【符号の説明】

１、１’　　聴覚重み付け方式音声符号器２、２’、６
　　復号器 ３　　モデム送信装置 ５　　モデム受信装置 １１、４１　　減算器 １２　　聴覚重み付けフィルタ １３、２２、２３、４３、６３　　帯域通過フィルタ１
４、４４　　誤差電力計算部 １５、４５　　制御部 １６、４６　　符号化部 １７、４７、２１、６１　　復号部 ３１　　モデュレータ ５２　　デモデュレータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　送信側において符号化部で生成した符
   号化情報を復号してその復号信号と入力信号を比較して
   量子化誤差を生成しその量子化誤差を抑圧するよう符号
   化部を制御してその符号化情報を受信側に送るようにし
   た符号化方式において、送信側において入力信号中の不
   要周波数帯について該量子化誤差または該復号信号を帯
   域制限し、受信側において送信側の帯域制限に相応して
   復号信号を帯域制限するようにした符号化方式。
2. 【請求項２】　　送信信号となる符号化情報を生成する
   符号化部（８１）と、該符号化部の符号化情報を復号す
   る復号部（８２）と、該復号部の復号信号と入力信号と
   を比較して量子化誤差を生成する量子化誤差生成部（８
   ３）と、該量子化誤差生成部の量子化誤差を抑圧するよ
   う該符号化部での符号化を制御する制御部（８４）とを
   備えた符号器において、該入力信号中の不要周波数帯に
   ついて該量子化誤差または該復号信号を帯域制限する送
   信側帯域制限部（８５、８６）を備えたことを特徴とす
   る符号器。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の符号器において、入力
   信号が音声信号であり、該量子化誤差を聴覚重み付けす
   る聴覚重み付け部を更に備えた聴覚重み付け方式音声符
   号器。
4. 【請求項４】　　請求項１または２記載の符号器から受
   信した符号化情報を復号して得られた復号信号を、送信
   側の帯域制限に相応して帯域制限する受信側帯域制限部
   （８７）を備えた復号器。