JPH05197399A - ベクトル量子化方式 - Google Patents
ベクトル量子化方式Info
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- JPH05197399A JPH05197399A JP4197287A JP19728792A JPH05197399A JP H05197399 A JPH05197399 A JP H05197399A JP 4197287 A JP4197287 A JP 4197287A JP 19728792 A JP19728792 A JP 19728792A JP H05197399 A JPH05197399 A JP H05197399A
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- Japan
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- vector
- drive signal
- calculation
- quantization method
- input signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 探索のための演算処理を、固定小数点形のＤ
ＳＰを使用して高精度にしかも少ない演算量で行なえる
ようにし、これにより演算回路の小形化および低価格化
を可能とし、かつ高精度の演算を高速度に行なえるよう
にする。 【構成】 ピッチ周期の探索ループおよびコードブック
の探索ループにおいて、相関算出部５１，５５の前段に
各々正規化部５３，５７を配置し、入力音声ベクトルの
各要素を、これらの正規化部５３，５７でその絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化したの
ち、相関算出部５１，５５に供給してここで音声合成ベ
クトルとの相関を求め、この相関値および２乗和算出部
５２，５６で算出された上記音声合成ベクトルの２乗和
の値を基に、２乗誤差計算部４１，４９により２乗誤差
を計算するようにしたものである。
ＳＰを使用して高精度にしかも少ない演算量で行なえる
ようにし、これにより演算回路の小形化および低価格化
を可能とし、かつ高精度の演算を高速度に行なえるよう
にする。 【構成】 ピッチ周期の探索ループおよびコードブック
の探索ループにおいて、相関算出部５１，５５の前段に
各々正規化部５３，５７を配置し、入力音声ベクトルの
各要素を、これらの正規化部５３，５７でその絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化したの
ち、相関算出部５１，５５に供給してここで音声合成ベ
クトルとの相関を求め、この相関値および２乗和算出部
５２，５６で算出された上記音声合成ベクトルの２乗和
の値を基に、２乗誤差計算部４１，４９により２乗誤差
を計算するようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声信号や映像信号等
の信号系列を符号化するために用いられるベクトル量子
化方式に関する。
の信号系列を符号化するために用いられるベクトル量子
化方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベクトル量子化は、音声信号や画像信号
の符号化を効率的に行なう手法として現在最も注目され
ている技術の一つである。特に、音声信号の符号化の分
野においては、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Predic
tion）方式またはＶＸＣ（Vector Excited Coding ）方
式が、ベクトル量子化を適用した優れた方式として知ら
れている。ＣＥＬＰ方式の詳細な点については、M.R.Sc
hroeder 氏とB.S.Atal氏の“Code-Excited Linear Pred
iction(CELP):High-Quality Speech At Very LowBit Ra
tes”in Proc.ICASSP,1985.pp.937-939に述べられてい
る。
の符号化を効率的に行なう手法として現在最も注目され
ている技術の一つである。特に、音声信号の符号化の分
野においては、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Predic
tion）方式またはＶＸＣ（Vector Excited Coding ）方
式が、ベクトル量子化を適用した優れた方式として知ら
れている。ＣＥＬＰ方式の詳細な点については、M.R.Sc
hroeder 氏とB.S.Atal氏の“Code-Excited Linear Pred
iction(CELP):High-Quality Speech At Very LowBit Ra
tes”in Proc.ICASSP,1985.pp.937-939に述べられてい
る。
【０００３】以下、図面を参照して簡単にＣＥＬＰ方式
について説明する。図１５はＣＥＬＰ方式を適用した音
声符号化回路の原理的な構成を示すブロック図である。
同図において、音声信号の信号系列は入力端子１１を経
てブロック切出し部１２に導かれ、このブロック切出し
部１２おいてＬ個のサンプル値を１つのフレームとして
長さＬの入力音声信号ベクトルに分割される。そしてこ
の音声信号ベクトルはＬＰＣ分析部１３に導入される。
このＬＰＣ分析部１３では、自己相関法等により音声信
号のＬＰＣ分析が行なわれ、これによりＬＰＣ予測パラ
メータ｛ａi ｝（ｉ＝１，…，Ｐ）が抽出される。この
ＬＰＣ予測パラメータはＬＰＣ合成フィルタ１９に供給
にされる。尚、Ｐは予測次数である。
について説明する。図１５はＣＥＬＰ方式を適用した音
声符号化回路の原理的な構成を示すブロック図である。
同図において、音声信号の信号系列は入力端子１１を経
てブロック切出し部１２に導かれ、このブロック切出し
部１２おいてＬ個のサンプル値を１つのフレームとして
長さＬの入力音声信号ベクトルに分割される。そしてこ
の音声信号ベクトルはＬＰＣ分析部１３に導入される。
このＬＰＣ分析部１３では、自己相関法等により音声信
号のＬＰＣ分析が行なわれ、これによりＬＰＣ予測パラ
メータ｛ａi ｝（ｉ＝１，…，Ｐ）が抽出される。この
ＬＰＣ予測パラメータはＬＰＣ合成フィルタ１９に供給
にされる。尚、Ｐは予測次数である。
【０００４】また、上記ＬＰＣ分析部１３からはＬＰＣ
予測残差信号ベクトルが出力され、このＬＰＣ予測残差
信号ベクトルはピッチ分析部１４に入力される。ピッチ
分析部１４では、上記ＬＰＣ予測残差信号ベクトルを用
いて音声の長期的予測であるピッチ分析が行なわれ、ピ
ッチ周期Ｔp と、ゲインパラメータｂとが抽出される。
この抽出されたピッチ周期Ｔp およびゲインパラメータ
は、ともにピッチ合成フィルタ１８に供給される。
予測残差信号ベクトルが出力され、このＬＰＣ予測残差
信号ベクトルはピッチ分析部１４に入力される。ピッチ
分析部１４では、上記ＬＰＣ予測残差信号ベクトルを用
いて音声の長期的予測であるピッチ分析が行なわれ、ピ
ッチ周期Ｔp と、ゲインパラメータｂとが抽出される。
この抽出されたピッチ周期Ｔp およびゲインパラメータ
は、ともにピッチ合成フィルタ１８に供給される。
【０００５】次に合成音声生成の過程について説明す
る。コードブック１５には、次元数（ベクトルの要素
数）ｋのｎ個の白色雑音ベクトルが予め記憶されてい
る。ここで、ｋは一般にＬ／ｋが整数になるように選ば
れる。上記各白色雑音ベクトルはコードブック１５から
一つずつ読み出され、乗算器１６で先ずゲインパラメー
タ発生部１７から発生されたゲインパラメータと乗算さ
れる。そして、上記ピッチ合成フィルタ１８およびＬＰ
Ｃ合成フィルタ１９によりそれぞれフィルタ演算が行な
われて、合成音声ベクトルが生成される。この時のピッ
チ合成フィルタ１８の伝達関数Ｐ（Ｚ）とＬＰＣ合成フ
ィルタ１９の伝達関数Ａ（Ｚ）は次の通りである。
る。コードブック１５には、次元数（ベクトルの要素
数）ｋのｎ個の白色雑音ベクトルが予め記憶されてい
る。ここで、ｋは一般にＬ／ｋが整数になるように選ば
れる。上記各白色雑音ベクトルはコードブック１５から
一つずつ読み出され、乗算器１６で先ずゲインパラメー
タ発生部１７から発生されたゲインパラメータと乗算さ
れる。そして、上記ピッチ合成フィルタ１８およびＬＰ
Ｃ合成フィルタ１９によりそれぞれフィルタ演算が行な
われて、合成音声ベクトルが生成される。この時のピッ
チ合成フィルタ１８の伝達関数Ｐ（Ｚ）とＬＰＣ合成フ
ィルタ１９の伝達関数Ａ（Ｚ）は次の通りである。
【０００６】
【数１】
【０００７】
【数２】
【０００８】そうして生成された合成音声ベクトルは、
比較器２０で目標ベクトルである入力音声ベクトルと比
較される。そして、その比較出力は重み付けフィルタ２
１を経たのち２乗誤差計算部２２に導入され、ここで２
乗距離歪Ｅj が求められる。さらにこの２乗距離歪Ｅj
の値は最小歪探索部２３ｉ導入され、ここでその最小値
が検出される。
比較器２０で目標ベクトルである入力音声ベクトルと比
較される。そして、その比較出力は重み付けフィルタ２
１を経たのち２乗誤差計算部２２に導入され、ここで２
乗距離歪Ｅj が求められる。さらにこの２乗距離歪Ｅj
の値は最小歪探索部２３ｉ導入され、ここでその最小値
が検出される。
【０００９】以上の合成音声生成過程は、ｎ個の白色雑
音ベクトル全てについて行なわれ、これにより２乗距離
歪Ｅj の最小値を与える白色雑音ベクトルの番号ｊが選
ばれる。つまり、ＣＥＬＰ方式は音声合成の過程におけ
る合成フィルタの駆動信号にコードブックを用いること
によってベクトル量子化を行なっているところに特徴が
ある。尚、入力音声ベクトルは長さＬであるため、この
過程はＬ／ｋ回繰り返されることになる。また、図中の
重み付けフィルタ５は誤差信号のスペクトルを整形し
て、人間の耳によって知覚されるであろう歪を低減する
ために用いられており、その伝達関数は次式で与えられ
る。
音ベクトル全てについて行なわれ、これにより２乗距離
歪Ｅj の最小値を与える白色雑音ベクトルの番号ｊが選
ばれる。つまり、ＣＥＬＰ方式は音声合成の過程におけ
る合成フィルタの駆動信号にコードブックを用いること
によってベクトル量子化を行なっているところに特徴が
ある。尚、入力音声ベクトルは長さＬであるため、この
過程はＬ／ｋ回繰り返されることになる。また、図中の
重み付けフィルタ５は誤差信号のスペクトルを整形し
て、人間の耳によって知覚されるであろう歪を低減する
ために用いられており、その伝達関数は次式で与えられ
る。
【００１０】
【数３】
【００１１】
【数４】
【００１２】尚、実際にＣＥＬＰ方式を用いて入力信号
を符号化し伝送する場合には、ＬＰＣ予測パラメータ、
ピッチ周期、ピッチのゲインパラメータ、コードブック
番号およびコードブックゲインがそれぞれ符号化されて
伝送される。
を符号化し伝送する場合には、ＬＰＣ予測パラメータ、
ピッチ周期、ピッチのゲインパラメータ、コードブック
番号およびコードブックゲインがそれぞれ符号化されて
伝送される。
【００１３】一方、図１６はＣＥＬＰ方式を適用した音
声符号化回路の他の原理的な構成例を示すブロック図で
ある。尚、同図において前記図１５と同一部分には同一
符号を付してある。
声符号化回路の他の原理的な構成例を示すブロック図で
ある。尚、同図において前記図１５と同一部分には同一
符号を付してある。
【００１４】図１６において、重み付けフィルタ２１
は、コードブック１５の探索ループ内からループ外に移
動させられている。これは、ピッチ合成フィルタ１８の
Ｐ（Ｚ）をＰ（Ｚ／γ）、ＬＰＣ合成フィルタ１９のＡ
（Ｚ）をＡ（Ｚ／γ）とすることにより、同じ機能をも
たせたまま計算量を少なくすることを可能とする。
は、コードブック１５の探索ループ内からループ外に移
動させられている。これは、ピッチ合成フィルタ１８の
Ｐ（Ｚ）をＰ（Ｚ／γ）、ＬＰＣ合成フィルタ１９のＡ
（Ｚ）をＡ（Ｚ／γ）とすることにより、同じ機能をも
たせたまま計算量を少なくすることを可能とする。
【００１５】また、ピッチ合成フィルタ１８とＬＰＣ合
成フィルタ１９のフィルタ演算における初期メモリが、
コードブック１５の探索に影響を与えないようにしてい
る。すなわち、初期メモリを持ったピッチ合成フィルタ
２４とＬＰＣ合成フィルタ２５とが新たに設けられてい
る。このＬＰＣ合成フィルタ２５からは零入力ベクトル
が出力され、減算器２６に供給される。この減算器２６
では、重み付けフィルタ２１から出力された重み付き入
力音声ベクトルから、上記零入力ベクトルが差し引かれ
る。比較器２０では、上記減算器２６から出力される初
期化された重み付け入力音声ベクトルと、ＬＰＣ合成フ
ィルタ１９の出力ベクトルとの比較が行なわれる。すな
わち、上記重み付けフィルタ２１の出力ベクトルから上
記ＬＰＣ合成フィルタ２５を予め差し引いた重み付き入
力音声ベクトルが目標ベクトルとなり、これによりピッ
チ合成フィルタ１８とＬＰＣ合成フィルタ１９の初期メ
モリが零に設定される。
成フィルタ１９のフィルタ演算における初期メモリが、
コードブック１５の探索に影響を与えないようにしてい
る。すなわち、初期メモリを持ったピッチ合成フィルタ
２４とＬＰＣ合成フィルタ２５とが新たに設けられてい
る。このＬＰＣ合成フィルタ２５からは零入力ベクトル
が出力され、減算器２６に供給される。この減算器２６
では、重み付けフィルタ２１から出力された重み付き入
力音声ベクトルから、上記零入力ベクトルが差し引かれ
る。比較器２０では、上記減算器２６から出力される初
期化された重み付け入力音声ベクトルと、ＬＰＣ合成フ
ィルタ１９の出力ベクトルとの比較が行なわれる。すな
わち、上記重み付けフィルタ２１の出力ベクトルから上
記ＬＰＣ合成フィルタ２５を予め差し引いた重み付き入
力音声ベクトルが目標ベクトルとなり、これによりピッ
チ合成フィルタ１８とＬＰＣ合成フィルタ１９の初期メ
モリが零に設定される。
【００１６】また、同時にこの回路であれば、図１５で
は合成フィルタで行なわれていたフィルタ演算を、コー
ドベクトルと次のｋ×ｋの下方の三角行列との積で表わ
すことが可能になる。
は合成フィルタで行なわれていたフィルタ演算を、コー
ドベクトルと次のｋ×ｋの下方の三角行列との積で表わ
すことが可能になる。
【００１７】
【数５】
【００１８】ここで、ｋはコードブック１５のコードベ
クトルの次元数（要素数）であり、ｈ(i) （ｉ＝１，
…，ｋ）は、Ｈ（Ｚ／γ）の初期メモリが零の時の長さ
ｋのインパルス応答である。
クトルの次元数（要素数）であり、ｈ(i) （ｉ＝１，
…，ｋ）は、Ｈ（Ｚ／γ）の初期メモリが零の時の長さ
ｋのインパルス応答である。
【００１９】上記比較器２０から出力された音声合成ベ
クトルは、２乗誤差計算部２２で次式の２乗距離歪Ｅj
が求められ、最小歪探索部２３によりその最小値が求め
られる。
クトルは、２乗誤差計算部２２で次式の２乗距離歪Ｅj
が求められ、最小歪探索部２３によりその最小値が求め
られる。
【００２０】
【数６】 ここで、Ｘt は目標とする入力ベクトル、Ｃj はｊ番目
のコードベクトルγjはｊ番目のコードベクトルに対す
る最適なゲインパラメータである。上記Ｅj を求めて、
その最小値を与えるベクトル番号ｊを求めるためのフロ
ーチャートを図１７に示す。
のコードベクトルγjはｊ番目のコードベクトルに対す
る最適なゲインパラメータである。上記Ｅj を求めて、
その最小値を与えるベクトル番号ｊを求めるためのフロ
ーチャートを図１７に示す。
【００２１】一方、ＣＥＬＰ方式の音質を改善する方式
として、ピッチ予測の閉ループ化あるいは適応コードブ
ックと呼ばれる方式が知られている。この方式の詳細な
点については、W.B.Kleijin,D.J.Krasinski,and RH.Ket
chum, “Improved Speech Quality and Efficient Vect
or Quantization in CELP ”in Proc ICASSP,1988.pp.1
55-158に述べられている。
として、ピッチ予測の閉ループ化あるいは適応コードブ
ックと呼ばれる方式が知られている。この方式の詳細な
点については、W.B.Kleijin,D.J.Krasinski,and RH.Ket
chum, “Improved Speech Quality and Efficient Vect
or Quantization in CELP ”in Proc ICASSP,1988.pp.1
55-158に述べられている。
【００２２】以下、簡単にピッチ予測の閉ループ化ある
いは適応コードブックと呼ばれる方法を用いたＣＥＬＰ
方式について説明する。前記図１５に示したＣＥＬＰ方
式と、ピッチ予測の閉ループ化あるいは適応コードブッ
クと呼ばれる方法を用いたＣＥＬＰ方式との違いは、ピ
ッチ分析の方式にある。前者では、ＬＰＣ分析部１３か
ら出力されたＬＰＣ予測残差信号ベクトルによりピッチ
分析が行なわれている。一方後者では、ピッチ分析がコ
ードブックの探索同様に閉ループ化されているところに
特徴がある。
いは適応コードブックと呼ばれる方法を用いたＣＥＬＰ
方式について説明する。前記図１５に示したＣＥＬＰ方
式と、ピッチ予測の閉ループ化あるいは適応コードブッ
クと呼ばれる方法を用いたＣＥＬＰ方式との違いは、ピ
ッチ分析の方式にある。前者では、ＬＰＣ分析部１３か
ら出力されたＬＰＣ予測残差信号ベクトルによりピッチ
分析が行なわれている。一方後者では、ピッチ分析がコ
ードブックの探索同様に閉ループ化されているところに
特徴がある。
【００２３】ピッチ予測の閉ループ化あるいは適応コー
ドブックと呼ばれる方法を用いたＣＥＬＰ方式において
は、ＬＰＣ合成フィルタの駆動信号を、ピッチの探索範
囲ａ〜ｂに渡って可変される遅延器で遅延することによ
りピッチ周期ｊに対する駆動信号ベクトルを作る。そし
て、この駆動信号ベクトルに所定のゲインパラメータを
乗算したのち、ＬＰＣ合成フィルタでフィルタ演算し、
その演算出力を目標ベクトルである前のフレームの影響
を除いた重み付き入力ベクトルと比較する。そして、そ
の比較結果を基に次式の２乗距離歪Ｅj を求め、この２
乗距離歪Ｅj が最小となるときの上記駆動信号ベクトル
を探す。
ドブックと呼ばれる方法を用いたＣＥＬＰ方式において
は、ＬＰＣ合成フィルタの駆動信号を、ピッチの探索範
囲ａ〜ｂに渡って可変される遅延器で遅延することによ
りピッチ周期ｊに対する駆動信号ベクトルを作る。そし
て、この駆動信号ベクトルに所定のゲインパラメータを
乗算したのち、ＬＰＣ合成フィルタでフィルタ演算し、
その演算出力を目標ベクトルである前のフレームの影響
を除いた重み付き入力ベクトルと比較する。そして、そ
の比較結果を基に次式の２乗距離歪Ｅj を求め、この２
乗距離歪Ｅj が最小となるときの上記駆動信号ベクトル
を探す。
【００２４】
【数７】
【００２５】ただし、ｊはａ≦ｊ≦ｂであり、Ｘt は目
標ベクトル、Ｂj はピッチ周期ｊの時の駆動信号ベクト
ル、γj はピッチ周期ｊに対する最適な利得因数、Ｈは
前記第(5) 式で与えられるｋ×ｋの下方三角行列、ｈ
(i) （ｉ＝１，…，ｋ）はＡ（Ｚ／γ）の初期メモリが
零の時の長さｋのインパルス応答である。上記２乗距離
歪Ｅj を求めて、その最小値を与えるピッチ周期ｊを求
めるフローチャートを図１８に示す。
標ベクトル、Ｂj はピッチ周期ｊの時の駆動信号ベクト
ル、γj はピッチ周期ｊに対する最適な利得因数、Ｈは
前記第(5) 式で与えられるｋ×ｋの下方三角行列、ｈ
(i) （ｉ＝１，…，ｋ）はＡ（Ｚ／γ）の初期メモリが
零の時の長さｋのインパルス応答である。上記２乗距離
歪Ｅj を求めて、その最小値を与えるピッチ周期ｊを求
めるフローチャートを図１８に示す。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近この種
のＣＥＬＰ方式を採用した音声コーデックには、ＤＳＰ
（Digital signal processor）が使用されるようになっ
ている。この場合ＤＳＰとしては、ＣＥＬＰ方式の演算
処理においてａj およびｂj を算出するには、入力音声
レベルの変動を考慮して広いダイナミックレンジが必要
なため、一般に浮動小数点形のＤＳＰが使用される。し
かし、浮動小数点形のＤＳＰは回路規模が大きく非常に
高価である。
のＣＥＬＰ方式を採用した音声コーデックには、ＤＳＰ
（Digital signal processor）が使用されるようになっ
ている。この場合ＤＳＰとしては、ＣＥＬＰ方式の演算
処理においてａj およびｂj を算出するには、入力音声
レベルの変動を考慮して広いダイナミックレンジが必要
なため、一般に浮動小数点形のＤＳＰが使用される。し
かし、浮動小数点形のＤＳＰは回路規模が大きく非常に
高価である。
【００２７】そこで、比較的小形で安価な固定小数点形
のＤＳＰの使用が試みられている。しかし、この固定小
数点形のＤＳＰをそのまま用いたのでは、演算精度が低
下するため、音声品質の劣化を招き非常に好ましくな
い。例えば、１６ビット程度の比較的短い語長の固定小
数点ＤＳＰを用いてコードブックの探索を行なう場合に
は、入力信号ベクトルＸt が入力信号レベルにより変動
するため、ｂj を算出するには広いダイナミックレンジ
が必要となり、この結果２乗距離歪Ｅj の最小値を正確
に求めることが困難である。また、同様の固定小数点Ｄ
ＳＰを使用して閉ループあるいは適応コードブックと呼
ばれるピッチ周期の探索を行なう場合にも、入力信号ベ
クトルＸt が入力信号レベルによって変動し、これによ
りｂj またはＢj が時間的に変動するため、ａj を求め
るためには広いダイナミックレンジが必要となり、結果
的に２乗距離歪Ｅj の最小値を正確に求めることは困難
である。
のＤＳＰの使用が試みられている。しかし、この固定小
数点形のＤＳＰをそのまま用いたのでは、演算精度が低
下するため、音声品質の劣化を招き非常に好ましくな
い。例えば、１６ビット程度の比較的短い語長の固定小
数点ＤＳＰを用いてコードブックの探索を行なう場合に
は、入力信号ベクトルＸt が入力信号レベルにより変動
するため、ｂj を算出するには広いダイナミックレンジ
が必要となり、この結果２乗距離歪Ｅj の最小値を正確
に求めることが困難である。また、同様の固定小数点Ｄ
ＳＰを使用して閉ループあるいは適応コードブックと呼
ばれるピッチ周期の探索を行なう場合にも、入力信号ベ
クトルＸt が入力信号レベルによって変動し、これによ
りｂj またはＢj が時間的に変動するため、ａj を求め
るためには広いダイナミックレンジが必要となり、結果
的に２乗距離歪Ｅj の最小値を正確に求めることは困難
である。
【００２８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その第１の目的は、コードブックの探索を行なうた
めの演算処理を、固定小数点形の演算回路を使用して高
精度にしかも少ない演算量で行なえるようにし、これに
より演算回路の小形化および低価格化を可能とし、しか
も高精度の演算を高速度に行ない得るベクトル量子化方
式を提供することである。
で、その第１の目的は、コードブックの探索を行なうた
めの演算処理を、固定小数点形の演算回路を使用して高
精度にしかも少ない演算量で行なえるようにし、これに
より演算回路の小形化および低価格化を可能とし、しか
も高精度の演算を高速度に行ない得るベクトル量子化方
式を提供することである。
【００２９】また本発明の第２の目的は、ピッチ周期の
探索を行なうための演算処理を、固定小数点形の演算回
路を使用して高精度にしかも少ない演算量で行なえるよ
うにし、これにより演算回路の小形化および低価格化を
可能とし、しかも高精度の演算を高速度に行ない得るベ
クトル量子化方式を提供することである。
探索を行なうための演算処理を、固定小数点形の演算回
路を使用して高精度にしかも少ない演算量で行なえるよ
うにし、これにより演算回路の小形化および低価格化を
可能とし、しかも高精度の演算を高速度に行ない得るベ
クトル量子化方式を提供することである。
【００３０】さらに本発明の第３の目的は、入力信号の
レベル変動ばかりでなく駆動信号のレベル変動をも考慮
することにより、固定小数点形の演算回路を使用したベ
クトルピッチ周期の探索演算処理をさらに高精度に行な
うことができるベクトル量子化方式を提供することであ
る。
レベル変動ばかりでなく駆動信号のレベル変動をも考慮
することにより、固定小数点形の演算回路を使用したベ
クトルピッチ周期の探索演算処理をさらに高精度に行な
うことができるベクトル量子化方式を提供することであ
る。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明は、コードブックに予め蓄えられた複数
のコードベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を
行ない、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベ
クトルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小とな
るコードベクトルを上記コードブック中から探索する演
算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行するベクト
ル量子化方式において、上記２乗誤差の算出に供する前
の入力信号ベクトルの各要素を、これらの各要素の絶対
値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化し、
この正規化された入力信号ベクトルを上記演算ベクトル
とともに２乗誤差の算出に供するようにしたものであ
る。
るために本発明は、コードブックに予め蓄えられた複数
のコードベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を
行ない、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベ
クトルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小とな
るコードベクトルを上記コードブック中から探索する演
算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行するベクト
ル量子化方式において、上記２乗誤差の算出に供する前
の入力信号ベクトルの各要素を、これらの各要素の絶対
値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化し、
この正規化された入力信号ベクトルを上記演算ベクトル
とともに２乗誤差の算出に供するようにしたものであ
る。
【００３２】また上記第２の目的を達成するために他の
本発明は、ピッチ周期に応じて作成された複数の駆動信
号ベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を行な
い、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベクト
ルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小となる駆
動信号ベクトルを前記複数の駆動信号ベクトル中から探
索する演算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行す
るベクトル量子化方式において、上記２乗誤差の算出に
供する前の入力信号ベクトルの各要素を、これらの各要
素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正
規化し、この正規化された入力信号ベクトルを上記演算
ベクトルとともに２乗誤差の算出に供するようにしたも
のである。
本発明は、ピッチ周期に応じて作成された複数の駆動信
号ベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を行な
い、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベクト
ルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小となる駆
動信号ベクトルを前記複数の駆動信号ベクトル中から探
索する演算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行す
るベクトル量子化方式において、上記２乗誤差の算出に
供する前の入力信号ベクトルの各要素を、これらの各要
素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正
規化し、この正規化された入力信号ベクトルを上記演算
ベクトルとともに２乗誤差の算出に供するようにしたも
のである。
【００３３】さらに上記第３の目的を達成するために別
の本発明は、ピッチ周期に応じて作成された複数の駆動
信号ベクトルを適応コードブックに蓄積し、この適応コ
ードブックに蓄積された各駆動信号ベクトルに対しそれ
ぞれ所定のフィルタ演算を行ない、これにより得られた
演算ベクトルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出し
てこの２乗誤差が最小となる駆動信号ベクトルを上記複
数の駆動信号ベクトル中から探索する演算を、固定小数
点形の演算回路を用いて実行するベクトル量子化方式に
おいて、上記２乗誤差の算出に供する前の入力信号ベク
トルの各要素を、これらの要素の絶対値の最大値を超え
る最小の２のべき乗により正規化するとともに、上記２
乗誤差の算出に供する前の駆動信号ベクトルの各要素
を、すべての駆動信号ベクトルの要素中の絶対値の最大
値を超える最小の２のべき乗により正規化し、これらの
正規化された入力信号ベクトルおよび正規化された演算
ベクトルを２乗誤差の算出に供するようにしたものであ
る。
の本発明は、ピッチ周期に応じて作成された複数の駆動
信号ベクトルを適応コードブックに蓄積し、この適応コ
ードブックに蓄積された各駆動信号ベクトルに対しそれ
ぞれ所定のフィルタ演算を行ない、これにより得られた
演算ベクトルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出し
てこの２乗誤差が最小となる駆動信号ベクトルを上記複
数の駆動信号ベクトル中から探索する演算を、固定小数
点形の演算回路を用いて実行するベクトル量子化方式に
おいて、上記２乗誤差の算出に供する前の入力信号ベク
トルの各要素を、これらの要素の絶対値の最大値を超え
る最小の２のべき乗により正規化するとともに、上記２
乗誤差の算出に供する前の駆動信号ベクトルの各要素
を、すべての駆動信号ベクトルの要素中の絶対値の最大
値を超える最小の２のべき乗により正規化し、これらの
正規化された入力信号ベクトルおよび正規化された演算
ベクトルを２乗誤差の算出に供するようにしたものであ
る。
【００３４】また、この発明において第２の正規化手段
は、適応コードブックから読み出された駆動信号ベクト
ルの各要素を、すべての駆動信号ベクトルの要素中の絶
対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化す
るように構成してもよく、また適応コードブックに蓄積
する前の駆動信号の各要素を、これらの要素の絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化するよう
に構成してもよい。
は、適応コードブックから読み出された駆動信号ベクト
ルの各要素を、すべての駆動信号ベクトルの要素中の絶
対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化す
るように構成してもよく、また適応コードブックに蓄積
する前の駆動信号の各要素を、これらの要素の絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化するよう
に構成してもよい。
【００３５】
【作用】この結果本発明および他の本発明によれば、コ
ードブックを探索する場合にも、またピッチを探索する
場合にも、入力信号ベクトルの各要素が、その絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化されたの
ち、演算ベクトルとともに２乗誤差を算出するための演
算に供される。このため、入力信号のレベル変動が生じ
ても、上記正規化によりその変動が情報を損失すること
なく抑圧されたのち２乗誤差の算出が行なわれることに
なる。したがって、例えば広いダイナミックレンジを持
たない固定小数点形のＤＳＰを使用する場合でも、２乗
誤差の比較演算を精度良く行なうことが可能となる。ま
た、正規化は入力信号ベクトルに対してのみ行なわれる
ので、演算量の大幅な増加を生じずに実現できる。
ードブックを探索する場合にも、またピッチを探索する
場合にも、入力信号ベクトルの各要素が、その絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化されたの
ち、演算ベクトルとともに２乗誤差を算出するための演
算に供される。このため、入力信号のレベル変動が生じ
ても、上記正規化によりその変動が情報を損失すること
なく抑圧されたのち２乗誤差の算出が行なわれることに
なる。したがって、例えば広いダイナミックレンジを持
たない固定小数点形のＤＳＰを使用する場合でも、２乗
誤差の比較演算を精度良く行なうことが可能となる。ま
た、正規化は入力信号ベクトルに対してのみ行なわれる
ので、演算量の大幅な増加を生じずに実現できる。
【００３６】また別の本発明によれば、ピッチを探索す
る場合に、入力信号ベクトルの各要素がこれらの要素の
絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化
され、かつ駆動信号ベクトルの各要素がすべての駆動信
号ベクトルの要素中の絶対値の最大値を超える最小の２
のべき乗により正規化されたのち、それぞれ２乗誤差を
算出するための演算に供される。このため、入力信号レ
ベルの変動が生じても、また駆動信号レベルの変動が生
じても、上記正規化によりその変動が情報を損失するこ
となく抑圧されたのち２乗誤差の算出に供されることに
なる。したがって、例えば広いダイナミックレンジを持
たない固定小数点形のＤＳＰを使用する場合でも、２乗
誤差の比較演算をさらに高精度に行なうことが可能とな
る。
る場合に、入力信号ベクトルの各要素がこれらの要素の
絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化
され、かつ駆動信号ベクトルの各要素がすべての駆動信
号ベクトルの要素中の絶対値の最大値を超える最小の２
のべき乗により正規化されたのち、それぞれ２乗誤差を
算出するための演算に供される。このため、入力信号レ
ベルの変動が生じても、また駆動信号レベルの変動が生
じても、上記正規化によりその変動が情報を損失するこ
となく抑圧されたのち２乗誤差の算出に供されることに
なる。したがって、例えば広いダイナミックレンジを持
たない固定小数点形のＤＳＰを使用する場合でも、２乗
誤差の比較演算をさらに高精度に行なうことが可能とな
る。
【００３７】
（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例に係る
ベクトル量子化方式を適用した音声符号化回路の原理的
な構成を示すブロック図である。
ベクトル量子化方式を適用した音声符号化回路の原理的
な構成を示すブロック図である。
【００３８】同図において、音声信号の信号系列は入力
端子３１から入力され、ブロック切出し部３２に導入さ
れる。このブロック切出し部３２では、Ｌ個のサンプル
値を１つのフレームとして長さＬの入力音声ベクトルに
ブロック分けされ、このブロック分けされた入力音声ベ
クトルはＬＰＣ分析部３３および重み付けフィルタ３４
に供給される。ＬＰＣ分析部３３は、自己相関法等を用
いて音声信号のＬＰＣ分析を行い、ＬＰＣ予測パラメー
タ｛ａi ｝（ｉ＝１，…，Ｐ）を抽出する。この抽出さ
れたＬＰＣ予測パラメータは、ＬＰＣ合成フィルタ３
６，３６，４７で利用される。
端子３１から入力され、ブロック切出し部３２に導入さ
れる。このブロック切出し部３２では、Ｌ個のサンプル
値を１つのフレームとして長さＬの入力音声ベクトルに
ブロック分けされ、このブロック分けされた入力音声ベ
クトルはＬＰＣ分析部３３および重み付けフィルタ３４
に供給される。ＬＰＣ分析部３３は、自己相関法等を用
いて音声信号のＬＰＣ分析を行い、ＬＰＣ予測パラメー
タ｛ａi ｝（ｉ＝１，…，Ｐ）を抽出する。この抽出さ
れたＬＰＣ予測パラメータは、ＬＰＣ合成フィルタ３
６，３６，４７で利用される。
【００３９】重み付けフィルタ３４は、入力音声ベクト
ルに対し重み付けを行なうもので、コードブックの探索
およびピッチ周期の探索の各ループの外に設けられてい
る。この重み付けフィルタ３４により、ＬＰＣ合成フィ
ルタ３６，３８，４７でＡ（Ｚ）をＡ（Ｚ／γ）として
誤差信号のスペクトルを整形し、これにより人間の耳に
よって知覚されるであろう歪を低減することが可能とな
る。また、重み付けフィルタ３４を探索ループ外に設け
たことにより、コードブックおよびピッチ周期を探索す
る際の計算量を少なくすることが可能となる。上記重み
付けフィルタ３４の伝達関数Ｗ（Ｚ）は次の式で与えら
れる。
ルに対し重み付けを行なうもので、コードブックの探索
およびピッチ周期の探索の各ループの外に設けられてい
る。この重み付けフィルタ３４により、ＬＰＣ合成フィ
ルタ３６，３８，４７でＡ（Ｚ）をＡ（Ｚ／γ）として
誤差信号のスペクトルを整形し、これにより人間の耳に
よって知覚されるであろう歪を低減することが可能とな
る。また、重み付けフィルタ３４を探索ループ外に設け
たことにより、コードブックおよびピッチ周期を探索す
る際の計算量を少なくすることが可能となる。上記重み
付けフィルタ３４の伝達関数Ｗ（Ｚ）は次の式で与えら
れる。
【００４０】
【数８】 ここにおいてγは（０≦γ≦１）であり、またＡ（Ｚ）
は
は
【００４１】
【数９】 で示される。
【００４２】また、本実施例の回路は、ＬＰＣ合成フィ
ルタ３８，４７のフィルタ演算で使用する初期メモリ
が、ピッチ周期の探索およびコードブックの探索に影響
を与えないようにしている。すなわち、初期メモリを持
ったＬＰＣ合成フィルタ３６が新たに設けられており、
このＬＰＣ合成フィルタ３６により零入力応答ベクトル
が作成される。そして、減算器３５において、上記重み
付けフィルタ３４から出力された重み付け入力音声ベク
トルから、上記零入力応答ベクトルが差し引かれ、これ
によりＬＰＣ合成フィルタ３８，４７の初期メモリは零
に設定される。また、同時にこれは、ピッチ周期を探索
するために使用されるＬＰＣ合成フィルタ３８のフィル
タ演算およびコードブックを探索するために使用される
ＬＰＣ合成フィルタ４７のフィルタ演算を、それぞれ駆
動信号ベクトルとｋ×ｋの下方三角行列との積およびコ
ードーベクトルとｋ×ｋの下方三角行列との積で表わす
ことを可能にしている。上記ｋ×ｋの下方三角行列Ｈ
は、
ルタ３８，４７のフィルタ演算で使用する初期メモリ
が、ピッチ周期の探索およびコードブックの探索に影響
を与えないようにしている。すなわち、初期メモリを持
ったＬＰＣ合成フィルタ３６が新たに設けられており、
このＬＰＣ合成フィルタ３６により零入力応答ベクトル
が作成される。そして、減算器３５において、上記重み
付けフィルタ３４から出力された重み付け入力音声ベク
トルから、上記零入力応答ベクトルが差し引かれ、これ
によりＬＰＣ合成フィルタ３８，４７の初期メモリは零
に設定される。また、同時にこれは、ピッチ周期を探索
するために使用されるＬＰＣ合成フィルタ３８のフィル
タ演算およびコードブックを探索するために使用される
ＬＰＣ合成フィルタ４７のフィルタ演算を、それぞれ駆
動信号ベクトルとｋ×ｋの下方三角行列との積およびコ
ードーベクトルとｋ×ｋの下方三角行列との積で表わす
ことを可能にしている。上記ｋ×ｋの下方三角行列Ｈ
は、
【００４３】
【数１０】
【００４４】のように表される。ここで、ｋは駆動信号
ベクトルおよびコードベクトルの次元数（要素数）であ
り、ｋは一般にＬ／ｋが整数になるように選ばれる。ま
た、ｈ(i) （ｉ＝１，…，ｋ）は、Ａ（Ｚ／γ）の初期
メモリが零の時の長さｋのインパルス応答である。
ベクトルおよびコードベクトルの次元数（要素数）であ
り、ｋは一般にＬ／ｋが整数になるように選ばれる。ま
た、ｈ(i) （ｉ＝１，…，ｋ）は、Ａ（Ｚ／γ）の初期
メモリが零の時の長さｋのインパルス応答である。
【００４５】ところで、ピッチ周期の探索ループは次の
ように構成される。すなわち、先ず駆動信号部４０に
は、ピッチ周期ｊに対応する駆動信号ベクトルが蓄積さ
れる。この駆動信号ベクトルは、乗算器４６でゲインパ
ラメータが乗算されたコードベクトルと、乗算器３９で
ゲインパラメータが乗算された駆動信号ベクトルとを加
算器４３で加算し、これにより得られたフィルタ駆動信
号ｅを遅延器４４で可変遅延することにより作成され
る。上記遅延器４４は、ピッチ周期の探索範囲ａ〜ｂに
渡って遅延量が変化するように構成されている。上記駆
動信号部４０から出力された駆動信号ベクトルは、乗算
器３９でゲインパラメータが乗算されたのち、ＬＰＣ合
成フィルタ３８に入力される。このＬＰＣ合成フィルタ
３８では、上記ゲインパラメータが乗算された駆動信号
ベクトルを基に、合成音声ベクトルを作成するためのフ
ィルタ演算が行なわれる。
ように構成される。すなわち、先ず駆動信号部４０に
は、ピッチ周期ｊに対応する駆動信号ベクトルが蓄積さ
れる。この駆動信号ベクトルは、乗算器４６でゲインパ
ラメータが乗算されたコードベクトルと、乗算器３９で
ゲインパラメータが乗算された駆動信号ベクトルとを加
算器４３で加算し、これにより得られたフィルタ駆動信
号ｅを遅延器４４で可変遅延することにより作成され
る。上記遅延器４４は、ピッチ周期の探索範囲ａ〜ｂに
渡って遅延量が変化するように構成されている。上記駆
動信号部４０から出力された駆動信号ベクトルは、乗算
器３９でゲインパラメータが乗算されたのち、ＬＰＣ合
成フィルタ３８に入力される。このＬＰＣ合成フィルタ
３８では、上記ゲインパラメータが乗算された駆動信号
ベクトルを基に、合成音声ベクトルを作成するためのフ
ィルタ演算が行なわれる。
【００４６】また、このピッチ周期探索ループは２乗誤
差計算部４１を有している。この２乗誤差計算部４１で
は、２乗距離歪みＥj を求めるための演算が行なわれ
る。その演算式は次のように表される。
差計算部４１を有している。この２乗誤差計算部４１で
は、２乗距離歪みＥj を求めるための演算が行なわれ
る。その演算式は次のように表される。
【００４７】
【数１１】
【００４８】ただし、ｊはピッチ周期であってａ≦ｊ≦
ｂの範囲に設定される。また、Ｘtは目標ベクトル、Ｂj
はピッチ周期ｊのときの駆動信号ベクトル、γｊはピ
ッチ周期ｊに対する最適な利得因数、Ｈは第(10)式で与
えられるｋ×ｋの下方三角行列である。
ｂの範囲に設定される。また、Ｘtは目標ベクトル、Ｂj
はピッチ周期ｊのときの駆動信号ベクトル、γｊはピ
ッチ周期ｊに対する最適な利得因数、Ｈは第(10)式で与
えられるｋ×ｋの下方三角行列である。
【００４９】上記第(11)式において、２乗距離歪みＥj
を最小とするコードベクトル番号ｊを求めるには、同式
の第２項を最大とするｊを求めればよい。この第２項の
うち（Ｘt ，ＨＢj ）は、前記減算器３５から出力され
た前のフレームの影響を除去した重み付き入力音声ベク
トルと、上記ＬＰＣ合成フィルタ３８から出力された合
成音声ベクトルとに基づいて、相関算出部５１により算
出される。また、上記第２項のうち‖ＨＢj ‖は、上記
ＬＰＣ合成フィルタ３８から出力された合成音声ベクト
ルを基に、２乗和算出部５２により算出される。そし
て、これらの相関算出部５１および２乗和算出部５２に
より得られた相関値および２乗和の値は、上記２乗誤差
計算部４１に入力される。この２乗誤差計算部４１で
は、先に述べたように２乗距離歪みＥj が算出され、こ
の算出されたＥj を基に最小歪み探索部４２でＥj の最
小値が探索されて、その探索結果はコードブック４０に
供給される。
を最小とするコードベクトル番号ｊを求めるには、同式
の第２項を最大とするｊを求めればよい。この第２項の
うち（Ｘt ，ＨＢj ）は、前記減算器３５から出力され
た前のフレームの影響を除去した重み付き入力音声ベク
トルと、上記ＬＰＣ合成フィルタ３８から出力された合
成音声ベクトルとに基づいて、相関算出部５１により算
出される。また、上記第２項のうち‖ＨＢj ‖は、上記
ＬＰＣ合成フィルタ３８から出力された合成音声ベクト
ルを基に、２乗和算出部５２により算出される。そし
て、これらの相関算出部５１および２乗和算出部５２に
より得られた相関値および２乗和の値は、上記２乗誤差
計算部４１に入力される。この２乗誤差計算部４１で
は、先に述べたように２乗距離歪みＥj が算出され、こ
の算出されたＥj を基に最小歪み探索部４２でＥj の最
小値が探索されて、その探索結果はコードブック４０に
供給される。
【００５０】すなわち、上記駆動信号部４０から乗算器
３９、ＬＰＣ合成フィルタ３８、比較器３７、相関・２
乗和算出部５１，５２、２乗誤差計算部４１および最小
歪探索部４２を介して駆動信号部４０に戻るループで
は、減算器３５から出力される前のフレームの影響を除
去した重み付き入力音声ベクトルを目標ベクトルとする
ピッチ探索が行なわれる。
３９、ＬＰＣ合成フィルタ３８、比較器３７、相関・２
乗和算出部５１，５２、２乗誤差計算部４１および最小
歪探索部４２を介して駆動信号部４０に戻るループで
は、減算器３５から出力される前のフレームの影響を除
去した重み付き入力音声ベクトルを目標ベクトルとする
ピッチ探索が行なわれる。
【００５１】ところで、上記相関算出部５１の前段には
正規化部５３が設けてある。この正規化部５３では、前
記減算器３５から出力された入力音声ベクトルの各要素
に対し、各要素の絶対値の最大値を超える最小の２のべ
き乗により正規化が行なわれる。この正規化により、入
力音声ベクトルをそのレベル変動に依存せずに短い語長
により表わすことが可能となる。図２乃至図３は、以上
述べたピッチ周期の探索を固定小数点形ＤＳＰで実現す
る場合の演算手順を示すフローチャートである。
正規化部５３が設けてある。この正規化部５３では、前
記減算器３５から出力された入力音声ベクトルの各要素
に対し、各要素の絶対値の最大値を超える最小の２のべ
き乗により正規化が行なわれる。この正規化により、入
力音声ベクトルをそのレベル変動に依存せずに短い語長
により表わすことが可能となる。図２乃至図３は、以上
述べたピッチ周期の探索を固定小数点形ＤＳＰで実現す
る場合の演算手順を示すフローチャートである。
【００５２】同図において、先ずステップＳ201 でｔの
値が初期設定されたのち、ステップＳ202 〜Ｓ204 で入
力信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、
先ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の
最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘ
MAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステッ
プＳ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要
素が正規化される。かくして正規化された入力信号ベク
トルＸt ′が求められる。
値が初期設定されたのち、ステップＳ202 〜Ｓ204 で入
力信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、
先ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の
最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘ
MAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステッ
プＳ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要
素が正規化される。かくして正規化された入力信号ベク
トルＸt ′が求められる。
【００５３】この正規化された入力信号ベクトルＸt ′
が求まると、次にステップＳ205 〜Ｓ212 によって２乗
距離歪みＥj の最小値を与えるピッチ周期ｊが選択され
る。その手順としては、先ずステップＳ205 でＨＢa が
行列−ベクトル積演算により求められる。そして、この
ＨＢa を基にステップＳ206 ，Ｓ207 でそれぞれ‖ＨＢ
a ‖および（Ｘt ′，ＨＢa ）2 が求められる。そうし
て初期要素が求められると、次にステップＳ208 〜Ｓ21
2 により他の各要素が再帰的に繰り返し算出される。す
なわち、ステップＳ208 にてｊの値がa+1 〜ｂの範囲で
順に一つ設定される毎に、ステップＳ209 で一つ前の要
素ＨＢj-1 に基づいて要素ＨＢj が再帰的に求められ
る。そして、このＨＢj を基にステップＳ210 およびス
テップＳ211 でそれぞれａj ＝‖ＨＢj ‖およびｂj ＝
（Ｘt ，ＨＢj ）2 が求められる。またステップＳ212
では、上記算出結果から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行
なわれる。そうして、すべてのｊについてＨＢj が求め
られ、それに応じた歪みＥjの大小判定が終了すると、
この判定結果に従って２乗距離歪みＥj が最も小さい駆
動信号ベクトルが選ばれる。
が求まると、次にステップＳ205 〜Ｓ212 によって２乗
距離歪みＥj の最小値を与えるピッチ周期ｊが選択され
る。その手順としては、先ずステップＳ205 でＨＢa が
行列−ベクトル積演算により求められる。そして、この
ＨＢa を基にステップＳ206 ，Ｓ207 でそれぞれ‖ＨＢ
a ‖および（Ｘt ′，ＨＢa ）2 が求められる。そうし
て初期要素が求められると、次にステップＳ208 〜Ｓ21
2 により他の各要素が再帰的に繰り返し算出される。す
なわち、ステップＳ208 にてｊの値がa+1 〜ｂの範囲で
順に一つ設定される毎に、ステップＳ209 で一つ前の要
素ＨＢj-1 に基づいて要素ＨＢj が再帰的に求められ
る。そして、このＨＢj を基にステップＳ210 およびス
テップＳ211 でそれぞれａj ＝‖ＨＢj ‖およびｂj ＝
（Ｘt ，ＨＢj ）2 が求められる。またステップＳ212
では、上記算出結果から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行
なわれる。そうして、すべてのｊについてＨＢj が求め
られ、それに応じた歪みＥjの大小判定が終了すると、
この判定結果に従って２乗距離歪みＥj が最も小さい駆
動信号ベクトルが選ばれる。
【００５４】そうして上記ピッチ周期の探索により最適
なピッチ周期ｊが求まると、比較器３７では減算器３５
から出力された前のフレームの影響を除いた重み付き入
力音声ベクトルから、上記最適なピッチ周期ｊによる合
成音声ベクトルが差し引かれ、これにより前のフレーム
の影響とピッチによる影響を除いた重み付き入力音声ベ
クトルが得られる。この入力音声ベクトルはコードブッ
ク探索ループの比較器４８に供給される。
なピッチ周期ｊが求まると、比較器３７では減算器３５
から出力された前のフレームの影響を除いた重み付き入
力音声ベクトルから、上記最適なピッチ周期ｊによる合
成音声ベクトルが差し引かれ、これにより前のフレーム
の影響とピッチによる影響を除いた重み付き入力音声ベ
クトルが得られる。この入力音声ベクトルはコードブッ
ク探索ループの比較器４８に供給される。
【００５５】一方、コードブックの探索ループは次のよ
うに構成される。すなわち、このループはコードブック
４５を有しており、このコードブック４５には白色雑音
から構成されるｎ個のコードベクトルが蓄積されてい
る。このコードブック４５から読み出されたコードベク
トルは、乗算器４６でゲインパラメータが乗算されたの
ち、ＬＰＣ合成フィルタ４７で合成音声ベクトルを作成
するためのフィルタ演算が行なわれる。このＬＰＣ合成
フィルタ４７により作成された合成音声ベクトルが入力
される比較器４８では、前記ピッチ周期探索ループの比
較器３７から供給された重み付き入力音声ベクトルか
ら、上記合成音声ベクトルが差し引かれ、これにより得
られた誤差ベクトルは２乗誤差計算部４９に供給され
る。この２乗誤差計算部４９では２乗距離による歪みＥ
j が求められ、この２乗距離歪みＥj の最小値の探索が
最小歪探索部５０で行なわれる。すなわち、以上のルー
プでは、前記ピッチ周期探索ループの比較器３７から出
力された、前のフレームの影響とピッチによる影響とを
除いた重み付き入力音声ベクトルを目標ベクトルとし
て、コードブック４５中のコードベクトルのうちからそ
の誤差の２乗距離歪Ｅj が最も小さくなるコードベクト
ル番号ｊを選択するための演算が繰り返し行なわれる。
この演算は次式で表わされる。
うに構成される。すなわち、このループはコードブック
４５を有しており、このコードブック４５には白色雑音
から構成されるｎ個のコードベクトルが蓄積されてい
る。このコードブック４５から読み出されたコードベク
トルは、乗算器４６でゲインパラメータが乗算されたの
ち、ＬＰＣ合成フィルタ４７で合成音声ベクトルを作成
するためのフィルタ演算が行なわれる。このＬＰＣ合成
フィルタ４７により作成された合成音声ベクトルが入力
される比較器４８では、前記ピッチ周期探索ループの比
較器３７から供給された重み付き入力音声ベクトルか
ら、上記合成音声ベクトルが差し引かれ、これにより得
られた誤差ベクトルは２乗誤差計算部４９に供給され
る。この２乗誤差計算部４９では２乗距離による歪みＥ
j が求められ、この２乗距離歪みＥj の最小値の探索が
最小歪探索部５０で行なわれる。すなわち、以上のルー
プでは、前記ピッチ周期探索ループの比較器３７から出
力された、前のフレームの影響とピッチによる影響とを
除いた重み付き入力音声ベクトルを目標ベクトルとし
て、コードブック４５中のコードベクトルのうちからそ
の誤差の２乗距離歪Ｅj が最も小さくなるコードベクト
ル番号ｊを選択するための演算が繰り返し行なわれる。
この演算は次式で表わされる。
【００５６】
【数１２】
【００５７】ここで、Ｘは前のフレームの影響とピッチ
による影響とを除いた重み付き入力ベクトル、Ｃj はｊ
番目のコードベクトル、γj はｊ番目のコードベクトル
に対する最適な利得因数、ｎはコードベクトルの個数で
ある。
による影響とを除いた重み付き入力ベクトル、Ｃj はｊ
番目のコードベクトル、γj はｊ番目のコードベクトル
に対する最適な利得因数、ｎはコードベクトルの個数で
ある。
【００５８】上記第(12)式において、２乗距離歪みＥj
を最小とするコードベクトル番号ｊを求めるには、同式
の第２項を最大とするｊを求めればよい。この第２項の
うち（Ｘt Ｈ，Ｃj ）は、前記ピッチ周期探索ループの
比較器３７から出力された前のフレームの影響およびピ
ッチによる影響を除いた重み付き入力音声ベクトルと、
上記ＬＰＣ合成フィルタ４７から出力された合成音声ベ
クトルとに基づいて、相関算出部５５により算出され
る。また、上記第２項のうち‖ＨＣj ‖は、上記ＬＰＣ
合成フィルタ４７から出力された合成音声ベクトルを基
に、２乗和算出部５６により算出される。そして、これ
らの相関算出部５５および２乗和算出部５６により得ら
れた相関値および２乗和の値は、上記２乗誤差計算部４
９に入力される。この２乗誤差計算部４９では、先に述
べたように２乗距離歪みＥj が算出され、この算出され
たＥj を基に最小歪み探索部５０でＥj の最小値が探索
されて、その探索結果はコードブック４５に供給され
る。
を最小とするコードベクトル番号ｊを求めるには、同式
の第２項を最大とするｊを求めればよい。この第２項の
うち（Ｘt Ｈ，Ｃj ）は、前記ピッチ周期探索ループの
比較器３７から出力された前のフレームの影響およびピ
ッチによる影響を除いた重み付き入力音声ベクトルと、
上記ＬＰＣ合成フィルタ４７から出力された合成音声ベ
クトルとに基づいて、相関算出部５５により算出され
る。また、上記第２項のうち‖ＨＣj ‖は、上記ＬＰＣ
合成フィルタ４７から出力された合成音声ベクトルを基
に、２乗和算出部５６により算出される。そして、これ
らの相関算出部５５および２乗和算出部５６により得ら
れた相関値および２乗和の値は、上記２乗誤差計算部４
９に入力される。この２乗誤差計算部４９では、先に述
べたように２乗距離歪みＥj が算出され、この算出され
たＥj を基に最小歪み探索部５０でＥj の最小値が探索
されて、その探索結果はコードブック４５に供給され
る。
【００５９】すなわち、上記コードブック４５から乗算
器４６、ＬＰＣ合成フィルタ４７、比較器４８、相関・
２乗和算出部５１，５２、２乗誤差計算部４９および最
小歪探索部５０を介してコードブック４５に戻るループ
では、前記ピッチ探索ループの比較器３７から出力され
た、前のフレームの影響およびピッチによる影響を除い
た重み付き入力音声ベクトルを目標ベクトルとするコー
ドブックの探索が行なわれる。
器４６、ＬＰＣ合成フィルタ４７、比較器４８、相関・
２乗和算出部５１，５２、２乗誤差計算部４９および最
小歪探索部５０を介してコードブック４５に戻るループ
では、前記ピッチ探索ループの比較器３７から出力され
た、前のフレームの影響およびピッチによる影響を除い
た重み付き入力音声ベクトルを目標ベクトルとするコー
ドブックの探索が行なわれる。
【００６０】ところで、上記相関算出部５５の前段には
正規化部５７が設けてある。この正規化部５７では、前
記ピッチ探索ループの比較器３７から出力された入力音
声ベクトルの各要素に対し、各要素の絶対値の最大値を
超える最小の２のべき乗により正規化が行なわれる。こ
の正規化により、入力音声ベクトルをそのレベル変動に
依存せずに短い語長により表わすことが可能となる。図
４乃至図５は、以上のコードブック探索を固定小数点形
ＤＳＰを使用して実現する場合の演算手順を示すフロー
チャートである。
正規化部５７が設けてある。この正規化部５７では、前
記ピッチ探索ループの比較器３７から出力された入力音
声ベクトルの各要素に対し、各要素の絶対値の最大値を
超える最小の２のべき乗により正規化が行なわれる。こ
の正規化により、入力音声ベクトルをそのレベル変動に
依存せずに短い語長により表わすことが可能となる。図
４乃至図５は、以上のコードブック探索を固定小数点形
ＤＳＰを使用して実現する場合の演算手順を示すフロー
チャートである。
【００６１】同図において、先ずステップＳ301 では初
期要素であるＨＣ1 が通常の行列−ベクトル積演算で求
められる。そして、このＨＣ1 を基にステップＳ302 で
‖ＨＣ1 ‖が求められる。そうして初期要素が求められ
ると、次に他の要素を再帰的に求めるための演算が繰り
返し行なわれる。すなわち、ステップＳ303 によりｊの
値が２〜ｎの範囲で一つ設定される毎に、ステップＳ30
4 で一つ前に求められた要素ＨＣj-1 を基に要素ＨＣj
が求められる。そして、この要素ＨＣj よりステップＳ
305 で‖ＨＣj ‖が求められる。
期要素であるＨＣ1 が通常の行列−ベクトル積演算で求
められる。そして、このＨＣ1 を基にステップＳ302 で
‖ＨＣ1 ‖が求められる。そうして初期要素が求められ
ると、次に他の要素を再帰的に求めるための演算が繰り
返し行なわれる。すなわち、ステップＳ303 によりｊの
値が２〜ｎの範囲で一つ設定される毎に、ステップＳ30
4 で一つ前に求められた要素ＨＣj-1 を基に要素ＨＣj
が求められる。そして、この要素ＨＣj よりステップＳ
305 で‖ＨＣj ‖が求められる。
【００６２】そうしてすべてのｊについてＨＣj が求ま
ると、続いてステップＳ306 でｔの値が１〜Ｌ／Ｋの範
囲で一つ設定される毎に、ステップＳ307 〜Ｓ309 によ
り先ず入力信号ベクトルＸt の正規化処理が行なわれ
る。すなわち、先ずステップＳ307 では入力信号ベクト
ルＸt の要素の絶対値の最大値ｘMAX が求められる。次
に、ステップＳ308 でｘMAX を超える最小の２のべき乗
２N が求められ、ステップＳ309 でこの２N により入力
信号ベクトルＸt の各要素が正規化される。かくして、
正規化されたベクトル入力信号Ｘt ′が求められる。
ると、続いてステップＳ306 でｔの値が１〜Ｌ／Ｋの範
囲で一つ設定される毎に、ステップＳ307 〜Ｓ309 によ
り先ず入力信号ベクトルＸt の正規化処理が行なわれ
る。すなわち、先ずステップＳ307 では入力信号ベクト
ルＸt の要素の絶対値の最大値ｘMAX が求められる。次
に、ステップＳ308 でｘMAX を超える最小の２のべき乗
２N が求められ、ステップＳ309 でこの２N により入力
信号ベクトルＸt の各要素が正規化される。かくして、
正規化されたベクトル入力信号Ｘt ′が求められる。
【００６３】この正規化された入力信号ベクトルＸt ′
が求まると、ステップＳ310 ではＸt ′T Ｈが求められ
る。また、このＸt ′T Ｈが一つ求められる毎に、ステ
ップＳ311 〜ステップＳ313 によりｊの各値についての
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 が求められ、さらにこれらの
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 と前記ステップＳ305 により求
められた‖ＨＣj ‖とから２乗距離の歪Ｅj の大小判定
が行なわれる。そうして一つのＸt ′Ｈを基に求められ
たすべての（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 による２乗距離歪Ｅ
j の大小判定が終了すると、上記ステップＳ306 に戻っ
てｔの値がインクリメントされ、しかるのち上記ステッ
プＳ307 〜Ｓ313 による入力ベクトルＸtに対する正規
化処理、Ｘt ′Ｈおよび（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 の算
出、および２乗距離歪Ｅj の大小判定が繰り返し行なわ
れる。
が求まると、ステップＳ310 ではＸt ′T Ｈが求められ
る。また、このＸt ′T Ｈが一つ求められる毎に、ステ
ップＳ311 〜ステップＳ313 によりｊの各値についての
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 が求められ、さらにこれらの
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 と前記ステップＳ305 により求
められた‖ＨＣj ‖とから２乗距離の歪Ｅj の大小判定
が行なわれる。そうして一つのＸt ′Ｈを基に求められ
たすべての（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 による２乗距離歪Ｅ
j の大小判定が終了すると、上記ステップＳ306 に戻っ
てｔの値がインクリメントされ、しかるのち上記ステッ
プＳ307 〜Ｓ313 による入力ベクトルＸtに対する正規
化処理、Ｘt ′Ｈおよび（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 の算
出、および２乗距離歪Ｅj の大小判定が繰り返し行なわ
れる。
【００６４】この様に本実施例であれば、ピッチ周期の
探索ループにおいても、またコードブックの探索ループ
においても、入力音声ベクトルの各要素を、正規化部５
３，５７でそれぞれその絶対値の最大値を超える最小の
２のべき乗により正規化したのち、相関算出部５１，５
５に供給してここで音声合成ベクトルとの相関を求め、
この相関値および上記音声合成ベクトルの２乗和の値を
基に２乗誤差を計算するようにしたので、入力音声レベ
ルの変動を抑圧することができ、例えば固定小数点形の
ＤＳＰを使用して実現する場合でも、つまり短い語長で
演算を行なう場合でも、２乗誤差の比較演算を精度良く
演算することができる。
探索ループにおいても、またコードブックの探索ループ
においても、入力音声ベクトルの各要素を、正規化部５
３，５７でそれぞれその絶対値の最大値を超える最小の
２のべき乗により正規化したのち、相関算出部５１，５
５に供給してここで音声合成ベクトルとの相関を求め、
この相関値および上記音声合成ベクトルの２乗和の値を
基に２乗誤差を計算するようにしたので、入力音声レベ
ルの変動を抑圧することができ、例えば固定小数点形の
ＤＳＰを使用して実現する場合でも、つまり短い語長で
演算を行なう場合でも、２乗誤差の比較演算を精度良く
演算することができる。
【００６５】また、ピッチ周期の探索ループにおいて
も、またコードブックの探索ループにおいても、相関演
算の前で入力音声ベクトルの正規化を行なっているの
で、目標ベクトルＸt の正規化処理は各ｔに対して一度
行なうだけで済む。このため、ピッチ周期の探索範囲ａ
〜ｂやコードブックの探索範囲１〜ｎには依存せずに、
比較的少ない演算量の増加で実施することができる。高
速度の探索演算を行なうことが可能となる。 （第２の実施例）
も、またコードブックの探索ループにおいても、相関演
算の前で入力音声ベクトルの正規化を行なっているの
で、目標ベクトルＸt の正規化処理は各ｔに対して一度
行なうだけで済む。このため、ピッチ周期の探索範囲ａ
〜ｂやコードブックの探索範囲１〜ｎには依存せずに、
比較的少ない演算量の増加で実施することができる。高
速度の探索演算を行なうことが可能となる。 （第２の実施例）
【００６６】本実施例は、前記第１の実施例で述べた初
期化処理を、図１７および図１８にそれぞれ示したコー
ドブック探索処理およびピッチ周期探索処理に適用した
ものである。図６乃至図７は、そのコードブック探索処
理の手順および演算内容を示すフローチャート、図８は
そのピッチ周期探索処理の手順および演算内容を示すフ
ローチャートである。なお、図６乃至図７において前記
図４乃至図５と同一部分には同一符号を付し、また図８
において前記図２乃至図３と同一部分には同一符号を付
して説明を行なう。
期化処理を、図１７および図１８にそれぞれ示したコー
ドブック探索処理およびピッチ周期探索処理に適用した
ものである。図６乃至図７は、そのコードブック探索処
理の手順および演算内容を示すフローチャート、図８は
そのピッチ周期探索処理の手順および演算内容を示すフ
ローチャートである。なお、図６乃至図７において前記
図４乃至図５と同一部分には同一符号を付し、また図８
において前記図２乃至図３と同一部分には同一符号を付
して説明を行なう。
【００６７】すなわち、先ずコードブックの探索処理に
おいては、図６に示すごとくj の値が１〜ｎの範囲で１
ずつ変化されるごとに要素ＨＣj およびａj ＝‖ＨＣj
‖が求められる。そして、すべてのｊについてＨＣj が
求まると、続いてｔの値が１〜Ｌ／Ｋの範囲で一つ設定
される毎に、ステップＳ307 〜Ｓ309 により入力信号ベ
クトルＸt の正規化処理が行なわれる。すなわち、先ず
ステップＳ307 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対
値の最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ308
でｘMAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ス
テップＳ309 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の
各要素が正規化される。かくして、正規化されたベクト
ル入力信号Ｘt ′が求められる。
おいては、図６に示すごとくj の値が１〜ｎの範囲で１
ずつ変化されるごとに要素ＨＣj およびａj ＝‖ＨＣj
‖が求められる。そして、すべてのｊについてＨＣj が
求まると、続いてｔの値が１〜Ｌ／Ｋの範囲で一つ設定
される毎に、ステップＳ307 〜Ｓ309 により入力信号ベ
クトルＸt の正規化処理が行なわれる。すなわち、先ず
ステップＳ307 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対
値の最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ308
でｘMAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ス
テップＳ309 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の
各要素が正規化される。かくして、正規化されたベクト
ル入力信号Ｘt ′が求められる。
【００６８】この正規化された入力信号ベクトルＸt ′
が求まると、次にＸt ′T Ｈが求められる。また、この
Ｘt ′T Ｈが一つ求められる毎に、ｊの各値についての
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 が求められ、さらにこれらの
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 と先に求められた‖ＨＣj ‖と
から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行なわれる。そして一
つのＸt ′Ｈを基に求められたすべての（Ｘt ′T Ｈ，
Ｃj ）2 による２乗距離歪Ｅj の大小判定が終了する
と、上記ステップＳ306 に戻ってｔの値がインクリメン
トされ、しかるのち上記ステップＳ307 〜Ｓ313 による
入力ベクトルＸt に対する正規化処理、Ｘt ′Ｈおよび
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 の算出、および２乗距離歪Ｅj
の大小判定が繰り返し行なわれる。
が求まると、次にＸt ′T Ｈが求められる。また、この
Ｘt ′T Ｈが一つ求められる毎に、ｊの各値についての
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 が求められ、さらにこれらの
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 と先に求められた‖ＨＣj ‖と
から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行なわれる。そして一
つのＸt ′Ｈを基に求められたすべての（Ｘt ′T Ｈ，
Ｃj ）2 による２乗距離歪Ｅj の大小判定が終了する
と、上記ステップＳ306 に戻ってｔの値がインクリメン
トされ、しかるのち上記ステップＳ307 〜Ｓ313 による
入力ベクトルＸt に対する正規化処理、Ｘt ′Ｈおよび
（Ｘt ′T Ｈ，Ｃj ）2 の算出、および２乗距離歪Ｅj
の大小判定が繰り返し行なわれる。
【００６９】一方、ピッチ周期の探索処理においては、
図８に示すごとくｔの値が１〜Ｌ／Ｋの範囲で一つずつ
設定されるごとに、ステップＳ202 〜Ｓ204 により入力
信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、先
ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の最
大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘMA
X を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステップ
Ｓ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要素
が正規化される。かくして正規化された入力信号ベクト
ルＸt ′が求められる。
図８に示すごとくｔの値が１〜Ｌ／Ｋの範囲で一つずつ
設定されるごとに、ステップＳ202 〜Ｓ204 により入力
信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、先
ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の最
大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘMA
X を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステップ
Ｓ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要素
が正規化される。かくして正規化された入力信号ベクト
ルＸt ′が求められる。
【００７０】この正規化された入力信号ベクトルＸt ′
が求まると、次に２乗距離歪みＥjの最小値を与えるピ
ッチ周期ｊを選択するための演算処理が行なわれる。そ
の手順としては、先ずｊの値がａ〜ｂの範囲で順に一つ
設定されるごとに要素ＨＢjが求められ、次にこのＨＢj
を基にａj ＝‖ＨＢj ‖およびｂj ＝（Ｘt ，ＨＢj
）2 が求められる。また、上記算出結果から２乗距離
歪Ｅj の大小判定が行なわれる。そして、すべてのｊに
ついてＨＢj が求められ、それに応じた歪みＥjの大小
判定が終了すると、この判定結果に従って２乗距離歪み
Ｅj が最も小さい駆動信号ベクトルが選ばれる。
が求まると、次に２乗距離歪みＥjの最小値を与えるピ
ッチ周期ｊを選択するための演算処理が行なわれる。そ
の手順としては、先ずｊの値がａ〜ｂの範囲で順に一つ
設定されるごとに要素ＨＢjが求められ、次にこのＨＢj
を基にａj ＝‖ＨＢj ‖およびｂj ＝（Ｘt ，ＨＢj
）2 が求められる。また、上記算出結果から２乗距離
歪Ｅj の大小判定が行なわれる。そして、すべてのｊに
ついてＨＢj が求められ、それに応じた歪みＥjの大小
判定が終了すると、この判定結果に従って２乗距離歪み
Ｅj が最も小さい駆動信号ベクトルが選ばれる。
【００７１】このように本実施例においても、前記第１
の実施例と同様に、ピッチ周期の探索ループおよびコー
ドブックの探索ループで、それぞれ入力音声ベクトルの
各要素がその絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗
により正規化されたのち、２乗誤差を算出するための演
算処理に供給される。このため、入力音声レベルの変動
を抑圧することができ、例えば固定小数点形のＤＳＰを
使用して実現する場合でも、つまり短い語長で演算を行
なう場合でも、２乗誤差の比較演算を精度良く演算する
ことができる。 （第３の実施例）
の実施例と同様に、ピッチ周期の探索ループおよびコー
ドブックの探索ループで、それぞれ入力音声ベクトルの
各要素がその絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗
により正規化されたのち、２乗誤差を算出するための演
算処理に供給される。このため、入力音声レベルの変動
を抑圧することができ、例えば固定小数点形のＤＳＰを
使用して実現する場合でも、つまり短い語長で演算を行
なう場合でも、２乗誤差の比較演算を精度良く演算する
ことができる。 （第３の実施例）
【００７２】本実施例のベクトル量子化方式は、音声符
号化回路のピッチ周期探索ループに、入力信号ベクトル
を正規化するための正規化部と、適応コードブックから
出力された駆動信号ベクトルを正規化するための正規化
部とを設け、これらの正規化された入力信号ベクトルお
よび正規化された駆動信号ベクトルを２乗誤差の計算に
供するようにしたものである。
号化回路のピッチ周期探索ループに、入力信号ベクトル
を正規化するための正規化部と、適応コードブックから
出力された駆動信号ベクトルを正規化するための正規化
部とを設け、これらの正規化された入力信号ベクトルお
よび正規化された駆動信号ベクトルを２乗誤差の計算に
供するようにしたものである。
【００７３】図９は、本実施例における音声符号化回路
の原理的な構成を示すブロック図である。なお、同図に
おいて前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい
説明は省略する。すなわち、相関算出部５１の前段には
正規化部５３が設けてある。この正規化部５３では、減
算器３５から出力された入力音声ベクトルの各要素に対
し、各要素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗
により正規化が行なわれる。この正規化により、入力音
声ベクトルをそのレベル変動に依存せずに短い語長によ
り表わすことが可能となる。また、駆動信号部４０から
出力された駆動信号ベクトルは、乗算器３９でゲインパ
ラメータが乗算されたのち、正規化部５４ａに入力され
る。この正規化部５４ａでは、上記乗算器３９から出力
された駆動信号ベクトルの各要素に対し、上記駆動信号
部４０に蓄積されたすべての駆動信号ベクトルの要素の
絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化
が行なわれる。この正規化により、駆動信号ベクトルを
そのレベル変動に依存せずに短い語長により表わすこと
が可能となる。そして、この正規化部５４ａで正規化さ
れた駆動信号ベクトルは、ＬＰＣ合成フィルタ３８に入
力される。
の原理的な構成を示すブロック図である。なお、同図に
おいて前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい
説明は省略する。すなわち、相関算出部５１の前段には
正規化部５３が設けてある。この正規化部５３では、減
算器３５から出力された入力音声ベクトルの各要素に対
し、各要素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗
により正規化が行なわれる。この正規化により、入力音
声ベクトルをそのレベル変動に依存せずに短い語長によ
り表わすことが可能となる。また、駆動信号部４０から
出力された駆動信号ベクトルは、乗算器３９でゲインパ
ラメータが乗算されたのち、正規化部５４ａに入力され
る。この正規化部５４ａでは、上記乗算器３９から出力
された駆動信号ベクトルの各要素に対し、上記駆動信号
部４０に蓄積されたすべての駆動信号ベクトルの要素の
絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化
が行なわれる。この正規化により、駆動信号ベクトルを
そのレベル変動に依存せずに短い語長により表わすこと
が可能となる。そして、この正規化部５４ａで正規化さ
れた駆動信号ベクトルは、ＬＰＣ合成フィルタ３８に入
力される。
【００７４】図１０乃至図１１は、本実施例におけるピ
ッチ周期の探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の
演算手順を示すフローチャートである。なお、同図にお
いて前記図８と同一部分には同一符号を付してある。
ッチ周期の探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の
演算手順を示すフローチャートである。なお、同図にお
いて前記図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００７５】同図において、先ずステップＳ201 でｔの
値が初期設定されたのち、ステップＳ202 〜Ｓ204 で入
力信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、
先ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の
最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘ
MAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステッ
プＳ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要
素が正規化される。かくして正規化された入力信号ベク
トルＸt ′が求められる。
値が初期設定されたのち、ステップＳ202 〜Ｓ204 で入
力信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、
先ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の
最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘ
MAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステッ
プＳ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要
素が正規化される。かくして正規化された入力信号ベク
トルＸt ′が求められる。
【００７６】次に、ステップＳ213 〜Ｓ215 により駆動
信号ベクトルに対する正規化処理が行なわれる。すなわ
ち、先ずステップＳ213 では駆動信号部４０に蓄積され
たすべての駆動信号ベクトルの要素中の絶対値の最大値
が求められる。次に、この最大値を超える最小の２のべ
き乗２N がステップＳ214 で求められ、この２N により
ステップＳ215 において駆動信号ベクトルの各要素が正
規化される。かくして正規化された駆動信号ベクトルが
求められる。
信号ベクトルに対する正規化処理が行なわれる。すなわ
ち、先ずステップＳ213 では駆動信号部４０に蓄積され
たすべての駆動信号ベクトルの要素中の絶対値の最大値
が求められる。次に、この最大値を超える最小の２のべ
き乗２N がステップＳ214 で求められ、この２N により
ステップＳ215 において駆動信号ベクトルの各要素が正
規化される。かくして正規化された駆動信号ベクトルが
求められる。
【００７７】そうして正規化された入力信号ベクトルお
よび駆動信号ベクトルが求まると、次に２乗距離歪みＥ
j の最小値を与えるピッチ周期ｊを選択するための演算
処理が行なわれる。その手順としては、先ずｊの値がａ
〜ｂの範囲で順に一つ設定されるごとに要素ＨＢj が求
められ、次にこのＨＢj を基にａj ＝‖ＨＢj ‖および
ｂj ＝（Ｘt ，ＨＢj ）2 が求められる。また、上記算
出結果から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行なわれる。そ
して、すべてのｊについてＨＢj が求められ、それに応
じた歪みＥj の大小判定が終了すると、この判定結果に
従って２乗距離歪みＥj が最も小さい駆動信号ベクトル
が選ばれる。
よび駆動信号ベクトルが求まると、次に２乗距離歪みＥ
j の最小値を与えるピッチ周期ｊを選択するための演算
処理が行なわれる。その手順としては、先ずｊの値がａ
〜ｂの範囲で順に一つ設定されるごとに要素ＨＢj が求
められ、次にこのＨＢj を基にａj ＝‖ＨＢj ‖および
ｂj ＝（Ｘt ，ＨＢj ）2 が求められる。また、上記算
出結果から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行なわれる。そ
して、すべてのｊについてＨＢj が求められ、それに応
じた歪みＥj の大小判定が終了すると、この判定結果に
従って２乗距離歪みＥj が最も小さい駆動信号ベクトル
が選ばれる。
【００７８】このように本実施例によれば、ピッチ周期
の探索ループにおいて、入力音声ベクトルＸt の各要素
および駆動信号ベクトルの各要素は、正規化部５３，５
４ａによりそれぞれその絶対値の最大値を超える最小の
２のべき乗により正規化され、しかるのち２乗誤差を算
出するための演算処理に供される。このため、入力音声
レベルの変動を抑圧できることは勿論のこと、駆動信号
ベクトルのレベル変動についても抑圧することができ、
これにより例えば固定小数点形のＤＳＰを使用して実現
する場合でも、つまり短い語長で演算を行なう場合で
も、２乗誤差の比較演算をより一層高精度に演算するこ
とができる。 （第４の実施例）
の探索ループにおいて、入力音声ベクトルＸt の各要素
および駆動信号ベクトルの各要素は、正規化部５３，５
４ａによりそれぞれその絶対値の最大値を超える最小の
２のべき乗により正規化され、しかるのち２乗誤差を算
出するための演算処理に供される。このため、入力音声
レベルの変動を抑圧できることは勿論のこと、駆動信号
ベクトルのレベル変動についても抑圧することができ、
これにより例えば固定小数点形のＤＳＰを使用して実現
する場合でも、つまり短い語長で演算を行なう場合で
も、２乗誤差の比較演算をより一層高精度に演算するこ
とができる。 （第４の実施例）
【００７９】本実施例のベクトル量子化方式は、音声符
号化回路のピッチ周期探索ループに、入力信号ベクトル
を正規化するための正規化部と、駆動信号部（適応コー
ドブック）４０に蓄積される駆動信号を正規化するため
の正規化部とを設けたものである。
号化回路のピッチ周期探索ループに、入力信号ベクトル
を正規化するための正規化部と、駆動信号部（適応コー
ドブック）４０に蓄積される駆動信号を正規化するため
の正規化部とを設けたものである。
【００８０】図１２は、本実施例における音声符号化回
路の原理的な構成を示すブロック図である。なお、同図
において前記図１と同一部分には同一符号を付して詳し
い説明は省略する。すなわち、相関算出部５１の前段に
は正規化部５３が設けてある。この正規化部５３では、
減算器３５から出力された入力音声ベクトルの各要素に
対し、各要素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき
乗により正規化が行なわれる。この正規化により、入力
音声ベクトルをそのレベル変動に依存せずに短い語長に
より表わすことが可能となる。
路の原理的な構成を示すブロック図である。なお、同図
において前記図１と同一部分には同一符号を付して詳し
い説明は省略する。すなわち、相関算出部５１の前段に
は正規化部５３が設けてある。この正規化部５３では、
減算器３５から出力された入力音声ベクトルの各要素に
対し、各要素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき
乗により正規化が行なわれる。この正規化により、入力
音声ベクトルをそのレベル変動に依存せずに短い語長に
より表わすことが可能となる。
【００８１】また、乗算器４６でゲインパラメータが乗
算されたコードベクトルと、乗算器３９でゲインパラメ
ータが乗算された駆動信号ベクトルとを加算器４３で加
算するこにより得られた駆動信号ｅは、遅延器４４で可
変遅延されたのち正規化部５４ｂに入力される。この正
規化部５４ｂでは、上記遅延器４４から出力された駆動
信号ｅの各要素を、これらの要素の絶対値の最大値を超
える最小の２のべき乗により正規化するための処理が行
なわれる。この正規化処理により、駆動信号部４０に蓄
積される駆動信号ベクトルをそのレベル変動に依存せず
に短い語長により表わすことが可能となる。
算されたコードベクトルと、乗算器３９でゲインパラメ
ータが乗算された駆動信号ベクトルとを加算器４３で加
算するこにより得られた駆動信号ｅは、遅延器４４で可
変遅延されたのち正規化部５４ｂに入力される。この正
規化部５４ｂでは、上記遅延器４４から出力された駆動
信号ｅの各要素を、これらの要素の絶対値の最大値を超
える最小の２のべき乗により正規化するための処理が行
なわれる。この正規化処理により、駆動信号部４０に蓄
積される駆動信号ベクトルをそのレベル変動に依存せず
に短い語長により表わすことが可能となる。
【００８２】図１３乃至図１４は、本実施例におけるピ
ッチ周期の探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の
演算手順を示すフローチャートである。なお、同図にお
いて前記図８と同一部分には同一符号を付してある。
ッチ周期の探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の
演算手順を示すフローチャートである。なお、同図にお
いて前記図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００８３】同図において、先ずステップＳ201 でｔの
値が初期設定されたのち、ステップＳ202 〜Ｓ204 で入
力信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、
先ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の
最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘ
MAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステッ
プＳ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要
素が正規化される。かくして正規化された入力信号ベク
トルＸt ′が求められる。
値が初期設定されたのち、ステップＳ202 〜Ｓ204 で入
力信号ベクトルＸt の正規化が行なわれる。すなわち、
先ずＳ202 では入力信号ベクトルＸt の要素の絶対値の
最大値ｘMAX が求められる。次に、ステップＳ203 でｘ
MAX を超える最小の２のべき乗２N が求められ、ステッ
プＳ204 でこの２N により入力信号ベクトルＸt の各要
素が正規化される。かくして正規化された入力信号ベク
トルＸt ′が求められる。
【００８４】次に、ステップＳ216 〜Ｓ218 により駆動
信号ｅに対する正規化処理が行なわれる。すなわち、先
ずステップＳ216 では駆動信号ｅの要素の絶対値の最大
値ｅMAX が求められる。次に、この最大値ｅMAX を超え
る最小の２のべき乗２N がステップＳ217 で求められ、
この２N によりステップＳ218 において駆動信号ｅの各
要素が正規化される。かくして正規化された駆動信号
ｅ′が求められる。
信号ｅに対する正規化処理が行なわれる。すなわち、先
ずステップＳ216 では駆動信号ｅの要素の絶対値の最大
値ｅMAX が求められる。次に、この最大値ｅMAX を超え
る最小の２のべき乗２N がステップＳ217 で求められ、
この２N によりステップＳ218 において駆動信号ｅの各
要素が正規化される。かくして正規化された駆動信号
ｅ′が求められる。
【００８５】そうして正規化された入力信号ベクトルＸ
t ′および駆動信号ｅ′が求まると、次に２乗距離歪み
Ｅj の最小値を与えるピッチ周期ｊを選択するための演
算処理が行なわれる。その手順としては、先ずｊの値が
ａ〜ｂの範囲で順に一つ設定されるごとに要素ＨＢj が
求められ、次にこのＨＢj を基にａj ＝‖ＨＢj ‖およ
びｂj ＝（Ｘt ，ＨＢj ）2 が求められる。また、上記
算出結果から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行なわれる。
そして、すべてのｊについてＨＢj が求められ、それに
応じた歪みＥj の大小判定が終了すると、この判定結果
に従って２乗距離歪みＥj が最も小さい駆動信号ベクト
ルが選ばれる。
t ′および駆動信号ｅ′が求まると、次に２乗距離歪み
Ｅj の最小値を与えるピッチ周期ｊを選択するための演
算処理が行なわれる。その手順としては、先ずｊの値が
ａ〜ｂの範囲で順に一つ設定されるごとに要素ＨＢj が
求められ、次にこのＨＢj を基にａj ＝‖ＨＢj ‖およ
びｂj ＝（Ｘt ，ＨＢj ）2 が求められる。また、上記
算出結果から２乗距離歪Ｅj の大小判定が行なわれる。
そして、すべてのｊについてＨＢj が求められ、それに
応じた歪みＥj の大小判定が終了すると、この判定結果
に従って２乗距離歪みＥj が最も小さい駆動信号ベクト
ルが選ばれる。
【００８６】なお、上記正規化部５４ｂには並列にバイ
パススイッチ部５８が接続されている。このバイパスス
イッチ部５８は、上記２乗距離歪みＥj が最も小さい駆
動信号ベクトルが選ばれるまでの期間にのみ開放状態と
なって、駆動信号ｅを正規化部５４ｂに供給させ、２乗
距離歪みＥj が最も小さい駆動信号ベクトルが選ばれた
後には閉成状態となって、駆動信号ｅを正規化部５４ｂ
を迂回させて駆動信号部４０に入力させる。
パススイッチ部５８が接続されている。このバイパスス
イッチ部５８は、上記２乗距離歪みＥj が最も小さい駆
動信号ベクトルが選ばれるまでの期間にのみ開放状態と
なって、駆動信号ｅを正規化部５４ｂに供給させ、２乗
距離歪みＥj が最も小さい駆動信号ベクトルが選ばれた
後には閉成状態となって、駆動信号ｅを正規化部５４ｂ
を迂回させて駆動信号部４０に入力させる。
【００８７】このように本実施例によれば、ピッチ周期
の探索ループにおいて、入力音声ベクトルＸt の各要素
および駆動信号ｅの各要素は、正規化部５３，５４ｂに
よりそれぞれその絶対値の最大値を超える最小の２のべ
き乗により正規化される。このため、入力音声レベルＸ
t の変動を抑圧できることは勿論のこと、駆動信号ｅの
レベル変動についても抑圧することができ、これにより
例えば固定小数点形のＤＳＰを使用して実現する場合で
も、つまり短い語長で演算を行なう場合でも、２乗誤差
の比較演算をより一層高精度に演算することができる。
また、駆動信号部４０に入力する前の駆動信号ｅに対し
正規化処理が行なわれるので、駆動信号部４０から読み
出された駆動信号ベクトルに対し正規化処理を行なう場
合に比べて、正規化処理の演算回数を減らすことがで
き、これにより効率の良い正規化を行なうことができ
る。
の探索ループにおいて、入力音声ベクトルＸt の各要素
および駆動信号ｅの各要素は、正規化部５３，５４ｂに
よりそれぞれその絶対値の最大値を超える最小の２のべ
き乗により正規化される。このため、入力音声レベルＸ
t の変動を抑圧できることは勿論のこと、駆動信号ｅの
レベル変動についても抑圧することができ、これにより
例えば固定小数点形のＤＳＰを使用して実現する場合で
も、つまり短い語長で演算を行なう場合でも、２乗誤差
の比較演算をより一層高精度に演算することができる。
また、駆動信号部４０に入力する前の駆動信号ｅに対し
正規化処理が行なわれるので、駆動信号部４０から読み
出された駆動信号ベクトルに対し正規化処理を行なう場
合に比べて、正規化処理の演算回数を減らすことがで
き、これにより効率の良い正規化を行なうことができ
る。
【００８８】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、前記各実施例では相関算出部５
１の前段に入力信号ベクトルを正規化するための正規化
部５３を設け、この正規化部５３で入力音声ベクトルに
対する正規化処理を行なったのち相関演算を行なうよう
にしたが、相関算出部５１の後段に正規化部を設け、相
関計算値に対し正規化を行ない、この正規化された相関
値を２乗誤差計算部４１に供給するように構成してもよ
い。この様にすると、前記各実施例に比べて正規化のた
めの計算量は増えるが、正規化による演算制度の向上は
十分に達成される。
ものではない。例えば、前記各実施例では相関算出部５
１の前段に入力信号ベクトルを正規化するための正規化
部５３を設け、この正規化部５３で入力音声ベクトルに
対する正規化処理を行なったのち相関演算を行なうよう
にしたが、相関算出部５１の後段に正規化部を設け、相
関計算値に対し正規化を行ない、この正規化された相関
値を２乗誤差計算部４１に供給するように構成してもよ
い。この様にすると、前記各実施例に比べて正規化のた
めの計算量は増えるが、正規化による演算制度の向上は
十分に達成される。
【００８９】また、ピッチ周期の探索処理とコードブッ
クの探索処理とを別々のＤＳＰを用いて実行するように
構成してもよい。また、音声信号を符号化するための音
声コーデック以外に、映像信号を符号化するためのコー
デックやその他の信号を符号化するコーデックに適用す
るようにしてもよい。
クの探索処理とを別々のＤＳＰを用いて実行するように
構成してもよい。また、音声信号を符号化するための音
声コーデック以外に、映像信号を符号化するためのコー
デックやその他の信号を符号化するコーデックに適用す
るようにしてもよい。
【００９０】その他、相関および２乗和を算出するため
の手順や演算内容、正規化処理のための手順やその演算
内容、２乗誤差の比較に係わる手順およびその演算内容
等についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施できる。
の手順や演算内容、正規化処理のための手順やその演算
内容、２乗誤差の比較に係わる手順およびその演算内容
等についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施できる。
【００９１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、コードブ
ックに予め蓄えられた複数のコードベクトルに対しそれ
ぞれ所定のフィルタ演算を行ない、これにより得られた
演算ベクトルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出し
てこの２乗誤差が最小となるコードベクトルを上記コー
ドブック中から探索する演算を、固定小数点形の演算回
路を用いて実行するベクトル量子化方式において、上記
２乗誤差の算出に供する前の入力信号ベクトルの各要素
を、これらの各要素の絶対値の最大値を超える最小の２
のべき乗により正規化し、この正規化された入力信号ベ
クトルを上記演算ベクトルとともに２乗誤差の算出に供
するようにしたものである。
ックに予め蓄えられた複数のコードベクトルに対しそれ
ぞれ所定のフィルタ演算を行ない、これにより得られた
演算ベクトルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出し
てこの２乗誤差が最小となるコードベクトルを上記コー
ドブック中から探索する演算を、固定小数点形の演算回
路を用いて実行するベクトル量子化方式において、上記
２乗誤差の算出に供する前の入力信号ベクトルの各要素
を、これらの各要素の絶対値の最大値を超える最小の２
のべき乗により正規化し、この正規化された入力信号ベ
クトルを上記演算ベクトルとともに２乗誤差の算出に供
するようにしたものである。
【００９２】したがって本発明によれば、コードブック
の探索を行なうための演算処理を、固定小数点形の演算
回路を使用して高精度にしかも少ない演算量で行なうこ
とができ、これにより演算回路の小形化および低価格化
を可能とし、しかも高精度の演算を高速度に行ない得る
ベクトル量子化方式を提供することができる。
の探索を行なうための演算処理を、固定小数点形の演算
回路を使用して高精度にしかも少ない演算量で行なうこ
とができ、これにより演算回路の小形化および低価格化
を可能とし、しかも高精度の演算を高速度に行ない得る
ベクトル量子化方式を提供することができる。
【００９３】また他の本発明は、ピッチ周期に応じて作
成された複数の駆動信号ベクトルに対しそれぞれ所定の
フィルタ演算を行ない、これにより得られた演算ベクト
ルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出してこの２乗
誤差が最小となる駆動信号ベクトルを前記複数の駆動信
号ベクトル中から探索する演算を、固定小数点形の演算
回路を用いて実行するベクトル量子化方式において、上
記２乗誤差の算出に供する前の入力信号ベクトルの各要
素を、これらの各要素の絶対値の最大値を超える最小の
２のべき乗により正規化し、この正規化された入力信号
ベクトルを上記演算ベクトルとともに２乗誤差の算出に
供するようにしたものである。
成された複数の駆動信号ベクトルに対しそれぞれ所定の
フィルタ演算を行ない、これにより得られた演算ベクト
ルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出してこの２乗
誤差が最小となる駆動信号ベクトルを前記複数の駆動信
号ベクトル中から探索する演算を、固定小数点形の演算
回路を用いて実行するベクトル量子化方式において、上
記２乗誤差の算出に供する前の入力信号ベクトルの各要
素を、これらの各要素の絶対値の最大値を超える最小の
２のべき乗により正規化し、この正規化された入力信号
ベクトルを上記演算ベクトルとともに２乗誤差の算出に
供するようにしたものである。
【００９４】したがって本発明によれば、ピッチ周期の
探索を行なうための演算処理を、固定小数点形の演算回
路を使用して高精度にしかも少ない演算量で行なうこと
ができ、これにより演算回路の小形化および低価格化を
可能とし、しかも高精度の演算を高速度に行ない得るベ
クトル量子化方式を提供することができる。
探索を行なうための演算処理を、固定小数点形の演算回
路を使用して高精度にしかも少ない演算量で行なうこと
ができ、これにより演算回路の小形化および低価格化を
可能とし、しかも高精度の演算を高速度に行ない得るベ
クトル量子化方式を提供することができる。
【００９５】さらに、別の本発明は、ピッチ周期に応じ
て作成された複数の駆動信号ベクトルを適応コードブッ
クに蓄積し、この適応コードブックに蓄積された各駆動
信号ベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を行な
い、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベクト
ルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小となる駆
動信号ベクトルを上記複数の駆動信号ベクトル中から探
索する演算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行す
るベクトル量子化方式において、上記２乗誤差の算出に
供する前の入力信号ベクトルの各要素を、これらの各要
素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正
規化するとともに、上記２乗誤差の算出に供する前の駆
動信号ベクトルの各要素を、すべての駆動信号ベクトル
の要素中の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗に
より正規化し、これらの正規化された入力信号ベクトル
および正規化された演算ベクトルを２乗誤差の算出に供
するようにしたものである。
て作成された複数の駆動信号ベクトルを適応コードブッ
クに蓄積し、この適応コードブックに蓄積された各駆動
信号ベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を行な
い、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベクト
ルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小となる駆
動信号ベクトルを上記複数の駆動信号ベクトル中から探
索する演算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行す
るベクトル量子化方式において、上記２乗誤差の算出に
供する前の入力信号ベクトルの各要素を、これらの各要
素の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正
規化するとともに、上記２乗誤差の算出に供する前の駆
動信号ベクトルの各要素を、すべての駆動信号ベクトル
の要素中の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗に
より正規化し、これらの正規化された入力信号ベクトル
および正規化された演算ベクトルを２乗誤差の算出に供
するようにしたものである。
【００９６】したがって本発明によれば、入力信号のレ
ベル変動ばかりでなく駆動信号のレベル変動をも考慮す
ることにより、固定小数点形の演算回路を使用したベク
トルピッチ周期の探索演算処理をさらに高精度に行なう
ことができるベクトル量子化方式を提供することができ
る。
ベル変動ばかりでなく駆動信号のレベル変動をも考慮す
ることにより、固定小数点形の演算回路を使用したベク
トルピッチ周期の探索演算処理をさらに高精度に行なう
ことができるベクトル量子化方式を提供することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例に係るベクトル量子化方
式を適用した音声符号化回路の原理的な構成を示すブロ
ック図。
式を適用した音声符号化回路の原理的な構成を示すブロ
ック図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるピッチ周期の探
索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の前
半部分を示すフローチャート。
索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の前
半部分を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施例におけるピッチ周期の探
索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の後
半部分を示すフローチャート。
索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の後
半部分を示すフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施例におけるコードブックの
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
前半部分を示すフローチャート。
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
前半部分を示すフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施例におけるコードブックの
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
後半部分を示すフローチャート。
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
後半部分を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施例におけるコードブック探
索の演算手順の前半部分を示すフローチャート。
索の演算手順の前半部分を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施例におけるコードブック探
索の演算手順の後半部分を示すフローチャート。
索の演算手順の後半部分を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施例におけるピッチ周期探索
の演算手順を示すフローチャート。
の演算手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第３の実施例に係わるベクトル量子化
方式を適用した音声符号化回路の原理的な構成を示すブ
ロック図。
方式を適用した音声符号化回路の原理的な構成を示すブ
ロック図。
【図１０】本発明の第３の実施例におけるピッチ周期の
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
前半部分を示すフローチャート。
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
前半部分を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第３の実施例におけるピッチ周期の
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
後半部分を示すフローチャート。
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
後半部分を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第４の実施例に係わるベクトル量子
化方式を適用した音声符号化回路の原理的な構成を示す
ブロック図。
化方式を適用した音声符号化回路の原理的な構成を示す
ブロック図。
【図１３】本発明の第４の実施例におけるピッチ周期の
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
前半部分を示すフローチャート。
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
前半部分を示すフローチャート。
【図１４】本発明の第４の実施例におけるピッチ周期の
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
後半部分を示すフローチャート。
探索を固定小数点形ＤＳＰで実現する場合の演算手順の
後半部分を示すフローチャート。
【図１５】従来のベクトル量子化方式を適用した音声符
号化回路の原理的な構成を示すブロック図。
号化回路の原理的な構成を示すブロック図。
【図１６】従来の他のベクトル量子化方式を適用した音
声符号化回路の原理的な構成を示すブロック図。
声符号化回路の原理的な構成を示すブロック図。
【図１７】図１５および図１６に示した音声符号化回路
におけるコードブック探索の演算手順を示すフローチャ
ート。
におけるコードブック探索の演算手順を示すフローチャ
ート。
【図１８】図１５および図１６に示した音声符号化回路
におけるピッチ周期探索の演算手順を示すフローチャー
ト。
におけるピッチ周期探索の演算手順を示すフローチャー
ト。
３１…音声信号の入力端子 ３２…ブロック
切出し部 ３３…ＬＰＣ分析部 ３４…重み付け
フィルタ ３５…減算器 ３６，３８，４
７…ＬＰＣ合成フィルタ ３７，４８…比較器 ３９，４６…乗
算器 ４０…駆動信号部（適応コードブック） ４１，４９…２乗誤差計算部 ４２，５０…最
小歪探索部 ４４…遅延回路 ４５…コードブ
ック ５１，５５…相関算出部 ５２，５６…２
乗和算出部 ５３，５４ａ，５４ｂ，５７…正規化部 ５８…バイパススイッチ部。
切出し部 ３３…ＬＰＣ分析部 ３４…重み付け
フィルタ ３５…減算器 ３６，３８，４
７…ＬＰＣ合成フィルタ ３７，４８…比較器 ３９，４６…乗
算器 ４０…駆動信号部（適応コードブック） ４１，４９…２乗誤差計算部 ４２，５０…最
小歪探索部 ４４…遅延回路 ４５…コードブ
ック ５１，５５…相関算出部 ５２，５６…２
乗和算出部 ５３，５４ａ，５４ｂ，５７…正規化部 ５８…バイパススイッチ部。
Claims (5)
- 【請求項１】 コードブックに予め蓄えられた複数のコ
ードベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を行な
い、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベクト
ルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小となるコ
ードベクトルを前記コードブック中から探索する演算
を、固定小数点形の演算回路を用いて実行するベクトル
量子化方式において、 前記２乗誤差の算出に供する前の前記入力信号ベクトル
の各要素を、これらの各要素の絶対値の最大値を超える
最小の２のべき乗により正規化することを特徴とするベ
クトル量子化方式。 - 【請求項２】 ピッチ周期に応じて作成された複数の駆
動信号ベクトルに対しそれぞれ所定のフィルタ演算を行
ない、これにより得られた演算ベクトルと入力信号ベク
トルとの２乗誤差を算出してこの２乗誤差が最小となる
駆動信号ベクトルを前記複数の駆動信号ベクトル中から
探索する演算を、固定小数点形の演算回路を用いて実行
するベクトル量子化方式において、 前記２乗誤差の算出に供する前の前記入力信号ベクトル
の各要素を、これらの各要素の絶対値の最大値を超える
最小の２のべき乗により正規化することを特徴とするベ
クトル量子化方式。 - 【請求項３】 ピッチ周期に応じて作成された複数の駆
動信号ベクトルを適応コードブックに蓄積し、この適応
コードブックに蓄積された各駆動信号ベクトルに対しそ
れぞれ所定のフィルタ演算を行ない、これにより得られ
た演算ベクトルと入力信号ベクトルとの２乗誤差を算出
してこの２乗誤差が最小となる駆動信号ベクトルを前記
複数の駆動信号ベクトル中から探索する演算を、固定小
数点形の演算回路を用いて実行するベクトル量子化方式
において、 前記２乗誤差の算出に供する前の前記入力信号ベクトル
の各要素を、これらの要素の絶対値の最大値を超える最
小の２のべき乗により正規化するための第１の正規化手
段と、 前記２乗誤差の算出に供する前の駆動信号ベクトルの各
要素を、すべての駆動信号ベクトルの要素中の絶対値の
最大値を超える最小の２のべき乗により正規化するため
の第２の正規化手段とを具備したことを特徴とするベク
トル量子化方式。 - 【請求項４】 第２の正規化手段は、適応コードブック
から読み出された駆動信号ベクトルの各要素を、上記適
応コードブックに蓄積されたすべての駆動信号ベクトル
の要素中の絶対値の最大値を超える最小の２のべき乗に
より正規化するものであることを特徴とする請求項３に
記載のベクトル量子化方式。 - 【請求項５】 第２の正規化手段は、適応コードブック
に蓄積する前の駆動信号の各要素を、これらの要素の絶
対値の最大値を超える最小の２のべき乗により正規化す
るものであることを特徴とする請求項３に記載のベクト
ル量子化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19728792A JP3290704B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | ベクトル量子化方式 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18263291 | 1991-07-23 | ||
| JP3-182632 | 1991-07-23 | ||
| JP19728792A JP3290704B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | ベクトル量子化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05197399A true JPH05197399A (ja) | 1993-08-06 |
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ID=26501363
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002527777A (ja) * | 1998-10-06 | 2002-08-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 音声信号標本値の符号化または復号化のための方法並びに符号化器ないし復号化器 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19728792A patent/JP3290704B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002527777A (ja) * | 1998-10-06 | 2002-08-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 音声信号標本値の符号化または復号化のための方法並びに符号化器ないし復号化器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3290704B2 (ja) | 2002-06-10 |
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