JPH08179795A - 音声のピッチラグ符号化方法および装置 - Google Patents
音声のピッチラグ符号化方法および装置Info
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- JPH08179795A JPH08179795A JP6324562A JP32456294A JPH08179795A JP H08179795 A JPH08179795 A JP H08179795A JP 6324562 A JP6324562 A JP 6324562A JP 32456294 A JP32456294 A JP 32456294A JP H08179795 A JPH08179795 A JP H08179795A
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- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
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- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
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- G10L25/12—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters the extracted parameters being prediction coefficients
Abstract
(57)【要約】
【目的】同じ符号化ビット数の使用で高性能に音声のピ
ッチラグを符号化すること。 【構成】入力端子１０は、４個のサブフレームで構成す
る音声信号を入力する。ピッチバッファ２０は、４個の
符号化回路の出力するピッチラグを格納し全ピッチラグ
を一括して並列に出力する。ピッチ符号化回路１１は、
入力端子１０と接続し４個のサブフレームの最初のサブ
フレームのピッチラグを抽出しピッチバッファ２０に出
力すると共にインデックスを出力する。予測ピッチ差分
符号化回路１２，１３，１４は、入力端子１０からの第
２番目，第３番目，第４番目のサブフレームをそれぞれ
受けピッチラグを抽出しピッチバッファ２０に出力する
と共に、ピッチバッファ２０からは自己の出力したピッ
チラグを除いた複数のピッチラグを受け、自己の受けた
サブフレームのピッチラグの予測値を求め、自己の出力
したピッチラグとの差を符号化してインデックスとして
出力する。
ッチラグを符号化すること。 【構成】入力端子１０は、４個のサブフレームで構成す
る音声信号を入力する。ピッチバッファ２０は、４個の
符号化回路の出力するピッチラグを格納し全ピッチラグ
を一括して並列に出力する。ピッチ符号化回路１１は、
入力端子１０と接続し４個のサブフレームの最初のサブ
フレームのピッチラグを抽出しピッチバッファ２０に出
力すると共にインデックスを出力する。予測ピッチ差分
符号化回路１２，１３，１４は、入力端子１０からの第
２番目，第３番目，第４番目のサブフレームをそれぞれ
受けピッチラグを抽出しピッチバッファ２０に出力する
と共に、ピッチバッファ２０からは自己の出力したピッ
チラグを除いた複数のピッチラグを受け、自己の受けた
サブフレームのピッチラグの予測値を求め、自己の出力
したピッチラグとの差を符号化してインデックスとして
出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音声のピッチラグ符号化
方法および装置に関し、特にＣＥＬＰ(CodeExcited Lin
ear Prediction Coding) 型の音声符号化方式の音声の
ピッチラグ符号化方法および装置に関する。
方法および装置に関し、特にＣＥＬＰ(CodeExcited Lin
ear Prediction Coding) 型の音声符号化方式の音声の
ピッチラグ符号化方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から音声のピッチラグ符号化を用い
た音声符号化方式の代表的な方式としてはＣＥＬＰ方式
がある。ＣＥＬＰ方式は、フレーム単位（例えば40mse
c）で得た特徴パラメータ（スペクトル特性）と、この
フレームを更に分割したサブフレーム単位（例えば 8ms
ec）で得た特徴パラメータ（ピッチラグ、音源コード、
ゲイン）を用いて、音声信号符号化を行う。ＣＥＬＰ方
式に関しては、例えば、エム・シュレーダー（M.Schroe
der ）とビー・アタル（B.Atal）等がアイイーイーイー
・プロシーディングス(IEEE Proc.)ICASSP-85,1985年、
９３７〜９４０頁にコード・エキサイテド・リニア・プ
リディクション：ハイ・クオリティ・スピーチ・アット
・ベリー・ロウ・ビット・レイツ（Code-excited linea
r prediction: High quality speech at very low bit
rates ）と題して発表した論文（文献１）等に記載され
ている。ここに述べるピッチラグは音声信号の有声音声
のピッチ周期に対応するものであり、符号化された値
は、ピッチ周期の整数倍値または整数分の１倍付近の値
となる。通常、この値は時間と共に緩やかに変化する。
た音声符号化方式の代表的な方式としてはＣＥＬＰ方式
がある。ＣＥＬＰ方式は、フレーム単位（例えば40mse
c）で得た特徴パラメータ（スペクトル特性）と、この
フレームを更に分割したサブフレーム単位（例えば 8ms
ec）で得た特徴パラメータ（ピッチラグ、音源コード、
ゲイン）を用いて、音声信号符号化を行う。ＣＥＬＰ方
式に関しては、例えば、エム・シュレーダー（M.Schroe
der ）とビー・アタル（B.Atal）等がアイイーイーイー
・プロシーディングス(IEEE Proc.)ICASSP-85,1985年、
９３７〜９４０頁にコード・エキサイテド・リニア・プ
リディクション：ハイ・クオリティ・スピーチ・アット
・ベリー・ロウ・ビット・レイツ（Code-excited linea
r prediction: High quality speech at very low bit
rates ）と題して発表した論文（文献１）等に記載され
ている。ここに述べるピッチラグは音声信号の有声音声
のピッチ周期に対応するものであり、符号化された値
は、ピッチ周期の整数倍値または整数分の１倍付近の値
となる。通常、この値は時間と共に緩やかに変化する。
【０００３】従来のピッチラグ符号化方法および装置と
して、符号化された値は、ピッチ周期が緩やかに変化す
るという性質を用いて伝送ビットレートを低減化するピ
ッチラグ差分符号化方式を用いたものがある。即ち、こ
の従来のピッチラグ符号化方法および装置は、前述の各
サブフレームからピッチラグを選択する際に、前のピッ
チラグとの差分を求めて符号化するものである。この従
来のピッチラグ符号化装置の一例が記載された文献とし
て、米国特許第５２５３２６９号（文献２）とアイラ・
エイ・ジャーソン（Ira.A.Gerson）等がアイイーイーイ
ー・ジェー・セレクテッド・エリアズ・イン・コミュニ
ケーションズ（IEEE J. Selected Areasin Communicati
ons. ）Vol.10,No.5,June, 1992年、８５８〜８６５頁
にテクニクス・フォ・インプルービング・ザ・パフォマ
ンス・オブ・シー・イー・エル・ピー・タイプ・スピー
チ・コーダーズ（Techniques for Improving the Perfo
rmance of CELP-Type Speech Coders ）と題して発表し
た招待論文（文献３）がある。次に、図３に示す従来の
ピッチラグ符号化装置で、第ｎからｎ＋3 番目のサブフ
レームのピッチラグを符号化する場合について説明す
る。なお各サブフレームの符号化ビット数は、Ｂビット
であるとする。
して、符号化された値は、ピッチ周期が緩やかに変化す
るという性質を用いて伝送ビットレートを低減化するピ
ッチラグ差分符号化方式を用いたものがある。即ち、こ
の従来のピッチラグ符号化方法および装置は、前述の各
サブフレームからピッチラグを選択する際に、前のピッ
チラグとの差分を求めて符号化するものである。この従
来のピッチラグ符号化装置の一例が記載された文献とし
て、米国特許第５２５３２６９号（文献２）とアイラ・
エイ・ジャーソン（Ira.A.Gerson）等がアイイーイーイ
ー・ジェー・セレクテッド・エリアズ・イン・コミュニ
ケーションズ（IEEE J. Selected Areasin Communicati
ons. ）Vol.10,No.5,June, 1992年、８５８〜８６５頁
にテクニクス・フォ・インプルービング・ザ・パフォマ
ンス・オブ・シー・イー・エル・ピー・タイプ・スピー
チ・コーダーズ（Techniques for Improving the Perfo
rmance of CELP-Type Speech Coders ）と題して発表し
た招待論文（文献３）がある。次に、図３に示す従来の
ピッチラグ符号化装置で、第ｎからｎ＋3 番目のサブフ
レームのピッチラグを符号化する場合について説明す
る。なお各サブフレームの符号化ビット数は、Ｂビット
であるとする。
【０００４】最初に図３分図（ａ）のブロック図を用い
て全体の動作を説明する。まず、入力端子４０から音声
信号を入力しピッチ符号化回路４１とピッチ差分符号化
回路４２，４３，４４に渡す。ピッチ符号化回路４１
は、入力端子４０から渡された音声信号を用いて第ｎサ
ブフレームのピッチラグを抽出し、抽出したピッチラグ
をピッチ差分符号化回路４２に渡す。また、抽出したピ
ッチラグを符号化し、符号化で得たインデックスI(n)を
出力端子４６に出力する。ピッチ差分回路４２，４３，
４４は、各々前のサブフレームの符号化回路４１，４
２，４３，から各々渡されたピッチラグL(i)，ｉ＝ｎ〜
ｎ+1と入力端子４０から渡された入力音声信号とを用い
て、ピッチ差分符号化を行う。更に各々抽出されたピッ
チラグを次のサブフレームの符号化回路に渡し、ピッチ
ラグを符号化したインデックスI(i)を出力端子４７，４
８，４９に渡す。出力端子４６，４７，４８，４９は、
符号化回路４１，４２，４３，４４から各々渡されたイ
ンデックスI(i)，ｉ＝ｎ〜ｎ+3を出力する。
て全体の動作を説明する。まず、入力端子４０から音声
信号を入力しピッチ符号化回路４１とピッチ差分符号化
回路４２，４３，４４に渡す。ピッチ符号化回路４１
は、入力端子４０から渡された音声信号を用いて第ｎサ
ブフレームのピッチラグを抽出し、抽出したピッチラグ
をピッチ差分符号化回路４２に渡す。また、抽出したピ
ッチラグを符号化し、符号化で得たインデックスI(n)を
出力端子４６に出力する。ピッチ差分回路４２，４３，
４４は、各々前のサブフレームの符号化回路４１，４
２，４３，から各々渡されたピッチラグL(i)，ｉ＝ｎ〜
ｎ+1と入力端子４０から渡された入力音声信号とを用い
て、ピッチ差分符号化を行う。更に各々抽出されたピッ
チラグを次のサブフレームの符号化回路に渡し、ピッチ
ラグを符号化したインデックスI(i)を出力端子４７，４
８，４９に渡す。出力端子４６，４７，４８，４９は、
符号化回路４１，４２，４３，４４から各々渡されたイ
ンデックスI(i)，ｉ＝ｎ〜ｎ+3を出力する。
【０００５】次に図３分図（ｂ）のブロック図を用いて
ピッチ差分符号化回路の動作の説明を行う。まず、入力
端子２１から入力音声を入力し拘束付きピッチ抽出回路
２２に渡す。また、入力端子２３から第i-1 番目のサブ
フレームで抽出されたピッチラグを入力し、拘束付きピ
ッチ抽出回路２２と差分回路２７に渡す。拘束付きピッ
チ抽出回路２２では、入力音声から該当するサブフレー
ムのピッチラグを抽出する。但し、第ｉ-1番目のサブフ
レームで抽出されたピッチラグを基準として、符号化ビ
ットＢで表される範囲から抽出する。次に、拘束付きピ
ッチ抽出回路２２で求められた第ｉ番目のピッチラグL
(i)を出力端子２５から出力すると共に、差分回路２７
に渡す。差分回路２７は、入力端子２３から渡された第
ｉ-1番目ののサブフレームで抽出されたピッチラグと、
拘束付きピッチ抽出回路２２から渡された第ｎ番目のピ
ッチラグL(n)との差分値を計算し、符号化回路２９に渡
す。符号化回路２９は、差分回路２７から渡された差分
値を入力し、予め定められた符号化ビット数Ｂで符号化
し、その符号を出力端子２６に渡す。出力端子２６は、
符号化回路２９から渡されたインデックスI(i)を出力す
る。
ピッチ差分符号化回路の動作の説明を行う。まず、入力
端子２１から入力音声を入力し拘束付きピッチ抽出回路
２２に渡す。また、入力端子２３から第i-1 番目のサブ
フレームで抽出されたピッチラグを入力し、拘束付きピ
ッチ抽出回路２２と差分回路２７に渡す。拘束付きピッ
チ抽出回路２２では、入力音声から該当するサブフレー
ムのピッチラグを抽出する。但し、第ｉ-1番目のサブフ
レームで抽出されたピッチラグを基準として、符号化ビ
ットＢで表される範囲から抽出する。次に、拘束付きピ
ッチ抽出回路２２で求められた第ｉ番目のピッチラグL
(i)を出力端子２５から出力すると共に、差分回路２７
に渡す。差分回路２７は、入力端子２３から渡された第
ｉ-1番目ののサブフレームで抽出されたピッチラグと、
拘束付きピッチ抽出回路２２から渡された第ｎ番目のピ
ッチラグL(n)との差分値を計算し、符号化回路２９に渡
す。符号化回路２９は、差分回路２７から渡された差分
値を入力し、予め定められた符号化ビット数Ｂで符号化
し、その符号を出力端子２６に渡す。出力端子２６は、
符号化回路２９から渡されたインデックスI(i)を出力す
る。
【０００６】次に、図３分図（ｃ）のブロック図を用い
て、ピッチ符号化回路４１の動作を説明する。入力端子
５１は入力音声を入力する。ピッチ抽出回路５２は、入
力端子５１から渡されて入力音声を用いて該当するサブ
フレームのピッチを抽出し、出力端子５３と符号化回路
５７に渡す。出力端子５３は、ピッチ抽出回路５２から
渡されたピッチラグL(i)を出力する。次に符号化回路５
７は、ピッチ抽出回路５２から渡されたピッチラグL(i)
を符号化し、インデックスI(i)を出力端子５５に渡す。
出力端子５５は符号化回路５７から渡されたインデック
スI(i)を出力する。
て、ピッチ符号化回路４１の動作を説明する。入力端子
５１は入力音声を入力する。ピッチ抽出回路５２は、入
力端子５１から渡されて入力音声を用いて該当するサブ
フレームのピッチを抽出し、出力端子５３と符号化回路
５７に渡す。出力端子５３は、ピッチ抽出回路５２から
渡されたピッチラグL(i)を出力する。次に符号化回路５
７は、ピッチ抽出回路５２から渡されたピッチラグL(i)
を符号化し、インデックスI(i)を出力端子５５に渡す。
出力端子５５は符号化回路５７から渡されたインデック
スI(i)を出力する。
【０００７】また、差分符号化では、符号化装置と復号
化装置の間での伝送路エラーが生じた場合、符号化装置
で符号化したピッチラグと復号装置で復号されたピッチ
ラグに誤差が生じ、この誤差が蓄積していく。図３分図
（ａ）の従来例では、これを避けることを目的として、
一定間隔（例えばフレーム長）ごとに他のサブフレーム
のピッチラグに依存しないピッチラグを伝送するため
の、ピッチ符号化回路４１を使用している。
化装置の間での伝送路エラーが生じた場合、符号化装置
で符号化したピッチラグと復号装置で復号されたピッチ
ラグに誤差が生じ、この誤差が蓄積していく。図３分図
（ａ）の従来例では、これを避けることを目的として、
一定間隔（例えばフレーム長）ごとに他のサブフレーム
のピッチラグに依存しないピッチラグを伝送するため
の、ピッチ符号化回路４１を使用している。
【０００８】また、ピッチラグの抽出方法の１つとし
て、ＣＥＬＰ方式で使用しているオープンループ探索法
がある。これは、該当のサブフレームの入力音声信号か
らなるベクトルｘと過去にＬサンプル遡って入力音声信
号をサブフレーム長に切り出したベクトルx(L)との相関
値を使用する方法である。前述の符号化ビットＢで表さ
れる範囲のＬに対して相関値を計算する。最後に、相関
値が最大となるＬを第２番目のサブフレームのピッチラ
グとして出力する。この際、人間の耳に雑音として聞こ
えるパワーの小さい周波数領域での量子化雑音を抑える
聴感重み付けを施した入力音声信号を用いる方法もあ
る。
て、ＣＥＬＰ方式で使用しているオープンループ探索法
がある。これは、該当のサブフレームの入力音声信号か
らなるベクトルｘと過去にＬサンプル遡って入力音声信
号をサブフレーム長に切り出したベクトルx(L)との相関
値を使用する方法である。前述の符号化ビットＢで表さ
れる範囲のＬに対して相関値を計算する。最後に、相関
値が最大となるＬを第２番目のサブフレームのピッチラ
グとして出力する。この際、人間の耳に雑音として聞こ
えるパワーの小さい周波数領域での量子化雑音を抑える
聴感重み付けを施した入力音声信号を用いる方法もあ
る。
【０００９】差分回路２７の差分値R(n)は、 R(n) = L(n) - L(n-1) （１） で表すことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の音声の
ピッチラグ符号化方法および装置は、第ｎ番目のサブフ
レームのピッチラグを符号化する際に、ｎ番目のサブフ
レームのピッチラグと相関の強いそれ以前ｎ-2，ｎ-
3,...及び以後ｎ+1，ｎ+2,...のサブフレームのピッチ
ラグを用いていない。従って、複数サブフレームに渡る
ピッチラグが互いに相関を持つ音声信号の有声音部の性
質を十分に利用して、符号化を行っていないという問題
点がある。
ピッチラグ符号化方法および装置は、第ｎ番目のサブフ
レームのピッチラグを符号化する際に、ｎ番目のサブフ
レームのピッチラグと相関の強いそれ以前ｎ-2，ｎ-
3,...及び以後ｎ+1，ｎ+2,...のサブフレームのピッチ
ラグを用いていない。従って、複数サブフレームに渡る
ピッチラグが互いに相関を持つ音声信号の有声音部の性
質を十分に利用して、符号化を行っていないという問題
点がある。
【００１１】本発明の目的は、同じ符号化ビット数を使
用しても、高性能に音声のピッチラグを符号化すること
が可能な音声のピッチラグ符号化方法および装置を提供
することにある。
用しても、高性能に音声のピッチラグを符号化すること
が可能な音声のピッチラグ符号化方法および装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の音声のピッチラ
グ符号化方法は、入力音声信号のピッチラグを予め定め
た長さのサブフレームごとに符号化する音声のピッチラ
グ符号化方法であって、一連のサブフレームを順に受取
りこの受取ったサブフレーム以外の前記一連のサブフレ
ームの中の任意のサブフレームから抽出した１個のピッ
チラグを用いて前記受取ったサブフレームのピッチラグ
の予測値を計算し、前記受取ったサブフレームからピッ
チラグを抽出し、前記予測値と前記受取ったサブフレー
ムから抽出したピッチラグとの差分を符号化する構成で
ある。
グ符号化方法は、入力音声信号のピッチラグを予め定め
た長さのサブフレームごとに符号化する音声のピッチラ
グ符号化方法であって、一連のサブフレームを順に受取
りこの受取ったサブフレーム以外の前記一連のサブフレ
ームの中の任意のサブフレームから抽出した１個のピッ
チラグを用いて前記受取ったサブフレームのピッチラグ
の予測値を計算し、前記受取ったサブフレームからピッ
チラグを抽出し、前記予測値と前記受取ったサブフレー
ムから抽出したピッチラグとの差分を符号化する構成で
ある。
【００１３】本発明の音声のピッチラグ符号化方法は、
入力音声信号のピッチラグを予め定めた長さのサブフレ
ームごとに符号化する音声のピッチラグ符号化方法であ
って、一連のサブフレームを順に受取りこの受取ったサ
ブフレーム以外の前記一連のサブフレームの中の任意の
サブフレームから抽出した少なくとも２個のピッチラグ
を用いて前記受取ったサブフレームのピッチラグの予測
値を計算し、前記受取ったサブフレームからピッチラグ
を抽出し、前記予測値と前記受取ったサブフレームから
抽出したピッチラグとの差分を符号化する構成である。
入力音声信号のピッチラグを予め定めた長さのサブフレ
ームごとに符号化する音声のピッチラグ符号化方法であ
って、一連のサブフレームを順に受取りこの受取ったサ
ブフレーム以外の前記一連のサブフレームの中の任意の
サブフレームから抽出した少なくとも２個のピッチラグ
を用いて前記受取ったサブフレームのピッチラグの予測
値を計算し、前記受取ったサブフレームからピッチラグ
を抽出し、前記予測値と前記受取ったサブフレームから
抽出したピッチラグとの差分を符号化する構成である。
【００１４】本発明の音声のピッチラグ符号化方法は、
前記受取ったサブフレームから抽出するピッチラグが前
記受取ったサブフレームのピッチラグの予測値を基準と
して予め定める符号化ビットのビット数で表示される範
囲のピッチラグであってもよい。
前記受取ったサブフレームから抽出するピッチラグが前
記受取ったサブフレームのピッチラグの予測値を基準と
して予め定める符号化ビットのビット数で表示される範
囲のピッチラグであってもよい。
【００１５】本発明の音声のピッチラグ符号化方法は、
前記一連のサブフレーム以外の複数のサブフレームで、
入力音声信号からピッチラグを抽出し、この抽出したピ
ッチラグを他のサブフレームで抽出したピッチラグと独
立に符号化してもよい。
前記一連のサブフレーム以外の複数のサブフレームで、
入力音声信号からピッチラグを抽出し、この抽出したピ
ッチラグを他のサブフレームで抽出したピッチラグと独
立に符号化してもよい。
【００１６】本発明の音声のピッチラグ符号化方法は、
前記受取ったサブフレームのピッチラグの予測値とし
て、前記受取ったサブフレーム以外の複数のサブフレー
ムのピッチラグの線形和を用いてもよい。
前記受取ったサブフレームのピッチラグの予測値とし
て、前記受取ったサブフレーム以外の複数のサブフレー
ムのピッチラグの線形和を用いてもよい。
【００１７】本発明の音声のピッチラグ符号化装置は、
一群のサブフレームからなる音声信号を入力する１個の
入力端子と、複数の符号化回路の出力するピッチラグを
格納し複数のピッチラグを一括して並列に出力するピッ
チバッファと、前記入力端子と接続し前記一群のサブフ
レームの最初のサブフレームのピッチラグを抽出し前記
ピッチバッファに出力するピッチ符号化回路と、前記一
群のサブフレームから選択したそれぞれ異なる１つのサ
ブフレームと前記ピッチバッファから自己の出力したピ
ッチラグを除いた複数のピッチラグとを受け前記選択し
たサブフレームから抽出したピッチラグを出力すると共
にこのピッチラグと前記ピッチバッファからのピッチラ
グに基づく予測値との差分値を符号化して出力する複数
の予測ピッチ差分符号化回路とを有する構成である。
一群のサブフレームからなる音声信号を入力する１個の
入力端子と、複数の符号化回路の出力するピッチラグを
格納し複数のピッチラグを一括して並列に出力するピッ
チバッファと、前記入力端子と接続し前記一群のサブフ
レームの最初のサブフレームのピッチラグを抽出し前記
ピッチバッファに出力するピッチ符号化回路と、前記一
群のサブフレームから選択したそれぞれ異なる１つのサ
ブフレームと前記ピッチバッファから自己の出力したピ
ッチラグを除いた複数のピッチラグとを受け前記選択し
たサブフレームから抽出したピッチラグを出力すると共
にこのピッチラグと前記ピッチバッファからのピッチラ
グに基づく予測値との差分値を符号化して出力する複数
の予測ピッチ差分符号化回路とを有する構成である。
【００１８】
【作用】本発明による音声のピッチラグ符号化装置の作
用を示す。
用を示す。
【００１９】本発明では、第ｎ番目のサブフレームのピ
ッチラグを符号化する際に、ｎ番目のサブフレームのピ
ッチラグと相関の強いそれ以前ｎ-2，ｎ-3,...及び以後
ｎ+1，ｎ+2,...のサブフレームのピッチラグを用いて、
ピッチラグを予測し、その予測値との差分値の符号化を
行う。本発明では、従来例の式（１）に対応する式とし
て、 R(n)＝L(n)-func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L(n+2),...]（２） を用いる。ここで、func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L
(n+2),...] は、ピッチラグL(i),(i=...,n-2,n-1,n+1,n
+2,...)の関数値を意味する。例えば、
ッチラグを符号化する際に、ｎ番目のサブフレームのピ
ッチラグと相関の強いそれ以前ｎ-2，ｎ-3,...及び以後
ｎ+1，ｎ+2,...のサブフレームのピッチラグを用いて、
ピッチラグを予測し、その予測値との差分値の符号化を
行う。本発明では、従来例の式（１）に対応する式とし
て、 R(n)＝L(n)-func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L(n+2),...]（２） を用いる。ここで、func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L
(n+2),...] は、ピッチラグL(i),(i=...,n-2,n-1,n+1,n
+2,...)の関数値を意味する。例えば、
【００２０】
【００２１】が考えられる。N(i),(i=1,...,S)は予め与
えられる固定荷重値、あるいはサブフレームごとに変化
する値とする。Ｓは過去の幾つのサブフレームのピッチ
ラグまでの相関を利用するかを決める整数値である。
えられる固定荷重値、あるいはサブフレームごとに変化
する値とする。Ｓは過去の幾つのサブフレームのピッチ
ラグまでの相関を利用するかを決める整数値である。
【００２２】次に、図２のサブフレーム番号とピッチラ
グとの関係を説明する説明図を用いて、本発明のピッチ
ラグの動作の一例を説明する。横軸はサブフレーム番号
を表し、縦軸はピッチラグの値を表す。太い点線３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、各々のサブフ
レームの実際のピッチの値である。実際のピッチの値は
符号化前には不定値であるが、説明する上では既知とす
る。また太い実線３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、本符号化
装置で得られたピッチラグである。太い破線３２は、本
発明におけるピッチラグの予測値である。
グとの関係を説明する説明図を用いて、本発明のピッチ
ラグの動作の一例を説明する。横軸はサブフレーム番号
を表し、縦軸はピッチラグの値を表す。太い点線３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、各々のサブフ
レームの実際のピッチの値である。実際のピッチの値は
符号化前には不定値であるが、説明する上では既知とす
る。また太い実線３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、本符号化
装置で得られたピッチラグである。太い破線３２は、本
発明におけるピッチラグの予測値である。
【００２３】図２では比較的直線的にピッチラグが変化
する場合を示している。前述したように、音声のピッチ
ラグは、比較的緩やかに変化することが知られている。
本説明では、次式の予測モデルを考える。
する場合を示している。前述したように、音声のピッチ
ラグは、比較的緩やかに変化することが知られている。
本説明では、次式の予測モデルを考える。
【００２４】 func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L(n+2),...] ＝ L(n-1) * N(1) + L(n-2) * N(2) （４） ピッチラグが直線的に変化するとして、N(1)＝-1、N(2)
＝ 2とする。すると、 L(n-2)＝ L+2 L(n-1)＝ L+4 となる。従って、 func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L(n+2),...] ＝L+6 となる。式(3) を用いると差分R(n)は、 R(n)＝(L-7) - (L-6) ＝1 となる。式(1) の従来例では、 R(n)＝(L-7) - (L-4) ＝3 となる。このように、本発明を用いることにより、差分
の基準値である次サブフレームのピッチラグの精度を向
上することができ、従来例での差分値に比べて小さくな
る。即ち、本発明の方が従来例に比べて、少ない符号化
ビット数で符号化が可能であることが分かる。
＝ 2とする。すると、 L(n-2)＝ L+2 L(n-1)＝ L+4 となる。従って、 func[...,L(n-2),L(n-1),L(n+1),L(n+2),...] ＝L+6 となる。式(3) を用いると差分R(n)は、 R(n)＝(L-7) - (L-6) ＝1 となる。式(1) の従来例では、 R(n)＝(L-7) - (L-4) ＝3 となる。このように、本発明を用いることにより、差分
の基準値である次サブフレームのピッチラグの精度を向
上することができ、従来例での差分値に比べて小さくな
る。即ち、本発明の方が従来例に比べて、少ない符号化
ビット数で符号化が可能であることが分かる。
【００２５】なお差分が大きい場合は、式（４）の予測
が不正確になる可能性があるので、この場合には、従来
の方法を用いることにより、性能を更に向上することも
できる。
が不正確になる可能性があるので、この場合には、従来
の方法を用いることにより、性能を更に向上することも
できる。
【００２６】以上述べたように、本発明のピッチラグ符
号化方法および装置を用いることにより、該当するサブ
フレームのピッチラグの予測値の精度を向上でき、これ
により従来の方法に比べて少ないビット数で量子化でき
る。また、同じビット数の場合は、従来の方法に比べて
高性能な量子化を行うことができることになる。
号化方法および装置を用いることにより、該当するサブ
フレームのピッチラグの予測値の精度を向上でき、これ
により従来の方法に比べて少ないビット数で量子化でき
る。また、同じビット数の場合は、従来の方法に比べて
高性能な量子化を行うことができることになる。
【００２７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２８】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。
る。
【００２９】図１分図（ａ）のブロック図を用いて全体
の構成および動作を説明する。
の構成および動作を説明する。
【００３０】本発明の一実施例である音声のピッチラグ
符号化装置１００は、第ｎからｎ+3番目のサブフレーム
で構成する音声信号を入力する入力端子１０と、４個の
符号化回路の出力するピッチラグを格納し４個のピッチ
ラグを一括して並列に出力するピッチバッファ２０と、
入力端子１０と接続し４個のサブフレームの最初のサブ
フレーム（第ｎ番目）のピッチラグを抽出しピッチバッ
ファ２０に出力すると共にインデックスを出力するピッ
チ符号化回路１１と、入力端子１０からは第ｎ＋1 番
目，第ｎ＋2 番目，第ｎ＋3 番目のサブフレームをそれ
ぞれ受けピッチラグを抽出しピッチバッファ２０に出力
すると共に、ピッチバッファ２０からは自己の出力した
ピッチラグを除いた複数のピッチラグを受け、自己の受
けたサブフレームのピッチラグの予測値を求め、自己の
出力したピッチラグとの差を符号化してインデックスと
して出力する予測ピッチ差分符号化回路１２，１３，１
４とから成る。なお、各サブフレームの符号化ビットは
Ｂビットとする。
符号化装置１００は、第ｎからｎ+3番目のサブフレーム
で構成する音声信号を入力する入力端子１０と、４個の
符号化回路の出力するピッチラグを格納し４個のピッチ
ラグを一括して並列に出力するピッチバッファ２０と、
入力端子１０と接続し４個のサブフレームの最初のサブ
フレーム（第ｎ番目）のピッチラグを抽出しピッチバッ
ファ２０に出力すると共にインデックスを出力するピッ
チ符号化回路１１と、入力端子１０からは第ｎ＋1 番
目，第ｎ＋2 番目，第ｎ＋3 番目のサブフレームをそれ
ぞれ受けピッチラグを抽出しピッチバッファ２０に出力
すると共に、ピッチバッファ２０からは自己の出力した
ピッチラグを除いた複数のピッチラグを受け、自己の受
けたサブフレームのピッチラグの予測値を求め、自己の
出力したピッチラグとの差を符号化してインデックスと
して出力する予測ピッチ差分符号化回路１２，１３，１
４とから成る。なお、各サブフレームの符号化ビットは
Ｂビットとする。
【００３１】次に動作について説明する。
【００３２】入力端子１０は、音声信号を入力し、入力
した音声信号をピッチ符号化回路１１、ピッチ差分符号
化回路１２，１３，１４に渡す。ピッチ符号化回路１１
は、入力端子１０から渡された音声信号を用いて第ｎサ
ブフレームのピッチラグを抽出し、抽出したピッチラグ
をピッチバッファ２０に渡す。また、抽出したピッチラ
グを符号化し、符号化したインデックスI(n)を出力端子
１６に出力する。予測ピッチ差分符号化回路１２，１
３，１４は、ピッチバッファ２０から渡される他のサブ
フレームのピッチラグと入力端子１０から渡される入力
音声信号を用いて、ピッチ差分符号化を行なう。更に、
抽出されたピッチラグを他のサブフレームのピッチ差分
符号化回路１２，１３，１４に渡し、ピッチラグを符号
化したインデックスI(i),i=n+1〜n+3 を各々出力端子１
７，１８，１９に渡す。ピッチバファ２０は各種の符号
化回路１１，１２，１３，１４から渡された各サブフレ
ームのピッチラグを蓄積し、蓄積したピッチラグを予測
ピッチ差分符号化回路１２，１３，１４に渡す。出力端
子１６，１７，１８，１９は、各種の符号化回路１１，
１２，１３，１４から各々渡されたインデックスI(i),i
=n〜n+3 を出力する。
した音声信号をピッチ符号化回路１１、ピッチ差分符号
化回路１２，１３，１４に渡す。ピッチ符号化回路１１
は、入力端子１０から渡された音声信号を用いて第ｎサ
ブフレームのピッチラグを抽出し、抽出したピッチラグ
をピッチバッファ２０に渡す。また、抽出したピッチラ
グを符号化し、符号化したインデックスI(n)を出力端子
１６に出力する。予測ピッチ差分符号化回路１２，１
３，１４は、ピッチバッファ２０から渡される他のサブ
フレームのピッチラグと入力端子１０から渡される入力
音声信号を用いて、ピッチ差分符号化を行なう。更に、
抽出されたピッチラグを他のサブフレームのピッチ差分
符号化回路１２，１３，１４に渡し、ピッチラグを符号
化したインデックスI(i),i=n+1〜n+3 を各々出力端子１
７，１８，１９に渡す。ピッチバファ２０は各種の符号
化回路１１，１２，１３，１４から渡された各サブフレ
ームのピッチラグを蓄積し、蓄積したピッチラグを予測
ピッチ差分符号化回路１２，１３，１４に渡す。出力端
子１６，１７，１８，１９は、各種の符号化回路１１，
１２，１３，１４から各々渡されたインデックスI(i),i
=n〜n+3 を出力する。
【００３３】なお、ピッチ符号化回路１１の動作の説明
は、前述した従来のピッチラグ符号化装置のピッチ符号
化回路４１と同一なのでここでの説明は省略する。
は、前述した従来のピッチラグ符号化装置のピッチ符号
化回路４１と同一なのでここでの説明は省略する。
【００３４】次に、図１分図（ｂ）のブロック図を用い
てピッチ差分符号化回路の動作の説明を行う。
てピッチ差分符号化回路の動作の説明を行う。
【００３５】まず、入力端子３，４，８は、他のサブフ
レームから抽出した複数のピッチラグL(i)を入力する。
次に、ピッチ予測回路１５は、入力端子３，４，８から
渡されたピッチラグL(i)を用いて該当するサブフレーム
のピッチラグの予測値Lp(i)を、例えば式（３）を用い
て計算し、その予測値Lp(i) を拘束付きピッチ抽出回路
２と差分回路７に渡す。拘束付きピッチ抽出回路２は、
入力端子１から入力音声信号中の該当するサブフレーム
のピッチラグを抽出する。但し、予測値Lp(i)を基準値
として、符号化ビットＢビットで表される範囲から抽出
する。ピッチラグの抽出方法に関する説明は従来の方法
と同一なので省略する。次に、拘束付きピッチ抽出回路
２で求められた該当するサブフレームのピッチラグL(i)
を出力端子５から出力すると共に、差分回路７に渡す。
差分回路７は、ピッチ予測回路１５から渡された予測値
と拘束付きピッチ抽出回路２から渡されたピッチラグと
の差分値を計算し、この差分値を符号化回路９に渡す。
符号化回路９は、差分回路７から渡された差分値を、予
め定められた符号化ビット数Ｂで符号化し、そのインデ
ックスI(i)を出力端子６に渡す。出力端子６は、符号化
回路９から渡されたインデックスI(i)を出力する。
レームから抽出した複数のピッチラグL(i)を入力する。
次に、ピッチ予測回路１５は、入力端子３，４，８から
渡されたピッチラグL(i)を用いて該当するサブフレーム
のピッチラグの予測値Lp(i)を、例えば式（３）を用い
て計算し、その予測値Lp(i) を拘束付きピッチ抽出回路
２と差分回路７に渡す。拘束付きピッチ抽出回路２は、
入力端子１から入力音声信号中の該当するサブフレーム
のピッチラグを抽出する。但し、予測値Lp(i)を基準値
として、符号化ビットＢビットで表される範囲から抽出
する。ピッチラグの抽出方法に関する説明は従来の方法
と同一なので省略する。次に、拘束付きピッチ抽出回路
２で求められた該当するサブフレームのピッチラグL(i)
を出力端子５から出力すると共に、差分回路７に渡す。
差分回路７は、ピッチ予測回路１５から渡された予測値
と拘束付きピッチ抽出回路２から渡されたピッチラグと
の差分値を計算し、この差分値を符号化回路９に渡す。
符号化回路９は、差分回路７から渡された差分値を、予
め定められた符号化ビット数Ｂで符号化し、そのインデ
ックスI(i)を出力端子６に渡す。出力端子６は、符号化
回路９から渡されたインデックスI(i)を出力する。
【００３６】更に、図１分図（ｃ）のブロック図を用い
て図１分図（ｂ）中のピッチ予測回路の動作を説明す
る。
て図１分図（ｂ）中のピッチ予測回路の動作を説明す
る。
【００３７】入力端子６６，６７，６８は、複数（本実
施例では３個）のピッチラグを入力し、積算回路６１，
６２，６３に渡す。積算回路６１，６２，６３は、予め
定めた係数を、入力端子６６，６７，６８から渡された
ピッチラグに各々積算し、この積算結果を加算回路６４
に渡す。加算回路６４は積算回路６１，６２，６３から
渡された積算結果を加算し、この加算結果を出力端子６
５に渡す。出力端子６５は、加算回路６４から渡された
加算結果を出力する。
施例では３個）のピッチラグを入力し、積算回路６１，
６２，６３に渡す。積算回路６１，６２，６３は、予め
定めた係数を、入力端子６６，６７，６８から渡された
ピッチラグに各々積算し、この積算結果を加算回路６４
に渡す。加算回路６４は積算回路６１，６２，６３から
渡された積算結果を加算し、この加算結果を出力端子６
５に渡す。出力端子６５は、加算回路６４から渡された
加算結果を出力する。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、一連の
サブフレームを順に受取り、この受取ったサブフレーム
以外の一連のサブフレームの中の任意のサブフレームか
ら抽出したピッチラグを用いて受取ったサブフレームの
ピッチラグの予測値を計算し、受取ったサブフレームか
らピッチラグを抽出し、予測値と受取ったサブフレーム
から抽出したピッチラグとの差分を符号化することによ
り、従来と同じ符号化ビット数の使用で高性能に音声の
ピッチラグを符号化することが可能となる効果が有る。
サブフレームを順に受取り、この受取ったサブフレーム
以外の一連のサブフレームの中の任意のサブフレームか
ら抽出したピッチラグを用いて受取ったサブフレームの
ピッチラグの予測値を計算し、受取ったサブフレームか
らピッチラグを抽出し、予測値と受取ったサブフレーム
から抽出したピッチラグとの差分を符号化することによ
り、従来と同じ符号化ビット数の使用で高性能に音声の
ピッチラグを符号化することが可能となる効果が有る。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】サブフレーム番号とピッチラグとの関係を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図３】従来のピッチラグ符号化装置のブロック図であ
る。
る。
１，３，４，８，１０，６６，６７，６８ 入力端子 ２ 拘束付きピッチ抽出回路 ５，６，１６，１７，１８，１９，６５ 出力端子 ７ 差分回路 ９ 符号化回路 １１ ピッチ符号化回路 １２，１３，１４ 予測ピッチ差分符号化回路 １５ ピッチ予測回路 ２０ ピッチバッファ ６１，６２，６３ 積算回路 ６４ 加算回路 １００ 音声のピッチラグ符号化装置
Claims (8)
- 【請求項１】 入力音声信号のピッチラグを予め定めた
長さのサブフレームごとに符号化する音声のピッチラグ
符号化方法であって、一連のサブフレームを順に受取り
この受取ったサブフレーム以外の前記一連のサブフレー
ムの中の任意のサブフレームから抽出した１個のピッチ
ラグを用いて前記受取ったサブフレームのピッチラグの
予測値を計算し、前記受取ったサブフレームからピッチ
ラグを抽出し、前記予測値と前記受取ったサブフレーム
から抽出したピッチラグとの差分を符号化することを特
徴とする音声のピッチラグ符号化方法。 - 【請求項２】 入力音声信号のピッチラグを予め定めた
長さのサブフレームごとに符号化する音声のピッチラグ
符号化方法であって、一連のサブフレームを順に受取り
この受取ったサブフレーム以外の前記一連のサブフレー
ムの中の任意のサブフレームから抽出した少なくとも２
個のピッチラグを用いて前記受取ったサブフレームのピ
ッチラグの予測値を計算し、前記受取ったサブフレーム
からピッチラグを抽出し、前記予測値と前記受取ったサ
ブフレームから抽出したピッチラグとの差分を符号化す
ることを特徴とする音声のピッチラグ符号化方法。 - 【請求項３】 前記受取ったサブフレームから抽出する
ピッチラグが前記受取ったサブフレームのピッチラグの
予測値を基準として予め定める符号化ビットのビット数
で表示される範囲のピッチラグであることを特徴とする
請求項１記載の音声のピッチラグ符号化方法。 - 【請求項４】 前記受取ったサブフレームから抽出する
ピッチラグが前記受取ったサブフレームのピッチラグの
予測値を基準として予め定める符号化ビットのビット数
で表示される範囲のピッチラグであることを特徴とする
請求項２記載の音声のピッチラグ符号化方法 - 【請求項５】 前記一連のサブフレーム以外の複数のサ
ブフレームで、入力音声信号からピッチラグを抽出し、
この抽出したピッチラグを他のサブフレームで抽出した
ピッチラグと独立に符号化することを特徴とする請求項
１記載の音声のピッチラグ符号化方法。 - 【請求項６】 前記一連のサブフレーム以外の複数のサ
ブフレームで、入力音声信号からピッチラグを抽出し、
この抽出したピッチラグを他のサブフレームで抽出した
ピッチラグと独立に符号化することを特徴とする請求項
２または４記載の音声のピッチラグ符号化方法。 - 【請求項７】 前記受取ったサブフレームのピッチラグ
の予測値として、前記受取ったサブフレーム以外の複数
のサブフレームのピッチラグの線形和を用いることを特
徴とする請求項２または４または６記載の音声のピッチ
ラグ符号化方法。 - 【請求項８】 一群のサブフレームからなる音声信号を
入力する１個の入力端子と、複数の符号化回路の出力す
るピッチラグを格納し複数のピッチラグを一括して並列
に出力するピッチバッファと、前記入力端子と接続し前
記一群のサブフレームの最初のサブフレームのピッチラ
グを抽出し前記ピッチバッファに出力するピッチ符号化
回路と、前記一群のサブフレームから選択したそれぞれ
異なる１つのサブフレームと前記ピッチバッファから自
己の出力したピッチラグを除いた複数のピッチラグとを
受け前記選択したサブフレームから抽出したピッチラグ
を出力すると共にこのピッチラグと前記ピッチバッファ
からのピッチラグに基づく予測値との差分値を符号化し
て出力する複数の予測ピッチ差分符号化回路とを有する
ことを特徴とする音声のピッチラグ符号化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324562A JPH08179795A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 音声のピッチラグ符号化方法および装置 |
| CA002166140A CA2166140C (en) | 1994-12-27 | 1995-12-27 | Speech pitch lag coding apparatus and method |
| US08/579,412 US5751900A (en) | 1994-12-27 | 1995-12-27 | Speech pitch lag coding apparatus and method |
| EP95120617A EP0720145B1 (en) | 1994-12-27 | 1995-12-27 | Speech pitch lag coding apparatus and method |
| DE69523032T DE69523032T2 (de) | 1994-12-27 | 1995-12-27 | Vorrichtung und Verfahren zur Kodierung der Sprachgrundfrequenz |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324562A JPH08179795A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 音声のピッチラグ符号化方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179795A true JPH08179795A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18167202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6324562A Pending JPH08179795A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 音声のピッチラグ符号化方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5751900A (ja) |
| EP (1) | EP0720145B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08179795A (ja) |
| CA (1) | CA2166140C (ja) |
| DE (1) | DE69523032T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1999038156A1 (fr) * | 1998-01-26 | 1999-07-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Methode et dispositif d'accentuation de registre |
| JP2003532149A (ja) * | 2000-04-24 | 2003-10-28 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 音声発話を予測的に量子化するための方法および装置 |
| WO2006001218A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 音声符号化装置、音声復号化装置、およびこれらの方法 |
| JP5400880B2 (ja) * | 2009-06-23 | 2014-01-29 | 日本電信電話株式会社 | 符号化方法、復号方法、それらの方法を用いた装置、プログラム、記録媒体 |
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|---|---|---|---|---|
| US6470309B1 (en) * | 1998-05-08 | 2002-10-22 | Texas Instruments Incorporated | Subframe-based correlation |
| US6507814B1 (en) * | 1998-08-24 | 2003-01-14 | Conexant Systems, Inc. | Pitch determination using speech classification and prior pitch estimation |
| US7072832B1 (en) | 1998-08-24 | 2006-07-04 | Mindspeed Technologies, Inc. | System for speech encoding having an adaptive encoding arrangement |
| US6587816B1 (en) | 2000-07-14 | 2003-07-01 | International Business Machines Corporation | Fast frequency-domain pitch estimation |
| GB2466671B (en) | 2009-01-06 | 2013-03-27 | Skype | Speech encoding |
| GB2466669B (en) * | 2009-01-06 | 2013-03-06 | Skype | Speech coding |
| GB2466675B (en) | 2009-01-06 | 2013-03-06 | Skype | Speech coding |
| GB2466673B (en) | 2009-01-06 | 2012-11-07 | Skype | Quantization |
| GB2466674B (en) | 2009-01-06 | 2013-11-13 | Skype | Speech coding |
| GB2466672B (en) | 2009-01-06 | 2013-03-13 | Skype | Speech coding |
| GB2466670B (en) | 2009-01-06 | 2012-11-14 | Skype | Speech encoding |
| US8452606B2 (en) | 2009-09-29 | 2013-05-28 | Skype | Speech encoding using multiple bit rates |
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| JPS61254999A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | 日本電気株式会社 | ピッチおよび有声／無声判別信号の符号化方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1994
- 1994-12-27 JP JP6324562A patent/JPH08179795A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-27 DE DE69523032T patent/DE69523032T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-27 EP EP95120617A patent/EP0720145B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-27 US US08/579,412 patent/US5751900A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-27 CA CA002166140A patent/CA2166140C/en not_active Expired - Fee Related
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