JPH08185198A - 符号励振線形予測音声符号化方法及びその復号化方法 - Google Patents
符号励振線形予測音声符号化方法及びその復号化方法Info
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- JPH08185198A JPH08185198A JP6328622A JP32862294A JPH08185198A JP H08185198 A JPH08185198 A JP H08185198A JP 6328622 A JP6328622 A JP 6328622A JP 32862294 A JP32862294 A JP 32862294A JP H08185198 A JPH08185198 A JP H08185198A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 送出ビット数を増加することなく、低ビット
レートで高品質符号化を可能とする。 【構成】 音声のピッチ周期を区分した各範囲ごとに、
その学習音声から雑音符号帳５1 〜５N を作っておき、
入力音声を線形予測分析し、その量子化予測係数を合成
フィルタ３の係数に設定し、適応符号帳４の中の直前の
フィルタ励振ベクトルからピッチ周期で切出し、そのピ
ッチ周期に応じて雑音符号帳５1 〜５N の１つを選択
し、その雑音符号帳から雑音ベクトルと前記切出した適
応符号ベクトルとの重み付き和をフィルタ３の励振信号
とし、その合成音声の歪みが最小になるように、ピッチ
周期と雑音ベクトルとを選択する。
レートで高品質符号化を可能とする。 【構成】 音声のピッチ周期を区分した各範囲ごとに、
その学習音声から雑音符号帳５1 〜５N を作っておき、
入力音声を線形予測分析し、その量子化予測係数を合成
フィルタ３の係数に設定し、適応符号帳４の中の直前の
フィルタ励振ベクトルからピッチ周期で切出し、そのピ
ッチ周期に応じて雑音符号帳５1 〜５N の１つを選択
し、その雑音符号帳から雑音ベクトルと前記切出した適
応符号ベクトルとの重み付き和をフィルタ３の励振信号
とし、その合成音声の歪みが最小になるように、ピッチ
周期と雑音ベクトルとを選択する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は適応符号帳から選択し
た過去の駆動音源ベクトルをピッチ周期で繰り返すベク
トルと、雑音符号帳から選択した雑音ベクトルとを重み
付け合成し、その合成ベクトルで線形予測合成フィルタ
を駆動して音声合成し、この合成音声信号の入力音声信
号に対する歪みが最小になるように、適応符号帳及び雑
音符号帳からの各ベクトルの選択を行って入力音声信号
を符号化する符号励振線形予測音声符号化方法、及びこ
の符号化方法による復号化出力を復号する復号化方法に
関する。
た過去の駆動音源ベクトルをピッチ周期で繰り返すベク
トルと、雑音符号帳から選択した雑音ベクトルとを重み
付け合成し、その合成ベクトルで線形予測合成フィルタ
を駆動して音声合成し、この合成音声信号の入力音声信
号に対する歪みが最小になるように、適応符号帳及び雑
音符号帳からの各ベクトルの選択を行って入力音声信号
を符号化する符号励振線形予測音声符号化方法、及びこ
の符号化方法による復号化出力を復号する復号化方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル移動通信や、音声蓄積サービ
スでは、電波や記憶媒体の効率的利用を図るために、種
々の高能率音声符号化法が用いられている。例えば、符
号励振線形予測符号化（Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌ
ｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ＣＥＬＰ）、ベク
トル和励振線形予測符号化（Ｖｅｃｔｏｒ Ｓｕｍ Ｅ
ｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，
ＶＳＥＬＰ）といった音声符号化法が知られている。そ
れぞれの技術については、Ｍ．Ｒ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ
ａｎｄ Ｂ．Ｓ．Ａｔａｌ：“Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔ
ｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ（ＣＥＬ
Ｐ）：Ｈｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｐｅｅｃｈ ａｔ
Ｖｅｒｙ Ｌｏｗ Ｂｉｔ Ｒａｔｅｓ”，Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＡＳＳＰ−８５，２５．１．１，ｐｐ．９３７
−９４０，（１９８５年）、および、Ｉ．Ａ．Ｇｅｒｓ
ｏｎ ａｎｄ Ｍ．Ａ．Ｊａｓｉｕｋ：“Ｖｅｃｔｏｒ
ＳｕｍＥｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｏｎ（ＶＳＥＬＰ）Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ
ａｔ ８ｋｂｐｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ−９０，
Ｓ９．３，ｐｐ．４６１−４６４，（１９９０年）に述
べられている。
スでは、電波や記憶媒体の効率的利用を図るために、種
々の高能率音声符号化法が用いられている。例えば、符
号励振線形予測符号化（Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌ
ｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ＣＥＬＰ）、ベク
トル和励振線形予測符号化（Ｖｅｃｔｏｒ Ｓｕｍ Ｅ
ｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，
ＶＳＥＬＰ）といった音声符号化法が知られている。そ
れぞれの技術については、Ｍ．Ｒ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ
ａｎｄ Ｂ．Ｓ．Ａｔａｌ：“Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔ
ｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ（ＣＥＬ
Ｐ）：Ｈｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｐｅｅｃｈ ａｔ
Ｖｅｒｙ Ｌｏｗ Ｂｉｔ Ｒａｔｅｓ”，Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＡＳＳＰ−８５，２５．１．１，ｐｐ．９３７
−９４０，（１９８５年）、および、Ｉ．Ａ．Ｇｅｒｓ
ｏｎ ａｎｄ Ｍ．Ａ．Ｊａｓｉｕｋ：“Ｖｅｃｔｏｒ
ＳｕｍＥｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｏｎ（ＶＳＥＬＰ）Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ
ａｔ ８ｋｂｐｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ−９０，
Ｓ９．３，ｐｐ．４６１−４６４，（１９９０年）に述
べられている。
【０００３】これらは、５ｍｓから５０ｍｓ程度を１フ
レームとし、過去の励振信号からなるピッチ適応符号帳
中の一つの適応符号ベクトルと、あらかじめ蓄積してお
いた固定的な雑音又はパルス列からなる雑音符号帳の雑
音符号ベクトルとの重み付き和を励振信号とする。この
励振信号を線形予測合成フィルタに通した合成波形と入
力音声との聴覚重み付き波形歪みを最小とするように、
適応符号，雑音符号，利得符号を決定する。
レームとし、過去の励振信号からなるピッチ適応符号帳
中の一つの適応符号ベクトルと、あらかじめ蓄積してお
いた固定的な雑音又はパルス列からなる雑音符号帳の雑
音符号ベクトルとの重み付き和を励振信号とする。この
励振信号を線形予測合成フィルタに通した合成波形と入
力音声との聴覚重み付き波形歪みを最小とするように、
適応符号，雑音符号，利得符号を決定する。
【０００４】図５に従来法として、ＣＥＬＰ符号化法の
基本的な構成を示す。まず、入力端子１からの入力音声
信号をディジタル信号として入力され、この入力音声信
号は線形予測分析部２において音声の線形予測分析が行
われ、更に量子化され、予測係数Ａとして符号化出力の
一部とされると共に合成フィルタ３の係数として設定さ
れる。適応符号帳４には、直前の過去の合成フィルタ３
への駆動入力として使用された励振音源ベクトルが蓄え
られ、この適応符号帳４中のベクトルを切出し合成フィ
ルタ３の合成波形歪みが最小となるように、適応符号帳
４の符号Ｌに対応するピッチ周期Ｔ（Ｌ）で繰り返して
適応符号ベクトルとする。つまり図６Ａに示すように適
応符号帳４に蓄えられている過去の励振信号Ｓpからピ
ッチ周期Ｔ（Ｌ）だけ切り出し、これを繰り返し、つま
り周期化して適応符号ベクトルＶa とし、このようにし
て得られる各種ピッチ周期Ｔ（Ｌ）の適応符号ベクトル
Ｖa 中の合成音声の歪みが最小となるものを選択する。
基本的な構成を示す。まず、入力端子１からの入力音声
信号をディジタル信号として入力され、この入力音声信
号は線形予測分析部２において音声の線形予測分析が行
われ、更に量子化され、予測係数Ａとして符号化出力の
一部とされると共に合成フィルタ３の係数として設定さ
れる。適応符号帳４には、直前の過去の合成フィルタ３
への駆動入力として使用された励振音源ベクトルが蓄え
られ、この適応符号帳４中のベクトルを切出し合成フィ
ルタ３の合成波形歪みが最小となるように、適応符号帳
４の符号Ｌに対応するピッチ周期Ｔ（Ｌ）で繰り返して
適応符号ベクトルとする。つまり図６Ａに示すように適
応符号帳４に蓄えられている過去の励振信号Ｓpからピ
ッチ周期Ｔ（Ｌ）だけ切り出し、これを繰り返し、つま
り周期化して適応符号ベクトルＶa とし、このようにし
て得られる各種ピッチ周期Ｔ（Ｌ）の適応符号ベクトル
Ｖa 中の合成音声の歪みが最小となるものを選択する。
【０００５】雑音符号帳５には複数の雑音又はパルス列
からなる雑音符号ベクトルが予め格納されており、この
雑音符号ベクトルの中から適応符号ベクトルとともに合
成波形歪み最小となるベクトルを選択する。最後に、乗
算器７，８でそれぞれ選択した適応符号ベクトル、選択
した雑音符号ベクトルに対し、それぞれ利得を乗算して
重み付けし、この重み付けされた両ベクトルを加算器９
で加算して合成フィルタ３に対する励振信号とし、乗算
器７，８の各利得符号Ｇ０，Ｇ１も、波形歪み最小とな
るように最適化される。合成フィルタ３からの合成波形
と入力音声波形との聴覚重み付きの歪みが歪み計算部１
０で求められ、この歪みが最小になるように符号帳検索
部１１で適応符号帳４、雑音符号帳５の各ベクトルの選
択、乗算器７，８に与える各利得を制御し、その結果と
しての適応符号帳４の選択符号（ピッチ符号）Ｌと、雑
音符号帳５の選択符号Ｃと、乗算器７，８に利得符号Ｇ
０，Ｇ１と、前記量子化された予測係数Ａとを入力音声
の符号化出力とする。この符号化はフレーム単位（５〜
５０ミリ秒程度）ごとに行われる。
からなる雑音符号ベクトルが予め格納されており、この
雑音符号ベクトルの中から適応符号ベクトルとともに合
成波形歪み最小となるベクトルを選択する。最後に、乗
算器７，８でそれぞれ選択した適応符号ベクトル、選択
した雑音符号ベクトルに対し、それぞれ利得を乗算して
重み付けし、この重み付けされた両ベクトルを加算器９
で加算して合成フィルタ３に対する励振信号とし、乗算
器７，８の各利得符号Ｇ０，Ｇ１も、波形歪み最小とな
るように最適化される。合成フィルタ３からの合成波形
と入力音声波形との聴覚重み付きの歪みが歪み計算部１
０で求められ、この歪みが最小になるように符号帳検索
部１１で適応符号帳４、雑音符号帳５の各ベクトルの選
択、乗算器７，８に与える各利得を制御し、その結果と
しての適応符号帳４の選択符号（ピッチ符号）Ｌと、雑
音符号帳５の選択符号Ｃと、乗算器７，８に利得符号Ｇ
０，Ｇ１と、前記量子化された予測係数Ａとを入力音声
の符号化出力とする。この符号化はフレーム単位（５〜
５０ミリ秒程度）ごとに行われる。
【０００６】雑音符号帳５は、適応符号ベクトルで表現
しきれなかった励振信号の残差波形を、さらに符号化す
るものである。この雑音符号帳５の構成には、当初、８
ｋｂｉｔ／ｓ程度の符号化では、ガウス雑音などランダ
ムな時系列ベクトルを生成し、それを用いていた。しか
し、４ｋｂｉｔ／ｓ以下の低ビットレート化では、ベク
トルあたりのビット割当を減らしたり、ベクトルの次元
数を増やしたりする必要があり、この場合には、雑音符
号帳で表現する残差信号は、必ずしもランダムなもので
はなく、ピッチ周期性やパルスを多く含んだ信号となる
ので、雑音符号帳の表現の多様化が重要になってきてい
る。
しきれなかった励振信号の残差波形を、さらに符号化す
るものである。この雑音符号帳５の構成には、当初、８
ｋｂｉｔ／ｓ程度の符号化では、ガウス雑音などランダ
ムな時系列ベクトルを生成し、それを用いていた。しか
し、４ｋｂｉｔ／ｓ以下の低ビットレート化では、ベク
トルあたりのビット割当を減らしたり、ベクトルの次元
数を増やしたりする必要があり、この場合には、雑音符
号帳で表現する残差信号は、必ずしもランダムなもので
はなく、ピッチ周期性やパルスを多く含んだ信号となる
ので、雑音符号帳の表現の多様化が重要になってきてい
る。
【０００７】雑音励振源の多様化技術として、ピッチ同
期雑音励振源符号化方法（Ｐｉｔｃｈ Ｓｙｎｃｈｏｒ
ｎｏｕｓ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ−ＣＥＬＰ：ＰＳＩ−
ＣＥＬＰ）がある。この技術については、三樹，守谷，
間野，大室：“ピッチ同期雑音励振源をもつＣＥＬＰ符
号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ）”，電子情報通信学会論文
誌，Ａ，Ｖｏｌ．，Ｊ７７−Ａ，Ｎｏ．３，ｐｐ．３１
４−３２４（１９９４年３月）に述べられている。これ
は、図６Ｂに示すように適応符号帳４から得られるピッ
チ周期Ｔ（Ｌ）を用いて、適応符号ベクトルＶa と同様
に、雑音符号帳５から選択した固定雑音ベクトルＶscを
先頭からＴ（Ｌ）だけ取り出し、これを繰り返し、つま
り周期化して雑音符号化ベクトルＶs として用いる。な
お適応符号帳４でピッチが得られない場合は雑音ベクト
ルの周期化は行わない。
期雑音励振源符号化方法（Ｐｉｔｃｈ Ｓｙｎｃｈｏｒ
ｎｏｕｓ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ−ＣＥＬＰ：ＰＳＩ−
ＣＥＬＰ）がある。この技術については、三樹，守谷，
間野，大室：“ピッチ同期雑音励振源をもつＣＥＬＰ符
号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ）”，電子情報通信学会論文
誌，Ａ，Ｖｏｌ．，Ｊ７７−Ａ，Ｎｏ．３，ｐｐ．３１
４−３２４（１９９４年３月）に述べられている。これ
は、図６Ｂに示すように適応符号帳４から得られるピッ
チ周期Ｔ（Ｌ）を用いて、適応符号ベクトルＶa と同様
に、雑音符号帳５から選択した固定雑音ベクトルＶscを
先頭からＴ（Ｌ）だけ取り出し、これを繰り返し、つま
り周期化して雑音符号化ベクトルＶs として用いる。な
お適応符号帳４でピッチが得られない場合は雑音ベクト
ルの周期化は行わない。
【０００８】さらに、ＰＳＩ−ＣＥＬＰでは、雑音符号
帳は、大規模なデータベースからの学習によって求めて
いる。この技術については、守谷，三樹，大室，間野：
“ＣＥＬＰ符号化における励振符号帳の学習”，電子情
報通信学会論文誌，Ａ，Ｖｏｌ．，Ｊ７７−Ａ，Ｎｏ．
３，ｐｐ．４８５−４９３（１９９４年３月）に述べら
れている。これは、一般化Ｌｌｏｙｄアルゴリズムに基
づくベクトル量子化器設計法を用い、実際の符号化時の
聴感重み付き波形歪みを最小にする尺度を用いる手法で
ある。
帳は、大規模なデータベースからの学習によって求めて
いる。この技術については、守谷，三樹，大室，間野：
“ＣＥＬＰ符号化における励振符号帳の学習”，電子情
報通信学会論文誌，Ａ，Ｖｏｌ．，Ｊ７７−Ａ，Ｎｏ．
３，ｐｐ．４８５−４９３（１９９４年３月）に述べら
れている。これは、一般化Ｌｌｏｙｄアルゴリズムに基
づくベクトル量子化器設計法を用い、実際の符号化時の
聴感重み付き波形歪みを最小にする尺度を用いる手法で
ある。
【０００９】これらの雑音符号帳は、ＣＥＬＰの場合に
は、常に固定されたものであり、また、ＰＳＩ−ＣＥＬ
Ｐにおいてもピッチ周期化を行なう前の符号帳は、ピッ
チ周期に関係なく常に同じ雑音符号帳から雑音ベクトル
を生成する構成になっている。
は、常に固定されたものであり、また、ＰＳＩ−ＣＥＬ
Ｐにおいてもピッチ周期化を行なう前の符号帳は、ピッ
チ周期に関係なく常に同じ雑音符号帳から雑音ベクトル
を生成する構成になっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】適応符号ベクトルにピ
ッチ周期性がある場合には、ピッチピーク位置周辺に大
きなパワの残差が偏って分布する。しかし、従来技術で
は、雑音符号帳自体は、固定されたものであり、適応符
号ベクトルのピッチ周期にあわせて雑音符号ベクトルを
ピッチ周期化する手法を適用しても、雑音符号ベクトル
に含まれているピッチ周期性が適応符号ベクトルのピッ
チ周期性と異なる場合には、符号化効率を十分あげるこ
とができない。
ッチ周期性がある場合には、ピッチピーク位置周辺に大
きなパワの残差が偏って分布する。しかし、従来技術で
は、雑音符号帳自体は、固定されたものであり、適応符
号ベクトルのピッチ周期にあわせて雑音符号ベクトルを
ピッチ周期化する手法を適用しても、雑音符号ベクトル
に含まれているピッチ周期性が適応符号ベクトルのピッ
チ周期性と異なる場合には、符号化効率を十分あげるこ
とができない。
【００１１】この発明の目的は、新たな伝送情報を増や
さずに、各フレームに適合した雑音符号ベクトルを多く
含むような適応化機能を雑音符号帳にもたせて励振音源
を多様化し、高品質音声を再生する低ビットレート音声
符号化方法及びその復号化方法を提供することにある。
さずに、各フレームに適合した雑音符号ベクトルを多く
含むような適応化機能を雑音符号帳にもたせて励振音源
を多様化し、高品質音声を再生する低ビットレート音声
符号化方法及びその復号化方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の符号化方法
は、適応符号ベクトルのピッチ周期と対応する複数個の
雑音符号帳を用意し、適応符号帳で選択されたピッチ周
期に対応して雑音符号帳を選択し、その選択した雑音符
号帳を用いて雑音符号ベクトルの選択を行う。この発明
の復号化方法はこの発明の符号化方法と同様に複数の雑
音符号帳を用意し、適応符号帳で選択されたピッチ周期
に対応した雑音符号帳を選択し、その選択した雑音符号
帳から雑音符号ベクトルを選択する。
は、適応符号ベクトルのピッチ周期と対応する複数個の
雑音符号帳を用意し、適応符号帳で選択されたピッチ周
期に対応して雑音符号帳を選択し、その選択した雑音符
号帳を用いて雑音符号ベクトルの選択を行う。この発明
の復号化方法はこの発明の符号化方法と同様に複数の雑
音符号帳を用意し、適応符号帳で選択されたピッチ周期
に対応した雑音符号帳を選択し、その選択した雑音符号
帳から雑音符号ベクトルを選択する。
【００１３】
【実施例】図１に請求項１の音声符号化方法の実施例を
示し、図５と同じ番号の部分は同一のものを示してい
る。図１は、図５と比較して複数の雑音符号帳５1 〜５
N が用意され、適応符号帳４からのピッチ周期符号Ｌに
より切換器１５が制御されて雑音符号帳５1 〜５N の１
つが選択される点が異なる。雑音符号帳５1 〜５N は、
例えば図２Ａに示す各Ｌの範囲毎のデータをもとにベク
トル量子化器設計によって作られる。この時、ＬはＴ
（Ｌ）の小さい順に番号付けられているとする。これに
より、雑音符号帳５1 〜５N には、ピッチ周期に対応し
た雑音符号ベクトルを格納しておくことができる。例え
ば多数の学習音声を逆フィルタに通して、適応符号帳４
に格納される成分を取り去り、その残差信号中の、ピッ
チ周期Ｔ（Ｌ）がＴ（ｌ0 ）とＴ（ｌ1 ）との範囲の学
習音声と対応するものを集め、これを雑音符号の学習デ
ータとして複数の代表雑音符号ベクトルを作成し、これ
を雑音符号帳５1 とし、前記残差信号中の、ピッチ周期
Ｔ（Ｌ）がＴ（ｌ1 ）とＴ（ｌ2 ）との範囲の学習音声
と対応するものを集め、これを雑音符号の学習データと
して複数の代表雑音符号ベクトルを作成し、これを雑音
符号帳５2 とし、以下同様に他の雑音符号帳を作成す
る。
示し、図５と同じ番号の部分は同一のものを示してい
る。図１は、図５と比較して複数の雑音符号帳５1 〜５
N が用意され、適応符号帳４からのピッチ周期符号Ｌに
より切換器１５が制御されて雑音符号帳５1 〜５N の１
つが選択される点が異なる。雑音符号帳５1 〜５N は、
例えば図２Ａに示す各Ｌの範囲毎のデータをもとにベク
トル量子化器設計によって作られる。この時、ＬはＴ
（Ｌ）の小さい順に番号付けられているとする。これに
より、雑音符号帳５1 〜５N には、ピッチ周期に対応し
た雑音符号ベクトルを格納しておくことができる。例え
ば多数の学習音声を逆フィルタに通して、適応符号帳４
に格納される成分を取り去り、その残差信号中の、ピッ
チ周期Ｔ（Ｌ）がＴ（ｌ0 ）とＴ（ｌ1 ）との範囲の学
習音声と対応するものを集め、これを雑音符号の学習デ
ータとして複数の代表雑音符号ベクトルを作成し、これ
を雑音符号帳５1 とし、前記残差信号中の、ピッチ周期
Ｔ（Ｌ）がＴ（ｌ1 ）とＴ（ｌ2 ）との範囲の学習音声
と対応するものを集め、これを雑音符号の学習データと
して複数の代表雑音符号ベクトルを作成し、これを雑音
符号帳５2 とし、以下同様に他の雑音符号帳を作成す
る。
【００１４】この符号化装置により入力音声を符号化す
るには、従来と同様に入力音声の線形予測分析を行い、
量子化された予測係数Ａを求めて合成フィルタ３の係数
とし、適応符号帳４のベクトルから、合成波形歪み最小
となるように、ピッチ周期Ｔ（Ｌ）で周期化した適応符
号ベクトルを求める。この求めたベクトルと対応する符
号Ｌに基づいて切換器１５が、図２Ａの対応表により、
雑音符号帳５1 〜５Nから使用する雑音符号帳の番号を
決定し、対応する雑音符号帳５i を選択する。こうして
選択された雑音符号帳５i から、まず、乗算器７，８の
利得符号Ｇ０，Ｇ１を最適な値をとれるとして、波形歪
み最小となる雑音符号ベクトルＣを決める。その後、決
定した適応符号ベクトルと雑音符号ベクトルＣに関し
て、利得符号Ｇ０，Ｇ１を、波形歪み最小となるように
量子化する。その他は図５に示した場合と同一である。
るには、従来と同様に入力音声の線形予測分析を行い、
量子化された予測係数Ａを求めて合成フィルタ３の係数
とし、適応符号帳４のベクトルから、合成波形歪み最小
となるように、ピッチ周期Ｔ（Ｌ）で周期化した適応符
号ベクトルを求める。この求めたベクトルと対応する符
号Ｌに基づいて切換器１５が、図２Ａの対応表により、
雑音符号帳５1 〜５Nから使用する雑音符号帳の番号を
決定し、対応する雑音符号帳５i を選択する。こうして
選択された雑音符号帳５i から、まず、乗算器７，８の
利得符号Ｇ０，Ｇ１を最適な値をとれるとして、波形歪
み最小となる雑音符号ベクトルＣを決める。その後、決
定した適応符号ベクトルと雑音符号ベクトルＣに関し
て、利得符号Ｇ０，Ｇ１を、波形歪み最小となるように
量子化する。その他は図５に示した場合と同一である。
【００１５】図２Ｂに、請求項３の音声復号化方法の実
施例を示し、図１に示した符号化方法で符号化された符
号を復号化する場合であって、図１中の適応符号帳４、
雑音符号帳５1 〜５N とそれぞれ同一の適応符号帳２
４、雑音符号帳２５1 〜２５Nとが設けられ、入力符号
Ａ，Ｌ，Ｃ，Ｇ０，Ｇ１を復号化する。その入力された
量子化予測係数Ａが合成フィルタ２３の係数として設定
され、乗算器２７，２８はそれぞれ利得符号Ｇ０，Ｇ１
で決まる利得が設定される。適応符号帳２４に図１の場
合と同様に直前の過去の合成フィルタ２３への入力とし
て使用された励振音源ベクトルが蓄えられ、この適応符
号帳２４中のベクトルから、入力符号Ｌで決まるピッチ
周期Ｔ（Ｌ）で周期化した適応符号ベクトルが作られて
乗算器２７へ出力される。また入力符号Ｌの値に基づい
て、切換器２６に制御されて雑音符号帳２５1 〜２５N
から使用する雑音符号帳を選択し、その選択した雑音符
号帳の中から、入力符号Ｃの雑音符号ベクトルを選択し
て乗算器２８へ出力する。乗算器２７，２８の出力は加
算器２９で加算されて合成フィルタ２３に駆動信号とし
て供給され、合成フィルタ２３の出力合成音声はポスト
フィルタ３１でフォルマント強調、ピッチ強調が実施さ
れて最終的な音声出力が得られる。
施例を示し、図１に示した符号化方法で符号化された符
号を復号化する場合であって、図１中の適応符号帳４、
雑音符号帳５1 〜５N とそれぞれ同一の適応符号帳２
４、雑音符号帳２５1 〜２５Nとが設けられ、入力符号
Ａ，Ｌ，Ｃ，Ｇ０，Ｇ１を復号化する。その入力された
量子化予測係数Ａが合成フィルタ２３の係数として設定
され、乗算器２７，２８はそれぞれ利得符号Ｇ０，Ｇ１
で決まる利得が設定される。適応符号帳２４に図１の場
合と同様に直前の過去の合成フィルタ２３への入力とし
て使用された励振音源ベクトルが蓄えられ、この適応符
号帳２４中のベクトルから、入力符号Ｌで決まるピッチ
周期Ｔ（Ｌ）で周期化した適応符号ベクトルが作られて
乗算器２７へ出力される。また入力符号Ｌの値に基づい
て、切換器２６に制御されて雑音符号帳２５1 〜２５N
から使用する雑音符号帳を選択し、その選択した雑音符
号帳の中から、入力符号Ｃの雑音符号ベクトルを選択し
て乗算器２８へ出力する。乗算器２７，２８の出力は加
算器２９で加算されて合成フィルタ２３に駆動信号とし
て供給され、合成フィルタ２３の出力合成音声はポスト
フィルタ３１でフォルマント強調、ピッチ強調が実施さ
れて最終的な音声出力が得られる。
【００１６】図３に請求項２の音声符号化方法の実施例
を示し、図１と対応する部分に同一番号を付けてある。
この装置は従来の技術の項中で述べたＰＳＩ−ＣＥＬＰ
にこの発明を適用した場合で、適応符号帳４には、ピッ
チ周期性の無い場合に、直前の過去の励振音源ベクトル
からなる符号ベクトル以外に、予め固定した雑音ベクト
ルが格納されている固定符号帳４ｂが設けられ、また、
切換器６１から出力される雑音符号ベクトルをピッチ周
期化する周期化制御部３２が設けられている。雑音符号
帳５1 〜５N の各符号帳は、図１の実施例の雑音符号帳
設計と同様に作られるが、この中には、適応符号ベクト
ルにピッチ周期性が無い場合に対応する雑音符号帳も含
まれている。
を示し、図１と対応する部分に同一番号を付けてある。
この装置は従来の技術の項中で述べたＰＳＩ−ＣＥＬＰ
にこの発明を適用した場合で、適応符号帳４には、ピッ
チ周期性の無い場合に、直前の過去の励振音源ベクトル
からなる符号ベクトル以外に、予め固定した雑音ベクト
ルが格納されている固定符号帳４ｂが設けられ、また、
切換器６１から出力される雑音符号ベクトルをピッチ周
期化する周期化制御部３２が設けられている。雑音符号
帳５1 〜５N の各符号帳は、図１の実施例の雑音符号帳
設計と同様に作られるが、この中には、適応符号ベクト
ルにピッチ周期性が無い場合に対応する雑音符号帳も含
まれている。
【００１７】入力音声は図１の場合と同様に線形予測分
析され、量子化され、その量子化予測係数Ａが合成フィ
ルタ３の係数となる。適応符号帳４では、合成波形歪み
最小となるように、適応符号帳４ａのベクトルあるい
は、固定符号帳４ｂの中の固定的な雑音ベクトルのいず
れかが選択され、この選択されたベクトルを示す符号Ｌ
には、ピッチ周期を示す符号と固定符号帳４ｂの番号を
示す符号が含まれる。
析され、量子化され、その量子化予測係数Ａが合成フィ
ルタ３の係数となる。適応符号帳４では、合成波形歪み
最小となるように、適応符号帳４ａのベクトルあるい
は、固定符号帳４ｂの中の固定的な雑音ベクトルのいず
れかが選択され、この選択されたベクトルを示す符号Ｌ
には、ピッチ周期を示す符号と固定符号帳４ｂの番号を
示す符号が含まれる。
【００１８】切換器６１では、この符号Ｌの値に基づい
て図２Ａに示す対応表により、使用する雑音符号帳の番
号を決定し、その雑音符号帳を選択する。例えば、ここ
で、雑音符号帳５1 〜５N-1 は、符号Ｌがピッチ周期性
のある場合の符号帳とし、雑音符号帳５N はピッチ周期
性のない符号Ｌに対応するものとする。こうして選択さ
れた雑音符号帳の格納ベクトルに対して、ピッチ周期化
制御部３２において、符号Ｌがピッチ周期性のある符号
の場合には、入力されている雑音ベクトルを図６Ｂに示
したようにピッチ周期Ｔ（Ｌ）で繰り返して、周期化さ
れた雑音ベクトルを生成する。この操作により、雑音ベ
クトルとして、符号Ｌに対応するピッチ周期性をもつ雑
音符号帳の格納ベクトルを対応するピッチ周期で周期化
することにより、量子化歪みを少なくする可能性の高い
ベクトル候補を多く生成することができる。符号Ｌがピ
ッチ周期性のない場合には、雑音ベクトルは周期化しな
い。つまり雑音符号帳５N が選択され、その雑音符号帳
５N から選択した雑音符号ベクトルは周期化しないで乗
算器８へ供給する。その他は図１の場合と同一である。
て図２Ａに示す対応表により、使用する雑音符号帳の番
号を決定し、その雑音符号帳を選択する。例えば、ここ
で、雑音符号帳５1 〜５N-1 は、符号Ｌがピッチ周期性
のある場合の符号帳とし、雑音符号帳５N はピッチ周期
性のない符号Ｌに対応するものとする。こうして選択さ
れた雑音符号帳の格納ベクトルに対して、ピッチ周期化
制御部３２において、符号Ｌがピッチ周期性のある符号
の場合には、入力されている雑音ベクトルを図６Ｂに示
したようにピッチ周期Ｔ（Ｌ）で繰り返して、周期化さ
れた雑音ベクトルを生成する。この操作により、雑音ベ
クトルとして、符号Ｌに対応するピッチ周期性をもつ雑
音符号帳の格納ベクトルを対応するピッチ周期で周期化
することにより、量子化歪みを少なくする可能性の高い
ベクトル候補を多く生成することができる。符号Ｌがピ
ッチ周期性のない場合には、雑音ベクトルは周期化しな
い。つまり雑音符号帳５N が選択され、その雑音符号帳
５N から選択した雑音符号ベクトルは周期化しないで乗
算器８へ供給する。その他は図１の場合と同一である。
【００１９】図４に、請求項４の音声復号化方法の実施
例を示し、図２Ｂと対応する部分に同一符号を付けてあ
る。この復号化法は図３に示した符号化方法による符号
を復号化する場合である。従って適応符号帳４として適
応符号帳４ａと固定符号帳４ｂとそれぞれ同一の適応符
号帳２４ａと固定符号帳２４ｂとよりなり、ピッチ周期
化制御部３３が切換器２６の出力側に設けられる。
例を示し、図２Ｂと対応する部分に同一符号を付けてあ
る。この復号化法は図３に示した符号化方法による符号
を復号化する場合である。従って適応符号帳４として適
応符号帳４ａと固定符号帳４ｂとそれぞれ同一の適応符
号帳２４ａと固定符号帳２４ｂとよりなり、ピッチ周期
化制御部３３が切換器２６の出力側に設けられる。
【００２０】入力量子化された予測係数Ａが合成フィル
タ２３の係数として設定され、適応符号帳２４では入力
符号Ｌに基づいて、適応符号帳２４ａからの適応符号ベ
クトルあるいは、固定符号帳２４ｂからの固定的な雑音
ベクトルのいずれかが選択され、切換器２６では、この
符号Ｌの値に基づいて、図２Ａに示す対応表により、使
用する雑音符号帳の番号を決定し、対応する雑音符号帳
を選択する。こうして選択された雑音符号帳の格納ベク
トルに対して、ピッチ周期化制御部３３において、符号
Ｌがピッチ周期性のある符号の場合には、選択されてい
る雑音ベクトルを図６Ｂに示したように、ピッチ周期で
繰り返して、周期化された雑音ベクトルを生成する。符
号Ｌがピッチ周期性のない場合には、雑音ベクトルは周
期化しない。そして、適応符号ベクトルと雑音符号ベク
トルに乗算器２７，２８での利得符号Ｇ０，Ｇ１と対応
する利得を乗じ、合成フィルタ２３に通す。その合成フ
ィルタ２３の出力をポストフィルタ３１でフォルマント
強調、ピッチ強調を実施し、最終的な音声出力を得る。
タ２３の係数として設定され、適応符号帳２４では入力
符号Ｌに基づいて、適応符号帳２４ａからの適応符号ベ
クトルあるいは、固定符号帳２４ｂからの固定的な雑音
ベクトルのいずれかが選択され、切換器２６では、この
符号Ｌの値に基づいて、図２Ａに示す対応表により、使
用する雑音符号帳の番号を決定し、対応する雑音符号帳
を選択する。こうして選択された雑音符号帳の格納ベク
トルに対して、ピッチ周期化制御部３３において、符号
Ｌがピッチ周期性のある符号の場合には、選択されてい
る雑音ベクトルを図６Ｂに示したように、ピッチ周期で
繰り返して、周期化された雑音ベクトルを生成する。符
号Ｌがピッチ周期性のない場合には、雑音ベクトルは周
期化しない。そして、適応符号ベクトルと雑音符号ベク
トルに乗算器２７，２８での利得符号Ｇ０，Ｇ１と対応
する利得を乗じ、合成フィルタ２３に通す。その合成フ
ィルタ２３の出力をポストフィルタ３１でフォルマント
強調、ピッチ強調を実施し、最終的な音声出力を得る。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明は、複数の雑音
符号帳を備え、適応符号帳で得られるピッチ周期、ある
いは、ピッチ周期性の有無によって雑音符号帳を切り換
えるので、入力音声の特徴に適応した雑音符号ベクトル
を選択することができる。さらに、雑音符号帳切換えに
は適応符号帳の選択したピッチ周期を用いるため新たな
情報を伝送する必要はなく、伝送情報を増やさずに、雑
音符号帳を適応化させて符号化効率を高め、低ビットレ
ートでも高品質な音声符号化が可能になる。
符号帳を備え、適応符号帳で得られるピッチ周期、ある
いは、ピッチ周期性の有無によって雑音符号帳を切り換
えるので、入力音声の特徴に適応した雑音符号ベクトル
を選択することができる。さらに、雑音符号帳切換えに
は適応符号帳の選択したピッチ周期を用いるため新たな
情報を伝送する必要はなく、伝送情報を増やさずに、雑
音符号帳を適応化させて符号化効率を高め、低ビットレ
ートでも高品質な音声符号化が可能になる。
【図１】請求項１の発明の実施例を適用した音声符号化
装置の例を示すブロック図。
装置の例を示すブロック図。
【図２】Ａはこの発明の実施例による適応符号帳からの
符号Ｌと切換える雑音符号帳との対応を示す図、Ｂは請
求項３の発明の実施例を適用した音声復号化装置の例を
示すブロック図である。
符号Ｌと切換える雑音符号帳との対応を示す図、Ｂは請
求項３の発明の実施例を適用した音声復号化装置の例を
示すブロック図である。
【図３】請求項２の発明の実施例を適用した音声符号化
装置の例を示すブロック図。
装置の例を示すブロック図。
【図４】請求項４の発明の実施例を適用した音声復号化
装置の例を示すブロック図。
装置の例を示すブロック図。
【図５】従来の符号励振線形予測音声符号化方法を用い
た符号化装置を示すブロック図。
た符号化装置を示すブロック図。
【図６】Ａは適応符号帳の格納ベクトルから適応符号ベ
クトルを作成する様子を示す図、Ｂは雑音符号ベクトル
をピッチで周期化する様子を示す図である。
クトルを作成する様子を示す図、Ｂは雑音符号ベクトル
をピッチで周期化する様子を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 過去の駆動音源ベクトルをピッチ周期で
繰り返す適応符号帳から選択したベクトルと、予め蓄積
してある雑音符号帳から選択したベクトルとの重み付き
和によって線形予測合成フィルタを駆動して音声信号を
合成し、その合成音声信号の入力音声信号に対する歪み
が最小となるように上記各符号帳からのベクトル選択を
行って上記入力音声信号を符号化する符号励振線形予測
音声符号化方法において、 上記雑音符号帳を複数個設け、 上記適応符号帳で選択したベクトルのピッチ周期に応じ
て上記複数の雑音符号帳から選択し、 その選択した雑音符号帳から上記ベクトルの選択を行う
ことを特徴とする符号励振線形予測音声符号化方法。 - 【請求項２】 上記適応符号帳で選択したベクトルのピ
ッチ周期で上記雑音符号帳から選択したベクトルを周期
化して上記重み付き和を行い、 上記適応符号帳で選択したベクトルにピッチ周期がない
場合はこれと対応して上記複数の雑音符号帳の選択を行
い、その選択された雑音符号帳から選択したベクトルに
対しては上記周期化を行わないことを特徴とする請求項
１記載の符号励振線形予測音声符号化方法。 - 【請求項３】 入力符号に応じて、過去の駆動音源ベク
トルをピッチ周期で繰り返す適応符号帳と、予め蓄積し
てある雑音符号帳とからそれぞれベクトルを選択し、こ
れらベクトルの重み付き和によって線形予測合成フィル
タを駆動して音声信号を復号する符号励振線形予測音声
復号化方法において、 上記雑音符号帳を複数設け、 上記適応符号帳で選択したピッチ周期に応じて上記複数
の雑音符号帳から選択し、 その選択した雑音符号帳から上記ベクトルの選択を行う
ことを特徴とする符号励振線形予測音声復号化方法。 - 【請求項４】 上記適応符号帳で選択したベクトルのピ
ッチ周期で上記雑音符号帳から選択したベクトルを周期
化して上記重み付き和を行い、 上記適応符号帳で選択したベクトルにピッチ周期がない
場合はこれと対応して上記複数の雑音符号帳の選択を行
い、その選択された雑音符号帳から選択したベクトルに
対しては上記周期化を行わないことを特徴とする請求項
３記載の符号励振線形予測音声復号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32862294A JP3292227B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 符号励振線形予測音声符号化方法及びその復号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32862294A JP3292227B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 符号励振線形予測音声符号化方法及びその復号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08185198A true JPH08185198A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3292227B2 JP3292227B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=18212328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32862294A Expired - Fee Related JP3292227B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 符号励振線形予測音声符号化方法及びその復号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3292227B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998006091A1 (fr) * | 1996-08-02 | 1998-02-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Codec vocal, support sur lequel est enregistre un programme codec vocal, et appareil mobile de telecommunications |
| EP1052620A1 (en) * | 1997-12-24 | 2000-11-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Sound encoding method and sound decoding method, and sound encoding device and sound decoding device |
| JP2004157381A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 音声符号化装置及び方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32862294A patent/JP3292227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6687666B2 (en) | 1996-08-02 | 2004-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voice encoding device, voice decoding device, recording medium for recording program for realizing voice encoding/decoding and mobile communication device |
| WO1998006091A1 (fr) * | 1996-08-02 | 1998-02-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Codec vocal, support sur lequel est enregistre un programme codec vocal, et appareil mobile de telecommunications |
| US6226604B1 (en) | 1996-08-02 | 2001-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voice encoder, voice decoder, recording medium on which program for realizing voice encoding/decoding is recorded and mobile communication apparatus |
| US6421638B2 (en) | 1996-08-02 | 2002-07-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voice encoding device, voice decoding device, recording medium for recording program for realizing voice encoding/decoding and mobile communication device |
| US6549885B2 (en) | 1996-08-02 | 2003-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Celp type voice encoding device and celp type voice encoding method |
| US7937267B2 (en) | 1997-12-24 | 2011-05-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for decoding |
| US7742917B2 (en) | 1997-12-24 | 2010-06-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech encoding by evaluating a noise level based on pitch information |
| EP1052620B1 (en) * | 1997-12-24 | 2004-07-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Sound encoding method and sound decoding method, and sound encoding device and sound decoding device |
| US7092885B1 (en) | 1997-12-24 | 2006-08-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Sound encoding method and sound decoding method, and sound encoding device and sound decoding device |
| US7363220B2 (en) | 1997-12-24 | 2008-04-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| US7383177B2 (en) | 1997-12-24 | 2008-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| EP2154679A2 (en) | 1997-12-24 | 2010-02-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech coding |
| EP2154681A2 (en) | 1997-12-24 | 2010-02-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech decoding |
| EP2154680A2 (en) | 1997-12-24 | 2010-02-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech coding |
| US9852740B2 (en) | 1997-12-24 | 2017-12-26 | Blackberry Limited | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| US7747433B2 (en) | 1997-12-24 | 2010-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech encoding by evaluating a noise level based on gain information |
| US7747432B2 (en) | 1997-12-24 | 2010-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech decoding by evaluating a noise level based on gain information |
| US7747441B2 (en) | 1997-12-24 | 2010-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for speech decoding based on a parameter of the adaptive code vector |
| EP1052620A1 (en) * | 1997-12-24 | 2000-11-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Sound encoding method and sound decoding method, and sound encoding device and sound decoding device |
| US8190428B2 (en) | 1997-12-24 | 2012-05-29 | Research In Motion Limited | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| US8352255B2 (en) | 1997-12-24 | 2013-01-08 | Research In Motion Limited | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| US8447593B2 (en) | 1997-12-24 | 2013-05-21 | Research In Motion Limited | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| US8688439B2 (en) | 1997-12-24 | 2014-04-01 | Blackberry Limited | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| US9263025B2 (en) | 1997-12-24 | 2016-02-16 | Blackberry Limited | Method for speech coding, method for speech decoding and their apparatuses |
| JP2004157381A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 音声符号化装置及び方法 |
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