JPH08234799A - 改良されたベクトル励起源を有するデジタル音声コーダ - Google Patents
改良されたベクトル励起源を有するデジタル音声コーダInfo
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Abstract
いたコード励起線形予測(CELP)音声コーダのため
の改良された励起ベクトル生成および検索技術を提供す
る。 【解決手段】M基底ベクトルVm(n)の組が励起信号コー
ドワード(i)とともに用いられて、励起ベクトルUi(n)の
コードブックを生成する。2M個の可能な励起ベクトル
からなるコードブック全体は、M基底ベクトルとともに
ベクトル和生成技術を用いて効率的に検索される。従来
のように、2Mコードベクトルそれ自体の各々を生成
し、評価する必要はない。さらに、M基底ベクトルのみ
をメモリに記憶すればよく、2Mコードベクトル全体を
記憶する必要はない。
Description
ットレートのデジタル音声符号化に関し、より詳細に
は、符号励起線形予測音声符号器(code-exited linear
predictive speechcoders) のための励起情報(excitati
on information)を符号化するための音声符号器に関す
る。
near Prediction)は低いビットレート、即ち、4.8〜9.6
キロビット/秒(Kbps)における高品質の合成音声を生成
できる可能性を有する音声符号化技術である。このクラ
スの音声符号化は、またベクトル励起線形予測又は確率
的符号化(stochastic coding) として知られているが、
数多くの音声通信及び音声合成の用途に最も好ましく用
いられるであろう。CELPは、デジタル音声暗号化及
びデジタル無線電話通信システムに特に適応可能であ
り、音声品質、データレート、大きさ及びコストの点に
おいて優れている。
信号の特性を形成するロングターム(ピッチ:pitch )及
びショートターム(ホルマント:formant )予測器又は推
定器(predictors)が1組の時間変動線形フィルタに導入
される。該フィルタの励起信号は記憶されたイノベーシ
ョン(innovation)シーケンスのコードブック(codebook)
又は符号ベクトル(code vectors)から選択される。音声
の各フレームに対して、音声符号器はそれぞれの個々の
符号ベクトルをフィルタに印加して再構成された音声信
号を発生し、かつもとの入力音声信号を再構成された信
号と比較してエラー信号を発生する。このエラー信号は
次に人間の聴覚に基づく応答を有する重み付けフィルタ
を通すことにより重み付けされる。最適の励起信号は現
在のフレームに対して最小のエネルギで重み付けされた
エラー信号を生成するコードベクトルを選択することに
より決定される。
ル励起(vector-excited)」という用語は音声符号器のた
めの励起シーケンスはベクトル量子化される、即ち単一
のコード語(codeword)が励起サンプルのシーケンス、又
はベクトル、を表わすのに用いられるということであ
る。このようにして、各サンプルにつき1ビットより小
さいデータレートが励起シーケンスを符号化するために
可能となる。記憶された励起符号ベクトルは一般に独立
のランダムなホワイトガウスシーケンスからなる。コー
ドブックからの1つのコードベクトルはN個の励起サン
プルの各ブロックを表わすのに用いられる。各々の記憶
されたコードベクトルはコード語、即ちコードベクトル
メモリの位置のアドレスによって表わされる。受信機に
おいて音声フレームを再構成するために通信チャネルを
介して音声シンセサイザに後に送られるのはこのコード
語である。CELPの詳細な説明は、M. R. Schroeder
及びB. S. Atalによる、"Code-Exited Linear Predicti
on (CELP):Hign-Quality Speech at Low Bit Rates"
(符号励起線形予測(CELP)、低ビットレートにおけ
る高品質音声)、Proceedings of the IEEE Internatio
nal Conference on Accustics, Speech and Signal Pro
cessing (ICASSP), Vol. 3, pp. 937-40, March 1985を
参照のこと。
中の全ての励起符号ベクトルに対し完璧なサーチを必要
とし、極めて多量の演算処理を行なう困難性がある。例
えば、8キロヘルツ(KHz)のサンプルレートでは、5
ミリ秒(msec)の音声フレーム中に40個のサンプル
を含む。もし励起情報がサンプル毎に0.25ビット
(2Kbpsに対応する)のレートで符号化されれば、各
フレームを符号化するのに10ビットの情報が使用され
る。従って、ランダムなコードブックはその場合210、
即ち1024、のランダムな符号ベクトルを含む。ベク
トルサーチ手順は各コードベクトルにおける40個の各
サンプルの各々に対しほぼ15回の乗算−累積(MAC:
Maltiply-Accumulate)計算処理(3次のロングターム予
測器及び10次のショートターム予測器を仮定)を必要
とする。これは5msecの音声フレーム毎に600M
AC/コードベクトルに対応し、あるいは、ほぼ毎秒1
20,000,000MAC(600MAC/5mse
cフレーム×1024コードベクトル)に対応する。最
善の適合のために1024のベクトルの全体のコードブ
ックをサーチするために膨大なコンピュータ処理が要求
され、従って今日のデジタル信号処理技術にとってリア
ルタイムのためには不合理な処理が要求されることがわ
かるであろう。
ードブックを格納するためのメモリ割当ての要求もまた
過大なものである。上述の例に対しては、各々が40サ
ンプルを有し、各サンプルが16ビットのワードで表わ
されるすべての1024のコードベクトルを格納するた
めには640キロビットのリードオンリメモリ(ROM)
が必要になるであろう。このROMの大きさの要求は多
くの音声コーディングの用途におけるサイズ及び価格の
目標と両立しない。従って、従来技術における符号励起
線形予測は、現在のところ音声コーディングに対しては
実用的なアプローチではない。
理の複雑さを低減するための別の方法は変換領域におけ
るサーチ計算を用いることである。I. M. Trancoso及び
B. S. Atalによる、"Efficient Procedures for Findin
g the Optimum Innovation in Stochastic Coders"(確
率的符号器における最適のイノベーションを検出するた
めの効率的手順)、Proc. ICASSP, Vol. 4, pp. 2375-
8, April 1986をそのような手順の一例として参照のこ
と。このアプローチを用いることにより、離散的フーリ
エ変換(DFT)又は他の変換を用いて変換領域における
フィルタ応答を表わしそれによりフィルタ計算をコード
ベクトル毎のサンプル毎に単一のMAC操作に減少する
ことができる。しかしながら、コードベクトル毎のサン
プル毎に付加的な2つのMACがコードベクトルを評価
するために必要であり、従ってかなりの数の乗算−累算
操作、即ち上述の例では5msecのフレーム毎のコー
ドベクトル毎に120、あるいは毎秒24,000,0
00MACが必要とされる。さらに、変換アプローチは
少なくとも2倍の量のメモリを必要とするが、これは各
コードベクトルの変換もまた格納する必要があるためで
ある。上述の例では、1.3メガビットのROMがCE
LPを用いた変換を行なうために必要になるであろう。
コンピュータ処理の複雑さを低減させる第2のアプロー
チは、コードベクトルがもはや互いに独立でないように
励起コードブックを構成することである。このようにす
ることにより、コードベクトルのろ波されたバージョン
が先のコードベクトルのろ波されたバージョンから、再
びサンプル毎に単一のフィルタ計算のみを用いて、計算
することができる。このアプローチは変換技術とほぼ同
じ計算処理上の要求、即ち毎秒24,000,000M
ACを達成し、一方必要とされるROMの量をかなり減
少させる(上述の例では16キロビット)。これらの形式
のコードブックの例は、D. Linによる"Speech Coding U
sing Efficient Pseudo-Stochastic Block Codes"(効
率的擬似推計ブロックコードを用いた音声コーディン
グ)、Proc. ICASSP, Vol. 3, pp 1354-7, April 1987
の論文に記載されている。それでもなお、毎秒24,0
00,000MACは現在のところ単一のDSP(Digit
al Signal Processing)の計算能力を越える。そのう
え、ROMのサイズは2M×#ビット/ワードに基づい
ており、ここでMはコードブックが2Mコードベクトル
を含むようにしたコード語におけるビット数である。従
って、メモリの要求は励起情報のフレームを符号化する
ために用いられるビット数とともに依然として指数的に
増大する。例えば、12ビットのコード語を用いる時R
OMの要求は64キロビットに増加する。
極めて複雑なコンピュータ処理とともに、励起コードベ
クトルを格納するための膨大なメモリの要求の双方の問
題に対処する改良された音声符号化技術を提供する必要
がある。
な目的は、低ビットレートで高い品質の音声を生成する
改良されたデジタル音声符号化技術を提供することにあ
る。
求を有する効率的な励起ベクトル発生技術を提供するこ
とにある。
ル信号処理技術を用いる現実的なリアルタイム処理のた
めに、計算処理の複雑さを低減した改良されたコードブ
ックサーチ技術を提供することにある。
発明により達成され、本発明は要約すれば、励起コード
ベクトルを有するコードブックを用いた音声コーダのた
めの改良された励起ベクトルの発生及びサーチ技術であ
る。本発明の第1の見地によれば、1組の基底ベクトル
(basis vectors) が励起信号コード語とともに用いら
れ、新規な「ベクトル和」技術に従って励起ベクトルの
コードブックを発生する。2M個のコードブックベクト
ルの組を発生するこの方法は、1組の選択器コード語を
入力する段階、該選択器コード語を通常各選択器コード
語の各ビットの値に基づき、複数の内部係数信号に変換
する段階、コードブック全体を記憶する代りに代表的に
メモリに格納された1組のM個の基底ベクトルを入力す
る段階、前記M個の基底ベクトルの組を複数の内部係数
信号で乗算して複数の内部ベクトルを発生する段階、そ
して複数の内部ベクトルを加算して2M個のコードベク
トルの組を生成する段階を具備する。
起ベクトルのコードブック全体はコードベクトルが基底
ベクトルからどのようにして生成されたかに関する知識
を用い、各々のコードベクトルそれ自体を発生しかつ評
価する必要性なく、効率的にサーチされる。所望の励起
ベクトルに対応するコード語又はコード語を選択するた
めのこの方法は、入力信号に対応する入力ベクトルを発
生する段階、1組のM個の基底ベクトルを入力する段
階、該基底ベクトルから複数の処理されたベクトルを発
生する段階、処理されたベクトルを入力ベクトルと比較
して比較信号を生成する段階、2M個の励起ベクトルの
組の各々に対応する各コード語に対するパラメータであ
って前記比較信号に基づくものを算出する段階、各コー
ド語に対する算出されたパラメータを評価し、かつ2M
個の励起ベクトルの組の各々を発生することなく、最も
緊密に入力信号と整合する再構成信号を生成するコード
ベクトルを現わす1つのコード語を選択する段階、を具
備する。計算処理上の複雑さをさらに減少することは所
定のシーケンス技術に従い同時にはコード語の1ビット
のみを変更することにより1つのコード語を次のコード
語に順序づけることにより達成され、それにより次のコ
ード語の計算が所定のシーケンス技術に基づく先のコー
ド語からの更新パラメータに減少される。
アプローチは低ビットレートにおける高品質の音声の利
点を保持しながらより早いCELP音声コーディングの
実施を許容する。より特定的には、本発明は計算処理上
の複雑さ及びメモリ要求の問題に対する効果的な解決を
提供する。例えば、ここに開示されたベクトル和アプロ
ーチは各コード語の評価に対しM+3回のMACを要求
するのみである。先の例によれば、これは標準CELP
に対する600回のMAC又は変換アプローチを用いる
120回のMACに対して、たったの13回のMACに
対応する。この改善は複雑性をほぼ10分の1に減少さ
せることに相当し、その結果毎秒約2,600,000
回のMACでよいことになる。この計算処理上の複雑性
の低減は単一のDSPを用いてCELPの実用的なリア
ルタイム処理を可能にする。さらに、2M個のコードベ
クトルのすべてに対して、たったのM個の基底ベクトル
をメモリに格納する必要があるのみである。従って、上
述の例におけるROMに対する要求は、本発明におい
て、640キロビットから6.4キロビットに減少す
る。本発明の音声符号化技術に対するさらに他の利点は
標準のCELPよりもチャンネルビットエラーに対して
より強いということである。本発明のベクトル和励起音
声符号器を用いることにより、受信コード語における単
一ビットのエラーは所望のものに近い励起ベクトルとな
る。同じ条件下で、ランダムなコードブックを用いる、
標準CELPは任意の励起ベクトルを発生し、これは所
望のものとはまったく関係がない。
号発生技術を利用した符号励起線形予測音声符号器10
0の一般的なブロック図が示される。解析されるべき音
響入力信号はマイクロホン102において音声符号器1
00に供給される。典型的には音声(speech)信号である
入力信号は次にフィルタ104に印加される。フィルタ
104は一般的にはバンドパスフィルタ特性を示す。し
かしながら、音声の帯域幅が既に適切であれば、フィル
タ104はワイヤで直接に接続して短絡してもよい。
次に一連のN個のパルスサンプルに変換され、各パルス
サンプルの振幅は技術上周知なように、アナログ−デジ
タル(A/D)変換器108によってデジタル符号に表現
される。サンプリングレートはサンプルクロックSCに
より決定され、これは好ましい実施例においては8.0
KHzのレートである。サンプルクロックSCはクロッ
ク112を介してフレームクロックFCとともに生成さ
れる。
力音声ベクトルs(n)として表現されるが、次に係数ア
ナライザ110に印加される。この入力音声ベクトルs
(n)はそれぞれ別個のフレーム、即ちフレームクロック
FCによって決定される時間のブロックで得られる。好
ましい実施例においては、入力音声ベクトルs(n)は、
ここで1≦n≦Nであるが、N=40個のサンプルを含
む5msecのフレームを表わし、ここで各サンプルは
12〜16ビットのデジタルコードで表わされる。各音
声ブロックに対して、係数アナライザ110は、従来技
術に従って、1組の線形予測符号化(LPC)パラメータ
を生成する。ショートターム(短期)予測器(short term
predictor)パラメータSTP、ロングターム(長期)予測
器(longterm predictor) パラメータLTP、重み付け
フィルタパラメータ(weighting filter parameters)W
FP、及び励起利得ファクタγ、(後に説明するように
最善の励起コード語Iとともに)がマルチプレクサ15
0に印加され、音声合成器で使用するためにチャネルを
介して送信される。これらのパラメータを発生するため
の代表的な方法に関しては、"Predictive Coding of Sp
eech at Low Bit Rates"(低ビットレートにおける音声
の予測的符号化)と題する、IEEE Trans., Commun., Vo
l. COM-30, pp. 600-14, April 1982, B. S. Atalによ
る論文を参照すること。入力音声ベクトルs(n)は減算
器130にも印加されるが、その機能は後に説明する。
基底ベクトルvm(n)の組を含み、ここで1≦m≦Mで
あり、各々はN個のサンプルからなり、1≦n≦Nであ
る。これらの基底ベクトルはコードブック発生器120
により用いられて2M個の擬似ランダム励起ベクトルui
(n)の組を発生し、ここで0≦i≦2M−1である。M
個の基底ベクトルの各々は一連のランダムなホワイトガ
ウスサンプルからなるが、他の形式の基底ベクトルも本
発明に用いることができる。
クトルvm(n)及び0≦i≦2M−1とすると1組の2M
個の励起コード語Iiを用い、2M個の励起ベクトルu
i(n)を発生する。好ましい実施例においては、各コー
ド語Iiはその指標iに等しい、即ちIi=ioもし励起
信号が40サンプルの各々に対しサンプル毎に0.25
ビットのレートで符号化されれば(したがって、M=1
0)、1024の励起ベクトルを発生するために使用さ
れる10個の基底ベクトルがある。これらの励起ベクト
ルはベクトル和励起技術に従って発生されるが、これに
ついては図2、図3及び図4を参照して後に説明する。
ては、再構成された音声ベクトルs'i(n)が入力音声ベ
クトルs(n)との比較のため生成される。利得ブロック
122はフレームに対して一定である励起利得ファクタ
γにより励起ベクトルui(n)を調整する。励起利得フ
ァクタγは係数アナライザ110によって予め計算され
かつ図1に示されるようにすべての励起ベクトルを解析
するために使用されるか、あるいは最善の励起コード語
Iのサーチと組合わせて最適化されてコードブックサー
チコントローラ140によって生成される。この最適化
された利得技術は図6に従って後に説明する。
グターム予測器フィルタ124及びショートターム予測
器フィルタ126によってろ波され再構成された音声ベ
クトルs'i(n)を発生する。フィルタ124は音声の周
期性を実現するためロングターム予測器パラメータLT
Pを用い、かつフィルタ126はスペクトルのエンベロ
ープを実現するためショートターム予測器パラメータS
TPを利用する。ブロック124及び126は実際には
それらのそれぞれのフィードバック経路にロングターム
予測器及びショートターム予測器を含む再帰型(recursi
ve)フィルタであることに注意を要する。これらの時間
的に変動する再帰フィルタの代表的な伝達関数について
は先に述べた論文を参照のこと。
成された音声ベクトルs'i(n)は減算器130において
これら2つの信号を減算することにより入力音声ベクト
ルs(n)の同じブロックと比較される。差分ベクトルe
i(n)は、音声の元のブロックと再構成されたブロック
との差を表わす。この差分ベクトルは重み付けフィルタ
132により、係数アナライザ110によって発生され
る重み付けフィルタパラメータWFPを用いて、知覚的
に重み付けされる。代表的な重み付けフィルタの伝達関
数に関しては前述の参考文献を参照。知覚的重み付け
は、エラーが知覚的に人間の耳により重要な周波数を強
調し、かつ他の周波数を減衰させる。
分ベクトルe'i(n)のエネルギを計算し、かつこのエラ
ー信号Eiをコードブックサーチコントローラ140に
印加する。サーチコントローラは現在の励起ベクトルu
i(n)に対するi番目のエラー信号を先のエラー信号と
比較して最小のエラーを生ずる励起ベクトルを決定す
る。最小のエラーを有するi番目の励起ベクトルのコー
ドは次にチャネルを介して最善の励起コードIとして出
力される。あるいは、サーチコントローラ140は、予
め規定されたエラーしきい値と整合するような、ある所
定の基準を有するエラー信号を提供する特定のコード語
を決定することができる。
のフローチャートに従って説明する。ステップ200で
開始し、ステップ202において入力音声ベクトルs
(n)のNサンプルのフレームが得られかつ減算器130
に印加される。好ましい実施例においては、N=40サ
ンプルである。ステップ204において、係数アナライ
ザ110がロングターム予測器パラメータLTP、ショ
ートターム予測器パラメータSTP、重み付けフィルタ
パラメータWFP、及び励起利得ファクタγを計算す
る。ロングターム予測器フィルタ124、ショートター
ム予測器フィルタ126、及び重み付けフィルタ132
のフィルタ状態FSが次にステップ206において後の
使用のためにセーブされる。ステップ208は励起コー
ド語の指標i、及び最善のエラー信号を表わすEbを図
示のごとく初期化する。
トターム予測器並びに重み付けフィルタのフィルタ状態
はステップ206においてセーブされたフィルタ状態に
回復される。この回復は先のフィルタの履歴が各励起ベ
クトルの比較に際して同じであるようにする。ステップ
212において、次に指標iがチェックされ、すべての
励起ベクトルが比較されたか否かを判断する。もしiが
2Mより小さければ、次のコードベクトルに対して処理
が続けられる。ステップ214においては、基底ベクト
ルvm(n)を使用して、ベクトル和技術によって励起ベ
クトルui(n)を計算する。
なハードウェア構成を示す図4を使用してベクトル和技
術を説明する。発生器のブロック320は図1のコード
ブック発生器120に対応し、一方メモリ314は基底
ベクトルストレージ114に対応する。メモリブロック
314はM個の基底ベクトルvl(n)からvm(n)のすべ
てを格納する。ここで、1≦m≦M、かつ、1≦n≦N
である。M個のすべての基底ベクトルは発生器320の
乗算器361〜364に印加される。
に印加される。この励起情報は次にコンバータ360に
より複数の内部係数信号θilからθimに変換さる。ここ
で、1≦m≦Mである。好ましい実施例においては、内
部係数信号は選択器コード語iの個々のビットの値に基
づいており、したがって各内部係数信号θimはi番目の
励起コード語のm番目のビットに対応する符号(sign)を
表わす。例えば、もし励起コード語iの1番目のビット
が0であれば、θilは−1となるであろう。同様にし
て、もし励起コード語iの2番目のビットが1であれ
ば、θi2は+1になるであろう。しかしながら、内部係
数信号は代りに、例えばROMルックアップテーブルに
より決定されるように、iからθimへの何らかの他の変
換とすることが考えられる。また、コード語におけるビ
ット数は基底ベクトルの数と同じである必要はないとい
うことに注意を要する。例えば、コード語iは2Mビッ
トを有することができ、ここで各ビット対は各θimに対
して4つの値、等、0,1,2,3、又は、+1,−
1,+2,−2、その他、を規定できる。
に印加される。これらの乗算器は基底ベクトルvm(n)
の組を内部係数信号θimの組で乗算して1組の内部ベク
トルを生成し、該内部ベクトルは次に合計ネットワーク
365において共に合算され単一の励起コードベクトル
ui(n)を発生する。従って、ベクトル和技術は次式に
よって表わされる。
ルのn番目のサンプルであり、ここで、1≦n≦Nであ
る。
トルui(n)は次に利得ブロック122を介して励起利
得ファクタγによって乗算される。この調整された励起
ベクトルγui(n)は次にステップ218においてロン
グターム及びショートターム予測器フィルタによってろ
波され再構成された音声ベクトルs'i(n)を計算する。
次に、ステップ220において減算器130により差分
ベクトルei(n)が以下のように計算される。
n≦Nである。
タ132は差分ベクトルei(n)を知覚的に重み付けす
るために使用され、重み付けされた差分ベクトルe'
i(n)を得る。次に、ステップ224においてエネルギ
計算機134は重み付けされた差分ベクトルのエネルギ
Eiを次式に従って計算する。
ー信号Ebと比較して最小のエラーを決定する。もし現
在の指標iが今までのうちの最小のエラー信号に対応し
ておれば、最善のエラー信号Ebがステップ228にお
いてi番目のエラー信号の値に更新され、そしてこれに
応じて、最善のコード語Iがステップ230においてi
に等しくセットされる。コード語の指標iは次にステッ
プ240において増分され、そして制御は次のコードベ
クトルを評価するためにステップ210に戻る。
ると、制御はステップ212から232に進み、最善の
コード語Iを出力する。処理は最善のコード語Iを用い
て実際のフィルタ状態が更新されるまで完了しない。つ
まりステップ234はステップ216でなされたよう
に、但しこの場合は最善のコード語Iを用いて、ベクト
ル和技術を使用し、励起ベクトルui(n)を計算する。
励起ベクトルは次に236において利得ファクタγと乗
算され、かつステップ238において再構成された音声
ベクトルs'i(n)を計算するためにろ波される。差分信
号ei(n)が次にステップ242において計算され、か
つステップ244において重み付けフィルタ状態を更新
するように重み付けされる。制御は次にステップ202
に戻る。
ック図が本発明に係るベクトル和発生技術を用いて図示
される。合成器400はチャネルから受信されるショー
トターム予測器パラメータSTP、ロングターム予測器
パラメータLTP、励起利得ファクタγ、及びコード語
Iをデマルチプレクサ450を介して得る。コード語I
は基底ベクトルストレージ414からの基底ベクトルv
m(n)の組と共にコードブック発生器420に印加さ
れ、図4に示されるように励起ベクトルui(n)を発生
する。単一の励起ベクトルui(n)は次にブロック42
2において利得ファクタγにより乗算され、ロングター
ム予測器フィルタ424及びショートターム予測器フィ
ルタ426によりろ波されて再構成された音声ベクトル
s'i(n)を得る。このベクトルは、これは再構成された
音声のフレームを表わすが、次にデジタル−アナログ
(D/A)変換器408に印加され再構成されたアナログ
信号を生成し、このアナログ信号は次にフィルタ404
によって低域通過フィルタによりエイリアジングを抑圧
し、スピーカ402のような出力変換器に印加される。
クロック412は合成器400のためのサンプルクロッ
クSC及びフレームクロックFCを発生する。
の別の実施例の部分的ブロック図が本発明の好ましい実
施例を説明するために示される。図1の音声符号器10
0とは2つの重要な相違があることに注意を要する。第
1に、コードブックサーチコントローラ540は最適の
コード語選択と関連して利得ファクタγそれ自体を計算
する。従って、励起コード語Iのサーチ及び励起利得フ
ァクタγの発生の双方が図7、図8の対応するフローチ
ャートにおいて説明される。第2に、さらに別の実施例
は係数アナライザ510によって予め計算された利得を
用いることに注意を要する。図9、図10、図11のフ
ローチャートはそのような実施例を示す。図9、図1
0、図11は点線で示すように、もし付加的な利得ブロ
ック542及び係数アナライザ510の利得ファクタ出
力が挿入された場合に図6のブロック図を説明するため
に用いることができる。
前に、本発明により採用された基本的なサーチ方法を説
明することが有意義である。標準のCELP音声符号器
においては、差分ベクトルは、(数2)となるが、この
差分ベクトルは重み付けをされてe'i(n)となり、これ
は次に(数3)の方程式によってエラー信号が計算され
る。
最小化される。2M個全ての励起ベクトルはs(n)に対
する最善の整合を試みかつ検出するために評価されねば
ならない。これは徹底したサーチ戦略の基礎である。
衰応答を考慮する必要がある。これはフレームの最初に
存在するフィルタ状態の下にフィルタを初期化して、か
つフィルタを外部入力なしに減衰させることによってな
される。入力のないフィルタの出力はゼロ入力応答と称
される。さらに、重み付けフィルタ機能は減算器の出力
に置くその慣例的な位置から減算器の各入力経路に移動
することができる。従って、d(n)がフィルタのゼロ入
力応答ベクトルであり、y(n)が重み付けされた入力音
声ベクトルであれば、その差分ベクトルp(n)は、
入力応答を減算することにより完全に補償される。
のようになる。
チと同時に最適化されるべきであるから、ろ波された励
起ベクトルfi(n)を(数5)におけるs'i(n)と置換
えるためには、各コード語の利得ファクタγiと乗算さ
れなければならず、従って次式が得られる。
にセットしかつフィルタ状態をゼロに初期化したu
i(n)がろ波されたものである。換言すれば、fi(n)は
コードベクトルui(n)によって励起されたフィルタの
ゼロ状態応答である。ゼロ状態応答は、フィルタ状態情
報が既に(数4)におけるゼロ入力応答ベクトルd(n)
により補償されていたため使用される。
する値を代入すると次のようになる。
を次のように定義する。
ルギを次のように定義する。
ァクタγiを決定する必要がある。γiに関するEiの偏
導関数をとりかつそれをゼロに等しくセットすると最適
の利得ファクタγiを得ることができる。この手順によ
り次の式が得られる。
[Ci]2/Giの項は最大にならなければならない。
[Ci]2/Gi を最大にするコードブックのサーチ技術
は図7、図8のフローチャートで説明する。
0によって予め計算されれば、(数7)は次のように書
き直すことができる。
れた励起ベクトルui(n)に対するフィルタのゼロ状態
応答である。(数14)の第2及び第3項を
に簡略化することができる。
小化するためには、[−2Ci+Gi]の項を最小化しな
ければならない。これが図9、図10、図11のフロー
チャートにおいて説明されるコードブックサーチ技術で
ある。
イ(n)を発生することを思い起こすと、ベクトル和方程
式、(数1)は後に示されるようにuiの代入のために
使用できる。この代入の要点は基底ベクトルvm(n)は
サーチ計算に必要とされるすべての項を直接予め計算す
るために各フレーム毎に1回使用されることである。こ
れにより本発明がMまで線形であるひと続きの乗算−累
積操作を行なうことにより2M個のコード語の各々を評
価できるようになる。好ましい実施例においては、M+
3MACのみが必要とされる。
7及び図8のフローチャートで示しながら、その動作に
関して説明する。開始600に始まり、図1においてな
されたように、1フレーム分のN個の入力音声サンプル
s(n)がステップ602においてアナログ−デジタル変
換器から得られる。次に、入力音声ベクトルs(n)が係
数アナライザ510に印加され、かつロングターム予測
器パラメータLTP、ショートターム予測器パラメータ
STP、及び重み付けフィルタパラメータWFPをステ
ップ604において計算するために用いられる。係数ア
ナライザ510は点線矢印で示されるように、この実施
例においては利得ファクタγを予め計算しないことに注
意を要する。入力音声ベクトルs(n)はまた最初の重み
付けフィルタ512に印加されて、ステップ606にお
いて入力音声フレームを重み付けして、重み付けされた
入力音声ベクトルy(n)を発生する。上述したように、
重み付けフィルタは、図1の減算器130の出力におけ
る慣例的な位置からその減算器の2つの入力に移動でき
る点を除き、図1の重み付けフィルタ132と同じ機能
を達成する。ベクトルy(n)は実際に1組のN個の重み
付けされた音声ベクトルを表わす。ここで、1≦n≦N
であり、かつNは音声フレームにおけるサンプル数であ
る。
Sが第1のロングターム予測器フィルタ524から第2
のロングターム予測器フィルタ525へ、第1のショー
トターム予測器フィルタ526から第2のショートター
ム予測器フィルタ527へ、そして第1の重み付けフィ
ルタ528から第2の重み付けフィルタ529へ転送さ
れる。これらのフィルタ状態はステップ610において
フィルタのゼロ入力応答d(n)を計算するために使用さ
れる。ベクトルd(n)は音声の各フレームの初めにおい
て減衰するフィルタ状態を表わす。ゼロ入力応答ベクト
ルd(n)はゼロ入力をそれぞれ第1のフィルタ連鎖52
4,526,528のそれぞれのフィルタ状態を有す
る、第2のフィルタ連鎖525,527,529に印加
することにより算出される。通常の構成においては、ロ
ングターム予測器フィルタ、ショートターム予測器フィ
ルタ、及び重み付けフィルタの機能は複雑性を低減させ
るため結合することができることに注意を要する。
(n)が減算器530において計算される。差分ベクトル
p(n)は重み付けされた入力音声ベクトルy(n)とゼロ
入力応答ベクトルd(n)との差を表わし、これは先に述
べた(数4)で表わされる。差分ベクトルp(n)は次に
最初の相互相関器533に印加されコードブックサーチ
処理において使用される。
するという目標を達成することに関して、この項はM個
の基底ベクトルではなく、2M個のコードブックベクト
ルの各々に対して評価されなければならない。しかしな
がら、このパラメータは2M個のコードベクトルでなく
ともM個の基底ベクトルに関連するパラメータに基いた
各コード語に対して計算できる。従って、ステップ61
4において、ゼロ状態応答ベクトルqm(n)は各基底ベ
クトルvm(n)に対して計算されなければならない。基
底ベクトル記憶ブロック514からの各基底ベクトルv
m(n)は直接第3のロングターム予測器フィルタ544
に(この実施例においては利得ブロック542を通るこ
となく)印加される。各基底ベクトルは次にロングター
ム予測器フィルタ544、ショートターム予測器フィル
タ546、及び重み付けフィルタ548を具備する、第
3のフィルタ連鎖によってろ波される。第3のフィルタ
連鎖の出力において生成される、ゼロ状態応答ベクトル
qm(n)は第1の相互相関器533と第2の相互相関器
535に印加される。
器は次の式に従って相互相関アレイRmを計算する。
びp(n)の間の相互相関を表わす。同様にして、第2の
相互相関器がステップ618において次式により相互相
関マトリックスDmjを計算する。
々のろ波された基底ベクトルの対の間の相互相関を表わ
す。Dmjは対称マトリックスである。従って、ほぼ半分
の項のみをサブスクリプトの不等式により示される範囲
で評価すればよい。
のようになる。
ために用いることができる。
タのゼロ状態応答であり、qm(n)は基底ベクトルv
m(n)に対するフィルタのゼロ状態応答である。ここで
(数9)(数20)を用いて次のように書き直すことが
できる。
る。
はゼロである。即ち、1≦m≦Mに対するθomは先に述
べたように−1に等しい。(数22)から、i=0にお
けるCiとなる。最初の相関C0は従って次のようにな
る。
れる。
り、エネルギ項Giはまた(数10)から次のようにな
る。
反転されているもの、とは同じ[Ci] 2 /Giの値を有
することに注目すると、この両方のコードベクトルは同
時に評価することができる。従ってコード語の計算は半
分になる。このため、i=0に対して評価された(数2
6)を用いると、第1のエネルギ項G0は次のようにな
る。
て、このステップまで、我々は相関項C0及びエネルギ
項G0をコード語ゼロに対して計算してきたことにな
る。
は1≦m≦Mに対して−1に初期化される。これらのθ
imパラメータは(数1)により示された現在のコードベ
クトルを発生するために用いられるM個の内部係数信号
を表わす。(θimのサブスクリプトiは図面においては
簡単化のため省略される。)次に、最善の相関項Cbが
先に計算された相関C0に等しくセットされ、かつ最善
のエネルギ項Gbが先に計算されたG0に等しくセットさ
れる。特定の入力音声フレームs(n)に対する最善の励
起ベクトルui(n)に対するコード語を表わす、コード
語Iは0に等しくセットされる。カウンタ変数kは0に
初期化され、次にステップ626において増分される。
8においてテストされ基底ベクトルの2M個のすべての
組合わせがテストされたか否かをチェックする。kの最
大値は2M-1であることに注意を要するが、これはコー
ド語とその補数が上述のように同時に評価されるからで
ある。もしkが2M-1より小さければ、ステップ630
は「フリップ(flip)」機能を規定するために実施され
る。ここで変数λはコード語iにおいて次にフリップす
るビットの位置を表わす。この機能は、本発明がコード
ベクトルへのシーケンスのためにグレイコード(Gray co
de)を使用し各回の変化は1ビットのみを変化させるこ
とで達成される。従って、各々の連続するコード語は先
のコード語と1つのビット位置においてのみ異なるもの
と仮定することができる。言い替えれば、評価される各
連続コード語が先のコード語と1ビットのみにより異な
る場合は、これは2進グレイコード法を用いることによ
り達成できるが、M回の加算又は減算操作のみが相関項
及びエネルギ項を評価するのに必要と 第λビットの変化を反映させる。
り、新しい相関項Ckが次の式に従ってステップ632
で計算される。
ルギ項Gkが次の式に従って計算される。
いる対称マトリックスと仮定する。(数29)は(数2
6)から前記と同様にして導き出された。
[Ck]2/Gkが先の最善の[Cb]2/Gbと比較されな
ければならない。除算は本質的に低速であるから、相互
乗算(cross multiplication)によって除算を避けて問題
を再構成することが有用である。すべての項が正である
から、この式はステップ636においてなされるよう
に、[Ck]2×Gbと[Cb]2×Gkとを比較することに
等価である。もし最初の量が第2の量より大きければ、
制御はステップ638に進み、そこで最善の相関項Cb
及び最善のエネルギ項Gbがそれぞれ更新される。ステ
ップ642はθmが+1であればコード語Iのビットm
を1に等しくセットし、かつθm が−1であればコード
語Iのビットmをゼロに設定することにより、1≦m≦
Mのすべてのmビットに対してθmパラメータから励起
コード語Iを計算する。制御は次にステップ626に戻
り次のコード語をテストするが、これはもし最初の量が
第2の量より大きくなければステップ636直ちになさ
れる。
トされ[Cb]2/Gbの量を最大化するコード語が検出
されると、制御はステップ646に進み、そこで相関項
Cbがゼロより小さいか否かをチェックする。これはコ
ードブックが補数コード語の対によってサーチされたと
いう事実に対して補償するためになされる。もしCbが
ゼロより小さければ、利得ファクタγがステップ650
において−[Cb/Gb]に等しくセットされ、そしてコ
ード語Iがステップ652において補数化される。もし
Cbが負でなければ、利得ファクタγがステップ648
においてCb/Gbに等しくセットされる。これにより利
得ファクタγが正であることを保証できる。
において出力され、かつ利得ファクタγがステップ65
6において出力される。ステップ658は次に最善の励
起コード語Iを用いることにより再構成された重み付け
音声ベクトルy'(n)を計算する処理に移る。コードブ
ック発生器はコード語I及び基底ベクトルvm(n)を使
用して(数1)に従い励起ベクトルui(n)を発生す
る。コードベクトルui(n)は次に利得ブロック522
において利得ファクタγにより調整され、かつ第1のフ
ィルタ連鎖によりろ波されてy'(n)を発生する。音声
符号器500は図1においてなされたように再構成され
た重み付け音声ベクトルy'(n)を直接には使用しな
い。そのかわり、第1のフィルタ連鎖が、次のフレーム
に対するゼロ入力応答ベクトルd(n)を計算するために
フィルタ状態を第2のフィルタ連鎖に転送することによ
りフィルタ状態FSを更新するために使用される。従っ
て制御は次の音声フレームs(n)を入力するためのステ
ップ602に戻る。
て、利得ファクタγはコード語Iが最適化されるのと同
時に計算される。このようにして、各コード語に対する
最適の利得ファクタが検出できる。図9から図11まで
に示された別のサーチ手法においては、利得ファクタは
コード語の決定に先立ち予め計算される。ここでは、利
得ファクタは、典型的にはそのフレームに対する残差の
RMS値に基いており、これはB. S. Atal及びM. R. Sc
hroederによる"Stochastic Coding of SpeechSignals a
t Very Low Bit Rates"(低いビットレートにおける音
声信号の確率的コーディング)、Proc. Int. Conf. Com
mun. Vol. ICC84, Pt. 2, pp1610-1613,May 1984に記載
されている。この予め計算された利得ファクタの手法に
おける欠点はそれが一般的に音声符号器についてやや低
い信号対雑音比(SNR)を示すことである。次に図9の
フローチャートを参照して、予め求められた利得ファク
タを用いた音声符号器500の動作を説明する。入力音
声フレームベクトルs(n)はまずステップ702におい
てA/Dから得られ、そしてロングターム予測器パラメ
ータLTP、ショートターム予測器パラメータSTP、
そして重み付けフィルタパラメータWFPが、ステップ
602及び604においてなされたように、ステップ7
04において係数アナライザ510によって計算され
る。しかしながら、ステップ705において、利得ファ
クタγは先の参照文献に記載されているようにフレーム
全体に対して計算される。従って、係数アナライザ51
0は図6における点線矢印で示されるように所定の利得
ファクタγを出力し、また利得ブロック542は点線で
示されるように基底ベクトル経路に挿入されなければな
らない。
図7のステップ606から612までと同じであり、か
つこれ以上の説明は必要としない。ステップ714はス
テップ614と同じであるが、ゼロ状態応答ベクトルq
m(n)がブロック542において利得ファクタγにより
乗算の後基底ベクトルvm(n)から計算される点が異な
る。ステップ716から722はそれぞれステップ61
6から622と同じである。ステップ723はどのよう
にして変数I及びEbを初期化するかを決定するため相
関C0がゼロより小さいか否かを判定する。もしC0がゼ
ロより小さければ、最善のコード語Iが補数コード語I
=2M−1に等しくセットされるが、これはコード語I
=0よりも良好なエラー信号Ebを提供するからであ
る。最善のエラー信号Ebは次に2C0+G0に等しくセ
ットされるが、これはC 2 M-1が−C0に等しいからで
ある。もしC0が負でなければ、ステップ725は示さ
れるようにIをゼロに初期化し、かつEbを−2C0+G
0に初期化する。
なされたように、内部係数信号θmを−1に、そしてカ
ウンタ変数kをゼロに初期化する。変数kはそれぞれス
テップ626,628においてなされたように、ステッ
プ727において増分され、かつステップ728におい
てテストされる。ステップ730,732,734はそ
れぞれステップ630,632,634と同じである。
相関項Ckが次にステップ735においてテストされ
る。もしそれが負であれば、エラー信号Ekは2Ck+G
kに等しくセットされるが、これは負のCkは同様に補数
コード語が現在のコード語より良いことを示すからであ
る。もしCkが正であれば、先になされたのと同様にス
テップ737はEkを−2Ck+Gkに等しくセットす
る。
エラー信号Ekを先の最善のエラー信号Ebと比較する。
もしEkがEbより小さければ、Ebがステップ739に
おいてEkに更新される。もしそうでなければ、制御は
ステップ727に戻る。ステップ740は再び相関Ck
をテストしてそれがゼロより小さいか否かを検出する。
もしそれがそうでなければ、最善のコード語Iが図8の
ステップ642においてなされたようにθmから計算さ
れる。もしCkがゼロより小さければ、同様にしてIが
−θmから計算され補数コード語を得る。Iが計算され
た後制御はステップ727に戻る。
ステップ728は制御をステップ754に向け、そこで
コード語Iがサーチコントローラから出力される。ステ
ップ758はステップ658においてなされたように、
再構成された重み付け音声ベクトルy'(n)を計算す
る。制御は次にステップ702におけるフローチャート
の開始点に戻る。
クタとともにあるいは所定の利得ファクタなしに用いる
ことができる改良された励起ベクトル発生及びサーチ技
術を提供する。2M個の励起ベトクルのコードブックは
たったM個の基底ベクトルの組から発生される。コード
ブック全体は(M+3)回の乗算−累積演算操作を各コ
ードベクトルの評価毎に用いるのみでサーチできる。記
憶及び計算上の複雑性の低減は今日のデジタル信号プロ
セッサによるCELP音声コーディングのリアルタイム
処理を可能にする。
つ説明されたが、本発明の広い観点から離れることなく
その他の修正及び改良をなすことができる。例えば、任
意の形式の基底ベクトルをここに述べられたベクトル和
技術とともに用いることができる。さらに、基底ベクト
ルに対して異なる計算手法を用いてコードブックサーチ
手順の計算処理上の複雑性を低減させるという同じ目的
を達成することができる。ここに開示されかつ請求され
た基本的な原理を用いるすべてのそのような変更は本発
明の範囲に属する。
いた符号励起線形予測音声符号器を示す一般的なブロッ
ク図である。
的なシーケンスを示す概略的フローチャートである。
的なシーケンスを示す概略的フローチャートである。
ブック発生器ブロックの詳細なブロック図である。
図である。
ーチ技術を示す、図1の音声符号器の部分的ブロック図
である。
て、図6の音声符号器によって達成される動作のシーケ
ンスを示す詳細フローチャートである。
て、図6の音声符号器によって達成される動作のシーケ
ンスを示す詳細フローチャートである。
の別の実施例によって達成される動作のシーケンスを示
す詳細フローチャートである。
6の別の実施例によって達成される動作のシーケンスを
示す詳細フローチャートである。
6の別の実施例によって達成される動作のシーケンスを
示す詳細フローチャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】 入力音声のセグメントに対応する入力ベ
クトルを提供する入力手段と、1組のY個からなる励起
ベクトルに対応する1組のコード語を提供する手段と、
励起ベクトルをろ波する手段を含む第1の信号経路と、
X<YであるX個の基底ベクトルを提供する手段、前記
基底ベクトルをろ波する手段、及び、前記ろ波された基
底ベクトルを前記入力ベクトルと比較し、それにより比
較信号を提供する手段、を含む第2の信号経路と、前記
1組のコード語及び前記比較信号を評価し、かつ前記第
1の信号経路を通った場合、前記入力ベクトルに最も類
似する単一の励起ベクトルを表わす特定のコード語を提
供するコントローラ手段と、前記特定のコード語によっ
て規定される前記基底ベクトルに線形変換を行うことに
より前記単一の励起ベクトルを発生する発生器手段と、
を具備し、それにより前記1組のY個からなる励起ベク
トルの評価が前記Y個からなる励起ベクトルの各々を前
記第1の信号経路を通すことなくシュミレートされる音
声符号器。 - 【請求項2】 前記発生器手段は、前記特定のコード語
に基づき0でない複数の内部係数信号を生成する手段
と、前記基底ベクトルを前記内部係数信号で乗算して複
数の内部ベクトルを生成する手段と、前記複数の内部ベ
クトルを合算して前記単一の励起ベクトルを生成する手
段と、を含むことを特徴とする請求項1記載の音声符号
器。 - 【請求項3】 前記第1の信号経路は、利得ファクタに
より前記励起ベクトルを調整する手段を含み、前記利得
ファクタは前記コントローラ手段により提供されること
を特徴とする請求項1記載の音声符号器。 - 【請求項4】 前記励起ベクトルの各々の評価をシミュ
レーションするに際し実行される演算数は、Xまで線形
であることを特徴とする請求項1記載の音声符号器。
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JPH02272500A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Fujitsu Ltd | コード駆動音声符号化方式 |
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US5261027A (en) * | 1989-06-28 | 1993-11-09 | Fujitsu Limited | Code excited linear prediction speech coding system |
JPH0332228A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Fujitsu Ltd | ゲイン―シェイプ・ベクトル量子化方式 |
US5263119A (en) * | 1989-06-29 | 1993-11-16 | Fujitsu Limited | Gain-shape vector quantization method and apparatus |
US5097508A (en) * | 1989-08-31 | 1992-03-17 | Codex Corporation | Digital speech coder having improved long term lag parameter determination |
US5216745A (en) * | 1989-10-13 | 1993-06-01 | Digital Speech Technology, Inc. | Sound synthesizer employing noise generator |
ATE177867T1 (de) * | 1989-10-17 | 1999-04-15 | Motorola Inc | Digitaler sprachdekodierer unter verwendung einer nachfilterung mit einer reduzierten spektralverzerrung |
US5241650A (en) * | 1989-10-17 | 1993-08-31 | Motorola, Inc. | Digital speech decoder having a postfilter with reduced spectral distortion |
IL95753A (en) * | 1989-10-17 | 1994-11-11 | Motorola Inc | Digits a digital speech |
FR2654542B1 (fr) * | 1989-11-14 | 1992-01-17 | Thomson Csf | Procede et dispositif de codage de filtres predicteurs de vocodeurs tres bas debit. |
US5754976A (en) * | 1990-02-23 | 1998-05-19 | Universite De Sherbrooke | Algebraic codebook with signal-selected pulse amplitude/position combinations for fast coding of speech |
US5701392A (en) * | 1990-02-23 | 1997-12-23 | Universite De Sherbrooke | Depth-first algebraic-codebook search for fast coding of speech |
CA2010830C (en) * | 1990-02-23 | 1996-06-25 | Jean-Pierre Adoul | Dynamic codebook for efficient speech coding based on algebraic codes |
DE9006717U1 (de) * | 1990-06-15 | 1991-10-10 | Philips Patentverwaltung GmbH, 22335 Hamburg | Anrufbeantworter für die digitale Aufzeichnung und Wiedergabe von Sprachsignalen |
SE466824B (sv) * | 1990-08-10 | 1992-04-06 | Ericsson Telefon Ab L M | Foerfarande foer kodning av en samplad talsignalvektor |
US5293449A (en) * | 1990-11-23 | 1994-03-08 | Comsat Corporation | Analysis-by-synthesis 2,4 kbps linear predictive speech codec |
IT1241358B (it) * | 1990-12-20 | 1994-01-10 | Sip | Sistema di codifica del segnale vocale con sottocodice annidato |
JP2868899B2 (ja) * | 1990-12-20 | 1999-03-10 | モトローラ・インコーポレーテッド | 時分割多重アクセス無線周波送信機の電力制御回路 |
US5528723A (en) * | 1990-12-28 | 1996-06-18 | Motorola, Inc. | Digital speech coder and method utilizing harmonic noise weighting |
US5195137A (en) * | 1991-01-28 | 1993-03-16 | At&T Bell Laboratories | Method of and apparatus for generating auxiliary information for expediting sparse codebook search |
JP2776050B2 (ja) * | 1991-02-26 | 1998-07-16 | 日本電気株式会社 | 音声符号化方式 |
US5504936A (en) * | 1991-04-02 | 1996-04-02 | Airtouch Communications Of California | Microcells for digital cellular telephone systems |
FI98104C (fi) * | 1991-05-20 | 1997-04-10 | Nokia Mobile Phones Ltd | Menetelmä herätevektorin generoimiseksi ja digitaalinen puhekooderi |
US5396576A (en) * | 1991-05-22 | 1995-03-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Speech coding and decoding methods using adaptive and random code books |
US5646606A (en) * | 1991-05-30 | 1997-07-08 | Wilson; Alan L. | Transmission of transmitter parameters in a digital communication system |
US5179594A (en) * | 1991-06-12 | 1993-01-12 | Motorola, Inc. | Efficient calculation of autocorrelation coefficients for CELP vocoder adaptive codebook |
US5265190A (en) * | 1991-05-31 | 1993-11-23 | Motorola, Inc. | CELP vocoder with efficient adaptive codebook search |
US5255339A (en) * | 1991-07-19 | 1993-10-19 | Motorola, Inc. | Low bit rate vocoder means and method |
US5410632A (en) * | 1991-12-23 | 1995-04-25 | Motorola, Inc. | Variable hangover time in a voice activity detector |
ES2042410B1 (es) * | 1992-04-15 | 1997-01-01 | Control Sys S A | Metodo de codificacion y codificador de voz para equipos y sistemas de comunicacion. |
US5457783A (en) * | 1992-08-07 | 1995-10-10 | Pacific Communication Sciences, Inc. | Adaptive speech coder having code excited linear prediction |
US5357567A (en) * | 1992-08-14 | 1994-10-18 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for volume switched gain control |
CA2110090C (en) * | 1992-11-27 | 1998-09-15 | Toshihiro Hayata | Voice encoder |
JPH06186998A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-08 | Nec Corp | 音声符号化装置のコードブック探索方式 |
US5434947A (en) * | 1993-02-23 | 1995-07-18 | Motorola | Method for generating a spectral noise weighting filter for use in a speech coder |
US5491771A (en) * | 1993-03-26 | 1996-02-13 | Hughes Aircraft Company | Real-time implementation of a 8Kbps CELP coder on a DSP pair |
SG47025A1 (en) * | 1993-03-26 | 1998-03-20 | Motorola Inc | Vector quantizer method and apparatus |
DE4315319C2 (de) * | 1993-05-07 | 2002-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Aufbereitung von Daten, insbesondere von codierten Sprachsignalparametern |
JP3685812B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2005-08-24 | ソニー株式会社 | 音声信号送受信装置 |
US5659659A (en) * | 1993-07-26 | 1997-08-19 | Alaris, Inc. | Speech compressor using trellis encoding and linear prediction |
JP2626492B2 (ja) * | 1993-09-13 | 1997-07-02 | 日本電気株式会社 | ベクトル量子化装置 |
US5621852A (en) | 1993-12-14 | 1997-04-15 | Interdigital Technology Corporation | Efficient codebook structure for code excited linear prediction coding |
JP3119063B2 (ja) * | 1994-01-11 | 2000-12-18 | 富士通株式会社 | 符号情報処理方式並びにその符号装置及び復号装置 |
US5487087A (en) * | 1994-05-17 | 1996-01-23 | Texas Instruments Incorporated | Signal quantizer with reduced output fluctuation |
JP3224955B2 (ja) * | 1994-05-27 | 2001-11-05 | 株式会社東芝 | ベクトル量子化装置およびベクトル量子化方法 |
US5602961A (en) * | 1994-05-31 | 1997-02-11 | Alaris, Inc. | Method and apparatus for speech compression using multi-mode code excited linear predictive coding |
TW271524B (ja) | 1994-08-05 | 1996-03-01 | Qualcomm Inc | |
US5742734A (en) * | 1994-08-10 | 1998-04-21 | Qualcomm Incorporated | Encoding rate selection in a variable rate vocoder |
JPH08179796A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-12 | Sony Corp | 音声符号化方法 |
DE19600406A1 (de) * | 1995-01-09 | 1996-07-18 | Motorola Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung verschlüsselter Nachrichten |
US5742640A (en) * | 1995-03-07 | 1998-04-21 | Diva Communications, Inc. | Method and apparatus to improve PSTN access to wireless subscribers using a low bit rate system |
US5991725A (en) * | 1995-03-07 | 1999-11-23 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for enhanced speech quality in voice storage and retrieval systems |
JPH08272395A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nec Corp | 音声符号化装置 |
US5673361A (en) * | 1995-11-13 | 1997-09-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for performing predictive scaling in computing LPC speech coding coefficients |
US5864795A (en) * | 1996-02-20 | 1999-01-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for error correction in a correlation-based pitch estimator |
US5696873A (en) * | 1996-03-18 | 1997-12-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Vocoder system and method for performing pitch estimation using an adaptive correlation sample window |
US5774836A (en) * | 1996-04-01 | 1998-06-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for performing pitch estimation and error checking on low estimated pitch values in a correlation based pitch estimator |
US5778337A (en) * | 1996-05-06 | 1998-07-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Dispersed impulse generator system and method for efficiently computing an excitation signal in a speech production model |
US6047254A (en) * | 1996-05-15 | 2000-04-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for determining a first formant analysis filter and prefiltering a speech signal for improved pitch estimation |
JP2914305B2 (ja) * | 1996-07-10 | 1999-06-28 | 日本電気株式会社 | ベクトル量子化装置 |
US5751901A (en) * | 1996-07-31 | 1998-05-12 | Qualcomm Incorporated | Method for searching an excitation codebook in a code excited linear prediction (CELP) coder |
US5797120A (en) * | 1996-09-04 | 1998-08-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for generating re-configurable band limited noise using modulation |
DE19643900C1 (de) * | 1996-10-30 | 1998-02-12 | Ericsson Telefon Ab L M | Nachfiltern von Hörsignalen, speziell von Sprachsignalen |
CN102129862B (zh) * | 1996-11-07 | 2013-05-29 | 松下电器产业株式会社 | 降噪装置及包括降噪装置的声音编码装置 |
US5832443A (en) * | 1997-02-25 | 1998-11-03 | Alaris, Inc. | Method and apparatus for adaptive audio compression and decompression |
JP3593839B2 (ja) * | 1997-03-28 | 2004-11-24 | ソニー株式会社 | ベクトルサーチ方法 |
CA2246532A1 (en) | 1998-09-04 | 2000-03-04 | Northern Telecom Limited | Perceptual audio coding |
US6415029B1 (en) * | 1999-05-24 | 2002-07-02 | Motorola, Inc. | Echo canceler and double-talk detector for use in a communications unit |
US6510407B1 (en) | 1999-10-19 | 2003-01-21 | Atmel Corporation | Method and apparatus for variable rate coding of speech |
US6681208B2 (en) | 2001-09-25 | 2004-01-20 | Motorola, Inc. | Text-to-speech native coding in a communication system |
EP1394773B1 (en) * | 2002-08-08 | 2006-03-29 | Alcatel | Method of coding a signal using vector quantization |
US7337110B2 (en) * | 2002-08-26 | 2008-02-26 | Motorola, Inc. | Structured VSELP codebook for low complexity search |
US7054807B2 (en) * | 2002-11-08 | 2006-05-30 | Motorola, Inc. | Optimizing encoder for efficiently determining analysis-by-synthesis codebook-related parameters |
US8285544B2 (en) * | 2006-03-21 | 2012-10-09 | France Telecom | Restrained vector quantisation |
US9105270B2 (en) * | 2013-02-08 | 2015-08-11 | Asustek Computer Inc. | Method and apparatus for audio signal enhancement in reverberant environment |
US10931293B1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-02-23 | Seagate Technology Llc | Transform domain analytics-based channel design |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3631520A (en) * | 1968-08-19 | 1971-12-28 | Bell Telephone Labor Inc | Predictive coding of speech signals |
US4133976A (en) * | 1978-04-07 | 1979-01-09 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Predictive speech signal coding with reduced noise effects |
US4220819A (en) * | 1979-03-30 | 1980-09-02 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Residual excited predictive speech coding system |
US4472832A (en) * | 1981-12-01 | 1984-09-18 | At&T Bell Laboratories | Digital speech coder |
US4701954A (en) * | 1984-03-16 | 1987-10-20 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Multipulse LPC speech processing arrangement |
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