JPH08305395A

JPH08305395A - 雑音再生装置

Info

Publication number: JPH08305395A
Application number: JP7106652A
Authority: JP
Inventors: Norio Nomura; 村規雄野; Naoya Tanaka; 中直也田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】可変レートコーデックにおいて、無音区間は
低ビットレートで符号化コードが伝送され、復号化器で
はこの符号化コードより入力信号に似た雑音を再生す
る。この雑音再生装置において、従来は疑似ランダム系
列を雑音の音源としていたが、これをコーデックのラン
ダムコードブックを雑音の音源とする。【構成】ＩＮＤＥＸ発生器４が、符号化器からの伝送
コードＣＲＮＤ、ＣＬＳＰ、ＣＧＩＮからランダムコー
ドブック１のインデックスを発生し、合成フィルタ２が
スペクトル包絡を再生し、ゲイン調整器３がパワを調整
することで、符号化器の入力信号のスペクトル包絡に近
い雑音を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声復号化器の音声コ
ーデック等に利用する雑音再生装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声コーデックは可変レート化の
方式が開発されている。可変レート音声コーデックで
は、音声の無音区間では符号化器が低ビットレートで入
力信号の符号化コードを伝送し、復号化器では雑音再生
装置が入力信号に似た雑音の発生を行う。

【０００３】以下、従来の雑音発生装置について説明す
る。ここでは、符号化器はゲインと、ＬＳＰと、ランダ
ムなコードとを伝送するものとする。一方、複号化器の
雑音再生装置は、音源にランダム系列を使用し、合成フ
ィルタによりスペクトル包絡を付け、パワを調整するも
のとする。

【０００４】図６は従来の雑音再生装置の構成を示すも
のである。図６において、１０１は疑似ランダム発生
器、１０２は合成フィルタ、１０３はゲイン調整器、１
０４はランダムＳＥＥＤ発生器である。１０５はＬＰＣ
変換器、１０６はＬＳＰ復号器、１０７はゲイン復号器
である。

【０００５】以上のように構成され雑音再生装置につい
て、以下その動作について説明する。まず、ゲイン復号
器１０７は、ゲインコードＣＧＩＮからフレームのパワ
ＰＷを復号化し、ＬＳＰ復号器１０６は、ＬＳＰコード
ＣＬＳＰからＬＳＰ₁〜ＬＳＰ_pを復号化する。ここ
で、ｐはＬＳＰの次数である。ＬＰＣ変換器１０５は、
ＬＳＰ₁〜ＬＳＰ_pをＬＰＣ係数ａ₁〜ａ_pに変換し、
ランダムＳＥＥＤ発生器１０４は、ＣＬＳＰ、ＣＧＩＮ
およびランダムコードＣＲＮＤから疑似ランダム系列発
生のためのｓｅｅｄを生成する。疑似ランダム発生器１
０１は、ｓｅｅｄから疑似ランダム系列ｅｘ［ｉ］（０
≦ｉ＜Ｎ）を生成する。ここで、Ｎはフレーム長であ
る。合成フィルタ１０２はランダム系列ｅｘ［ｉ］にフ
ィルタを掛け、配列ｓ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）に出力す
る。

【０００６】図７はこの合成フィルタ１０２の構成を示
す。図７において、１０８は加算器、１０９、１１０、
１１１は乗算器、１１２、１１３、１１４は遅延器であ
る。乗算器１０９、１１０、１１１の係数は、それぞれ
ＬＰＣ係数ａ_p〜ａ₁である。

【０００７】図６のゲイン調整器１０３は、入力ｓ
［ｉ］をスケーリングし、出力ｙ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）
のパワがＰＷになるようにする。

【０００８】図８はゲイン調整器１０３の構成を示す。
図８において、１１５はパワ計算器、１１６はゲイン計
算器、１１７は乗算器である。ここでは以下の式に示す
ように、パワ計算器１１５がｓ［ｉ］のパワＰｓを計算
し、ゲイン計算器１１６がスケーリングの係数ｇを計算
し、乗算器１１７がｓ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）にｇを掛
け、ｙ［ｉ］を計算する。

【０００９】

【数１】

【００１０】次に、図６のランダムＳＥＥＤ発生器１０
４の動作例を示す。ここでＣＲＮＤは５ビット、ＣＬＳ
Ｐは７ビット、ＣＧＩＮは４ビットとする。ランダムＳ
ＥＥＤであるｓｅｅｄは１６ビットとし、ｓｅｅｄの各
ビットには以下のようにＣＲＮＤ、ＣＬＳＰ、ＣＧＩＮ
のビットを代入する。ｓｅｅｄ０＝ＣＬＳＰ５ｓｅｅｄ１＝ＣＬＳＰ２ｓｅｅｄ２＝ＣＲＮＤ３ｓｅｅｄ３＝ＣＧＩＮ１ｓｅｅｄ４＝ＣＬＳＰ３ｓｅｅｄ５＝ＣＧＩＮ０ｓｅｅｄ６＝ＣＬＳＰ０ｓｅｅｄ７＝ＣＲＮＤ４ｓｅｅｄ８＝ＣＲＮＤ２ｓｅｅｄ９＝ＣＧＩＮ３ｓｅｅｄ１０＝ＣＬＳＰ６ｓｅｅｄ１１＝ＣＲＮＤ１ｓｅｅｄ１２＝ＣＬＳＰ１ｓｅｅｄ１３＝ＣＧＩＮ２ｓｅｅｄ１４＝ＣＬＳＰ４ｓｅｅｄ１５＝ＣＲＮＤ０

【００１１】ここでｓｅｅｄｉは、ｓｅｅｄの値を２進
数で表現した時の下からｉビット目の値を表す。つまり
ｓｅｅｄ０はＬＳＢを示す。ＣＲＮＤｉ、ＣＬＳＰｉ、
ＣＧＩＮｉも同様である。

【００１２】このようにすることで、少ないビット数の
ランダムコードから、長いビットのランダムなランダム
ｓｅｅｄを生成することができる。また、このように伝
送コードであるＣＲＮＤ、ＣＬＳＰ、ＣＧＩＮからラン
ダムｓｅｅｄを生成することにより、符号化器は復号化
器の状態を知ることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の雑音再生装置では、ランダム系列の発生に疑似ラ
ンダム発生器を使用しているので、雑音の音源として疑
似ランダム系列しか使用することができないという問題
があった。

【００１４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、ランダムな音源を発生することができる優れた雑音
発生装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、第１の構成として、ランダムコードブッ
クとＩＮＤＥＸ発生器を設け、ランダムコードブックの
サイズに対応したビット数のランダムなインデックスの
発生を行うようにしたものである。

【００１６】本発明の第２の構成は、ランダムコードブ
ックと、ランダムデータテーブルと、このランダムデー
タテーブルを使用するＩＮＤＥＸ発生器を使用し、この
ＩＮＤＥＸ発生器が、よりランダムなインデックスの発
生を行うようにしたものである。

【００１７】本発明の第３の構成は、ＩＮＤＥＸ発生器
の代わりに疑似ランダム発生器を使用し、ランダムコー
ドブックのインデックスを発生するようにしたものであ
る。

【００１８】

【作用】本発明は、上記第１の構成により、少ないビッ
ト数のランダムコードとその他の伝送コードから、ラン
ダムコードブックのサイズに対応したビット数のランダ
ムなＩＮＤＥＸを生成することができる。

【００１９】また本発明の第２の構成により、ランダム
コードとその他の全ての伝送コードから、ランダムコー
ドブックのサイズに対応したビット数の、よりランダム
なＩＮＤＥＸを生成することができる。

【００２０】さらに本発明の第３の構成により、疑似ラ
ンダム発生器を使用してランダムコードブックのインデ
ックスを発生することにより、ランダムコードブックの
サイズに対応したビット数のランダムなＩＮＤＥＸを生
成することができる。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について、図
１を参照しながら説明する。図１において、１はランダ
ムコードブック、２は合成フィルタ、３はゲイン調整
器、４はＩＮＤＥＸ発生器、５はＬＰＣ変換器、６はＬ
ＳＰ復号器、７はゲイン復号器である。

【００２２】以上のように構成された雑音再生装置につ
いて、以下その動作を説明する。ゲイン復号器７は、ゲ
インコードＣＧＩＮからフレームのパワＰＷを復号化
し、ＬＳＰ復号器６は、ＬＳＰコードＣＬＳＰからＬＳ
Ｐ₁〜ＬＳＰ_pを復号化する。ここで、ｐはＬＳＰの次
数である。ＬＰＣ変換器５は、ＬＳＰ₁〜ＬＳＰ_pをＬ
ＰＣ係数ａ₁〜ａ_pに変換する。

【００２３】ＩＮＤＥＸ発生器４は、以下のようにラン
ダムコードブックのインデックスであるＩＤＸを発生す
る。ここで、それぞれ符号化器から送られてきたランダ
ムコードＣＲＮＤは５ビット、ＬＳＰコードＣＬＳＰは
７ビット、ゲインコードＣＧＩＮは４ビットとする。ま
た、ランダムコードブックのサイズは７ビットとする。

【００２４】１）ＩＤＸの各ビットに値を代入する。ＩＤＸ０＝ＣＬＳＰ１ＩＤＸ１＝ＣＲＮＤ０ＩＤＸ２＝ＣＲＮＤ１ＩＤＸ３＝ＣＲＮＤ２ＩＤＸ４＝ＣＲＮＤ３ＩＤＸ５＝ＣＬＳＰ５ＩＤＸ６＝ＣＲＮＤ４

【００２５】ここでＩＤＸｉは、ＩＤＸの値を２進数で
表現した時の下からｉビット目の値を表す。ＣＲＮＤ
ｉ、ＣＬＳＰｉも同様である。これにより、ランダムな
７ビットのＩＤＸが得られる。

【００２６】図１において、ランダムコードブック１
は、図３に示すような構成を備え、フレーム長Ｎのラン
ダム系列を１２８個記憶しており、ＩＤＸにより示され
るランダム系列を出力する。図３の縦方向の番号がＩＤ
Ｘを示す。

【００２７】合成フィルタ２は、配列ｅｘ［ｉ］（０≦
ｉ＜Ｎ）にフィルタを掛け、配列ｓ［ｉ］に出力する。
ゲイン調整器３は、配列ｓ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）のパワ
がＰＷになるようにスケーリングを行い、出力データを
配列ｙ［ｉ］に書き込む。

【００２８】このように、上記第１の実施例によれば、
少ないビット数のランダムコードとその他の伝送コード
から、ランダムコードブックのサイズに対応したビット
数のランダムなインデックスを生成することができる。

【００２９】（実施例２）次に本発明の第２の実施例に
ついて、図２を参照しながら説明する。図２において、
１１はランダムコードブック、１２は合成フィルタ、１
３はゲイン調整器、１４はＩＮＤＥＸ発生器、１５はＬ
ＰＣ変換器、１６はＬＳＰ復号器、１７はゲイン復号
器、１８はランダムデータテーブルである。

【００３０】以上のように構成された雑音再生装置につ
いて、以下その動作を説明する。本実施例におけるラン
ダムコードブック１１、合成フィルタ１２、ゲイン調整
器１３、ＬＰＣ変換器１５、ＬＳＰ複号器１６、ゲイン
復号器１７は、それぞれ第１の実施例でのランダムコー
ドブック１、合成フィルタ２、ゲイン調整器３、ＬＰＣ
変換器５、ＬＳＰ復号器６、ゲイン復号器７と同様の動
作をする。

【００３１】ＩＮＤＥＸ発生器１４は、ランダムデータ
テーブル１８を使い、以下のようにＩＤＸを発生する。
ここで、符号化器から送られてきたランダムコードＣＲ
ＮＤは５ビット、ＬＳＰコードＣＬＳＰは７ビット、ゲ
インコードＣＧＩＮは４ビットとする。また、ランダム
コードブックのサイズは７ビットとする。

【００３２】１）配列Ｃ［］の設定ＬＳＰコードＣＬＳＰｉ（０≦ｉ≦６）とゲインコード
ＣＧＩＮｉ（０≦ｉ≦３）を配列Ｃ［ｊ］（０≦ｊ≦１
０）に代入する。ここでＣＬＳＰｉは、ＣＬＳＰの値を
２進数で表現した時の下からｉビット目の値を表す。つ
まりＬＳＰ０はＬＳＢを示す。ＣＧＩＮｉも同様であ
る。

【００３３】例）ＣＬＳＰ＝６９の時ＣＬＳＰ＝１０００１０１ｂであり、ＣＬＳＰ０＝１，
ＣＬＳＰ１＝０，ＣＬＳＰ２＝１，ＣＬＳＰ３＝
０，ＣＬＳＰ４＝０，ＣＬＳＰ５＝０，ＣＬＳＰ
６＝１となる。

【００３４】例）ＣＧＩＮ＝１１の時ＣＧＩＮ＝１０１１ｂであり、ＣＧＩＮ０＝１，ＣＧ
ＩＮ１＝１，ＣＧＩＮ２＝０，ＣＧＩＮ３＝１とな
る。

【００３５】Ｃ［０］＝ＣＬＳＰ１Ｃ［１］＝ＣＧＩＮ１Ｃ［２］＝ＣＧＩＮ０Ｃ［３］＝ＣＬＳＰ３Ｃ［４］＝ＣＬＳＰ２Ｃ［５］＝ＣＬＳＰ５Ｃ［６］＝ＣＧＩＮ３Ｃ［７］＝ＣＬＳＰ４Ｃ［８］＝ＣＧＩＮ２Ｃ［９］＝ＣＬＳＰ０Ｃ［１０］＝ＣＬＳＰ６

【００３６】ＣＬＳＰ＝６９、ＣＧＩＮ＝１１のとき配
列Ｃ［］の内容は以下のよう設定される。Ｃ［０］＝０Ｃ［１］＝１Ｃ［２］＝１Ｃ［３］＝０Ｃ［４］＝１Ｃ［５］＝０Ｃ［６］＝１Ｃ［７］＝０Ｃ［８］＝０Ｃ［９］＝１Ｃ［１０］＝１

【００３７】２）ランダムデータテーブルを読む。図４にインデックステーブルＩＤＸＴＢＬ［ｉ］［ｊ］
（０≦ｉ≦３１、０≦ｊ≦６）の例を示す。ここで、ｉ
が行を、ｊが列を表す。このＩＤＸＴＢＬの行数はＣＲ
ＮＤの値の数で決まり、ここでは３２である。また列の
数は、ランダムコードブックのインデックスのビット数
であり、ここでは７である。ＩＤＸＴＢＬの内容の値
は、０≦ＩＤＸＴＢＬ［ｉ］［ｊ］≦１０であり、最大
値は配列Ｃ［］の大きさであり、ここでは１０である。
また、同じ行には同じ数値はないように作成されてい
る。

【００３８】ランダムコードＣＲＮＤ（０≦ＣＲＮＤ≦
３１）により以下のようにＩＤＸＴＢＬ［ｉ］［ｊ］を
読み出し、配列Ｂ［］に内容を設定する。Ｂ［ｊ］＝ＩＤＸＴＢＬ［ＣＲＮＤ］［ｊ］（０≦ｊ≦６）

【００３９】ＣＲＮＤ＝２５のとき、Ｂ［ｊ］は以下の
ようになる。Ｂ［０］＝１０Ｂ［１］＝７Ｂ［２］＝３Ｂ［３］＝８Ｂ［４］＝１Ｂ［５］＝０Ｂ［６］＝５

【００４０】３）配列Ｂ［］と配列Ｃ［］より以下のよ
うにＩＤＸを計算する。ＩＤＸｉ＝Ｃ［Ｂ［ｉ］］（０≦ｉ≦６）上記の例から、ＩＤＸｉは以下のようになる。ＩＤＸ０＝１ＩＤＸ１＝０ＩＤＸ２＝０ＩＤＸ３＝０ＩＤＸ４＝１ＩＤＸ５＝０ＩＤＸ６＝０したがって、ＩＤＸ＝１７となる。

【００４１】図２において、ランダムコードブック１１
は、ＩＤＸ＝１７のランダムデータを１フレーム長Ｎ
個、配列ｅｘ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）に書き込む。合成フ
ィルタ１２は、ｅｘ［ｉ］にフィルタを掛け、配列ｓ
［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）に出力する。ゲイン調整器１３
は、出力ｙ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）のパワがＰＷになるよ
うにｓ［ｉ］にスケーリングを行う。

【００４２】このように、上記第２の実施例によれば、
ランダムデータテーブル１８を使用することにより、イ
ンデックスの生成に伝送コードＣＲＮＤ、ＣＬＳＰ、Ｃ
ＧＩＮの全てのビットを使用しているので、インデック
スの値を、よりランダムにすることができる。

【００４３】（実施例３）次に本発明の第３の実施例に
ついて、図５を参照しながら説明する。図５において、
２１はランダムコードブック、２２は合成フィルタ、２
３はゲイン調整器、２４は疑似ランダム発生器、２５は
ＬＰＣ変換器、２６はＬＳＰ復号器、２７はゲイン復号
器である。

【００４４】以上のように構成された雑音再生装置につ
いて、以下その動作を説明する。本実施例におけるラン
ダムコードブック２１、合成フィルタ２２、ゲイン調整
器２３、ＬＰＣ変換器２５、ＬＳＰ複号器２６、ゲイン
復号器２７は、それぞれ第１の実施例でのランダムコー
ドブック１、合成フィルタ２、ゲイン調整器３、ＬＰＣ
変換器５、ＬＳＰ復号器６、ゲイン復号器７と同様の動
作をする。

【００４５】疑似ランダム発生器２４は、ランダムなイ
ンデックスＩＤＸを発生し、ランダムコードブック２１
は、雑音の音源ｅｘ［ｉ］（０≦ｉ＜Ｎ）を発生する。
ここで、Ｎはフレーム長を表す。

【００４６】本実施例は、符号化器が雑音再生装置の状
態を知る必要の無いときに使用することができる。符号
化器がゲインコードとＬＳＰコードを伝送するだけで、
ランダムコードは伝送する必要がないので、他の伝送コ
ードに多くのビット数を割り当てることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、上記各実施例から明らかなよ
うに、ランダムコードブックとＩＮＤＥＸ発生器を設け
ることにより、ランダムコードブックにより雑音の音源
を発生することができ、疑似ランダム系列以外の雑音を
音源として発生することができる。

【００４８】本発明はまた、上記第２の実施例から明ら
かなように、ランダムデータテーブルと、これを使用す
るＩＮＤＥＸ発生器を使用することにより、よりランダ
ムな音源を発生することができる。

【００４９】本発明はまた、上記第３の実施例から明ら
かなように、ＩＮＤＥＸ発生器の代わりに疑似ランダム
発生器を使用して、ランダムコードブックから音源を発
生するようにしたので、符号化器がゲインコードとＬＳ
Ｐコードを伝送するだけで、ランダムコードは伝送する
必要がないので、他の伝送コードに多くのビット数を割
り当てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における雑音再生装置の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の第２の実施例における雑音再生装置の
構成を示すブロック図

【図３】本発明の第１および第２の実施例におけるラン
ダムコードブックの構造を示す模式図

【図４】本発明の第２の実施例におけるランダムデータ
テーブルを示す一覧図

【図５】本発明の第３の実施例における雑音再生装置の
構成を示すブロック図

【図６】従来例における雑音再生装置の構成を示すブロ
ック図

【図７】従来例における合成フィルタの構成を示すブロ
ック図

【図８】従来例におけるゲイン調整器の構成を示すブロ
ック図

【符号の説明】

１、１１、２１ランダムコードブック２、１２、２２合成フィルタ３、１３、２３ゲイン調整器４、１４ＩＮＤＥＸ発生器５、１５、２５ＬＰＣ変換器６、１６、２６ＬＳＰ複号器７、１７、２７ゲイン復号器１８ランダムデータテーブル２４擬似ランダム発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雑音の音源となるランダムコードブック
と、伝送コードから前記ランダムコードブックのための
ランダムなインデックスを発生するＩＮＤＥＸ発生器と
を備えた雑音再生装置。
【請求項２】雑音の音源となるランダムコードブック
と、伝送コードから前記ランダムコードブックのための
ランダムなインデックスを発生するＩＮＤＥＸ発生器
と、前記ＩＮＤＥＸ発生器に伝送コードの全ビットを使
用してインデックスを発生させるためのランダムデータ
テーブルとを備えた雑音再生装置。
【請求項３】雑音の音源となるランダムコードブック
と、伝送コードを使用せずに前記ランダムコードブック
のためのランダムなインデックスを発生する擬似ランダ
ム発生器とを備えた雑音再生装置。