JPH0863195A - 音声符号化装置 - Google Patents
音声符号化装置Info
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- JPH0863195A JPH0863195A JP6320237A JP32023794A JPH0863195A JP H0863195 A JPH0863195 A JP H0863195A JP 6320237 A JP6320237 A JP 6320237A JP 32023794 A JP32023794 A JP 32023794A JP H0863195 A JPH0863195 A JP H0863195A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- 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
- G10L19/04—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 using predictive techniques
- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
- G10L19/12—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a code excitation, e.g. in code excited linear prediction [CELP] vocoders
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- 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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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- 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
- G10L2019/0001—Codebooks
- G10L2019/0004—Design or structure of the codebook
- G10L2019/0005—Multi-stage vector quantisation
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ４〜８ｋｂｐｓ程度のビットレートの音声符
号化装置において、入力音声信号の性質により、コード
ブックおよび音源信号選択の周期を切り換えることによ
って、音声品質を向上させる。 【構成】 相互相関算出手段１０９は、第１のコードブ
ック１０３に蓄えられた音源信号１２２と予測残差信号
１２３との相互相関を算出し、この相互相関の大きさに
より第１のコードブック１０３の機能低下を検出したと
きは、第１のコードブック１０３および第２のコードブ
ック１０４からそれぞれ選択した音源信号の線形和によ
り生成した音源信号１１７と、音声サブフレームをさら
に小区間に分割した音声マイクロフレームについて予め
定められた形状の音源を格納した第３のコードブック１
１１から選択した音源信号を音声サブフレーム長に接続
した音源信号１２４とをスイッチ１１０により切り換え
る。
号化装置において、入力音声信号の性質により、コード
ブックおよび音源信号選択の周期を切り換えることによ
って、音声品質を向上させる。 【構成】 相互相関算出手段１０９は、第１のコードブ
ック１０３に蓄えられた音源信号１２２と予測残差信号
１２３との相互相関を算出し、この相互相関の大きさに
より第１のコードブック１０３の機能低下を検出したと
きは、第１のコードブック１０３および第２のコードブ
ック１０４からそれぞれ選択した音源信号の線形和によ
り生成した音源信号１１７と、音声サブフレームをさら
に小区間に分割した音声マイクロフレームについて予め
定められた形状の音源を格納した第３のコードブック１
１１から選択した音源信号を音声サブフレーム長に接続
した音源信号１２４とをスイッチ１１０により切り換え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、４〜８ｋｂｐｓ程度の
ビットレートの音声符号化装置において、入力音声の性
質によって、コードブックと音源信号選択の周期を切り
換えることにより、音声品質を向上させる音声符号化装
置に関するものである。
ビットレートの音声符号化装置において、入力音声の性
質によって、コードブックと音源信号選択の周期を切り
換えることにより、音声品質を向上させる音声符号化装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、４〜８ｋｂｐｓ程度のビットレー
トの音声符号化装置として、入力音声信号を予め定めら
れた時間長の音声フレームに分割し、各音声フレームを
分析してスペクトルパラメータを算出し、このスペクト
ルパラメータを係数とする合成フィルタを、第１および
第２のコードブックから選択した音源信号により励振す
ることによって合成音声信号を得る装置が知られてい
る。このような音声符号化方法は、一般にＣＥＬＰ（Co
de Excited Linear Prediction coding:符号励振線形予
測符号化）と呼ばれる。ＣＥＬＰは、一般に、音声フレ
ームをさらに小区間に分割した音声サブフレームを使用
し、この音声サブフレームの過去の音源信号を蓄えてお
き、これを入力音声信号のピッチ周期に応じて切り出し
て用いる第１のコードブックと、予め定められた形状の
音源信号を格納してあり、その中から音源信号として最
もふさわしいものを取り出して用いる第２のコードブッ
クとを持ち、合成フィルタの入力となる音源信号（以
下、これを励振音源信号とする。）は、これら２つのコ
ードブックから選択した音源信号の線形和として生成さ
れる。
トの音声符号化装置として、入力音声信号を予め定めら
れた時間長の音声フレームに分割し、各音声フレームを
分析してスペクトルパラメータを算出し、このスペクト
ルパラメータを係数とする合成フィルタを、第１および
第２のコードブックから選択した音源信号により励振す
ることによって合成音声信号を得る装置が知られてい
る。このような音声符号化方法は、一般にＣＥＬＰ（Co
de Excited Linear Prediction coding:符号励振線形予
測符号化）と呼ばれる。ＣＥＬＰは、一般に、音声フレ
ームをさらに小区間に分割した音声サブフレームを使用
し、この音声サブフレームの過去の音源信号を蓄えてお
き、これを入力音声信号のピッチ周期に応じて切り出し
て用いる第１のコードブックと、予め定められた形状の
音源信号を格納してあり、その中から音源信号として最
もふさわしいものを取り出して用いる第２のコードブッ
クとを持ち、合成フィルタの入力となる音源信号（以
下、これを励振音源信号とする。）は、これら２つのコ
ードブックから選択した音源信号の線形和として生成さ
れる。
【０００３】以下、従来の音声符号化装置について説明
する。図５は従来の音声符号化装置の構成を示すもので
あり、５０１はピッチ周期分析手段、５０２は線形予測
分析手段、５０３は第１のコードブック、５０４は第２
のコードブック、５０５は合成フィルタ、５０６は聴覚
重み付け手段、５０７は誤差最小化手段、５０８はコー
ドブック切り換えのための判定手段、５０９は切り換え
スイッチ、５１０は第３のコードブックである。５１３
は入力音声信号、５１４はピッチ周期、５１５は第１の
コードブック５０３または第３のコードブック５１０の
出力音源信号、５１６は第２のコードブック５０４の出
力音源信号、５１７は励振音源信号、５１８は合成音声
信号、５１９は線形予測係数、５２０はコードブックお
よびゲインに対するフィードバック、５２１は１音声サ
ブフレーム遅延された励振音源信号である。
する。図５は従来の音声符号化装置の構成を示すもので
あり、５０１はピッチ周期分析手段、５０２は線形予測
分析手段、５０３は第１のコードブック、５０４は第２
のコードブック、５０５は合成フィルタ、５０６は聴覚
重み付け手段、５０７は誤差最小化手段、５０８はコー
ドブック切り換えのための判定手段、５０９は切り換え
スイッチ、５１０は第３のコードブックである。５１３
は入力音声信号、５１４はピッチ周期、５１５は第１の
コードブック５０３または第３のコードブック５１０の
出力音源信号、５１６は第２のコードブック５０４の出
力音源信号、５１７は励振音源信号、５１８は合成音声
信号、５１９は線形予測係数、５２０はコードブックお
よびゲインに対するフィードバック、５２１は１音声サ
ブフレーム遅延された励振音源信号である。
【０００４】以上のように構成された従来の音声符号化
装置について、以下その動作を説明する。図５におい
て、ピッチ周期分析手段５０１は、入力音声信号５１３
からピッチ周期５１４を抽出する。このときピッチ周期
抽出誤りを考慮して、複数のピッチ周期を候補として抽
出しておく。第１のコードブック５０３に蓄えられた過
去の音源信号から、ピッチ周期５１４に応じて音源信号
を切り出す。このとき、ピッチ周期５１４が音声サブフ
レーム長より短い場合には、切り出した音源信号を繰り
返して接続し、音声サブフレーム長と同じ長さそろえて
用いる。また、第１のコードブック５０３に蓄えられた
音源信号をアップサンプリングしておくことにより、整
数サンプル点間の補間点を利用した、より高い精度の分
数ピッチ周期での切り出しが行なえる。次に、第１のコ
ードブック５０３から切り出された出力音源信号５１５
と、第２のコードブック５０４の出力音源信号５１６と
の線形和により励振音源信号５１７を生成し、合成フィ
ルタ５０５を励振することによって合成音声信号５１８
を得る。そして合成音声信号５１８と入力音声信号５１
３の差をとり、聴覚重み付け手段５０６によって重み付
けを行なった後、誤差最小化手段５０７によって誤差を
最小化するように、第１のコードブック５０３および第
２のコードブック５０４の出力およびゲインにフィード
バック５２０をかけ、最適な励振音源信号とそのゲイン
を決定する。 このにように、上記従来の装置でも、入
力音声信号が定常に近い状態では、入力音声信号と合成
音声信号の差を十分に小さくする励振音源信号が得ら
れ、高い音声品質を得ることができる。
装置について、以下その動作を説明する。図５におい
て、ピッチ周期分析手段５０１は、入力音声信号５１３
からピッチ周期５１４を抽出する。このときピッチ周期
抽出誤りを考慮して、複数のピッチ周期を候補として抽
出しておく。第１のコードブック５０３に蓄えられた過
去の音源信号から、ピッチ周期５１４に応じて音源信号
を切り出す。このとき、ピッチ周期５１４が音声サブフ
レーム長より短い場合には、切り出した音源信号を繰り
返して接続し、音声サブフレーム長と同じ長さそろえて
用いる。また、第１のコードブック５０３に蓄えられた
音源信号をアップサンプリングしておくことにより、整
数サンプル点間の補間点を利用した、より高い精度の分
数ピッチ周期での切り出しが行なえる。次に、第１のコ
ードブック５０３から切り出された出力音源信号５１５
と、第２のコードブック５０４の出力音源信号５１６と
の線形和により励振音源信号５１７を生成し、合成フィ
ルタ５０５を励振することによって合成音声信号５１８
を得る。そして合成音声信号５１８と入力音声信号５１
３の差をとり、聴覚重み付け手段５０６によって重み付
けを行なった後、誤差最小化手段５０７によって誤差を
最小化するように、第１のコードブック５０３および第
２のコードブック５０４の出力およびゲインにフィード
バック５２０をかけ、最適な励振音源信号とそのゲイン
を決定する。 このにように、上記従来の装置でも、入
力音声信号が定常に近い状態では、入力音声信号と合成
音声信号の差を十分に小さくする励振音源信号が得ら
れ、高い音声品質を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、入力音声信号が急激に変化する場合、特
に有声音の立上がり等では、励振音源信号も大きく変化
し、局所的なピークを持つ形状に変化する。このような
部分では第１のコードブック５０３の機能が低下し、励
振音源信号を精度良く表すことができなくなるため、音
声品質の劣化につながっていた。この問題に対応するた
め、予め定められた形状の音源信号を格納した第３のコ
ードブック５１０と、第１のコードブック５０３の機能
の低下を判定するための判定手段５０８と、コードブッ
クの切り換えスイッチ５０９とを設け、第１のコードブ
ック５０３の機能が低下した時に、第３のコードブック
５１０に切り換えているが、４０〜８０サンプル程度の
長さである音声サブフレーム内で音源信号を選択するた
め、局所的なピークを持つ励振音源信号を精度良く生成
することは難しかった。
来の装置では、入力音声信号が急激に変化する場合、特
に有声音の立上がり等では、励振音源信号も大きく変化
し、局所的なピークを持つ形状に変化する。このような
部分では第１のコードブック５０３の機能が低下し、励
振音源信号を精度良く表すことができなくなるため、音
声品質の劣化につながっていた。この問題に対応するた
め、予め定められた形状の音源信号を格納した第３のコ
ードブック５１０と、第１のコードブック５０３の機能
の低下を判定するための判定手段５０８と、コードブッ
クの切り換えスイッチ５０９とを設け、第１のコードブ
ック５０３の機能が低下した時に、第３のコードブック
５１０に切り換えているが、４０〜８０サンプル程度の
長さである音声サブフレーム内で音源信号を選択するた
め、局所的なピークを持つ励振音源信号を精度良く生成
することは難しかった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、第１のコードブックの機能の低下した時でも、局所
的なピークを持つ励振音源信号を精度良く表現し、音声
品質を向上させることのできる音声符号化装置を提供す
ることを目的とする。
で、第１のコードブックの機能の低下した時でも、局所
的なピークを持つ励振音源信号を精度良く表現し、音声
品質を向上させることのできる音声符号化装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【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、入力音声信号の予測残差信号と第１のコー
ドブックに蓄えられた音源信号との相互相関の大きさに
より第１のコードブックの機能の低下を検出する手段
と、第１のコードブックの機能の低下が検出されたとき
に、使用するコードブックおよび音源信号選択の周期を
より小さなものに切り換える手段とを備えたものであ
る。
成するため、入力音声信号の予測残差信号と第１のコー
ドブックに蓄えられた音源信号との相互相関の大きさに
より第１のコードブックの機能の低下を検出する手段
と、第１のコードブックの機能の低下が検出されたとき
に、使用するコードブックおよび音源信号選択の周期を
より小さなものに切り換える手段とを備えたものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明は、上記構成により、第１のコードブッ
クの機能が低下したために入力音声信号が急激に変化
し、局所的なピークを持つ音源信号が必要とされる場合
に、コードブックと音源信号選択の周期を切り換えるこ
とにより、局所的なピークを持つ励振音源信号を精度良
く表現し、合成音声信号の品質を向上させることができ
る。
クの機能が低下したために入力音声信号が急激に変化
し、局所的なピークを持つ音源信号が必要とされる場合
に、コードブックと音源信号選択の周期を切り換えるこ
とにより、局所的なピークを持つ励振音源信号を精度良
く表現し、合成音声信号の品質を向上させることができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の一実施例における
音声符号化装置の構成を示すものである。図１におい
て、１０１はピッチ周期分析手段、１０２は線形予測分
析手段、１０３は第１のコードブック、１０４は第２の
コードブック、１０５は合成フィルタ、１０６は聴覚重
み付け手段、１０７は誤差最小化手段、１０８は予測残
差信号算出手段、１０９は相互相関算出手段、１１０は
音源信号を切り換えるスイッチ、１１１は第３のコード
ブック、１１２は第３のコードブック１１１の出力音源
信号を接続する音源信号接続手段である。１１３は入力
音声信号、１１４はピッチ周期、１１５は第１のコード
ブック１０３の出力音源信号、１１６は第２のコードブ
ックの出力信号、１１７は励振音源信号、１１８は合成
音声信号、１１９は線形予測係数、１２０はコードブッ
クおよびゲインに対するフィードバック、１２１は１音
声サブフレーム遅延された励振音源信号、１２２は第１
のコードブック１０３に蓄えられた過去の音源信号、１
２３は予測残差信号、１２４は接続された第３のコード
ブックの出力音源信号である。
照しながら説明する。図１は本発明の一実施例における
音声符号化装置の構成を示すものである。図１におい
て、１０１はピッチ周期分析手段、１０２は線形予測分
析手段、１０３は第１のコードブック、１０４は第２の
コードブック、１０５は合成フィルタ、１０６は聴覚重
み付け手段、１０７は誤差最小化手段、１０８は予測残
差信号算出手段、１０９は相互相関算出手段、１１０は
音源信号を切り換えるスイッチ、１１１は第３のコード
ブック、１１２は第３のコードブック１１１の出力音源
信号を接続する音源信号接続手段である。１１３は入力
音声信号、１１４はピッチ周期、１１５は第１のコード
ブック１０３の出力音源信号、１１６は第２のコードブ
ックの出力信号、１１７は励振音源信号、１１８は合成
音声信号、１１９は線形予測係数、１２０はコードブッ
クおよびゲインに対するフィードバック、１２１は１音
声サブフレーム遅延された励振音源信号、１２２は第１
のコードブック１０３に蓄えられた過去の音源信号、１
２３は予測残差信号、１２４は接続された第３のコード
ブックの出力音源信号である。
【００１０】以上のように構成された音声符号化装置に
ついて、以下その動作を説明する。図１において、ピッ
チ周期分析手段１０１は、入力音声信号１１３からピッ
チ周期１１４を抽出する。予測残差信号算出手段１０８
は、線形予測分析手段１０２により算出された線形予測
係数１１９を用いて、入力音声信号１１３の予測残差信
号１２３を算出する。ピッチ周期１１４に応じて切り出
された第１のコードブック１０３に蓄えられた過去の音
源信号１２２と予測残差信号１２３とを、第１のコード
ブックの機能の低下を検出する手段である相互相関算出
手段１０９に入力し、その結果に応じてスイッチ１１０
を切り換える。第１のコードブック１０３が十分に機能
している場合には、音声サブフレーム単位で、第１のコ
ードブック１０３の音源信号からピッチ周期１１４に応
じて切り出された出力音源信号１１５と第２のコードブ
ック１０４の出力音源信号１１６との線形和が加算器Ａ
により算出されて励振音源信号１１７が生成される。第
１のコードブック１０３の機能が低下している場合に
は、音声マイクロフレーム単位で、第３のコードブック
１１１から音源信号を選択し、音源信号接続手段１１２
によって音源信号をつなぎ合わせ、音声サブフレーム長
の励振音源信号１２４を生成する。スイッチ１１０によ
り選択された励振音源信号１１７または１２４を合成フ
ィルタ１０５に入力して得た合成音声信号１１８と入力
音声信号１１３との差が加算器Ｂにより算出され、聴覚
重み付け手段１０６で重み付けを行なった後、誤差最小
化手段１０７によって誤差を最小化するように、第１の
コードブック１０３および第２のコードブック１０４の
出力およびそのゲイン、または第３のコードブック１１
１の出力とそのゲインにフィードバック１２０をかけ、
最適な励振音源信号とそのゲインを決定する。
ついて、以下その動作を説明する。図１において、ピッ
チ周期分析手段１０１は、入力音声信号１１３からピッ
チ周期１１４を抽出する。予測残差信号算出手段１０８
は、線形予測分析手段１０２により算出された線形予測
係数１１９を用いて、入力音声信号１１３の予測残差信
号１２３を算出する。ピッチ周期１１４に応じて切り出
された第１のコードブック１０３に蓄えられた過去の音
源信号１２２と予測残差信号１２３とを、第１のコード
ブックの機能の低下を検出する手段である相互相関算出
手段１０９に入力し、その結果に応じてスイッチ１１０
を切り換える。第１のコードブック１０３が十分に機能
している場合には、音声サブフレーム単位で、第１のコ
ードブック１０３の音源信号からピッチ周期１１４に応
じて切り出された出力音源信号１１５と第２のコードブ
ック１０４の出力音源信号１１６との線形和が加算器Ａ
により算出されて励振音源信号１１７が生成される。第
１のコードブック１０３の機能が低下している場合に
は、音声マイクロフレーム単位で、第３のコードブック
１１１から音源信号を選択し、音源信号接続手段１１２
によって音源信号をつなぎ合わせ、音声サブフレーム長
の励振音源信号１２４を生成する。スイッチ１１０によ
り選択された励振音源信号１１７または１２４を合成フ
ィルタ１０５に入力して得た合成音声信号１１８と入力
音声信号１１３との差が加算器Ｂにより算出され、聴覚
重み付け手段１０６で重み付けを行なった後、誤差最小
化手段１０７によって誤差を最小化するように、第１の
コードブック１０３および第２のコードブック１０４の
出力およびそのゲイン、または第３のコードブック１１
１の出力とそのゲインにフィードバック１２０をかけ、
最適な励振音源信号とそのゲインを決定する。
【００１１】上記実施例において、第１のコードブック
１０３の機能低下を検出する際に、励振音源信号１１７
または１２４の生成においてターゲットとなるのは予測
残差信号１２３である。したがって、合成音声の品質
は、第１のコードブック１０３内の音源信号が予測残差
信号１２３をどれだけ精度よく表現できるかに依存する
ので、第１のコードブック１０３の音源信号１２２と予
測残差信号１２３の相互相関を計算し、その大きさを監
視することによって第１のコードブック１０３の機能低
下を検出することが可能となる。
１０３の機能低下を検出する際に、励振音源信号１１７
または１２４の生成においてターゲットとなるのは予測
残差信号１２３である。したがって、合成音声の品質
は、第１のコードブック１０３内の音源信号が予測残差
信号１２３をどれだけ精度よく表現できるかに依存する
ので、第１のコードブック１０３の音源信号１２２と予
測残差信号１２３の相互相関を計算し、その大きさを監
視することによって第１のコードブック１０３の機能低
下を検出することが可能となる。
【００１２】ここで、第１のコードブック１０３の機能
が低下した場合に、第３のコードブック１１１の出力音
源信号を接続することによって生成される励振音源信号
１２４について、図２を参照しながら説明する。図２に
おいて、２０１はターゲットとなる予測残差信号、２０
２は従来例による励振音源信号、２０３は本実施例によ
り第３のコードブック１１１の出力音源信号を接続して
生成した励振音源信号、２０４は音声マイクロフレー
ム、２０５は音声サブフレームである。音声サブフレー
ム２０５単位で音源信号の選択およびゲインの適正化を
行なった従来の励振音源信号２０２では、局所的なピー
クを持つターゲットとなる予測残差信号２０１を精度良
く表現できないのに対して、音声マイクロフレーム２０
４単位で音源信号の選択およびゲインの適正化を行なっ
た本実施例の励振音源信号２０３では、局所的なピーク
に対しても精度良く表現できていることが分かる。
が低下した場合に、第３のコードブック１１１の出力音
源信号を接続することによって生成される励振音源信号
１２４について、図２を参照しながら説明する。図２に
おいて、２０１はターゲットとなる予測残差信号、２０
２は従来例による励振音源信号、２０３は本実施例によ
り第３のコードブック１１１の出力音源信号を接続して
生成した励振音源信号、２０４は音声マイクロフレー
ム、２０５は音声サブフレームである。音声サブフレー
ム２０５単位で音源信号の選択およびゲインの適正化を
行なった従来の励振音源信号２０２では、局所的なピー
クを持つターゲットとなる予測残差信号２０１を精度良
く表現できないのに対して、音声マイクロフレーム２０
４単位で音源信号の選択およびゲインの適正化を行なっ
た本実施例の励振音源信号２０３では、局所的なピーク
に対しても精度良く表現できていることが分かる。
【００１３】なお、第１のコードブックの機能の低下を
検出する手段については、入力音声信号を分析し、分析
結果に基づいて第１のコードブックの機能の低下を検出
または予測するものであり、例えば、入力音声信号を分
析して得られる複数のパラメータから、統計的手法によ
って定められた規則に従って第１のコードブックの機能
の低下を予測する構成であっても、同一の効果が得られ
る。
検出する手段については、入力音声信号を分析し、分析
結果に基づいて第１のコードブックの機能の低下を検出
または予測するものであり、例えば、入力音声信号を分
析して得られる複数のパラメータから、統計的手法によ
って定められた規則に従って第１のコードブックの機能
の低下を予測する構成であっても、同一の効果が得られ
る。
【００１４】なお、第３のコードブック１１１の音源信
号数は、信号長が短いため、従来例で用いる第２および
第３のコードブックの音源信号数と比較して、相対的に
少ない数でも高い表現力が期待できる。したがって、第
３のコードブック１１１の音源信号数を相対的に少なく
し、各音声マイクロフレームに対するゲインをベクトル
量子化等の方法で情報圧縮することにより、従来法のコ
ードブックの出力音源信号の線形和による励振音源生成
法と同程度の伝送情報量を実現できる。
号数は、信号長が短いため、従来例で用いる第２および
第３のコードブックの音源信号数と比較して、相対的に
少ない数でも高い表現力が期待できる。したがって、第
３のコードブック１１１の音源信号数を相対的に少なく
し、各音声マイクロフレームに対するゲインをベクトル
量子化等の方法で情報圧縮することにより、従来法のコ
ードブックの出力音源信号の線形和による励振音源生成
法と同程度の伝送情報量を実現できる。
【００１５】図３は上記実施例における第３のコードブ
ックからの音源信号を生成する装置の構成を示すブロッ
ク図である。３０１は入力音声信号を小区間に分割する
フレーミング手段、３０２は第３のコードブック、３０
３、３０４、３０５は音源信号選択手段、３０６は合成
フィルタの状態を保持するバッファ、３０７は音源信号
接続手段、３０８は入力音声信号、３０９は音声マイク
ロフレームに分割された入力音声信号、３１０は音源信
号、３１１は各音声マイクロフレームに対する候補のイ
ンデクス、３１２は先頭から選択を行うフレームまでの
積算誤差、３１３、３１４は合成フィルタ状態、３１５
は音源選択手段によって選択された音源信号、３１６は
出力されるサブフレーム長の音源信号である。
ックからの音源信号を生成する装置の構成を示すブロッ
ク図である。３０１は入力音声信号を小区間に分割する
フレーミング手段、３０２は第３のコードブック、３０
３、３０４、３０５は音源信号選択手段、３０６は合成
フィルタの状態を保持するバッファ、３０７は音源信号
接続手段、３０８は入力音声信号、３０９は音声マイク
ロフレームに分割された入力音声信号、３１０は音源信
号、３１１は各音声マイクロフレームに対する候補のイ
ンデクス、３１２は先頭から選択を行うフレームまでの
積算誤差、３１３、３１４は合成フィルタ状態、３１５
は音源選択手段によって選択された音源信号、３１６は
出力されるサブフレーム長の音源信号である。
【００１６】以上のように構成された第３のコードブッ
クの音源信号生成装置について、例として、１つの音声
サブフレームがｎ個の音声マイクロフレームに分割さ
れ、各音声マイクロフレームにおいてｍ個の候補が選択
されるとして、以下にその動作を説明する。積算誤差３
１２と合成フィルタ状態３１３は、インデクス３１１と
１対１に対応しており、かつ、インデクス３１１はｎ個
のバッファによって構成されており、第１番目から第ｎ
番目の各音声マイクロフレームに対する候補を記憶する
ことができるものである。フレーミング手段３０１は入
力音声信号３０８を音声マイクロフレームに分割し、第
１番目の音声マイクロフレームが第１番目の音源信号選
択手段３０３に、以下、第ｎ番目の音声マイクロフレー
ムが第ｎ番目の音源信号選択手段３０５に入力される。
第１番目の音源信号選択手段３０３は入力音声３０９か
らバッファ３０６に保持されている合成フィルタ状態の
影響を取り除いた後、入力音声信号と合成音声信号の誤
差を小さくするｍ個の音源信号を候補として選択する。
入力音声信号とコードブックの第ｊ番目の音源信号によ
る合成音声信号の誤差Ｄjは下式で表される
クの音源信号生成装置について、例として、１つの音声
サブフレームがｎ個の音声マイクロフレームに分割さ
れ、各音声マイクロフレームにおいてｍ個の候補が選択
されるとして、以下にその動作を説明する。積算誤差３
１２と合成フィルタ状態３１３は、インデクス３１１と
１対１に対応しており、かつ、インデクス３１１はｎ個
のバッファによって構成されており、第１番目から第ｎ
番目の各音声マイクロフレームに対する候補を記憶する
ことができるものである。フレーミング手段３０１は入
力音声信号３０８を音声マイクロフレームに分割し、第
１番目の音声マイクロフレームが第１番目の音源信号選
択手段３０３に、以下、第ｎ番目の音声マイクロフレー
ムが第ｎ番目の音源信号選択手段３０５に入力される。
第１番目の音源信号選択手段３０３は入力音声３０９か
らバッファ３０６に保持されている合成フィルタ状態の
影響を取り除いた後、入力音声信号と合成音声信号の誤
差を小さくするｍ個の音源信号を候補として選択する。
入力音声信号とコードブックの第ｊ番目の音源信号によ
る合成音声信号の誤差Ｄjは下式で表される
【００１７】
【数１】
【００１８】ただし、ｘ(ｉ)は入力音声信号、ｓzir
(ｉ)は合成フィルタの零入力応答、ｙj(ｉ)はコードブ
ックの第ｊ番目の音源信号による合成フィルタの零状態
応答、γjは最適ゲイン、Ｎは音声マイクロフレームの
長さである。
(ｉ)は合成フィルタの零入力応答、ｙj(ｉ)はコードブ
ックの第ｊ番目の音源信号による合成フィルタの零状態
応答、γjは最適ゲイン、Ｎは音声マイクロフレームの
長さである。
【００１９】第２番目の音源信号選択手段３０４は、第
１番目の音源信号選択手段３０３から、ｍ個の候補に対
応するインデクス３１１と積算誤差３１２と合成フィル
タ状態３１３を受け取る。第２番目の音源信号選択手段
３０４は、受け取ったｍ個の候補それぞれに対してＤj
を計算し、積算誤差を求め、すべての組み合わせの中か
ら、新たに積算誤差を小さくするｍ個の候補を選択す
る。以降、この操作を第ｎ番目の音声マイクロフレーム
まで繰り返す。最終的に第ｎ番目の音声マイクロフレー
ムにおいて選択されたｍ個の候補から、積算誤差を最小
にする１個が選択され、ｎ個の各音声マイクロフレーム
に対する音源信号が決定される。決定された音源信号に
対する合成フィルタ状態は再びバッファ３０６に保存す
る。音源信号接続手段３０７は各音声マイクロフレーム
に対する音源信号を接続し、音声サブフレーム長の音源
信号３１６として出力する。
１番目の音源信号選択手段３０３から、ｍ個の候補に対
応するインデクス３１１と積算誤差３１２と合成フィル
タ状態３１３を受け取る。第２番目の音源信号選択手段
３０４は、受け取ったｍ個の候補それぞれに対してＤj
を計算し、積算誤差を求め、すべての組み合わせの中か
ら、新たに積算誤差を小さくするｍ個の候補を選択す
る。以降、この操作を第ｎ番目の音声マイクロフレーム
まで繰り返す。最終的に第ｎ番目の音声マイクロフレー
ムにおいて選択されたｍ個の候補から、積算誤差を最小
にする１個が選択され、ｎ個の各音声マイクロフレーム
に対する音源信号が決定される。決定された音源信号に
対する合成フィルタ状態は再びバッファ３０６に保存す
る。音源信号接続手段３０７は各音声マイクロフレーム
に対する音源信号を接続し、音声サブフレーム長の音源
信号３１６として出力する。
【００２０】選択過程の１例を、ｎ＝４、ｍ＝２として
図４を参照しながら説明する。４０１は各音声マイクロ
フレームにおいて選択された候補、４０２は最終的に決
定された音源信号の組み合わせである。
図４を参照しながら説明する。４０１は各音声マイクロ
フレームにおいて選択された候補、４０２は最終的に決
定された音源信号の組み合わせである。
【００２１】第１番目の音声マイクロフレームにおいて
ａ、ｂの２個の候補が選択されたものとする。
ａ、ｂの２個の候補が選択されたものとする。
【００２２】第２番目の音声マイクロフレームにおいて
は、ａ、ｂに対するすべての組み合わせから積算誤差を
小さくする２個の候補ｃ、ｄが選択される。同様にし
て、第３番目の音声マイクロフレームにおいてはｅ、
ｆ、第４番目の音声マイクロフレームにおいてはｇ，ｈ
が選択される。各音声マイクロフレームにおいて候補の
組み合わせは常に２通りに制限されているため、必要と
されるバッファおよび演算量は、基本的な音声マイクロ
フレーム毎に音源信号を１つに決める構成と比較して、
約２倍に抑えられる。最終的にｇとｈの積算誤差を比較
し、誤差の小さいｇが選択され、ｇが選択されるまでに
通った軌跡ｂ−ｄ−ｆ−ｇが各音声マイクロフレームに
対する音源信号の組み合わせとなる。
は、ａ、ｂに対するすべての組み合わせから積算誤差を
小さくする２個の候補ｃ、ｄが選択される。同様にし
て、第３番目の音声マイクロフレームにおいてはｅ、
ｆ、第４番目の音声マイクロフレームにおいてはｇ，ｈ
が選択される。各音声マイクロフレームにおいて候補の
組み合わせは常に２通りに制限されているため、必要と
されるバッファおよび演算量は、基本的な音声マイクロ
フレーム毎に音源信号を１つに決める構成と比較して、
約２倍に抑えられる。最終的にｇとｈの積算誤差を比較
し、誤差の小さいｇが選択され、ｇが選択されるまでに
通った軌跡ｂ−ｄ−ｆ−ｇが各音声マイクロフレームに
対する音源信号の組み合わせとなる。
【００２３】以上のような構成によって、第３のコード
ブックの音源信号を生成することにより、合成フィルタ
状態が音源信号選択に与える影響を抑え、音声サブフレ
ーム内での誤差をより小さくする音源信号を生成するこ
とができる。特に、音声マイクロフレーム長が２０サン
プル程度以下と短い場合には、合成フィルタ状態が次の
音声マイクロフレームに及ぼす影響が大きくなるため、
高い効果が得られる。
ブックの音源信号を生成することにより、合成フィルタ
状態が音源信号選択に与える影響を抑え、音声サブフレ
ーム内での誤差をより小さくする音源信号を生成するこ
とができる。特に、音声マイクロフレーム長が２０サン
プル程度以下と短い場合には、合成フィルタ状態が次の
音声マイクロフレームに及ぼす影響が大きくなるため、
高い効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、入力音声信号の予測残差信号と第１のコードブック
に蓄えられた音源信号との相互相関の大きさにより第１
のコードブックの機能の低下を検出し、第１のコードブ
ックの機能の低下が検出されたときに、使用するコード
ブックおよび音源信号選択の周期をより小さなものに切
り換えるようにしたので、局所的なピークを持つ励振音
源信号を精度良く表すことができ、音声品質を向上させ
ることができる。
に、入力音声信号の予測残差信号と第１のコードブック
に蓄えられた音源信号との相互相関の大きさにより第１
のコードブックの機能の低下を検出し、第１のコードブ
ックの機能の低下が検出されたときに、使用するコード
ブックおよび音源信号選択の周期をより小さなものに切
り換えるようにしたので、局所的なピークを持つ励振音
源信号を精度良く表すことができ、音声品質を向上させ
ることができる。
【図１】本発明の一実施例における音声符号化装置の構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施例において生成される音源信号
を示す特性図
を示す特性図
【図３】本発明の一実施例において、第３のコードブッ
クから音源信号を生成する装置の構成を示すブロック図
クから音源信号を生成する装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施例において、第３のコードブッ
クから音源信号が選択される過程を示す図
クから音源信号が選択される過程を示す図
【図５】従来の音源符号化装置の構成を示す図
１０１ ピッチ周期分析手段 １０２ 線形予測分析手段 １０３ 第１のコードブック １０４ 第２のコードブック １０５ 合成フィルタ １０６ 聴覚重み付け手段 １０７ 誤差最小化手段 １０８ 予測残差信号算出手段 １０９ 相互相関算出手段 １１０ 音源信号を切り換えるスイッチ、 １１１ 第３のコードブック １１２ 第３のコードブックの出力音源信号を接続する
手段 １１３ 入力音声信号 １１４ ピッチ周期 １１５ 第１のコードブックの出力音源信号 １１６ 第２のコードブックの出力音源信号 １１７ 励振音源信号 １１８ 合成音声信号 １１９ 線形予測係数 １２０ コードブックおよびゲインに対するフィードバ
ック １２１ １音声サブフレーム遅延された励振音源信号 １２２ 第１のコードブックに蓄えられた音源信号 １２３ 予測残差信号 １２４ 接続された第３のコードブックの音源信号
手段 １１３ 入力音声信号 １１４ ピッチ周期 １１５ 第１のコードブックの出力音源信号 １１６ 第２のコードブックの出力音源信号 １１７ 励振音源信号 １１８ 合成音声信号 １１９ 線形予測係数 １２０ コードブックおよびゲインに対するフィードバ
ック １２１ １音声サブフレーム遅延された励振音源信号 １２２ 第１のコードブックに蓄えられた音源信号 １２３ 予測残差信号 １２４ 接続された第３のコードブックの音源信号
Claims (4)
- 【請求項１】 入力音声信号を分析し、分析結果から第
１のコードブックの機能の低下を検出する手段と、第１
のコードブックの機能の低下が検出されたときに、使用
するコードブックおよび音源信号選択の周期をより小さ
なものに切り換える手段とを備えた音声符号化装置。 - 【請求項２】 入力音声信号の予測残差信号と第１のコ
ードブックに蓄えられた音源信号との相互相関の大きさ
により第１のコードブックの機能の低下を検出する手段
と、第１のコードブックの機能の低下が検出されたとき
に、使用するコードブックおよび音源信号選択の周期を
より小さなものに切り換える手段とを備えた音声符号化
装置。 - 【請求項３】 入力音声信号の予測残差信号を算出する
手段と、第１のコードブックに蓄えられた過去の音源信
号と予測残差信号との相互相関を算出して第１のコード
ブックの機能の低下を検出する手段と、前記第１のコー
ドブックおよび第２のコードブックからそれぞれ選択し
た音源符号の線形和により音源信号を生成する手段と、
音声サブフレームをさらに小区間に分割した音声マイク
ロフレーム長について予め定められた形状の音源信号を
格納する第３のコードブックと、前記生成された音源信
号と前記第３のコードブックからの音源信号とを前記算
出された相互相関の大きさにより切り換える手段と、前
記第３のコードブックから選択された音源信号を接続し
て音声サブフレーム長の音源信号を生成する手段とを備
えた音声符号化装置。 - 【請求項４】 第３のコードブックから音源信号を選択
する手段において、各音声マイクロフレーム毎に複数の
候補を選択し、候補選択の尺度として、先頭から候補の
選択を行う音声マイクロフレームまでの各候補に対する
積算誤差を用い、前記積算誤差の大きさにより各音声マ
イクロフレームに対する候補の組み合わせの数を制限す
ることを特徴とする請求項３記載の音声符号化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32023794A JP3183074B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-12-22 | 音声符号化装置 |
| DE69520982T DE69520982T2 (de) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | Vorrichtung zur Kodierung von ein lokales Maximum enthaltender Sprache |
| EP95109096A EP0688013B1 (en) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | Apparatus for coding speech having a local peak |
| US08/490,253 US5699483A (en) | 1994-06-14 | 1995-06-14 | Code excited linear prediction coder with a short-length codebook for modeling speech having local peak |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-131889 | 1994-06-14 | ||
| JP13188994 | 1994-06-14 | ||
| JP32023794A JP3183074B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-12-22 | 音声符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863195A true JPH0863195A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3183074B2 JP3183074B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=26466608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32023794A Expired - Fee Related JP3183074B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-12-22 | 音声符号化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5699483A (ja) |
| EP (1) | EP0688013B1 (ja) |
| JP (1) | JP3183074B2 (ja) |
| DE (1) | DE69520982T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW307960B (en) * | 1996-02-15 | 1997-06-11 | Philips Electronics Nv | Reduced complexity signal transmission system |
| JP3878254B2 (ja) * | 1996-06-21 | 2007-02-07 | 株式会社リコー | 音声圧縮符号化方法および音声圧縮符号化装置 |
| US6493665B1 (en) * | 1998-08-24 | 2002-12-10 | Conexant Systems, Inc. | Speech classification and parameter weighting used in codebook search |
| JP2001143385A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Nippon Columbia Co Ltd | ディジタル・オーディオ・ディスク・レコーダ |
| US6356213B1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-03-12 | Lucent Technologies Inc. | System and method for prediction-based lossless encoding |
| KR101116363B1 (ko) * | 2005-08-11 | 2012-03-09 | 삼성전자주식회사 | 음성신호 분류방법 및 장치, 및 이를 이용한 음성신호부호화방법 및 장치 |
| JP4736632B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2011-07-27 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | ボーカル・フライ検出装置及びコンピュータプログラム |
| JP2008058667A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Sony Corp | 信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| DK2898064T3 (en) | 2012-09-19 | 2019-03-04 | Microvascular Tissues Inc | COMPOSITIONS FOR TREATMENT AND PREVENTION OF TISSUE DAMAGE AND DISEASE |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4852179A (en) * | 1987-10-05 | 1989-07-25 | Motorola, Inc. | Variable frame rate, fixed bit rate vocoding method |
| US5194950A (en) * | 1988-02-29 | 1993-03-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vector quantizer |
| KR930004311B1 (ko) * | 1989-04-18 | 1993-05-22 | 미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤 | 동화상 부호화 복호화장치 |
| EP0443548B1 (en) * | 1990-02-22 | 2003-07-23 | Nec Corporation | Speech coder |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32023794A patent/JP3183074B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-13 DE DE69520982T patent/DE69520982T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-13 EP EP95109096A patent/EP0688013B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-14 US US08/490,253 patent/US5699483A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69520982T2 (de) | 2001-10-31 |
| EP0688013A2 (en) | 1995-12-20 |
| EP0688013B1 (en) | 2001-05-23 |
| DE69520982D1 (de) | 2001-06-28 |
| JP3183074B2 (ja) | 2001-07-03 |
| US5699483A (en) | 1997-12-16 |
| EP0688013A3 (en) | 1997-10-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |