JPH10340098A - 信号符号化装置 - Google Patents
信号符号化装置Info
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- JPH10340098A JPH10340098A JP10095542A JP9554298A JPH10340098A JP H10340098 A JPH10340098 A JP H10340098A JP 10095542 A JP10095542 A JP 10095542A JP 9554298 A JP9554298 A JP 9554298A JP H10340098 A JPH10340098 A JP H10340098A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 音声又は音楽信号に対し、低いビットレート
でも良好な音質の得られる信号符号化装置を実現する。 【解決手段】 予測回路３００において入力信号を予測
し、この予測した残差信号を第１の直交変換回路３２０
において直交変換する。係数計算回路３４０では、直交
変換回路３２０における直交変換係数の包絡を表すため
の少ない次数の係数を計算する。量子化回路７００で
は、係数計算回路３４０の出力を用いてパルスを立てる
（発生させる）位置を決定しながら、直交変換係数を複
数のパルス列で表して量子化する。 【効果】 直交変換係数の包絡を、少ない次数の係数で
表し、その係数を基に直交変換係数を複数個のパルス列
の組合せで表すので、従来よりも効率的な符号化を行う
ことができる。
でも良好な音質の得られる信号符号化装置を実現する。 【解決手段】 予測回路３００において入力信号を予測
し、この予測した残差信号を第１の直交変換回路３２０
において直交変換する。係数計算回路３４０では、直交
変換回路３２０における直交変換係数の包絡を表すため
の少ない次数の係数を計算する。量子化回路７００で
は、係数計算回路３４０の出力を用いてパルスを立てる
（発生させる）位置を決定しながら、直交変換係数を複
数のパルス列で表して量子化する。 【効果】 直交変換係数の包絡を、少ない次数の係数で
表し、その係数を基に直交変換係数を複数個のパルス列
の組合せで表すので、従来よりも効率的な符号化を行う
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号符号化装置に関
し、特に音声信号あるいは音楽信号を低いビットレート
で高品質に符号化するための信号符号化装置に関する。
し、特に音声信号あるいは音楽信号を低いビットレート
で高品質に符号化するための信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】音声信号又は音楽信号を周波数軸上で高
能率に符号化する方式としては、例えば、Ｔ．Ｍｏｒｉ
ｙａ氏らによる“Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｄｉｎｇ
ｏｓｓｐｅｅｃｈ ｕｓｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｖ
ｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚｅｒ”と題した論文（Ｔ．
Ｍｏｒｉｙａ ｅｔ ａｌ． ，ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ．ＪＳＡＣ−
６，ｐｐ．４２５−４３１， １９８８．）や、Ｎ．Ｉ
ｗａｋａｍｉ氏らによる“Ｈｉｇｈ―ｑｕａｌｉｔｙ
ａｕｄｉｏ―ｃｏｄｉｎｇ ａｔ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ
６４ｋｂｉｔ／ｕｓｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ―ｄ
ｏｍａｉｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ
ｖｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（ＴＷＩＮ
ＶＱ）”と題した論文（Ｎ．Ｉｗａｋａｍｉ ｅｔ ａ
ｌ．， Ｐｒｏｃ． ＩＣＡＳＳＰ−９５、ｐｐ．３０
９５−３０９８，１９９５．）等が知られている。
能率に符号化する方式としては、例えば、Ｔ．Ｍｏｒｉ
ｙａ氏らによる“Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｄｉｎｇ
ｏｓｓｐｅｅｃｈ ｕｓｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｖ
ｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚｅｒ”と題した論文（Ｔ．
Ｍｏｒｉｙａ ｅｔ ａｌ． ，ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ．ＪＳＡＣ−
６，ｐｐ．４２５−４３１， １９８８．）や、Ｎ．Ｉ
ｗａｋａｍｉ氏らによる“Ｈｉｇｈ―ｑｕａｌｉｔｙ
ａｕｄｉｏ―ｃｏｄｉｎｇ ａｔ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ
６４ｋｂｉｔ／ｕｓｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ―ｄ
ｏｍａｉｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ
ｖｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（ＴＷＩＮ
ＶＱ）”と題した論文（Ｎ．Ｉｗａｋａｍｉ ｅｔ ａ
ｌ．， Ｐｒｏｃ． ＩＣＡＳＳＰ−９５、ｐｐ．３０
９５−３０９８，１９９５．）等が知られている。
【０００３】これらの論文に記載されている方法では、
いずれも、音声又は音楽信号をＮ点のＤＣＴ（Ｄｉｓｃ
ｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を
用いて直交変換している。そして、ＤＣＴ係数を予め定
められた点数Ｍ（Ｍ≦Ｎ）毎に分割し、Ｍ点毎にコード
ブックを用いてベクトル量子化している。
いずれも、音声又は音楽信号をＮ点のＤＣＴ（Ｄｉｓｃ
ｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を
用いて直交変換している。そして、ＤＣＴ係数を予め定
められた点数Ｍ（Ｍ≦Ｎ）毎に分割し、Ｍ点毎にコード
ブックを用いてベクトル量子化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した論文に記載さ
れている方法によると、次のような欠点がある。
れている方法によると、次のような欠点がある。
【０００５】まず、ビットレートが比較的高い場合は、
比較的良好な音質を提供できる。しかし、ビットレート
が低下すると音質が劣化してくるという欠点がある。こ
の主な原因は、特に、ＤＣＴ係数のハーモニクス成分
を、少ない量子化ビット数のベクトル量子化では良好に
表せないことに起因する。
比較的良好な音質を提供できる。しかし、ビットレート
が低下すると音質が劣化してくるという欠点がある。こ
の主な原因は、特に、ＤＣＴ係数のハーモニクス成分
を、少ない量子化ビット数のベクトル量子化では良好に
表せないことに起因する。
【０００６】次に、ベクトル量子化の性能の上げるため
に、分割点数Ｍを大きくとると、ベクトル量子化器のビ
ット数が増え、ベクトル量子化に必要な演算量が指数的
に増大するという欠点がある。
に、分割点数Ｍを大きくとると、ベクトル量子化器のビ
ット数が増え、ベクトル量子化に必要な演算量が指数的
に増大するという欠点がある。
【０００７】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的はビットレート
が低い場合にも、比較的少ない演算量で音質の劣化の少
ない信号符号化装置を提供することである。
るためになされたものであり、その目的はビットレート
が低い場合にも、比較的少ない演算量で音質の劣化の少
ない信号符号化装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による信号符号化
装置は、入力信号を予測した結果に応じて予測残差を求
める予測手段と、この求めた予測残差を直交変換して直
交変換係数を求める直交変換手段と、この求めた直交変
換係数の包絡を予め定められた次数の係数で表す係数計
算手段と、この表された係数に応じて前記直交変換係数
を複数個のパルス列の組合わせで表して量子化する量子
化手段とを含み、前記入力信号からスペクトルパラメー
タを求めて量子化した結果及び前記係数計算手段により
表された係数並びに前記量子化手段の量子化結果を組合
わせて出力することを特徴とする。
装置は、入力信号を予測した結果に応じて予測残差を求
める予測手段と、この求めた予測残差を直交変換して直
交変換係数を求める直交変換手段と、この求めた直交変
換係数の包絡を予め定められた次数の係数で表す係数計
算手段と、この表された係数に応じて前記直交変換係数
を複数個のパルス列の組合わせで表して量子化する量子
化手段とを含み、前記入力信号からスペクトルパラメー
タを求めて量子化した結果及び前記係数計算手段により
表された係数並びに前記量子化手段の量子化結果を組合
わせて出力することを特徴とする。
【０００９】要するに本信号符号化装置では、入力信号
を予測し、この予測した残差信号を直交変換する。そし
て、直交変換係数の包絡を表すための少ない次数の係数
を計算し、パルスを立てる（発生させる）位置を決定し
ながら、直交変換係数を複数のパルス列で表して量子化
する。直交変換係数の包絡の係数を計算する代わりにそ
の微細構造を計算するか、又は直交変換係数の包絡の係
数と共にその微細構造を計算しても良い。これらの係数
を基に直交変換係数を複数個のパルス列の組合せで表す
ので、従来よりも効率的な符号化を行うことができるの
である。
を予測し、この予測した残差信号を直交変換する。そし
て、直交変換係数の包絡を表すための少ない次数の係数
を計算し、パルスを立てる（発生させる）位置を決定し
ながら、直交変換係数を複数のパルス列で表して量子化
する。直交変換係数の包絡の係数を計算する代わりにそ
の微細構造を計算するか、又は直交変換係数の包絡の係
数と共にその微細構造を計算しても良い。これらの係数
を基に直交変換係数を複数個のパルス列の組合せで表す
ので、従来よりも効率的な符号化を行うことができるの
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【００１１】図１は本発明による信号符号化装置の第１
の実施形態を示すブロック図である。同図において、本
装置では、入力端子１００から信号を入力し、フレーム
分割回路１１０は予め定められた点数Ｎ毎のフレームに
分割する。スペクトルパラメータ計算回路２００では、
フレームの音声信号に対して、フレーム長（例えば２０
［ｍｓ］）よりも長い窓（例えば２４［ｍｓ］）をかけ
て音声を切り出してスペクトルパラメータを予め定めら
れた次数（例えばＰ＝１０次）計算する。
の実施形態を示すブロック図である。同図において、本
装置では、入力端子１００から信号を入力し、フレーム
分割回路１１０は予め定められた点数Ｎ毎のフレームに
分割する。スペクトルパラメータ計算回路２００では、
フレームの音声信号に対して、フレーム長（例えば２０
［ｍｓ］）よりも長い窓（例えば２４［ｍｓ］）をかけ
て音声を切り出してスペクトルパラメータを予め定めら
れた次数（例えばＰ＝１０次）計算する。
【００１２】ここで、スペクトルパラメータの計算に
は、周知のＬＰＣ分析や、Ｂｕｒｇ分析等を用いること
ができる。本装置では、Ｂｕｒｇ分析を用いることとす
る。このＢｕｒｇ分析の詐細については、中溝著による
“信号解析とシステム同定”と題した単行本（コロナ社
１９８８年刊）の８２〜８７頁等に記載されているので
説明は省略する。
は、周知のＬＰＣ分析や、Ｂｕｒｇ分析等を用いること
ができる。本装置では、Ｂｕｒｇ分析を用いることとす
る。このＢｕｒｇ分析の詐細については、中溝著による
“信号解析とシステム同定”と題した単行本（コロナ社
１９８８年刊）の８２〜８７頁等に記載されているので
説明は省略する。
【００１３】さらにスペクトルパラメータ計算回路２０
０では、Ｂｕｒｇ法分析により計算された線形予測係数
αｉ（ｉ＝1 ，…，Ｐ）を量子化や補間に適したＬＳＰ
パラメータに変換する。線形予測係数からＬＳＰへの変
換は、菅村他による“線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分
析合成方式による音声情報圧縮”と題した論文（電子通
信学会論文誌、Ｊ６４―Ａ、ｐｐ．５９９〜６０６、１
９８１年）を参照することができる。
０では、Ｂｕｒｇ法分析により計算された線形予測係数
αｉ（ｉ＝1 ，…，Ｐ）を量子化や補間に適したＬＳＰ
パラメータに変換する。線形予測係数からＬＳＰへの変
換は、菅村他による“線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分
析合成方式による音声情報圧縮”と題した論文（電子通
信学会論文誌、Ｊ６４―Ａ、ｐｐ．５９９〜６０６、１
９８１年）を参照することができる。
【００１４】ここで、スペクトルパラメータ計算回路２
００は、図２に示されているように、上述した窓かけ処
理を行う窓かけ部２００―１と、上述したＢｕｒｇ分析
によるスペクトルパラメータの計算を行うスペクトルパ
ラメータ計算部２００―２と、この計算されたスペクト
ルパラメータをＬＳＰパラメータに変換するＬＳＰパラ
メータ変換部２００―３とを含んで構成されている。
００は、図２に示されているように、上述した窓かけ処
理を行う窓かけ部２００―１と、上述したＢｕｒｇ分析
によるスペクトルパラメータの計算を行うスペクトルパ
ラメータ計算部２００―２と、この計算されたスペクト
ルパラメータをＬＳＰパラメータに変換するＬＳＰパラ
メータ変換部２００―３とを含んで構成されている。
【００１５】図１に戻り、スペクトルパラメータ計算回
路２００から出力されるフレームの線形予測係数αｉ
（ｉ＝1 ，…，Ｐ）は、聴感重み付け回路２３０に入力
される。また、フレームのＬＳＰパラメータはスペクト
ルパラメータ量子化回路２１０に入力される。
路２００から出力されるフレームの線形予測係数αｉ
（ｉ＝1 ，…，Ｐ）は、聴感重み付け回路２３０に入力
される。また、フレームのＬＳＰパラメータはスペクト
ルパラメータ量子化回路２１０に入力される。
【００１６】スペクトルパラメータ量子化回路２１０で
は、コードブック２１５を用いてフレームのＬＳＰパラ
メータを効率的に量子化し、次の式（１）の歪みを最小
化する量子化値を出力する。
は、コードブック２１５を用いてフレームのＬＳＰパラ
メータを効率的に量子化し、次の式（１）の歪みを最小
化する量子化値を出力する。
【００１７】
【数１】 なお、式（１）において、ＬＳＰ（ｉ），ＱＬＳＰ
（ｉ）j ，Ｗ（ｉ）は、夫々、量子化前のｉ次目のＬＳ
Ｐ，量子化後のｊ番目の結果，重み係数である。
（ｉ）j ，Ｗ（ｉ）は、夫々、量子化前のｉ次目のＬＳ
Ｐ，量子化後のｊ番目の結果，重み係数である。
【００１８】以下の説明では、量子化の方法として、ベ
クトル量子化法を用いるものとする。ＬＳＰパラメータ
のベクトル量子化方法は、周知の手法を用いることがで
きる。具体的な方法は、例えば、特開平４―１７１５０
０号公報、特開平４―３６３０００号公報、特開平５―
６１９９号公報の他、Ｔ．Ｎｏｍｕｒａ ｅｔ ａｌ．
による“ＬＳＰ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ＶＱ―Ｓ
ＶＱ Ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｉｎ
４．０７５ ｋｂｐｓ Ｍ―ＬＣＥＬＰ Ｓｐｅｅｃｈ
Ｃｏｄｅｒ”と題した論文（Ｐｒｏｃ． Ｍｏｂｉｌ
ｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ， ｐｐ．Ｂ．２．５，１９９３）等を参照できる
のでここでは説明は省略する。
クトル量子化法を用いるものとする。ＬＳＰパラメータ
のベクトル量子化方法は、周知の手法を用いることがで
きる。具体的な方法は、例えば、特開平４―１７１５０
０号公報、特開平４―３６３０００号公報、特開平５―
６１９９号公報の他、Ｔ．Ｎｏｍｕｒａ ｅｔ ａｌ．
による“ＬＳＰ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ＶＱ―Ｓ
ＶＱ Ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｉｎ
４．０７５ ｋｂｐｓ Ｍ―ＬＣＥＬＰ Ｓｐｅｅｃｈ
Ｃｏｄｅｒ”と題した論文（Ｐｒｏｃ． Ｍｏｂｉｌ
ｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ， ｐｐ．Ｂ．２．５，１９９３）等を参照できる
のでここでは説明は省略する。
【００１９】スペクトルパラメータ量子化回路２１０
は、量子化されたＬＳＰを線形予測係数αi ´（ｉ＝1
，…，Ｐ）に変換し、インパルス応答計算回路３１０
ヘ出力する。また、スペクトルパラメータ量子化回路２
１０は、量子化ＬＳＰのコードベクトルを表すインデク
スをマルチプレクサ３９５に出力する。
は、量子化されたＬＳＰを線形予測係数αi ´（ｉ＝1
，…，Ｐ）に変換し、インパルス応答計算回路３１０
ヘ出力する。また、スペクトルパラメータ量子化回路２
１０は、量子化ＬＳＰのコードベクトルを表すインデク
スをマルチプレクサ３９５に出力する。
【００２０】ここで、スペクトルパラメータ量子化回路
２１０は、図３に示されているように、フレームのＬＳ
Ｐパラメータを量子化するＬＳＰパラメータ量子化部２
１０―１と、量子化されたＬＳＰを線形予測係数αi ´
に変換する線形予測係数変換部２１０―２とを含んで構
成されている。なお、ＬＳＰパラメータ量子化部２１０
―１は、コードブック２１５の出力を参照し、インデク
スを出力する。
２１０は、図３に示されているように、フレームのＬＳ
Ｐパラメータを量子化するＬＳＰパラメータ量子化部２
１０―１と、量子化されたＬＳＰを線形予測係数αi ´
に変換する線形予測係数変換部２１０―２とを含んで構
成されている。なお、ＬＳＰパラメータ量子化部２１０
―１は、コードブック２１５の出力を参照し、インデク
スを出力する。
【００２１】図１に戻り、インパルス応答計算回路３１
０は、スペクトルパラメータ計算回路２００から、量子
化前の線形予測係数αi （ｉ＝1 ，…，Ｐ）を入力し、
スペクトルパラメータ量子化回路２１０から量子化して
復号した繰形予測係数αi ´（ｉ＝1 ，…，Ｐ）を入力
し、次の式（２）伝達特性Ｈ（ｚ）を有するフィルタの
インパルス応答を計算する。
０は、スペクトルパラメータ計算回路２００から、量子
化前の線形予測係数αi （ｉ＝1 ，…，Ｐ）を入力し、
スペクトルパラメータ量子化回路２１０から量子化して
復号した繰形予測係数αi ´（ｉ＝1 ，…，Ｐ）を入力
し、次の式（２）伝達特性Ｈ（ｚ）を有するフィルタの
インパルス応答を計算する。
【００２２】
【数２】 応答信号計算回路２４０は、スペクトルパラメータ計算
回路２００から線形予測係数αi を入力し、スペクトル
パラメータ量子化回路２１０から量子化、復元した線形
予測係数αi ´を入力する。そして、応答信号計算回路
２４０は、保存されているフィルタメモリの値を用い
て、入力信号を零ｄ（ｎ）＝０とした応答信号を１フレ
ーム分計算し、滅算器２３５へ出力する。ここで、応答
信号ｘz （ｎ）は次の式（３）で表される。
回路２００から線形予測係数αi を入力し、スペクトル
パラメータ量子化回路２１０から量子化、復元した線形
予測係数αi ´を入力する。そして、応答信号計算回路
２４０は、保存されているフィルタメモリの値を用い
て、入力信号を零ｄ（ｎ）＝０とした応答信号を１フレ
ーム分計算し、滅算器２３５へ出力する。ここで、応答
信号ｘz （ｎ）は次の式（３）で表される。
【００２３】
【数３】 ただし、ｎ−ｉ≦０のときは、
【００２４】
【数４】
【００２５】
【数５】 となる。ここで、Ｎはフレーム長を示している。γ1 ，
γ2 は聴感重み付け量を制御する重み係数である。ｓw
（ｎ），ｐ（ｎ）は、重み付け信号計算回路の出力信
号，式（２）における分母の項の出力信号を夫々示して
いる。
γ2 は聴感重み付け量を制御する重み係数である。ｓw
（ｎ），ｐ（ｎ）は、重み付け信号計算回路の出力信
号，式（２）における分母の項の出力信号を夫々示して
いる。
【００２６】減算器２３５は、次の式（６）により、聴
感重み付け信号から応答信号を１サブフレーム分減算
し、ｘw ´（ｎ）を予測回路３００へ出力する。
感重み付け信号から応答信号を１サブフレーム分減算
し、ｘw ´（ｎ）を予測回路３００へ出力する。
【００２７】
【数６】 予測回路３００は、ｘw ´（ｎ）を入力し、次の式
（７）で表される伝達特性Ｆ（ｚ）を有するフィルタを
用いて予測を行い、予測残差信号ｅ（ｎ）を計算する。
（７）で表される伝達特性Ｆ（ｚ）を有するフィルタを
用いて予測を行い、予測残差信号ｅ（ｎ）を計算する。
【００２８】
【数７】 ここで、予測残差信号ｅ（ｎ）は次の式（８）によって
算出することができる。
算出することができる。
【００２９】
【数８】 第１の直交変換回路３２０は、予測回路３００の出力信
号ｅ（ｎ）に対して直交変換を施す。以下では、直交変
換の一例として、ＤＣＴ変換を用いることにする。この
ＤＣＴ変換の詳細については、Ｊ．Ｔｒｉｂｏｌｅｔら
による“Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｃｏｄｉ
ｎｇ ｏｆ ｓｐｅｅｃｈ”と題した論文（ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ． ＡＳＳＰ，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ―２７，ｐ
ｐ．５１２〜５３０，１９７９）等を参照できるので、
説明は省略する。ＤＣＴ変換後の信号をＥ（Ｋ）（Ｋ＝
０，…，Ｎ−１）とする。第２の直交変換回路３３０
は、インパルス応答計算回路３１０からインパルス応答
を入力し、自己相関関数ｒ（ｉ）ｉ＝1 ，…，Ｎ）を計
算する。次に、自己相関関数をＮ点ＤＣＴ変換し、Ｗ
（ｋ）（ｋ＝０，…，Ｎ−１）を得る。
号ｅ（ｎ）に対して直交変換を施す。以下では、直交変
換の一例として、ＤＣＴ変換を用いることにする。この
ＤＣＴ変換の詳細については、Ｊ．Ｔｒｉｂｏｌｅｔら
による“Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｃｏｄｉ
ｎｇ ｏｆ ｓｐｅｅｃｈ”と題した論文（ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ． ＡＳＳＰ，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ―２７，ｐ
ｐ．５１２〜５３０，１９７９）等を参照できるので、
説明は省略する。ＤＣＴ変換後の信号をＥ（Ｋ）（Ｋ＝
０，…，Ｎ−１）とする。第２の直交変換回路３３０
は、インパルス応答計算回路３１０からインパルス応答
を入力し、自己相関関数ｒ（ｉ）ｉ＝1 ，…，Ｎ）を計
算する。次に、自己相関関数をＮ点ＤＣＴ変換し、Ｗ
（ｋ）（ｋ＝０，…，Ｎ−１）を得る。
【００３０】係数計算回路３４０は、第１の直交変換回
路の出力である直交変換係数Ｅ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ
−１）の２乗値の包絡（スペクトル包絡）を表すための
少ない次数Ｐ（Ｐ≪Ｎ）の係数を求める。具体的には、
Ｅ（Ｋ）の各係数の振幅の２乗値Ｅ2 （Ｋ）を求め、こ
れをパワスペクトルと考えて対称化し、２Ｎ点としたう
えで、２Ｎ点の逆ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施し、最初のＮ点を取り出し
て、Ｎ点の疑似自己相関関数Ｒ（ｊ）＝（ｊ＝０，…，
Ｎ−１）を計算する。
路の出力である直交変換係数Ｅ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ
−１）の２乗値の包絡（スペクトル包絡）を表すための
少ない次数Ｐ（Ｐ≪Ｎ）の係数を求める。具体的には、
Ｅ（Ｋ）の各係数の振幅の２乗値Ｅ2 （Ｋ）を求め、こ
れをパワスペクトルと考えて対称化し、２Ｎ点としたう
えで、２Ｎ点の逆ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施し、最初のＮ点を取り出し
て、Ｎ点の疑似自己相関関数Ｒ（ｊ）＝（ｊ＝０，…，
Ｎ−１）を計算する。
【００３１】また係数計算回路３４０は、さらに少ない
次数の係数で表すために、Ｎ点の自己相関関数のうち、
最初から（Ｐ＋１）点を取り出してＰ次のＬＰＣ分析を
施し、Ｐ次の線形予測係数βi （ｉ＝１，…，Ｐ）を計
算する。これをＰ次のＬＳＰ係数に変換し、係数コード
ブック３４５を用いてＬＳＰ係数を量子化し、インデク
スをマルチプレクサ３９５に出力する。量子化したＬＳ
Ｐ係数を線形予測係数βi ´に戻し、フィルタのインパ
ルス応答ｌ（ｎ）（ｎ＝０，…，Ｑ−１）（Ｑ≧Ｎ）を
求める。
次数の係数で表すために、Ｎ点の自己相関関数のうち、
最初から（Ｐ＋１）点を取り出してＰ次のＬＰＣ分析を
施し、Ｐ次の線形予測係数βi （ｉ＝１，…，Ｐ）を計
算する。これをＰ次のＬＳＰ係数に変換し、係数コード
ブック３４５を用いてＬＳＰ係数を量子化し、インデク
スをマルチプレクサ３９５に出力する。量子化したＬＳ
Ｐ係数を線形予測係数βi ´に戻し、フィルタのインパ
ルス応答ｌ（ｎ）（ｎ＝０，…，Ｑ−１）（Ｑ≧Ｎ）を
求める。
【００３２】そして、係数計算回路３４０は、インパル
ス応答からＮ点の自己相関関数Ｒ´（ｊ）（ｊ＝１，
…，Ｎ−１）を求め、対称化して２Ｎ点とし、２Ｎ点Ｆ
ＦＴを行って、最初のＮ点からＥＶ（ｋ）（ｋ＝０，
…，Ｎ−１）を求めて量子化回路３５０へ出力する。Ｅ
Ｖ（ｋ）（ｋ＝０，…，Ｎ−１）は上述した直交変換係
数の包絡成分を表す。
ス応答からＮ点の自己相関関数Ｒ´（ｊ）（ｊ＝１，
…，Ｎ−１）を求め、対称化して２Ｎ点とし、２Ｎ点Ｆ
ＦＴを行って、最初のＮ点からＥＶ（ｋ）（ｋ＝０，
…，Ｎ−１）を求めて量子化回路３５０へ出力する。Ｅ
Ｖ（ｋ）（ｋ＝０，…，Ｎ−１）は上述した直交変換係
数の包絡成分を表す。
【００３３】ここで、係数計算回路３４０は、図４に示
されているように、ＤＣＴ変換後の信号Ｅ（Ｋ）から上
述したＥ2 （Ｋ）（ｋ＝０，…，Ｎ−１）を計算するＥ
2 （Ｋ）計算部３４０―１と、その出力を２Ｎ点に拡張
する２Ｎ点拡張部３４０―２と、この拡張された２Ｎ点
について逆ＦＦＴ変換を施す２Ｎ点逆ＦＦＴ部３４０―
３と、Ｎ点疑似自己相関関数Ｒ´（ｊ）（ｊ＝１，…，
Ｎ−１）を計算するＮ点疑似自己相関計算部３４０―４
と、上述したＰ次のＬＰＣ分析を施してＰ次の線形予測
係数βi を計算するＬＰＣ分析部３４０―５と、この計
算された線形予測係数βi をＰ次のＬＳＰ係数に変換す
るＬＳＰ変換部３４０―６とを含んで構成されている。
されているように、ＤＣＴ変換後の信号Ｅ（Ｋ）から上
述したＥ2 （Ｋ）（ｋ＝０，…，Ｎ−１）を計算するＥ
2 （Ｋ）計算部３４０―１と、その出力を２Ｎ点に拡張
する２Ｎ点拡張部３４０―２と、この拡張された２Ｎ点
について逆ＦＦＴ変換を施す２Ｎ点逆ＦＦＴ部３４０―
３と、Ｎ点疑似自己相関関数Ｒ´（ｊ）（ｊ＝１，…，
Ｎ−１）を計算するＮ点疑似自己相関計算部３４０―４
と、上述したＰ次のＬＰＣ分析を施してＰ次の線形予測
係数βi を計算するＬＰＣ分析部３４０―５と、この計
算された線形予測係数βi をＰ次のＬＳＰ係数に変換す
るＬＳＰ変換部３４０―６とを含んで構成されている。
【００３４】また、同図に示されているように、係数計
算回路３４０は、ＬＳＰ変換部３４０―６による変換後
のＬＳＰ係数を量子化するＬＳＰ量子化部３４０―７
と、量子化されたＬＳＰ係数を線形予測係数βi ´に戻
す線形予測係数計算部３４０―８と、その線形予測係数
βi ´からフィルタのインパルス応答ｌ（ｎ）を求める
インパルス応答部３４０―９と、このインパルス応答か
らＮ点の自己相関関数Ｒ´（ｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ−
１）を求める自己相関計算部３４０―１０と、２Ｎ点Ｆ
ＦＴを行って最初のＮ点からＥＶ（ｋ）を求める２Ｎ点
ＦＦＴ部３４０―１１とを含んで構成されている。ＬＳ
Ｐ量子化部３４０―７は係数コードブック３４５の出力
を参照し、インデクスを出力する。
算回路３４０は、ＬＳＰ変換部３４０―６による変換後
のＬＳＰ係数を量子化するＬＳＰ量子化部３４０―７
と、量子化されたＬＳＰ係数を線形予測係数βi ´に戻
す線形予測係数計算部３４０―８と、その線形予測係数
βi ´からフィルタのインパルス応答ｌ（ｎ）を求める
インパルス応答部３４０―９と、このインパルス応答か
らＮ点の自己相関関数Ｒ´（ｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ−
１）を求める自己相関計算部３４０―１０と、２Ｎ点Ｆ
ＦＴを行って最初のＮ点からＥＶ（ｋ）を求める２Ｎ点
ＦＦＴ部３４０―１１とを含んで構成されている。ＬＳ
Ｐ量子化部３４０―７は係数コードブック３４５の出力
を参照し、インデクスを出力する。
【００３５】図１に戻り、量子化回路３５０は、直交変
換係数を予め定められた個数Ｍのパルス列の組合せで表
すことにより量子化する。ここで、パルスの個数ＭはＭ
＜Ｎであり、パルスの位置は互いに異なっている。
換係数を予め定められた個数Ｍのパルス列の組合せで表
すことにより量子化する。ここで、パルスの個数ＭはＭ
＜Ｎであり、パルスの位置は互いに異なっている。
【００３６】また、ｉ番目のパルスの位置をｍi ，振幅
をＡi とすると、パルスを立てる（発生させる）位置
は、包絡成分ＥＶ（Ｋ）の振幅が大きい所から順に選ん
で決定して行く。すなわち、Ｎ点の直交変換係数ＥＶ
（Ｋ）をＭ個（Ｍ＜Ｎ）のパルスを発生させることによ
り時間的に間引いて表すのである。そして、パルスが発
生されていない係数は零とし、伝送しないのである。こ
うすることによって、情報の圧縮を図っているのであ
る。なお、パルスを立てるときは、Ｎ点全体の領域に個
数Ｍのパルスを割り当てても良いし、Ｎ点を予め定めら
れた点数毎のサブ領域に分割し、サブ領域毎にパルスを
割り当て、パルス数の合計がＭになるようにしても良
い。
をＡi とすると、パルスを立てる（発生させる）位置
は、包絡成分ＥＶ（Ｋ）の振幅が大きい所から順に選ん
で決定して行く。すなわち、Ｎ点の直交変換係数ＥＶ
（Ｋ）をＭ個（Ｍ＜Ｎ）のパルスを発生させることによ
り時間的に間引いて表すのである。そして、パルスが発
生されていない係数は零とし、伝送しないのである。こ
うすることによって、情報の圧縮を図っているのであ
る。なお、パルスを立てるときは、Ｎ点全体の領域に個
数Ｍのパルスを割り当てても良いし、Ｎ点を予め定めら
れた点数毎のサブ領域に分割し、サブ領域毎にパルスを
割り当て、パルス数の合計がＭになるようにしても良
い。
【００３７】例えば、図５に示されているように、ＥＶ
（Ｋ）の振幅が大きい順に、１０本のパルスの位置ｍi
（ｉ＝１〜Ｍ；Ｍ＝１０）を選ぶようにする。なお、同
図において、縦軸は振幅、横軸は周波数である。
（Ｋ）の振幅が大きい順に、１０本のパルスの位置ｍi
（ｉ＝１〜Ｍ；Ｍ＝１０）を選ぶようにする。なお、同
図において、縦軸は振幅、横軸は周波数である。
【００３８】パルスの位置が求まった後で、次の式
（９）を最小にするように、パルスの振幅を計算する。
（９）を最小にするように、パルスの振幅を計算する。
【００３９】
【数９】 上記の式（９）で、Ｇはパルスのゲインを表す。量子化
回路３５０は、各パルスの振幅Ａi を予め定められたビ
ット数で符号化し、この符号化されたビット数をマルチ
プレクサ３９５へ出力する。
回路３５０は、各パルスの振幅Ａi を予め定められたビ
ット数で符号化し、この符号化されたビット数をマルチ
プレクサ３９５へ出力する。
【００４０】ここで、量子化回路３５０は、図６に示さ
れているように、ＥＶ（Ｋ）を入力とし上述したパルス
の位置探索を行うパルス位置探索部３５０―１と、パル
スの位置が求まった後でパルスの振幅を計算するパルス
振幅計算部３５０―２と、この計算されたパルスの振幅
を量子化するパルス振幅量子化部３５０―３とを含んで
構成されている。なお、パルス振幅量子化部３５０―３
から出力されるパルスの振幅Ａi ´及びパルスの位置ｍ
i はゲイン量子化回路３６０に入力される。パルス振幅
量子化部３５０―３から出力されるインデクスはマルチ
プレクサ３９５に入力される。
れているように、ＥＶ（Ｋ）を入力とし上述したパルス
の位置探索を行うパルス位置探索部３５０―１と、パル
スの位置が求まった後でパルスの振幅を計算するパルス
振幅計算部３５０―２と、この計算されたパルスの振幅
を量子化するパルス振幅量子化部３５０―３とを含んで
構成されている。なお、パルス振幅量子化部３５０―３
から出力されるパルスの振幅Ａi ´及びパルスの位置ｍ
i はゲイン量子化回路３６０に入力される。パルス振幅
量子化部３５０―３から出力されるインデクスはマルチ
プレクサ３９５に入力される。
【００４１】ゲイン量子化回路３６０は、ゲインコード
ブック３６５を用いて、次の式（１０）を最小化するよ
うにゲインコードブックから最適なゲインコードベクト
ルを探索する。そして、ゲイン量子化回路３６０は、そ
れを表すインデクスをマルチプレクサ３９５に、ゲイン
コードベクトル値を駆動信号計算回路３７０へ出力す
る。
ブック３６５を用いて、次の式（１０）を最小化するよ
うにゲインコードブックから最適なゲインコードベクト
ルを探索する。そして、ゲイン量子化回路３６０は、そ
れを表すインデクスをマルチプレクサ３９５に、ゲイン
コードベクトル値を駆動信号計算回路３７０へ出力す
る。
【００４２】
【数１０】 ここで、Ｇj ´，Ａi ´は，ｊ番目のゲインコードベク
トル、ｉ番目のパルスの振幅を夫々示す。
トル、ｉ番目のパルスの振幅を夫々示す。
【００４３】駆動信号計算回路３７０は、夫々のインデ
クスを入力し、インデクスからそれに対応するコードベ
クトルを読出す。そして、駆動信号計算回路３７０は、
次の（１１）に基づき、駆動音源信号Ｖ（Ｋ）を求めて
出力する。
クスを入力し、インデクスからそれに対応するコードベ
クトルを読出す。そして、駆動信号計算回路３７０は、
次の（１１）に基づき、駆動音源信号Ｖ（Ｋ）を求めて
出力する。
【００４４】
【数１１】 逆ＤＣＴ回路３７５は、駆動信号Ｖ（Ｋ）のＮ点分を逆
ＤＣＴ変換してｖ（ｎ）を求め、重み付け計算回路３８
０に出力する。
ＤＣＴ変換してｖ（ｎ）を求め、重み付け計算回路３８
０に出力する。
【００４５】重み付け計算回路３８０は、逆ＤＣＴ回路
の出力を用いて、スペクトルパラメータ計算回路２００
の出力パラメータ、スペクトルパラメータ量子化回路２
１０の出力パラメータを用いて次の式（１２）により、
応答信号ｓw （ｎ）をサブフレーム毎に計算し、応答信
号計算回路２４０へ出力する。
の出力を用いて、スペクトルパラメータ計算回路２００
の出力パラメータ、スペクトルパラメータ量子化回路２
１０の出力パラメータを用いて次の式（１２）により、
応答信号ｓw （ｎ）をサブフレーム毎に計算し、応答信
号計算回路２４０へ出力する。
【００４６】
【数１２】 なお、マルチプレクサ３９５は、スペクトルパラメータ
量子化回路２１０の出力インデクス，係数計算回路３４
０の出力インデクス，量子化回路３５０の出力インデク
ス及びゲイン量子化回路３６０の出力インデクスを入力
とし、予め定められた順番に組合わせて出力端子９００
に出力するものである。どのような順番で組合わせるか
については、本装置の使用者が自由に設定できるものと
する。以上で第１の実施形態の説明を終える。
量子化回路２１０の出力インデクス，係数計算回路３４
０の出力インデクス，量子化回路３５０の出力インデク
ス及びゲイン量子化回路３６０の出力インデクスを入力
とし、予め定められた順番に組合わせて出力端子９００
に出力するものである。どのような順番で組合わせるか
については、本装置の使用者が自由に設定できるものと
する。以上で第１の実施形態の説明を終える。
【００４７】図７は、本発明による信号符号化装置の第
２の実施形態の構成を示す図である。同図において、図
１と同等部分は同一符号により示されており、その部分
の詳細な説明は省略する。
２の実施形態の構成を示す図である。同図において、図
１と同等部分は同一符号により示されており、その部分
の詳細な説明は省略する。
【００４８】図７において、図１と異なる部分は、量子
化回路４００及び振幅コードブック４１０である。以
下、これらについて説明する。
化回路４００及び振幅コードブック４１０である。以
下、これらについて説明する。
【００４９】まず、量子化回路４００は、振幅コードブ
ック４１０から振幅コードベクトルを読出し、次の式
（１３）を最小化する振幅コードブックを選択する。
ック４１０から振幅コードベクトルを読出し、次の式
（１３）を最小化する振幅コードブックを選択する。
【００５０】
【数１３】 なお、Ａ´ijはｊ番目の振幅コードベクトルである。
【００５１】すなわち、本実施形態では、振幅コードブ
ック４１０を用いることにより、パルスの振幅を少なく
とも１つ以上まとめて量子化するのである。
ック４１０を用いることにより、パルスの振幅を少なく
とも１つ以上まとめて量子化するのである。
【００５２】振幅コードブック４１０の代わりに少なく
とも１つ以上のパルスの極性を格納した極性コードブッ
クを用いることもできる。かかる場合は、極性コードブ
ックを用いて少なくとも１つ以上のパルスの極性をまと
めて量子化することになる。以上で第２の実施形態の説
明を終える。
とも１つ以上のパルスの極性を格納した極性コードブッ
クを用いることもできる。かかる場合は、極性コードブ
ックを用いて少なくとも１つ以上のパルスの極性をまと
めて量子化することになる。以上で第２の実施形態の説
明を終える。
【００５３】図８は本発明による信号符号化装置の第３
の実施形態の構成を示すブロック図である。同図におい
て、図１及び図７と同等部分は同一符号により示されて
おり、その部分の詳細な説明は省略する。図８におい
て、図１に示されている装置と異なる点は、レベル計算
回路５００が追加されている点である。
の実施形態の構成を示すブロック図である。同図におい
て、図１及び図７と同等部分は同一符号により示されて
おり、その部分の詳細な説明は省略する。図８におい
て、図１に示されている装置と異なる点は、レベル計算
回路５００が追加されている点である。
【００５４】レベル計算回路５００は、第１の直交変換
係数を予め定められた本数毎の帯域に分割し、各帯域毎
に次の式（１４）に基づき第１の直交変換係数の平均レ
ベルを求める。
係数を予め定められた本数毎の帯域に分割し、各帯域毎
に次の式（１４）に基づき第１の直交変換係数の平均レ
ベルを求める。
【００５５】
【数１４】 ここでＭj はｊ番目の帯域における第１の直交変換係数
の本数である。レベル計算回路５００は、ＬＶ（ｊ）
（ｊ＝１，…，Ｌ：Ｌは帯域の個数）を係数計算回路５
５０へ出力する。
の本数である。レベル計算回路５００は、ＬＶ（ｊ）
（ｊ＝１，…，Ｌ：Ｌは帯域の個数）を係数計算回路５
５０へ出力する。
【００５６】係数計算回路５５０は、レベル計算回路５
００の出力を入力とし、図１の係数計算回路３４０と同
一の動作を行う。以上で第３の実施形態の説明を終え
る。
００の出力を入力とし、図１の係数計算回路３４０と同
一の動作を行う。以上で第３の実施形態の説明を終え
る。
【００５７】図９は、本発明による信号符号化装置の第
４の実施形態の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、図１，図７及び図８と同等部分は同一符号により
示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
４の実施形態の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、図１，図７及び図８と同等部分は同一符号により
示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
【００５８】この図９に示されている装置は、図８に示
されている装置に、図７に示されている装置で使用され
ている量子化回路４００と振幅コードブック４１０とを
使用したものである。その他の構成及び動作は上述した
通りである。以上で第４の実施形態の説明を終える。
されている装置に、図７に示されている装置で使用され
ている量子化回路４００と振幅コードブック４１０とを
使用したものである。その他の構成及び動作は上述した
通りである。以上で第４の実施形態の説明を終える。
【００５９】図１０は、本発明による信号符号化装置の
第５の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、図１及び図７〜図９と同等部分は同一符号によ
り示されており、その部分の詳細な説明は省略する。図
１０において、図１に示されている装置と異なる点は、
ゲイン量子化回路６００及び駆動信号計算回路６１０で
ある。以下、これらについて説明する。
第５の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、図１及び図７〜図９と同等部分は同一符号によ
り示されており、その部分の詳細な説明は省略する。図
１０において、図１に示されている装置と異なる点は、
ゲイン量子化回路６００及び駆動信号計算回路６１０で
ある。以下、これらについて説明する。
【００６０】ゲイン量子化回路６００は、係数計算回路
３４０から包絡成分ＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）
を入力し、ゲインコードブック３６５を用いて、次の式
（１５）を最小化するようにゲインコードブックから最
適なゲインコードベクトルを探索する。そして、ゲイン
量子化回路６００は、それを表すインデクスをマルチプ
レクサ３９５に、ゲインコードベクトル値を駆動信号計
算回路６１０に夫々出力する。
３４０から包絡成分ＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）
を入力し、ゲインコードブック３６５を用いて、次の式
（１５）を最小化するようにゲインコードブックから最
適なゲインコードベクトルを探索する。そして、ゲイン
量子化回路６００は、それを表すインデクスをマルチプ
レクサ３９５に、ゲインコードベクトル値を駆動信号計
算回路６１０に夫々出力する。
【００６１】
【数１５】 ここで、Ｇj ´，Ａi ´は、夫々ｊ番目のゲインコード
ベクトル，ｉ番目のパルスの振幅を示す。
ベクトル，ｉ番目のパルスの振幅を示す。
【００６２】駆動信号計算回路６１０は、夫々のインデ
クスと包絡ＥＶ（Ｋ）とを入力し、インデクスからそれ
に対応するコードベクトルを読出す。そして、駆動信号
計算回路６１０は、次の式（１６）に基づき駆動音源信
号Ｖ（Ｋ）を求めて出力する。
クスと包絡ＥＶ（Ｋ）とを入力し、インデクスからそれ
に対応するコードベクトルを読出す。そして、駆動信号
計算回路６１０は、次の式（１６）に基づき駆動音源信
号Ｖ（Ｋ）を求めて出力する。
【００６３】
【数１６】 以上で第５の実施形態の説明を終える。
【００６４】図１１は、本発明による信号符号化装置の
第６の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、図１及び図７〜図１０と同等部分は同一符号に
より示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
第６の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、図１及び図７〜図１０と同等部分は同一符号に
より示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
【００６５】この図１１に示されている装置は、図７に
示されている装置における量子化回路４００及び振幅コ
ードブック４１０を使用している点だけが図１０に示さ
れている装置と異なる。他の構成及び動作は図１０に示
されている装置と同様であるため、その説明は省略す
る。
示されている装置における量子化回路４００及び振幅コ
ードブック４１０を使用している点だけが図１０に示さ
れている装置と異なる。他の構成及び動作は図１０に示
されている装置と同様であるため、その説明は省略す
る。
【００６６】図１２は、第７の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。同図において、図１及び図７〜図１１
と同等部分は同一符号により示されており、その部分の
詳細な説明は省略する。
ロック図である。同図において、図１及び図７〜図１１
と同等部分は同一符号により示されており、その部分の
詳細な説明は省略する。
【００６７】この図１２に示されている装置において、
量子化回路７００は、係数計算回路３４０の出力である
包絡ＥＶ（Ｋ）と第２の直交変換回路３３０の出力を用
いて、音源コードブック７１０に格納されたコードベク
トルのうち、次の式（１７）を最小化するコードベクト
ルを選択することで、第１の直交変換係数を量子化す
る。
量子化回路７００は、係数計算回路３４０の出力である
包絡ＥＶ（Ｋ）と第２の直交変換回路３３０の出力を用
いて、音源コードブック７１０に格納されたコードベク
トルのうち、次の式（１７）を最小化するコードベクト
ルを選択することで、第１の直交変換係数を量子化す
る。
【００６８】
【数１７】 ここで、ｃj （Ｋ）は、ｊ番目のコードベクトルを示
す。また、Ｇは最適ゲインである。なお、コードブック
は全帯域に対して保有しても良いし、予めサブ帯域に分
割しサブ帯域毎に専用のコードブックを保有しても良
い。
す。また、Ｇは最適ゲインである。なお、コードブック
は全帯域に対して保有しても良いし、予めサブ帯域に分
割しサブ帯域毎に専用のコードブックを保有しても良
い。
【００６９】ゲイン量子化回路７２０は、式（１８）を
最小化するようにゲインコードブック３６５を探索し、
最適なゲインコードベクトルを選択する。また、それを
表すインデクスをマルチプレクサ３９５に、ゲインコー
ドベクトル値を駆動信号計算回路７３０へ出力する。
最小化するようにゲインコードブック３６５を探索し、
最適なゲインコードベクトルを選択する。また、それを
表すインデクスをマルチプレクサ３９５に、ゲインコー
ドベクトル値を駆動信号計算回路７３０へ出力する。
【００７０】
【数１８】 ここで、Ｇj ´はｊ番目のゲインコードベクトルを示
す。
す。
【００７１】駆動信号計算回路７３０は、夫々のインデ
クスと包絡ＥＶ（Ｋ）を入力し、インデクスからそれに
対応するコードベクトルを読出し、次の式（１９）に基
づき駆動音源信号Ｖ（Ｋ）を求めて出力する。
クスと包絡ＥＶ（Ｋ）を入力し、インデクスからそれに
対応するコードベクトルを読出し、次の式（１９）に基
づき駆動音源信号Ｖ（Ｋ）を求めて出力する。
【００７２】
【数１９】 以上で第７の実施形態の説明を終える。
【００７３】図１３は本発明による信号符号化装置の第
８の実施形態の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、図１及び図７〜図１２と同等部分は同一符号によ
り示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
８の実施形態の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、図１及び図７〜図１２と同等部分は同一符号によ
り示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
【００７４】この図１３に示されている装置は、図８に
示されている装置において、量子化回路７００，音源コ
ードブック７１０，ゲイン量子化回路７２０，駆動信号
計算回路７３０を、図１２に示されている装置と同様の
構成にしたものである。その他の構成部分及びその動作
は上述したものと同様であるので、その説明は省略す
る。以上で第８の実施形態の説明を終える。
示されている装置において、量子化回路７００，音源コ
ードブック７１０，ゲイン量子化回路７２０，駆動信号
計算回路７３０を、図１２に示されている装置と同様の
構成にしたものである。その他の構成部分及びその動作
は上述したものと同様であるので、その説明は省略す
る。以上で第８の実施形態の説明を終える。
【００７５】図１４は本発明による信号符号化装置の第
９の実施形態の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、図１及び図７〜図１３と同等部分は同一符号によ
り示されており、その部分の詳細な説明は省略する。図
１４において、ピッチ抽出回路７５０は、第１の直交変
換回路３２０の出力である直交変換係数に対して、微細
構造（スペクトル微細構造）を表すピッチ周波数を計算
する。
９の実施形態の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、図１及び図７〜図１３と同等部分は同一符号によ
り示されており、その部分の詳細な説明は省略する。図
１４において、ピッチ抽出回路７５０は、第１の直交変
換回路３２０の出力である直交変換係数に対して、微細
構造（スペクトル微細構造）を表すピッチ周波数を計算
する。
【００７６】具体的には、第１の直交変換回路の出力で
ある直交変換係数Ｅ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）の２
乗値Ｅ2 （Ｋ）を求める。これをパワスペクトルと考え
て対称化し２Ｎ点としたうえで、２Ｎ点の逆ＦＦＴを施
し、最初のＮ点を取出して、Ｎ点の疑似自己相関関数Ｒ
（ｊ）（ｊ＝０，…，Ｎ−１）を計算する。
ある直交変換係数Ｅ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）の２
乗値Ｅ2 （Ｋ）を求める。これをパワスペクトルと考え
て対称化し２Ｎ点としたうえで、２Ｎ点の逆ＦＦＴを施
し、最初のＮ点を取出して、Ｎ点の疑似自己相関関数Ｒ
（ｊ）（ｊ＝０，…，Ｎ−１）を計算する。
【００７７】Ｒ（ｊ）に対して、予め定められた区間に
おいて最大値を探索し、最大値をとる値のみを残し、他
は“０”とする。さらに、最大値をとる次数と、最大値
とを、夫々、ピッチラグ，ピッチゲインとして符号化し
てマルチプレクサ３９５に出力する。
おいて最大値を探索し、最大値をとる値のみを残し、他
は“０”とする。さらに、最大値をとる次数と、最大値
とを、夫々、ピッチラグ，ピッチゲインとして符号化し
てマルチプレクサ３９５に出力する。
【００７８】係数計算回路７６０は、量子化した自己相
関を対称化して２Ｎ点とし、２Ｎ点ＦＦＴを行って、最
初のＮ点からＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）を求め
て量子化回路３５０及びゲイン量子化回路６００へ出力
する。ＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）が上述した直
交変換係数の微細構造を表す。以上で第９の実施形態の
説明を終える。
関を対称化して２Ｎ点とし、２Ｎ点ＦＦＴを行って、最
初のＮ点からＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）を求め
て量子化回路３５０及びゲイン量子化回路６００へ出力
する。ＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）が上述した直
交変換係数の微細構造を表す。以上で第９の実施形態の
説明を終える。
【００７９】図１５は本発明による信号符号化装置の第
１０の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、図１及び図７〜図１４と同等部分は同一符号に
より示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
１０の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、図１及び図７〜図１４と同等部分は同一符号に
より示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
【００８０】図１５において、係数計算回路８００は第
１の直交変換係数の微細構造及び包絡の両者を表す少な
い次数の係数を求める。この場合、第１の直交変換回路
の出力である直交変換係数Ｅ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−
１）の２乗値の包絡を表すための少ない次数Ｐ（Ｐ≪
Ｎ）の係数を求める。具体的には、Ｅ（Ｋ）の各係数の
振幅の２乗値Ｅ2 （Ｋ）を求め、これをパワスペクトル
と考えて対称化して２Ｎ点とする。そして、この２Ｎ点
について逆ＦＦＴを施し、最初のＮ点を取出して、Ｎ点
の疑似自己相関関数Ｒ（ｊ）（ｊ＝０，…，Ｎ−１）を
計算する。
１の直交変換係数の微細構造及び包絡の両者を表す少な
い次数の係数を求める。この場合、第１の直交変換回路
の出力である直交変換係数Ｅ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−
１）の２乗値の包絡を表すための少ない次数Ｐ（Ｐ≪
Ｎ）の係数を求める。具体的には、Ｅ（Ｋ）の各係数の
振幅の２乗値Ｅ2 （Ｋ）を求め、これをパワスペクトル
と考えて対称化して２Ｎ点とする。そして、この２Ｎ点
について逆ＦＦＴを施し、最初のＮ点を取出して、Ｎ点
の疑似自己相関関数Ｒ（ｊ）（ｊ＝０，…，Ｎ−１）を
計算する。
【００８１】さらに、少ない次数の係数で表すために、
Ｎ点の自己相関関数のうち、最初から（Ｐ＋１）点を取
り出してＰ次のＬＰＣ分析を施し、Ｐ次の線形予測係数
βi（ｉ＝１，…，Ｐ）を計算する。これをＰ次のＬＳ
Ｐ係数に変換し、係数コードブック３４５を用いてＬＳ
Ｐ係数を量子化し、インデクスをマルチプレクサ３９５
に出力する。
Ｎ点の自己相関関数のうち、最初から（Ｐ＋１）点を取
り出してＰ次のＬＰＣ分析を施し、Ｐ次の線形予測係数
βi（ｉ＝１，…，Ｐ）を計算する。これをＰ次のＬＳ
Ｐ係数に変換し、係数コードブック３４５を用いてＬＳ
Ｐ係数を量子化し、インデクスをマルチプレクサ３９５
に出力する。
【００８２】量子化したＬＳＰ係数を線形予測係数βi
´に戻し、フィルタのインパルス応答ｌ（ｎ）（ｎ＝
０，…，Ｑ−１）（Ｑ≧Ｎ）を求める。インパルス応答
からＮ点の自己相関Ｒ´（ｊ）（ｊ＝０，…，Ｎ−１）
を求める。
´に戻し、フィルタのインパルス応答ｌ（ｎ）（ｎ＝
０，…，Ｑ−１）（Ｑ≧Ｎ）を求める。インパルス応答
からＮ点の自己相関Ｒ´（ｊ）（ｊ＝０，…，Ｎ−１）
を求める。
【００８３】また、Ｒ（ｊ）に対して、予め定められた
区間において最大値を探索する。さらに、最大値をとる
次数と、最大値とを、夫々ピッチラグ、ピッチゲインと
して符号化してマルチプレクサ３９５に出力する。自己
相関Ｒ´（ｊ）に対して、ピッチラグの位置に符号化し
た最大値を立て、対称化して２Ｎ点とし、２Ｎ点ＦＦＴ
を行って、最初のＮ点からＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ
−１）を求めて量子化回路３５０へ出力する。ＥＶ
（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）が上述した直交変換係数
の微細構造及び包絡成分の両者を表す。以上で第１０の
実施形態の説明を終える。
区間において最大値を探索する。さらに、最大値をとる
次数と、最大値とを、夫々ピッチラグ、ピッチゲインと
して符号化してマルチプレクサ３９５に出力する。自己
相関Ｒ´（ｊ）に対して、ピッチラグの位置に符号化し
た最大値を立て、対称化して２Ｎ点とし、２Ｎ点ＦＦＴ
を行って、最初のＮ点からＥＶ（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ
−１）を求めて量子化回路３５０へ出力する。ＥＶ
（Ｋ）（Ｋ＝０，…，Ｎ−１）が上述した直交変換係数
の微細構造及び包絡成分の両者を表す。以上で第１０の
実施形態の説明を終える。
【００８４】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。
態様をとりうる。
【００８５】（１３）前記予測手段は、前記入力信号か
ら求めたスペクトルパラメータを用いて入力信号を予測
することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載
の信号符号化装置。
ら求めたスペクトルパラメータを用いて入力信号を予測
することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載
の信号符号化装置。
【００８６】（１４）前記入力信号は、音声信号である
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の信
号符号化装置。
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の信
号符号化装置。
【００８７】（１５）前記入力信号は、音楽信号である
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の信
号符号化装置。
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の信
号符号化装置。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、予測残差
を直交変換して直交変換係数を求め、上述した直交変換
係数の包絡、又は直交変換係数の予め定められた本数毎
に平均レベルを算出して求めた包絡を、少ない次数の係
数で表し、その係数を基に直交変換係数を複数個のパル
ス列の組合せで表すので、従来よりも効率的な符号化を
行うことができるという効果がある。
を直交変換して直交変換係数を求め、上述した直交変換
係数の包絡、又は直交変換係数の予め定められた本数毎
に平均レベルを算出して求めた包絡を、少ない次数の係
数で表し、その係数を基に直交変換係数を複数個のパル
ス列の組合せで表すので、従来よりも効率的な符号化を
行うことができるという効果がある。
【００８９】また、本発明によれば、予測残差を直交変
換し直交変換係数を求め、直交変換係数の包絡、又はそ
の直交変換係数の予め定められた本数毎に平均レベルを
算出して求めた包絡を、少ない次数の係数で表し、その
係数をもとに直交変換係数をコードブックで表して量子
化するので、従来よりも効率的な符号化を行うことがで
きるという効果がある。
換し直交変換係数を求め、直交変換係数の包絡、又はそ
の直交変換係数の予め定められた本数毎に平均レベルを
算出して求めた包絡を、少ない次数の係数で表し、その
係数をもとに直交変換係数をコードブックで表して量子
化するので、従来よりも効率的な符号化を行うことがで
きるという効果がある。
【００９０】さらにまた、少ない次数の係数をもとに、
パルス列やコードブックのゲインを決定しながら量子化
を行うので良好な量子化性能を得ることができるという
効果がある。そして、スペクトル包絡のみならず、スペ
クトル微細構造も含めて表すように少ない次数の係数を
求めゲインを決定することで、さらに量子化性能を向上
させることができるという効果がある。
パルス列やコードブックのゲインを決定しながら量子化
を行うので良好な量子化性能を得ることができるという
効果がある。そして、スペクトル包絡のみならず、スペ
クトル微細構造も含めて表すように少ない次数の係数を
求めゲインを決定することで、さらに量子化性能を向上
させることができるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態による信号符号化装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図２】パルスを発生させる位置の例を示す図である。
【図３】図１中のスペクトルパラメータ計算回路の内部
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図４】図１中のスペクトルパラメータ量子化回路の内
部構成を示す図である。
部構成を示す図である。
【図５】図１中の係数計算回路の内部構成を示す図であ
る。
る。
【図６】図１中の量子化回路の内部構成を示す図であ
る。
る。
【図７】本発明の第２の実施の形態による信号符号化装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による信号符号化装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態による信号符号化装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態による信号符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態による信号符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態による信号符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第８の実施の形態による信号符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第９の実施の形態による信号符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態による信号符号
化装置の構成を示すブロック図である。
化装置の構成を示すブロック図である。
１１０ フレーム分割回路 ２００ スペクトルパラメータ計算回路 ２１０ スペクトルパラメータ量子化回路 ２１５ コードブック ２３５ 減算器 ２４０ 応答信号計算回路 ３００ 予測回路 ３１０ インパルス応答計算回路 ３２０ 第１の直交変換回路 ３３０ 第２の直交変換回路 ３４０，５５０，７６０，８００ 係数計算回路 ３４５ 係数コードブック ３５０，４００，７００ 量子化回路 ３６０，６００，７２０ ゲイン量子化回路 ３６５ ゲインコードブック ３７０，６１０，７３０ 駆動信号計算回路 ３７５ 逆ＤＣＴ回路 ３８０ 重み付け信号計算回路 ３９５ マルチプレクサ ４１０ 振幅コードブック ５００ レベル計算回路 ７１０ 音源コードブック ７５０ ピッチ抽出回路
Claims (12)
- 【請求項１】 入力信号を予測した結果に応じて予測残
差を求める予測手段と、この求めた予測残差を直交変換
して直交変換係数を求める直交変換手段と、この求めた
直交変換係数の包絡を予め定められた次数の係数で表す
係数計算手段と、この表された係数に応じて前記直交変
換係数を複数個のパルス列の組合わせで表して量子化す
る量子化手段とを含み、前記入力信号からスペクトルパ
ラメータを求めて量子化した結果及び前記係数計算手段
により表された係数並びに前記量子化手段の量子化結果
を組合わせて出力することを特徴とする信号符号化装
置。 - 【請求項２】 前記直交変換手段により求めた直交変換
係数を予め定められた数に分割しこの分割した数毎に平
均レベルを算出するレベル計算手段を更に含み、前記係
数計算手段は該レベル計算手段によって算出された平均
レベルの包絡を予め定められた次数の係数で表すことを
特徴とする請求項１記載の信号符号化装置。 - 【請求項３】 前記量子化手段は、前記直交変換係数を
複数個のパルス列の組合わせで表して量子化する代わり
に、コードブックを用いて前記直交変換係数を量子化す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の信号符号化装
置。 - 【請求項４】 前記量子化手段は、前記係数計算手段に
より表された係数に応じてパルスを発生させる位置を決
定しながら前記直交変換係数を複数個のパルス列の組合
わせで表して量子化することを特徴とする請求項１又は
２記載の信号符号化装置。 - 【請求項５】 前記量子化手段は、前記係数計算手段に
より表された係数に応じてパルスのゲインを決定しなが
ら前記直交変換係数を複数個のパルス列の組合わせで表
して量子化することを特徴とする請求項１又は２記載の
信号符号化装置。 - 【請求項６】 前記量子化手段は、前記係数計算手段に
より表された係数に応じてパルスを発生させる位置と該
パルスのゲインとを決定しながら前記直交変換係数を複
数個のパルス列の組合わせで表して量子化することを特
徴とする請求項１又は２記載の信号符号化装置。 - 【請求項７】 前記係数計算手段は、前記直交変換係数
の包絡を表す係数を計算する代わりに該直交変換係数の
微細構造を表す係数を計算することを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の信号符号化装置。 - 【請求項８】 前記量子化手段は、前記直交変換係数を
複数個のパルス列の組合わせで表して量子化する代わり
に、コードブックを用いて前記直交変換係数を量子化す
ることを特徴とする請求項７記載の信号符号化装置。 - 【請求項９】 前記係数計算手段は、前記直交変換係数
の包絡を表す係数を計算すると共に該直交変換係数の微
細構造を表す係数をも計算することを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の信号符号化装置。 - 【請求項１０】 前記量子化手段は、前記直交変換係数
を複数個のパルス列の組合わせで表して量子化する代わ
りに、コードブックを用いて前記直交変換係数を量子化
することを特徴とする請求項９記載の信号符号化装置。 - 【請求項１１】 前記量子化手段は、パルスの振幅を１
つ以上まとめて量子化することを特徴とする請求項１〜
１０のいずれかに記載の信号符号化装置。 - 【請求項１２】 前記量子化手段は、パルスの極性を１
つ以上まとめて量子化することを特徴とする請求項１〜
１０のいずれかに記載の信号符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09554298A JP3185748B2 (ja) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | 信号符号化装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9041597 | 1997-04-09 | ||
| JP9-90415 | 1997-04-09 | ||
| JP09554298A JP3185748B2 (ja) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | 信号符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10340098A true JPH10340098A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3185748B2 JP3185748B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=26431899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09554298A Expired - Fee Related JP3185748B2 (ja) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | 信号符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185748B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171519A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 音声符号化・復号装置 |
| WO2008108078A1 (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-12 | Panasonic Corporation | 符号化装置および符号化方法 |
| US7707034B2 (en) | 2005-05-31 | 2010-04-27 | Microsoft Corporation | Audio codec post-filter |
| JP2011514558A (ja) * | 2008-03-04 | 2011-05-06 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | オーディオ信号処理方法及び装置 |
| US8719011B2 (en) | 2007-03-02 | 2014-05-06 | Panasonic Corporation | Encoding device and encoding method |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP09554298A patent/JP3185748B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7707034B2 (en) | 2005-05-31 | 2010-04-27 | Microsoft Corporation | Audio codec post-filter |
| JP2007171519A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 音声符号化・復号装置 |
| JP4727413B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2011-07-20 | 三菱電機株式会社 | 音声符号化・復号装置 |
| WO2008108078A1 (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-12 | Panasonic Corporation | 符号化装置および符号化方法 |
| US8306813B2 (en) | 2007-03-02 | 2012-11-06 | Panasonic Corporation | Encoding device and encoding method |
| AU2008222241B2 (en) * | 2007-03-02 | 2012-11-29 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Encoding device and encoding method |
| JP5241701B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2013-07-17 | パナソニック株式会社 | 符号化装置および符号化方法 |
| US8719011B2 (en) | 2007-03-02 | 2014-05-06 | Panasonic Corporation | Encoding device and encoding method |
| KR101414341B1 (ko) * | 2007-03-02 | 2014-07-22 | 파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카 | 부호화 장치 및 부호화 방법 |
| KR101414359B1 (ko) * | 2007-03-02 | 2014-07-22 | 파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카 | 부호화 장치 및 부호화 방법 |
| JP2011514558A (ja) * | 2008-03-04 | 2011-05-06 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | オーディオ信号処理方法及び装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3185748B2 (ja) | 2001-07-11 |
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