JPH1078799A

JPH1078799A - コードブック

Info

Publication number: JPH1078799A
Application number: JP8234152A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Utsugi; 潔宇都木; Hiroshi Katayama; 浩片山; Rika Nishiike; 理香西池; Chiharu Kawai; 千晴河合
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、ディジタル携帯電話システムで使用
するCELP系音声符号化方式で用いるコードブックに関
し、演算量をそれ程，増大させることなく、内蔵メモリ
の容量削減を図ったコードブックの提供を図ることを目
的とする。【解決手段】所定時間領域に、振幅のピークを持つ波
形のデータが複数、格納されたメモリ手段と演算処理手
段を設け、該演算処理手段が、該メモリ手段から読み出
した波形のデータに対して演算処理を行って、コードベ
クトルとして出力するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、CELP系音声符号化
方式を用いたディジタル携帯電話システムで使用するコ
ードブックに関するものである。

【０００２】音声符号化方式は種々の技術が存在する
が、大別すると波形を忠実に表現することを目的とした
波形符号化方式と、音声の生成モデルを分析、パラメー
タに変換し、そのパラメータから合成する分析合成方式
がある。

【０００３】前者はビット当りの情報量の重みがかなり
大きく、ビットを削れば削る程、元の音声が持っていた
情報を失う割合が大きくなる為、低ビットレート化には
向かないことが、後者はある程度まとめた音声データを
１つの塊として送るので、比較的、低ビットレートまで
高品質であることが、それぞれ知られている。

【０００４】そこで、ディジタル携帯電話システムでは
分析合成方式に属するCELP(Code Excited Linear Predi
ction)系音声符号・復号器を使用しているが、移動端末
の一層の小形化と消費電力の削減の為、上記音声符号・
復号器内のメモリ容量の削減が要望されている。

【０００５】

【従来の技術】図18はCELP方式用音声符号器の要部構成
図、図19は図18中の固定コードブック説明図、図20はVS
ELP 方式用音声符号器の要部構成部である。

【０００６】以下、図18〜図20について説明する。先
ず、図18において、PCM 符号化された入力音声信号はベ
クトル化手段11と線形予測分析手段13に入力する。そこ
で、ベクトル化手段11は入力音声信号をｎサンプルずつ
に区切ってベクトルとしてまとめる。

【０００７】なお、このベクトルをターゲットベクトル
と云い、１ベクトル（サブフレームとも云う）は、例え
ば、40サンプル構成で、５msecの長さを持っている。ま
た、線形予測分析手段13は、上記の入力音声信号に対し
て、１フレーム（例えば、４サブフレームで構成されて
いる）毎に線形予測分析(LPC分析) を行って分析結果を
フィルタ係数算出手段14に送出する。

【０００８】そこで、フィルタ係数算出手段14は、テー
ブル14a を用いて分析結果を量子化した後、聴覚重み付
けフィルタ係数と合成フィルタ係数を算出し、これらの
フィルタ係数を対応するフィルタに与える。

【０００９】これにより、聴覚重み付けフィルタ12は、
ベクトル化手段の出力に対して人の聴覚的な特徴を反映
させる為の重み付けを行い、合成フィルタ15は合成フィ
ルタ係数が与えられて動作を開始する。

【００１０】ここで、合成フィルタ15の駆動信号となる
ものは、音声の周期成分( ピッチ) を表すのに用いられ
る適応コードブック21と、適応コードブックで表現でき
ない音声の変動部分を表現するのに用いられる固定コー
ドブック22に、それぞれ格納された複数のベクトルの中
から選択したベクトル( 適応コードベクトル、固定コー
ドベクトル) に対して、対応する利得制御手段18, 20で
テーブル18a, 20aから取り出した利得を乗算し、更に、
加算手段19で加え合わせたものである。

【００１１】なお、適応コードブック21には過去の駆動
信号の履歴が格納されており、この履歴はある周期( 例
えば、フレーム周期) で更新されるが、このコードブッ
クをDSP(ディジタル信号処理プロセッサ) で実現するに
はRAM を使用する。

【００１２】また、固定コードブック22には固定の白色
雑音信号が格納されており、DSP で実現するにはROM を
用いる。さて、上記の駆動信号を駆動源として合成フィ
ルタ15から取り出された信号、即ち、再生音声信号( 以
下、重み付け信号と云う) を差分手段16に送出する。

【００１３】ここには、上記聴覚重み付けフィルタ12を
通ったターゲットベクトルも加えられているので、重み
付け信号と重み付けされたターゲットベクトルを順次、
比較して、波形歪が最小となる組合せ（適応コードブッ
ク21で選択された適応コードベクトルと、固定コードブ
ック22から選択された固定コードベクトル及び利得の組
合せ）を検索により見つける。

【００１４】ここで、上記CELP系符号化方式で用いられ
た固定コードブック22にはディジタルデータが格納され
ているが、図19では格納されたディジタルデータをアナ
ログ波形に変換したパターンが示してある。

【００１５】図19において、固定コードブックはある一
定周期( 上記の様に、音声符号化を行うフレームを分割
したサブフレーム単位となる) のサンプル値からなる。
また、パターン数は、８Kbps程度に高能率符号化を行う
場合には、1024通りのパターンがあれば、ある程度の音
声品質が得られることが知られている。

【００１６】これらの１つのパターンは上記のベクトル
( サブフレームと同一時間である)として構成されてお
り、このベクトル中のデータの数、即ち、次元数は40に
設定される。

【００１７】つまり、図19に示す固定コードブックは、
例えば、1024のパターンが格納され、それぞれのサブフ
レーム長は40サンプル( ５msec) で構成されている。さ
て、CELP系符号化方式をリアルタイムで処理しようとす
ると、通常 DSPが用いられるが、固定コードブックのよ
うな固定パターンについては、DSP 内部に用意されたテ
ーブルROM と呼ばれるメモリに格納する必要があり、サ
ブフレーム長が40サンプルであれば、1024×40ワード≒
40K ワードのテーブルROM が必要となる。

【００１８】一方、現在の半導体技術で実現できるDSP
としては、DSP 内部に設けたテーブルROM の最大容量値
が約 20Kワード程度であり、従来のCELP系の固定コード
ブックの構成方法では、DSP 内部だけ( 外付けのメモリ
を使わない) によるリアルタイム処理が不可能であっ
た。

【００１９】この為、テーブルROM の容量を削減する為
の符号化方式として、ベクトル和励起線形予測符号化方
式（VSELP: Vector Sum Excited Linear Predictive Co
ding）と呼ばれる方式が提案された。

【００２０】図20はVSELP 方式用音声符号器の要部構成
図を示すが、固定コードブック23、係数処理部分24、加
算部分25以外の部分の動作説明は上記で詳細に説明した
ので省略し、未だ説明していない上記３つの部分の動作
を発明する。

【００２１】さて、VSELP 方式用音声符号器の固定コー
ドブック23に、基底ベクトルと呼ばれるベクトルを複数
個( 例えば、#1〜#9の９種類のパターン）用意してお
き、これら基底ベクトルのそれぞれに係数＋／−を付加
して加え合わせることにより、2⁹＝ 512通りのパターン
を得る様にしたものである。

【００２２】つまり、 V₁= ＋V(#1) ＋V(#2) ＋・・＋V(#9) V₂= ＋V(#1) ＋V(#2) ＋・・ −V(#9) ・・・・・・ V₅₁₂= −V(#1) −V(#2) −・・ −V(#9) ここで、V(#1) 〜V(#9) は、図20中の固定コードブック
23内の#1〜#9の領域に格納されるパターンである。

【００２３】これにより、サブフレーム長が40サンプル
の場合は、９×40ワード＝360 ワードのテーブルROM を
用意すれば良く、現在の半導体技術で実現できるDSP を
用いて符号化が実現可能となった。

【００２４】しかし、携帯電話の様に消費電力の多少に
より製品が差別化される様なものについては、DSP 内部
に搭載するメモリが少しでも小さく実現できることが望
ましい。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来のCELP方式では、
上記の様に固定コードブックを格納する為のメモリ容量
が大きくなり、現在の半導体技術で実現できるDSP に搭
載可能なメモリ容量(20Kワード程度) を大幅にオーバー
すると云う問題があった。

【００２６】この問題は、VSELP 方式によりある程度、
解決されたが、移動端末の一層の小形化と消費電力の削
減の為、更に、メモリ容量の削減が要望されている。本
発明は、演算量をそれ程，増大させることなく、内蔵メ
モリの容量削減を図ったコードブックの提供を図ること
を目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、所定時
間領域に、振幅のピークを持つ波形のデータが複数、格
納されたメモリ手段と演算処理手段を設ける。

【００２８】そして、演算処理手段が、メモリ手段から
読み出した波形のデータに対して演算処理を行って、コ
ードベクトルとして出力する構成にした。第２の本発明
は、上記振幅のピークを持つ波形として、ガウス分布波
形、または指数減衰型波形を用いる様にした。

【００２９】第３の本発明は、上記演算処理手段が、読
み出した波形のデータに対して加算、または減算を表す
係数を付加し、付加した係数に従った組合せ処理を行う
様にした。

【００３０】第４の本発明は、上記の係数として、加
算、または減算、または不使用を表す係数を波形のデー
タに付加する様にした。第５の本発明は、上記メモリ手
段と演算処理手段の他に、振幅のピーク状態を制御する
制御情報が格納された半値幅制御メモリ手段を設ける。

【００３１】そして、上記メモリ手段から読み出した波
形のデータに対して、指定した制御情報を用いてピーク
状態の制御と上記の演算処理を行って、コードベクトル
として出力する様にした。

【００３２】第６の本発明は、時間軸シフタを設ける。
そして、時間軸シフタを用いて、メモリ手段から読み出
した波形のデータの時間軸をずらすことにより、振幅デ
ータのピーク位置がずれた波形のデータを複数、生成す
る様にした。

【００３３】第７の本発明は、白色雑音コードブックを
設ける。そして、上記演算処理手段が、時間軸シフタか
ら出力する複数の波形のデータに対して、白色雑音コー
ドを付加するか否かの係数を付加し、付加した係数に従
った組合せ処理を行ってコードベクトルとして出力する
様にした。

【００３４】さて、上記で説明した様に、VSELP 方式を
用いた音声信号の符号化では、基底ベクトルの組み合わ
せにより、固定コードブックのパターンを発生させる様
な方法を用いてメモリ容量の削減を実現している。

【００３５】本発明は、コードブックに格納するパター
ンの数は少なくし、コードベクトル探索時には、格納し
たパターンに対して下記の処理をして必要な数のパター
ンが取り出せる様にした。即ち、コードブックに格納した複数のパターンに、加算＋
/ 減算−/ 不使用0 、または加算＋/ 減算−の係数を予
め定められた手順に従って付加する。

【００３６】そして、付加した係数に従ってパターンを
組み合わせることにより、係数の種類に対応したパター
ンを発生させることができる。ある時間領域で振幅のピークを持つ波形、例えば、
ガウス分布波形または指数減衰型波形を使用する。

【００３７】この波形は半値幅を大きくするとピークが
緩やかに上昇/ 下降する波形となり、小さくするとピー
クが急峻になる。つまり、半値幅を変化させることによ
り、形状が変化したパターンを発生させることができ
る。１つのパターンに対して、時間軸をずらす操作を行
うことにより、振幅のピーク位置のずれに対応したパタ
ーンを発生させることができる。〜で発生したパターンに、白色雑音を加え合わ
せるか否かの情報に対応したパターンを発生させること
ができる。

【００３８】これらの方法を組み合わせることにより、
コードブックに格納するパターンが少なくなり、メモリ
容量の削減が可能となる。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例の波形説明
図、図２は本発明の実施例の別の波形説明図で、(a) は
ガウス分布波形の場合、(b) は指数減衰型波形の場合で
ある。図３は第１〜第３の本発明の実施例の要部構成
図、図４は図３の動作説明図である。

【００４０】図５は第１〜第３、第５の本発明の実施例
の要部構成図、図６は図５の動作説明図、図７は第２、
第４、第５の本発明の実施例の要部構成図（その１）、
図８は第２、第４、第５の本発明の実施例の要部構成図
（その２）である。

【００４１】図９は図７、図８の動作説明図、図10は第
２、第４〜第６の本発明の実施例の要部構成図（その
１）、図11は第２、第４〜第６の本発明の実施例の要部
構成図（その２）、図12は図10、図11の動作説明図であ
る。

【００４２】図13は第２、第４〜第７の本発明の実施例
の要部構成図（その１）、図14は第２、第４〜第７の本
発明の実施例の要部構成図（その２）、図15は図13、図
14の動作説明図、図16はコードブック要部構成図、図17
は各方式の比較説明図である。以下、図１〜図１7 の
説明をするが、全図を通じて同一符号は同一対象物であ
る。なお、上記で詳細説明した部分については概略説明
し、本発明の部分については詳細説明する。また、請求
項中の演算処理手段は係数処理部分と加算分で構成され
ている。

【００４３】図１はコードブックに格納した複数個のパ
ターンをアナログ信号に変換した波形を示したものであ
る。図に示す様に、ある時間領域内に有効なデータが複
数個，分布（例えば、分布の形状はガウス分布）してい
てコードブックを構成する。

【００４４】なお、図１に示す波形は４個であるが、上
記で説明した様に、512 以上のパターンの発生を考える
と、波形は９個以上の存在が望ましい。また、パターン
は時間的に完全に重ならないものとする。

【００４５】図２はある時間領域に振幅のピークを持つ
波形の例として、(a) がガウス分布波形を用いた場合、
(b) が指数減衰型波形を用いた場合の例をあげている。
これら両者の波形は、ある時間領域にピークを持った左
右対象波形となる。これらの波形を特徴付けるファクタ
は、最大振幅値が1.0 で正規化されていると仮定する
と、最大振幅値の半分になる時間領域を示す半値幅であ
る。

【００４６】半値幅が小さい場合にはピークの形状は鋭
い形となり、逆に半値幅が大きい場合にはピークの形状
は滑らかな形となり、ピークの形状が制御可能となる。
以下、コードブック内の波形としてはガウス分布波形を
用いた場合の例にして、図３、図４を用いて説明する。

【００４７】従来例で説明したCELP方式では、1024パタ
ーン(1024 ×40ワード＝40960 ワード) の固定コードブ
ック22がそのままテーブルROM として用意されていた
（図18参照) 。

【００４８】一方、図３では、９パターン（９×40ワー
ド＝360 ワード) のガウス分布波形コードブック30をテ
ーブルROM として用意しておけばよい。つまり、このコ
ードブックから読み出されたパターンに対して、係数処
理部分31で加算／減算( ＋１／−１）の係数を付加して
加算部分32で組み合わせることにより、2⁹＝ 512パター
ンのベクトルを発生することができる。

【００４９】この場合、ガウス分布波形のピークの形状
を決める要因である半値幅は予め定められたもので固定
とした。図４は上記で説明したパターンを組み合わせる
為のプログラムのフローチャートで、組合せの手順を説
明する。

【００５０】先ず、コードブック内に格納された#1〜#9
ベクトルの初期化設定の為、全てのベクトルに＋の係数
を付加する。また、初期化したベクトルが選択できる様
にグレイ符号を０にする。

【００５１】これにより、＋のベクトルのみを選択する
ので、#1〜#9のベクトルが加算部分32で加算されて１回
目を出力する（S1, S2参照) 。そして、グレイ符号によ
りベクトルの更新を行う為、１つ前のベクトルに対し
て、#iのベクトルを２倍したベクトルを加算／減算する
処理をして更新したベクトルを取り出す。但し、符号±
及びインデックスｉはグレイ符号により決まる。

【００５２】更新したベクトルを取り出したら、次の更
新するベクトルを取り出す為にグレイ符号の更新を行っ
てステップS2とステップS3の間に戻るが、これを 511回
繰り返す(S3, S4 参照) 。

【００５３】なお、上記で詳細説明した様に、ガウス分
布波形コードブック30から取り出されたベクトルと適応
コードブック21から取り出されたベクトルは、それぞれ
利得制御部分18, 20で利得が掛けられ、加算部19で加算
された後、合成フィルタ15を通って再生音声となり、差
分部16に加えられる。

【００５４】一方、差分部16には、聴覚重み付けフィル
タ12を通った入力音声も加えられているので、再生音声
と入力音声とを比較して誤差を求め、これを波形歪最小
計算部17に加える。

【００５５】そこで、波形歪最小計算部は波形歪を計算
して計算結果を保持するが、この計算を512 回繰り返し
て波形歪が最小の組合せを選択する。図５に示す実施例
は、波形のピークの形状を決める要因である半値幅を、
可変制御できる様に半値幅情報をテーブル化したもので
ある。

【００５６】指数減衰型波形コードブック35に割り振る
ことが可能なビット数が９ビットであるとすると、その
うち７ビットを指数減衰型波形コードブックのパターン
に割り振って７個のパターンをテーブル化する。

【００５７】残り２ビットは半値幅制御用テーブル36に
割り振って４パターンをテーブル化する。実際の処理で
は、指数減衰型波形コードブック35に格納された指数減
衰型波形のパターンを読出し、更に半値幅制御テーブル
36から取り出した半値幅情報を用いて読み出したパター
ンを加工する。

【００５８】この加工は、通常はRAM で実現される演算
用ワークエリア37にコードブック探索時のみ格納され
る。係数処理部分38は演算用ワークエリア37に格納され
たパターンに対して、加算及び減算の係数( ＋1/−1)を
付加し、加算部分39で組み合わせることにより 2⁷通り
のパターンを、更に、半値幅制御テーブル36で 2² 通り
のパターンを、それぞれ発生させることができるので、
結局、512 パターンを発生させることができる。

【００５９】この時、必要となるテーブルROM の容量は
（７×40＋４）＝284(ワード) となる。図６に示すプロ
グラムのフローチャートは、上記で詳細説明した図４の
プログラムのフローチャートと比較すると、図６中のS1
の部分が追加になっており、他の部分は図４と同一の手
順になっている。

【００６０】そこで、図６のプログラムフローチャート
のうち、重複部分は概略説明を、重複しない部分は詳細
説明をする。即ち、図５中の RAMで構成された演算用ワ
ークエリア37において、半値幅制御テーブル36から読み
出した、例えば、半値幅 #1 を用いて、指数減衰型波形
コードブック35から読み出したパターン#1, #2, #3, ・
・・#7の半値幅を、指定された値に対応する様に書き換
えて初期設定する。

【００６１】これにより、ベクトル＝#1´＋#2´＋#3´＋・・・#7´ に書き換えられる(S1, S2 参照）。

【００６２】そして、図４と同様に、ステップ S3 でグ
レイ符号の初期化を行って#1´〜#7´のベクトルを加算
して１回目を出力する。その後、ステップS4, S5の処理
を127 回, 繰り返した後、ステップS1に戻って、半値幅
を#2に書き換えて、再び、上記と同様な処理を繰り返
す。

【００６３】図７に示す実施例はコードブック内の波形
としてガウス分布波形を用いた場合の例であり、図８に
示す実施例はコードブック内の波形として指数減衰型波
形を用いた場合である。

【００６４】ここで、図７と図８はコードブック内の波
形が異なるのみで、構成、動作は同一であるので、動作
説明は図７で代表させるが、部品の符号は左側が図７、
右側は図８を示すものとする。

【００６５】さて、本発明の実施例では、８ビットをガ
ウス分布波形コードブック、または指数減衰型波形コー
ドブックのパターンに割り振っている。これは、用意す
るコードブック40/45 のパターンとしては#1〜#4の４パ
ターンであり、それぞれ１パターンに加えるか／引算す
るか／使用しないかを表す為、２ビット（係数を＋1/−
1/ 0 )を割り当てると、２ビット×４（パターン）＝８
ビットとなる。

【００６６】また、発生しているパターン数としては、
（3⁴×４）＝ 324パターンとなる。この場合、必要とな
るテーブルROM 40/45 の容量は、４×40＋４ワード＝164 ワードとなる。

【００６７】なお、伝送に必要となるビット数は、コー
ドブックのパターンとして８ビット及び半値幅を表現す
る為に２ビット、合計10ビットとなって、図３の場合の
９ビットに対して１ビット増加することになる。

【００６８】しかし、実際は未使用のコードがある為、
２ビットに＋1/−1/ 0 /未使用と云う様には割り振ら
ず、未使用の部分に次のパターンの＋1 を割り当て、未
使用をなくす様に圧縮して使用すれば、全体のビット数
は９ビットにすることは可能である。

【００６９】図９に示すプログラムのフローチャート
は、上記で詳細説明した図６のプログラムのフローチャ
ートと比較すると、ステップS1中のパターン番号が図６
の#7に対して、図９の#4であり、係数処理は図６の＋／
−の２種類に対して、図９の＋/ −/ 0 の３種類と種類
が若干異なっているが、手順としては同じであるので図
９の説明を省略する。

【００７０】図10に示す実施例は、コードブック内の波
形としてガウス分布波形を用いた場合の例であり、図11
に示す実施例はコードブック内の波形として指数減衰型
波型波形を用いた場合である。

【００７１】なお、図10と図11はコードブック内の波形
が異なるのみで、構成及び動作が同一の為、説明などは
上記の図７、図８と同じにする。さて、本発明の実施例
では８ビットをガウス分布波形コードブック、または指
数減衰型波形コードブックのパターンに割り振ってい
る。

【００７２】また、用意するコードブック50/60 のパタ
ーンとしては１パターンだけであり、この１パターンに
対して時間軸シフタ52/62 を用いて時間軸をずらせる操
作により、振幅のピーク位置がずれたパターンを４パタ
ーン発生させて、演算用ワークエリア53/63 に一時格納
する。

【００７３】つまり、同じ波形を複数発生させる場合、
1 つの波形を時間的にシフトすれば生成できる。そし
て、係数処理部分54/64 で格納した４パターンのそれぞ
れのパターンに２ビット（係数を＋1/−1/0 / 未使用に
する) 割り振り、加算部55/65 で加算する。これによ
り、発生するパターン数としては3⁴×４( 半値幅の種
類) ＝324 パターンとなる。この時、必要となるテーブ
ルROM の容量は、１×40＋４ワード＝44ワードとなる。

【００７４】この場合も、図７、図８と同様に伝送に必
要なビットは圧縮して９ビットにすることが可能であ
る。図12に示すプログラムのフローチャートは、上記で
説明した図９のプログラムフローチャートを比較する
と、ステップS1, S2の部分が多少異なっているのみで、
他の部分は同一であるので、この部分について説明をす
る( 図10参照) 。

【００７５】半値幅制御テーブル51の#1から読み出した
半値幅t₁となる様にコードブック50内の#1に格納された
パターンの半値幅を書き換える。そして、半値幅t₁を持
ったベクトル#1のパターンを時間軸シフタ52でシフトさ
せて、振幅のピーク位置がずれた４つのベクトル#1, #
2, #3, #4のパターンをそれぞれ生成する(S1 〜S2参照)
。その後、ステップS3でコードベクトルの初期設定を
する。

【００７６】以下の手順は図９と同じである。図13に示
す実施例はコードブック内の波形としてガウス分布波形
を用いた場合の例であり、図14に示す実施例はコードブ
ック内の波形として指数減衰型波形を用いた場合であ
る。

【００７７】なお、図13と図14はコードブック内の波形
が異なるのみで、構成及び動作が同一の為、説明などは
上記の図10、図11と同じにする。本発明の実施例は、８
ビットをガウス分布波形コードブック、または指数減衰
型波形コードブックのパターンに割り振っている。な
お、用意するコードブックのパターンとしては１パター
ンと、付加する為の白色雑音コードブック75/85 の１パ
ターンである。

【００７８】このうち、ガウス分布波形コードブック7
0、または指数減衰型波形コードブック80の１パターン
に対しては時間軸シフタ72/82 で時間軸をずらせる操作
により、振幅のピーク位置がずれたパターンを４パター
ン発生させ、演算用ワークエリア73/83 に格納する。

【００７９】そして、係数処理部分74/84 で１パターン
に２ビット（係数を＋1/−1/ 0/ 未使用にする) 割り振
る様にする。さらに、４パターンのベクトルの加算ある
いは減算により得られたパターンに、白色雑音ベクトル
（別のコードブック75/85 として格納）を付加するか、
付加しないかを決定するビットを１ビットを用意する。

【００８０】これにより、発生できるパターン数として
は、( 3⁴×4 ×2 ) ＝ 648パターンとなる。この場合、
必要となるテーブルROM の容量は、１×40＋４＝44ワー
ドとなる。

【００８１】なお、図７、図８と同様に、伝送に必要な
ビットは圧縮して９ビットにすることが可能である。図
15に示すプログラムのフローチャートを、上記で説明し
た図12のプログラムフローチャートと比較すると、ステ
ップ S6 の部分を除いて、他の部分は同一であるので、
この部分について説明する( 図13参照) 。

【００８２】即ち、加算部分77/ 87は、加算＋/ 減算−
により得られた４パターンをそのまま出力するか、また
は４パターンに雑音コードブック75/85 の出力を加算し
て出力する。

【００８３】なお、雑音コードブックの出力を加算する
か否かは別の係数処理部分76/86 が＋の時は加算し、０
の時は加算しない。図16はガウス分布波形/ 指数減衰型
波形コードブック、係数処理部分、加算部分、半値幅制
御テーブル、時間シフタ、雑音コードブック、別の係数
処理部分を含む部分を実現する為の要部構成図であり、
コードブック、テーブルはテーブルROM 、プログラムの
フローチャートはプログラムROM のそれぞれ指定された
領域に格納されている。また、演算用ワークエリアとし
てRAM が使用される。

【００８４】更に、上記で詳細説明した、各種の処理は
CPU がプログラムROM に格納されているフローチャート
に従って実行する。図17は各方式で発生しうるパターン
数を必要なテーブルROM の容量に着目して比較した結果
を示す。

【００８５】従来のCELP方式に比べて、少ないテーブル
ROM の容量で同程度のパターン数を発生しうることが判
る。

【００８６】

【発明の効果】本発明によるコードブックをCELP方式の
音声符号器に用いることにより、従来形の構成のコード
ブックを用いるCELP系音声符号器よりもメモリ容量を小
さくすることが可能である。

【００８７】通常、装置に組み込まれる音声コーデック
はDSP(ディジタル信号処理プロセッサ) により実現され
ているが、雑音コードブックの様なパターンが固定のコ
ードブックは、内蔵されるテーブルROM に書き込まれ
る。

【００８８】本発明によれば、このテーブルROM の容量
を小さくすることが可能となり、DSP の内部回路の規模
を小さくすることができる。これにより、チップサイズ
が小さくなるので、チップの単価が安くなり、また携帯
電話等の用途では差別化の要因となる消費電力について
も低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の波形説明図である。

【図２】本発明の実施例の別の波形説明図で、(a) はガ
ウス分布波形の場合、(b) は指数減衰型波形の場合であ
る。

【図３】第１〜第３の本発明の実施例の要部構成図であ
る。

【図４】図３の動作説明図である。

【図５】第１〜第３、第５の本発明の実施例の要部構成
図である。

【図６】図５の動作説明図である。

【図７】第２、第４、第５の本発明の実施例の要部構成
図（その１）である。

【図８】第２、第４、第５の本発明の実施例の要部構成
図（その２）である。

【図９】図７、図８の動作説明図である。

【図１０】第２、第４〜第６の本発明の実施例の要部構
成図（その１）である。

【図１１】第２、第４〜第６の本発明の実施例の要部構
成図（その２）である。

【図１２】図１０、図１１の動作説明図である。

【図１３】第２、第４〜第７の本発明の実施例の要部構
成図（その１）である。

【図１４】第２、第４〜第７の本発明の実施例の要部構
成図（その２）である。

【図１５】図１３、図１４の本発明の実施例の構成図で
ある。

【図１６】コードブック要部構成図である。

【図１７】各方式の比較説明図である。

【図１８】ＣＥＬＰ方式用音声符号器の要部構成図であ
る。

【図１９】図１８中の固定コードブック説明図である。

【図２０】ＶＳＥＬＰ方式用音声符号器の要部構成部で
ある。

【符号の説明】

１１ベクトル化手段１２聴覚重み付けフィルタ１３線形予測分析手段１４フィルタ係数算出手段１５合成フィルタ１７波形歪最小化計算部１８, ２０利得制御手段１９加算手段２１適応コードブック３０, ４０, ５０, ７０ガウス分布波形コードブック３１，３８４３, ４８, ５４, ６４, ７４, ８４係
数処理部分３２，３９, ４４, ４９, ５５, ６５, ７７，８７加
算部分３５，４５, ６０, ８０指数減衰型波形コードブック３７, ４２, ４７, ５３, ６３, ７３, ８３演算用ワ
ークエリア３６，４１, ４６, ５１, ６１, ７１, ８１半値幅制
御テーブル５２, ６２, ７２, ８２時間軸シフタ７５，８５白色雑音コードブック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西池理香神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者河合千晴神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定時間領域に、振幅のピークを持つ波
形のデータが複数、格納されたメモリ手段と演算処理手
段を設け、該演算処理手段が、該メモリ手段から読み出した波形の
データに対して演算処理を行って、コードベクトルとし
て出力する構成にしたことを特徴とするコードブック。
【請求項２】上記振幅のピークを持つ波形が、ガウス
分布波形、または指数減衰型波形であることを特徴とす
る請求項１記載のコードブック。
【請求項３】上記演算処理手段が、上記の読み出した
波形のデータに対して加算、または減算を表す係数を付
加し、付加した係数に従った組合せ処理を行うことを特
徴とする請求項１、２記載のコードブック。
【請求項４】上記の係数として、加算、または減算、
または不使用を表す係数を波形のデータに付加すること
を特徴とする請求項３記載のコードブック。
【請求項５】上記メモリ手段と演算処理手段の他に、
振幅のピーク状態を制御する制御情報が格納された半値
幅制御メモリ手段を設け、上記メモリ手段から読み出し
た波形のデータに対して、指定した制御情報を用いてピ
ーク状態の制御と上記の演算処理を行って、コードベク
トルとして出力する構成にしたことを特徴とする請求項
１、２記載のコードブック。
【請求項６】時間軸シフタを設け、該時間軸シフタを用いて、上記メモリ手段から読み出し
た波形のデータの時間軸をずらすことにより、振幅デー
タのピーク位置がずれた波形のデータを複数、生成する
構成にしたことを特徴とする請求項１，２記載のコード
ブック。
【請求項７】白色雑音コードブックを設け、上記演算処理手段が、上記時間軸シフタから出力する複
数の波形のデータに対して、白色雑音コードを付加する
か否かの係数を付加し、付加した係数に従った組合せ処
理を行ってコードベクトルとして出力する構成にしたこ
とを特徴とする請求項６記載のコードブック。