JPS60112099A - ボコ−ダドリブン型適応ビット割当変換符号化装置 - Google Patents

ボコ−ダドリブン型適応ビット割当変換符号化装置

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JPS60112099A
JPS60112099A JP58220001A JP22000183A JPS60112099A JP S60112099 A JPS60112099 A JP S60112099A JP 58220001 A JP58220001 A JP 58220001A JP 22000183 A JP22000183 A JP 22000183A JP S60112099 A JPS60112099 A JP S60112099A
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JP
Japan
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adaptive bit
waveform
audio
vocoder
spectral envelope
Prior art date
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Pending
Application number
JP58220001A
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Inventor
関根 正俊
哲 田口
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボコーダドリブン型適応ピ、ト割当変換符号化
装置に関し、特にサイドインフォメーションの高品質化
とビット割当の適正化のための窓処理に係る。
音声信号の符号化技術は音声の蓄積、ディジタル伝送等
に使用される極めて重要な技術である。
音声信号の符号化技術は大きく2つに分けられる。
音声信号の符号化技術の1つは波形符号化方式と呼ばれ
るものでめる。波形符号化方式は音声波形を波形領域で
符号化するものでアリ、符号化速度は例えば64〜24
 Kbits/secである。波形符号化方式の代表例
としては、log−POM、 AΔM。
ADPOM等がある。波形符号化方式は一般に公衆電話
回線程度の音声品質をめられている。
音声信号の符号化技術の他の1つはパラメータ符号化方
式と呼ばれるものである。パラメータ符号化方式は音声
波形から音声波形の特徴パラメータを抽出して符号化す
るものであシ、符号化速度は例えば9.6〜1.2 k
bits/seeである。バラメー夕符号化方式の代表
例としては、OHVoool)IIcIl、。
LPOVOOODE几等がある。パラメータ符号化方式
は一般vc業務電話回線程度の音声品質をめられている
近年、無線系による移動通信の秘匿化が自動車電話等で
要求されている。音声通信の秘匿化には音声の符う化が
1つの有力な方法である。従来の移動通信系が有する伝
送路の品質から安定に使用し得る符号速度は24 kb
its/sec 〜9.6 kbits/seeである
。又自動車電話等の移動通信系は音声品質として公衆電
話回線程度が要求される。波形符号化方式、パラメータ
符号化方式共、係る符号化速度と音声品質との関係ヲ等
を足し得ない。
ところで、24 k bi ts/sec 〜9.6 
kbits/sec程度の符号化速度において、公衆電
話回線程度の音声品質を目差す第3の音声符号化技術が
高能率波形符号化と呼ばれる技術であシ、その代表的な
ものにボコーダ・ドリブン型適応ピ、ト割当変換符号化
装置がある。
ボコーダ・ドリブン型適応ピ、ト割当変換符号化装置は
、任意の長さの時間長で切シ出された音声信号をフーリ
エ変換等の直交変換手段により周波数成分に分解し、各
周波数成分を量子化することにより量子化雑音の聞え方
を周波数領域で制御し、聴覚的な信号対雑音比を向上さ
せているO前記装置は各周波数成分を量子化するに当ハ
スベクトル包絡をめ、更にめられたスペクトル包絡と各
周波数成分との差金量子化することによ多量子化の高能
率化を計っている。更に前記装置は各周波数成分に対す
るビットの割当をスペクトル包絡情報を利用して、スペ
クトルの構造に適応して制御することにより量子化雑音
の聞え方を周波数領域で制御している。
従来、ボコーダドリブン瓜適応ピ、)割当変換符号化装
置では符号化速度を例えばl 5 kbits/sec
 −9,6k bi ts/see程度の比較的低速に
した場合に、サイドインフォメーションに割当てられる
ビット数が減少し、スペクトル包絡を正確に表現できな
くなり、各周波数成分の量子化精度が低下し、合成音質
が劣化する欠点を有していたO本発明の目的はボコーダ
−ドリブン型適応と。
ト割当変換符号化装置において、スペクトル包絡を正確
にかつ、能率良く表現することによシ、符号化速度が例
えば16 kbits/sec 〜9.6 kbits
/sec程度の比較的低速の場合における合成音質の劣
化を緩和することにある。
本発明では、音声信号のスペクトル包絡を正確にかつ能
率良く表現するために、分析側において、任意の長さの
時間長で切少出す時間窓WA(t)により音声波形の一
部を切り出す手段を設け、合成側においては、前記時間
窓とは逆数の関係にある時間窓Ws (t)= 1/W
A (t)をかけ合わせることにより、波形を再生する
手段を設けている。
次に不発明の実施例について図面を参照して説明する。
本符号化装置は第1図に示す通り送信側にて音声の分析
、量子化を行う符号器1と受信側にて音声の合成を行う
復号器2とから構成されろ。
一実施例として第2図に符号器の機能系統を示す。端子
11より加えられた音声信号は、A/D変換器101に
よりディジタル信号に変換された後、バッファ・レジス
タ102に入力される。バ、ファ・レジスタ102でN
サンプルの息子化データを1フレームとして、窓処理器
103で窓処理が行われる。窓処理は、後段の離散コサ
イン変換において音声信号の各周波数成分のスペクトル
広がシ、すなわちサイド・ロープを小さくシ、スペクト
ル包絡の推定を容易にするために行なわれる。窓関数W
A(t)としては、ノ・ミンク窓、ノ・ユング窓等があ
る。この波形処理の様子を第4図、■、■に示しておく
。窓処理の後、離散コサイン変換器104で、直焚変換
が行なわれ、N個の直交変換係数がめられる。上記、N
個の直交変換係数は、スペクトル包絡上京めるために、
各々2乗器106で2乗されて、Nポイントの逆フリー
二変換を逆フリーエ変換器107によシ行う。この出力
から、LPO分析器108とスペクトル包絡推定器10
9によシ、スペクトル包絡をめる。
なお、具体的算出方法は電子通信学会論文誌、1970
/I Vol、53−A No、1の6統計的手法によ
る音声スペクトル密度とホルマント周波数の推定”の中
の(1)式による。
適応ビット割り当て制御器110は、上記スペクトル包
絡情+′l)により、各スペクトル成分の割当てビット
数と電子化ステ、プ幅を算出する。息子化エンコーダ1
05は、適応ビット割シ当て制j卸器110によりめら
れた各スペクトル−成分の割当てビット数とステ、プI
iすより、景子化とエンコードを行う。サイド情報エン
コーダ111は、LPO分析器108によりめられたM
Ib!ilのLPO係数を、サイド情報に割り当てられ
たビット数に従って、エンコードを行う。
?を子化エンコーダ105からのスペクトル微π111
情報と、サイド情報エンコーダ111からのサイド情報
はマルチプレクサ112によシ、送信データ列に配置さ
れて、符号出力端子12よ)出力される。
次に第3図に復号器の機能系統を示す0符号ル(1の送
信データは、符号入力端子21より人力され、デマルチ
Φプレクサ201に加えられ復号処理が容易なデータ型
式に再配置される。
サイド情報デコーダ207は受信データの中からサイド
情報をデコードし、M個のLPO係数をめる。符号器に
おいて行なわれたスペクトル包絡推定器109、適応ビ
ット割当て制御器110による処理とまったく同様の処
理を、復号器のスペクトル包絡推尼器208と適応ビッ
ト割当て制御器209により行い、符号器と同一の各ス
ペクトルの割当てビット数とmk子化ステップ幅がめら
れる。
デコーダ202は適応ビット割当制御器209によ請求
められた割当てビット数とステップ幅によシ、デコード
処理が行なわ九る。逆離散コサイン変換器203は、デ
コーダ202の出力信号を逆コサイン変換し、さらに逆
窓処理器204によシ、透窓処理が行なわれる。
透窓処理のための逆開& ’IV8 (tlは、符号器
1で用いた窓関数WA(t)とは逆数の関係にあり、W
8(す= 1/VVA(tlとなる。その様子を第4図
O2■に示す。復号器で合成さ7’した各フレームごと
の波形は窓処理の効果を受けて、Oに示す通りの包絡情
報を持っている。そのため連続音声信号の連続性を保つ
ために、◎から■の様な透窓処理を行う必要がある。
透窓処理きれた音声信号は、■フレームごとにパ、ファ
・レジスタ205、D/A変換器206を介して、音声
出力端子22より出力される0以上の説明は便宜上一実
施例を引用したものに過ぎない0例えば、上記実施例に
おいて、1lffc散コサイン変換の代わりに、離散フ
リーエ変換、めjLfftコサイン変換、K−L変換等
の直交変換音用いても何らさしつかえない。また、サイ
ド情報とし゛C1音声のピッチ情報、有声音/無声音判
別1N報等を与えることも可能である0 また、第4図に示すフレームごとの波形の切出しを数ザ
ングルごとオー7(・ラップさせながら行うことも0丁
能でろシ、その場合には、第4図、■と■の波形包絡は
矩形から台形となる0本発明は以上説明したように、透
窓処理の操作を復号器の出力段に設けることにエリ、符
号V1装の入力段において任意の時間窓関数を用いるこ
とができる。その結果、直交変換において生ずるスペク
トルの広がり全小さくする様な窓関数、たとえば、ハミ
ング窓、ハニング窓等を用いることができ、分析精度が
向上することからスペクトル包絡の推定を正確にかつ能
率よく行うことが可能となる。%にピッチ情報全用いて
スペクトル包絡全推定する場合には、ピッチ周期の逆数
の間隔で現われるスペクトル」二のピークを正確に表現
することができ、皿子化雑音を効果的に小さくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はボコーダドリブン型適応ビット割当変換符号化
装置を示す0 1・・・・・・符号器、11・・・・・・符号器音声入
力端子、12・・・・・・符号器符+5出力端子、2・
・・・・・復号器、21・・・・・・復号器符号入力端
子、22・・・・・・復号器音声出力端子。 第2図は、第1図の中の符号器を丞す011・・・・・
・符号器音声入力端子、101・・・・・・A/D変換
器、102・・・・・・バッファレジスタ、103・・
・・・・窓処理器、104・・・・・・離散コサイン変
換器、105・・・・・・量子化エンコーダ、106・
・・・・・2来旨、107・・・・・・逆離散フリーエ
変換器、108・・・・・・LPO分析器、109・・
・・・・スペクトル包絡推定iG、110・・・・・・
適応ビット割当て制御器、111・・・・・・サイトイ
ンフォメーション・エンコーダ、112・・・・・・マ
ルチ・プレクサ、12・・・・・・符号器符号出力端子
。 第3図は第1図の中の復号器を示す。 21・・・・・・復号器符号入力端子、201・・・・
・・デマルチプレクサ、202・・・・・・デコーダ、
203・・・・・・逆離散コサイン変換器、204・・
・・・・逆窓処理器、205・・・・・・バッファ・レ
ジスタ、206・・・・・・D/A変換器、207・・
・・・・サイド情報デコーダ、208・・・・・・スペ
クトル包絡推定器、209・・・・・・適応ビット割当
不制御器、22・・・・・・復号器音声出力端子。 第4図は、窓処理、透窓処理の関係を示す図である。 ■・・・・・・フレーム処理された音声信号、■・・・
・・・窓処理された音声信号、◎・・・・・・合成され
た音声信号、■・・・・・・透窓処理された音声信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 音声信号のスペクトル包絡を抽出し、前記抽出されたス
    ペクトル包絡を基準として音声信号のスペクトルの微細
    構造を表現し、且つ前記スペクトル包絡に対応して前記
    スペクトルの微細?11造の各部に割当てるビット数を
    舶載するボコーダドリブン型適応ビ、ト割当変換符号化
    装置に於いで、分析処理側には、任意の長さの時間長で
    切り出す時間窓WA(t)により音声波形の一部を切り
    出す手段を、合成処理側には、前記時間窓とは逆数の関
    係にある時間窓We (t) = 1 /WA(t)を
    かけ合わせることにより、波形を再生す−る手段を有す
    ることを特徴とするボコーダドリブン型適応ビ、ト割当
    変換符号化装置。
JP58220001A 1983-11-22 1983-11-22 ボコ−ダドリブン型適応ビット割当変換符号化装置 Pending JPS60112099A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58220001A JPS60112099A (ja) 1983-11-22 1983-11-22 ボコ−ダドリブン型適応ビット割当変換符号化装置

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JP58220001A JPS60112099A (ja) 1983-11-22 1983-11-22 ボコ−ダドリブン型適応ビット割当変換符号化装置

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JPS60112099A true JPS60112099A (ja) 1985-06-18

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ID=16744373

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0356244U (ja) * 1990-06-20 1991-05-30

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0356244U (ja) * 1990-06-20 1991-05-30

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