JPS61103322A - 波形符号化装置 - Google Patents
波形符号化装置Info
- Publication number
- JPS61103322A JPS61103322A JP59225232A JP22523284A JPS61103322A JP S61103322 A JPS61103322 A JP S61103322A JP 59225232 A JP59225232 A JP 59225232A JP 22523284 A JP22523284 A JP 22523284A JP S61103322 A JPS61103322 A JP S61103322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- output
- sound source
- filter
- synthesis filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3082—Vector coding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は音声信号や画像信号の高能率符号化装置の改良
に関する。
に関する。
(従来技術) 。
音声や画像信号を符号化する方法として様々なものが提
案されている。それらの中で効率の良い符号化方法の一
つとしてベクトル量子化と呼ばれる符号化方式がある0
通常の量子化においては標本化された信号を一つずつ量
子化していた(これをスカラ量子化と呼ぶ)のに対し、
ベクトル量子化においては複数個の標本を一度に量子化
する。
案されている。それらの中で効率の良い符号化方法の一
つとしてベクトル量子化と呼ばれる符号化方式がある0
通常の量子化においては標本化された信号を一つずつ量
子化していた(これをスカラ量子化と呼ぶ)のに対し、
ベクトル量子化においては複数個の標本を一度に量子化
する。
つtb、時系列のパターンを多数用意しておき。
どのパターンが入力信号に最も良くあうか判定し、最も
良くあったパターンにつけられた番号あるいはコードを
伝送する。再生時には、伝送されたコードからそれに対
応するパターンを取り出し出力すればよい。ベクトル量
子化において用意すべきパターンの作シ方についてはリ
ンダ(Li nde )氏らの「アン アルゴリズム
7オー ベクトルクオンタイザー デザイ7 (An
Algorithm forVector Quant
izer Design ) J と題する文献1(
アイ・イー1イー場イー トラ/ザクシW/ズ オン
コミ慕二ケーションズ(IEEETransactio
ns on Corrmuni(ations)、vo
l。
良くあったパターンにつけられた番号あるいはコードを
伝送する。再生時には、伝送されたコードからそれに対
応するパターンを取り出し出力すればよい。ベクトル量
子化において用意すべきパターンの作シ方についてはリ
ンダ(Li nde )氏らの「アン アルゴリズム
7オー ベクトルクオンタイザー デザイ7 (An
Algorithm forVector Quant
izer Design ) J と題する文献1(
アイ・イー1イー場イー トラ/ザクシW/ズ オン
コミ慕二ケーションズ(IEEETransactio
ns on Corrmuni(ations)、vo
l。
C0M−28、NIL January 1980.p
l)、84−95)等を参照して知ることができる。ま
た、ベクトル量子化を具体的に信号の符号化に用いた例
として、クーパーマン(Cuperman )氏等の「
アダゾティプディファレンシャル ベクトル コーディ
ングオブ スピーチ(Adaptive Differ
entialVector Coding of 5p
eech) Jと題する文献2(フロシーディゲス オ
フ1982グローグコム(Proceedings o
f 1982Globecom)、pp+1092−1
096)等があげられる。これらの方法を用いることに
よl?ンプル毎に行なわれる量・・11
子化よりも符号化効率を高くすることができることが示
されている。
l)、84−95)等を参照して知ることができる。ま
た、ベクトル量子化を具体的に信号の符号化に用いた例
として、クーパーマン(Cuperman )氏等の「
アダゾティプディファレンシャル ベクトル コーディ
ングオブ スピーチ(Adaptive Differ
entialVector Coding of 5p
eech) Jと題する文献2(フロシーディゲス オ
フ1982グローグコム(Proceedings o
f 1982Globecom)、pp+1092−1
096)等があげられる。これらの方法を用いることに
よl?ンプル毎に行なわれる量・・11
子化よりも符号化効率を高くすることができることが示
されている。
従来のベクトル量子化方法について図を用いてさらに詳
細な説明を行う。
細な説明を行う。
第3図は従来の音声信号のベクトル量子化の例を示す図
である。
である。
第4図は本例における各部の波形を示す図である。
なお以下では音声信号を例にとシ、詳細な説明を行うこ
ととする。音声信号は端子1から入力されバッファ11
0によってあらかじめ定められたサンプル毎に区切られ
てフレームが構成される。
ととする。音声信号は端子1から入力されバッファ11
0によってあらかじめ定められたサンプル毎に区切られ
てフレームが構成される。
スペクトル分析部120はフレーム化された音声信号を
分析し予測係数at(i”L2・・・・・・・・・P)
を計算する。こζでPは予測次数であ5.10前後の値
が用いられる。なお、この予測係数aIを復号器に伝送
する必要があるため、内部的には先ずPARCO几係数
に、を求め量子化を施した後予測係数a1に変換すると
いう平頭をとる。伝送する信号は量子化されたPA几C
OR係数である。このようKして求まった予測係数al
は合成フィルタ150 Hに入力される
0合成フィルタ150Fiメモ!7130の出力51を
音源として合成音声力を作るものである。メモリ 13
0に、は、入力されるコード番号j(j=La・・・・
・・・・・J)に対応した第4図に示すような音源SJ
(j=1.2・・・・・・・・・J)が書かれている
。但し、実際には図のようなパルス状にはならない場合
もある。合成フィルタ150の出力は同図のy3 (j
= L 2・・・・・・−・・J)のようKなる。減
算器160では上のよう忙して得られたyjとバッファ
110に貯えられた音声信号Xとの差を求める。誤差電
力計算部170はy3 とXとの誤差電力Ejを計算す
る。制御部190はコード番号jを変化させながら誤差
電力E、を入力し、誤差電力E、の最小値を探す。最小
の誤差電力9コード番号jが最適な音源を表わす番号に
なる。マルチプレクサ180は誤差電力最小のコード番
号jと量子化されたPARCOR係数に、を並べなおし
て出方する。
分析し予測係数at(i”L2・・・・・・・・・P)
を計算する。こζでPは予測次数であ5.10前後の値
が用いられる。なお、この予測係数aIを復号器に伝送
する必要があるため、内部的には先ずPARCO几係数
に、を求め量子化を施した後予測係数a1に変換すると
いう平頭をとる。伝送する信号は量子化されたPA几C
OR係数である。このようKして求まった予測係数al
は合成フィルタ150 Hに入力される
0合成フィルタ150Fiメモ!7130の出力51を
音源として合成音声力を作るものである。メモリ 13
0に、は、入力されるコード番号j(j=La・・・・
・・・・・J)に対応した第4図に示すような音源SJ
(j=1.2・・・・・・・・・J)が書かれている
。但し、実際には図のようなパルス状にはならない場合
もある。合成フィルタ150の出力は同図のy3 (j
= L 2・・・・・・−・・J)のようKなる。減
算器160では上のよう忙して得られたyjとバッファ
110に貯えられた音声信号Xとの差を求める。誤差電
力計算部170はy3 とXとの誤差電力Ejを計算す
る。制御部190はコード番号jを変化させながら誤差
電力E、を入力し、誤差電力E、の最小値を探す。最小
の誤差電力9コード番号jが最適な音源を表わす番号に
なる。マルチプレクサ180は誤差電力最小のコード番
号jと量子化されたPARCOR係数に、を並べなおし
て出方する。
デマルチプレクサ280におhては端子3から入力した
信号からコード番号jとPARCOR係数k。
信号からコード番号jとPARCOR係数k。
を分離して出力する。コード番号jはメモ!j 230
に入力される。メモリ230にはメモリ130と同じ音
源が書かれており、コード番号jを入力すると音源Sj
が出力される。合成フィルタ250はメモリ230の出
力8jを入力とし、PARCOR係数から予測係数を求
めてフィルタ特性を決定して合成音声yjを作る。この
ようにして元の音声2に近い信号YJが再生できる。
に入力される。メモリ230にはメモリ130と同じ音
源が書かれており、コード番号jを入力すると音源Sj
が出力される。合成フィルタ250はメモリ230の出
力8jを入力とし、PARCOR係数から予測係数を求
めてフィルタ特性を決定して合成音声yjを作る。この
ようにして元の音声2に近い信号YJが再生できる。
なお、符号器側の合成フィルタ150においては初期条
件の設定に注意を払う必要がある。つまシ、いかなる音
源sjが入力される場合でも常に同じ初期状態釦なって
いなけれはならない。具体的には前フレームで得られた
再生信号の最終のPサンプルを合成フィルタ150の初
期状態として用いるか、あるいは、バッファ110内の
音声信号から前フレームの影響を差し引いておき合成フ
ィルタ150の初期状態を0にクリアする方法等がある
。
件の設定に注意を払う必要がある。つまシ、いかなる音
源sjが入力される場合でも常に同じ初期状態釦なって
いなけれはならない。具体的には前フレームで得られた
再生信号の最終のPサンプルを合成フィルタ150の初
期状態として用いるか、あるいは、バッファ110内の
音声信号から前フレームの影響を差し引いておき合成フ
ィルタ150の初期状態を0にクリアする方法等がある
。
以上述べたようにベクトル量子化方法は音声信号を効率
良く符号化できる方法である。また、音声信号以外の信
号の符号化にもよく用いられている。
良く符号化できる方法である。また、音声信号以外の信
号の符号化にもよく用いられている。
(従来技術の問題点)
しかしながら、従来例においては、音源信号が不明の状
態で音声信号のスベクルを分析し合成フィルタの係数を
決定し、その後で音源を探しているため、求まった合成
フィルタの係数と音源信号の組み合わせは必ずしも最良
のものとは限らない。
態で音声信号のスベクルを分析し合成フィルタの係数を
決定し、その後で音源を探しているため、求まった合成
フィルタの係数と音源信号の組み合わせは必ずしも最良
のものとは限らない。
つまり、従来は音源をも考慮に入れて合成フィルタの係
数を決定してはいなかったため、合成フィルタの係数と
して不十分なものが用いられており、高い音質が得られ
ていなかった。
数を決定してはいなかったため、合成フィルタの係数と
して不十分なものが用いられており、高い音質が得られ
ていなかった。
(発明の目的)
本発明の目的は、よシ音質の良い音声符号化法を提供す
ることにるる。
ることにるる。
(発明の構成)
本発明によれば、入力信号を格納し7レーム毎に出力す
るバッファと、複数個の信号源を記憶す已1:
る信号源用メモリと、前記信号源用メモリと前記バ
ッファ出力とが供給され予測係数を出力するシステム分
析部と、前記信号源用メモリ出力と前記予測係数とが供
給され合成信号を出力する合成フィルタと、前記バッフ
ァ出力と前記合成信号との差信号の電力を得る誤差電力
計算手段と、前記信号源用メモリにその出力内容を順次
指定する制御信号を供給するとともに、前記誤差電力計
算手段出力を最小とする合成音声を与えた予測係数と前
記信号源用メモリの内容を示す信号とを符号化する手段
、とから構成されることを特徴とする波形符号化装置が
得られる。
るバッファと、複数個の信号源を記憶す已1:
る信号源用メモリと、前記信号源用メモリと前記バ
ッファ出力とが供給され予測係数を出力するシステム分
析部と、前記信号源用メモリ出力と前記予測係数とが供
給され合成信号を出力する合成フィルタと、前記バッフ
ァ出力と前記合成信号との差信号の電力を得る誤差電力
計算手段と、前記信号源用メモリにその出力内容を順次
指定する制御信号を供給するとともに、前記誤差電力計
算手段出力を最小とする合成音声を与えた予測係数と前
記信号源用メモリの内容を示す信号とを符号化する手段
、とから構成されることを特徴とする波形符号化装置が
得られる。
(実施例)
本発明においては、前述の実施例におけるメモリ130
から得られた音源Sjを入力し音声信号Xを出力とする
システムを想定し、そのシステムの特性を推定する。つ
ま9システム同定を行い、それをもとく合成フィルタの
特性を決定するようにした。
から得られた音源Sjを入力し音声信号Xを出力とする
システムを想定し、そのシステムの特性を推定する。つ
ま9システム同定を行い、それをもとく合成フィルタの
特性を決定するようにした。
第1図は本発明による音声符号化装置の一実施を示す図
である。第1図に示した本発明による冥
(流側は第3図に示した従来の実施例との共通点が多い
ため、両者の相違点を中心に説明する。なお、両図にお
いて同一の番号の付けられた回路はほぼ同一の機能を有
することを意味する。glG(zでサンプリングされた
ディジタル音声信号は符号器10の端子1からバッファ
110に入力される。バッファ110では音声信号をあ
らかじめ定められたサンプル数(32サンプル= 4m
5eC)毎)で区切ってフレームに分割し音声フレーム
信号Xを出力する。以下に述べる一連の処理q4mse
c毎に行われること(Cなる。制御部191は4m5e
Cの間に0から1023まで変化する信号jを出力する
。メモリ130け信号jを入力し、それをアドレスとし
て」番地の内容である32サンプル分の音源信号Sjを
出力する。メモIJ130には、第1図の従来の実施例
と同様にあらかじめ音源信号SJ (j = QL2・
・・・・・1023)が1き込んである。システム分析
部121はSjを入力、2を出力とするシステムの同定
を行う。これは、第2図に示すように未知の系(ブラッ
クボックス125)の特性を11らかのパラメータで表
現することでロシ、音声の場合はSjが音源、rが音声
であるとすれば、ブラックボックスがZ変換で表わして
、 の型になるようにすればよい。ここでalは係数、1は
次数である。上のような自己再帰型で表現すると、従来
の実施例で用いられた予測係数と上記フィルタ係数とが
対応し、PARCOR係数への変換も可能となシ符号化
して伝送できるようになる。
である。第1図に示した本発明による冥
(流側は第3図に示した従来の実施例との共通点が多い
ため、両者の相違点を中心に説明する。なお、両図にお
いて同一の番号の付けられた回路はほぼ同一の機能を有
することを意味する。glG(zでサンプリングされた
ディジタル音声信号は符号器10の端子1からバッファ
110に入力される。バッファ110では音声信号をあ
らかじめ定められたサンプル数(32サンプル= 4m
5eC)毎)で区切ってフレームに分割し音声フレーム
信号Xを出力する。以下に述べる一連の処理q4mse
c毎に行われること(Cなる。制御部191は4m5e
Cの間に0から1023まで変化する信号jを出力する
。メモリ130け信号jを入力し、それをアドレスとし
て」番地の内容である32サンプル分の音源信号Sjを
出力する。メモIJ130には、第1図の従来の実施例
と同様にあらかじめ音源信号SJ (j = QL2・
・・・・・1023)が1き込んである。システム分析
部121はSjを入力、2を出力とするシステムの同定
を行う。これは、第2図に示すように未知の系(ブラッ
クボックス125)の特性を11らかのパラメータで表
現することでロシ、音声の場合はSjが音源、rが音声
であるとすれば、ブラックボックスがZ変換で表わして
、 の型になるようにすればよい。ここでalは係数、1は
次数である。上のような自己再帰型で表現すると、従来
の実施例で用いられた予測係数と上記フィルタ係数とが
対応し、PARCOR係数への変換も可能となシ符号化
して伝送できるようになる。
なお、自己再帰凰のシステム同定の方法は「線形システ
ムの観測と同定」(古田勝久著コロナ社)等に説明され
ているので、ここでは説明を省略する。このようにして
求まったフィルタ係数をPAPCO几係数に、に変換し
量子化して制御部190に入力するとともに1再び予測
係数に変換し合成フィルタ150に入力する。フィルタ
150の出力YJと音声Xとの差の電力が制御部191
に入力される。制御部191がjを変化させる毎に、シ
ステム分析部121は異なった音源Sjをもとにシステ
ム同定を繰シ返す。制御部191はjを変化させながら
誤差電力の最小値を探す。JをOから1023まで変化
させた後で、制御部191は電力が最小となったjとそ
のときのFAI(、COR係数に、を端子2に出力する
。このときjは1024状態あるため10ビツトで表現
できる。また、PARCO几係数に、を表現するのKは
通常40ビット程度必要であるが1本実施例においては
繰り返しが5m5ecと通常の20m5ecに比べ非常
に早いため、係数の変化分のみを伝送するというよく行
われる方法を採用することKより、4oビットt−10
ピツトにまで減らすことができる。従って、32サンプ
ル(4msec)に20ビツトとなシ、毎秒5キロビッ
ト程度の符号化が可能となる。
ムの観測と同定」(古田勝久著コロナ社)等に説明され
ているので、ここでは説明を省略する。このようにして
求まったフィルタ係数をPAPCO几係数に、に変換し
量子化して制御部190に入力するとともに1再び予測
係数に変換し合成フィルタ150に入力する。フィルタ
150の出力YJと音声Xとの差の電力が制御部191
に入力される。制御部191がjを変化させる毎に、シ
ステム分析部121は異なった音源Sjをもとにシステ
ム同定を繰シ返す。制御部191はjを変化させながら
誤差電力の最小値を探す。JをOから1023まで変化
させた後で、制御部191は電力が最小となったjとそ
のときのFAI(、COR係数に、を端子2に出力する
。このときjは1024状態あるため10ビツトで表現
できる。また、PARCO几係数に、を表現するのKは
通常40ビット程度必要であるが1本実施例においては
繰り返しが5m5ecと通常の20m5ecに比べ非常
に早いため、係数の変化分のみを伝送するというよく行
われる方法を採用することKより、4oビットt−10
ピツトにまで減らすことができる。従って、32サンプ
ル(4msec)に20ビツトとなシ、毎秒5キロビッ
ト程度の符号化が可能となる。
復号器20の動作は第3図に示した従来の実施例と同じ
である。
である。
なお、以上の実施例において、音源SJをあらかじめメ
そり 130に書き込んであった。しかし、メモ1j1
30のかわシに乱数発生器を用いてもよ・))
“・これは3トキヤ7テイ・り符号化と呼ばれる
もので、7工−ン氏等の「マルチパス サーチコーディ
ング オプ ステイショナリ シグナルと題する文献3
(アイ・イー・イー・イー トランザクションズ オン
コミエニケーシランズ(IEEE Traycsac
tions on Corrmunicatiors)
、Vol、C0M−30,pp、687−701.Ap
ril 1982)に詳しく説明されているので、こ
こでは説明を省く。
そり 130に書き込んであった。しかし、メモ1j1
30のかわシに乱数発生器を用いてもよ・))
“・これは3トキヤ7テイ・り符号化と呼ばれる
もので、7工−ン氏等の「マルチパス サーチコーディ
ング オプ ステイショナリ シグナルと題する文献3
(アイ・イー・イー・イー トランザクションズ オン
コミエニケーシランズ(IEEE Traycsac
tions on Corrmunicatiors)
、Vol、C0M−30,pp、687−701.Ap
ril 1982)に詳しく説明されているので、こ
こでは説明を省く。
また、本実施例は音声信号を処理する例で6つたが、は
とんどそのまま画像信号等の他の信号の符号化に適用で
きる。
とんどそのまま画像信号等の他の信号の符号化に適用で
きる。
(発明の効果)
以上述べたように1本発明においては信号源の候補と信
号とからシステム同定を行い合成フィルタの特性を決定
するため、ベクトル量子化による信号源の表現と合成フ
ィルタの特性とがよく整合した符号化装置が得られる。
号とからシステム同定を行い合成フィルタの特性を決定
するため、ベクトル量子化による信号源の表現と合成フ
ィルタの特性とがよく整合した符号化装置が得られる。
第1図は本発明による実施例を示すブロック図、第2図
はシステム同定の様子を示す図、第3図は従来例を示す
ブロック図、第4図は各部の波形を示す図である。 図において、10は符号器、20は復号器、30はディ
ジタルチャンネル、110はバッフ7%121はシステ
ム分析部、130はメモ!j、150は合成フィルタ、
160は減算器、170ti誤差電力計算部、191社
制御部、230はメモリ、250は合成フィルタ、28
0はデマルチプレクサである。 音源 合成音 521−y訣へy2Jλ≠ 53 + Vj−′殖 入力音声 61N
はシステム同定の様子を示す図、第3図は従来例を示す
ブロック図、第4図は各部の波形を示す図である。 図において、10は符号器、20は復号器、30はディ
ジタルチャンネル、110はバッフ7%121はシステ
ム分析部、130はメモ!j、150は合成フィルタ、
160は減算器、170ti誤差電力計算部、191社
制御部、230はメモリ、250は合成フィルタ、28
0はデマルチプレクサである。 音源 合成音 521−y訣へy2Jλ≠ 53 + Vj−′殖 入力音声 61N
Claims (1)
- 入力信号を格納しフレーム毎に出力するバッファと、複
数個の信号源を記憶する信号源用メモリと、前記信号源
用メモリと前記バッファ出力とが供給され予測係数を出
力するシステム分析部と、前記信号源用メモリ出力と前
記予測係数とが供給され合成信号を出力する合成フィル
タと、前記バッファ出力と前記合成信号との差信号の電
力を得る誤差電力計算手段と、前記信号源用メモリにそ
の出力内容を順次指定する制御信号を供給するとともに
、前記誤差電力計算手段出力を最小とする合成音声を与
えた予測係数と前記信号源用メモリの内容を示す信号と
を符号化する手段、とから構成されることを特徴とする
波形符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59225232A JPS61103322A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 波形符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59225232A JPS61103322A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 波形符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61103322A true JPS61103322A (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=16826058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59225232A Pending JPS61103322A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 波形符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61103322A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01158881A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-21 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレビカメラの焦点調整方法及び装置 |
JPH01174176A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレビカメラの焦点調整方法及び装置 |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP59225232A patent/JPS61103322A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01158881A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-21 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレビカメラの焦点調整方法及び装置 |
JPH01174176A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレビカメラの焦点調整方法及び装置 |
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