JPS62227198A - 帯域分割予測符号化方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、自動案内放送装置などのディジタル録音再生
装置に使用するだめの音声信号の予測符号化方法に関す
るものである。

従来の技術 第３図は従来の予測符号化方法を実施する装置のブロッ
クを示している。以下この従来例の構成について説明す
る。１は音声などの信号入力端子、２は符号出力端子、
３は再生信号出力端子、１゜は差分器、１１．１４は係
数器、１９　、２０および２１は線形予測係数器で、そ
れぞれＧ　、　Ｇ−’　。

α４．α２．αｐの係数値を有する。１５と２２は加算
器、１２は量子化器、１３は符号器である。また、１６
．１７および１８は遅延メモリである。

今、離散的な音声信号系列をｘｉ（ｉ＝１．２・・・）
△ とし、Ｘｉ、の前向き予測値をＸｉとすると、差分器１
０は予測誤差Ｅ、を出力する。係数器１１は予測誤差Ｘ
ｉのレベルを正規化するためのもので、係数値０は、例
えばＧ＝２ｎ（ｎ＝ｏ、１．２，３゜４）のように定め
られている。量子化器１２はＧ・Ｅｌを１５段階〜３１
段階に量子化するもので、量子化のステップサイズは、
レベル分布特性を考慮して量子化歪が最小となるように
決定されている。符号器１３は量子化値Ｇ　−Ｅ’ｉを
４ビツト〜５ピツトに符号化するためのものである。Ｇ
　−Ｅ’ｉは、また係数器１４でもとのレベルに変換さ
れ、△ これに予測値Ｘｉを加算して入力信号Ｘｉの近似値ｘ／
、が復元され、遅延メモリ１６に格納される。

ｘ／、は次の標本化周期で、ｘ　／ｉ−１として予測値
△ Ｘｉの算出に使用され、かつ遅延メモリ１７に移される
。同様にして第Ｐ周期後には遅延メモリ１８△ に移される。予測値ｘｉは、各遅延メモリの内容にそれ
ぞれ係数α１．α２．・・・、α、を乗じたものを総加
算して得られる。係数α１．α２．・・・、りは線形予
測係数と呼ばれるもので、量子化誤差を無視して、ｘ／
ｉ二Ｘ工とみなした時に、予測誤差の自乗和ΣＨｉ　　
が最小となるように決定される。また、α、。

α２．・・・、αｐは固定の値ではなく、１０ｍ５〜２
５１１１８ごとに更新されるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の方法では、符号化ビット数を
３ビツト、２ビツトと削減していくと再生音声のＳ／Ｎ
　が著しく劣化する問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
再生信号の聴感的Ｓ／Ｎを向上させる予測符号化方法を
提供することを目的とする。

問題点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に、入力信号を低域信
号と高域信号の２つに帯域分割し、低域と、高域の予測
次数に制限を加えて量子化雑音を聴感的に低減させるも
のである。

作用 したがって、本発明によれば、音声情報を線形予測係数
の側に十分保存することができ、予測残差信号をたとえ
ば低域３ビツト、高域１ビツトと少ないビットで符号化
しても、聴感的Ｓ／Ｈの良い合成音声を得ることができ
る効果を有する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成を示している。

３１は入力信号端子、３２は帯域分割フィルタ（ＱＭＦ
）、３３は低域信号端子、３４は高域信号端子、３５は
低域信号符復号器、３６は高域信号符復号器、３７は低
域復号信号端子、３８は高域復号信号端子、３９は帯域
再生フィルタ（ＱＭＦ）、４０は再生信号出力端子であ
る。ここで３５．３６の各符復号器の構成は、従来例で
示した第３図の構成と同様であり、従来例での入力端子
１が本実施例での低域信号端子３３および、高域信号端
子３４にそれぞれ対応し、さらに従来例での再生信号出
力端子３が同じく低域復号信号端子３７および高域復号
信号端子３８にそれぞれ対応する。復号化した低域およ
び高域の信号は帯域再生フィルタ３９により、もとの帯
域の音声信号に復元されて出力される。

例えば８ｋＨ２でサンプリングした音声信号を、入力端
子３１を通して入力し帯域分割フィルタ３２により、低
域と高域の２つの信号に分割する。分割された低域信号
は低域信号符復号器３５で、高域信号は高域信号符号器
３６でそれぞれ符復号化する。このとき、それぞれの線
形予測誤差信号Ｅｉを、例えば低域を３ビツト、高域を
１ビツトのように少ないビット数で量子化した場合、誤
差信号Ｊに含まれる音声の情報は失なわれ、結果的にＳ
／Ｈの悪い音声しか再生できないことになる。

ところで、音声情報は、線形予測係数α１〜．と誤差信
号Ｅ１の両方に分離保存される。従って、音声情報の多
くが線形予測係数の側に保存されていれば、誤差信号を
低ビットで量子化しても、品質の良い合成音声が再生で
きることになる。線形予測係数の側に保存される音声情
報量は、線形予測係数の次数に関係する。そこで、この
次数と品質の関係を７段階評定Ｒ度法を用いて聴感実験
により調べてみた。音声試料は、女性アナランサの発声
した約９秒の天気予報の一節を、５ｋＨｚでサンプリン
グし、１２ビツトに線形量子化したものを用いた。

第２図に示すように、帯域分割をしないで予測次数４次
、量子化ピッド数３ビットで符号化したものと、帯域を
２分割し、量子化ビット数を低域３ビツト高域１ビツト
に固定として、予測係数の次数を低域では４，６，８．
１０次、高域では２゜４．６次として、それぞれを組み
合わせて符号化したものと、さらに６，８，１０．１２
ビツトで量子化したＰＯＭ音声について比較した。これ
らの音声資料を男女３名の被験者に８回ずつ提示し、量
子化雑音を比較評価した。第２図の結果より、帯域分割
をしたほうが、分割をしないものよりもビットレートが
低く、しかも品質が良いことがわかる。また、帯域分割
したもの同志を比較すると、予測係数の次数が多いもの
の方が品質が良いことがわかる。このうち高い評価を得
たものは、低域次数りと、高域次数Ｈの組合せ（Ｌ、Ｈ
）が（Ｌ、Ｈ）＝（６，６）、（８，２）、（８，４）
。

（８，６）、（１０，２）、（１０，４）および（１０
，６）のものである。このうちビットレートが低く、評
価のバラツキも少なくて最もすぐれているものは、低域
を８次、高域を６次で予測したものである。これは８．
５ビット線形ＰＣＭ程度の品質に相当する。

従って、上記実施例では、入力音声信号を帯域分割し、
低域信号を８次、高域信号を６次でそれぞれ線形予測符
号化するようにしている。そのため低ビツトレートで、
聴感的ノイズの少ない再生音声を得ることができる。

発明の効果 本発明は上記実施例で明らかなように、音声信号を帯域
分割し、例えば低域を８次、高域を６次でそれぞれ線形
予測分析して音声情報の多くを予測係数の側にもたせて
いるため、予測誤差信号を例えば低域３ビツト、高域１
ピット程度の低いビット数で符号化しても、聴感的ノイ
ズの少ない再生音声を得ることができるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における帯域分割予測符号化
方法を実施する装置のブロック図、第２図は本発明の一
実施例における帯域分割予測符号化方法聴感ノイズの比
較を示す図、第３図は従来の予測符号化方法を実施する
装置のブロック図である。 １・・・・−・信号入力端子、２・・・・・・符号出力
端子、３・・・・・再生信号出力端子、１０・・・・・
・差分器、１１・・・・・・係数器、１２・・・・・・
量子化器、１３・・・・・・符号器、１４・・・・・・
係数器、１６・・・・・・加算器、１６，１７゜１８・
・・・・・遅延メモリ、１９，２０．２１・・・・・・
線形予測係数器、３１・・・・・・入力信号端子、３２
・・・・・・帯域分割フィルタ、３３・・・・・・低域
信号端子、３４・・・・・・高域信号端子、３５・・・
・・・低域信号符復号器、３６・・・・・・高域信号符
復号器、３了・・・・・・低域復号信号端子、３８・・
・・・・高域復号信号端子、３９・・・・・・帯域再生
フィルタ、４ｏ・・・・・・再生信号出力端子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 ｏ　　　ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声信号を２つに帯域分割した後、低域の予測次数Ｌと
   高域の予測次数Ｈを、Ｌ≧６かつＨ≧２ならばＬ＋Ｈ≧
   １２とし、またＬ≧８かつＨ≧２ならばＬ＋Ｈ≧１０と
   して符号化することを特徴とする帯域分割予測符号化方
   法。