JPS62271000A - 音声の符号化方法 - Google Patents
音声の符号化方法Info
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- JPS62271000A JPS62271000A JP61113625A JP11362586A JPS62271000A JP S62271000 A JPS62271000 A JP S62271000A JP 61113625 A JP61113625 A JP 61113625A JP 11362586 A JP11362586 A JP 11362586A JP S62271000 A JPS62271000 A JP S62271000A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
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- 238000001615 p wave Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
音声を低ビツトレートでディジタル符号化する方法とし
て公知のボコーダ方式がある。この方式では音声を５〜
２０ｆｆｉ３ごとに区切り、その各区間における波形を
特徴づけるパラメータを分析して伝送するもので、音声
が有声音か無声音かの判別結果と、有声音の場合にはピ
ッチ周波数およびスペクトラム情報の３種のパラメータ
で表し、これをディジタルコード化して伝送するのが一
般的である。本発明はスペクトラム情報をフィルタバン
クによって音声周波数帯域を分割し、各周波数成分ごと
のスペクトラム成分のレベルを測定してそのレベルによ
って表す符号化方式、いわゆるチャネルボコーダ（Ｃｈ
ａｎｎｅｌ Ｖｏｃｏｄｅｒ）方式の符号化方法に関す
るものである。
て公知のボコーダ方式がある。この方式では音声を５〜
２０ｆｆｉ３ごとに区切り、その各区間における波形を
特徴づけるパラメータを分析して伝送するもので、音声
が有声音か無声音かの判別結果と、有声音の場合にはピ
ッチ周波数およびスペクトラム情報の３種のパラメータ
で表し、これをディジタルコード化して伝送するのが一
般的である。本発明はスペクトラム情報をフィルタバン
クによって音声周波数帯域を分割し、各周波数成分ごと
のスペクトラム成分のレベルを測定してそのレベルによ
って表す符号化方式、いわゆるチャネルボコーダ（Ｃｈ
ａｎｎｅｌ Ｖｏｃｏｄｅｒ）方式の符号化方法に関す
るものである。
（従来の技術）
第１図はチャネルボコーダ方式の符号化回路の原理図で
、この図はディジタル演算処理によって分析処理を行う
例を示している。図中の記号１は音声人カフをディジタ
ルコードに変換するＡ／Ｄ変換器、２はスペクトラム分
析回路、３は符号器で分析結果を伝送する情報の形にコ
ード化する。
、この図はディジタル演算処理によって分析処理を行う
例を示している。図中の記号１は音声人カフをディジタ
ルコードに変換するＡ／Ｄ変換器、２はスペクトラム分
析回路、３は符号器で分析結果を伝送する情報の形にコ
ード化する。
４はピンチ周波数（周期）の検出および有声音か無声音
かの識別を行う検出回路、５は符号器で４の分析結果を
コード化する。６はマルチプレクサで２つの符号器３と
５の出力を多重化して伝送データ８とする。なおこのよ
うなチャネルボコーダの原理については多くの文献があ
る。
かの識別を行う検出回路、５は符号器で４の分析結果を
コード化する。６はマルチプレクサで２つの符号器３と
５の出力を多重化して伝送データ８とする。なおこのよ
うなチャネルボコーダの原理については多くの文献があ
る。
スペクトラム分析回路２は通常約３００Ｈｚ〜約３００
０Ｈｚの音声帯域内に分析しようとする周波数成分ごと
にフィルタを並べて、そのフィルタ出力のレベルを検出
する方法、またはフーリエ変換によって音声を周波数ス
ペクトラムに分解し、分析フィルタの各帯域に対応する
周波数ごとにスペクトラム成分の和を求めてこれをフィ
ルタ出力とする方法によって実現される。
０Ｈｚの音声帯域内に分析しようとする周波数成分ごと
にフィルタを並べて、そのフィルタ出力のレベルを検出
する方法、またはフーリエ変換によって音声を周波数ス
ペクトラムに分解し、分析フィルタの各帯域に対応する
周波数ごとにスペクトラム成分の和を求めてこれをフィ
ルタ出力とする方法によって実現される。
第２図は第１図中のスペクトラム情報の符号器３の構成
例図である。スペクトラム分析回路２からの各分析フィ
ルタ毎の出力（Ｖ＋ −ＶＮ ）１６は並列に入力し符
号化処理も並列に行うようにした例であって、９〜１１
は対数変換器（Ｌ ＯＧ）、１２〜１４は符号器、１５
は並列、直列変換回路、１７は符号化された出力である
。なお第３チヤネルから第（Ｎ−１）チャネルの部分は
図示省略しである。
例図である。スペクトラム分析回路２からの各分析フィ
ルタ毎の出力（Ｖ＋ −ＶＮ ）１６は並列に入力し符
号化処理も並列に行うようにした例であって、９〜１１
は対数変換器（Ｌ ＯＧ）、１２〜１４は符号器、１５
は並列、直列変換回路、１７は符号化された出力である
。なお第３チヤネルから第（Ｎ−１）チャネルの部分は
図示省略しである。
さて各分析フィルタからの入力１６は各フィルタで音声
を各周波数成分に分けてｐ波し包絡線検波された信号で
ある。音声のレベル変化およびスペクトラム分布は広い
ダイナミックレンジを持つので、各分析チャネルのレベ
ルを対数で表す方が量子化誤差を少なくスペクトルを表
すことができる。
を各周波数成分に分けてｐ波し包絡線検波された信号で
ある。音声のレベル変化およびスペクトラム分布は広い
ダイナミックレンジを持つので、各分析チャネルのレベ
ルを対数で表す方が量子化誤差を少なくスペクトルを表
すことができる。
対数変換器９〜１１はそのため入力波の包絡線レベルを
対数値に変換するもので、たとえばＲＯＭテーブルを用
いて簡単に実現できる。
対数値に変換するもので、たとえばＲＯＭテーブルを用
いて簡単に実現できる。
次に符号器Ｃ０Ｄ１２〜１４は各分析チャネル毎に割当
てられたビット数に対数変換出力を量子化するもので、
その出力は直列並列変換回路（Ｐ Ｓ Ｃ）１５で多重
化され、直列の符号列に変換され出力１７となる。符号
器１２〜１４において各分析チャネルに割当てる符号化
のビット数は分析の時間間隔２分析チャネル数、符号伝
送速度等によって決められる。たとえば伝送速度を４８
００ｂ／ｓ 、分析の時間間隔を１５ ｍｓとすると１
区間の分析データは７２ビツト（＝４．８ｂ／ ｒｎｓ
Ｘ １５）で表すことになる。このうち有声音と無声
音の識別およびピッチ周波数に８ビツトを割当てたとす
るとスペクトラム情報の分は６４ビツトとなり、分析チ
ャネル数が１６であれば１チヤネル当たり４ビツトで符
号化することになる。
てられたビット数に対数変換出力を量子化するもので、
その出力は直列並列変換回路（Ｐ Ｓ Ｃ）１５で多重
化され、直列の符号列に変換され出力１７となる。符号
器１２〜１４において各分析チャネルに割当てる符号化
のビット数は分析の時間間隔２分析チャネル数、符号伝
送速度等によって決められる。たとえば伝送速度を４８
００ｂ／ｓ 、分析の時間間隔を１５ ｍｓとすると１
区間の分析データは７２ビツト（＝４．８ｂ／ ｒｎｓ
Ｘ １５）で表すことになる。このうち有声音と無声
音の識別およびピッチ周波数に８ビツトを割当てたとす
るとスペクトラム情報の分は６４ビツトとなり、分析チ
ャネル数が１６であれば１チヤネル当たり４ビツトで符
号化することになる。
一般に復元した音声の品質（明瞭度、自然性。
聞き易さなど）を良くするには分析チャネル数および各
分析チャネルに割当てる符号化ビット数を増やすことが
必要で、所要の伝送速度を保ちながら音声品質を最良に
するための分析チャネル数とチャネル当たりの符号化ビ
ット数とのトレードオフがチャネルボコーダの定数決定
における重要な課題になっている。音声のスペクトラム
は一般に周波数の低いところでの変化は比較的大きく、
周波数の高いところでは比較的変化は小さい。また人の
聴取能力については低い周波数成分（特に１ｋＨｚ以下
）は明瞭度に大きく影響し、高い周波数成分の寄与は比
較的小さいことが知られているが、符号化の効率を上げ
るためにこのような特性が利用されている、すなわち分
析フィルタの帯域幅を周波数の低いところでは狭くし、
周波数の高いところでは広くする方法および各チャネル
に割当てる符号化ビット数を周波数の低いチャネルでは
多く、周波数の高いチャネルでは少なくする方法が使用
されている。
分析チャネルに割当てる符号化ビット数を増やすことが
必要で、所要の伝送速度を保ちながら音声品質を最良に
するための分析チャネル数とチャネル当たりの符号化ビ
ット数とのトレードオフがチャネルボコーダの定数決定
における重要な課題になっている。音声のスペクトラム
は一般に周波数の低いところでの変化は比較的大きく、
周波数の高いところでは比較的変化は小さい。また人の
聴取能力については低い周波数成分（特に１ｋＨｚ以下
）は明瞭度に大きく影響し、高い周波数成分の寄与は比
較的小さいことが知られているが、符号化の効率を上げ
るためにこのような特性が利用されている、すなわち分
析フィルタの帯域幅を周波数の低いところでは狭くし、
周波数の高いところでは広くする方法および各チャネル
に割当てる符号化ビット数を周波数の低いチャネルでは
多く、周波数の高いチャネルでは少なくする方法が使用
されている。
（発明の具体的な目的）
本発明は前記従来の符号化方法に対してその効率をさら
に高めるため分析チャネルを複数個組合わせてチャネル
間のレベル変化の形を符号化することである。
に高めるため分析チャネルを複数個組合わせてチャネル
間のレベル変化の形を符号化することである。
（発明の構成）
第３図は本発明を実施したスペクトラム情報の符号器の
構成例図である。この図は第２図と同様に並列処理を行
う場合であって、１８〜２３は対数変換器（Ｌ ＯＧ’
）、２４〜２６は符号器（ＣＯＤ）、２７は並列直列変
換回路（Ｐ Ｓ Ｃ）である。ＬＯＧ、ＰＳＣと人、出
力は第２図と同様であるが、Ｃ０Ｄ２４〜２６は第２図
のＣ０Ｄ１２〜１４の機能に加えて２つの分析チャネル
間のレベルの差を検出しレベル変化の形を符号化する機
能を具えている。
構成例図である。この図は第２図と同様に並列処理を行
う場合であって、１８〜２３は対数変換器（Ｌ ＯＧ’
）、２４〜２６は符号器（ＣＯＤ）、２７は並列直列変
換回路（Ｐ Ｓ Ｃ）である。ＬＯＧ、ＰＳＣと人、出
力は第２図と同様であるが、Ｃ０Ｄ２４〜２６は第２図
のＣ０Ｄ１２〜１４の機能に加えて２つの分析チャネル
間のレベルの差を検出しレベル変化の形を符号化する機
能を具えている。
第４図は符号器Ｃ０Ｄ２４〜２６の構成側図で３０゜３
１は第２図の１２〜１４と同じ符号器、３２は２つの分
析チャネルのレベルを組合わせた形を符号化する符号器
である。
１は第２図の１２〜１４と同じ符号器、３２は２つの分
析チャネルのレベルを組合わせた形を符号化する符号器
である。
２つの隣接する分析チャネルの対数変換されたレベル３
３．３４は符号器３０．３１で割当てられたビット数に
量子化され、両符号器の出力は符号器３２で２つの分析
チャネルの符号化出力とレベル差を組合わせて別の符号
に変換する符号器でＲＯＭ （メモリ）テーブル等を用
いて容易に実現できる。
３．３４は符号器３０．３１で割当てられたビット数に
量子化され、両符号器の出力は符号器３２で２つの分析
チャネルの符号化出力とレベル差を組合わせて別の符号
に変換する符号器でＲＯＭ （メモリ）テーブル等を用
いて容易に実現できる。
なお受信側の音声合成では逆の変換処理により分析チャ
ネル別のレベルに戻して合成処理を行えばよい。
ネル別のレベルに戻して合成処理を行えばよい。
（発明の動作）
本発明の詳細な説明する。音声のスペクトラムの周波数
に対する変化は比較的ゆるやかであり、分析チャネル間
の相関が大きい。従って分析チャネル間のレベル差を符
号化するのに必要な量子化ビット数は各分析チャネルの
レベルを符号化するのに必要なビット数よりは少ない。
に対する変化は比較的ゆるやかであり、分析チャネル間
の相関が大きい。従って分析チャネル間のレベル差を符
号化するのに必要な量子化ビット数は各分析チャネルの
レベルを符号化するのに必要なビット数よりは少ない。
音声のスペクトラムの形はランダムではなく周波数によ
ってレベルの分布および変化の仕方の統計的性質に特徴
がある。このことを利用して分析チャネルの周波数によ
って符号化の方法を変え、さらに必要なビット数を減ら
すことができる。
ってレベルの分布および変化の仕方の統計的性質に特徴
がある。このことを利用して分析チャネルの周波数によ
って符号化の方法を変え、さらに必要なビット数を減ら
すことができる。
第３図に示す２チヤネルずつを組合わせて符号化する例
について次に説明する。各分析チャネルのレベルを３ビ
ツトで表し、２チヤネルの組合わせを１ビツト少ないビ
ット数に符号化する、すなわち５ビツトに符号化する場
合の組合わせ方法の例は第１表のように示される。
について次に説明する。各分析チャネルのレベルを３ビ
ツトで表し、２チヤネルの組合わせを１ビツト少ないビ
ット数に符号化する、すなわち５ビツトに符号化する場
合の組合わせ方法の例は第１表のように示される。
第 １ 表
第１表において○印で示した部分のみ符号化し、無印の
部分は発生頻度が少ないので縦方向に最も近い○印の符
号で表すことにする。表中の○印の数は３２（２’）で
あるからその位置を符号化するには５ビツトあればよい
。このようにすれば２チヤネルを別々に符号化する場合
に比べて１ビツト少ないビット数で符号化できる。また
周波数によってはレベル変化のしかたに偏りがあり、た
とえばホルマント周波数は約５００Ｈｚ以上にあるので
最も周波数の低いチャネルと次のチャネルではレベルが
増加する頻度が大きいが、このような場合にはさらにビ
ット数を減らすこができる。
部分は発生頻度が少ないので縦方向に最も近い○印の符
号で表すことにする。表中の○印の数は３２（２’）で
あるからその位置を符号化するには５ビツトあればよい
。このようにすれば２チヤネルを別々に符号化する場合
に比べて１ビツト少ないビット数で符号化できる。また
周波数によってはレベル変化のしかたに偏りがあり、た
とえばホルマント周波数は約５００Ｈｚ以上にあるので
最も周波数の低いチャネルと次のチャネルではレベルが
増加する頻度が大きいが、このような場合にはさらにビ
ット数を減らすこができる。
以上は２チヤネルを組合わせて符号化する場合であるが
、３チヤネル以上を組合わせてさらに効率を上げること
ができることは明らがである。
、３チヤネル以上を組合わせてさらに効率を上げること
ができることは明らがである。
このような符号化方法の欠点は符号化したデータの伝送
において回線で伝送誤りが発生すると１ビツトの誤りが
組合わせた分析チャネルのすべてに影響するため受信側
で復元した音声の品質への影響が大きいことである。そ
のため誤りの発生が予想される回線で伝送する場合には
組合わせるチャネル数はあまり多くできない。また誤り
の影響を少なくするには音質への影響の大きい周波数の
低い成分についてはチャネル別に符号化し、高い周波数
成分では組合わせるチャネル数を増やす方法等が実用的
である。
において回線で伝送誤りが発生すると１ビツトの誤りが
組合わせた分析チャネルのすべてに影響するため受信側
で復元した音声の品質への影響が大きいことである。そ
のため誤りの発生が予想される回線で伝送する場合には
組合わせるチャネル数はあまり多くできない。また誤り
の影響を少なくするには音質への影響の大きい周波数の
低い成分についてはチャネル別に符号化し、高い周波数
成分では組合わせるチャネル数を増やす方法等が実用的
である。
（発明の効果）
本発明により復元された音声の品質を低下させずに符号
化データの伝送速度を小さくすることができ、伝送に必
要な帯域幅を減らすことができる。
化データの伝送速度を小さくすることができ、伝送に必
要な帯域幅を減らすことができる。
また逆に伝送速度を一定とすれば音声の品質を従来のも
のに比べて高めることができる。
のに比べて高めることができる。
第１図はチャネルボコーダ方式の符号化回路の原理図、
第２図は第１図中のスペクトラム情報の符号器の構成側
図、第３図は本発明を実施したスペクトラム情報の符号
器の構成側図、第４図は第３図中の符号器（ＣＯＤ）の
構成側図である。 １・・・Ａ／Ｄ変換器、２・・・スペクトラム分析回路
、３．５・・・符号器、４・・・ピッチ周波数と有声音
。 無声音の検出回路、６・・・マルチプレクサ、９〜１１
・・・対数変換器、１２〜１４・・・符号器、１５、２
７・・・並列−直列変換器、１８〜２３・・・対数変換
器、２４〜２６・・・符号器、３０．３１・・・符号器
、３２・・・符号器。 戸１閃 刑２０
第２図は第１図中のスペクトラム情報の符号器の構成側
図、第３図は本発明を実施したスペクトラム情報の符号
器の構成側図、第４図は第３図中の符号器（ＣＯＤ）の
構成側図である。 １・・・Ａ／Ｄ変換器、２・・・スペクトラム分析回路
、３．５・・・符号器、４・・・ピッチ周波数と有声音
。 無声音の検出回路、６・・・マルチプレクサ、９〜１１
・・・対数変換器、１２〜１４・・・符号器、１５、２
７・・・並列−直列変換器、１８〜２３・・・対数変換
器、２４〜２６・・・符号器、３０．３１・・・符号器
、３２・・・符号器。 戸１閃 刑２０
Claims (1)
- 音声周波数帯域を複数の周波数帯域（チャネル）に分割
し、その各帯域の周波数成分ごとに音声のレベルを検出
してディジタル符号化し、該音声の有声音か無声音かの
判別結果及びピッチ周波数の検出結果と共に出力伝送す
るチャネルボコーダ方式の音声符号化回路において、前
記分割された周波数帯域の周波数成分ごとに検出された
レベル値を複数の周波数帯域の周波数成分ごとに組合わ
せて前記組合わせ周波数帯域の周波数成分のレベルごと
にディジタル符号化したときのビット数の和より少ない
ビット数にディジタル符号化することを特徴とする音声
の符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61113625A JPS62271000A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 音声の符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61113625A JPS62271000A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 音声の符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62271000A true JPS62271000A (ja) | 1987-11-25 |
| JPH0446439B2 JPH0446439B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=14616961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61113625A Granted JPS62271000A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 音声の符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62271000A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0260231A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コード化方法 |
| WO1993019459A1 (en) * | 1992-03-18 | 1993-09-30 | Sony Corporation | High-efficiency encoding method |
| WO1994024666A1 (en) * | 1993-04-14 | 1994-10-27 | Sony Corporation | Method and apparatus for transforming signals, and recording medium |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5977498A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-02 | 富士通株式会社 | 音声特徴パラメータの圧縮装置 |
-
1986
- 1986-05-20 JP JP61113625A patent/JPS62271000A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5977498A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-02 | 富士通株式会社 | 音声特徴パラメータの圧縮装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0260231A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コード化方法 |
| WO1993019459A1 (en) * | 1992-03-18 | 1993-09-30 | Sony Corporation | High-efficiency encoding method |
| US5765127A (en) * | 1992-03-18 | 1998-06-09 | Sony Corp | High efficiency encoding method |
| US5878388A (en) * | 1992-03-18 | 1999-03-02 | Sony Corporation | Voice analysis-synthesis method using noise having diffusion which varies with frequency band to modify predicted phases of transmitted pitch data blocks |
| US5960388A (en) * | 1992-03-18 | 1999-09-28 | Sony Corporation | Voiced/unvoiced decision based on frequency band ratio |
| WO1994024666A1 (en) * | 1993-04-14 | 1994-10-27 | Sony Corporation | Method and apparatus for transforming signals, and recording medium |
| US5737717A (en) * | 1993-04-14 | 1998-04-07 | Sony Corporation | Method and apparatus for altering frequency components of a transformed signal, and a recording medium therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0446439B2 (ja) | 1992-07-29 |
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