JPS63136826A - 音声符号化装置 - 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】 〔概　　要〕 本発明は、フレーム毎に音声信号を符号化する装置にお
いて、原入力音声信号及び前フレームの予測フィルタの
タップディレィに残存するデータ値から現フレーム内信
号の最大値を求めてその残存データを正規化し直すとと
もに入力音声信号の正規化を行い、残差音声信号電力を
算出する前段階でのブロックフローティング処理の効果
を上げたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、音声符号化装置に関し、特にブロックフロー
ティング処理部により入力音声信号の最大値を求めて正
規化し、予測フィルタで予測音声信号を発生して残差音
声信号を得、量子化器で残差音声信号電力に適応して残
差音声信号の量子化ビット割当てを行う音声符号化装置
に関するものである。

音声入力信号の振幅は第３図（ａ）及び（ｂ）に示され
る如く、小さい場合と大きい場合とがある。音声符号化
装置においては、入力音声信号とその予測音声信号から
残差音声信号を求め、その残差音声信号の電力値に応じ
てビット割当て（ａを求めるが、入力音声信号の振幅が
小さいときには、予測残差信号の振幅も小さくなるので
、かかる場合に固定振巾数点ディジタル信号処理（ＤＳ
Ｐ）ＬＳＩを用いてその残差信号の電力値を求めると、
その演算精度が十分とれなくなってしまう。

このため、入力音声信号の振幅の大きさに影響されずに
簡単で精度が十分とれる処理方式として、ブロックフロ
ーティング処理法が音声符号化装置に用いられている。

〔従来の技術〕

従来から知られたブロックフローティング処理技術を用
いた音声符号化装置が第４図に示されており、ｌａは入
カバソファ　（図示せず）で設定された１フレーム毎に
音声信号を入力するブロックフローティング処理部で量
大値検出部１１ａ及び正規化部１２ａを含むもの、２ａ
はブロックフローティング処理部１ａの出力信号から、
タソブデ。

イレイ２１〜２４及び係数器２５〜２８（予測係数α１
〜　α１）により予測音声信号を発生する予測フィルタ
（図では次数ｒ４Ｊ）、３は量子化器で、ブロックフロ
ーティング処理部１ａの出力信号と予測フィルタ２ａか
らの予測音声信号との残差音声信号の電力値を算出する
残差電力算出部３１と、算出された電力値を逆ブロツク
フローティング処理する逆ブロツクフローティング処理
部３２と、を含んでいる。

この音声符号化装置においては、ブロックフローティン
グ処理部１ａで人力音声信号の１フレーム内の例えば１
２８個のデータのうちの最大値レベルを検出し、且つこ
の最大値により正規化を行って得られた信号をデータ毎
に予測フィルタ２ａのタップディレィ２１〜２４に順次
入力し、それぞれ係数器２５〜２日を介して予測信号を
作り、これらの予測信号と正規化信号との残差信号を求
める。そして、残差信号電力算出部３１で残差電力値を
算出した後・逆ブロツクフローティング処理部３２で逆
ブロツクフローティング処理を行って正規化レベルから
原信号レベルに戻し、ビット割当てのために使用する残
差音声信号電力を求めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる従来のブロックフローティング処理を行った音声
符号化装置では、フレームの先頭の人力信号（第４図で
は、タップディレィ２１〜２４に入力されるべき４つの
データ信号）に対して予測残差信号を求める際に前フレ
ームの最大値を使用しているので、フレーム間で最大値
が異なる場合に、不適当な予測信号が得られてしまう。

即ち、入力音声信号をＸ　（ｎ）　（ｎはｌフレーム内
のデータ数）で表すとき、例えばフレームの先頭の人力
信号Ｘ（１）に対する予測残差信号ＲＥＳ（１）は次式
のように求まる。

ＲＥＳ（１）＝Ｘｍｙ（１）−（α＋　・Ｘ５ｒ（ｎ−
３）＋αｔ　・Ｘｔｒ（ｎ−２）＋α３　・Ｍａｒ（ｎ
−１）＋αａ　・Ｘ５ｒ（ｎ）ｌ　　　（１）但し、ブ
ロックフローティング処理部１ａから出力される正規化
された信号Ｘｍｒ（ｎ）は入力音声信号Ｘ　（ｎ）とフ
レーム内の最大値Ｘ。８とで、Ｘ５ｙ（ｎ）　”　ｋ（
Ｘ（ｎ）／Ｘｘａｘ）（ｋは定数）（２）により表わさ
れる。

この場合、＋１＋式の（）内のＸｇｙ（ｎ−３）、Ｘ　
５ｒ（ｎ−２）　、Ｘ　５ｒ（ｎ−１）　、Ｘ　ｍｒ（
ｎ）は予測フィルタ２のタップディレィ２１〜２４にそ
れぞれ残っている前フレームの正規化された信号に関す
るものであり、（１）式においてｘｇｒ（１）を算出す
る時に使用した（２）式のｘ、Ａ、ｌと、Ｘ５ｒ（ｎ−
３）、ｘ、、（ｎ−２）、Ｘｍｐ（ｎ−１）　、Ｘ５ｒ
（ｎ）を算出するときに使用した最大値×□８とが異な
る値となっている。

この最大値ｘ、ＩＡ、Ｉが異なるという影響は入力音声
信号×（４）に対する予測残差信号ＲＥＳ　（４）を求
めるまで残るので、フレームの先頭から４番目のデータ
までの予測残差信号は最適値にはならないという問題点
があった。

従って、本発明の目的は、ブロックフローティング処理
を用いた音声符号化装置において、フレ−ムの継目にお
いても最適な予測残差信号が得うれるようにすることに
在る。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 第１図は上記の目的を達成するための本発明に係る音声
符号化装置の概念図を示したもので、１は入力音声信号
の最大値を求めて正規化するブロックフローティング処
理部、２はブロックフローティング処理部Ｉの正規化出
力から予測音声信号を発生して残差音声信号を得るため
の予測フィルタ、３は残差音声信号の電力値に適応して
残差音声信号の量子化ビット割当てを行う量子化器、４
は予測フィルタ２に残っている前フレームのデータを原
信号値に戻してブロックフローティング処理部ｌに与え
る最大値補正回路である。そして、ブロックフローティ
ング処理部１は前フレームのデータ及び現フレーム内入
力信号中の最大値を検出して最大値補正回路４に与え、
最大値補正回路４で原信号値を正規化して予測フィルタ
２のデータを更新する。

〔作　　　用〕

第１図において、ブロックフローティング処理部ｌでは
入力音声信号の最大値を求めて正規化する。この正規化
された出力は予測フィルタ２に送られて予測音声信号を
発生し、正規化出力との残差音声信号が得られる。量子
化器３では残差音声信号の電力値に適応して残差音声信
号の量子化ビット割当てを行う。

今、予測フィルタ２に残っているデータが前フレームの
最後のデータである場合、最大値補正回路４はそのデー
タを前フレームの入力信号の最大値で正規化されている
値から原信号値に戻してブロックフローティング処理部
１に与える。これを受けたブロックフローティング処理
部１では前フレームのデータ及び現在のフレーム内の入
力信号のうちの最大値を検出して最大値補正回路４に与
え、この最大値により最大値補正回路４で残存データの
原信号を正規化値に変換し、予測フィルタ２に与え、予
測フィルタ２の正規化値データを更新する。

〔実　施　例〕

以下・本願発明に係る音声符号化装置の実施例を説明す
る。

第２図は、第１図に概念的に示した本発明の音声符号化
装置の一実施例を示しており、第２図では、プロ、クツ
ローティング処理部１は第４図の従来例と同様に最大値
検出部１１と正規化部１２とから成り、量子化器３は残
差電力算出部３１と逆ブロツクフローティング処理部３
２とから成っている。

また、最大値補正回路４は、予測フィルタ２のタップデ
ィレィ２１〜２４に残っているデータが前フレームの最
後のデータである場合、そのデータを前フレームの入力
信号の最大値で正規化されている値から原信号値に戻し
てブロックフローティング処理部ｌに与える変換部４１
と、その原信号値を受けたブロックフローティング処理
部１が前フレームのデータ及び現在のフレーム内の入力
信号のうちの最大値を検出したとき、この最大値により
変換部４１から受けた前フレームの原信号値を正規化し
て予測フィルタ２に与え、予測フィルタ２の正規化値デ
ータを更新する変換部４２と、で構成されている。

次に、第２図の実施例の動作を説明する。

まず、フレームの先頭以外では第４図の従来例と同様に
残差音声信号電力を求めるが、予測フィルタ２のタップ
ディレィ２１〜２４に前フレームの最後の４つのデータ
が入力された時（これば例えば図示しない入力バッファ
から最大値検出部１１に１フレームデータが転送される
時を検出することにより知らされる）、これらタップデ
ィレィ２１〜２４には次の４つの信号が残されている。

ただし、ｋは定数、ｎはｌフレーム内のデータ数、Ｎは
フレーム番号、Ｘ　、、、　　（ｊ）は入力音声信号、
Ｘ□Ｘ（３，はｉフレームにおける現在の人力音声信号
及びタソブディレイデーク中の最大値、を示している。

このようなタップディレィ中の正規化信号を変換部４１
で原信号レベルｘ、、（ｒ＋−３）、Ｘ　Ｎ−Ｉ（ｎ−
２）　−Ｘ、、−Ｉ（ｎ４）、Ｘ　Ｎ−１（ｎ）に戻す
。尚、この原信号レベルに戻すための最大値ＸＭＡＸ（
Ｎ−１１は前フレームでこの最大値が求められたときに
変換部４１に送られて記憶されている。

これらの原信号はブロックフローティング処理部ｌの最
大値検出部１１に送られるとともに変換部４２にも送ら
れる。

最大値検出部１１では、変換部４１からの原信号Ｘ　Ｎ
−１（ｎ−３）、Ｘ　Ｎ−１（ｎ−２）、ｘ　Ｎ−、（
ｎ−１）、Ｘ　Ｎ−、（ｎ）と、現フレームの入力音声
信号Ｘ工（１）、ｘ、　（２）　、ＸＮ　（３）　、−
・・、ｘｘ（ｎ）　との中から最大値ＸＭＡ□０．を求
める。

そして、求めた最大値Ｘ、ｌＡ、ｌＬＮ＋と、変換部４
１からの原信号レベルに戻したタップディレイ値とを使
って変換部４２はタップディレィ２１〜２４の値を順次
、次のように正規化し直す。

現フレームの人力音声信号は最大値Ｘ１４Ａ□、により
正規化部１２で正規化して次のように予測残差信号を求
める。

このような操作により、フレームの境界の予測が正確な
値で求まることになる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の音声符号化装置によれば、前フ
レームの予測フィルタに残っているデータの原信号と現
フレームの入力１８号とから最大値を求め、この最大値
により予測フィルタに残っているデータを正規化し直し
たので、フレームの境目の予測値においても正確な値が
求まるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る音声符号化装置の原理ブロック図
、 第２図は第１図に示した音声符号化装置の一実施例を示
すブロック図、 第３図（ａ）及び（ｂ）は音声信号の振幅の大小を示す
図、 第４図は従来の音声符号化装置の一例を示す図、である
。 第１図及び第２図において、 ｌはブロックフローティング処理部、 ２は予測フィルタ、 ３は量子化器、 ４は最大値補正回路、をそれぞれ示す。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特　許出願人　　富　士　通　株式会社代理人弁理士　
　森　１）寛　（外１名）不労明の音？符′ｇ５ｇＪ届
の原理図 第１図 入力音？信号色］を示す図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブロックフローティング処理部（１）により入力音声信
   号の最大値を求めて正規化し、予測フィルタ（２）で予
   測音声信号を発生して残差音声信号を得、量子化器（３
   ）で前記残差音声信号電力に適応して残差音声信号の量
   子化ビット割当てを行う音声符号化装置において、 前記予測フィルタ（２）に残っている前フレームのデー
   タを原信号値に戻して前記処理部（１）に与える最大値
   補正回路（４）を設け、前記処理部（１）では前記デー
   タ及び現フレーム内入力信号中の最大値を検出し、該最
   大値により前記最大値補正回路（４）で前記原信号値を
   正規化して前記データを更新することを特徴とする音声
   符号化装置。