WO1998037636A1

WO1998037636A1 - Procede de codage de signaux vocaux

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Publication number: WO1998037636A1
Application number: PCT/JP1998/000674
Authority: WO
Inventors: Takeo Inoue
Original assignee: Sanyo Electric Co., Ltd.
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1998-08-27
Also published as: CA2282278A1; JPH10233696A; US6366881B1; JP3143406B2

Description

明細書音声符号化方法

<技術分野 >

この発明は、音声符号化方法に関し、特に適応パルス符号変調（AP CM : Ad aptive Pulse Code Modulation) 方法、および適応差分パルス符号変調（AD F CM： Adaptive Differential Pulse Code Modulation ) 方法の改良に関する。

ぐ背景技術 >

音声信号の符号化方式として、適応パルス符号変調方法（AP CM) 、適応差分パルス符号変調方法（AD P CM) 等が知られている。

AD P CMは、過去の入力信号から現在の入力信号を予測し、その予測値と現在の入力信号との差分を量子化した後、符号化する方法である。また、 ADP C Mでは、量子化幅（量子化ステップサイズ）が入力信号レベルの変動に応じて変化せしめられる。

図 1 1は従来の AD P CM符号化装置 4および AD P CM復号化装置 5の概略構成を示している。なお、以下の説明において用いられるる nは、整数である。まず、 AD P CM符号化装置 4について説明する。

第 1加算器 4 1は、 AD P CM符号化装置 4に入力された信号 χ_π と予測信号 y との差分（予測誤差信号 d_n ) を、次式（ 1 ) に基づいて求める。

d = X - y„ … （ 1 ) 第 1適応量子化器 4 2は、第 1加算器 4 1で求められた予測誤差信号 d _n を、量子化幅 T_n に基づいて符号化して符号 L_n を求める。つまり、第 1適応量子化器 4 2は、次式（ 2 ) に基づいて、符号 L_n を求める。求められた符号 L_n はメモリ 6に送られる。

L„ d„ ZT_n ] ( 2 ) 数式（2 ) において、記号 [ ] は、ガウス記号であり、その記号内の数を越えない最大の整数を表す。量子化幅 Τ_η の初期値は正の数である。

第 1量子化幅更新器 4 3は、次式（ 3 ) に基づいて、次の音声信号サンプリング値 χ_{η + 1} に対する量子化幅 Τ_η+1 を求める。符号 L_n と関数 M (L_n ) との関係は、表 1に示す通りである。表 1は、符号 L_n が 4 ビッ卜の場合の例を示している。

表 1

第 1適応逆量子化器 4 4は、符号 L_n を用いて予測誤差信号 d„ を逆量子化して、逆量子化値 Q_n を求める。つまり、第 1適応逆量子化器 4 4は、次式（4 ) に基づいて、逆量子化値 q_n を求める。 q„ = (L„ + 0. 5 ) X T_n - ( 4 ) 第 2加算器 4 5は、今回の音声信号サンプリング値 x _n に対する予測信号 y _n と逆量子化値 Q_n とに基づいて、再生信号 w_n を求める。つまり、第 2加算器 4 5は、次式（ 5 ) に基づいて、再生信号 w_n を求める。

W n = y n + q „ ··· ( 5 ) 第 1予測器 4 6は、再生信号 w_n を 1サンプル時間だけ遅延させることによつて、次の音声信号サンプリング値 χ _{η + 1} に対する予測信号 y _{n + 1} を求める。次に、 AD P CM復号化装置 5について説明する。

第 2適応逆量子化器 5 1は、メモリ 6から得られた符号 L _n ' および第 2量子化幅更新器 5 2によって得られた量子化幅 T_n ' を用い、次式（ 6 ) に基づいて、逆量子化値 q_n ' を求める。 q_n ' - (L_n ' + 0. 5) ΧΤ„ ' … （ 6 ) なお、 AD P CM符号化装置 4で求めた L_n が、正しく AD P CM復号化装置 5に伝送されれば、即ち L_n = L„ ' の場合には、 AD P CM復号化装置 5側で用いられている q_n ' 、 y _n ' 、 T_n ' および w_n ' は、それぞれ AD P CM符号化装置 4側で用いられている q _n 、 y _n 、 T„ および w_n の値と等しくなる。第 2量子化幅更新器 5 2は、メモリ 6から得られた符号 L _n ' を用い、次式（ 7 ) に基づいて、次の符号 L_n+1 ' に対して用いられる量子化幅 T_{n +}】 ' を求める。次式（ 7 ) における L_n ' と関数 M (L„ ' ) との関係は、上記表 1の L_n と関数 M (L„ ) との関係と同じである。

第 3加算器 5 3は、第 2予測器 5 4で得られた予測信号 y _n ' と逆量子化値 Q „ ' とに基づいて、再生信号 w_n ' を求める。つまり、第 3加算器 5 3は、次式 ( 8 ) に基づいて、再生信号 w_n ' を求める。求められた再生信号 w_n ' は、 A D P CM復号化装置 5から出力される。

W n = y n ' + q n ' … （ 8 ) 第 2予測器 5 4は、再生信号 w_n ' を 1サンプル時間だけ遅延させて次の予測信号 y _{n + 1} ' を求め、この予測信号 y _{n +} を第 3加算器 5 3に送る。

図 1 2および図 1 3は、符号 L_n が 3 ビットである場合における逆量子化値 Q n と予測誤差信号 d „ との関係を示している。

図 1 2の Tおよび図 1 3の Uは、それぞれ異なる時点において、第 1量子化幅更新器 4 3によって決定された量子化幅を示している。ここでは、 Tく Uであるとする。

予測誤差信号 d_n の範囲 A〜Bを A， Bで示す場合において、その範囲に境界 Aを含む場合には" [ A" と表し、境界 Aを含まない場合には" （A" と表すことにする。同様に、その範囲に境界 Bを含む場合には" B] " と表し、境界 Bを含まない場合には" B) " と表すことにする。

図 1 2では、逆量子化値 Q_n は、予測誤差信号 d_n の値が [0, T) の範囲にあるときは 0. 5 Tとなり、予測誤差信号 d _n の値が [ T, 2 T) の範囲にあるときは 1. 5 Tとなり、予測誤差信号 d_n の値が [ 2 Τ, 3 T) の範囲にあるときは 2. 5 Tとなり、予測誤差信号 d_n の値が [ 3 T, ∞] の範囲にあるときは 3. 5 Tとなる。

また、逆量子化値 Q_n は、予測誤差信号 d_n の値が [一 T, 0 ) の範囲にあるときは一 0. 5 Tとなり、予測誤差信号 d_n の値が [一 2 T, — T) の範囲にあるときは一 1. 5 Tとなり、予測誤差信号 d _n の値が [一 3 T, — 2 T) の範囲にあるときは一 2. 5 Tとなり、 [―∞, — 3 T) の範囲にあるときは一 3. 5 Tとなる。

図 1 3の逆量子化値 Q _n と予測誤差信号 d _n との関係では、図 1 2の Tが Uに置き換えられた関係となっている。図 1 2および図 1 3に示すように、逆量子化値 Q _n と予測誤差信号 d _n との関係は、従来においては、予測誤差信号 d _n の正の範囲と負の範囲とで、特性が対称となるように決定される。この結果、予測誤差信号 d _n が小さい場合でも、逆量子化値 Q _n は 0 とはならなくなる。

数式（ 3 ) および表 1から分かるように、符号 L _n が大きくなると、量子化幅 T_n が大きくされる。つまり、予測誤差信号 d _n が小さいときには図 1 2に示すように量子化幅が小さくされ、予測誤差信号 d _n が大きいときには図 1 3に示すように量子化幅が大きくされる。

音声信号では予測誤差信号 d _n が 0 となる無音区間が多々存在するが、上述の従来技術では、予測誤差信号 d _n が 0である場合でも逆量子化値 Q _n は 0. 5 T (または 0. 5 U) というように 0にはならないので、量子化誤差が大きくなつてしまう。

また、上述の従来技術では、予測誤差信号 d _n の絶対値が大きい値から小さい値に急激に変化しても、量子化幅は前回の絶対値の大きい予測誤差信号 d _n に応じた大きな値を維持しているため、量子化誤差が大きくなる。つまり、量子化幅が図 1 3に示されているように比較的大きな値 Uであるときに、予測誤差信号 d n の絶対値が 0に近い値まで急激に小さくなつても、逆量子化値 Q_n は 0. 5 U と大きい値となってしまい、量子化誤差が大きくなる。

さらに、予測誤差信号 d _n の絶対値が小さい値から大きい値に急激に変化しても、量子化幅は前回の絶対値の小さい予測誤差信号 d _n に応じた小さな値を維持しているため、量子化誤差が大きくなる。

このような問題は、予測誤差信号 d _n の代わりに入力信号をそのまま用いる A P CMにおいても、同様に発生する。この発明は、予測誤差信号 d„ が 0である場合または入力信号が急激に変化した場合に、量子化誤差の低減化が図れる音声符号化方法を提供することを目的とする。 <発明の開示 >

この発明による第 1の音声符号化方法は、入力信号 χ_π と予測値 y_n との差分 d„ を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、差分 d_n の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値 Q„ が略 0となるように、適応量子化を行うことを特徴とする。

この発明による第 2の音声符号化方法は、入力信号 χ_π と当該入力信号 χ_η に対する予測値 y_n との差分である第 1の予測誤差信号 d„ が 0以上の場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に量子化幅 T_n の 1 / 2を加算して第 2の予測誤差信号 e„ を生成し、第 1の予測誤差信号 d _n が 0より小さい場合には、第 1の予測誤差信号 d_n から量子化幅 Τ_π の 1 Ζ2を減算して第 2の予測誤差信号 e _π を生成する第 1ステップ、第 1ステップによって求めた第 2の予測誤差信号 e _η と量子化幅 Τ_π とに基づいて符号 L_n を求める第 2ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L_n に基づいて、逆量子化値 Q_N を求める第 3ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L_n に基づいて、次の入力信号 χ_{η + 1} に対する量子化幅 Τ_{η +} 1 を求める第 4ステップ、および第 3ステップで求めた逆量子化値 q _n と予測値 y _n とに基づいて、次の入力信号 χ_η+1 に対する予測値 y_{n + 1} を求める第 5ステップを備えていることを特徴とする。

上記第 2ステップでは、たとえば、次式（ 9 ) に基づいて符号 L_n が求められる。

ただし、記号 [ ]は、ガウス記号であり、その記号内の数を越えない最大の整数である。上記第 3ステップでは、たとえば、次式（ 1 0) に基づいて逆量子化値 Q_n が求められる。

Q„ = L„ x T_n - ( 1 0 ) 上記第 4ステップでは、たとえば、次式（ 1 1 ) に基づいて量子化幅 Τ_{η + 1} が求められる。

T„ _{+ 1} =T„ XM (L_n ) ··· ( 1 1 )

ただし、 M (L_n ) は、 L_n に応じて決まる値である。上記第 5ステップでは、たとえば、次式（ 1 2) に基づいて予測値 y_{n + 1} が求められる。 y n₊ i =y _π + q_n - ( 1 2 ) この発明による第 3の音声符号化方法は、入力信号 χ_η と予測値 y_n との差分 dn を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、差分 d„ の絶対値の小さい区間に対する符号 L _n の逆量子化値が略 0となるように、かつ差分 d n の絶対値の小さい区間に比べて、差分 d_n の絶対値の大きい区間に対する量子化幅が大きくなるように、適応量子化を行うことを特徴とする。

この発明による第 4の音声符号化方法は、入力信号 χ_π と当該入力信号 χ_π に対する予測値 y_n との差分である第 1の予測誤差信号 d_n が 0以上の場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に単位量子化幅 T_n の 1ノ 2を加算して第 2の予測誤差信号 e _n を生成し、第 1の予測誤差信号 d _n が 0より小さい場合には、第 1の予測誤差信号 d _n から単位量子化幅 T_n の 1 / 2を減算して第 2の予測誤差信号 e n を生成する第 1ステップ、第 1ステツプによって求めた第 2の予測誤差信号 e _n と、第 2の予測誤差信号 e _n と符号 L_n との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて符号 Ln を求める第 2ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L n と、符号 L_n と逆量子化値 Q_n との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて、逆量子化値 Qn を求める第 3ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L _n と、符号 L_n と次の人力信号 χ_η+1 に対する単位量子化幅 Τ_η+1 との関係を予め記憶したテ一ブルとの関係とに基づいて、次の人力信号 χ_η+1 に対する単位量子化幅 Τ_η+1 を求める第 4ステップ、および第 3ステップで求めた逆量子化値 Qn と予測値 y_n とに基づいて、次の入力信号 χ_η+1 に対する予測値 y_n+1 を求める第 5ステップを備えており、上記各テーブルは、以下の条件（ a) 、 (b ) および ( c ) を満たすように作成されていることを特徴とする。

( a ) 差分 d_n の絶対値が大きくなるように変化した際には、単位量子化幅 T n が大きくなるように変化すること

(b ) 差分 d_n の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値 q_n が略 0となること

( c ) 差分 d_n の絶対値の小さい区間に比べて、差分 d„ の絶対値の大きい区間に対する実質的な量子化幅が大きくなること

上記第 5ステップでは、たとえば、次式（ 1 3 ) に基づいて予測値 y_n+1 が求められる。 y n₊i =y n + q_n - ( 1 3 ) この発明による第 5の音声符号化方法は、入力信号 χ_η を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、入力信号 χ_π の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値が略 0となるように、適応量子化を行うことを特徴とする。この発明による第 6の音声符号化方法は、入力信号 χ_η が 0以上の場合には、入力信号 Χ η に量子化幅 Τ_η の 1 /2を加算して修正入力信号 g _n を生成し、入力信号 χ_η が 0より小さい場合には、人力信号 χ_η から量子化幅 Τ_η の 1 2を減算して修正入力信号 gn を生成する第 1ステップ、第 1ステップによって求めた修正人力信号 gn と量子化幅 Tn とに基づいて符号 L_n を求める第 2ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L _n に基づいて、次の入力信号 X _{n+ 1} に対する量子化幅 Τ_{η + 1} を求める第 3ステップ、および第 2ステップによって求めた符号 L_n ' (=L_n ) に基づいて再生信号 w_n ' を求める第 4ステップを備えていることを特徴とする。

上記第 2ステップでは、たとえば、次式（ 1 4 ) に基づいて符号 L_n が求められる。 L„ =[ g„ /T„ ] - ( 1 4 )

ただし、記号 [ ]は、ガウス記号であり、その記号内の数を越えない最大の整数である。上記第 3ステップでは、たとえば、次式（ 1 5) に基づいて量子化幅 Τ_{η + 1} が求められる。

T„ ₊ i =T„ XM (L„ ) - ( 1 5 )

ただし、 M (L_n ) は、 L_n に応じて決まる値である。上記第 4ステップでは、たとえば、次式（ 1 6) に基づいて再生信号 w_n ' が求められる。

この発明による第 7の音声符号化方法は、入力信号 χ_η を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値 Q_n が略 0となるように、かつ人力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に比べて、入力信号 χ_η の絶対値の大きい区間に対する量子化幅が大きくなるように、適応量子化を行うことを特徴とする。

この発明による第 8の音声符号化方法は、人力信号 χ_η が 0以上の場合には、入力信号 χ_η に単位量子化幅 Τ_π の 1 /2を加算して修正入力信号 g_n を生成し、入力信号 χ_η が 0より小さい場合には、入力信号 χ_η から単位量子化幅 Τ_η の 1 /2を減算して修正入力信号 g_n を生成する第 1ステップ、第 1ステップによつて求めた修正入力信号 g_n と、信号 g_n と符号 L_n との関係を予め記憶したテ —ブルとに基づいて符号 L„ を求める第 2ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L_n と、符号 L_n と次の入力信号 χ_η+1 に対する単位量子化幅 Τ_η+1 との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて、次の入力信号 χ_{η + 1} に対する単位量子化幅 Τ_{η + 1} を求める第 3ステップ、および第 2ステップによって求めた符号 L _n ' (=L_n ) と、符号 L_n ' (=L„ ) と再生信号 w_n ' との関係を記憶したテ一ブルとに基づいて再生信号 w_n ' を求める第 4ステップを備えており、上記各テーブルは、以下の条件（a) 、（b) および（ c) を満たすように作成されていることを特徴とする。

(a) 入力信号 χ_η の絶対値が大きくなるように変化した際には、単位量子化幅 Τ_η が大きくなるように変化すること

(b ) 入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に対する符号 L _η の逆量子化値が略 0となること

( c ) 入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に比べて、入力信号 χ_η の絶対値の大きい区間に対する実質的な量子化幅が大きくなること

<図面の簡単な説明 >

図 1は、この発明の第 1の実施の形態を示すプロック図である。

図 2は、図 1の AD P CM符号化装置の動作を示すフローチャートである。図 3は、図 1の AD P CM復号化装置の動作を示すフローチヤ一トである。図 4は、予測誤差信号 d_n と逆量子化値 q_n との関係を示すグラフである。図 5は、予測誤差信号 d_n と逆量子化値 Q_n との関係を示すグラフである。図 6は、この発明の第 2の実施の形態を示すプロック図である。

図 7は、図 6の AD P CM符号化装置の動作を示すフローチヤ一トである。図 8は、図 6の AD P CM復号化装置の動作を示すフローチヤ一トである。図 9は、予測誤差信号 d„ と逆量子化値 Q_n との関係を示すグラフである。図 1 0は、この発明の第 3の実施の形態を示すブロック図である。

図 1 1は、従来例を示すブロック図である。

図 1 2は、従来における予測誤差信号 d_n と逆量子化値 q_n との関係を示すグラフである。

図 1 3は、従来における予測誤差信号 d_n と逆量子化値 Q_n との関係を示すグラフである。ぐ発明を実施するための最良の形態〉

〔 1〕第 1の実施の形態の説明

以下、図 1〜図 5を参照して、この発明の第 1の実施の形態について説明する図 1は、 AD P CM符号化装置 1および AD P CM復号化装置 2の概略構成を示している。なお、以下の説明において用いられる nは、整数である。

まず、 AD P CM符号化装置 1について説明する。

第 1加算器 1 1は、 AD P CM符号化装置 1に入力された信号 χ_η と予測信号 y„ との差分（以下、第 1の予測誤差信号 d_n という）を、次式（ 1 7 ) に基づいて求める。

信号発生器 1 9は、第 1の予測誤差信号 d_n と第 1量子化幅更新器 1 8で得られた量子化幅 Τ_π とに基づいて、補正信号 a _η を発生する。つまり、信号発生器 1 9は、次式（ 1 8 ) に基づいて、補正信号 a _n を発生する。 d n ≥ 0の場合： a _π =T_n / 2

d η < 0の場合： a _η = — Τ_η / 2 ( 1 8 ) 第 2加算器 1 2は、第 1の予測誤差信号 d„ と信号発生器 1 9で得られた補正信号 a _n とに基づいて、第 2の予測誤差信号 e _n を求める。つまり、第 2加算器 1 2は、次式（ 1 9 ) に基づいて、予測誤差信号 e _n を求める。 d„ + a ( 1 9 ) したがって、第 2の予測誤差信号 e _n は、次式（ 2 0 ) で表される, d„ ≥ 0の場合： e _n = d _π +T_n / 2

d _n < 0の場合： e _n = d_n - 1\ ノ2 ( 2 0 ) 第 1適応量子化器 1 4は、第 2加算器 1 2で求められた第 2の予測誤差信号 e „ を、第 1量子化幅更新器 1 8で得られた量子化幅 T_n に基づいて符号化して符号 L _η を求める。つまり、第 1適応量子化器 1 4は、次式（ 2 1 ) に基づいて、符号 L_n を求める。求められた符号 L_n はメモリ 3に送られる。

L_n =[ e _n /T„ ] ( 2 1 ) 数式（2 1 ) において、記号 [ ] は、ガウス記号であり、その記号内の数を越えない最大の整数を表す。量子化幅 Τ_η の初期値は正の数である。

第 1量子化幅更新器 1 8は、次式（ 2 2 ) に基づいて、次の音声信号サンプリング値 χ_η+Ι に対する量子化幅 Τ_η+1 を求める。符号 L_n と関数 M (L„ ) との関係は、上記表 1の符号 L _n と関数 M (Ln ) との関係と同じである。

Tn₊ 1 M (Ln ) … （ 2 2 ) 第 1適応逆量子化器 1 5は、次式（ 2 3 ) に基づいて、逆量子化値 q _n を求める。

第 3加算器 1 6は、今回の音声信号サンプリング値 χ_η に対する予測信号 y _n と逆量子化値 Q n とに基づいて、再生信号 W _n を求める。つまり、第 3加算器 1

6は、次式（ 2 4 ) に基づいて、再生信号 w_n を求める。 w_n = y n + q η … （ 2 4 ) 第 1予測器 1 7は、再生信号 w_n を 1サンプル時間だけ遅延させることによつて、次の音声信号サンプリング値 χ_η+1 に対する予測信号 y _n+1 を求める。次に、 AD P CM復号化装置 2について説明する。

第 2適応逆量子化器 2 2は、メモリ 3から得られた符号 L_n ' および第 2量子化幅更新器 2 3によって得られた量子化幅 T_n ' を用い、次式（ 2 5 ) に基づいて、逆量子化値 q_n ' を求める。 q _n ' = L„ ' x Τπ ' … （ 2 5 ) なお、 AD P CM符号化装置 1で求めた L _n が、正しく AD P CM復号化装置 2に伝送されれば、即ち L_n = L„ ' の場合には、 AD P CM復号化装置 2側で用いられている q_n ' 、 y_n ' 、 T_n ' および w_n ' は、それぞれ AD P CM符号化装置 1側で用いられている Q _n 、 y n 、 T n および W n の値と等しくなる。第 2量子化幅更新器 2 3は、メモリ 3から得られた符号 L_n ' を用い、次式（ 2 6 ) に基づいて、次の符号 L_n+1 ' に対して用いられる量子化幅 T_{n + 1} ' を求める。符号 L„ ' と関数 M (L„ ' ) との関係は、上記表 1の符号 L_n と関数 M (L„ ) との関係と同じである。

T„₊₁ ' =T„ ' XM (L_n ' ) - ( 2 6) 第 4加算器 2 4は、第 2予測器 2 5で得られた予測信号 y_n ' と逆量子化値 Q n ' とに基づいて、再生信号 w_n ' を求める。つまり、第 4加算器 2 4は、次式 (2 7 ) に基づいて、再生信号 w_n ' を求める。求められた再生信号 w_n ' は、 AD P CM復号化装置 2から出力される。 w„ ' = y n ' + q _n ' -" ( 2 7 ) 第 2予測器 2 5は、再生信号 w_n ' を 1サンプル時間だけ遅延させて次の予測信号 y_{n + 1} ' を求め、この予測信号 y_{n +}Γ を第 4加算器 2 4に送る。

図 2は、上記 AD P CM符号化装置 1の動作手順を示している。

まず、入力信号 χ_η から予測信号 y_n が減算されることにより、第 1の予測誤差信号 d_n が求められる（ステップ 1 ) 。

次に、第 1の予測誤差信号 d_n が、 0以上であるか、 0より小さいかが判別される（ステップ 2 ) 。第 1の予測誤差信号 d_n が 0以上である場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に量子化幅 Τ_η の 1 /2が加算されることにより、第 2の予測誤差信号 e _n が求められる（ステップ 3) 。

第 1の予測誤差信号 d_n が 0より小さい場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に量子化幅 T_n の 1 /2が減算されることにより、第 2の予測誤差信号 e _n が求められる（ステップ 4 ) 。

ステップ 3またはステップ 4によって第 2の予測誤差信号 e _n が求められると、上記数式（ 2 1 ) に基づく符号化および上記数式（ 2 3 ) に基づく逆量子化が行われる（ステップ 5 ) 。つまり、符号 L_n および逆量子化値 q_n が求められる o

次に、上記数式（ 2 2 ) に基づいて、量子化幅 T_n が更新される（ステップ 6 ) 。そして、上記数式（ 2 4) に基づいて、次の音声信号サンプリング値 χ_{η + 1} に対する予測信号 y_{n + 1} が求められる（ステップ 7 ) 。

図 3は、上記 AD P CM復号化装置 2の動作手順を示している。

まず、メモリ 3から符号 L_n ' が読み出され、上記数式（ 2 5 ) に基づいて逆量子化値 q_n ' が求められる（ステップ 1 1 ) 。

この後、上記数式（2 7 ) に基づいて、次の予測信号 y_{n + 1} ' が求められる（ステップ 1 2 ) 。

そして、上記数式（ 2 6 ) に基づいて、次の符号 L_{n + 1} ' に対して用いられる量子化幅 T_n+1 ' が求められる（ステップ 1 3 ) 。

図 4および図 5は、符号 L _π が 3 ビットである場合における A D P C M符号化装置 1の第 1適応逆量子化器 1 5によって得られる逆量子化値 Q _π と第 1の予測誤差信号 d_n との関係を示している。

図 4の Tおよび図 5の Uは、それぞれ異なる時点において、第 1量子化幅更新器 1 8によって決定された量子化幅を示している。ここでは、 T<Uであるとする。

第 1の予測誤差信号 d_n の範囲 A〜Bを A, Bで示す場合において、その範囲に境界 Aを含む場合には" [ A" と表し、境界 Aを含まない場合には" （A" と表すことにする。同様に、その範囲に境界 Bを含む場合には" B] " と表し、境界 Bを含まない場合には" B) " と表すことにする。

図 4では、逆量子化値 Qn は、第 1の予測誤差信号 d_n の値が（一 0. 5 T， 0. 5 Τ) の範囲にあるときは 0となり、第 1の予測誤差信号 d_n の値が [ 0. 5 T， 1. 5 T) の範囲にあるときは Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が [ 1. 5 T, 2. 5 T) の範囲にあるときは 2 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d „ の値が [ 2. 5 T, ∞] の範囲にあるときは 3 Tとなる。

また、逆量子化値 q_n は、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（一 1. 5 T, — 0 . 5 T] の範囲にあるときは一 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（一 2 . 5 T, - 1. 5 T] の範囲にあるときは一 2 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値力く（一 3. 5 T, - 2. 5 T] の範囲にあるときは _ 3 Tとなり、 [一∞ ， - 3. 5 T] の範囲にあるときは一 4 Tとなる。

図 5の逆量子化値 Q_n と第 1の予測誤差信号 c との関係では、図 4の Tが U に置き換えられた関係となっている。

第 1の実施の形態においても、上記数式（ 2 2 ) および表 1から分かるように、符号 L _n が大きくなると、量子化幅 T_n が大きくされる。つまり、予測誤差信号 d _n が小さいときには図 4に示すように量子化幅が小さくされ、予測誤差信号 d が大きいときには図 5に示すように量子化幅が大きくされる。

第 1の実施の形態によれば、入力信号 χ_η と予測信号 y _n との差である予測誤差信号 d_n が 0である場合には、逆量子化値 q_n が 0 となるので、音声信号の無音区間のように予測誤差信号 d _π が 0である場合に量子化誤差が低減化される。また、第 1 の予測誤差信号 d _n の絶対値が大きい値から小さい値に急激に変化した場合には、量子化幅は前回の絶対値の大きい予測誤差信号 d _n に応じた大きな値を維持しているが、逆量子化値 q_n を 0 とすることができるので、量子化誤差が低減される。つまり、量子化幅が図 5に示されているように比較的大きな値 Uであるときに、予測誤差信号 d _n の絶対値が 0に近い値まで急激に小さくなると、逆量子化値 Q_n は 0 となるので量子化誤差が低減される。

〔 2〕第 2の実施の形態の説明

以下、図 6〜図 9を参照して、この発明の第 2の実施の形態について説明する図 6 は、 AD P CM符号化装置 1 0 1および AD P CM復号化装置 1 0 2の概略構成を示している。なお、以下の説明において用いられる nは、整数である。まず、 A D P CM符号化装置 1 0 1 について説明する。

この A D P CM符号化装置 1 0 1 は、第 1記憶手段 1 1 3を備えている。第 1 記憶手段 1 1 3には、表 2で示されているような変換テーブルが記憶されている。表 2 は、符号 L_n が 4 ビットである場合の例を示している。表 2

この変換テーブルは、第 2の予測誤差信号 e _n の範囲が記憶された第 1欄、第 1欄の第 2の予測誤差信号 e _n の範囲に対応する符号 L_n が記憶された第 2欄、第 2欄の符号 L_n に対応する逆量子化値 Q_n が記憶された第 3欄および第 2欄の符号 L_n に対応する単位量子化幅 T_n+1 の算出式が記憶された第 4欄とからなる。なお、単位量子化幅は実質的な量子化幅を決定するための値であり、実質的な量子化幅そのものではない。

この第 2の実施の形態では、第 1適応量子化器 1 1 4で行なわれる第 2の予測誤差信号 e„ から符号 L_n への変換、第 1適応逆量子化器 1 1 5で行なわれる符号 L_n から逆量子化値 Q_n への変換および第 1量子化幅更新器 1 1 8で行われる単位量子化幅 T_n の更新は、第 1記憶手段 1 1 3に記憶されている上記変換テーブルに基づいて行われる。

第 1加算器 1 1 1 は、 AD P CM符号化装置 1 0 1に人力された信号 x„ と予測信号 y_n との差分（以下、第 1の予測誤差信号 d„ という）を、次式（ 2 8 ) に基づいて求める。 d„ =x„ -y„ - ( 2 8 ) 信号発生器 1 1 9は、第 1の予測誤差信号 d _π と第 1量子化幅更新器 1 1 8で得られた単位量子化幅 Τ_π とに基づいて、補正信号 a _η を発生する。つまり、信号発生器 1 1 9は、次式（ 2 9 ) に基づいて、補正信号 a„ を発生する。 d _η ≥ 0の場合： a _η =Τ_η / 2

d_n < 0の場合： a_n =— T_n Z2 - ( 2 9 ) 第 2加算器 1 1 2は、第 1の予測誤差信号 d_n と信号発生器 1 1 9で得られた補正信号 a _n とに基づいて、第 2の予測誤差信号 e _n を求める。つまり、第 2加算器 1 1 2は、次式（ 3 0 ) に基づいて、第 2の予測誤差信号 e _n を求める。 e„ = d + a … （ 3 0 ) したがって、第 2の予測誤差信号 e _n は、次式（ 3 1 ) で表される。 d n ≥ 0の場合： e _n = d _n +T_n

d n < 0の場合： e _n = d _n — T_n ( 3 1 ) 第 1適応量子化器 1 1 4は、第 2加算器 1 1 2で求められた第 2の予測誤差信号 e _n と上記変換テーブルとに基づいて、符号 L_n を求める。つまり、変換テーブルの第 2欄の各符号 L_n のうち、第 2の予測誤差信号 e„ に対応する符号 L_n が第 1記憶手段 1 1 3から読み出されて第 1適応量子化器 1 1 4から出力される。得られた符号 L_n はメモリ 1 0 3に送られる。

第 1適応逆量子化器 1 1 5は、第 1適応量子化器 1 1 4で求められた符号 L _n と変換テ一ブルとに基づいて、逆量子化値 Q_n を求める。つまり、変換テーブルの第 3欄の各逆量子化値 q_n のうち、第 1適応量子化器 1 1 4で求められた符号 L„ に対応する逆量子化値 q_n が第 1記憶手段 1 1 3から読み出されて第 1適応逆量子化器 1 1 5から出力される。

第 1量子化幅更新器 1 1 8は、第 1適応量子化器 1 1 4で求められた符号 L_n と今回の単位量子化幅 T_n と変換テーブルとに基づいて、次回の量子化幅 Τ_{η+ 1} を求める。つまり、変換テーブルの第 4欄の各単位量子化幅算出式のうちの、第 1適応量子化器 1 1 4で求められた符号 L_n に対応する単位量子化幅算出式に基づいて、次回の単位量子化幅 T_n+1 が求められる。

第 3加算器 1 1 6は、今回の音声信号サンプリング値 χ_η に対する予測信号 y n と逆量子化値 q_n とに基づいて、再生信号 w_n を求める。つまり、第 3加算器 1 1 6は、次式（ 3 2) に基づいて、再生信号 w_n を求める。 w„ - y„ + q n - (3 2 ) 第 1予測器 1 1 7は、再生信号 w_n を 1サンプル時間だけ遅延させることによつて、次の音声信号サンプリング値 x_n+1 に対する予測信号 y_{n + 1} を求める。次に、 AD P CM復号化装置 1 0 2について説明する。

この AD P CM復号化装置 1 0 2は、第 2記憶手段 1 2 1を備えている。第 2 記憶手段 1 2 1には、上記第 1記憶手段 1 1 3に記憶されている変換テ一ブルと同じ内容の変換テーブルが記憶されている。

第 2適応逆量子化器 1 2 2は、メモリ 1 0 3から得られた符号 L_n ' と変換テ —ブルとに基づいて、逆量子化値 q_n ' を求める。つまり、変換テーブルの第 3 欄の各逆量子化値 Q_n のうち、メモリ 1 0 3から得られた符号 L_n ' が該当する第 2欄の符号 L_n に対応する逆量子化値 q_n ' が第 2記憶手段 1 2 1から読み出されて第 2適応逆量子化器 1 2 2から出力される。

なお、 AD P CM符号化装置 1 0 1で求めた L_n が、正しく AD P CM復号化装置 1 0 2に伝送されれば、即ち L_n -L„ ' の場合には、 AD P CM復号化装置 1 0 2側で用いられている Q_n ' 、 y_n ' 、 T_n ' および w_n ' は、それぞれ AD P CM符号化装置 1 0 1側で用いられている Q_n 、 y„ 、 T_n および w_n の値と等しくなる。

第 2量子化幅更新器 1 2 3は、メモリ 1 0 3から得られた符号 L„ ' と今回の単位量子化幅 Τ_π ' と変換テーブルとに基づいて、次回の単位量子化幅 Τ_{η + 1} ' を求める。つまり、変換テーブルの第 4欄の各単位量子化幅算出式のうちの、メモリ 1 0 3から得られた符号 L_n ' に対応する単位量子化幅算出式に基づいて、次回の単位量子化幅 T_n+1 ' が求められる。

第 4加算器 1 2 4は、第 2予測器 1 2 5で得られた予測信号 y_n ' と逆量子化値 Q _n ' とに基づいて、再生信号 w_n ' を求める。つまり、第 4加算器 1 2 4は、次式（3 3 ) に基づいて、再生信号 w_n ' を求める。求められた再生信号 w_n ' は、 AD P CM復号化装置 1 0 2から出力される。 w„ ' = y n ' + q n ' … （ 3 3 ) 第 2予測器 1 2 5は、再生信号 w„ ' を 1サンプル時間だけ遅延させて次の予測信号 y_n+1 ' を求め、この予測信号 y_{n +} を第 4加算器 1 2 4に送る。

図 7は、上記 A D P CM符号化装置 1 0 1の動作手順を示している。

まず、人力信号 χ_η から予測信号 y_n が減算されることにより、第 1の予測誤差信号 d_n が求められる（ステップ 2 1 ) 。

次に、第 1の予測誤差信号 d _n カ^ 0以上であるか、 0より小さいかが判別される（ステップ 2 2 ) 。第 1の予測誤差信号 d_n が 0以上である場合には、第 1 の予測誤差信号 d_n に単位量子化幅 T_n の 1 /2が加算されることにより、第 2 の予測誤差信号 e _n が求められる（ステップ 2 3 ) 。

第 1の予測誤差信号 d„ が 0より小さい場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に単位量子化幅 T_n の 1 /2が減算されることにより、第 2の予測誤差信号 e _n が求められる（ステップ 2 4 ) 。

ステップ 2 3またはステップ 2 4によって第 2の予測誤差信号 e _n が求められると、変換テーブルに基づいて、符号化および逆量子化が行われる（ステップ 2 5 ) 。つまり、符号 L_n および逆量子化値 q_n が求められる。

次に、変換テ一ブルに基づいて、単位量子化幅 Tn が更新される（ステップ 2

6) 。そして、上記数式（ 3 2 ) に基づいて、次の音声信号サンプリング値 χ_{η +} 1 に対する予測信号 y_n+1 が求められる（ステップ 2 7) 。

図 8は、上記 AD P CM復号化装置 1 0 2の動作手順を示している。

まず、メモリ 1 0 3から符号 L_n ' が読み出され、変換テーブルに基づいて逆量子化値 q_n ' が求められる（ステップ 3 1 ) 。

この後、上記数式（3 3 ) に基づいて、次の予測信号 y_n+, ' が求められる（ステップ 3 2 ) 。

そして、変換テ一ブルに基づいて、次の符号 L_n+1 ' に対して用いられる単位量子化幅 T_n+1 ' が求められる（ステップ 3 3 ) 。

図 9は、符号 L_n が 4 ビットである場合における AD P CM符号化装置 1 0 1 の第 1適応逆量子化器 1 1 5によって得られる逆量子化値 q_n と第 1の予測誤差信号 d _n との関係を示している。 Tは、ある時点において第 1量子化幅更新器 1

1 8によって決定された単位量子化幅を示している。

第 1の予測誤差信号 d _n の範囲 A~Bを、 A， Bで示す際に、その範囲に境界

Aを含む場合には" [ A" と表し、境界 Aを含まない場合には" （A" と表すことにする。同様に、その範囲に境界 Bを含む場合には" B] " と表し、境界 Bを含まない場合には" B) " と表すことにする。

逆量子化値 Q_n は、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（一 0. 5 T, 0. 5 T) の範囲にあるときは 0 となり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が [ 0. 5 T, 1.

5 T) の範囲にあるときは Tとなり、第 1の予測誤差信号 d„ の値が [ 1. 5 T , 2. 5 T) の範囲にあるときは 2 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d_n の値が [

2. 5 T, 3. 5 T) の範囲にあるときは 3 Tとなる。

また、逆量子化値 Q_n は、第 1の予測誤差信号 d_n の値が [ 3. 5 T, 5. 5

T) の範囲にあるときは 4. 5 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が [ 5.

5 T, 7. 5 T) の範囲にあるときは 6. 5 Tとなる。また、逆量子化値 q_n は、第 1の予測誤差信号 d _n の値が [ 7. 5 T, 1 0. 5 T) の範囲にあるときは

9 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d_n の値が [ 1 0. 5 T, ∞] の範囲にあるときは 1 2 Tとなる。

さらに、逆量子化値 Q_n は、第 1の予測誤差信号 d_n の値が（— 1. 5 T, 0. 5 T] の範囲にあるときは一 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（― 2. 5 T, - 1. 5 T] の範囲にあるときは一 2 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（— 3. 5 T, — 2. 5 T] の範囲にあるときは— 3 Tとなり、第 1 の予測誤差信号 d_n の値が（一 4. 5 T, - 3. 5 T] の範囲にあるときは一 4 Tとなる。

また、逆量子化値 Q _n は、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（一 6. 5 T, 一 4 . 5 T] の範囲にあるときは一 5. 5 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d _n の値が (— 8. 5 T, - 6. 5 T] の範囲にあるときは _ 7. 5 Tとなる。また、逆量子化値 Q_n は、第 1の予測誤差信号 d _n の値が（一 1 1. 5 T, 一 8. 5 T] の範囲にあるときは一 1 0 Tとなり、第 1の予測誤差信号 d„ の値が [一∞， — 1 1 . 5 T ] の範囲にあるときは _ 1 3 Tとなる。

第 2の実施の形態においても、表 2から分かるように、符号 L _n が大きくなると、単位量子化幅 T _n が大きくされる。つまり、予測誤差信号 d _n が小さいときには量子化幅が小さくされ、予測誤差信号 d _n が大きいときには量子化幅が大きくされる。

また、第 2の実施の形態においても、第 1の実施の形態と同様に、入力信号 X n と予測信号 y _n との差である予測誤差信号 d _n が 0である場合には、逆量子化値 q _n が 0 となるので、音声信号の無音区間のように予測誤差信号 d _n が 0である場合に量子化誤差が低減化される。

また、第 1の予測誤差信号 d _n の絶対値が大きい値から小さい値に急激に変化した場合には、量子化幅は前回の絶対値の大きい予測誤差信号 d _n に応じた大きな値を維持しているが、逆量子化値 Q _n を 0 とすることができるので、量子化誤差が低減化される。

ところで、上記第 1の実施の形態では、各時点での量子化幅が変化することはあっても、ある時点で量子化幅が決定された場合には、その時点での予測誤差信号 d _n の絶対値に係わらず量子化幅は一定であった。ところが、第 2の実施の形態では、ある時点で単位量子化幅 T _n が決定された場合においても、予測誤差信号 d„ の絶対値が比較的小さいときには、実質的な量子化幅は小さくされ、予測誤差信号 d _n の絶対値が比較的大きいときには、実質的な量子化幅は大きくされている。

このため、第 2の実施の形態では、予測誤差信号 d _n の絶対値が小さいときの量子化誤差を第 1の実施の形態に比べてより低減できるという利点がある。予測誤差信号 d _n の絶対値が小さい場合には、音声が小さい場合が多く、量子化誤差が再生音声の劣化に大きく影響するので、予測誤差信号 d _n の絶対値が小さいときの量子化誤差を低減できることは有益である。

一方、予測誤差信号 d _n の絶対値が大きい場合には、音声が大きい場合が多く、量子化誤差が再生音声の劣化にあまり影響しないので、第 2の実施の形態のように、予測誤差信号 d„ の絶対値が比較的大きいときに実質的な量子化幅を大きくしても、そのためのデメリットは少ない。

さらに、予測誤差信号 d _n の絶対値が小さい値から大きい値に急激に変化した場合には、単位量子化幅は小さい値となっているが、第 2の実施の形態では予測誤差信号 d _n の絶対値が大きい場合には、実質的な量子化幅が単位量子化幅より大きくなるので、量子化誤差を低減することができる。

上記第 1の実施の形態および第 2の実施の形態では、 AD P CMにこの発明を適用した場合について説明したが、 AD P CMの第 1予測誤差信号 d_n の代わりに入力信号 x_n がそのまま用いられる A P CMにもこの発明を適用することができる。

〔 3〕第 3の実施の形態の説明

以下、図 1 0を参照して、この発明の第 3の実施の形態について説明する。図 1 0は、 AP CM符号化装置 2 0 1および A P CM復号化装置 2 0 2の概略構成を示している。なお、以下の説明において用いられる nは、整数である。まず、 A P CM符号化装置 2 0 1 について説明する。

信号発生器 2 1 9 は、 AD P CM符号化装置 1 に入力された信号 x_n と第 1量子化幅更新器 2 1 8で得られた量子化幅 T_n とに基づいて、補正信号 a _η を発生する。つまり、信号発生器 2 1 9は、次式（ 3 4 ) に基づいて、補正信号 a _η を発生する。 η ≥ 0の場合： a _η =Τ_η Ζ 2

χ_η く 0の場合： a _n =_ T_n Z 2 "- ( 3 4 ) 第 1加算器 2 1 2は、入力信号 χ_η と信号発生器 2 1 9で得られた補正信号 a n とに基づいて、修正人力信号 g_n を求める。つまり、第 1加算器 2 1 2 は、次式（ 3 5 ) に基づいて、修正入力信号 g_n を求める。 x + a ( 3 5 ) したがって、修正入力信号 g_n は、次式（ 3 6 ) で表される。 d n ≥ 0の場合： g_n =x_n +T_n /2

d η < 0の場合： g η = X _π — Τ η / 2 ( 3 6 ) 第 1適応量子化器 2 1 4は、第 1加算器 2 1 2で求められた修正入力信号 g _n を、第 1量子化幅更新器 2 1 8で得られた量子化幅 T_n に基づいて符号化して符号 L_n を求める。つまり、第 1適応量子化器 2 1 4は、次式（ 3 7 ) に基づいて、符号 L_n を求める。求められた符号 L_n はメモリ 2 0 3に送られる。

L _n g _n /T„ ] - ( 3 7 ) 数式（ 3 7 ) において、記号 [ ] は、ガウス記号であり、その記号内の数を越えない最大の整数を表す。量子化幅 Τ_η の初期値は正の数である。

第 1量子化幅更新器 2 1 8は、次式（ 3 8 ) に基づいて、次の音声信号サンプリング値 χ_η+1 に対する量子化幅 Τ_η+1 を求める。符号 L_n と関数 M (L _n ) との関係は、表 3に示す通りである。表 3は符号 L_n が 4 ビッ卜の場合の例を示している。

Tn ₊ i =T„ XM (Ln ) - ( 3 8 ) 表 3

次に、 A P CM復号化装置 2 0 2について説明する。

第 2適応逆量子化器 2 2 2は、メモリ 2 0 3から得られた符号 L _n ' および第 2量子化幅更新器 2 2 3によって得られた量子化幅 T_n ' を用い、次式（ 3 9 ) に基づいて、再生信号 w_n ' (逆量子化値）を求める。求められた再生信号 w_n ' は、 A P CM復号化装置 2 0 2から出力される。

第 2量子化幅更新器 2 2 3は、メモリ 2 0 3から得られた符号 L _η ' を用い、次式（4 0 ) に基づいて、次の符号 L_n+1 ' に対して用いられる量子化幅 T_n+1 ' を求める。符号 L_n ' と関数 M (L, ' ) との関係は、表 3の符号 L _n と関数 M (L„ ) との関係と同じである。

T_n+, ' =Τ„ ' XM ( L n ' ) ( 4 0 ) 第 3の実施の形態においては、入力信号 x„ の絶対値の小さい区間に対する符号 L„ の再生信号（逆量子化値） w_n ' が略 0となる。

なお、上記第 3の実施の形態において、上記第 2の実施の形態と同様に、修正人力信号 g_n と、信号 g_n と符号 L_n との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて符号 L_n を求めるとともに、求められた符号 L_n と、符号 L_n と次の入力信号 χ_{η + 1} に対する単位量子化幅 Τ_η+1 との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて、次の人力信号 χ_η+1 に対する単位量子化幅 Τ_η+1 を求めるようにしてもよい。

この場合、信号 g_n と符号 L_n との関係および符号 L_n と次の入力信号 χ_η+1 に対する単位量子化幅 Τ_η+1 との関係を記憶したテーブルは、下記の条件（a) 、（b) 、（ c ) を満たすように作成される。

(a) 人力信号 χ_π の絶対値が大きくなるように変化した際には、単位量子化幅 Τ_η が大きくなるように変化すること

(b) 入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の再生信号 w_n ' (逆量子化値）が略 0となること

( c ) 入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に比べて、人力信号の絶対値の大きい区間に対する実質的な量子化幅が大きくなることぐ産業上の利用可能性 >

この発明による音声符号化方法は、 ADP CM、 A P CM等の音声符号化方法に用いるのに適している。

Claims

請求の範囲

1. 入力信号 χ_η と予測値 y_n との差分 d_n を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、

差分 d_n の絶対値の小さい区間に対する符号 L _n の逆量子化値 q„ が略 0となるように、適応量子化を行うことを特徴とする音声符号化方法。

2. 人力信号 χ_η と当該入力信号 χ_η に対する予測値 y_n との差分である第 1 の予測誤差信号 d„ が 0以上の場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に量子化幅 T „ の 1 Z2を加算して第 2の予測誤差信号 e _π を生成し、第 1の予測誤差信号 d n が 0より小さい場合には、第 1の予測誤差信号 d„ から量子化幅 T_n の 1 /2 を減算して第 2の予測誤差信号 e _η を生成する第 1ステップ、

第 1ステップによって求めた第 2の予測誤差信号 e _η と量子化幅 Τ_η とに基づいて符号 L_n を求める第 2ステップ、

第 2ステップによって求めた符号 L_n に基づいて、逆量子化値 Q _N を求める第 3ステップ、

第 2ステップによって求めた符号 L_n に基づいて、次の入力信号 χ_η+1 に対する量子化幅 Τ_{π + 1} を求める第 4ステップ、および

第 3ステップで求めた逆量子化値 Q _η と予測値 y_n とに基づいて、次の入力信号 χ_η+1 に対する予測値 y_{n + 1} を求める第 5ステップ、

を備えている音声符号化方法。

3. 上記第 2ステップでは、下記の式に基づいて符号 L _n が求められる請求項 2に記載の音声符号化方法。

L„ =[ e _n /T_n ]

ただし、記号 [ ]は、ガウス記号であり、その記号内の数を越えない最大の整数である。

4. 上記第 3ステップでは、下記の式に基づいて逆量子化値 q _η が求められる請求項 2に記載の音声符号化方法。

5. 上記第 4ステップでは、下記の式に基づいて量子化幅 T_n+1 が求められる請求項 2に記載の音声符号化方法。

ただし、 M (L_n ) は、 L_n に応じて決まる値である。

6. 上記第 5ステップでは、下記の式に基づいて予測値 y _n+1 が求められる請求項 2に記載の音声符号化方法。

y n+i = y n + q _n

7. 人力信号 x _n と予測値 y _n との差分 d_n を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、

差分 d_n の絶対値の小さい区間に対する符号 L _n の逆量子化値 q_n が略 0となるように、かつ差分 d_n の絶対値の小さい区間に比べて、差分 d _n の絶対値の大きい区間に対する量子化幅が大きくなるように、適応量子化を行うことを特徴とする音声符号化方法。

8. 入力信号 χ_η と当該入力信号 χ_η に対する予測値 y _n との差分である第 1 の予測誤差信号 d_n が 0以上の場合には、第 1の予測誤差信号 d_n に単位量子化幅 T_n の 1 / 2を加算して第 2の予測誤差信号 e _η を生成し、第 1の予測誤差信号 d_n が 0より小さい場合には、第 1の予測誤差信号 d„ から単位量子化幅 Τ_η の 1 / 2を減算して第 2の予測誤差信号 e„ を生成する第 1 ステップ、

第 1 ステップによって求めた第 2の予測誤差信号 e _n と、第 2の予測誤差信号 e„ と符号 L_n との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて符号 L_n を求める第 2ステップ、

第 2ステップによって求めた符号 L _n と、符号 L_n と逆量子化値 Qn との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて、逆量子化値 q_n を求める第 3ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L _n と、符号 L_n と次の入力信号 χ_{η + 1} に対する単位量子化幅 Τ _η+ との関係を予め記憶したテーブルとの関係とに基づいて、次の入力信号 χ_η+1 に対する単位量子化幅 Τ_{η + 1} を求める第 4ステップ、および

第 3ステップで求めた逆量子化値 Q _n と予測値 y _n とに基づいて、次の人力信号 χ_η+1 に対する予測値 y_n+1 を求める第 5ステップを備えており、

上記各テーブルは、以下の条件（a) 、（b) および（ c) を満たすように作成されている音声符号化方法。

(a) 差分 d„ の絶対値が大きくなるように変化した際には、単位量子化幅 T _n が大きくなるように変化すること

(b ) 差分 d_n の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値 Q_n が略 0 となること

(c) 差分 d_n の絶対値の小さい区間に比べて、差分 d_n の絶対値の大きい区間に対する実質的な量子化幅が大きくなること

9. 上記第 5ステップでは、下記の式に基づいて予測値 y _n+1 が求められる請求項 8に記載の音声符号化方法。

y n₊₁ = y n + q n

1 0. 入力信号 x_n を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値が略 0 となるように、適応量子化を行うことを特徴とする音声符号化方法。

1 1. 入力信号 χ_η が 0以上の場合には、人力信号 χ_η に量子化幅 Τ_η の 1 Z 2を加算して修正入力信号 g_n を生成し、入力信号 χ_η が 0より小さい場合には、入力信号 χ_η から量子化幅 Τ_η の 1 / 2を減算して修正入力信号 g_n を生成する第 1 ステップ、

第 1 ステップによって求めた修正入力信号 g„ と量子化幅 T_n とに基づいて符号 L _η を求める第 2ステツプ、

第 2ステップによって求めた符号 Ln に基づいて、次の入力信号 χ_η+1 に対する量子化幅 Τ_{η + 1} を求める第 3ステップ、および

第 2ステップによって求めた符号 L _n ' (-L„ ) に基づいて再生信号 w_n ' を求める第 4ステツプ、を備えている音声符号化方法。

1 2. 上記第 2ステップでは、下記の式に基づいて符号 L _n が求められる請求項 1 1に記載の音声符号化方法。

L„ =[ g_n ZT_n ]

1 3. 上記第 3ステップでは、下記の式に基づいて量子化幅 Τ_{η + 1} が求められる請求項 1 1に記載の音声符号化方法。

ただし、 M (L_n ) は、 L_n に応じて決まる値である。

1 4. 上記第 4ステップでは、下記の式に基づいて再生信号 w_n ' が求められる請求項 1 1に記載の音声符号化方法。

1 5. 入力信号 χ_η を適応量子化して符号化する音声符号化方法において、入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値 q_n が略 0 となるように、かつ入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に比べて、入力信号 χ_η の絶対値の大きい区間に対する量子化幅が大きくなるように、適応量子化を行うことを特徴とする音声符号化方法。

1 6. 入力信号 χ_η が 0以上の場合には、入力信号 χ_η に単位量子化幅 Τ_η の 1 Ζ2を加算して修正入力信号 g_n を生成し、入力信号 χ_η が 0より小さい場合には、入力信号 χ_η から単位量子化幅 Τ_η の 1 / 2を減算して修正入力信号 g„ を生成する第 1ステップ、

第 1ステップによって求めた修正人力信号 g_n と、信号 g_n と符号 L_n との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて符号 L_n を求める第 2ステップ、第 2ステップによって求めた符号 L _n と、符号 L_n と次の入力信号 x_{n + 1} に対する単位量子化幅 T_{n + 1} との関係を予め記憶したテーブルとに基づいて、次の人力信号 χ_{η + 1} に対する単位量子化幅 Τ_η+1 を求める第 3ステップ、および第 2ステップによって求めた符号 L _n ' (=L_n ) と、符号 L_n ' (=L_n ) と再生信号 Wn ' との関係を記憶したテーブルとに基づいて再生信号 W_n ' を求める第 4ステツプを備えており、

上記各テーブルは、以下の条件（a) 、（b) および（c) を満たすように作成されている音声符号化方法。

(a) 人力信号 χ_η の絶対値が大きくなるように変化した際には、単位量子化幅 Τ_η が大きくなるように変化すること

(b) 入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に対する符号 L_n の逆量子化値が略 0となること

( c ) 入力信号 χ_η の絶対値の小さい区間に比べて、入力信号 χ_π の絶対値の大きい区間に対する実質的な量子化幅が大きくなること