JP2776050B2 - 音声符号化方式 - Google Patents
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- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 6
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- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
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-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音声信号を低いビットレ
ート、特に８ｋｂ／ｓ以下で、比較的少ない演算量によ
り高品質に符号化するための音声符号化方式に関するも
のである。
ート、特に８ｋｂ／ｓ以下で、比較的少ない演算量によ
り高品質に符号化するための音声符号化方式に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】音声信号を８ｋｂ／ｓ以下のビットレー
トで効率的に符号化する方法として、音声信号の短期相
関を表す線形予測分析部と、音声信号の長期予測を表す
適応コードブックと、励振音源を表す音源コードブック
と、適応コードブックと音声コードブックのゲインを表
すゲインコードブックとからなる音声符号化方式として
ＣＥＬＰ方式が知られている。
トで効率的に符号化する方法として、音声信号の短期相
関を表す線形予測分析部と、音声信号の長期予測を表す
適応コードブックと、励振音源を表す音源コードブック
と、適応コードブックと音声コードブックのゲインを表
すゲインコードブックとからなる音声符号化方式として
ＣＥＬＰ方式が知られている。
【０００３】ＣＥＬＰ方式において、音源コードブック
を探索する際、適応コードベクトルのゲインと音源コー
ドベクトルのゲインとして同時最適ゲインを用いること
により、より良い音源コードベクトルが探索でき音質が
向上することが知られている。音源コードブックを探索
する際、適応コードベクトルのゲインと音源コードベク
トルのゲインとして同時最適ゲインを用いる音声符号化
方式として、ＩｒａＡ．Ｇｅｒｓｏｎ ａｎｄ Ｍａｒ
ｋ Ａ．Ｊａｓｉｕｋによる“ＶＥＣＴＯＲＳＵＭ Ｅ
ＸＣＩＴＥＤ ＬＩＮＥＡＲ ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ
（ＶＳＥＬＰ） ＳＰＥＥＣＨ ＣＯＤＩＮＧ ＡＴ
８ ＫＢＰＳ”（Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ ’９０ Ｓ
９．３，ｐｐ．４６１−４６４，１９９０）と題した論
文（文献１）や、谷口智彦，マーク・ジョンソンによる
「ピッチ直交型ＣＥＬＰ音声符号化方式」（日本音響学
会 平成２年度秋季研究発表会講演論文集Ｉ ｐｐ．１
８９−１９０，１９９０）と題した論文（文献２）に記
載されている音声符号化方式が知られている。
を探索する際、適応コードベクトルのゲインと音源コー
ドベクトルのゲインとして同時最適ゲインを用いること
により、より良い音源コードベクトルが探索でき音質が
向上することが知られている。音源コードブックを探索
する際、適応コードベクトルのゲインと音源コードベク
トルのゲインとして同時最適ゲインを用いる音声符号化
方式として、ＩｒａＡ．Ｇｅｒｓｏｎ ａｎｄ Ｍａｒ
ｋ Ａ．Ｊａｓｉｕｋによる“ＶＥＣＴＯＲＳＵＭ Ｅ
ＸＣＩＴＥＤ ＬＩＮＥＡＲ ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ
（ＶＳＥＬＰ） ＳＰＥＥＣＨ ＣＯＤＩＮＧ ＡＴ
８ ＫＢＰＳ”（Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ ’９０ Ｓ
９．３，ｐｐ．４６１−４６４，１９９０）と題した論
文（文献１）や、谷口智彦，マーク・ジョンソンによる
「ピッチ直交型ＣＥＬＰ音声符号化方式」（日本音響学
会 平成２年度秋季研究発表会講演論文集Ｉ ｐｐ．１
８９−１９０，１９９０）と題した論文（文献２）に記
載されている音声符号化方式が知られている。
【０００４】また、音声信号を８ｋｂ／ｓ以下のビット
レートで効率的に符号化する方法として、音声信号の短
期相関を表す線形予測分析部と、音声信号の長期予測を
表す適応コードブックと、励振音源を表す音源コードブ
ックと、適応コードブックと音源コードブックのゲイン
を表すゲインコードブックとからなる音声符号化方式と
して、Ｍａｎｆｒｅｄ Ｒ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ ａｎ
ｄ Ｂｉｓｈｎｕ Ｓ．Ａｔａｌによる“ＣＯＤＥ−Ｅ
ＸＣＩＴＥＤ ＬＩＮＥＡＲ ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ
（ＣＥＬＰ）：ＨＩＧＨ−ＱＵＡＬＩＴＹ ＳＰＥＥＣ
Ｈ ＡＴ ＶＥＲＹ ＬＯＷ ＢＩＴ ＲＡＴＥＳ”
（Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ，ｐｐ．９３７−９４０，１
９８５）と題した論文（文献３）に記載されているＣＥ
ＬＰ方式が知られている。
レートで効率的に符号化する方法として、音声信号の短
期相関を表す線形予測分析部と、音声信号の長期予測を
表す適応コードブックと、励振音源を表す音源コードブ
ックと、適応コードブックと音源コードブックのゲイン
を表すゲインコードブックとからなる音声符号化方式と
して、Ｍａｎｆｒｅｄ Ｒ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ ａｎ
ｄ Ｂｉｓｈｎｕ Ｓ．Ａｔａｌによる“ＣＯＤＥ−Ｅ
ＸＣＩＴＥＤ ＬＩＮＥＡＲ ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ
（ＣＥＬＰ）：ＨＩＧＨ−ＱＵＡＬＩＴＹ ＳＰＥＥＣ
Ｈ ＡＴ ＶＥＲＹ ＬＯＷ ＢＩＴ ＲＡＴＥＳ”
（Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ，ｐｐ．９３７−９４０，１
９８５）と題した論文（文献３）に記載されているＣＥ
ＬＰ方式が知られている。
【０００５】文献１や文献２に記載の従来方式では、音
源コードブックが特別な代数的構造を持っているため、
比較的少ない演算量で、適応コードベクトルと音源コー
ドベクトルの同時最適ゲインを計算できるのであり、特
別な代数構造を持たない音源コードブックの場合は、同
時最適ゲインの計算に多くの演算量が必要であるという
問題点があった。
源コードブックが特別な代数的構造を持っているため、
比較的少ない演算量で、適応コードベクトルと音源コー
ドベクトルの同時最適ゲインを計算できるのであり、特
別な代数構造を持たない音源コードブックの場合は、同
時最適ゲインの計算に多くの演算量が必要であるという
問題点があった。
【０００６】また文献３に記載の従来方式では、ゲイン
を正規化しないので、ゲインの分散が大きく、そのため
量子化特性がかなり低かった。
を正規化しないので、ゲインの分散が大きく、そのため
量子化特性がかなり低かった。
【０００７】本発明の目的は、上述した問題を解決し、
比較的少ない演算量により８ｋｂ／ｓ以下で音質の良好
な音声符号化方式を提供することにある。
比較的少ない演算量により８ｋｂ／ｓ以下で音質の良好
な音声符号化方式を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、一定間隔
のフレームに分割された音声信号を入力し、前記入力音
声信号の線形予測パラメータを求める線形予測分析部
と、前記入力音声信号の長期相関を利用する適応コード
ブックと、前記入力音声信号の励振音源を表す音源コー
ドブックと、前記適応コードブックのゲインと前記音源
コードブックのゲインを量子化するゲインコードブック
を有する音声符号化方式において、前記音源コードブッ
クのコードベクトルと前記線形予測パラメータとで合成
される合成信号の自己相関を、前記適応コードブックの
コードベクトルと前記線形予測パラメータとで合成され
る合成信号の自己相関と、前記適応コードブックのコー
ドベクトルの合成信号と前記音源コードブックのコード
ベクトルの合成信号との相互相関とを用いて修正し、前
記修正した自己相関と、前記入力音声信号から前記適応
コードブックのコードベクトルの合成信号を引いた信号
と前記音源コードブックのコードベクトルの合成信号と
の相互相関とを用いることにより、前記音源コードブッ
クを探索することを特徴とする。
のフレームに分割された音声信号を入力し、前記入力音
声信号の線形予測パラメータを求める線形予測分析部
と、前記入力音声信号の長期相関を利用する適応コード
ブックと、前記入力音声信号の励振音源を表す音源コー
ドブックと、前記適応コードブックのゲインと前記音源
コードブックのゲインを量子化するゲインコードブック
を有する音声符号化方式において、前記音源コードブッ
クのコードベクトルと前記線形予測パラメータとで合成
される合成信号の自己相関を、前記適応コードブックの
コードベクトルと前記線形予測パラメータとで合成され
る合成信号の自己相関と、前記適応コードブックのコー
ドベクトルの合成信号と前記音源コードブックのコード
ベクトルの合成信号との相互相関とを用いて修正し、前
記修正した自己相関と、前記入力音声信号から前記適応
コードブックのコードベクトルの合成信号を引いた信号
と前記音源コードブックのコードベクトルの合成信号と
の相互相関とを用いることにより、前記音源コードブッ
クを探索することを特徴とする。
【０００９】第２の発明は、一定間隔のフレームに分割
された音声信号を入力し、前記入力音声信号のスペクト
ルパラメータを求める線形予測分析部と、前記入力音声
信号の長期相関を利用する適応コードブックと、前記入
力音声信号の励振音源を表す音源コードブックと、前記
適応コードブックのゲインと前記音源コードブックのゲ
インを量子化するゲインコードブックを有する音声符号
化方式において、前記ゲインコードブックのコードベク
トルを探索する際に、前記音源コードベクトルの合成信
号の自己相関と、前記適応コードベクトルの合成信号と
前記音源コードベクトルの合成信号との相互相関と、前
記音源コードベクトルの合成信号の自己相関と、前記入
力音声信号の自己相関、または、前記入力音声信号の自
己相関の推定値とから計算される正規化係数を用いるこ
とを特徴とする。
された音声信号を入力し、前記入力音声信号のスペクト
ルパラメータを求める線形予測分析部と、前記入力音声
信号の長期相関を利用する適応コードブックと、前記入
力音声信号の励振音源を表す音源コードブックと、前記
適応コードブックのゲインと前記音源コードブックのゲ
インを量子化するゲインコードブックを有する音声符号
化方式において、前記ゲインコードブックのコードベク
トルを探索する際に、前記音源コードベクトルの合成信
号の自己相関と、前記適応コードベクトルの合成信号と
前記音源コードベクトルの合成信号との相互相関と、前
記音源コードベクトルの合成信号の自己相関と、前記入
力音声信号の自己相関、または、前記入力音声信号の自
己相関の推定値とから計算される正規化係数を用いるこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１の発明による音声符号化方式の作用を説明
する。
する。
【００１１】まず、次の誤差Ｃを最小にする適応コード
ベクトルを探索する。
ベクトルを探索する。
【００１２】
【数１】
【００１３】
【００１４】
【数２】
【００１５】
【００１６】ここで、ｘｗ’は、聴感重み付け入力信号
から影響信号を引いた信号、Ｓａdは、遅れｄの適応コ
ードベクトルａdの聴感重み付け合成信号、βは適応コ
ードベクトルの最適ゲイン、Ｎはサブフレーム長、
〈・，・〉は、内積を表す。
から影響信号を引いた信号、Ｓａdは、遅れｄの適応コ
ードベクトルａdの聴感重み付け合成信号、βは適応コ
ードベクトルの最適ゲイン、Ｎはサブフレーム長、
〈・，・〉は、内積を表す。
【００１７】次に、選ばれた適応コードベクトルａdに
対して、次の誤差Ｄを最小にする音源コードベクトルを
探索する。
対して、次の誤差Ｄを最小にする音源コードベクトルを
探索する。
【００１８】
【数３】
【００１９】
【００２０】
【数４】
【００２１】
【００２２】
【数５】
【００２３】
【００２４】ここで、Ｓｃi’は、選択された適応コー
ドベクトルの聴感重み付け合成信号に対して直交化され
たインデックスｉの音源コードベクトルｃiの聴感重み
付け合成信号、γは、音源コードベクトルの最適ゲイン
である。
ドベクトルの聴感重み付け合成信号に対して直交化され
たインデックスｉの音源コードベクトルｃiの聴感重み
付け合成信号、γは、音源コードベクトルの最適ゲイン
である。
【００２５】同時最適ゲインを求めるために、選択され
た適応コードベクトルの聴感重み付け合成信号に対し
て、インデックスｉの音源コードベクトルｃiの聴感重
み付け合成信号を直交化させる方法が文献１等により知
られているが、この方法では、きわめて多くの演算量を
必要とする。そこで、Ｄを次のようにして計算すること
により演算量の低減化を行う。
た適応コードベクトルの聴感重み付け合成信号に対し
て、インデックスｉの音源コードベクトルｃiの聴感重
み付け合成信号を直交化させる方法が文献１等により知
られているが、この方法では、きわめて多くの演算量を
必要とする。そこで、Ｄを次のようにして計算すること
により演算量の低減化を行う。
【００２６】まず、数４を数３に代入する。
【００２７】
【数６】
【００２８】
【００２９】次に、数７を数６に代入し、ｘａとＳａd
とは直交していることから、数８を得る。
とは直交していることから、数８を得る。
【００３０】
【数７】
【００３１】
【００３２】
【数８】
【００３３】
【００３４】最後に、選ばれた適応コードベクトルと音
源コードベクトルに対して、次の誤差Ｅを最小にするゲ
インコードベクトルを探索する。
源コードベクトルに対して、次の誤差Ｅを最小にするゲ
インコードベクトルを探索する。
【００３５】
【数９】
【００３６】
【００３７】ここで、（βj，γj）は、インデックスｊ
のゲインコードベクトルである。
のゲインコードベクトルである。
【００３８】ゲインコードブックは、適応コードブック
のゲインと音源コードブックのゲインからなる２次元コ
ードブックを用いても良いし、適応コードブックのゲイ
ンからなる１次元ゲインコードブックと音源コードブッ
クのゲインからなる１次元ゲインコードブックの二つの
コードブックを用いてもよい。
のゲインと音源コードブックのゲインからなる２次元コ
ードブックを用いても良いし、適応コードブックのゲイ
ンからなる１次元ゲインコードブックと音源コードブッ
クのゲインからなる１次元ゲインコードブックの二つの
コードブックを用いてもよい。
【００３９】次に、第２の発明による音声符号化方式の
作用を説明する。
作用を説明する。
【００４０】まず、次の誤差Ｃを最小にする適応コード
ベクトルを探索する。
ベクトルを探索する。
【００４１】
【数１０】
【００４２】
【００４３】
【数１１】
【００４４】
【００４５】ここで、ｘｗ’は、聴感重み付け入力信号
から影響信号を引いた信号、Ｓａdは、遅れｄの適応コ
ードベクトルａdの聴感重み付け合成信号、βは適応コ
ードベクトルの最適ゲイン、Ｎはサブフレーム長（例え
ば５ｍｓ）、〈・，・〉は、内積を表す。
から影響信号を引いた信号、Ｓａdは、遅れｄの適応コ
ードベクトルａdの聴感重み付け合成信号、βは適応コ
ードベクトルの最適ゲイン、Ｎはサブフレーム長（例え
ば５ｍｓ）、〈・，・〉は、内積を表す。
【００４６】次に、選ばれた適応コードベクトルａdに
対して、次の誤差Ｄを最小にする音源コードベクトルを
探索する。
対して、次の誤差Ｄを最小にする音源コードベクトルを
探索する。
【００４７】
【数１２】
【００４８】
【００４９】
【数１３】
【００５０】
【００５１】
【数１４】
【００５２】
【００５３】ここで、Ｓｃiは、インデックスｉの音源
コードベクトルｃiの聴感重み付け合成信号、γは、音
源コードベクトルの最適ゲインである。Ｓｃiは、選択
された適応コードベクトルの聴感重み付け合成信号に対
して直交化されたインデックスｉの音源コードベクトル
ｃiの聴感重み付け合成信号としてもよい。
コードベクトルｃiの聴感重み付け合成信号、γは、音
源コードベクトルの最適ゲインである。Ｓｃiは、選択
された適応コードベクトルの聴感重み付け合成信号に対
して直交化されたインデックスｉの音源コードベクトル
ｃiの聴感重み付け合成信号としてもよい。
【００５４】最後に、選ばれた適応コードベクトルと音
源コードベクトルに対して、次の誤差Ｅを最小にするゲ
インコードベクトルを探索する。
源コードベクトルに対して、次の誤差Ｅを最小にするゲ
インコードベクトルを探索する。
【００５５】ここで、ゲインコードブックは、必ずしも
２次元コードブックであるとは、限らない。例えば、適
応コードブックのゲインを量子化するための１次元コー
ドブックと音源コードブックのゲインを量子化するため
の１次元コードブックをゲインコードブックとして用い
てもよい。
２次元コードブックであるとは、限らない。例えば、適
応コードブックのゲインを量子化するための１次元コー
ドブックと音源コードブックのゲインを量子化するため
の１次元コードブックをゲインコードブックとして用い
てもよい。
【００５６】
【数１５】
【００５７】
【００５８】
【数１６】
【００５９】
【００６０】
【数１７】
【００６１】
【００６２】
【数１８】
【００６３】
【００６４】
【数１９】
【００６５】
【００６６】ここで、ＸＲＭＳは、重み付けられた１フ
レーム分（例えば２０ｍｓ）の音声信号の量子化された
ＲＭＳ、（Ｇ1j，Ｇ2j）は、インデックスｊのゲインコ
ードベクトルである。
レーム分（例えば２０ｍｓ）の音声信号の量子化された
ＲＭＳ、（Ｇ1j，Ｇ2j）は、インデックスｊのゲインコ
ードベクトルである。
【００６７】ＸＲＭＳは、重み付けられた１フレーム分
の音声信号の量子化されたＲＭＳであるが、前フレーム
の重み付けられた１フレーム分の音声信号の量子化され
たＲＭＳを用いて各サブフレームに補間（例えば、対数
補間）した値を用いてもよい。
の音声信号の量子化されたＲＭＳであるが、前フレーム
の重み付けられた１フレーム分の音声信号の量子化され
たＲＭＳを用いて各サブフレームに補間（例えば、対数
補間）した値を用いてもよい。
【００６８】
【実施例】まず、第１の発明の一実施例を説明する。
【００６９】図１は第１の発明による音声符号化方式を
実施する符号化器の一例を示すブロック図である。図に
おいて、入力端子１００から音声信号を入力し、線形予
測器１１０と、適応コードブック探索回路１３０と、ゲ
インコードブック探索回路２２０へ出力する。線形予測
器１１０では、一定の長さのフレーム（例えば２０ｍ
ｓ）に分割された音声信号に対して、線形予測分析を行
い、スペクトルパラメータを、重み付け合成フィルタ１
５０と、適応コードブック探索回路１３０と、ゲインコ
ードブック探索回路２２０へ出力する。以下の処理は、
フレームをさらに細分化したサブフレーム（例えば５ｍ
ｓ）ごとに行うものとする。適応コードブック１２０か
ら遅れｄの適応コードベクトルａdが適応コードブック
探索回路１３０へ出力され、適応コードブック探索回路
１３０で、適応コードベクトルが探索される。適応コー
ドブック探索回路１３０からは、選択された遅れｄがマ
ルチプレクサ２３０へ、選択された遅れｄの適応コード
ベクトルａdがゲインコードブック探索回路２２０へ、
選択された遅れｄの適応コードベクトルａdの重み付け
合成信号Ｓａdが相互相関回路１６０へ、選択された遅
れｄの適応コードベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａd
の自己相関〈Ｓａd，Ｓａd〉が直交化相互相関回路１９
０へ、入力音声信号から、選択された遅れｄの適応コー
ドベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａdに最適ゲインβ
を掛けた信号を引いた信号ｘａを相互相関回路１８０
へ、それぞれ出力する。音源コードブック１８０から、
インデックスｉの音源コードベクトルｃiを重み付け合
成フィルタ１５０と（相互）2／（自己）最大値探索回
路２００へ出力する。重み付け合成フィルタ１５０で
は、音源コードベクトルｃiを重み付け合成し、相互相
関回路１６０と自己相関回路１７０と相互相関回路１８
０へ出力する。相互相関回路１６０では、適応コードベ
クトルａdの重み付け合成信号Ｓａdと音源コードベクト
ルｃiの重み付け合成信号Ｓｃiの相互相関を計算し、直
交化自己相関回路１９０へ出力する。自己相関回路１７
０では、音源コードベクトルｃiの重み付け合成信号Ｓ
ｃiの自己相関を計算し、直交化自己相関回路２００へ
出力する。相互相関回路１８０では、ｘａと音源コード
ベクトルｃiの重み付け合成信号Ｓｃiの相互相関を計算
し、（相互）2／（自己）最大値探索回路２００へ出力
する。直交化自己相関回路１９０では、適応コードベク
トルａdの重み付け合成信号Ｓａdに対して直交化された
音源コードベクトルｃiの重み付け合成信号Ｓｃi’の自
己相関を計算し、（相互）2／（自己）最大値探索回路
２００へ出力する。（相互）2／（自己）最大値探索回
路２００では、（ｘａと適応コードベクトルａdの重み
付け合成信号Ｓａdに対して直交化された音源コードベ
クトルｃiの重み付け合成信号Ｓｃi’の相互相関）2／
（適応コードベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａdに対
して直交化された音源コードベクトルｃiの重み付け合
成信号Ｓｃi’の自己相関）が最大となるインデックス
ｉが探索され、インデックスｉはマルチプレクサ２３０
へ、音源コードベクトルｃiは、ゲインコードブック探
索回路２２０へ出力される。ゲインコードブック２１０
からは、インデックスｊのゲインコードベクトルが出力
され、ゲインコードブック探索回路２２０へ、出力され
る。ゲインコードブック探索回路２２０では、ゲインコ
ードベクトルが探索され、選択されたゲインコードベク
トルのインデックスｊがマルチプレクサ２３０へ出力さ
れる。
実施する符号化器の一例を示すブロック図である。図に
おいて、入力端子１００から音声信号を入力し、線形予
測器１１０と、適応コードブック探索回路１３０と、ゲ
インコードブック探索回路２２０へ出力する。線形予測
器１１０では、一定の長さのフレーム（例えば２０ｍ
ｓ）に分割された音声信号に対して、線形予測分析を行
い、スペクトルパラメータを、重み付け合成フィルタ１
５０と、適応コードブック探索回路１３０と、ゲインコ
ードブック探索回路２２０へ出力する。以下の処理は、
フレームをさらに細分化したサブフレーム（例えば５ｍ
ｓ）ごとに行うものとする。適応コードブック１２０か
ら遅れｄの適応コードベクトルａdが適応コードブック
探索回路１３０へ出力され、適応コードブック探索回路
１３０で、適応コードベクトルが探索される。適応コー
ドブック探索回路１３０からは、選択された遅れｄがマ
ルチプレクサ２３０へ、選択された遅れｄの適応コード
ベクトルａdがゲインコードブック探索回路２２０へ、
選択された遅れｄの適応コードベクトルａdの重み付け
合成信号Ｓａdが相互相関回路１６０へ、選択された遅
れｄの適応コードベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａd
の自己相関〈Ｓａd，Ｓａd〉が直交化相互相関回路１９
０へ、入力音声信号から、選択された遅れｄの適応コー
ドベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａdに最適ゲインβ
を掛けた信号を引いた信号ｘａを相互相関回路１８０
へ、それぞれ出力する。音源コードブック１８０から、
インデックスｉの音源コードベクトルｃiを重み付け合
成フィルタ１５０と（相互）2／（自己）最大値探索回
路２００へ出力する。重み付け合成フィルタ１５０で
は、音源コードベクトルｃiを重み付け合成し、相互相
関回路１６０と自己相関回路１７０と相互相関回路１８
０へ出力する。相互相関回路１６０では、適応コードベ
クトルａdの重み付け合成信号Ｓａdと音源コードベクト
ルｃiの重み付け合成信号Ｓｃiの相互相関を計算し、直
交化自己相関回路１９０へ出力する。自己相関回路１７
０では、音源コードベクトルｃiの重み付け合成信号Ｓ
ｃiの自己相関を計算し、直交化自己相関回路２００へ
出力する。相互相関回路１８０では、ｘａと音源コード
ベクトルｃiの重み付け合成信号Ｓｃiの相互相関を計算
し、（相互）2／（自己）最大値探索回路２００へ出力
する。直交化自己相関回路１９０では、適応コードベク
トルａdの重み付け合成信号Ｓａdに対して直交化された
音源コードベクトルｃiの重み付け合成信号Ｓｃi’の自
己相関を計算し、（相互）2／（自己）最大値探索回路
２００へ出力する。（相互）2／（自己）最大値探索回
路２００では、（ｘａと適応コードベクトルａdの重み
付け合成信号Ｓａdに対して直交化された音源コードベ
クトルｃiの重み付け合成信号Ｓｃi’の相互相関）2／
（適応コードベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａdに対
して直交化された音源コードベクトルｃiの重み付け合
成信号Ｓｃi’の自己相関）が最大となるインデックス
ｉが探索され、インデックスｉはマルチプレクサ２３０
へ、音源コードベクトルｃiは、ゲインコードブック探
索回路２２０へ出力される。ゲインコードブック２１０
からは、インデックスｊのゲインコードベクトルが出力
され、ゲインコードブック探索回路２２０へ、出力され
る。ゲインコードブック探索回路２２０では、ゲインコ
ードベクトルが探索され、選択されたゲインコードベク
トルのインデックスｊがマルチプレクサ２３０へ出力さ
れる。
【００７０】図２は第１の発明による音声符号化方式を
実施する復号化器の一例を示すブロック図である。図に
おいて、デマルチプレクサ２４０から、適応コードブッ
クの遅れｄが適応コードブック２５０へ、スペクトルパ
ラメータが合成フィルタ３１０へ、音源コードブックの
インデックスｉが音源コードブック２６０へ、ゲインコ
ードブックのインデックスｊがゲインコードブック２７
０へ出力され、適応コードブック２５０から遅れｄの適
応コードベクトルａdが、音源コードブック２６０から
インデックスｉの音源コードベクトルｃiが、ゲインコ
ードブック２７０からインデックスｊの音源コードベク
トル（βj，γj）が出力され、乗算器２８０で、ａdと
βjを掛け、乗算器２９０で、ｃiとγjを掛け、それら
を加算器３００で足し合わせ、適応コードブック２５０
と合成フィルタ３１０へ、出力する。合成フィルタ３１
０で、ａdβj＋ｃiγjは、合成され、出力端子３２０へ
出力される。
実施する復号化器の一例を示すブロック図である。図に
おいて、デマルチプレクサ２４０から、適応コードブッ
クの遅れｄが適応コードブック２５０へ、スペクトルパ
ラメータが合成フィルタ３１０へ、音源コードブックの
インデックスｉが音源コードブック２６０へ、ゲインコ
ードブックのインデックスｊがゲインコードブック２７
０へ出力され、適応コードブック２５０から遅れｄの適
応コードベクトルａdが、音源コードブック２６０から
インデックスｉの音源コードベクトルｃiが、ゲインコ
ードブック２７０からインデックスｊの音源コードベク
トル（βj，γj）が出力され、乗算器２８０で、ａdと
βjを掛け、乗算器２９０で、ｃiとγjを掛け、それら
を加算器３００で足し合わせ、適応コードブック２５０
と合成フィルタ３１０へ、出力する。合成フィルタ３１
０で、ａdβj＋ｃiγjは、合成され、出力端子３２０へ
出力される。
【００７１】ゲインコードブックは、適応コードブック
のゲインと音源コードブックのゲインからなる２次元コ
ードブックを用いても良いし、適応コードブックのゲイ
ンからなる１次元ゲインコードブックと音源コードブッ
クのゲインからなる１次元ゲインコードブックの二つの
コードブックを用いてもよい。
のゲインと音源コードブックのゲインからなる２次元コ
ードブックを用いても良いし、適応コードブックのゲイ
ンからなる１次元ゲインコードブックと音源コードブッ
クのゲインからなる１次元ゲインコードブックの二つの
コードブックを用いてもよい。
【００７２】以上で本発明の実施例の説明を終える。上
記実施例以外にも種々の変形が考えられる。
記実施例以外にも種々の変形が考えられる。
【００７３】相互相関回路１８０において、数８の〈ｘ
ａ，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化するため
に、次式のようにして計算してもよい。
ａ，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化するため
に、次式のようにして計算してもよい。
【００７４】
【数２０】
【００７５】
【００７６】
【数２１】
【００７７】
【００７８】ここで、ｈは重み付け合成フィルタのイン
パルス応答。
パルス応答。
【００７９】また、相互相関回路１６０において、数８
の〈Ｓａd，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化する
ために、次式のようにして計算してもよい。
の〈Ｓａd，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化する
ために、次式のようにして計算してもよい。
【００８０】
【数２２】
【００８１】
【００８２】
【数２３】
【００８３】
【００８４】また、自己相関回路１７０において、数８
の〈Ｓｃi，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化する
ために、次式のようにして近似計算してもよい。
の〈Ｓｃi，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化する
ために、次式のようにして近似計算してもよい。
【００８５】
【数２４】
【００８６】
【００８７】
【数２５】
【００８８】
【００８９】
【数２６】
【００９０】
【００９１】また、性能を改善するために、適応コード
ブックでは、遅れｄについて複数種類の候補を求め、各
候補に対して音源コードブックを直交化した後に、重み
付け入力信号と重み付け合成信号との誤差電力を最小化
する遅れと音源コードブックの組合せを求めてもよい。
このとき、相互相関回路１６０において、数８の〈Ｓａ
d，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化するために、
次式のようにして計算してもよい。ただし、相互相関回
路１６０にＳａdを入力する代わりに、適応コードブッ
ク探索回路１３０から、ｘａと適応コードベクトルの最
適ゲインβを入力し、相互相関回路１８０から、〈ｘ
ａ，Ｓｃi〉を入力する。
ブックでは、遅れｄについて複数種類の候補を求め、各
候補に対して音源コードブックを直交化した後に、重み
付け入力信号と重み付け合成信号との誤差電力を最小化
する遅れと音源コードブックの組合せを求めてもよい。
このとき、相互相関回路１６０において、数８の〈Ｓａ
d，Ｓｃi〉を計算する際、演算量を低減化するために、
次式のようにして計算してもよい。ただし、相互相関回
路１６０にＳａdを入力する代わりに、適応コードブッ
ク探索回路１３０から、ｘａと適応コードベクトルの最
適ゲインβを入力し、相互相関回路１８０から、〈ｘ
ａ，Ｓｃi〉を入力する。
【００９２】
【数２７】
【００９３】
【００９４】上式により、〈Ｓａd，Ｓｃi〉の計算は、
適応コードベクトルが変わる毎に内積計算をする必要が
なくなり、演算量を低減できる。
適応コードベクトルが変わる毎に内積計算をする必要が
なくなり、演算量を低減できる。
【００９５】また、さらに性能を改善するために、適応
コードブックと音源コードブックとをサブフレームで一
意に決定するのではなく、サブフレームでは複数の候補
を求め、フレーム全体で累積誤差電力を求め、これを最
小化する適応コードブックと音源コードブックの組合せ
を求めるようにしてもよい。
コードブックと音源コードブックとをサブフレームで一
意に決定するのではなく、サブフレームでは複数の候補
を求め、フレーム全体で累積誤差電力を求め、これを最
小化する適応コードブックと音源コードブックの組合せ
を求めるようにしてもよい。
【００９６】次に、第２の発明の一実施例を説明する。
【００９７】図３は、第２の発明による音声符号化方式
の符号化器の一例を示すブロック図である。図におい
て、入力端子４００から音声信号を入力し、重み付けフ
ィルタ４０５と線形予測分析回路４２０へ出力する。線
形予測分析回路４２０で、線形予測分析を行い、スペク
トルパラメータを、重み付けフィルタ４０５と影響信号
減算回路４１５と重み付け合成フィルタ５４０と適応コ
ードブック探索回路４６０と音源コードブック探索回路
４８０とマルチプレクサ５６０へ出力する。重み付けフ
ィルタ４０５では、音声信号を聴感重み付けし、サブフ
レーム分割回路４１０と自己相関回路４３０へ出力す
る。サブフレーム分割回路４１０からサブフレーム長
（例えば５ｍｓ）に分割された重み付け音声信号を影響
信号減算回路４１５へ出力し、影響信号減算回路４１５
で前のサブフレームからの影響信号を減算し、影響信号
が引かれた重み付け音声信号を適応コードブック探索回
路４６０と減算器５４５へ出力する。適応コードブック
４５０から遅れｄの適応コードベクトルａdが適応コー
ドブック探索回路４６０へ出力され、適応コードブック
探索回路４６０で、適応コードベクトルが探索される。
適応コードブック探索回路４６０からは、選択された遅
れｄがマルチプレクサ５６０へ、選択された遅れｄの適
応コードベクトルａdが乗算器５２２へ、選択された遅
れｄの適応コードベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａd
が自己相関回路４９０と相互相関回路５００へ、重み付
け音声信号から、選択された遅れｄの適応コードベクト
ルａdの重み付け合成信号Ｓａdに最適ゲインβを掛けた
信号を引いた信号ｘａを音源コードブック探索回路４８
０へ、それぞれ出力する。音源コードブック４７０か
ら、インデックスｉの音源コードベクトルｃiを音源コ
ードブック探索回路４８０へ出力する。音源コードブッ
ク探索回路４８０では、音源コードブックを探索し、選
択された音源コードベクトルのインデックスをマルチプ
レクサ５６０へ，選択された音源コードベクトルを乗算
器５２４へ、選択された音源コードベクトルの重み付け
合成信号を相互相関回路５００と自己相関回路５１０
へ、出力する。このとき、適応コードベクトルに対して
音源コードベクトルを直交化して、探索してもよい。自
己相関回路４３０では、フレーム長の重み付け音声信号
の自己相関を計算し、原音ＲＭＳ量子化器４４０へ出力
する。原音ＲＭＳ量子化器４４０では、フレーム長の重
み付け音声信号の自己相関から、フレーム長の重み付け
音声信号のＲＭＳを計算し、μ−ｌａｗ量子化し、イン
デックスをマルチプレクサ５６０へ、量子化された原音
ＲＭＳをゲイン計算回路５２０へ出力する。自己相関回
路４９０では、適応コードベクトルの重み付け合成信号
の自己相関を計算し、ゲイン計算回路５２０へ出力す
る。相互相関回路５００では、適応コードベクトルの重
み付け合成信号と音源コードベクトルの重み付け合成信
号の相互相関を計算し、ゲイン計算回路５２０へ出力す
る。自己相関回路５１０では、音源コードベクトルの重
み付け合成信号の自己相関を計算し、ゲイン計算回路５
２０へ出力する。ゲインコードブック５３０から、イン
デックスｊのゲインコードベクトルをゲイン計算回路５
２０へ出力し、ゲイン計算回路５２０では、ゲインを計
算し、適応コードベクトルのゲインを乗算器５２２へ、
音源コードベクトルのゲインを乗算器５２４へ、出力す
る。乗算器５２２では、適応コードベクトルに適応コー
ドベクトルのゲインを掛け、乗算器５２４では、音源コ
ードベクトルに音源コードベクトルのゲインを掛け、加
算器５２６で、それらを足し合わせ、重み付け合成フィ
ルタ５４０へ出力し、重み付け合成フィルタ５４０で、
重み付け合成され、減算器５４５へ出力される。減算器
５４５では、サブフレーム長の音声信号から、重み付け
合成フィルタからの出力信号を引き、２乗誤差計算回路
５５０へ出力する。２乗誤差計算回路５５０では、２乗
誤差が最小となるゲインコードベクトルが探索され、そ
のインデックスがマルチプレクサ５６０へ出力される。
の符号化器の一例を示すブロック図である。図におい
て、入力端子４００から音声信号を入力し、重み付けフ
ィルタ４０５と線形予測分析回路４２０へ出力する。線
形予測分析回路４２０で、線形予測分析を行い、スペク
トルパラメータを、重み付けフィルタ４０５と影響信号
減算回路４１５と重み付け合成フィルタ５４０と適応コ
ードブック探索回路４６０と音源コードブック探索回路
４８０とマルチプレクサ５６０へ出力する。重み付けフ
ィルタ４０５では、音声信号を聴感重み付けし、サブフ
レーム分割回路４１０と自己相関回路４３０へ出力す
る。サブフレーム分割回路４１０からサブフレーム長
（例えば５ｍｓ）に分割された重み付け音声信号を影響
信号減算回路４１５へ出力し、影響信号減算回路４１５
で前のサブフレームからの影響信号を減算し、影響信号
が引かれた重み付け音声信号を適応コードブック探索回
路４６０と減算器５４５へ出力する。適応コードブック
４５０から遅れｄの適応コードベクトルａdが適応コー
ドブック探索回路４６０へ出力され、適応コードブック
探索回路４６０で、適応コードベクトルが探索される。
適応コードブック探索回路４６０からは、選択された遅
れｄがマルチプレクサ５６０へ、選択された遅れｄの適
応コードベクトルａdが乗算器５２２へ、選択された遅
れｄの適応コードベクトルａdの重み付け合成信号Ｓａd
が自己相関回路４９０と相互相関回路５００へ、重み付
け音声信号から、選択された遅れｄの適応コードベクト
ルａdの重み付け合成信号Ｓａdに最適ゲインβを掛けた
信号を引いた信号ｘａを音源コードブック探索回路４８
０へ、それぞれ出力する。音源コードブック４７０か
ら、インデックスｉの音源コードベクトルｃiを音源コ
ードブック探索回路４８０へ出力する。音源コードブッ
ク探索回路４８０では、音源コードブックを探索し、選
択された音源コードベクトルのインデックスをマルチプ
レクサ５６０へ，選択された音源コードベクトルを乗算
器５２４へ、選択された音源コードベクトルの重み付け
合成信号を相互相関回路５００と自己相関回路５１０
へ、出力する。このとき、適応コードベクトルに対して
音源コードベクトルを直交化して、探索してもよい。自
己相関回路４３０では、フレーム長の重み付け音声信号
の自己相関を計算し、原音ＲＭＳ量子化器４４０へ出力
する。原音ＲＭＳ量子化器４４０では、フレーム長の重
み付け音声信号の自己相関から、フレーム長の重み付け
音声信号のＲＭＳを計算し、μ−ｌａｗ量子化し、イン
デックスをマルチプレクサ５６０へ、量子化された原音
ＲＭＳをゲイン計算回路５２０へ出力する。自己相関回
路４９０では、適応コードベクトルの重み付け合成信号
の自己相関を計算し、ゲイン計算回路５２０へ出力す
る。相互相関回路５００では、適応コードベクトルの重
み付け合成信号と音源コードベクトルの重み付け合成信
号の相互相関を計算し、ゲイン計算回路５２０へ出力す
る。自己相関回路５１０では、音源コードベクトルの重
み付け合成信号の自己相関を計算し、ゲイン計算回路５
２０へ出力する。ゲインコードブック５３０から、イン
デックスｊのゲインコードベクトルをゲイン計算回路５
２０へ出力し、ゲイン計算回路５２０では、ゲインを計
算し、適応コードベクトルのゲインを乗算器５２２へ、
音源コードベクトルのゲインを乗算器５２４へ、出力す
る。乗算器５２２では、適応コードベクトルに適応コー
ドベクトルのゲインを掛け、乗算器５２４では、音源コ
ードベクトルに音源コードベクトルのゲインを掛け、加
算器５２６で、それらを足し合わせ、重み付け合成フィ
ルタ５４０へ出力し、重み付け合成フィルタ５４０で、
重み付け合成され、減算器５４５へ出力される。減算器
５４５では、サブフレーム長の音声信号から、重み付け
合成フィルタからの出力信号を引き、２乗誤差計算回路
５５０へ出力する。２乗誤差計算回路５５０では、２乗
誤差が最小となるゲインコードベクトルが探索され、そ
のインデックスがマルチプレクサ５６０へ出力される。
【００９８】ゲイン計算回路５２０で、ゲインを計算す
る際、量子化された原音ＲＭＳそのものを用いる代わり
に、前フレームの量子化された原音ＲＭＳと現フレーム
の量子化された原音ＲＭＳを用いて各サブフレームに補
間（例えば、対数補間）した値を用いてもよい。
る際、量子化された原音ＲＭＳそのものを用いる代わり
に、前フレームの量子化された原音ＲＭＳと現フレーム
の量子化された原音ＲＭＳを用いて各サブフレームに補
間（例えば、対数補間）した値を用いてもよい。
【００９９】図４は、第２の発明による音声符号化方式
を実施する復号化器の一例を示すブロック図である。図
において、デマルチプレクサ５７０から原音ＲＭＳのイ
ンデックスを原音ＲＭＳ復号化器５８０へ、適応コード
ベクトルの遅れは適応コードブック５９０へ、音源コー
ドベクトルのインデックスは音源コードブック６００
へ、ゲインコードベクトルのインデックスはゲインコー
ドブック６１０へ、スペクトルパラメータは、重み付け
合成フィルタ６２０と重み付け合成フィルタ６３０と合
成フィルタ７１０へ出力される。原音ＲＭＳ復号化器５
８０からは、原音ＲＭＳがゲイン計算回路６７０へ出力
される。適応コードブック５９０からは、適応コードベ
クトルが重み付け合成フィルタ６２０と乗算器６８０へ
出力され、音源コードブック６００からは、音源コード
ベクトルが重み付け合成フィルタ６３０と乗算器６９０
へ出力され、ゲインコードブック６１０からは、ゲイン
コードベクトルがゲイン計算回路６７０へ出力される。
重み付け合成フィルタ６２０からは適応コードベクトル
の重み付け合成信号が自己相関回路６４０と相互相関回
路６５０へ出力され、重み付け合成フィルタ６３０から
は音源コードベクトルの重み付け合成信号が自己相関回
路６６０と相互相関回路６５０へ出力される。自己相関
回路６４０では、適応コードベクトルの重み付け合成信
号の自己相関が計算され、ゲイン計算回路６７０へ出力
される。相互相関回路６５０では、適応コードベクトル
の重み付け合成信号と音源コードベクトルの重み付け合
成信号の相互相関が計算され、ゲイン計算回路６７０へ
出力される。自己相関回路６６０では、音源コードベク
トルの重み付け合成信号の自己相関が計算され、ゲイン
計算回路６７０へ出力される。ゲイン計算回路６７０で
は、作用で述べた数１６〜数１９により適応コードベク
トルのゲインと音源コードベクトルのゲインを計算し、
適応コードベクトルのゲインを乗算器６８０へ、音源コ
ードベクトルのゲインを乗算器６９０へ、出力する。乗
算器６８０では、適応コードベクトルに適応コードベク
トルのゲインを掛け、乗算器６９０では、音源コードベ
クトルに音源コードベクトルのゲインを掛け、それらを
加算器７００で加算し、合成フィルタ７１０へ出力し、
合成フィルタ７１０では、その信号を合成し、出力端子
７２０へ出力する。
を実施する復号化器の一例を示すブロック図である。図
において、デマルチプレクサ５７０から原音ＲＭＳのイ
ンデックスを原音ＲＭＳ復号化器５８０へ、適応コード
ベクトルの遅れは適応コードブック５９０へ、音源コー
ドベクトルのインデックスは音源コードブック６００
へ、ゲインコードベクトルのインデックスはゲインコー
ドブック６１０へ、スペクトルパラメータは、重み付け
合成フィルタ６２０と重み付け合成フィルタ６３０と合
成フィルタ７１０へ出力される。原音ＲＭＳ復号化器５
８０からは、原音ＲＭＳがゲイン計算回路６７０へ出力
される。適応コードブック５９０からは、適応コードベ
クトルが重み付け合成フィルタ６２０と乗算器６８０へ
出力され、音源コードブック６００からは、音源コード
ベクトルが重み付け合成フィルタ６３０と乗算器６９０
へ出力され、ゲインコードブック６１０からは、ゲイン
コードベクトルがゲイン計算回路６７０へ出力される。
重み付け合成フィルタ６２０からは適応コードベクトル
の重み付け合成信号が自己相関回路６４０と相互相関回
路６５０へ出力され、重み付け合成フィルタ６３０から
は音源コードベクトルの重み付け合成信号が自己相関回
路６６０と相互相関回路６５０へ出力される。自己相関
回路６４０では、適応コードベクトルの重み付け合成信
号の自己相関が計算され、ゲイン計算回路６７０へ出力
される。相互相関回路６５０では、適応コードベクトル
の重み付け合成信号と音源コードベクトルの重み付け合
成信号の相互相関が計算され、ゲイン計算回路６７０へ
出力される。自己相関回路６６０では、音源コードベク
トルの重み付け合成信号の自己相関が計算され、ゲイン
計算回路６７０へ出力される。ゲイン計算回路６７０で
は、作用で述べた数１６〜数１９により適応コードベク
トルのゲインと音源コードベクトルのゲインを計算し、
適応コードベクトルのゲインを乗算器６８０へ、音源コ
ードベクトルのゲインを乗算器６９０へ、出力する。乗
算器６８０では、適応コードベクトルに適応コードベク
トルのゲインを掛け、乗算器６９０では、音源コードベ
クトルに音源コードベクトルのゲインを掛け、それらを
加算器７００で加算し、合成フィルタ７１０へ出力し、
合成フィルタ７１０では、その信号を合成し、出力端子
７２０へ出力する。
【０１００】ゲイン計算回路６７０で、ゲインを計算す
る際、量子化された原音ＲＭＳそのものを用いる代わり
に、前フレームの量子化された原音ＲＭＳと現フレーム
の量子化された原音ＲＭＳを用いて各サブフレームに補
間（例えば、対数補間）した値を用いてもよい。
る際、量子化された原音ＲＭＳそのものを用いる代わり
に、前フレームの量子化された原音ＲＭＳと現フレーム
の量子化された原音ＲＭＳを用いて各サブフレームに補
間（例えば、対数補間）した値を用いてもよい。
【０１０１】図５は、ゲイン計算回路６７０の一例を示
すブロック図である。図において、入力端子７３０から
量子化された原音ＲＭＳ（ＸＲＭＳと書く）を入力し、
除算器８５０と除算器８７０へ出力する。入力端子７４
０から適応コードベクトルの重み付け合成信号の自己相
関〈Ｓａ，Ｓａ〉を入力し、乗算器７９０と除算器８０
０へ出力する。入力端子７５０から適応コードベクトル
の重み付け合成信号と音源コードベクトルの重み付け合
成信号との相互相関〈Ｓａ，Ｓｃ〉を入力し、除算器８
００と乗算器８１０へ出力する。入力端子７６０から音
源コードベクトルの重み付け合成信号との自己相関〈Ｓ
ｃ，Ｓｃ〉を入力し、減算器８２０へ出力する。入力端
子７７０からゲインコードベクトルの第１成分Ｇ1を入
力し乗算器８９０へ出力する。入力端子７８０からゲイ
ンコードベクトルの第２成分Ｇ2 を入力し乗算器８８０
へ出力する。乗算器７９０では、〈Ｓａ，Ｓａ〉に１／
Ｎを掛け、ルート計算回路８４０へ出力し、ルート計算
回路８４０では、〈Ｓａ，Ｓａ〉／Ｎのルートを計算
し、除算器８５０へ出力する。ここでＮはサブフレーム
長（例えば４０サンプル）である。除算器８５０では、
ＸＲＭＳを（〈Ｓａ，Ｓａ〉／Ｎ）1/2で割り、商を乗
算器８９０へ出力し、乗算器８９０でＸＲＭＳ／（〈Ｓ
ａ，Ｓａ〉／Ｎ）1/2とゲインコードベクトルの第１成
分Ｇ1を掛け、減算器９００へ出力する。除算器８００
では〈Ｓａ，Ｓｃ〉を〈Ｓａ，Ｓａ〉で割り、商を乗算
器８１０と乗算器９１０へ出力する。乗算器８１０で
は、〈Ｓａ，Ｓｃ〉／〈Ｓａ，Ｓａ〉と〈Ｓａ，Ｓｃ〉
とを掛け、減算器８２０へ出力する。減算器８２０で、
〈Ｓｃ，Ｓｃ〉から〈Ｓａ，Ｓｃ〉2／〈Ｓａ，Ｓａ〉
を減算し、乗算器８３０へ出力し、乗算器８３０で１／
Ｎを掛け、ルート計算回路８６０へ出力し、ルート計算
回路８６０でルートを計算し、除算器８７０へ出力す
る。除算器８７０でＸＲＭＳを｛（〈Ｓｃ，Ｓｃ〉−
〈Ｓａ，Ｓｃ〉2／〈Ｓａ，Ｓａ〉）／Ｎ｝1/2で割り、
商を乗算器８８０へ出力し、乗算器８８０でゲインコー
ドベクトルの第２成分Ｇ2を掛け、乗算器９１０と出力
端子９３０へ出力する。乗算器９１０で、Ｇ2・ＸＲＭ
Ｓ／｛（〈Ｓｃ，Ｓｃ〉−〈Ｓａ，Ｓｃ〉2／〈Ｓａ，
Ｓａ〉）／Ｎ｝1/2と〈Ｓａ，Ｓｃ〉／〈Ｓａ，Ｓａ〉
を掛け、減算器９００へ出力し、減算器９００でＧ1・
ＸＲＭＳ／（〈Ｓａ，Ｓａ〉／Ｎ）1/2から減算し、出
力端子９２０へ出力する。
すブロック図である。図において、入力端子７３０から
量子化された原音ＲＭＳ（ＸＲＭＳと書く）を入力し、
除算器８５０と除算器８７０へ出力する。入力端子７４
０から適応コードベクトルの重み付け合成信号の自己相
関〈Ｓａ，Ｓａ〉を入力し、乗算器７９０と除算器８０
０へ出力する。入力端子７５０から適応コードベクトル
の重み付け合成信号と音源コードベクトルの重み付け合
成信号との相互相関〈Ｓａ，Ｓｃ〉を入力し、除算器８
００と乗算器８１０へ出力する。入力端子７６０から音
源コードベクトルの重み付け合成信号との自己相関〈Ｓ
ｃ，Ｓｃ〉を入力し、減算器８２０へ出力する。入力端
子７７０からゲインコードベクトルの第１成分Ｇ1を入
力し乗算器８９０へ出力する。入力端子７８０からゲイ
ンコードベクトルの第２成分Ｇ2 を入力し乗算器８８０
へ出力する。乗算器７９０では、〈Ｓａ，Ｓａ〉に１／
Ｎを掛け、ルート計算回路８４０へ出力し、ルート計算
回路８４０では、〈Ｓａ，Ｓａ〉／Ｎのルートを計算
し、除算器８５０へ出力する。ここでＮはサブフレーム
長（例えば４０サンプル）である。除算器８５０では、
ＸＲＭＳを（〈Ｓａ，Ｓａ〉／Ｎ）1/2で割り、商を乗
算器８９０へ出力し、乗算器８９０でＸＲＭＳ／（〈Ｓ
ａ，Ｓａ〉／Ｎ）1/2とゲインコードベクトルの第１成
分Ｇ1を掛け、減算器９００へ出力する。除算器８００
では〈Ｓａ，Ｓｃ〉を〈Ｓａ，Ｓａ〉で割り、商を乗算
器８１０と乗算器９１０へ出力する。乗算器８１０で
は、〈Ｓａ，Ｓｃ〉／〈Ｓａ，Ｓａ〉と〈Ｓａ，Ｓｃ〉
とを掛け、減算器８２０へ出力する。減算器８２０で、
〈Ｓｃ，Ｓｃ〉から〈Ｓａ，Ｓｃ〉2／〈Ｓａ，Ｓａ〉
を減算し、乗算器８３０へ出力し、乗算器８３０で１／
Ｎを掛け、ルート計算回路８６０へ出力し、ルート計算
回路８６０でルートを計算し、除算器８７０へ出力す
る。除算器８７０でＸＲＭＳを｛（〈Ｓｃ，Ｓｃ〉−
〈Ｓａ，Ｓｃ〉2／〈Ｓａ，Ｓａ〉）／Ｎ｝1/2で割り、
商を乗算器８８０へ出力し、乗算器８８０でゲインコー
ドベクトルの第２成分Ｇ2を掛け、乗算器９１０と出力
端子９３０へ出力する。乗算器９１０で、Ｇ2・ＸＲＭ
Ｓ／｛（〈Ｓｃ，Ｓｃ〉−〈Ｓａ，Ｓｃ〉2／〈Ｓａ，
Ｓａ〉）／Ｎ｝1/2と〈Ｓａ，Ｓｃ〉／〈Ｓａ，Ｓａ〉
を掛け、減算器９００へ出力し、減算器９００でＧ1・
ＸＲＭＳ／（〈Ｓａ，Ｓａ〉／Ｎ）1/2から減算し、出
力端子９２０へ出力する。
【０１０２】以上で実施例の説明を終える。
【０１０３】ゲインコードブックは、必ずしも２次元コ
ードブックであるとは、限らない。例えば、適応コード
ブックのゲインを量子化するための１次元コードブック
と音源コードブックのゲインを量子化するための１次元
コードブックをゲインコードブックとして用いてもよ
い。
ードブックであるとは、限らない。例えば、適応コード
ブックのゲインを量子化するための１次元コードブック
と音源コードブックのゲインを量子化するための１次元
コードブックをゲインコードブックとして用いてもよ
い。
【０１０４】音源コードブックは、前記文献３のように
乱数信号から構成しても良いし、トレーニング信号を用
いて予め学習して構成してもよい。
乱数信号から構成しても良いし、トレーニング信号を用
いて予め学習して構成してもよい。
【０１０５】
【発明の効果】以上で述べたように、第１の発明の特徴
は、適応コードベクトルと音源コードベクトルのゲイン
として最適ゲインを用いて音源コードブックを探索して
いく際に、数１６を直接計算するのではなく、すべて相
関演算による数１７を用いることにある。
は、適応コードベクトルと音源コードベクトルのゲイン
として最適ゲインを用いて音源コードブックを探索して
いく際に、数１６を直接計算するのではなく、すべて相
関演算による数１７を用いることにある。
【０１０６】今、サブフレーム長をＮ、音源コードブッ
クサイズをＢビットとすると、前記数７においては、Ｓ
ａdに〈Ｓａd，Ｓｃj〉／〈Ｓａd，Ｓａd〉を掛けるた
め、Ｎ・２B回乗算が必要であったが、前記数８におい
ては、〈Ｓａd，Ｓｃj〉2／〈Ｓａd，Ｓａd〉を計算す
るためのＮ回の乗算で済むため、Ｎ（２B−１）回の乗
算の低減化ができ、しかも、得られる音質は変わらない
という大きな効果を併せ持つ。
クサイズをＢビットとすると、前記数７においては、Ｓ
ａdに〈Ｓａd，Ｓｃj〉／〈Ｓａd，Ｓａd〉を掛けるた
め、Ｎ・２B回乗算が必要であったが、前記数８におい
ては、〈Ｓａd，Ｓｃj〉2／〈Ｓａd，Ｓａd〉を計算す
るためのＮ回の乗算で済むため、Ｎ（２B−１）回の乗
算の低減化ができ、しかも、得られる音質は変わらない
という大きな効果を併せ持つ。
【０１０７】また、第２の発明の特徴は、正規化された
ゲインをゲインコードブックとして用いることにある。
正規化によりゲインの分散は減るため、正規化されたゲ
インをコードベクトルにもつゲインコードブックは良い
量子化特性を持ち、その結果、高品質な符号化音声が得
られるという大きな効果がある。
ゲインをゲインコードブックとして用いることにある。
正規化によりゲインの分散は減るため、正規化されたゲ
インをコードベクトルにもつゲインコードブックは良い
量子化特性を持ち、その結果、高品質な符号化音声が得
られるという大きな効果がある。
【図１】第１の発明による音声符号化方式を実施する符
号化器の一例を示すブロック図である。
号化器の一例を示すブロック図である。
【図２】第１の発明による音声符号化方式を実施する復
号化器の一例を示すブロック図である。
号化器の一例を示すブロック図である。
【図３】第２の発明による音声符号化方式を実施する復
号化器の一例を示すブロック図である。
号化器の一例を示すブロック図である。
【図４】第２の発明による音声符号化方式を実施する符
号化器の一例を示すブロック図である。
号化器の一例を示すブロック図である。
【図５】図４のゲイン計算回路の一例を示すブロック図
である。
である。
１００ 入力端子 １１０ 線形予測器 １２０ 適応コードブック １３０ 適応コードブック探索回路 １４０ 音源コードブック １５０ 重み付け合成フィルタ １６０ 相互相関回路 １７０ 自己相関回路 １８０ 相互相関回路 １９０ 直交化自己相関回路 ２００ （相互）2／（自己）最大値探索回路 ２１０ ゲインコードブック ２２０ ゲインコードブック探索回路 ２３０ マルチプレクサ ２４０ デマルチプレクサ ２５０ 適応コードブック ２６０ 音源コードブック ２７０ ゲインコードブック ２８０ 乗算器 ２９０ 乗算器 ３００ 加算器 ３１０ 合成フィルタ ３２０ 出力端子 ４００ 入力端子 ４１０ サブフレーム分割回路 ４２０ 線形予測分析回路 ４３０ 自己相関回路 ４４０ 原音ＲＭＳ量子化器 ４５０ 適応コードブック ４６０ 適応コードブック探索回路 ４７０ 音源コードブック ４８０ 音源コードブック探索回路 ４９０ 自己相関回路 ５００ 相互相関回路 ５１０ 自己相関回路 ５２０ ゲイン計算回路 ５２２ 乗算器 ５２４ 乗算器 ５２６ 加算器 ５３０ ゲインコードブック ５４０ 重み付け合成フィルタ ５４５ 減算器 ５５０ ２乗誤差計算回路 ５６０ マルチプレクサ ５７０ デマルチプレクサ ５８０ 原音ＲＭＳ復号化器 ５９０ 適応コードブック ６００ 音源コードブック ６１０ ゲインコードブック ６２０ 重み付け合成フィルタ ６３０ 重み付け合成フィルタ ６４０ 自己相関回路 ６５０ 相互相関回路 ６６０ 自己相関回路 ６７０ ゲイン計算回路 ６８０ 乗算器 ６９０ 乗算器 ７００ 加算器 ７１０ 合成フィルタ ７２０ 出力端子 ７３０ 入力端子 ７４０ 入力端子 ７５０ 入力端子 ７６０ 入力端子 ７７０ 入力端子 ７８０ 入力端子 ７９０ 乗算器 ８００ 除算器 ８１０ 乗算器 ８２０ 減算器 ８３０ 乗算器 ８４０ ルート計算回路 ８５０ 除算器 ８６０ ルート計算回路 ８７０ 除算器 ８８０ 乗算器 ８９０ 乗算器 ９００ 減算器 ９１０ 乗算器 ９２０ 出力端子 ９３０ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 9/14 G10L 9/18
Claims (2)
- 【請求項１】一定間隔のフレームに分割された音声信号
を入力し、前記入力音声信号の線形予測パラメータを求
める線形予測分析部と、前記入力音声信号の長期相関を
利用する適応コードブックと、前記入力音声信号の励振
音源を表す音源コードブックと、前記適応コードブック
のゲインと前記音源コードブックのゲインを量子化する
ゲインコードブックを有する音声符号化方式において、
前記音源コードブックのコードベクトルと前記線形予測
パラメータとで合成される合成信号の自己相関を、前記
適応コードブックのコードベクトルと前記線形予測パラ
メータとで合成される合成信号の自己相関と、前記適応
コードブックのコードベクトルの合成信号と前記音源コ
ードブックのコードベクトルの合成信号との相互相関と
を用いて修正し、前記修正した自己相関と、前記入力音
声信号から前記適応コードブックのコードベクトルの合
成信号を引いた信号と前記音源コードブックのコードベ
クトルの合成信号との相互相関とを用いることにより、
前記音源コードブックを探索することを特徴とする音声
符号化方式。 - 【請求項２】一定間隔のフレームに分割された音声信号
を入力し、前記入力音声信号のスペクトルパラメータを
求める線形予測分析部と、前記入力音声信号の長期相関
を利用する適応コードブックと、前記入力音声信号の励
振音源を表す音源コードブックと、前記適応コードブッ
クのゲインと前記音源コードブックのゲインを量子化す
るゲインコードブックを有する音声符号化方式におい
て、前記ゲインコードブックのコードベクトルを探索す
る際に、前記音源コードベクトルの合成信号の自己相関
と、前記適応コードベクトルの合成信号と前記音源コー
ドベクトルの合成信号との相互相関と、前記音源コード
ベクトルの合成信号の自己相関と、前記入力音声信号の
自己相関、または、前記入力音声信号の自己相関の推定
値とから計算される正規化係数を用いることを特徴とす
る音声符号化方式。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103263A JP2776050B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 音声符号化方式 |
| EP98119722A EP0898267B1 (en) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Speech coding system |
| EP92103180A EP0501420B1 (en) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Speech coding method and system |
| DE69229364T DE69229364T2 (de) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Einrichtung und Verfahren zur Sprachkodierung |
| CA002061803A CA2061803C (en) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Speech coding method and system |
| DE69232892T DE69232892T2 (de) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Sprachkodierungssystem |
| US07/841,827 US5485581A (en) | 1991-02-26 | 1992-02-26 | Speech coding method and system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103263A JP2776050B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 音声符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270400A JPH04270400A (ja) | 1992-09-25 |
| JP2776050B2 true JP2776050B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=14349551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3103263A Expired - Lifetime JP2776050B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 音声符号化方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485581A (ja) |
| EP (2) | EP0501420B1 (ja) |
| JP (1) | JP2776050B2 (ja) |
| CA (1) | CA2061803C (ja) |
| DE (2) | DE69232892T2 (ja) |
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