JPH02165200A

JPH02165200A - 符号・復号化装置

Info

Publication number: JPH02165200A
Application number: JP63319535A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Sato; 佐藤　好男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-26

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、音声信号をディジタル伝送するに用いる符号
・復号化装置に関する。

（従来の技術）第２図は従来の音声信号の符号・復号化装置のブロック
図を示し１図（ａ）は符号化部、図（ｂ）は復号化部で
ある。

図（ａ）の符号化部において、入力端子１から印加され
る音声信号は、一定時間ごとに短期予測分析部によって
線形予測分析され、それにより抽出された短期予測係数
は、短期予測分析フィルタ３および短期予測合成フィル
タ４に入力される。［期予測分析フィルタ３は、上記印
加された短期予測係数によって入力音声信号から短期相
関部分を除去して、長期予測分析部５に入力させる。長
期予測分析部５では、上記入力された短期相関部分を除
去した信号からピッチ周期とピッチ相関係数を抽出して
、長期予測合成フィルタ６に印加する。

この長期予測合成フィルタ６では、ベクトル発生部７が
最適ベクトル選択部８から印加されるベクトル番号によ
って、コードブック９から取り出すベクトルに上記入力
されたピッチ周期とピッチ相関係数によってピッチ相関
を与え、それを短期予測合成フィルタ４に入力させ、こ
こで前記短期予測分析部２から入力された短期予測係数
によって短期相関が与えられる。

差ひずみ測度算出部１０は、一定時間に区切られた入力
音声信号と、短期予測合成フィルタ４から入力される信
号との間の差ひずみ測度を算出する。

最適ベクトル選択部８は、前記ベクトル発生部７にベク
トル番号を順次出力して、上記差ひずみ測度算出部１０
の出力が最小となる最適ベクトル番号を出力する。なお
、上記で差ひずみ測度は、例えば二乗距離等が用いられ
る。

多重化部１１は、短期予測分析部２の出力の短期予測係
数と、長期予測分析部５が出力するピッチ周期とピッチ
相関係数と、および最適ベクトル選択部８が出力する最
適ベクトル番号とを多重化する。その多重化信号は、出
力端子１２から符号化データとして出力される。

第２図のｇｇｌ（ｂ）は、上記符号化部の出力を復号す
る復号化部を示すブロック図である。

入力端子１３から印加される上記図（ａ）の構成による
符号化データは、分離部１４において最適ベクトル番号
と、ピッチ周期ならびにピッチ相関係数と、および短期
予測係数とに分離され、それぞれベクトル発生部１５．
長期予測合成フィルタ１６．および短期予測合成フィル
タ１７に印加される。ベクトル発生部１５は、印加され
た最適ベクトル番号に従ってコードブック１８からベク
トルを取り出し、また、長期予測合成フィルタ１６は、
入力されたピッチ周期およびピッチ相関係数によってベ
クトル発生部１５の出力にピッチ相関を与え、また、短
期予測合成フィルタ１７は、入力された短期予測係数に
従って長期予測合成フィルタ１６の出力に短期相関を与
えることによって音声信号を再生し、出力端子１９から
復号化音声信号として出力する。

以上のように、従来装置によっても入力音声信号から短
期予測合成フィルタおよび長期予測合成フィルタの係数
を求め、それらの合成フィルタを駆動し、その出力と入
力音声信号との差ひずみ測度が最小になるベクトルを選
ぶことによって入力音声信号を符号化し、また、その符
号化データから長期予測合成フィルタおよび短期予測合
成フィルタの係数とこれらのフィルタを駆動するベクト
ルを復号して音声信号を復号することができた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の符号・復号化装置は、周期性
を有する有声音信号と、周期性が無い無声音信号の両方
について同一のコードブックを参照して符号化している
から、低ビツトレートでは良好な品質のよい音声信号が
得られなかった。

また、周期性のない無声音信号については、ピッチ周期
およびピッチ相関係数は無駄な情報として送出されてい
る問題点があった。

本発明は、上述の問題点等を排除して、低ビツトレート
でも良好な音声信号の品質が得られる音声信号の符号・
復号化装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は一ヒ記の目的を、音声信号をピッチ相関係数の
大きい場合と小さい場合に分け、それぞれに適応したコ
ードブックを参照して符号化するとともに、ピッチ相関
係数が小さい場合には長期予測をすることなく、ベクト
ル量子化のビット数を高める構成とすることによって達
成する。

（作　用）上記の構成によって、本発明は、周期性の強い音声信号
と弱い音声信号にそれぞれに適応するコードブックを参
照して符号化するから、符号化音声信号の品質が向上す
るとともに、周期性の弱い音声信号については無駄情報
となるピッチ周期およびピッチ相関係数の代わりに、ベ
クトル量子化のビットレートを大きくさせることにより
、さらに音声品質が向上する。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の音声信号符号・復号化装置
のブロック図を示し、同図（ａ）は符号化部、同図（ｂ
）は復号化部で、９１，９．はそれぞれ第１．第２のコ
ードブックであり、その他の符号説明は第２図の対応す
る符号説明を援用する。

まず、符号化部を示す図（ａ）において、入力端子１か
ら入力される音声信号は、一定時間ごとに短期予測分析
部２により線形予測分析され、そこで短期予測係数が抽
出されて短期予測分析フィルタ３に印加され、それによ
って短期相関が除去された信号が長期予測分析部５に加
えられる。この長期予測分析部５では、上記短期予測分
析フィルタ３からの信号からピッチ周期およびピッチ相
関係数を抽出するとともに、相関係数が予め定めた値よ
り大きいか小さいかを示す長期子８１１１切換信号を、
ベクトル発生部７と長期予測合成フィルタ６に出力する
。

ベクトル発生部７は、最適ベクトル選択部８から入力さ
れるベクトル番号と前記長期予測切換信号によって、ピ
ッチ相関係数が大きいことを示す場合は第１のコードブ
ック９．から、また、そうでない場合は第２のコードブ
ック９□からベクトルを取り出して出力する。第１のコ
ードブック９、はピッチ相関係数の大なる信号に最適化
したものを用い、第２のコードブック９８はピッチ相関
係数の小なる信号に最適化したものを用いる。

また、第２のコードブック９．は、ピッチ周期およびピ
ッチ相関係数の符号化情報量の分だけ第１のフードブッ
クより大きいものを使用する。

長期予測合成フィルタ６は、入力される長期予測切換信
号がピッチ相関係数が大きいことを示している場合は、
長期予測分析部５からのピッチ周期とピッチ相関係数を
用いてベクトル発生部７の出力に周期性を与えて出力し
、そうでない場合は。

ベクトル発生部７の出力をそのまま出力する。短期予測
合成フィルタ４は、短期予測分析部２からの短期予測係
数を使用して、長期予測合成フィルタ６の出力に短期相
関を与えて出力する。

差ひずみ測度算出部１０は、一定時間に区切られた入力
音声信号と、短期予測合成フィルタ４の出力間の差ひず
み測度を算出する。なお、差ひすみ測度は１例えば二乗
距離等が用いられる。

最適ベクトル選択部８は、ベクトル発生部７にベクトル
番号を順次入力して、差ひずみ測度算出部１０の出力が
最小となるベクトル番号を最適ベクトル番号として出力
する。

多重化部１１は、長期予測分析部５からの長期予測切換
信号がピッチ相関係数の大きいことを示す場合は、長期
予測切換信号、短期予測係数、ピッチ周期、ピッチ相関
係数、および最適ベクトル番号を多重化し、そうでない
場合は、長期予測切換信号、短期予測係数、および最適
ベクトル番号を多重化して、出力端子１２から符号化さ
れた音声信号として出力する。

第１図（ｂ）は、上記符号化信号の復号化部のブロック
図である。

この構成において、まず、入力端子１３から符号化信号
が入力され１分離部１４において長期予測切換信号が分
離され、それがピッチ相関係数が大きいことを示す場合
は、残りの信号を短期予測係数と、ピッチ周期ならびに
ピッチ相関係数と、および最適ベクトル番号に分離し、
そうでない場合は。

短期予測係数および最適ベクトル番号だけを分離する。

ベクトル発生部１５は、最適ベクトル番号と長期予測切
換信号によってピッチ相関係数が大きいことが示される
場合は第１のコードブック１８．から。

また、そうでない場合は第２のコードブック１８□から
ベクトルを取り出して出力する。これらのコードブック
は、図（ａ）で示した符号化部のものと同じものを使用
する。長期予測合成フィルタ１６は、長期予測切換信号
がピッチ相関係数の大きいことを示す時は、ピッチ周期
とピッチ相関係数を用いてベクトル発生部１５の出力に
ピッチ相関を与えて出力し、そうでない場合は、ベクト
ル発生部１５の出力をそのまま出力する。短期予測合成
フィルタ１７は、短期予測係数を用いて長期予測合成フ
ィルタ１６の出力に短期相関を与えて、出力端子１９か
ら音声信号として出力される。

本発明は、以上のように入力音声信号のピッチ相関の大
きい場合と小さい場合とで、ベクトル量子化のためのコ
ードブックを切り換えることにより、良好な音声品質が
得られる符号化・復号化装置であり、さらに、ピッチ相
関係数が小さい場合はピッチ周期およびピッチ相関係数
を符号化する代わりに、ベクトル量子化のビットレート
を上げることにより音声品質が一層向上する。

（発明の効果）以上、詳細に説明して明らかなように、本発明は、入力
音声の周期性が強い場合とそうではない場合とで、それ
ぞれに最適な２つのコードブックにより入力音声信号の
ピッチ相関に応じて切り換えて量子化するので１品質良
好に符号化でき、かつピッチ相関係数が小さい場合は、
ピッチ周期やピッチ相関係数を符号化することなく、代
わりにベクトル量子化のビットレートを上げることによ
って音声品質を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の符号・復号
化部を示すブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）は従来の
符号・復号化部を示すブロック図である。２・・・短期予測分析部、　３・・・短期予測分析フィ
ルタ、４．１７・・・短期予測合成フィルタ、　５・・
・長期予測分析部、　６，１６・・・長期予測合成フィ
ルタ、　　７，１５・・・ベクトル発生部、　８・・・
最適ベクトル選択部、　９゜９１，９□、　１８．１８
．、１ｇ、・・・コードブック、１０・・・差ひすみ測
度算出部、　１１・・・多重化部、１４・・・分離部。特許出願人　松下電器産業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

入力音声信号から短期予測合成フィルタおよび長期予測
合成フィルタの係数を求め、これらの短期予測合成フィ
ルタおよび長期予測合成フィルタを駆動して、その出力
と入力音声の差ひずみ測度が最小となるベクトルを選択
することにより入力音声を符号化し、この符号化信号か
ら長期予測合成フィルタおよび短期予測合成フィルタの
係数とこれらのフィルタを駆動するベクトルを復号し、
音声信号を再生する符号・復号化装置において、音声信
号をピッチ相関係数の一定値に対する大小に分け、それ
ぞれに対して適応したコードブックを用いて符号化する
とともに、ピッチ相関係数が小さい場合は長期予測する
ことなくベクトル量子化のビットと数を高めて符号化し
、復号化には上記と同じコードブックを用いて復号する
ことを特徴とする符号・復号化装置。