JPH0683393A - 音声符号化装置 - Google Patents
音声符号化装置Info
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- JPH0683393A JPH0683393A JP4233925A JP23392592A JPH0683393A JP H0683393 A JPH0683393 A JP H0683393A JP 4233925 A JP4233925 A JP 4233925A JP 23392592 A JP23392592 A JP 23392592A JP H0683393 A JPH0683393 A JP H0683393A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
Abstract
(57)【要約】
【目的】線形予測誤差をより小さくすることが可能な音
声符号化装置を提供する。 【構成】過去の入力音声をもとに再合成した合成音声か
らなる合成音声コードブックをもち、この合成音声コー
ドブックの各要素と入力音声を比較し、最も相関の高い
要素を入力音声から差し引いた差分音声に対して線形予
測係数を求める線形予測分析部2と、励起ベクトルから
構成される励起用コードブックを用いて、差分音声との
線形予測誤差を最小化するAbS処理部10とを具備す
る。
声符号化装置を提供する。 【構成】過去の入力音声をもとに再合成した合成音声か
らなる合成音声コードブックをもち、この合成音声コー
ドブックの各要素と入力音声を比較し、最も相関の高い
要素を入力音声から差し引いた差分音声に対して線形予
測係数を求める線形予測分析部2と、励起ベクトルから
構成される励起用コードブックを用いて、差分音声との
線形予測誤差を最小化するAbS処理部10とを具備す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人間の発する音声を効
率的に符号化する音声符号化方法のなかでも、分析合成
符号化方法を用いた音声符号化装置に関する。
率的に符号化する音声符号化方法のなかでも、分析合成
符号化方法を用いた音声符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】分析合成符号化方法の代表例として、線
形予測分析と励起用コードブックを用いたCELP(Cod
e-Excited Linear Prediction : 残差駆動型線形予測)
符号化がある。この符号化方法を用いた音声符号化装置
の構成図を図6に示す。図中において音声入力部1に入
力された入力音声は線形予測分析部2に供給され、線形
予測係数αが求められる。そして、線形予測係数量子化
部3にてスカラー量子化されたαは線形予測器4に供給
される。線形予測器4には、同時に励起用コードブック
5からの励起ベクトルのインデックスie が入力され、
これより、線形予測器4からは線形予測音声xv が出力
される。差分器8において、入力音声xとその線形予測
音声xv との差分がとられ、予測誤差eが求まる。その
予測誤差eは聴覚的雑音感を低減させるために、聴覚重
み付けフィルタ6を通じて、誤差最小化部7に供給され
る。誤差最小化部7では予測誤差eの平均自乗誤差を求
め、最小の平均自乗誤差と、その時の励起ベクトルのイ
ンデックスie を保持する。そして、励起用コードブッ
ク5の全ての励起ベクトルについて、上記処理を行った
のち、音声復号化装置30へ量子化された線形予測係数
αと励起ベクトルのインデックスie が送出されること
になる。
形予測分析と励起用コードブックを用いたCELP(Cod
e-Excited Linear Prediction : 残差駆動型線形予測)
符号化がある。この符号化方法を用いた音声符号化装置
の構成図を図6に示す。図中において音声入力部1に入
力された入力音声は線形予測分析部2に供給され、線形
予測係数αが求められる。そして、線形予測係数量子化
部3にてスカラー量子化されたαは線形予測器4に供給
される。線形予測器4には、同時に励起用コードブック
5からの励起ベクトルのインデックスie が入力され、
これより、線形予測器4からは線形予測音声xv が出力
される。差分器8において、入力音声xとその線形予測
音声xv との差分がとられ、予測誤差eが求まる。その
予測誤差eは聴覚的雑音感を低減させるために、聴覚重
み付けフィルタ6を通じて、誤差最小化部7に供給され
る。誤差最小化部7では予測誤差eの平均自乗誤差を求
め、最小の平均自乗誤差と、その時の励起ベクトルのイ
ンデックスie を保持する。そして、励起用コードブッ
ク5の全ての励起ベクトルについて、上記処理を行った
のち、音声復号化装置30へ量子化された線形予測係数
αと励起ベクトルのインデックスie が送出されること
になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の音声符号化装置では、線形予測残差の隣接間フ
レームの相関性を用いる適応コードブックを使用しても
線形予測誤差を十分に小さくできなかった。
た従来の音声符号化装置では、線形予測残差の隣接間フ
レームの相関性を用いる適応コードブックを使用しても
線形予測誤差を十分に小さくできなかった。
【0004】本発明の音声符号化装置はこのような課題
に着目してなされたものであり、その目的とするところ
は、再合成された合成音声そのもの及びその線形予測係
数の隣接間フレーム相関を利用することによって、線形
予測誤差をより小さくすることが可能でかつ、符号量の
低ビットレート化が可能な音声符号化装置を提供するこ
とにある。
に着目してなされたものであり、その目的とするところ
は、再合成された合成音声そのもの及びその線形予測係
数の隣接間フレーム相関を利用することによって、線形
予測誤差をより小さくすることが可能でかつ、符号量の
低ビットレート化が可能な音声符号化装置を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の音声符号化装置は、過去の入力音声をも
とに再合成した合成音声からなる合成音声コードブック
をもち、この合成音声コードブックの各要素と入力音声
を比較し、最も相関の高い要素を入力音声から差し引い
た差分音声に対して線形予測係数を求める線形予測分析
部と、励起ベクトルから構成される励起用コードブック
を用いて、差分音声との線形予測誤差を最小化するAb
S処理部とを具備する。
めに、本発明の音声符号化装置は、過去の入力音声をも
とに再合成した合成音声からなる合成音声コードブック
をもち、この合成音声コードブックの各要素と入力音声
を比較し、最も相関の高い要素を入力音声から差し引い
た差分音声に対して線形予測係数を求める線形予測分析
部と、励起ベクトルから構成される励起用コードブック
を用いて、差分音声との線形予測誤差を最小化するAb
S処理部とを具備する。
【0006】
【作用】すなわち、本発明においては、過去の入力音声
をもとに再合成した合成音声と入力音声とを比較して、
最も相関の高い要素を入力音声から差し引いた差分音声
に対して線形予測係数を求め、差分音声との線形予測誤
差を最小化する。
をもとに再合成した合成音声と入力音声とを比較して、
最も相関の高い要素を入力音声から差し引いた差分音声
に対して線形予測係数を求め、差分音声との線形予測誤
差を最小化する。
【0007】
【実施例】本発明の実施例の概念図を図1に示す。本実
施例においても、従来の音声符号化装置と同様に、線形
予測分析部2と励起用コードブック5及びAbS(Anal
ysis By Synthesis : 合成による分析) 処理部10を有
するが、本実施例はさらに過去の合成音声を基に作成さ
れた合成音声コードブック9をもつ。
施例においても、従来の音声符号化装置と同様に、線形
予測分析部2と励起用コードブック5及びAbS(Anal
ysis By Synthesis : 合成による分析) 処理部10を有
するが、本実施例はさらに過去の合成音声を基に作成さ
れた合成音声コードブック9をもつ。
【0008】音声入力部1に供給された入力音声は合成
音声コードブック9の各要素と比較され、差分器8にお
いて最も相関の高い要素との差分がとられる。得られた
差分音声は線形予測分析部2で分析され、線形予測係数
αが求められる。
音声コードブック9の各要素と比較され、差分器8にお
いて最も相関の高い要素との差分がとられる。得られた
差分音声は線形予測分析部2で分析され、線形予測係数
αが求められる。
【0009】AbS処理部10は図6における線形予測
器4と差分器8、聴覚重み付けフィルタ6、誤差最小化
部7よりなる処理部で、線形予測分析部2からの線形予
測係数αと励起用コードブック5からの励起ベクトルを
用いて、最適な励起ベクトルを探索する。この最適な励
起ベクトルにより合成された合成音声と、前記算出済み
の入力音声と最も相関の高い合成音声コードブック9の
要素とを加算した合成音声を合成音声コードブック9の
新たな要素として追加し、最も時間的に古い要素を削除
する。この符号化装置から音声復号化装置30へは、従
来の線形予測係数αと励起用コードブックのインデック
スie 以外に、合成音声コードブックのインデックスi
x'を送信する必要がある。上記処理を、入力音声を一定
間隔で分割した各音声区間毎に実施する。
器4と差分器8、聴覚重み付けフィルタ6、誤差最小化
部7よりなる処理部で、線形予測分析部2からの線形予
測係数αと励起用コードブック5からの励起ベクトルを
用いて、最適な励起ベクトルを探索する。この最適な励
起ベクトルにより合成された合成音声と、前記算出済み
の入力音声と最も相関の高い合成音声コードブック9の
要素とを加算した合成音声を合成音声コードブック9の
新たな要素として追加し、最も時間的に古い要素を削除
する。この符号化装置から音声復号化装置30へは、従
来の線形予測係数αと励起用コードブックのインデック
スie 以外に、合成音声コードブックのインデックスi
x'を送信する必要がある。上記処理を、入力音声を一定
間隔で分割した各音声区間毎に実施する。
【0010】図2に本発明の第1実施例の構成を示す。
図2の1〜9及び30は、図1及び図6の同番号に対応
し、11は入力音声と合成音声コードブック9の要素と
の誤差を受けとり、その誤差を最小とする合成音声コー
ドブック9のインデックスをサーチするように制御する
機能をもつ誤差最小化部Aであり、12は差分音声x″
と線形予測器4からの出力であるx″の予測音声xv ″
との誤差を受けとり、その誤差を最小とする励起用コー
ドブック5のインデックスをサーチするように制御する
機能をもつ誤差最小化部Bであり、13は音声信号同士
を加算する加算器である。上記構成からなる音声符号化
装置(図3では20で示される)の動作を具体的に説明
する。
図2の1〜9及び30は、図1及び図6の同番号に対応
し、11は入力音声と合成音声コードブック9の要素と
の誤差を受けとり、その誤差を最小とする合成音声コー
ドブック9のインデックスをサーチするように制御する
機能をもつ誤差最小化部Aであり、12は差分音声x″
と線形予測器4からの出力であるx″の予測音声xv ″
との誤差を受けとり、その誤差を最小とする励起用コー
ドブック5のインデックスをサーチするように制御する
機能をもつ誤差最小化部Bであり、13は音声信号同士
を加算する加算器である。上記構成からなる音声符号化
装置(図3では20で示される)の動作を具体的に説明
する。
【0011】まず、一定の時間間隔で標本化され音声入
力部1に供給された入力音声は、差分器8において過去
の合成音声からなる合成音声コードブック9の1つの要
素と比較減算され、その結果が誤差として誤差最小化部
A11に送られる。誤差最小化部A11は合成音声コー
ドブック9のインデックスを操作しながら、誤差最小の
差分音声x″とそのときの合成音声コードブック9のイ
ンデックスix'を求める。求められた差分音声x″は線
形予測分析部2に供給され、公知の技術である共分散法
あるいは自己相関法を用いて線形予測係数αが分析次数
分(通常、分析次数は10程度である)計算される。線
形予測器4では、線形予測係数αと励起用コードブック
5の要素である励起ベクトルを用いて、予測音声xv ″
を計算し、出力する。
力部1に供給された入力音声は、差分器8において過去
の合成音声からなる合成音声コードブック9の1つの要
素と比較減算され、その結果が誤差として誤差最小化部
A11に送られる。誤差最小化部A11は合成音声コー
ドブック9のインデックスを操作しながら、誤差最小の
差分音声x″とそのときの合成音声コードブック9のイ
ンデックスix'を求める。求められた差分音声x″は線
形予測分析部2に供給され、公知の技術である共分散法
あるいは自己相関法を用いて線形予測係数αが分析次数
分(通常、分析次数は10程度である)計算される。線
形予測器4では、線形予測係数αと励起用コードブック
5の要素である励起ベクトルを用いて、予測音声xv ″
を計算し、出力する。
【0012】次に誤差最小化部B12では、差分器21
において求められた差分音声x″とその予測音声である
xv ″との誤差を受けとり、励起用コードブック5のイ
ンデックスを操作しながら、誤差最小の予測音声xv ″
とそのときの励起用コードブック5のインデックスie
を求める。そして、音声復号化装置30へは、線形予測
係数αと励起用コードブック5のインデックスie と合
成音声コードブック5のインデックスix'が送出され
る。また、誤差最小の予測音声xv ″は加算器13にお
いて、誤差最小化部A11で求めた合成音声コードブッ
ク9のインデックスix'の示す要素と加算され、その結
果である合成音声x″は合成音声コードブック9のいく
つかの要素として登録される。
において求められた差分音声x″とその予測音声である
xv ″との誤差を受けとり、励起用コードブック5のイ
ンデックスを操作しながら、誤差最小の予測音声xv ″
とそのときの励起用コードブック5のインデックスie
を求める。そして、音声復号化装置30へは、線形予測
係数αと励起用コードブック5のインデックスie と合
成音声コードブック5のインデックスix'が送出され
る。また、誤差最小の予測音声xv ″は加算器13にお
いて、誤差最小化部A11で求めた合成音声コードブッ
ク9のインデックスix'の示す要素と加算され、その結
果である合成音声x″は合成音声コードブック9のいく
つかの要素として登録される。
【0013】図3は、第1実施例の復号化装置の構成で
ある。音声符号化装置20からは線形予測係数αと励起
用コードブック5のインデックスie と合成音声コード
ブック9のインデックスix'が送られてくる。まず、イ
ンデックスie の示す位置の励起用コードブック5の要
素が線形予測器4に供給され、線形予測係数αとによ
り、線形予測器4において差分音声x″に対する予測音
声xv ″が合成される。そしてインデックスix'の示す
位置の合成音声コードブック9の要素x′が取り出さ
れ、加算器13にて、このx′とxv ″の和がとられ、
合成音声xv として出力される。この合成音声xv は音
声符号化装置と同様に合成音声コードブック9のいくつ
かの要素として登録される。
ある。音声符号化装置20からは線形予測係数αと励起
用コードブック5のインデックスie と合成音声コード
ブック9のインデックスix'が送られてくる。まず、イ
ンデックスie の示す位置の励起用コードブック5の要
素が線形予測器4に供給され、線形予測係数αとによ
り、線形予測器4において差分音声x″に対する予測音
声xv ″が合成される。そしてインデックスix'の示す
位置の合成音声コードブック9の要素x′が取り出さ
れ、加算器13にて、このx′とxv ″の和がとられ、
合成音声xv として出力される。この合成音声xv は音
声符号化装置と同様に合成音声コードブック9のいくつ
かの要素として登録される。
【0014】次に、第2実施例の符号化装置の例を図4
に示す。この例は、第1実施例が合成音声xv を直接使
用していたのと異なり、合成音声xv を再度、線形予測
分析し、線形予測係数αを求め、これをコードブックと
して使用する。図4において、15がそのコードブック
で、過去の入力音声の合成音声xv の線形予測係数(LP
C 係数)を格納した合成音声LPCコードブックであ
る。これも、順をおって具体的動作を説明していく。
に示す。この例は、第1実施例が合成音声xv を直接使
用していたのと異なり、合成音声xv を再度、線形予測
分析し、線形予測係数αを求め、これをコードブックと
して使用する。図4において、15がそのコードブック
で、過去の入力音声の合成音声xv の線形予測係数(LP
C 係数)を格納した合成音声LPCコードブックであ
る。これも、順をおって具体的動作を説明していく。
【0015】まず、一定の時間間隔で標本化され、音声
入力部1に供給された入力音声は線形予測分析部2に入
力され、線形予測係数αが求められる。この線形予測係
数αは合成音声LPCコードブック15の1つの要素と
比較され、その結果が誤差として誤差最小化部A11に
送られる。誤差最小化部A11は合成音声LPCコード
ブック15のインデックスを操作しながら、誤差最小の
合成音声LPCコードブック15のインデックス iα′
を求める。線形予測器4では、インデックス iα´の示
す要素(線形予測係数α′)と励起用コードブック5の
要素である励起ベクトルを用いて、予測音声xv を計算
し出力する。
入力部1に供給された入力音声は線形予測分析部2に入
力され、線形予測係数αが求められる。この線形予測係
数αは合成音声LPCコードブック15の1つの要素と
比較され、その結果が誤差として誤差最小化部A11に
送られる。誤差最小化部A11は合成音声LPCコード
ブック15のインデックスを操作しながら、誤差最小の
合成音声LPCコードブック15のインデックス iα′
を求める。線形予測器4では、インデックス iα´の示
す要素(線形予測係数α′)と励起用コードブック5の
要素である励起ベクトルを用いて、予測音声xv を計算
し出力する。
【0016】次に誤差最小化部B12は差分器21にお
いて求められた入力音声xとその予測音声xv との誤差
を受けとり、励起用コードブック5のインデックスを操
作しながら、誤差最小の予測音声xv とそのときの励起
用コードブック5のインデックスie を求める。そし
て、音声復号化装置30へは、合成音声LPCコードブ
ック15のインデックスi α′と励起用コードブック5
のインデックスie が送出される。また、誤差最小の予
測音声xv は、誤差最小化部B12から線形予測分析部
2に送られ、再度線形予測係数α″に変換され、合成音
声LPCコードブック15の要素として新たに登録され
る。
いて求められた入力音声xとその予測音声xv との誤差
を受けとり、励起用コードブック5のインデックスを操
作しながら、誤差最小の予測音声xv とそのときの励起
用コードブック5のインデックスie を求める。そし
て、音声復号化装置30へは、合成音声LPCコードブ
ック15のインデックスi α′と励起用コードブック5
のインデックスie が送出される。また、誤差最小の予
測音声xv は、誤差最小化部B12から線形予測分析部
2に送られ、再度線形予測係数α″に変換され、合成音
声LPCコードブック15の要素として新たに登録され
る。
【0017】図5は第2実施例の復号化装置の例であ
る。音声符号化装置20からは、合成音声LPCコード
ブック15のインデックス iα′と励起用コードブック
5のインデックスie が送られてくる。まず、インデッ
クス iα′の示す合成音声LPCコードブック15の要
素α´とインデックスie の示す励起用コードブック5
の要素(励起ベクトル)が線形予測器4に供給され、合
成音声xv が計算され、出力される。また、この合成音
声xv は線形予測分析部2で再度、線形予測係数α″が
求められ、音声符号化装置側と同様に、合成音声LPC
コードブック15の要素として登録される。本実施例は
線形予測係数の適応的ベクトル量子化に相当するため、
従来のスカラー量子化に比較して量子化効率が高く、装
置内部にのみ線形予測係数をもつ(すなわち、線形予測
係数そのものを送信しない)ため、分析次数や量子化精
度を十分な大きさでもつことが可能となっている。
る。音声符号化装置20からは、合成音声LPCコード
ブック15のインデックス iα′と励起用コードブック
5のインデックスie が送られてくる。まず、インデッ
クス iα′の示す合成音声LPCコードブック15の要
素α´とインデックスie の示す励起用コードブック5
の要素(励起ベクトル)が線形予測器4に供給され、合
成音声xv が計算され、出力される。また、この合成音
声xv は線形予測分析部2で再度、線形予測係数α″が
求められ、音声符号化装置側と同様に、合成音声LPC
コードブック15の要素として登録される。本実施例は
線形予測係数の適応的ベクトル量子化に相当するため、
従来のスカラー量子化に比較して量子化効率が高く、装
置内部にのみ線形予測係数をもつ(すなわち、線形予測
係数そのものを送信しない)ため、分析次数や量子化精
度を十分な大きさでもつことが可能となっている。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の音声符号
化装置においては、従来使用されていなかった過去の合
成音声との相関(類似)性を利用して、高音質化及び低
ビットレート化が可能となる。
化装置においては、従来使用されていなかった過去の合
成音声との相関(類似)性を利用して、高音質化及び低
ビットレート化が可能となる。
【図1】本発明に係る音声符号化装置の実施例の概念図
である。
である。
【図2】本発明の第1実施例の音声符号化装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図3】第1実施例の復号化装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図4】第2実施例の音声符号化装置の構成を示す図で
ある。
ある。
【図5】第2実施例の復号化装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図6】従来の音声符号化装置の構成を示す図である。
1…音声入力部、2…線形予測分析部、5…励起用コー
ドブック、9…合成音声コードブック、10…AbS処
理部、30…音声復号化装置。
ドブック、9…合成音声コードブック、10…AbS処
理部、30…音声復号化装置。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】次に誤差最小化部B12では、差分器21
において求められた差分音声x″とその予測音声である
xv ″との誤差を受けとり、励起用コードブック5のイ
ンデックスを操作しながら、誤差最小の予測音声xv ″
とそのときの励起用コードブック5のインデックスie
を求める。そして、音声復号化装置30へは、線形予測
係数αと励起用コードブック5のインデックスie と合
成音声コードブック5のインデックスix'が送出され
る。また、誤差最小の予測音声xv ″は加算器13にお
いて、誤差最小化部A11で求めた合成音声コードブッ
ク9のインデックスix'の示す要素と加算され、その結
果である合成音声x v は合成音声コードブック9のいく
つかの要素として登録される。
において求められた差分音声x″とその予測音声である
xv ″との誤差を受けとり、励起用コードブック5のイ
ンデックスを操作しながら、誤差最小の予測音声xv ″
とそのときの励起用コードブック5のインデックスie
を求める。そして、音声復号化装置30へは、線形予測
係数αと励起用コードブック5のインデックスie と合
成音声コードブック5のインデックスix'が送出され
る。また、誤差最小の予測音声xv ″は加算器13にお
いて、誤差最小化部A11で求めた合成音声コードブッ
ク9のインデックスix'の示す要素と加算され、その結
果である合成音声x v は合成音声コードブック9のいく
つかの要素として登録される。
Claims (1)
- 【請求項1】 過去の入力音声をもとに再合成した合成
音声からなる合成音声コードブックをもち、この合成音
声コードブックの各要素と入力音声を比較し、最も相関
の高い要素を入力音声から差し引いた差分音声に対して
線形予測係数を求める線形予測分析部と、 励起ベクトルから構成される励起用コードブックを用い
て、差分音声との線形予測誤差を最小化するAbS処理
部とを具備することを特徴とする音声符号化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233925A JPH0683393A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 音声符号化装置 |
| US08/052,658 US5432883A (en) | 1992-04-24 | 1993-04-26 | Voice coding apparatus with synthesized speech LPC code book |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233925A JPH0683393A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 音声符号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0683393A true JPH0683393A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16962756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233925A Pending JPH0683393A (ja) | 1992-04-24 | 1992-09-01 | 音声符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683393A (ja) |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP4233925A patent/JPH0683393A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020122 |