JPH0723008A - 符号化処理タイミング可変の音声処理方式 - Google Patents

符号化処理タイミング可変の音声処理方式

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JPH0723008A
JPH0723008A JP5149498A JP14949893A JPH0723008A JP H0723008 A JPH0723008 A JP H0723008A JP 5149498 A JP5149498 A JP 5149498A JP 14949893 A JP14949893 A JP 14949893A JP H0723008 A JPH0723008 A JP H0723008A
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    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech 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
    • G10L19/04Speech 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
    • G10L19/16Vocoder architecture

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化情報入力タイミングは一定で、符号化
情報の出力タイミングを変化させることのできる音声処
理方式を用いて、低遅延で音声処理を実現する。 【構成】 本発明の音声処理方式は、出力タイミングの
調整後に、フレームで符号化処理情報を出力するまでの
残り時間と音声を出力するまでの残り時間を計算する
(31)(32)。その残り時間から、次に行うべき処
理を予め分割しておいた複数の符号化処理X、復号化処
理X、単位時間待ち処理から選ぶ(34)(37)(3
8)。選ばれた処理を行い(35)(36)(39)、
スタートに戻ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声符号化情報の符号
化処理または復号化処理を行う音声処理方式に関し、特
にデジタル移動通信基地局装置における音声処理方式に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、DSP(デジタルシグナルプロセ
ッサ)1チップでつくられた音声処理方式は、例えば、
中村牧生・日置晃による“音声コーデック処理方式”
(特許出願番号4−247273)に述べられている。
これによれば、ある定められた時間長のフレーム毎に決
まったタイミングでそのフレームの符号化情報の入出力
を実行する時、音声符号化処理終了タイミングと符号化
情報出力タイミングとの差(以後、符号化遅延時間と呼
ぶ)、符号化情報入力タイミングと音声信号出力タイミ
ングとの差(以後、復号化遅延時間と呼ぶ)を最小にす
るように、前記複数の音声符号化処理および復号化処理
それぞれの順番を予め決定しておき、決められた処理タ
イミングで音声処理を実行していた。
【0003】以下に、上述の符号化情報出力タイミング
の変更された変更情報(通常遅延情報)が1フレームに
一回符号化情報入力と同時に受信される場合を従来技術
を用いて説明する。また以下に用いる音声処理方式では
離散的な音声信号が8KHzで与えらる場合を取り扱
い、8KHz信号の周期、すなわち125μSを一単位
時間とする。
【0004】通常音声処理方式では入出力バッファを持
ち、音声信号の符号化情報出力処理と符号化情報入力処
理とはそれぞれ入出力バッファを介して、一単位時間に
一回、一離散信号(一サンプル)毎に割り込み処理を行
う。すなわち、メインフローとは独立して以下のような
方法で入出力処理が実行される。ここで、出力を行うべ
きサンプルを格納しているアドレスを示すポインタを入
出力バッファポインタと呼び、まず、入出力バッファポ
インタが指し示すアドレスの内容(一サンプル)を出力
し、入力した一サンプルを同じアドレスに格納する。そ
の後入出力バッファポインタを一単位進める。
【0005】まず、符号化処理を4分割する。処理順に
0、1、2、3と符号をつけて、それぞれを符号化処理
0、符号化処理1、符号化処理2、符号化処理3、とお
く。復号化処理に関しても同様に、復号化処理0、復号
化処理1、復号化処理2、復号化処理3とおく。以下の
記述で符号0、1、2、3を特に指定しない場合は符号
Xで置き換える。また、1フレーム時間以内での余時
間、すなわち符号化処理X・復号化処理Xのどちらも行
わない時の処理を指定時間待ち処理とする。
【0006】ここで、音声処理として上記8種類の処理
には以下のような制約がある。 (1)符号化処理は、1フレーム時間以内で4種類の処
理を終了する。 (2)復号化処理は、1フレームを均等に4分割した時
間(1サブフレームと呼ぶ)内で1種類の処理を終了さ
せる。
【0007】音声処理方式に関する記述は省略するが、
例えば、M.Schroeder and B.Atal氏による"Code-excite
d Iinear prediction: High quality speech at very l
ow bit rates" と題した論文等に記載されているCELP(C
ode Excited LPC Coding)方式が知られている。
【0008】まず、一定タイミングで動作する符号化情
報入力タイミングを、メイン処理が必要とする1フレー
ムに一度の基準時間とする。
【0009】上述した入出力バッファポインタは一定時
間毎に一つずつアドレスの更新を行うので、この入出力
ポインタを現時刻を表す尺度として用いる事ができる。
【0010】入出力バッファとしては、音声符号化用と
音声復号化用の2種類のバッファを持つ。それぞれを符
号化バッファ、復号化バッファと呼ぶ。上記に示した入
出力バッファポインタとしては、この場合2種類あり、
以下符号化側入出力ポインタ、復号化側入出力ポインタ
と呼ぶ。
【0011】上記2種類のバッファには入出力バッファ
ポインタの他に、それぞれの出力情報をセットする位置
を示すポインタ(符号化バッファ出力ポインタ、復号化
バッファ出力ポインタと呼ぶ)を持つ。符号化処理終了
後符号化情報を前記符号化バッファ出力ポインタの示す
位置にセットし、復号化処理終了後音声信号を前記復号
化バッファ出力ポインタの示す位置にセットする。
【0012】次にメイン処理フローを図3を用いて説明
する。
【0013】初めに符号化情報出力タイミング情報が入
力されたかどうかをチェックし(ステップ11)、入力
終了であれば、そのフレームでタイミング調整済みかど
うかをチェックし(ステップ12)、タイミング未調整
であれば、タイミングの変更があるか否かをチェックし
(ステップ13)、変更が有ればこの符号化情報出力タ
イミングをタイミング調整部で補正する(ステップ1
4)。すなわち、タイミング調整部では、符号化バッフ
ァ出力ポインタをタイミングの変更量だけ時間の進行方
向に更新する処理を行う。次に処理順を記載したメモリ
により次に行うべき処理を選択し(ステップ15)、選
ばれた処理を行い(ステップ16)、スタートに戻る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、符号化情報入力タイミングは一定で、符号化情報の
出力タイミングを遅延させる必要のある音声処理装置の
場合でも、符号化情報出力タイミングの変更と関係なく
予め決まった処理タイミングで音声符号化処理を行う。
これは、符号化情報出力タイミングよりも最大1フレー
ム時間分前に符号化処理を終了する可能性をもち、すな
わち符号化遅延時間が最大1フレーム時間分生じるとい
う問題を有していた。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の符号化処理タイ
ミング可変の音声処理方式は、入力される情報のうち音
声の符号化情報を出力するタイミングの情報が入力され
たかどうかを監視するタイミング情報入力チェック手段
と、出力タイミング情報が入力済みであればタイミング
調整を行うべきか否かを判断するタイミング調整実行判
断手段と、タイミング調整が必要と判断されたとき出力
タイミング情報の変更の有無を調べる変更情報チェック
手段と、出力タイミング情報に変更ありのときは符号化
情報の出力タイミングの調整を行うタイミング調整手段
と、音声符号化処理および音声復号化処理それぞれが有
する各出力タイミングまでの残り時間を計算する残り時
間計算手段と、次に実行すべき処理候補を、その処理予
定時間と残り時間とを参照してそれぞれ複数に分割した
符号化処理および復号化処理から選択し、選択した処理
を実行する指示を行う次処理選択手段とよりなり、ま
た、タイミング情報入力チェック手段によりタイミング
情報の入力確認が無く、また、タイミング調整実行判断
手段によりタイミング調整の必要なしと判断されたと
き、さらにまた、前記変更情報チェック手段により出力
タイミング情報の変更無しとされたとき、それぞれ、残
り時間計算手段と次処理選択手段とによる動作を行な
い、全処理の完了するまで、上述した各手段の動作をく
り返すこととしている。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1は本発明の音声処理方式の一実施例に
よるメイン処理を説明するためのフローチャート、図2
は図1の残り時間計算と次処理選択および実行を示すフ
ローチャートである。
【0018】本実施例による音声処理装置は1チップの
デジタルシグナルプロセッサ(DSP)より構成され、
外部から入力された離散的な音声信号からある定められ
た方式により処理を行い音声符号化情報を生成する音声
符号化処理をあらかじめ複数の処理に分割した符号化処
理部と、入力された音声符号化情報からある定められた
方式により処理を行い離散的な音声信号に生成する音声
復号化処理をあらかじめ複数の処理に分割した復号化処
理部とを有している。音声符号化処理および音声復号化
処理の複数の処理の分割については上述した従来技術の
場合と同様とする。また、音声符号化用の符号化バッフ
ァと音声復号化用の復号化バッファ、さらにそれらの入
出力バッファポインタやそれぞれの入力情報をセットす
る位置を示すポインタについても上述の従来技術の場合
と同様とする。その他、従来技術の場合の指定時間待ち
処理の代わりに、一単位時間何も行わない処理(125
μS待ち処理)を設ける。次に、一単位時間を1とし
て、各符号化処理X及び復号化処理Xの処理時間を計算
してメモリに持っておく。各処理時間を符号化処理X
T、復号化処理XTと呼ぶ。
【0019】次に、図1を参照して本実施例のメイン処
理のフローを説明する。
【0020】入力される情報のうち音声の符号化情報を
出力するタイミングの情報が入力されたかどうかを監視
し(ステップ21)、出力タイミング情報が入力済みで
あればそのフレームでタイミング調整を行うべきか否か
を判断し(ステップ22)、タイミング調整が必要と判
断されたとき出力タイミング情報の変更の有無を調べ
(ステップ23)、出力タイミング情報に変更ありのと
きは符号化情報の出力タイミングの調整を行い(ステッ
プ24)、次に、そのフレームで音声符号化処理および
音声復号化処理それぞれが有する各出力タイミングまで
の残り時間を計算し(ステップ25)、次に実行すべき
処理候補を、その処理予定時間と残り時間とを参照して
それぞれ複数に分割した符号化処理および復号化処理か
ら次の処理を選択し(ステップ26)、選択した処理を
実行する指示を行い(ステップ27)、また、タイミン
グ情報入力チェック手段によりタイミング情報の入力確
認が無く、また、タイミング調整実行判断手段によりタ
イミング調整の必要なしと判断されたとき、さらにま
た、変更情報チェック手段により出力タイミング情報の
変更無しとされたとき、それぞれ、残り時間計算手段と
次処理選択手段とによる動作を行ない、全処理の完了す
るまで、上述した各手段の動作をくり返す。
【0021】次に、残り時間計算(ステップ25)及び
符号化または復号化処理選択(ステップ26)に関する
詳細を図2を用いて説明する。
【0022】まず、符号化処理の残り時間、すなわちそ
のフレームの符号化処理情報を出力するまでの時間を計
算する(ステップ31)。
【0023】RC=(符号化バッファ出力ポインタ)−
(符号化側入出力ポインタ)(3) 同様にして復号化処理の残り時間を計算する(ステップ
32)。
【0024】RD=(復号化バッファ出力ポインタ)−
(復号化側入出力ポインタ)(4) 上記RC,RDの値のとり得る範囲はバッファの大きさ
(時間長)で決まるが、本発明の一実施例の場合、1フ
レーム時間以上の場合はバッファの大きさとの差分をと
って、マイナスの値を設定する。すなわち −(1フレーム時間)<RC,RD≦1フレーム時間 (5) RCがマイナスになる一例をあげる。符号化の最終処理
が終わった直後にRCの計算を行った時、次の符号化情
報出力タイミングが1フレーム時間以上である場合があ
る。この場合のRCの値はマイナスの値にセットされ
る。
【0025】次に、次符号化処理XTと次復号化処理X
Tの和を求め、その予定時間合計がRD以下であるかど
うか判断する。RD以下であれば符号化処理を、RDよ
り大きければ、復号化処理を選択する(ステップ3
3)。この判断項は前記の制約((1)および(2))
を満たす。合計時間がRD以下だった場合、RCが0以
上であるかどうか判断する(ステップ34)。0以上で
あれば、次の順番の符号化処理Xを選択し、実行して終
了する(ステップ35)。RCが0より小さい場合はま
だ、処理を始める時間になっていないので、125μS
待ちの処理を行う(ステップ36)。
【0026】(ステップ33)の判断の時、予定時間合
計がRDより大きい場合、復号化処理を選択するが、も
し次処理が復号化処理0であれば(ステップ37)、符
号化情報入力済みかどうかを判断した後(ステップ3
8)、入力済みであれば復号化処理X(ステップ39)
を、未入力であれば125μS待ちの処理(ステップ3
6)を実行して終了する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、符号化情
報入力タイミングが一定で、符号化情報の出力タイミン
グを変化させる必要のある場合に、音声符号化処理をそ
の時々の残り時間を計算して最適な処理を選択し実行す
る事により、符号化遅延時間、さらには符号化遅延時間
も最小になるように音声処理を実行することが出来ると
いう効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の符号化処理タイミング可変の音声処理
方式の一実施例のメイン処理を示すフローチャートであ
る。
【図2】図1の実施例の残り時間計算および次処理選択
・実行を示すフローチャートである。
【図3】従来技術を使用した音声処理方式のメイン処理
を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11〜16 ステップ 21〜27 ステップ 31〜39 ステップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力した離散的な音声信号からある定め
    られた方式により処理を行い音声符号化情報を生成する
    音声符号化処理をあらかじめ複数の処理に分割した符号
    化処理部と、入力した音声符号化情報からある定められ
    た方式により処理を行い離散的な音声信号に生成する音
    声復号化処理をあらかじめ複数の処理に分割した復号化
    処理部とを有し、1チップのデジタルシグナルプロセッ
    サで実現する音声処理方式において、 入力される情報のうち音声の符号化情報を出力するタイ
    ミングの情報が入力されたかどうかを監視するタイミン
    グ情報入力チェック手段と、 前記出力タイミング情報が入力済みであればタイミング
    調整を行うべきか否かを判断するタイミング調整実行判
    断手段と、 タイミング調整が必要と判断されたとき前記出力タイミ
    ング情報の変更の有無を調べる変更情報チェック手段
    と、 前記出力タイミング情報に変更ありのときは前記符号化
    情報の出力タイミングの調整を行うタイミング調整手段
    と、 前記音声符号化処理および前記音声復号化処理それぞれ
    が有する各出力タイミングまでの残り時間を計算する残
    り時間計算手段と、 次に実行すべき処理候補を、その処理予定時間と前記残
    り時間とを参照してそれぞれ複数に分割した前記符号化
    処理および復号化処理から選択し、選択した処理を実行
    する指示を行う次処理選択手段とよりなり、また、 前記タイミング情報入力チェック手段によりタイミング
    情報の入力確認が無く、また、前記タイミング調整実行
    判断手段によりタイミング調整の必要なしと判断された
    とき、さらにまた、前記変更情報チェック手段により出
    力タイミング情報の変更無しとされたとき、それぞれ、
    前記残り時間計算手段と前記次処理選択手段とによる動
    作を行ない、 全処理の完了するまで、上述した各手段の動作をくり返
    すことを特徴とする符号化処理タイミング可変の音声処
    理方式。
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