JPH0934498A - 音響信号符号化方法 - Google Patents
音響信号符号化方法Info
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- JPH0934498A JPH0934498A JP7185625A JP18562595A JPH0934498A JP H0934498 A JPH0934498 A JP H0934498A JP 7185625 A JP7185625 A JP 7185625A JP 18562595 A JP18562595 A JP 18562595A JP H0934498 A JPH0934498 A JP H0934498A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excitation signal
- noise
- signal
- noise excitation
- pitch
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 雑音励振信号の選択演算量を減少する。
【解決手段】 ピッチ励振信号ｐを選択後に、合成フィ
ルタのインパルス応答を要素とする行列ＨとＨt Ｈ＝Ｒ
を算出部３１で求め、そのＨ，Ｒと、前記ｐと入力音声
ｓとからΨを算出部３２で求め、予備選択部３３〜３７
でグループ０〜４における各８つのパルス位置ｌj とそ
の極性ａj についてΨのベクトル要素ψ（ｉ）について
ａj ψ（ｌj ）をそれぞれ算出し、ａj ψ（ｌj ）の値
の大きな順に、例えば３個のパルス位置をそれぞれ予備
選択し、これらグループ０〜４中の３位置から各１つを
選択した５パルスの雑音励振信号ｃを候補作成部３８で
作成し、その各ｃについてΨｃの算出、更にｓに対する
歪を算出し、最適雑音励振信号を選択する。
ルタのインパルス応答を要素とする行列ＨとＨt Ｈ＝Ｒ
を算出部３１で求め、そのＨ，Ｒと、前記ｐと入力音声
ｓとからΨを算出部３２で求め、予備選択部３３〜３７
でグループ０〜４における各８つのパルス位置ｌj とそ
の極性ａj についてΨのベクトル要素ψ（ｉ）について
ａj ψ（ｌj ）をそれぞれ算出し、ａj ψ（ｌj ）の値
の大きな順に、例えば３個のパルス位置をそれぞれ予備
選択し、これらグループ０〜４中の３位置から各１つを
選択した５パルスの雑音励振信号ｃを候補作成部３８で
作成し、その各ｃについてΨｃの算出、更にｓに対する
歪を算出し、最適雑音励振信号を選択する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は音声や音楽などの
音響信号を、ピッチ成分を表現するピッチ励振信号と雑
音成分を表現する雑音励振信号の合成フィルタを駆動し
て音響信号を再生することを利用して音響信号を符号化
する方法に関する。
音響信号を、ピッチ成分を表現するピッチ励振信号と雑
音成分を表現する雑音励振信号の合成フィルタを駆動し
て音響信号を再生することを利用して音響信号を符号化
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】２個の励振信号を用いて合成フィルタを
駆動する音響信号符号化方法としてはＶＳＥＬＰ、ＣＳ
−ＣＥＬＰその他の方法が知られている。これらは、I.
A. Gerson and M. A. Jasiuk:“Vector Sum Excited L
inear Prediction (VSELP) Speech Coding at 8kb/s",
Proc. IEEE ICASSP '90, pp.461-464 (1990)（文献１）
あるいは A. Kataoka, T. Moriya and S. Hayashi:“An
8-kbit/s Speech CoderBasedon Conjugate Structure
CELP", Proc. IEEE ICASSP '93, pp.592-595 (1993)
（文献２）その他の文献に開示されている。
駆動する音響信号符号化方法としてはＶＳＥＬＰ、ＣＳ
−ＣＥＬＰその他の方法が知られている。これらは、I.
A. Gerson and M. A. Jasiuk:“Vector Sum Excited L
inear Prediction (VSELP) Speech Coding at 8kb/s",
Proc. IEEE ICASSP '90, pp.461-464 (1990)（文献１）
あるいは A. Kataoka, T. Moriya and S. Hayashi:“An
8-kbit/s Speech CoderBasedon Conjugate Structure
CELP", Proc. IEEE ICASSP '93, pp.592-595 (1993)
（文献２）その他の文献に開示されている。
【０００３】ここで、図３を参照してこの種の音声符号
化方法の従来例を説明する。ただし同図は説明の簡単の
ため主な信号の流れのみを記載したものである。まず、
入力端子１から入力される入力音声波形のサンプリング
値系列がフィルタ係数決定部２に供給され、ここにおい
て線形予測分析などによりフィルタ係数が計算される。
フィルタ係数決定部２において計算されたフィルタ係数
は、次いでフィルタ係数量子化部３に供給され、フィル
タ係数はここにおいて量子化され、量子化されたフィル
タ係数は合成フィルタ４に供給され、ここに合成フィル
タ４のフィルタ係数が設定される。
化方法の従来例を説明する。ただし同図は説明の簡単の
ため主な信号の流れのみを記載したものである。まず、
入力端子１から入力される入力音声波形のサンプリング
値系列がフィルタ係数決定部２に供給され、ここにおい
て線形予測分析などによりフィルタ係数が計算される。
フィルタ係数決定部２において計算されたフィルタ係数
は、次いでフィルタ係数量子化部３に供給され、フィル
タ係数はここにおいて量子化され、量子化されたフィル
タ係数は合成フィルタ４に供給され、ここに合成フィル
タ４のフィルタ係数が設定される。
【０００４】この合成フィルタ４を駆動する励振信号は
２個の励振信号より成る。励振信号のうちの一方はピッ
チ符号帳１１の出力であり、他方は雑音符号帳２１の出
力である。このピッチ符号帳１１は合成フィルタ４に対
する過去の励振信号について複数のピッチ周期で取出さ
れた成分であり、選択されたピッチ周期成分候補はピッ
チ利得乗算部１２においてピッチ利得が乗算されて出力
される。雑音符号帳２１は複数の雑音波形成分より成
り、選択された雑音波形候補は雑音利得乗算部２２にお
いて雑音利得が乗算されて出力される。合成フィルタ４
はピッチ利得乗算部１２の出力と雑音利得乗算部２２の
出力とを加算部８で加算したものにより励振駆動され
る。
２個の励振信号より成る。励振信号のうちの一方はピッ
チ符号帳１１の出力であり、他方は雑音符号帳２１の出
力である。このピッチ符号帳１１は合成フィルタ４に対
する過去の励振信号について複数のピッチ周期で取出さ
れた成分であり、選択されたピッチ周期成分候補はピッ
チ利得乗算部１２においてピッチ利得が乗算されて出力
される。雑音符号帳２１は複数の雑音波形成分より成
り、選択された雑音波形候補は雑音利得乗算部２２にお
いて雑音利得が乗算されて出力される。合成フィルタ４
はピッチ利得乗算部１２の出力と雑音利得乗算部２２の
出力とを加算部８で加算したものにより励振駆動され
る。
【０００５】歪計算部５は、入力端子１を介して入力さ
れる入力音声信号と合成フィルタ４から出力される合成
音声信号との間の差が減算部９でとられ、その差である
歪が最も小さくなるように両符号帳１１，２１中の各励
振成分候補を選択し、同時に各励振成分候補に対して最
適な利得を設定する。符号出力部６は、フィルタ係数量
子化部３から供給される量子化されたフィルタ係数、歪
計算部５において選択された各符号帳１１，２１の選択
された各候補利得部１２，２２の利得をそれぞれ符号化
して出力する。これらの符号は出力端子７を介して伝送
又は蓄積される。通常はピッチ励振信号を選択した後、
雑音波形励振信号を選択する。
れる入力音声信号と合成フィルタ４から出力される合成
音声信号との間の差が減算部９でとられ、その差である
歪が最も小さくなるように両符号帳１１，２１中の各励
振成分候補を選択し、同時に各励振成分候補に対して最
適な利得を設定する。符号出力部６は、フィルタ係数量
子化部３から供給される量子化されたフィルタ係数、歪
計算部５において選択された各符号帳１１，２１の選択
された各候補利得部１２，２２の利得をそれぞれ符号化
して出力する。これらの符号は出力端子７を介して伝送
又は蓄積される。通常はピッチ励振信号を選択した後、
雑音波形励振信号を選択する。
【０００６】ところで、前記雑音符号帳２１よりの雑音
波形成分を、複数のパルスにより表現した音声符号化方
法として、ＡＣＥＬＰが知られている。これは文献 R.
Salami, C. Laflamme and J-P. Adoul: "ACELP Speech
Coderat 8kbit/s with 10msFrame: A Candidate for CC
ITT Standardization", Proc. IEEE Workshop on Speec
h Coding, pp. 23-24(1993)（文献３）その他の文献に
開示されている。この方法は５ｍｓの時間長の雑音励振
信号を４ないし５個の振幅一定のパルス列により表現
し、雑音励振信号はこれらのパルスの位置およびその極
性により特定するものであり、雑音励振波形の候補の格
納に必要とされるメモリを不要としている。
波形成分を、複数のパルスにより表現した音声符号化方
法として、ＡＣＥＬＰが知られている。これは文献 R.
Salami, C. Laflamme and J-P. Adoul: "ACELP Speech
Coderat 8kbit/s with 10msFrame: A Candidate for CC
ITT Standardization", Proc. IEEE Workshop on Speec
h Coding, pp. 23-24(1993)（文献３）その他の文献に
開示されている。この方法は５ｍｓの時間長の雑音励振
信号を４ないし５個の振幅一定のパルス列により表現
し、雑音励振信号はこれらのパルスの位置およびその極
性により特定するものであり、雑音励振波形の候補の格
納に必要とされるメモリを不要としている。
【０００７】図４を用いて従来の雑音励振信号としての
パルスを選択する方法を説明する。図３に示した場合と
同様にして選択されたピッチ励振信号が端子１３から加
算部８に入力され、雑音励振作成部１４から雑音励振信
号候補として複数のパルスの組み合わせが加算部８へ供
給され、その出力が、図３の量子化部３よりのフィルタ
係数が端子１５を通じて設定されている合成フィルタ４
に通され、その出力と入力音声信号との差が歪計算部５
へ供給され誤差信号のパワーが最小になるように雑音励
振作成部１４が制御され、誤差パワーが最小となるパル
ス位置、その各極性を符号化して出力する。
パルスを選択する方法を説明する。図３に示した場合と
同様にして選択されたピッチ励振信号が端子１３から加
算部８に入力され、雑音励振作成部１４から雑音励振信
号候補として複数のパルスの組み合わせが加算部８へ供
給され、その出力が、図３の量子化部３よりのフィルタ
係数が端子１５を通じて設定されている合成フィルタ４
に通され、その出力と入力音声信号との差が歪計算部５
へ供給され誤差信号のパワーが最小になるように雑音励
振作成部１４が制御され、誤差パワーが最小となるパル
ス位置、その各極性を符号化して出力する。
【０００８】ところが、この方法は複数のパルスの組み
合わせで雑音励振波形を表現するため非常に多くの雑音
励振信号候補が存在し、最適な雑音励振信号候補を決定
するためには多数回の演算処理を必要とする。即ち図４
に於いて雑音励振信号作成、合成フィルタ、誤差パワー
算出の処理を全ての雑音励振信号候補について行う必要
があり、このため多くの演算処理が必要となる。
合わせで雑音励振波形を表現するため非常に多くの雑音
励振信号候補が存在し、最適な雑音励振信号候補を決定
するためには多数回の演算処理を必要とする。即ち図４
に於いて雑音励振信号作成、合成フィルタ、誤差パワー
算出の処理を全ての雑音励振信号候補について行う必要
があり、このため多くの演算処理が必要となる。
【０００９】さらに、雑音励振信号を特定する際に、各
雑音励振信号候補を、事前に決定されたピッチ励振信号
に対して直交化して選択する方法が知られている。この
方法は雑音励振信号の特定に際して事前に決定したピッ
チ励振信号の影響をゼロとすることができ、より高精度
に雑音励振信号の特定を可能にする。これは I. A. Ger
son and M. A. Jasiuk; “Vector Sum Excited Linear
Prediction (VSELP) Speech Coding at 8kb/s", Proc.
IEEE ICASSP '90, pp.461-464(1990)(文献４）その他の
文献に開示されている。
雑音励振信号候補を、事前に決定されたピッチ励振信号
に対して直交化して選択する方法が知られている。この
方法は雑音励振信号の特定に際して事前に決定したピッ
チ励振信号の影響をゼロとすることができ、より高精度
に雑音励振信号の特定を可能にする。これは I. A. Ger
son and M. A. Jasiuk; “Vector Sum Excited Linear
Prediction (VSELP) Speech Coding at 8kb/s", Proc.
IEEE ICASSP '90, pp.461-464(1990)(文献４）その他の
文献に開示されている。
【００１０】図５を用いてこの従来の雑音励振信号の直
交化選択を、図４と同様に選択したピッチ励振信号を用
いて雑音励振信号を選択する場合について説明する。端
子１５からフィルタ係数が合成フィルタ４ａ，４ｂに設
定され、端子１３から選択されたピッチ励振信号が合成
フィルタ４ａに入力され、雑音符号帳１７から選択され
た複数のパルスよりなる雑音励振信号が合成フィルタ４
ｂに入力される。合成フィルタ４ａ，４ｂより各合成信
号は直交化部１８で直交化処理されて歪計算部１９に入
力され、端子１からの音声信号に対する誤差パワーが最
小になるように雑音符号帳１７の選択が行われる。
交化選択を、図４と同様に選択したピッチ励振信号を用
いて雑音励振信号を選択する場合について説明する。端
子１５からフィルタ係数が合成フィルタ４ａ，４ｂに設
定され、端子１３から選択されたピッチ励振信号が合成
フィルタ４ａに入力され、雑音符号帳１７から選択され
た複数のパルスよりなる雑音励振信号が合成フィルタ４
ｂに入力される。合成フィルタ４ａ，４ｂより各合成信
号は直交化部１８で直交化処理されて歪計算部１９に入
力され、端子１からの音声信号に対する誤差パワーが最
小になるように雑音符号帳１７の選択が行われる。
【００１１】直交化部１８で合成雑音成分は、合成ピッ
チ成分と無相関とされているから、歪計算部１９では、
この直交化された合成雑音成分と入力音声中の雑音成分
との誤差パワーが最小となる雑音励振信号を選択するこ
とになる。選択されたピッチ励振信号をｐ、雑音励振信
号候補をｃ、合成フィルタ４ａ，４ｂのインパルス応答
を要素とする行列をＨとすると、直交化部１８の出力中
の合成雑音成分Ｃ0 は前記文献４に示すように、次式で
表わされる。
チ成分と無相関とされているから、歪計算部１９では、
この直交化された合成雑音成分と入力音声中の雑音成分
との誤差パワーが最小となる雑音励振信号を選択するこ
とになる。選択されたピッチ励振信号をｐ、雑音励振信
号候補をｃ、合成フィルタ４ａ，４ｂのインパルス応答
を要素とする行列をＨとすると、直交化部１８の出力中
の合成雑音成分Ｃ0 は前記文献４に示すように、次式で
表わされる。
【００１２】Ｃ0 ＝Ｈｃ−〔（ｐt Ｈt Ｈｃ）／（ｐt
Ｈt Ｈｐ）〕Ｈｐ Ｈt はＨの転置を示す。この合成雑音成分Ｃ0 と入力音
声信号の時系列ベクトルｓの歪みＤは次式で求められ
る。 Ｄ＝｛ｓ−γc Ｃ0 ｝t ｛ｓ−γc Ｃ0 ｝ この歪Ｄを最小とする雑音励振信号候補ｃは次式を最大
にする候補ｃと等価である。
Ｈt Ｈｐ）〕Ｈｐ Ｈt はＨの転置を示す。この合成雑音成分Ｃ0 と入力音
声信号の時系列ベクトルｓの歪みＤは次式で求められ
る。 Ｄ＝｛ｓ−γc Ｃ0 ｝t ｛ｓ−γc Ｃ0 ｝ この歪Ｄを最小とする雑音励振信号候補ｃは次式を最大
にする候補ｃと等価である。
【００１３】Ｄsu＝（Ψｃ）2 ／｛（ｃＲｃ）（ｐＲ
ｐ）−（ｐＲｃ）2 ｝ Ｒ＝Ｈt Ｈ Ψ＝（ｐt Ｒｐ）ｓt Ｈ−（ｓt Ｈｐ）ｐt Ｒ 最適雑音励振信号の選択はＤsuが最大となるｃを求める
ことになる。これらのことは前記文献４に示されてい
る。すべての座音励振信号ｃについてＤsuを計算するこ
とにより最適な雑音励振信号を選択する。
ｐ）−（ｐＲｃ）2 ｝ Ｒ＝Ｈt Ｈ Ψ＝（ｐt Ｒｐ）ｓt Ｈ−（ｓt Ｈｐ）ｐt Ｒ 最適雑音励振信号の選択はＤsuが最大となるｃを求める
ことになる。これらのことは前記文献４に示されてい
る。すべての座音励振信号ｃについてＤsuを計算するこ
とにより最適な雑音励振信号を選択する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】例えば雑音励振信号の
継続時間長（フレーム長）を５ｍｓとし、各雑音励振信
号を５個のパルスで表現し、図６に示すように、グルー
プ０〜４はそれぞれフレーム中における決められた８つ
のパルス位置の何れかしかとることができないとされ、
各グループ０〜４からそれぞれその８つのパルス位置の
何れか１つを取出して、５つのパルスよりなる雑音励振
信号とする。その場合、各パルスは＋１又は−１の何れ
かの極性をとる。このようにして雑音励振信号が作成さ
れるため、その数は著しく大であり、その各雑音励振信
号についてＤsuの式を演算する必要があり、その演算量
が著しく多くなり、時間も長くなる。
継続時間長（フレーム長）を５ｍｓとし、各雑音励振信
号を５個のパルスで表現し、図６に示すように、グルー
プ０〜４はそれぞれフレーム中における決められた８つ
のパルス位置の何れかしかとることができないとされ、
各グループ０〜４からそれぞれその８つのパルス位置の
何れか１つを取出して、５つのパルスよりなる雑音励振
信号とする。その場合、各パルスは＋１又は−１の何れ
かの極性をとる。このようにして雑音励振信号が作成さ
れるため、その数は著しく大であり、その各雑音励振信
号についてＤsuの式を演算する必要があり、その演算量
が著しく多くなり、時間も長くなる。
【００１５】この発明は、ピッチ成分を表現するピッチ
励振信号および雑音成分を表現する雑音励振信号の２個
の励振信号を使用して合成フィルタを駆動する音響信号
符号化方法において、雑音励振信号として複数のパルス
で構成される雑音励振信号を用い、少ない演算量で実行
可能な雑音励振信号を選択することができる音響信号符
号化方法を提供することを目的とする。
励振信号および雑音成分を表現する雑音励振信号の２個
の励振信号を使用して合成フィルタを駆動する音響信号
符号化方法において、雑音励振信号として複数のパルス
で構成される雑音励振信号を用い、少ない演算量で実行
可能な雑音励振信号を選択することができる音響信号符
号化方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、雑音励振信号、入力音響信号、ピッチ励振信号及び
合成フィルタ係数から求められる値を利用して、雑音励
振信号の候補を予備的に複数選択し、これら選択された
各雑音励振信号の候補で合成フィルタを駆動して得られ
る各合成音響信号と入力音響信号との間の歪を求め、そ
の歪を最小とする雑音励振信号を一つ選択する。
ば、雑音励振信号、入力音響信号、ピッチ励振信号及び
合成フィルタ係数から求められる値を利用して、雑音励
振信号の候補を予備的に複数選択し、これら選択された
各雑音励振信号の候補で合成フィルタを駆動して得られ
る各合成音響信号と入力音響信号との間の歪を求め、そ
の歪を最小とする雑音励振信号を一つ選択する。
【００１７】請求項２の発明によれば、雑音励振信号、
入力音響信号、ピッチ励振信号及び合成フィルタ係数か
ら求められる値を利用して雑音励振信号を構成するパル
スの位置及び振幅の候補を予備的に複数選択し、これら
選択されたパルス位置により構成される各雑音励振信号
で合成フィルタを駆動して得られる各合成音響信号と入
力音響信号との間の歪を求め、その歪を最小とする雑音
励振信号を一つ選択する。
入力音響信号、ピッチ励振信号及び合成フィルタ係数か
ら求められる値を利用して雑音励振信号を構成するパル
スの位置及び振幅の候補を予備的に複数選択し、これら
選択されたパルス位置により構成される各雑音励振信号
で合成フィルタを駆動して得られる各合成音響信号と入
力音響信号との間の歪を求め、その歪を最小とする雑音
励振信号を一つ選択する。
【００１８】更に具体的に述べると、ピッチ成分を表現
するピッチ励振信号および雑音成分を表現する雑音励振
信号の２個の励振信号を使用して合成フィルタを駆動し
て音響信号を再生し、その入力音響信号との歪が最小と
なるピッチ励振信号および雑音励振信号を選択すること
により符号化し、その際に上記雑音励振信号を複数のパ
ルスで表現し、上記合成フィルタの特性を表わす行列
と、ピッチ励振信号と、入力音響信号と、雑音励振信号
とを用いた演算の結果が最大となる雑音励振信号を選択
する方法において、請求項１の発明では上記演算の分子
と対応する項を演算し、その演算結果の大きいものから
順に予め決めた数の雑音励振信号を予備選択し、その予
備選択した雑音励振信号について上記演算の結果の最大
となるものを選択する。
するピッチ励振信号および雑音成分を表現する雑音励振
信号の２個の励振信号を使用して合成フィルタを駆動し
て音響信号を再生し、その入力音響信号との歪が最小と
なるピッチ励振信号および雑音励振信号を選択すること
により符号化し、その際に上記雑音励振信号を複数のパ
ルスで表現し、上記合成フィルタの特性を表わす行列
と、ピッチ励振信号と、入力音響信号と、雑音励振信号
とを用いた演算の結果が最大となる雑音励振信号を選択
する方法において、請求項１の発明では上記演算の分子
と対応する項を演算し、その演算結果の大きいものから
順に予め決めた数の雑音励振信号を予備選択し、その予
備選択した雑音励振信号について上記演算の結果の最大
となるものを選択する。
【００１９】請求項２の発明では請求項１の発明におけ
る雑音励振信号の作成を、それぞれパルスのとり得るフ
レーム上の位置が複数個所予め決められた複数のグルー
プから、その各１つのパルス位置を選択し、かつ極性を
与えて作成し、予備選択を、各グループにおけるパルス
位置について、前記最大となる演算の分子と対応する演
算を行い、その各グループにおける演算結果のうち、大
きな順に所定数を選択して行い、その選択されたパルス
位置を、各グループから選択して作成した雑音励振信号
について上記演算の結果が最大となるものを求める。
る雑音励振信号の作成を、それぞれパルスのとり得るフ
レーム上の位置が複数個所予め決められた複数のグルー
プから、その各１つのパルス位置を選択し、かつ極性を
与えて作成し、予備選択を、各グループにおけるパルス
位置について、前記最大となる演算の分子と対応する演
算を行い、その各グループにおける演算結果のうち、大
きな順に所定数を選択して行い、その選択されたパルス
位置を、各グループから選択して作成した雑音励振信号
について上記演算の結果が最大となるものを求める。
【００２０】
【発明の実施の形態】簡単のため、入力音声のサンプリ
ング周波数を８０００Ｈｚ、雑音励振信号の継続時間長
（フレーム長）を５ｍｓとし、雑音励振信号を５個のパ
ルスで表現し、かつその第０〜第４パルスは図６に示し
た第０〜第４グループごとにそれぞれ規定されるフレー
ム上の位置にのみ存在することを可能とする。つまり雑
音励振信号はこれら第０〜第４グループから一つづつパ
ルス位置を選択し、さらに各パルスに極性を設定するこ
とにより構成する。ピッチ励振信号の選択は例えば図３
について述べたと同様に行う。この発明では雑音励振信
号の選択に特徴があり、この選択は従来技術の項で説明
したＤsuの演算が最大となるものを求めるが、請求項１
の発明では、まず図１Ａに示すように、Ｄsuの式の分子
のΨの算出を、合成フィルタのインパルス応答を要素と
する行列Ｈと、入力音声信号の時系列ベクトルｓと、ピ
ッチ励振信号（ベクトル）ｐとにより行う（Ｓ1 ）。次
にこのΨと、図６から求められる全ての雑音励振信号
（ベクトル）ｃの積を求める（Ｓ2 ）。Ψのベクトルの
第ｉ要素（ｉ＝０，１，２，…３９）をψ（ｉ）とし、
雑音励振信号ｃの５つのパルスの極性をａ0 〜ａ4 、パ
ルス位置をｌ0 〜ｌ4 とすると、Ψｃは次式の演算とな
る。
ング周波数を８０００Ｈｚ、雑音励振信号の継続時間長
（フレーム長）を５ｍｓとし、雑音励振信号を５個のパ
ルスで表現し、かつその第０〜第４パルスは図６に示し
た第０〜第４グループごとにそれぞれ規定されるフレー
ム上の位置にのみ存在することを可能とする。つまり雑
音励振信号はこれら第０〜第４グループから一つづつパ
ルス位置を選択し、さらに各パルスに極性を設定するこ
とにより構成する。ピッチ励振信号の選択は例えば図３
について述べたと同様に行う。この発明では雑音励振信
号の選択に特徴があり、この選択は従来技術の項で説明
したＤsuの演算が最大となるものを求めるが、請求項１
の発明では、まず図１Ａに示すように、Ｄsuの式の分子
のΨの算出を、合成フィルタのインパルス応答を要素と
する行列Ｈと、入力音声信号の時系列ベクトルｓと、ピ
ッチ励振信号（ベクトル）ｐとにより行う（Ｓ1 ）。次
にこのΨと、図６から求められる全ての雑音励振信号
（ベクトル）ｃの積を求める（Ｓ2 ）。Ψのベクトルの
第ｉ要素（ｉ＝０，１，２，…３９）をψ（ｉ）とし、
雑音励振信号ｃの５つのパルスの極性をａ0 〜ａ4 、パ
ルス位置をｌ0 〜ｌ4 とすると、Ψｃは次式の演算とな
る。
【００２１】Ψｃ＝ａ0 ψ（ｌ0 ）＋ａ1 ψ（ｌ1 ）＋
…＋ａ4 ψ（ｌ4 ） この演算を各雑音励振信号について実行する。これらΨ
ｃの値の大きなものから順に、例えば３０個程度を予備
選択する（Ｓ3 ）。この予備選択した雑音励振信号につ
いて前記Ｄsuの演算をそれぞれ行い（Ｓ4 ）、最大のＤ
suとなった雑音励振信号を選択する（Ｓ5 ）。このよう
に予備選択を行うがＤsuの値が大きなものはその分子の
Ψｃも大きな値と考えられ、この予備選択によってもそ
の数を適当に選ぶことによって最適の雑音励振信号を落
すおそれはない。
…＋ａ4 ψ（ｌ4 ） この演算を各雑音励振信号について実行する。これらΨ
ｃの値の大きなものから順に、例えば３０個程度を予備
選択する（Ｓ3 ）。この予備選択した雑音励振信号につ
いて前記Ｄsuの演算をそれぞれ行い（Ｓ4 ）、最大のＤ
suとなった雑音励振信号を選択する（Ｓ5 ）。このよう
に予備選択を行うがＤsuの値が大きなものはその分子の
Ψｃも大きな値と考えられ、この予備選択によってもそ
の数を適当に選ぶことによって最適の雑音励振信号を落
すおそれはない。
【００２２】次に請求項２の発明の実施例を説明する。
この発明においても雑音励振信号の選択に特徴があり、
この実施例においても、図１Ｂに示すようにまずΨの演
算を行う（Ｓ1 ）。この演算は図１Ａのそれと同様に行
う。次に図６中の各グループ０〜４ごとに、そのグルー
プに属する、この例では各８つのパルス位置ｌj （０，
１，…，７）についてそのａj ，ｌj を用いてΨの要素
ａj ψ（ｌj ）を演算する（Ｓ2 ）。これら各グループ
ごとにａj ψ（ｌj ）の演算結果から大きな順に１乃至
複数個のａj ，ｌj を取出す（Ｓ3 ）。これら取出され
たａj ，ｌj を各グループごとから１つづつ取出して、
作り得る雑音励振信号ｃを作成する（Ｓ 4 ）。このよう
にして図６に示したものから作り得る雑音励振信号より
予備選択がなされたことになる。この予備選択された雑
音励振信号を用いてＤsuの演算を行い（Ｃ5 ）、その演
算結果が最大となった雑音励振信号を選択する
（Ｓ6 ）。
この発明においても雑音励振信号の選択に特徴があり、
この実施例においても、図１Ｂに示すようにまずΨの演
算を行う（Ｓ1 ）。この演算は図１Ａのそれと同様に行
う。次に図６中の各グループ０〜４ごとに、そのグルー
プに属する、この例では各８つのパルス位置ｌj （０，
１，…，７）についてそのａj ，ｌj を用いてΨの要素
ａj ψ（ｌj ）を演算する（Ｓ2 ）。これら各グループ
ごとにａj ψ（ｌj ）の演算結果から大きな順に１乃至
複数個のａj ，ｌj を取出す（Ｓ3 ）。これら取出され
たａj ，ｌj を各グループごとから１つづつ取出して、
作り得る雑音励振信号ｃを作成する（Ｓ 4 ）。このよう
にして図６に示したものから作り得る雑音励振信号より
予備選択がなされたことになる。この予備選択された雑
音励振信号を用いてＤsuの演算を行い（Ｃ5 ）、その演
算結果が最大となった雑音励振信号を選択する
（Ｓ6 ）。
【００２３】この図１Ｂに示した実施例を機能的に示す
と図２のようになる。つまり端子１５からの合成フィル
タ係数によりＲ，Ｈ算出部３１でＨとＲが算出され、こ
れらと端子１からの入力音声ｓ及び端子１３からのピッ
チ励振信号ｐとからΨ算出部３２でΨが算出される。予
備選択部３３〜３７でそれぞれグループ０〜４における
各ａj ψ（ｌj ）の値が算出され、各グループにおいて
ａj ψ（ｌj ）の値の大きい順にａj ，ｌj をそれぞれ
例えば３個づつ選択する。
と図２のようになる。つまり端子１５からの合成フィル
タ係数によりＲ，Ｈ算出部３１でＨとＲが算出され、こ
れらと端子１からの入力音声ｓ及び端子１３からのピッ
チ励振信号ｐとからΨ算出部３２でΨが算出される。予
備選択部３３〜３７でそれぞれグループ０〜４における
各ａj ψ（ｌj ）の値が算出され、各グループにおいて
ａj ψ（ｌj ）の値の大きい順にａj ，ｌj をそれぞれ
例えば３個づつ選択する。
【００２４】雑音励振信号候補作成部３８で予備選択部
３３〜３７でそれぞれ選択されたａ j ，ｌj から１つず
つ取出して、その全ての組み合せを作り、これらを雑音
励振信号候補とし、これらのそれぞれに対し、Ψ算出部
３２で得たΨをΨｃ算出部３９で乗算し、これら各Ψｃ
の乗算結果と、Ｒとｐと雑音励振信号候補作成部３８で
作成された対応するｃとにより歪算出部４１でそれぞれ
Ｄsuの演算がなされ、その演算結果が最大となった雑音
励振信号候補を最適励振信号候補選択部４２で選択して
出力する。
３３〜３７でそれぞれ選択されたａ j ，ｌj から１つず
つ取出して、その全ての組み合せを作り、これらを雑音
励振信号候補とし、これらのそれぞれに対し、Ψ算出部
３２で得たΨをΨｃ算出部３９で乗算し、これら各Ψｃ
の乗算結果と、Ｒとｐと雑音励振信号候補作成部３８で
作成された対応するｃとにより歪算出部４１でそれぞれ
Ｄsuの演算がなされ、その演算結果が最大となった雑音
励振信号候補を最適励振信号候補選択部４２で選択して
出力する。
【００２５】この請求項２の発明において請求項１の発
明の場合と同様に、Ψｃが大きいことはその構成要素ａ
0 ψ（ｌ0 ），ａ1 ψ（ｌ1 ），…，ａ4 ψ（ｌ4 ）の
それぞれも大きいはずであるから、各グループからａj
ψ（ｌj ）が大きな値となるものを予備選択しても、正
しく最適な雑音励振信号を選択することができる。
明の場合と同様に、Ψｃが大きいことはその構成要素ａ
0 ψ（ｌ0 ），ａ1 ψ（ｌ1 ），…，ａ4 ψ（ｌ4 ）の
それぞれも大きいはずであるから、各グループからａj
ψ（ｌj ）が大きな値となるものを予備選択しても、正
しく最適な雑音励振信号を選択することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明によれ
ばΨｃを演算し、それが大きな値となるｃを予備選択
し、その予備選択したｃについてのみＤsuを演算するた
め、全てのｃについてＤsuを演算するより演算量が少な
くなる。請求項２の発明によれば、ａj ψ（ｌj ）を演
算し、各グループ中のａj ，ｌ j の数を減少させて、こ
れより作成した雑音励振信号ｃについてＤsuを演算する
ため、すべてのｃについてＤsuを演算するよりも演算量
が少なくなる。例えば各グループから３個のパルス位置
を予備選択する場合はこれらより作られる雑音励振信号
の数は３5 ＝２４３個であり、この予備選択をしない場
合の数８5 個よりも著しく少なくなり、処理量が多い歪
算出（Ｄsuの演算）回数がそれだけ減少し、その効果は
著しい。
ばΨｃを演算し、それが大きな値となるｃを予備選択
し、その予備選択したｃについてのみＤsuを演算するた
め、全てのｃについてＤsuを演算するより演算量が少な
くなる。請求項２の発明によれば、ａj ψ（ｌj ）を演
算し、各グループ中のａj ，ｌ j の数を減少させて、こ
れより作成した雑音励振信号ｃについてＤsuを演算する
ため、すべてのｃについてＤsuを演算するよりも演算量
が少なくなる。例えば各グループから３個のパルス位置
を予備選択する場合はこれらより作られる雑音励振信号
の数は３5 ＝２４３個であり、この予備選択をしない場
合の数８5 個よりも著しく少なくなり、処理量が多い歪
算出（Ｄsuの演算）回数がそれだけ減少し、その効果は
著しい。
【００２７】図７に、各グループよりのパルス位置選択
数を変化させた時の、雑音励振信号選択に必要な演算量
と、再生音声の品質とを示す。選択数が１の場合は作成
される雑音励振信号は１個であり、それが選択された雑
音励振信号となる。選択数が８の場合は、予備選択を行
わない従来の手法であり、この場合、演算量が著しく多
くなっている。再生音声品質は値が大きい程、よいこと
を示し、従って本来は選択数が多くなる程、良くなるべ
きであるが、それ程変化がなかった。このことは、この
予備選択は可なり正しく行われることを示しているとも
言える。
数を変化させた時の、雑音励振信号選択に必要な演算量
と、再生音声の品質とを示す。選択数が１の場合は作成
される雑音励振信号は１個であり、それが選択された雑
音励振信号となる。選択数が８の場合は、予備選択を行
わない従来の手法であり、この場合、演算量が著しく多
くなっている。再生音声品質は値が大きい程、よいこと
を示し、従って本来は選択数が多くなる程、良くなるべ
きであるが、それ程変化がなかった。このことは、この
予備選択は可なり正しく行われることを示しているとも
言える。
【００２８】上述ではこの発明を音声信号の符号化に適
用したが、音響信号の符号化にも適用できる。
用したが、音響信号の符号化にも適用できる。
【図１】Ａは請求項１の発明の実施例の要部を示す流れ
図、Ｂは請求項２の発明の実施例の要部を示す流れ図で
ある。
図、Ｂは請求項２の発明の実施例の要部を示す流れ図で
ある。
【図２】請求項２の発明の実施例の要部を機能的に示し
たブロック図。
たブロック図。
【図３】従来のＣＥＬＰ符号化法を機能的に示すブロッ
ク図。
ク図。
【図４】従来のＡＣＥＬＰ符号化法の一部を機能的に示
すブロック図。
すブロック図。
【図５】雑音励振信号をピッチ励振信号に対して直交化
し雑音励振信号を選択する従来の手法を機能的に示すブ
ロック図。
し雑音励振信号を選択する従来の手法を機能的に示すブ
ロック図。
【図６】雑音励振信号作用の各グループのパルス位置の
例を示す図。
例を示す図。
【図７】グループからの予備選択数と演算量と再生音声
品質との関係を示す図。
品質との関係を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 入力音響信号から得た量子化フィルタ係
数の設定された合成フィルタを、ピッチ成分を表現する
ピッチ励振信号と雑音成分を表現する雑音励振信号の２
個の励振信号からなる時系列ベクトル成分によりフレー
ム単位ごとに駆動して音響信号を再生することを利用し
て音響信号を符号化し、かつ前記雑音励振信号を少数の
パルスで表現し、その各パルスの位置及び振幅を符号化
する音響信号符号化方法において、 前記雑音励振信号、前記入力音響信号、前記ピッチ励振
信号及び前記合成フィルタ係数から求められる値を利用
して前記雑音励振信号の候補を予備的に複数選択し、 さらにここで選択された前記各雑音励振信号の候補で前
記合成フィルタを駆動して得られる各合成音響信号と入
力音響信号との間の歪を求め、 前記歪を最小とする雑音励振信号を唯一つ選択すること
を特徴とする音響信号符号化方法。 - 【請求項２】 入力音響信号から得た量子化フィルタ係
数の設定された合成フィルタを、ピッチ成分を表現する
ピッチ励振信号と雑音成分を表現する雑音励振信号の２
個の励振信号からなる時系列ベクトル成分によりフレー
ム単位ごとに駆動して音響信号を再生することを利用し
て音響信号を符号化し、かつ前記雑音励振信号を少数の
パルスで表現し、その各パルスの位置及び振幅を符号化
する音響信号符号化方法において、 前記雑音励振信号、前記入力音響信号、前記ピッチ励振
信号及び前記合成フィルタ係数から求められる値を利用
して前記雑音励振信号を構成するパルスの位置及び振幅
の候補を予備的に複数選択し、 さらにここで選択されたパルス位置により構成される前
記各雑音励振信号で前記合成フィルタを駆動して得られ
る各合成音響信号と入力音響信号との間の歪を求め、前
記歪を最小とする雑音励振信号を一つ選択することを特
徴とする音響信号符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185625A JPH0934498A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 音響信号符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185625A JPH0934498A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 音響信号符号化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0934498A true JPH0934498A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16174068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7185625A Pending JPH0934498A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 音響信号符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0934498A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415254B1 (en) | 1997-10-22 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sound encoder and sound decoder |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP7185625A patent/JPH0934498A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415254B1 (en) | 1997-10-22 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sound encoder and sound decoder |
| US7024356B2 (en) | 1997-10-22 | 2006-04-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speech coder and speech decoder |
| US7373295B2 (en) | 1997-10-22 | 2008-05-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speech coder and speech decoder |
| US7499854B2 (en) | 1997-10-22 | 2009-03-03 | Panasonic Corporation | Speech coder and speech decoder |
| US7533016B2 (en) | 1997-10-22 | 2009-05-12 | Panasonic Corporation | Speech coder and speech decoder |
| US7546239B2 (en) | 1997-10-22 | 2009-06-09 | Panasonic Corporation | Speech coder and speech decoder |
| US7590527B2 (en) | 1997-10-22 | 2009-09-15 | Panasonic Corporation | Speech coder using an orthogonal search and an orthogonal search method |
| US7925501B2 (en) | 1997-10-22 | 2011-04-12 | Panasonic Corporation | Speech coder using an orthogonal search and an orthogonal search method |
| US8332214B2 (en) | 1997-10-22 | 2012-12-11 | Panasonic Corporation | Speech coder and speech decoder |
| US8352253B2 (en) | 1997-10-22 | 2013-01-08 | Panasonic Corporation | Speech coder and speech decoder |
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