JPH10105198A - 音声符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧縮率音声符号化処理として既存のソフト
ウェア及びハードウェア資源を利用した効率的な入力音
声レベル制御を行うことが可能な音声符号化装置を提供
する。 【解決手段】 入力音声制御手段２１はディジタル音声
信号入力装置１から入力されたディジタル音声信号に対
してブロックフローディング処理を行い、スケーリング
ビットを算出し、シフトレジスタ２５に格納する。量子
化した後に符号化する。レベル検出部２６は制御情報記
憶部２７に記憶された制御情報を基に、フレームエネル
ギ量子化手段２２で算出されたフレームエネルギコード
が最大値であるようなフレームが所定の回数以上に連続
的に入力されているかどうかを検出する。レベル検出部
２６が連続的な高レベル入力状態を検出した場合、シフ
トレジスタ２５は格納しているスケーリングビットの値
から「１」を減ずる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は音声符号化装置に関
し、特に入力レベル調整機能を有する音声符号化装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の音声符号化装置において
は、符号化処理の前段階で専用ハードウェアを追加する
ことで、音声符号化のアルゴリズムとは関係なく、入力
音声のレベル調整を実現している。

【０００３】入力音声のレベル調整としては、図９に示
すように、アナログ／デジタル変換の際に、レベル調整
のためのしきい値を所定の値に調整することができるよ
うにした音声信号用のレベル調整システムがある。この
レベル調整システムはアナログ音声信号入力手段７と、
入力音声信号レベル調整装置８と、ディジタル音声信号
出力手段９とを備えている。

【０００４】入力音声信号レベル調整装置８は入力信号
を調整する可変利得増幅器８１と、可変利得増幅器８１
への制御電圧を発生する応答・減衰タイミング発生器８
２と、応答・減衰タイミング発生器８２のトリガ出力を
発生するピーク値検出比較器８３と、ピーク値検出比較
器８３のしきい値を超える信号の持続時間を測定するし
きい値復帰タイマ８４と、入力信号に対する電力利得を
増幅する駆動増幅器８５とを備えている。

【０００５】上記のレベル調整システムにおいて、ピー
ク値検出比較器８３はしきい値復帰タイマ８４によっ
て、最初は高しきい値状態に設定される。信号レベルと
入力信号のピーク値とが増大すると、ピーク値検出比較
器８３は応答・減衰タイミング発生器８２に対してトリ
ガパルスを出力し始める。

【０００６】同時に、しきい値復帰タイマ８４はピーク
値検出比較器８３のしきい値を超える信号の持続時間の
測定を始め、予め選択されている時間にわたって増力さ
れた出力のレベルがピーク値検出比較器８３のしきい値
を超えたことをしきい値復帰タイマ８４が検出すると、
ピーク値検出比較器８３の圧縮しきい値は低レベルに切
替えられる。

【０００７】ピーク値検出比較器８３のしきい値は連続
信号がなくなるまで低レベルにとどまる。この時点で回
路は正常動作状態に復帰する。この技術については、特
開平２−２７８９４５号公報に開示されている。

【０００８】上記のレベル調整システムを高圧縮率音声
符号化装置に反映させた例を図１０に示す。図１０にお
いて、高圧縮率音声符号化装置はアナログ音声信号入力
手段１１と、上記のレベ調整システムに相当する入力音
声信号レベル調整装置８と、ディジタル音声信号入力手
段１２と、音声符号化装置１３と、ディジタル符号化音
声信号出力手段１４とを備えている。

【０００９】アナログ音声信号入力手段１１によって入
力されたアナログ音声信号は入力音声信号レベル調整装
置８によって入力レベルが調整された後、ディジタル音
声信号入力手段１２から音声符号化装置１３に入力され
る。このアナログ音声信号は音声符号化装置１３にて任
意の高圧縮率音声符号化処理が施された後、ディジタル
符号化音声信号出力手段１４から出力される。

【００１０】また、他の入力音声のレベル調整として
は、図１１に示すように、ディジタル音声信号を所定の
レベルに調整して出力するための入力音声レベル調整制
御方式がある。この入力音声レベル調整制御方式による
システムの構成はディジタル音声信号入力手段１５と、
入力音声信号レベル調整装置１６と、ディジタル音声信
号出力手段１７とを備えている。

【００１１】入力音声信号レベル調整装置１６はディジ
タル音声信号のレベルを増幅する増幅回路１６１と、デ
ィジタル音声信号の平均レベルを検出するレベル検出回
路１６２と、この増幅回路１６１の利得を設定する利得
設定部１６４と、ディジタル音声信号の平均レベルとい
き値設定レジスタ１６５に設定されたいき値とを比較す
る比較回路１６３とを備える。

【００１２】このシステムにおいて、利得設定部１６４
は比較回路１６３による比較結果に基づいて利得を設定
し、所定のレベルとなるようにディジタル音声信号を増
幅回路１６１によって増幅する。

【００１３】また、増幅回路１６１から出力されるディ
ジタル音声信号の平均レベルをレベル検出回路１６２に
よって検出し、かついき値設定レジスタ１６５に設定す
るいき値を順次更新する。

【００１４】その値と平均レベル検出回路１６２による
平均レベルとを比較回路１６３で比較し、平均レベルが
いき値を超える回数の大小判定によって増幅回路１６１
の利得を設定する。

【００１５】また、増幅回路１６１から出力されるディ
ジタル音声信号の平均レベルをレベル検出回路１６２に
よって検出し、かついき値設定レジスタ１６５に設定す
るいき値を固定し、その値と平均レベル検出回路１６２
による平均レベルとを比較回路１６３で比較し、平均レ
ベルがいき値を超える回数が所定数となるように、増幅
回路１６１の利得を設定する。この技術については、特
開平４−１２７７５８号公報に開示されている。

【００１６】上記のシステムを高圧縮率音声符号化装置
に反映させた例を図１２に示す。図１２において、高圧
縮率音声符号化装置はディジタル音声信号入力手段１８
と、上記のシステムに相当する入力音声信号レベル調整
装置１６と、音声符号化装置１９と、ディジタル符号化
音声信号出力手段２０とを備えている。

【００１７】ディジタル音声信号入力手段１８から入力
されたディジタル音声信号は入力音声信号レベル調整装
置１６によって入力レベルが調整された後、音声符号化
装置１９に入力される。ディジタル音声信号は音声符号
化装置１９において任意の高圧縮率音声符号化処理を施
された後、ディジタル符号化音声信号出力手段２０から
出力される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ディジタル携帯電話等
のように高圧縮率音声符号化を行う音声符号化装置にと
っては装置の小型化・低消費電力化と同時に、符号化理
論にマッチした符号化音声品質の向上が重要な課題であ
る。特に、高圧縮率音声符号化においては、入力音声の
レベルが符号化の限度を超えて高い場合、符号化音声の
品質が著しく劣化する。

【００１９】しかしながら、上述した従来の技術では、
入力音声のレベル調整方法において音声符号化処理プロ
グラムの処理内容を利用していないので、音声符号化方
法にマッチした方法で符号化音声の品質向上を図ること
はできない。

【００２０】また、上述した従来の技術では、入力音声
のレベル調整方法において音声符号化装置に入力制御処
理用のハードウェアを新たに追加して実現する構成とな
っているので、装置の小型化及び低消費電力化を図るこ
とができない。

【００２１】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、高圧縮率音声符号化処理として既存のソフトウェ
ア及びハードウェア資源を利用した効率的な入力音声レ
ベル制御を行うことができる音声符号化装置を提供する
ことにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明による音声符号化
装置は、入力音声データを高圧縮率音声符号化処理によ
って符号化する音声符号化装置であって、前記高圧縮率
音声符号化処理中に算出されかつ前記入力音声データの
分析フレーム単位の電力パワーを示すフレームエネルギ
コードを監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果
を基に前記高圧縮率音声符号化処理において前記入力音
声データのレベル制御を行う手段とを備えている。

【００２３】上記の如く、本発明の音声符号化装置では
既存の音声符号化処理プログラム中で算出されるパラメ
ータを利用し、ソフトウェアによって入力音声レベル制
御を実現している。より具体的には、音声符号化処理プ
ログラム中でフレームエネルギを計算して量子化するフ
レームエネルギ量子化手段の算出結果であるフレームエ
ネルギコード（以下、Ｒ０コードとする）をレベル調整
手段で監視し、その監視結果に基づいて入力音声スケー
リングビット値を増減したり、入力音声データをシフト
することで入力音声データのレベル制御を行っている。

【００２４】また、入力音声レベル制御を、既存の音声
符号化処理プログラム及びハードウェアを利用して実現
する。より具体的には、フレームエネルギ量子化手段の
算出結果であるＲ０コードをレベル調整手段で監視し、
その監視結果に基づいて入力音声データの次データに対
してアナログレベルでのレベル調整を行うことで入力音
声データのレベル制御を行っている。

【００２５】レベル調整手段では高圧縮率音声符号化処
理プログラム中で生成されるＲ０コードの最大値の連続
状態を監視しており、音声の連続的な高レベル入力状態
を示す指標としてＲ０コードの最大値が連続する時、レ
ベル調整手段が高圧縮率音声符号化処理プログラム内部
または音声入力手段であるハードウェアへの外部コマン
ド発行の形でレベル調整を行う。これによって、既存の
ソフトウェアプログラムを利用した効率的な入力音声レ
ベル制御を行うことが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の構成
を示すブロック図である。図において、本発明の一実施
例によるレベル調整システムはディジタル音声信号入力
手段１と、ＶＳＥＬＰ（ＶｅｃｔｏｒＳｕｍ Ｅｘｃｉ
ｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）等の高
圧縮率音声符号化を実現する音声符号化装置２と、伝送
路誤り符号化手段（図示せず）への入力となるディジタ
ル符号化音声信号出力手段３とを含んで構成されてい
る。

【００２７】音声符号化装置２は入力音声制御手段２１
と、フレームエネルギ量子化手段２２と、線形予測分析
・ピッチ抽出・音源コードブック探索・ゲイン量子化等
の処理を行う音声処理手段２３と、コードマルチプレク
サ２４と、シフトレジスタ２５と、レベル検出部２６
と、制御情報記憶部２７とを備えている。

【００２８】入力音声制御手段２１はディジタル音声信
号入力装置１から入力されたディジタル音声信号に対し
てブロックフローディング処理を行い、音声処理の単位
である１フレーム（＝１６０サンプル）のデータ毎のス
ケーリング（正規化）ビットを算出する。

【００２９】ここで、ブロックフローディング処理とは
データメモリや乗算器の入力データのビット幅以上のビ
ット精度を持ち、例えば音声信号に代表されるような互
いにダイナミックレンジが相関を持ってまとまった数値
データ群に対して共通のスケール値（ブロックスケール
値）で正規化し、メモリに退避したりあるいは乗算器の
入力に使用する際に数値データの演算精度を保つ処理を
いう。

【００３０】入力音声制御手段２１は算出したスケーリ
ングビットをシフトレジスタ２５に格納する。シフトレ
ジスタ２５に格納されたスケーリングビットはフレーム
エネルギ量子化手段２２及び音声処理手段２３において
利用される。

【００３１】フレームエネルギ量子化手段２２は入力音
声データのフレーム毎の電力パワー（＝フレームエネル
ギ）を計算し、量子化した後に符号化する。すなわち、
エネルギ値Ｒ（０）は、 Ｒ（０）＝｛［φ（０，０）＋φ（ＮP ，ＮP ）］／２
（ＮA −ＮP ）｝ という式から求められる。ここで、φ（ｊ，ｋ）は共分
散（自己相関）行列を示しており、ＮA はサンプル数
を、ＮP は予測の次数を夫々示している。

【００３２】フレームエネルギ量子化手段２２では上記
の式によって求められたエネルギ値Ｒ（０）をフルスケ
ールＲｍａｘを基準として次式のように変換する（フル
スケールＲｍａｘは最大サンプル振幅の二乗と定義す
る）。すなわち、 ＲdB＝１０ｌｏｇ₁₀［Ｒ（０）／Ｒｍａｘ という式でＲdBを算出し、このＲdBを３２レベルに量子
化してフレームエネルギコード（以下、Ｒ０コードとす
る）を得る。

【００３３】尚、上記のフレームエネルギ量子化手段２
２によるフレームエネルギの算出動作は「デジタル方式
自動車電話システム標準規格 ＲＣＲ ＳＴＤ−２７Ｄ
第１分冊」（財団法人 電波システム開発センター
刊、平成７年６月２７日改訂、ｐ．５９４〜６０４）に
詳述されている。

【００３４】音声処理手段２３はＶＳＥＬＰ等の高圧縮
率音声符号化の音声処理の中心である線形予測分析、ピ
ッチ抽出、音源コードブック探索、ゲイン量子化の一連
の処理を行う。

【００３５】コードマルチプレクサ２４はフレームエネ
ルギ量子化手段２２及び音声処理手段２３各々の出力で
ある符号を統合し、誤り訂正処理等の入力データとなる
符号化音声データを形成する。

【００３６】シフトレジスタ２５は入力音声制御手段２
１で算出されたスケーリングビットを格納する。また、
シフトレジスタ２５はレべル検出部２６において連続す
る高レベル入力を検出した場合、格納しているスケーリ
ングビットの値から「１」を減ずる。フレームエネルギ
量子化手段２２及び音声処理手段２３ではこの再格納し
たスケーリングビット値を演算に使用する。

【００３７】レベル検出部２６はＲ０コードが最大値
（＝３１）であるようなフレームが所定の回数以上に連
続的に入力されていることを検出する。レベル検出部２
６が連続的な高レベル入力状態を検出した場合、シフト
レジスタ２５は格納しているスケーリングビットの値か
ら「１」を減ずる。

【００３８】制御情報記憶部２７はレベル検出部２６に
よる制御情報（レベル制御中／レベル非制御中）を記憶
する。これらの情報はレベル検出部２６で検出された入
力レベルの変化がレベル制御を引き起こすものであるか
否かの判定に用いられる。

【００３９】図２は図１の音声符号化装置２の動作を示
すフローチャートである。これら図１及び図２を参照し
て、音声符号化装置２の動作について説明する。まず、
ディジタル音声信号入力手段１から与えられた入力信号
は入力音声制御手段２１に供給される。

【００４０】入力音声制御手段２１はこの入力信号に対
してブロックフローティング処理（入力音声データ群を
まとめて正規化するスケーリングビットを算出するこ
と）を行い、算出したスケーリングビットをシフトレジ
スタ２５に格納する（図２ステップＳ１）。

【００４１】フレームエネルギ量子化手段２２は入力音
声のフレームエネルギを算出し、量子化して０から３１
までの３２レベルのＲ０コードに符号化する（図２ステ
ップＳ２）。

【００４２】レベル検出部２６は制御情報記憶部２７で
記憶している制御情報（制御状態フラグＦｌａｇ）の値
を識別する（図２ステップＳ３）。すなわち、制御情報
記憶部２７の制御情報は現在の状態がレベル制御中であ
る場合にＦｌａｇ＝１、レベル制御中でない場合にＦｌ
ａｇ＝０となっている。尚、このＦｌａｇの初期値は０
とする。

【００４３】レベル検出部２６はＦｌａｇの値が１ある
いは０であっても、引き続いてＲ０コードの値が最大値
の３１であるかどうかを判定する（図２ステップＳ４，
Ｓ１０）。

【００４４】レベル検出部２６はステップＳ４において
Ｒ０コードの値が最大値の３１に満たない場合、Ｒ０カ
ウンタの値をクリアする（図２ステップＳ５）。尚、Ｒ
０カウンタの初期値は０に設定されている。

【００４５】また、レベル検出部２６はステップＳ４に
おいてＲ０コードの値が最大値の３１であった場合、Ｒ
０カウンタの値をインクリメントし（図２ステップＳ
６）、Ｒ０カウンタの値が所定値Ｘｈ以上になったかど
うかを判定する（図２ステップＳ７）。ここで、所定値
Ｘｈは入力音声が定常的に高レベルであることを検出す
るためのＲ０コードのスレッショルド値である。

【００４６】レベル検出部２６はＲ０カウンタの値が所
定値Ｘｈ以上になると、Ｆｌａｇの値を１に設定し（図
２ステップＳ８）、レベル調整機能を作動させる。すな
わち、レベル検出部２６はシフトレジスタ２５に格納さ
れているスケーリングビットの値を１デクリメント（−
１）する（図２ステップＳ９）。デクリメントしてシフ
トレジスタ２５に再格納されたスケーリングビットは音
声処理手段２３において用いられるので、結果的に入力
音声レベルを抑制した音声処理が行われる。

【００４７】高レベル入力が連続して制御状態フラグＦ
ｌａｇが１になった後、Ｒ０コードの値がさらに連続し
て３１を示すと、レベル検出部２６はＲ０カウンタの値
を所定値Ｘｈに保ち（図２ステップＳ１１）、レベル調
整を続行する（図２ステップＳ９）。

【００４８】一方、レベル検出部２６はステップＳ１０
において制御状態フラグＦｌａｇが１の状態でＲ０コー
ドが最大値３１未満になったことを検出すると、Ｒ０カ
ウンタの値を１デクリメントし（図２ステップＳ１
２）、所定値Ｘｌと比較する（図２ステップＳ１３）。
所定値ＸＩは入力音声が定常的に低レベルであることを
検出するためのＲ０コードのスレッショルド値である。

【００４９】レベル検出部２６はＲ０カウンタの値が所
定値Ｘｌ以上である場合、そのままレべル調整を続行す
る（図２ステップＳ９）。また、レベル検出部２６はス
テップＳ１３において低レベル入力が連続し、Ｒ０カウ
ンタの値が所定値Ｘｌ未満になったことを検出すると、
Ｆｌａｇの値を０に設定してＲ０カウンタをクリアす
る。この状態になると、レベル検出部２６はレベル調整
機能を停止させ、レベル調整を行わない。

【００５０】上記のように、高圧縮率音声符号化処理の
中で算出されるＲ０コードを用いてレベル検出部２６で
連続的な高レベル入力状態を判定し、その結果を同じく
音声符号化処理の中で用いられるスケーリングビットに
反映させることによって、既存のプログラムを利用した
効率的な入力音声レベル制御を行うことができる。ま
た、従来の入力制御処理用のハードウェアが不要となる
ので、装置の小型化及び低消費電力化を図ることができ
る。

【００５１】図３は本発明の一実施例によるレベル制御
の動作を説明するための図である。これら図１〜図３を
参照して、本発明の一実施例によるレベル制御の動作を
詳細に説明する。尚、所定値Ｘｈ，Ｘｌはその値を任意
に設定することが可能となっている。

【００５２】図３の（１）以前では入力音声フレームの
レベルがＲ０コードの３１未満であり、このときの処理
は図２のステップＳ３→Ｓ４→Ｓ５というルートであ
る。続いて、図３の（１）においては、Ｒ０コードが最
大値の３１であるようなフレームの連続的な入力が開始
される。この場合の処理は図２のステップＳ３→Ｓ４→
Ｓ６→Ｓ７というルートである。

【００５３】図３の（２）はＲ０カウンタの値が所定値
Ｘｈに達する前にＲ０コードが再び３１未満になった状
態を示す。このときの処理は再び図２のステップＳ３→
Ｓ４→Ｓ５というルートに戻る。

【００５４】図３の（３）は連続的な高レベル入力によ
り、Ｒ０カウンタの値が所定値Ｘｈに達したことを示
す。このときの処理は図２のステップＳ３→Ｓ４→Ｓ６
→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９というルートに進む。すなわち、Ｆ
ｌａｇを１に設定し、レベル制御機能として、シフトレ
ジスタ２５に格納されている現フレームのスケーリング
ビットを１デクリメントする。この後はステップＳ３→
Ｓ１０→Ｓ１１→Ｓ９というルートで処理が続行され
る。

【００５５】図３の（４）は連続的な高レベル入力状態
において一時的にＲ０コードが３１未満になった場合を
示す。このときの処理は図２のステップＳ１０→Ｓ１２
→Ｓ１３→Ｓ９というルートで実行される。

【００５６】図３の（５）はＲ０カウンタの値が所定値
Ｘｌに達する前にＲ０コードが再び３１になった状態を
示す。このときの処理は再び図２のステップＳ３→Ｓ１
０→Ｓ１１→Ｓ９というルートに戻る。

【００５７】図３の（６）は連続的な低レベル入力によ
り、Ｒ０カウンタの値が所定値Ｘｌに達したことを示
す。このときの処理は図２のステップＳ３→Ｓ１０→Ｓ
１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１５というルートに進む。す
なわち、Ｆｌａｇを０に設定し、レベル制御機能を行わ
ない。この後、ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ５というルート
で処理が続行される。

【００５８】図４は本発明の他の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、本発明の他の実施例によ
るレベル調整システムはディジタル音声信号入力手段１
と、音声符号化装置４と、ディジタル符号化音声信号出
力手段３とを含んで構成されている。

【００５９】音声符号化装置４は入力音声制御手段４１
と、フレームエネルギ量子化手段４２と、音声処理手段
４３と、コードマルチプレクサ４４と、シフトレジスタ
４５と、レベル検出部４６と、制御情報記憶部４７とを
備えている。

【００６０】上記の構成において、音声符号化装置４で
はレベル検出部４６が入力音声制御手段４１を直接制御
する以外は、上記の図１に示す音声符号化装置２と同様
の構成となっており、その動作も同様である。

【００６１】レベル検出部４６はＲ０コードが最大値
（＝３１）であるようなフレームが所定の回数以上に連
続的に入力されていることを検出する。レベル検出部４
６は連続的な高レベル入力状態を検出した場合、入力音
声制御手段４１において分析フレームの次のフレームの
入力データ群を左に１ビットシフトすることによってレ
ベル調整を行う。

【００６２】図５は図４の音声符号化装置４の動作を示
すフローチャートである。これら図４及び図５を参照し
て、音声符号化装置４の動作について説明する。尚、図
５においてステップＳ２１〜Ｓ２４及びＳ３８，Ｓ３９
で示されるディジタル音声信号入力手段１、音声符号化
装置４、ディジタル符号化音声信号出力手段３各々にお
ける動作は、図１に示すディジタル音声信号入力手段
１、音声符号化装置２、ディジタル符号化音声信号出力
手段３各々における動作（図２のステップＳ１〜Ｓ４及
びＳ１６，Ｓ１７で示される動作）と同一であるので、
その説明は省略する。

【００６３】レベル検出部４６はステップＳ２４におい
てＲ０コードが最大値の３１に満たない場合、Ｒ０ｈカ
ウンタの値をクリアする（図５ステップＳ２５）。尚、
Ｒ０ｈカウンタは高レベル入力のフレーム数をカウント
するためのカウンタであり、初期値は０とする。

【００６４】レベル検出部４６はステップＳ２４におい
てＲ０コードの値が最大値の３１であった場合、Ｒ０ｈ
カウンタの値をインクリメント（＋１）し（図５ステッ
プＳ２６）、Ｒ０ｈカウンタの値が所定値Ｘｈ以上にな
ったかどうかを判定する（図５ステップＳ２７）。所定
値Ｘｈは入力音声が定常的に高レベルであることを検出
するためのＲ０コードのスレッショルド値である。

【００６５】レベル検出部４６はＲ０ｈカウンタの値が
所定値Ｘｈ以上になった場合、Ｆｌａｇの値を１に設定
し（図５ステップＳ２８）、Ｒ０ｈカウンタの値をクリ
アする（図５ステップＳ２９）。続いて、レベル検出部
４６はステップＳ３６においてＦｌａｇの値を判定する
ことによってレベル調整機能を作動する。

【００６６】本発明の一実施例ではシフトレジスタ２５
の値をデクリメントすることで、レベル調整を行ってい
る。これに対し、本発明の他の実施例では入力音声制御
手段４１にレベル検出部４６の判定結果をフィードバッ
クし、分析フレームの次のフレームの入力データ群を右
に１ビットシフトすることによってレベル調整を行って
いる（図５ステップＳ３７）。

【００６７】レベル検出部４６は高レベル入力が連続し
て制御状態フラグＦｌａｇが１になった後、Ｒ０コード
の値が所定値Ｒ０ Ｌｏｗであることを検出する（図５
ステップＳ３０）。所定値Ｒ０ Ｌｏｗは入力音声が低
レベルであることを認識するための任意のＲ０コードの
値である。

【００６８】レベル検出部４６は連続的な高レベル入力
状態（Ｆｌａｇ＝１）に続く低レベル入力により、Ｒ０
コード＜Ｒ０ Ｌｏｗであったとき（図５ステップＳ３
０）、Ｒ０ｌカウンタの値をインクリメントし（ステッ
プＢ１２）、Ｒ０ｌカウンタの値が所定値Ｘｌ以上かど
うかを判定する（図５ステップＳ３３）。所定値Ｘｌは
入力音声信号が定常的に低レベルであることを検出する
ためのＲ０コードのスレッショルド値である。

【００６９】レベル検出部４６はＲ０ｌカウンタの値が
所定値Ｘｌ以上である場合、Ｆｌａｇの値を０に設定し
（図５ステップＳ３４）、Ｒ０ｌカウンタの値をクリア
する（図５ステップＳ３５）。続いて、レベル検出部４
６はステップＳ３６においてＦｌａｇの値を判定するこ
とによってレベル調整機能を停止する。

【００７０】上述したように、本発明の他の実施例では
Ｒ０コードを用いるという本発明の一実施例の効果に加
え、シフトレジスタ４５を介することなく入力音声デー
タに対して直接的にレベル調整を行うという構成上、既
存のプログラム構成をそのまま利用し、そのプログラム
構成に一部条件分岐のルーチンを加えるだけで、効率的
な入力音声レベル制御を行うことができる。

【００７１】図６は本発明の他の実施例によるレベル制
御の動作を説明するための図である。これら図４〜図６
を参照して、本発明の他の実施例によるレベル制御の動
作を詳細に説明する。図６においてはＲ０コード、制御
状態フラグＦｌａｇ、Ｒ０ｈカウンタの値及びＲ０ｌカ
ウンタの値の時間推移の様子を示している。図５及び図
６中のＲ０ Ｌｏｗ及び所定値Ｘｈ，Ｘｌの値は、任意
に設定することが可能である。また、図６の（１１）か
ら（１６）のタイミングは図３に示す（１）から（６）
のタイミングに相当する。

【００７２】図６が図３と異なる点はレベル調整がどの
分析フレームに対して行われるかという点及び連続的な
高レベル入力状態における低レベル入力の検出方法の２
点である。その他の詳細な内容は本発明の一実施例と同
様であるので、その説明は省略する。

【００７３】まず、レベル調整の対象フレームについ
て、本発明の一実施例では図３の「レべル調整」を現フ
レームに対して行う。それに対し、本発明の他の実施例
では図６の「レベル調整」を次フレームに対して行って
いる（図５ステップＳ３７）。

【００７４】また、連続的高レベル入力状態における低
レベル入力の検出方法について、本発明の一実施例では
高レベル入力（Ｒ０コード＝３１）のフレーム数をカウ
ントするＲ０カウンタの値に対して状態を判定するため
の所定値Ｘｈ，Ｘｌが設けられている。それに対し、本
発明の他の実施例では高レベル入力（Ｒ０コード＝３
１）のフレーム数をカウントするＲ０ｈカウンタの値に
対して定常的状態を判別するための所定値Ｘｈを設け、
また低レベル入力（Ｒ０コード＝Ｒ０ Ｌｏｗ）のフレ
ーム数をカウントするＲ０ｌカウンタの値に対して定常
的状態を判別するための所定値Ｘｌを設けている。

【００７５】図７は本発明の別の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、本発明の別の実施例によ
るレベル調整システムはディジタル音声信号入力手段５
と、音声符号化装置６と、ディジタル符号化音声信号出
力手段３とを含んで構成されている。

【００７６】音声符号化装置６は入力音声制御手段６１
と、フレームエネルギ量子化手段６２と、音声処理手段
６３と、コードマルチプレクサ６４と、シフトレジスタ
６５と、レベル検出部６６と、制御情報記憶部６７とを
備えている。

【００７７】上記の構成において、音声符号化装置６で
はレベル検出部６６がディジタル音声信号入力手段５を
直接制御する以外は、上記の図４に示す音声符号化装置
４と同様の構成となっており、その動作も同様である。
尚、本発明の別の実施例ではディジタル音声信号入力手
段５が外部コマンド制御等によるレベル調整手段（図示
せず）を備えているものとする。

【００７８】レベル検出部６６はＲ０コードが最大値
（＝３１）であるようなフレームが所定の回数以上に連
続的に入力されているかどうかを判定する。レベル検出
部６６は連続的な高レベル入力状態を検出した場合、デ
ィジタル音声信号入力手段５に含まれるレベル調整手段
を直接制御することによってレベル調整を行う。

【００７９】図８は図７の音声符号化装置６の動作を示
すフローチャートである。これら図７及び図８を参照し
て、音声符号化装置６の動作について説明する。尚、図
８においてステップＳ５７を除く部分で示されるディジ
タル音声信号入力手段５、音声符号化装置６、ディジタ
ル符号化音声信号出力手段３各々の動作は、本発明の他
の実施例のディジタル音声信号入力手段１、音声符号化
装置４、ディジタル符号化音声信号出力手段３各々の動
作と同一であるため、その説明は省略する。

【００８０】本発明の一実施例では連続的な高レベル入
力を認識した場合、レベル調整機能としてシフトレジス
タ２５の値を１デクリメントしている（図２ステップＳ
９）。また、本発明の他の実施例ではこのような場合、
入力音声制御手段４１にその結果をフィードバックし、
分析フレームの次のフレームの入力データ群を右に１ビ
ットシフトすることによってレベル調整を行っている
（図５ステップＳ３７）。

【００８１】これに対し、本発明の別の実施例ではディ
ジタル音声信号入力手段５の外部コマンドにその結果を
フィードバックし、分析フレームの次のフレームに対し
てアナログレベルでの入力音声レベル調整を行っている
（図８ステップＳ５７）。

【００８２】上述したように、本発明の別の実施例では
Ｒ０コードを用いるという本発明の一実施例の効果に加
え、ディジタル音声信号入力手段５の外部コマンド制御
等によるレベル調整手段をＲ０コードと連携させて利用
することによって、ハードウェアの機能を有効的に活用
し、かつ既存のプログラム構成をそのまま用いて符号化
の性能を劣化させることなく、効率的な入力音声レベル
制御を行うことができる。

【００８３】この本発明の別の実施例によるレベル制御
の動作については、図６をそのまま使用して説明するこ
とができる。すなわち、本発明の別の実施例によるレベ
ル制御の動作についての詳細な内容は本発明の他の実施
例と同じであるので、その説明は省略する。

【００８４】本発明の一実施例では図３の「レベル調
整」を現フレームに対して行っている。これに対して、
本発明の別の実施例では図６の「レベル調整」を次フレ
ームに対して行っている（図８ステップＳ５７）。その
際、レベル調整の方法はディジタル音声信号入力手段５
の外部コマンド入力によるレベル調整の機能及び構成に
依存する。

【００８５】このように、ソフトウェアプログラムで実
行される高圧縮率音声符号化処理の中で算出されるＲ0
コードを入力レベル制御用のパラメータとして用い、Ｒ
0 コードを監視することで連続的な高レベル入力状態を
判定し、その結果を同じく音声符号化処理の中で用いら
れるスケーリングビットに反映させることによって、入
力レベルを監視するための手段を音声符号化装置の外部
に別途設けることなく、既存のソフトウェアプログラム
を利用した効率的な入力音声レベル制御を行うことがで
きる。よって、従来の入力制御処理用のハードウェアが
不要となるので、装置の小型化及び低消費電力化を図る
ことができる。

【００８６】また、Ｒ0 コードを監視することで連続的
な高レベル入力状態を判定し、その結果に基づいて、シ
フトレジスタ４５を介することなく、入力音声データに
対して直接的にレベル調整を行うという構成をとること
によって、スケーリングビット算出を含む既存のプログ
ラム構成に、条件分岐のルーチンを追加することで効率
的な入力音声レベル制御を行うことができる。

【００８７】さらに、Ｒ0 コードを監視することで連続
的な高レベル入力状態を判定し、その結果に基づいて、
ディジタル音声信号入力手段５の外部コマンド制御等に
よるレベル調整手段をＲ0 コードと連携させて利用する
ことによって、ハードウェアの機能を有効的に活用し、
かつ既存のプログラム構成をそのまま用いて、符号化の
性能を劣化させることなく効率的な入力音声レベル制御
を行うことができる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力音声データを高圧縮率音声符号化処理によって符号化
する音声符号化装置において、高圧縮率音声符号化処理
中に算出されかつ入力音声データの分析フレーム単位の
電力パワーを示すフレームエネルギコードを監視し、そ
の監視結果を基に高圧縮率音声符号化処理において入力
音声データのレベル制御を行うことによって、高圧縮率
音声符号化処理として既存のソフトウェア及びハードウ
ェア資源を利用した効率的な入力音声レベル制御を行う
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の音声符号化装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】本発明の一実施例によるレベル制御の動作を説
明するための図である。

【図４】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】図４の音声符号化装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の他の実施例によるレベル制御の動作を
説明するための図である。

【図７】本発明の別の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】図７の音声符号化装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【図９】従来例の構成の一例を示すブロック図である。

【図１０】図９のレベル調整システムを高圧縮率音声符
号化装置に反映させた例を示す図である。

【図１１】従来例の構成の他の例を示すブロック図であ
る。

【図１２】図１１のシステムを高圧縮率音声符号化装置
に反映させた例を示す図である。

【符号の説明】

１，５ ディジタル音声信号入力手段 ２，４，６ 音声符号化装置 ３ ディジタル符号化音声信号出力手段 ２１，４１，６１ 入力音声制御手段 ２２，４２，６２ フレームエネルギ量子化手段 ２３，４３，６３ 音声処理手段 ２４，４４，６４ コードマルチプレクサ ２５，４５，６５ シフトレジスタ ２６，４６，６６ レベル検出部 ２７，４７，６７ 制御情報記憶部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力音声データを高圧縮率音声符号化処
   理によって符号化する音声符号化装置であって、前記高
   圧縮率音声符号化処理中に算出されかつ前記入力音声デ
   ータの分析フレーム単位の電力パワーを示すフレームエ
   ネルギコードを監視する監視手段と、前記監視手段の監
   視結果を基に前記高圧縮率音声符号化処理において前記
   入力音声データのレベル制御を行う手段とを有すること
   を特徴とする音声符号化装置。
2. 【請求項２】 前記レベル制御を行う手段は、前記監視
   手段の監視結果に基づいて前記高圧縮率音声符号化処理
   で使用する入力音声スケーリングビット値を増減するこ
   とで前記入力音声データのレベル制御を行うようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の音声符号化装置。
3. 【請求項３】 前記レベル制御を行う手段は、前記監視
   手段の監視結果に基づいて前記入力音声データをシフト
   することで前記入力音声データのレベル制御を行うよう
   にしたこと特徴とする請求項１記載の音声符号化装置。
4. 【請求項４】 前記レベル制御を行う手段は、前記監視
   手段の監視結果に基づいて前記入力音声データの次デー
   タに対するアナログレベルでのレベル調整を指示するコ
   マンドに反映サセルことで前記入力音声データのレベル
   制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   音声符号化装置。
5. 【請求項５】 前記レベル制御を行う手段は、前記監視
   手段で前記フレームエネルギコードが予め設定された第
   １の所定値以上及び予め設定された第２の所定値以下が
   予め設定された一定期間連続した時に前記入力音声デー
   タのレベル制御を行うようにしたこと特徴とする請求項
   １から請求項４のいずれか記載の音声符号化装置。