JP3274451B2 - Adaptive postfilter and adaptive postfiltering method - Google Patents
Adaptive postfilter and adaptive postfiltering methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【0002】この発明は音声信号等を高能率に圧縮する
音声符号化方式に係り、特に合成音声信号の主観品質を
高めるために復号側で用いられる適応ポストフィルタ及
び適応ポストフィルタリング方法に関する。[0002] The present invention relates to a speech coding method for compressing a speech signal or the like with high efficiency, and more particularly to an adaptive post-filter and an adaptive post-filtering method used on the decoding side to improve the subjective quality of a synthesized speech signal.
【0003】[0003]
【従来の技術】音声信号を10kbit/s程度以下の伝送
量で符号化する従来方式として、CELP(Code Excit
ed Linear Prediction)方式が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional method for encoding a speech signal at a transmission rate of about 10 kbit / s or less, a CELP (Code Excit
ed Linear Prediction) system is known.
【0004】CELP方式は、入力信号を予測フィルタ
で予測したときに得られる予測残差信号を、聴感重み付
けられた合成音声信号のレベルで量子化するために、出
力合成音声信号に含まれるノイズを少なくできることを
特徴とする音声符号化方式である。この方式を原理とす
る方式は他の方式と比べて良好な音声符号化を行えるの
で近年広く用いられてきている(例えば、この内容は
「M.R.Schroeder and B.S.Atal, "Code - Excited Line
ar Prediction (CELP) :high quality speech at v
ery low bit rates, " Proc. IEEE Int. Conf. Acous
t., Speech, SignalProcessing, pp. 937−940 (1985)
.」に記載されている。)通常、CELP方式において
は複合化された合成音声信号は最終的に適応ポストフィ
ルタを介して出力される。この適応ポストフィルタはパ
ラメータを適切に設定することによりスペクトル包絡や
ピッチのくり返しを強調して合成音声信号に含まれるノ
イズを抑える効果があり、主観品質を向上させるために
用いられる。The CELP method quantizes a prediction residual signal obtained when an input signal is predicted by a prediction filter at a level of a synthesized speech signal weighted by auditory perception, so that noise included in an output synthesized speech signal is reduced. This is a speech coding method characterized in that it can be reduced. A scheme based on this scheme has been widely used in recent years because it can perform better speech coding than other schemes (for example, this content is described in "MR-Schroeder and BSAtal," Code-Excited Line
ar Prediction (CELP): high quality speech at v
ery low bit rates, "Proc. IEEE Int. Conf. Acous
t., Speech, SignalProcessing, pp. 937-940 (1985)
."It is described in. Normally, in the CELP system, a composite synthesized speech signal is finally output via an adaptive post filter. This adaptive post filter has an effect of suppressing the noise included in the synthesized speech signal by enhancing the spectrum envelope and the repetition of the pitch by appropriately setting the parameters, and is used for improving the subjective quality.
【0005】この適応ポストフィルタはノイズを抑える
と同時に、出力音声信号のパワーを増大させてしまうの
で、従来はポストフィルタの入力信号と出力信号のパワ
ーがサブフレーム単位で同じになるようにポストフィル
タの出力信号にゲインを乗じて出力信号のパワーを制御
している。[0005] This adaptive postfilter suppresses noise and increases the power of the output audio signal, so that the postfilter has conventionally been used so that the power of the input signal and the output signal of the postfilter become the same in subframe units. Is multiplied by a gain to control the power of the output signal.
【0006】しかしながら、上記のパワー制御では、パ
ワーの変化の激しい音声に対しては、ブロック間で出力
信号に不連続点が発生し、結果としてポストフィルタリ
ングされた出力音声信号の品質が劣化するという欠点が
ある。However, in the above-described power control, discontinuous points occur in the output signal between blocks with respect to a voice whose power greatly changes, and as a result, the quality of the post-filtered output voice signal deteriorates. There are drawbacks.
【0007】図15に「P.Kroon and E.F.Deprettere,
"A Class of Analysis - by - Synthesis Predictive
Coders for High Quality Speech Coding at Rates Bet
ween4.8 and 16kbits/s", IEEE SAC - G.February, 198
8. pp. 353〜363」に記載されているように、一般に用
いられる適応ポストフィルタのブロック図を示す。CE
LP方式ではポストフィルタは復号されたスペクトル包
絡を表すLPC合成フィルタとスペクトルの微細構造を
表すピッチ合成フィルタとの両方の継続結合で表され、
サブフレーム単位で更新して用いられる。FIG. 15 shows "P. Kroon and EF Deprettere,
"A Class of Analysis-by-Synthesis Predictive
Coders for High Quality Speech Coding at Rates Bet
ween4.8 and 16kbits / s ", IEEE SAC-G.February, 198
FIG. 8 shows a block diagram of a commonly used adaptive postfilter as described in 8. pp. 353-363. CE
In the LP scheme, the post filter is represented by a continuous combination of both an LPC synthesis filter representing the decoded spectrum envelope and a pitch synthesis filter representing the fine structure of the spectrum,
It is updated and used in subframe units.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の適応ポストフィルタはサブフレーム単位でポストフィ
ルタの出力信号にゲインを乗じることにより入力信号と
出力信号のサブフレーム内のパワーが同じになるように
出力音声信号のパワー制御を行っている。このため、パ
ワーの変化の激しい音声信号に対しては最終的にゲイン
を乗じて出力される出力音声信号波形がサブフレーム単
位で不連続になりやすく、ポストフィルタを用いること
で、波形の不連続による新たな品質劣化を生じるという
問題点があった。As described above, the conventional adaptive postfilter multiplies the gain of the output signal of the postfilter in subframe units to make the power of the input signal and the output signal in the subframe equal. The power control of the output audio signal is performed as described above. For this reason, the output audio signal waveform that is finally multiplied by the gain and output is likely to be discontinuous in subframe units for an audio signal with a large power change. There is a problem that new quality deterioration is caused by the above.
【0009】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、入力品質のパワー変化に依存せず、波形が連続
的で、ノイズの少ない高品質な出力音声信号が得られる
適応ポストフィルタ及び適応ポストフィルタリング方法
に関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and has an adaptive post-filter capable of obtaining a high-quality output audio signal having a continuous waveform and a small amount of noise without depending on a power change of an input quality. The present invention relates to an adaptive post-filtering method.
【0010】[0010]
【0011】本発明は、音声信号に対するLPC係数を
もとにポストフィルタを生成する手段と、ポストフィル
タ処理後の信号とポストフィルタ処理前の信号とからポ
ストフィルタのゲインを計算する手段と、計算されたゲ
インが乗じられた信号をポストフィルタ処理する手段と
を備えたことを特徴とする適応ポストフィルタを提供す
る。また本発明は、フィルタリング手段とゲイン計算手
段とゲイン乗算手段とを備えた適応ポストフィルタにお
いて、音声信号に対するLPC係数をもとにフィルタを
生成する手段と、ゲイン計算手段で計算されたゲインを
前記フィルタの入力信号に乗算するゲイン乗算手段と、
ゲインが乗じられた信号を前記フィルタでフィルタリン
グする手段とを有することを特徴とする。The present invention provides means for generating a post filter based on LPC coefficients for an audio signal, means for calculating a post filter gain from a signal after post filter processing and a signal before post filter processing, Means for post-filtering the signal multiplied by the gain. The present invention also provides an adaptive post-filter including a filtering unit, a gain calculating unit, and a gain multiplying unit, wherein the filter generates a filter based on an LPC coefficient with respect to the audio signal, and the gain calculated by the gain calculating unit is calculated. Gain multiplying means for multiplying the input signal of the filter;
Means for filtering the signal multiplied by the gain by the filter.
【0012】また本発明は、音声信号に対するLPC係
数をもとにポストフィルタを生成し、ポストフィルタ処
理後の信号とポストフィルタ処理前の信号とからポスト
フィルタのゲインを計算した後、計算されたゲインが乗
じられた信号をポストフィルタ処理することを特徴とす
る適応ポストフィルタリング方法を提供する。また本発
明は、音声信号に対するLPC係数をもとにフィルタを
生成し、フィルタに対するゲインを計算して、そのゲイ
ンが乗じられた信号を前記フィルタでフィルタリングす
ることを特徴とする適応ポストフィルタリング方法を提
供する。Further, according to the present invention, a post filter is generated based on the LPC coefficient for an audio signal, and a post filter gain is calculated from a signal after the post filter processing and a signal before the post filter processing. An adaptive post-filtering method comprising post-filtering a signal multiplied by a gain. The present invention also provides an adaptive post-filtering method, comprising: generating a filter based on an LPC coefficient for an audio signal; calculating a gain for the filter; and filtering the signal multiplied by the gain with the filter. provide.
【0013】[0013]
【作用】本発明では、ポストフィルタの入力信号と出力
信号とのパワーが一致するようにサブフレーム単位でポ
ストフィルタのゲイン(すなわちポストフィルタ処理前
の信号に対するゲイン)を計算して、そのゲインを乗算
した合成音声信号に対してポストフィルタ処理を施すの
で、サブフレーム毎にゲインを計算していることによる
サブフレーム間の不連続部分の雑音も含めてポストフィ
ルタ処理され、ポストフィルタ処理後の出力信号として
不連続部分の雑音が抑圧された連続波形を得ることが可
能となる。According to the present invention, the gain of the post-filter (ie, the gain for the signal before the post-filter processing) is calculated for each sub-frame so that the powers of the input signal and the output signal of the post-filter match, and the gain is calculated. Since the post-filter processing is performed on the multiplied synthesized voice signal, the post-filter processing is performed including the noise at the discontinuous portion between the sub-frames due to the gain calculation for each sub-frame, and the output after the post-filter processing is performed. As a signal, it is possible to obtain a continuous waveform in which noise at a discontinuous portion is suppressed.
【0014】しかもそのパワーは入力信号と完全に一致
するため、ポストフィルタの雑音整形の効果の利点を十
分に生かすことができ、よりノイズの少ない高品質な音
声信号を生成することができる。In addition, since the power of the input signal is completely the same as that of the input signal, the advantages of the noise shaping effect of the post-filter can be fully utilized, and a high-quality voice signal with less noise can be generated.
【0015】[0015]
【実施例】以下に本発明の適応ポストフィルタのゲイン
再設定の方法の原理に基づく第1の実施例を図1のブロ
ック図と図2のフローチャートとを用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment based on the principle of the method for resetting the gain of an adaptive post filter according to the present invention will be described below with reference to the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG.
【0016】図1(C)に示すように、いま入力信号P
x(n)(復号された合成音声信号)がポストフィルタ
の入力端子26から入力されて乗算器27でゲインaを
乗じられた後にポストフィルタ28を通過して得られる
出力信号をPy(n)とする。このとき入力信号と出力
信号のパワーが等しい条件は次式で表される。As shown in FIG. 1C, the input signal P
x (n) (decoded synthesized speech signal) is input from the input terminal 26 of the post-filter, multiplied by the gain a by the multiplier 27, and then passed through the post-filter 28 to obtain an output signal Py (n). And At this time, the condition that the powers of the input signal and the output signal are equal is expressed by the following equation.
【0017】[0017]
【数1】 (Equation 1)
【0018】ここでLはゲインを再設定する区間長を表
す。Here, L represents the section length for which the gain is reset.
【0019】図1(c)のように入力側でゲインを乗じ
る構成のポストフィルタの出力信号Py(n)は次式の
ように分解することができる。An output signal Py (n) of a post filter having a configuration in which a gain is multiplied on the input side as shown in FIG. 1C can be decomposed as in the following equation.
【0020】[0020]
【数2】 (Equation 2)
【0021】ここで、Py0(n)は図1(a)に示す
ように、入力信号が零の場合のポストフィルタの内部状
態だけで出力される出力信号(零入力応答)を表し、P
y1(n)は図1(b)に示すように、ポストフィルタ
の内部状態が零にリセットされた状態で、Px(n)に
ゲインを乗じないで直接ポストフィルタに入力した場合
に出力される出力信号(零状態応答)を表す。また、a
はポストフィルタのゲインの再設定値を表す。最適なゲ
インの再設定値aは(2)式を(1)式に代入して得ら
れるaの2次方程式を解けば決定する。すなわち、Here, Py0 (n) represents an output signal (zero input response) output only in the internal state of the post filter when the input signal is zero, as shown in FIG.
As shown in FIG. 1B, y1 (n) is output when Px (n) is directly input to the post-filter without multiplying the gain in a state where the internal state of the post-filter is reset to zero. Represents the output signal (zero state response). Also, a
Represents a reset value of the gain of the post filter. The optimum gain reset value a is determined by solving a quadratic equation of a obtained by substituting equation (2) into equation (1). That is,
【0022】[0022]
【数3】 (Equation 3)
【0023】をaについて解けば、Solving for a gives
【0024】[0024]
【数4】 (Equation 4)
【0025】が得られる。Is obtained.
【0026】図2は上述の本発明の原理に基づいて、ポ
ストフィルタの出力を計算する方法の1例を示すフロー
チャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method for calculating the output of a post filter based on the above-described principle of the present invention.
【0027】図2の処理11でポストフィルタのフィル
タ係数を設定し、ポストフィルタの内部状態を一時保持
する。次に処理12で設定されたポストフィルタに零の
入力信号を入力し、零入力応答Py0(n)を求める。
処理13でポストフィルタに入力する入力信号X(n)
をセットする処理14でポストフィルタの内部状態を零
にリセットし、Px(n)を入力して零状態応答Py1
(n)を求める。In step 11 of FIG. 2, the filter coefficient of the post filter is set, and the internal state of the post filter is temporarily held. Next, a zero input signal is input to the post filter set in the processing 12, and a zero input response Py0 (n) is obtained.
Input signal X (n) input to post filter in process 13
, The internal state of the post-filter is reset to zero, Px (n) is input, and the zero-state response Py1
Find (n).
【0028】処理16で、処理12、13、14でそれ
ぞれ求められた零入力応答Py0(n)、入力信号Px
(n)、零状態応答Py1(n)を用いて(3)式
(4)式より最適なポストフィルタのゲインaを計算す
る。処理17で処理11において保持されたポストフィ
ルタの内部状態を再びセットし、図1(c)に示すよう
に入力信号Px(n)に最適ゲインaを乗じてポストフ
ィルタを通過させて出力信号Py(n)を求める。In a process 16, the zero input response Py0 (n) and the input signal Px obtained in the processes 12, 13, and 14 are respectively obtained.
(N) Using the zero-state response Py1 (n), the optimum post-filter gain a is calculated from the equation (3) and the equation (4). In the process 17, the internal state of the post-filter held in the process 11 is set again, and the input signal Px (n) is multiplied by the optimum gain a as shown in FIG. Find (n).
【0029】以上の処理によって生成されたポストフィ
ルタ出力信号Py(n)は前述したように、入力信号P
x(n)とパワーが完全に一致し、しかも、ゲインが入
力側で乗じられるポストフィルタの構成となっているた
め、ゲインの異なる区間の間で生じる不連続部分の雑音
もポストフィルタリングされて自動的に雑音整形され、
出力音声信号Py(n)は連続波形となるので、ポスト
フィルタの雑音整形の効果が十分生かされて、出力音声
信号Py(n)の主観品質は大幅に向上する。The post-filter output signal Py (n) generated by the above processing is, as described above, the input signal P
x (n) and the power completely match, and the gain is multiplied on the input side, so that the noise of the discontinuous portion occurring between sections with different gains is also post-filtered and automatically processed. Noise shaping,
Since the output audio signal Py (n) has a continuous waveform, the effect of noise shaping of the post-filter is fully utilized, and the subjective quality of the output audio signal Py (n) is greatly improved.
【0030】本実施例では最適ポストフィルタゲインa
を入力信号Px(n)に乗じた信号をポストフィルタに
通過させて出力信号Py(n)を求める方法を説明した
が、零入力応答Py0(n)と零状態応答Py1(n)
と最適ゲインaとを用いて前述の(2)式に基づいて出
力信号Py(n)を求めることもできる。In this embodiment, the optimum post-filter gain a
Of the input signal Px (n) is passed through a post filter to obtain the output signal Py (n). The zero input response Py0 (n) and the zero state response Py1 (n)
The output signal Py (n) can also be obtained based on the above-described equation (2) using the signal and the optimum gain a.
【0031】また、(4)式において平方根の内部の値
m2−lnが負となる場合は最適ゲインaとして、When the value m2-ln inside the square root in equation (4) is negative, the optimum gain a
【0032】[0032]
【数5】 (Equation 5)
【0033】を用いることができる。Can be used.
【0034】図3および図4は本発明の第2の実施例に
係る適応ポストフィルタをCELP方式の音声符号化装
置および復号化装置に適用した場合のブロック図であ
る。FIGS. 3 and 4 are block diagrams showing a case where the adaptive post-filter according to the second embodiment of the present invention is applied to a CELP-type speech coding apparatus and decoding apparatus.
【0035】図3において、フレームバッファ101は
入力端子100に入力される音声信号を1フレーム分蓄
積する回路であり、図3の各ブロックはフレームバッフ
ァ101を用いて1フレーム又は1サブフレーム毎に以
下の処理を行う。In FIG. 3, a frame buffer 101 is a circuit for accumulating one frame of an audio signal input to the input terminal 100. Each block in FIG. The following processing is performed.
【0036】まず、1フレーム分の音声信号に対して予
測パラメータ計算回路102において、公知の方法を用
いて短時間予測パラメータを計算する(通常、この予測
パラメータは8〜12個計算される。)計算法について
は、例えば(古井貞照著「ディジタル音声処理」)に記
述されている。計算された予測パラメータは、予測パラ
メータ符号化回路103に入力される。予測パラメータ
符号化回路103は、予測パラメータを予め定められた
量子化ビット数に基づいて符号化し、その符号をマルチ
プレクサ115へ出力すると共に、復号値Pを予測フィ
ルタ104、聴感重みフィルタ105、影響信号作成回
路107、長期ベクトル量子化回路109および短期ベ
クトル量子化回路111へ出力する。First, a prediction parameter calculation circuit 102 calculates a short-term prediction parameter for one frame of a speech signal using a known method (normally, 8 to 12 prediction parameters are calculated). The calculation method is described in, for example, (Digital Audio Processing) by Sadateru Furui. The calculated prediction parameters are input to the prediction parameter coding circuit 103. The prediction parameter encoding circuit 103 encodes the prediction parameter based on a predetermined number of quantization bits, outputs the code to the multiplexer 115, and outputs the decoded value P to the prediction filter 104, the perceptual weight filter 105, the influence signal Output to the creation circuit 107, the long-term vector quantization circuit 109, and the short-term vector quantization circuit 111.
【0037】予測フィルタ104は、フレームバッファ
101からの入力音声信号と符号化回路103からの予
測パラメータの復号値から短期予測残差信号rを計算
し、それを聴感重みフィルタ105へ出力する。The prediction filter 104 calculates a short-term prediction residual signal r from the input speech signal from the frame buffer 101 and the decoded value of the prediction parameter from the encoding circuit 103, and outputs it to the audibility weighting filter 105.
【0038】聴感重みフィルタ105は、予測パラメー
タの復号値Pを基に構成されるフィルタで短期予測残差
信号rのスペクトルを変形した信号xを減算回路106
へ出力する。この聴感重みフィルタ105は従来例にお
ける重み付けフィルタと同様に聴覚のマスキング効果を
利用するためのものであり、その詳細は上記文献に記載
されているので、説明は省略する。The audibility weighting filter 105 is a filter based on the decoded value P of the prediction parameter, and subtracts the signal x obtained by transforming the spectrum of the short-term prediction residual signal r by a subtraction circuit 106.
Output to This auditory sensation weight filter 105 is for utilizing the masking effect of the auditory sense similarly to the weighting filter in the conventional example, and the details thereof are described in the above-mentioned document, and therefore the description thereof is omitted.
【0039】影響信号作成回路107は、加算回路11
2からの過去の重み付けされた合成信号xと、予測パラ
メータの復号値Pを入力とし、過去の影響信号fを出力
する。具体的には過去の重み付けされた合成信号xフィ
ルタの内部状態とする聴感重みフィルタの零入力応答を
計算し、それを影響信号fとして、予め設定されるサブ
フレーム単位で出力する。8KHzサンプリング時のサ
ブフレーム中の典型的な値としては、1フレーム(16
0サンプル)を4分割した40サンプル程度が使用され
る。影響信号作成回路107は、第1サブフレームにお
いては前フレームの合成信号xを入力として影響信号f
を作成する。減算回路106は、サブフレーム単位で聴
感重み付き入力信号xから過去の影響信号fを差し引い
た信号uを減算回路108および長期ベクトル量子化回
路109へ出力する。The influence signal generation circuit 107 is provided with the addition circuit 11
2 and the decoded value P of the prediction parameter as inputs, and outputs a past influence signal f. More specifically, a zero input response of an auditory weighting filter, which is the internal state of the past weighted synthesized signal x filter, is calculated, and is output as an influence signal f in preset subframe units. As a typical value in a sub-frame at the time of 8 kHz sampling, one frame (16
0 samples) are divided into four and about 40 samples are used. In the first sub-frame, the influence signal generation circuit 107 receives the composite signal x of the previous frame as an input and the influence signal f
Create The subtraction circuit 106 outputs to the subtraction circuit 108 and the long-term vector quantization circuit 109 a signal u obtained by subtracting the past influence signal f from the perceptually weighted input signal x in subframe units.
【0040】長期ベクトル量子化回路109は、減算回
路106からの差信号u、後述の駆動信号保持回路11
0からの過去の駆動信号exおよび符号化回路103か
らの予測パラメータPを入力とし、サブフレーム単位で
差信号uの量子化出力信号uを減算回路108および加
算回路112へ、ベクトルゲインβおよびインデックス
Tをマルチプレクサ115へ、長期駆動信号tを駆動信
号保持回路110へそれぞれ出力する。このときtとu
との間には、u=t*h(hは聴感重みフィルタ105
のインパルス応答、*は畳み込みを表す)という関係が
ある。The long-term vector quantization circuit 109 includes a difference signal u from the subtraction circuit 106 and a drive signal holding circuit 11 described later.
The drive signal ex from 0 and the prediction parameter P from the encoding circuit 103 are input, and the quantized output signal u of the difference signal u is supplied to the subtraction circuit 108 and the addition circuit 112 on a subframe basis. T is output to the multiplexer 115 and the long-term drive signal t is output to the drive signal holding circuit 110. At this time, t and u
And u = t * h (h is the audibility weighting filter 105
, And * represents convolution).
【0041】サブフレーム単位のベクトルゲインβ
(m)とインデックスT(m)(mはサブフレームの番
号)の詳細な求め方の一例を以下に示す。Vector gain β in subframe units
An example of a detailed method of obtaining (m) and the index T (m) (m is the number of a subframe) will be described below.
【0042】予め設定されるインデックスTとゲインβ
と過去の駆動信号を用いて現サブフレームの駆動信号候
補を作成し、これを聴感重みフィルタに入力して差信号
uの量子化信号の候補を作成し、差信号uと量子化信号
の候補との誤差が最小となるように最適なインデックス
T(m)と最適なβ(m)を決定する。このときT
(m)とβ(m)を用いて作成される現サブフレームの
駆動信号をtとし、tを聴感重みフィルタに入力して得
られる信号を差信号uの量子化出力信号uとする。A preset index T and a gain β
And a driving signal candidate of the current sub-frame using the past driving signal and inputting the driving signal candidate to a perceptual weighting filter to generate a quantization signal candidate of the difference signal u, and a difference signal u and a quantization signal candidate The optimal index T (m) and the optimal β (m) are determined so as to minimize the error with respect to. Then T
Let t be the drive signal of the current subframe created using (m) and β (m), and let the signal obtained by inputting t into the perceptual weight filter be the quantized output signal u of the difference signal u.
【0043】これと同様な方法は、例えば「PETER KROO
N氏らによるIEEE1988年2月、Vol. SAC - 6. pp. 353 -
363」に掲載の "A Class of Analysis - by - Synthesi
c Predicative Coders for High Quality Speech Codin
g at Rates Between 4. 8 and 1Gkbits/s" と題する論
文中の閉ループでピッチ予測器の係数を求める方法と同
様の公知の方法を用いることができる。A similar method is described in, for example, “PETER KROO
IEEE February 1988 by Mr. N et al., Vol. SAC-6. pp. 353-
363 "in" A Class of Analysis-by-Synthesi
c Predicative Coders for High Quality Speech Codin
g at Rates Between 4.8 and 1 Gkbits / s "can use a known method similar to the method of obtaining the coefficient of the pitch predictor in a closed loop in the paper.
【0044】一方、減算回路108ではサブフレーム単
位で差信号uから量子化出力信号uを減じた差信号Vを
短期ベクトル量子化回路111へ出力する。短期ベクト
ル量子化回路111は、差信号Vおよび予測パラメータ
Pを入力とし、サブフレーム単位で差信号Vの量子化出
力信号Vを加算回路112へ、短期駆動信号yを駆動信
号保持回路110へそれぞれ出力する。ここでVとyと
の間には、V=y*hという関係がある。On the other hand, the subtraction circuit 108 outputs to the short-term vector quantization circuit 111 a difference signal V obtained by subtracting the quantized output signal u from the difference signal u in subframe units. The short-term vector quantization circuit 111 receives the difference signal V and the prediction parameter P as inputs, and outputs the quantization output signal V of the difference signal V to the addition circuit 112 and the short-term drive signal y to the drive signal holding circuit 110 in subframe units. Output. Here, there is a relationship of V = y * h between V and y.
【0045】また、これと共に短期ベクトル量子化回路
111は短期駆動信号を構成するゲインGおよびコード
ベクトルのインデックスIをマルチプレクサ115へ出
力する。At the same time, the short-term vector quantization circuit 111 outputs the gain G and the index I of the code vector constituting the short-term drive signal to the multiplexer 115.
【0046】短期ベクトル量子化回路111の具体的な
構成例を図5に示す。図5において、合成ベクトル生成
回路301は予測パラメータPと、予め設定されるコー
ドブック302内のコードベクトルC(i)(iはコー
ドベクトルのインデックス)とから、パルス列を作成
し、このパルス列を予測パラメータPから生成される聴
感重みフィルタで合成することにより、合成ベクトルV
(i)を生成し、内積計算回路304およびパワー計算
回路305へ出力する。コードブック302はパルスの
振幅情報を格納し、インデックスiに対して予め定めら
れたコードベクトルC(i)が引き出し可能なメモリ回
路またはベクトル発生回路で構成される。内積計算回路
304は、図3の減算回路108からの差信号Vと、合
成ベクトルV(i)との内積値A(i)を求め、インデ
ックス選択回路306へ出力する。パワー計算回路30
5は、合成ベクトルV(i)のパワーB(i)を求め、
インデックス選択回路306へ出力する。FIG. 5 shows a specific configuration example of the short-term vector quantization circuit 111. In FIG. 5, a synthetic vector generation circuit 301 creates a pulse train from a prediction parameter P and a code vector C (i) (i is an index of a code vector) in a preset code book 302, and predicts this pulse train. By synthesizing with an audibility weighting filter generated from the parameter P, the synthesized vector V
(I) is generated and output to the inner product calculation circuit 304 and the power calculation circuit 305. The code book 302 stores a pulse amplitude information, and is configured by a memory circuit or a vector generation circuit from which a code vector C (i) predetermined for an index i can be extracted. The inner product calculation circuit 304 obtains an inner product value A (i) of the difference signal V from the subtraction circuit 108 in FIG. 3 and the combined vector V (i), and outputs the result to the index selection circuit 306. Power calculation circuit 30
5 finds the power B (i) of the composite vector V (i),
Output to the index selection circuit 306.
【0047】インデックス選択回路306では、内積値
A(i)とパワーB(i)を用いて、次式の評価値The index selection circuit 306 uses the inner product value A (i) and the power B (i) to calculate the evaluation value
【0048】[0048]
【数6】 (Equation 6)
【0049】が最も大きくなるようなインデックスIを
インデックス候補iの中から選択し、対応する内積値A
(I)とパワーB(I)の組をゲイン量子化回路307
へ出力する。また、インデックス選択回路306はさら
にインデックスIの情報をコードブック302および図
3のマルチプレクサ115へ出力する。Is selected from the index candidates i, and the corresponding inner product value A
The combination of (I) and power B (I) is converted to a gain quantization circuit 307.
Output to Further, the index selection circuit 306 further outputs the information of the index I to the codebook 302 and the multiplexer 115 of FIG.
【0050】ゲイン符号化回路307では、インデック
ス選択回路306からの内積値A(I)とパワーB
(I)との比In the gain encoding circuit 307, the inner product value A (I) from the index selecting circuit 306 and the power B
Ratio with (I)
【0051】[0051]
【数7】 (Equation 7)
【0052】を所定の方法で符号化して、そのゲイン情
報Gを短期駆動信号生成回路308および図3のマルチ
プレクサ115へ出力する。Is encoded by a predetermined method, and the gain information G is output to the short-term drive signal generation circuit 308 and the multiplexer 115 of FIG.
【0053】上の(28)(29)式は、例えばI. M.
Trancoso氏らによるInternationalConference on Acous
tic, speech and Signal Processingの論文 "EFFICIENT
PROCEDURES FOR FINDING THE OPTIMUM INNOVATI ON IN
STOCHATIC CODERS" によって提案されたものを用いて
もよい。The above equations (28) and (29) are, for example, IM
International Conference on Acous by Trancoso et al.
tic, speech and Signal Processing paper "EFFICIENT
PROCEDURES FOR FINDING THE OPTIMUM INNOVATI ON IN
STOCHATIC CODERS "may be used.
【0054】短期駆動信号生成回路308は、ゲイン情
報G、およびインデックスIに対応するコードベクトル
C(I)を入力とし、C(I)を用いて上記合成ベクト
ル生成回路301での方法と同様の方法でパルス列を作
成し、そのパルス振幅にゲイン情報Gに対応する値を乗
じ、短期駆動信号yを生成する。この短期駆動信号y
は、聴感重みフィルタ309および図3の駆動信号保持
回路110へ出力される。聴感重みフィルタ309は図
3の聴感重みフィルタ105と同様の特性を持つフィル
タであり、予測パラメータPを基にして作られ、短期駆
動信号yを入力として差信号Vの量子化出力Vを図3の
加算回路112へ出力する。The short-term drive signal generating circuit 308 receives the gain information G and the code vector C (I) corresponding to the index I, and uses C (I) in the same manner as the method in the composite vector generating circuit 301. A pulse train is created by the method, and the pulse amplitude is multiplied by a value corresponding to the gain information G to generate a short-term drive signal y. This short-term drive signal y
Are output to the audibility weighting filter 309 and the drive signal holding circuit 110 of FIG. The audibility weighting filter 309 is a filter having the same characteristics as the audibility weighting filter 105 of FIG. 3 and is formed based on the prediction parameter P, and receives the short-term drive signal y as an input and outputs the quantized output V of the difference signal V as shown in FIG. To the addition circuit 112.
【0055】図3に説明を戻すと、駆動信号保持回路1
10は長期ベクトル量子化回路109より出力される長
期駆動信号tおよび短期ベクトル量子化回路111より
出力される短期駆動信号yを入力とし、駆動信号exを
サブフレーム単位で長期ベクトル量子化回路109へ出
力する。具体的には、例えばtとyをサブフレーム単位
でサンプル毎に加算したものを駆動信号exとすればよ
い。現サブフレームの駆動信号exは、次のサブフレー
ムにおいて過去の駆動信号として長期ベクトル量子化回
路109において使用できるように、駆動信号保持回路
110内のバッファメモリに保持される。加算回路11
2は、サブフレーム単位で量子化出力u(m)およびV
(m)と、現サブフレームで作成された過去の影響信号
fとの和信号xを求め、影響信号作成回路107へ出力
する。Returning to FIG. 3, the driving signal holding circuit 1
Reference numeral 10 designates a long-term drive signal t output from the long-term vector quantization circuit 109 and a short-term drive signal y output from the short-term vector quantization circuit 111 as inputs, and the drive signal ex is transmitted to the long-term vector quantization circuit 109 in subframe units. Output. Specifically, for example, a signal obtained by adding t and y for each sample in subframe units may be used as the drive signal ex. The drive signal ex of the current subframe is held in a buffer memory in the drive signal holding circuit 110 so that it can be used in the long-term vector quantization circuit 109 as a past drive signal in the next subframe. Adder circuit 11
2 is the quantization output u (m) and V
A sum signal x of (m) and the past influence signal f generated in the current subframe is obtained, and output to the influence signal generation circuit 107.
【0056】以上のようにして求められた各パラメータ
P、β、T、G、Iの情報がマルチプレクサ115によ
り多重化され、伝送符号として出力端子116より伝送
される。The information of the parameters P, β, T, G, and I obtained as described above is multiplexed by the multiplexer 115 and transmitted from the output terminal 116 as a transmission code.
【0057】次に、図3の復号化装置から伝送された符
号を復号する図4の復号化装置について説明する。Next, the decoding apparatus shown in FIG. 4 for decoding the code transmitted from the decoding apparatus shown in FIG. 3 will be described.
【0058】図4において、入力端子200には伝送さ
れた符号が入力される。デマルチプレクサ201はこの
入力符号をまず予測パラメータ、ゲインβ、ゲインG、
インデックスTおよびインデックスIの符号に分離す
る。復号化回路202〜207は、それぞれゲインG、
インデックスI、ゲインβおよびインデックスTの符号
を復号し、駆動信号生成回路209へ出力する。もう一
つの復号化回路208は、符号化された予測パラメータ
を復号し、合成フィルタ210へ出力する、駆動信号生
成回路209は、復号された各パラメータを入力とし、
駆動信号を生成する。In FIG. 4, a transmitted code is input to an input terminal 200. The demultiplexer 201 first converts the input code into a prediction parameter, a gain β, a gain G,
The code is separated into the index T and the index I. The decoding circuits 202 to 207 respectively have a gain G,
The codes of the index I, the gain β and the index T are decoded and output to the drive signal generation circuit 209. Another decoding circuit 208 decodes the encoded prediction parameters and outputs the decoded prediction parameters to the synthesis filter 210. The drive signal generation circuit 209 receives the decoded parameters as inputs,
Generate a drive signal.
【0059】駆動信号生成回路209は、具体的には例
えば図6に示すように構成される。図6において、コー
ドブック500は符号化装置内の図5に示すコードブッ
ク302と同一機能を有するものであり、インデックス
Iに対応するコードベクトルC(I)を短期駆動信号生
成回路501へ出力する。短期駆動信号生成回路501
は、符号化装置内の図5に示す短期駆動信号生成回路3
08と同一機能を有するものであり、ゲインGを入力と
し、短期駆動信号yを加算回路506へ出力する、加算
回路506は、短期駆動信号yと長期駆動信号生成回路
502で生成された長期駆動信号tとの和信号、すなわ
ち駆動信号exを駆動信号バッファ503および図4の
合成フィルタ210へ出力する。The drive signal generation circuit 209 is specifically configured, for example, as shown in FIG. 6, a code book 500 has the same function as the code book 302 shown in FIG. 5 in the encoding apparatus, and outputs a code vector C (I) corresponding to the index I to the short-term drive signal generation circuit 501. . Short-term drive signal generation circuit 501
Is a short-term drive signal generation circuit 3 shown in FIG.
08, and has a gain G as an input and outputs a short-term drive signal y to an adder circuit 506. The adder circuit 506 includes a short-term drive signal y and a long-term drive signal generated by a long-term drive signal generation circuit 502. The sum signal with the signal t, that is, the drive signal ex is output to the drive signal buffer 503 and the synthesis filter 210 of FIG.
【0060】駆動信号バッファ503は、加算回路50
6から出力される駆動信号を現在から所定のサンプル数
だけ過去のものまで保持し、インデックスTが入力され
るとTサンプル過去の駆動信号から順にサブフレーム長
に相当するサンプル数だけ出力する構成となっている、
長期駆動信号生成回路502は、インデックスTに基づ
き駆動信号バッファ503より出力される信号を入力と
し、この入力信号にゲインβを乗じると共に、Tサンプ
ルの周期で繰り返す長期駆動信号を生成し、加算回路5
06へサブフレーム単位で出力する。The driving signal buffer 503 is
A configuration in which the drive signal output from the control signal 6 is held up to a predetermined number of samples from the present to the past, and when an index T is input, the drive signal is output by the number of samples corresponding to the sub-frame length in order from the drive signal T samples past. Has become
The long-term drive signal generation circuit 502 receives a signal output from the drive signal buffer 503 based on the index T, multiplies the input signal by a gain β, and generates a long-term drive signal that repeats at a period of T samples. 5
06 in subframe units.
【0061】図4に説明を戻すと、合成フィルタ210
は符号化装置内の図3に示す予測フィルタ104と逆の
周波数特性を持つフィルタであり、駆動信号と予測パラ
メータを入力として、合成信号を出力する。Returning to FIG. 4, the synthesis filter 210
Is a filter having a frequency characteristic opposite to that of the prediction filter 104 shown in FIG. 3 in the encoding device, and outputs a synthesized signal by using the drive signal and the prediction parameter as inputs.
【0062】ポストフィルタ211は予測パラメータ、
ゲインβおよびインデックスTを用いて合成フィルタ2
10から出力される合成信号のスペクトルを主観的に雑
音が減少するように整形して、バッファ212へ出力す
る。ポストフィルタ211の具体的な構成例を図7に示
す。The post filter 211 has prediction parameters,
Synthesis filter 2 using gain β and index T
The spectrum of the synthesized signal output from 10 is subjectively shaped so as to reduce noise, and output to the buffer 212. FIG. 7 shows a specific configuration example of the post filter 211.
【0063】図7に示すポストフィルタは2つのポスト
フィルタの継続接続より構成される。1つはFINE SPECT
RAL SHAPING フィルタであり、もう1つはGLOBAL SPECT
RALSHAPINGフィルタである。前者はピッチのくり返しを
強調するフィルタで、出力音声信号のスペクトルの微細
構造に影響を与える。このフィルタの伝達関数としては
例えば、The post filter shown in FIG. 7 is composed of a continuous connection of two post filters. One is FINE SPECT
RAL SHAPING filter, another is GLOBAL SPECT
RALSHAPING filter. The former is a filter for emphasizing the repetition of pitch, and affects the fine structure of the spectrum of the output audio signal. As a transfer function of this filter, for example,
【0064】[0064]
【数8】 (Equation 8)
【0065】が一般に用いられる。ここでεは0.2〜
0.5程度の値が適当であることが知られている。Is generally used. Where ε is 0.2 ~
It is known that a value of about 0.5 is appropriate.
【0066】一方、後者のフィルタは音声信号のスペク
トル包絡の形を強調するフィルタであり、伝達関数とし
ては、On the other hand, the latter filter is a filter that emphasizes the shape of the spectral envelope of the audio signal.
【0067】[0067]
【数9】 (Equation 9)
【0068】が一般に用いられる。ここで0<r1<r
2<1であり、A(Z)は受側で復号した予測パラメー
タより構成される予測フィルタを表す。Is generally used. Where 0 <r1 <r
2 <1, and A (Z) represents a prediction filter composed of prediction parameters decoded on the receiving side.
【0069】以下に図7を用いて詳細にポストフィルタ
の説明を行う。Hereinafter, the post filter will be described in detail with reference to FIG.
【0070】図7において、合成フィルタ210より出
力された合成信号Px(n)はポストフィルタ入力端子
33より入力される。入力信号Px(n)はゲイン計算
回路37およびスイッチ端子43へ出力される。スイッ
チ55は端子43と端子34とを接続しFINE SPECTRAL
SHAPINGフィルタ35に入力信号Px(n)を入力す
る。FINE SPECTRAL SHAPINGフィルタ35の出力信号はG
LOBAL SPECTRAL SHAPINGフィルタ36に入力され、その
出力信号Py1(n)はゲイン計算回路37へ入力され
る。ここで出力信号Py1(n)は零状態応答であり、
フィルタ35、36は現サブフレームよりも過去のフィ
ルタの内部状態を用いずに入力されたPx(n)の値だ
けに基づいてPy1(n)を計算し出力する。In FIG. 7, the synthesized signal Px (n) output from the synthesis filter 210 is input from the post-filter input terminal 33. The input signal Px (n) is output to the gain calculation circuit 37 and the switch terminal 43. The switch 55 connects the terminal 43 and the terminal 34, and the FINE SPECTRAL
The input signal Px (n) is input to the SHAPING filter 35. The output signal of the FINE SPECTRAL SHAPING filter 35 is G
The signal is input to the LOBAL SPECTRAL SHAPING filter 36, and the output signal Py1 (n) is input to the gain calculation circuit 37. Here, the output signal Py1 (n) is a zero-state response,
The filters 35 and 36 calculate and output Py1 (n) based only on the input value of Px (n) without using the internal state of the filter before the current subframe.
【0071】一方、フィルタ31、32はそれぞれ前述
したフィルタ35、36と同じ特性を持つポストフィル
タであり、その継続接続されたフィルタは、端子30か
ら零データを入力し、現サブフレームよりも過去のフィ
ルタの内部状態を用いて零入力応答Py0(n)を生成
し、これをゲイン計算回路37へ入力する。On the other hand, the filters 31 and 32 are post-filters having the same characteristics as the above-described filters 35 and 36, respectively. The continuously connected filters receive zero data from the terminal 30 and , A zero input response Py0 (n) is generated using the internal state of the filter, and this is input to the gain calculation circuit 37.
【0072】ゲイン計算回路37は入力されたPx
(n)、Py0(n)、Py1(n)の信号を用いて、
前述の(3)式(4)式より最適なポストフィルタのゲ
インaを求めこれを乗算回路39へ入力すると共にスイ
ッチ55に制御信号を入力する。スイッチ55はゲイン
計算回路37よりの制御信号を基に端子34側に接続さ
れていたスイッチを端子38側に接続し、入力信号xP
(n)を乗算回路39へ入力する。The gain calculation circuit 37 receives the input Px
(N), Py0 (n) and Py1 (n) signals,
The optimum gain a of the post filter is obtained from the above-described equations (3) and (4), and is input to the multiplication circuit 39 and a control signal is input to the switch 55. The switch 55 connects the switch connected to the terminal 34 to the terminal 38 based on the control signal from the gain calculation circuit 37, and outputs the input signal xP
(N) is input to the multiplication circuit 39.
【0073】乗算回路39は入力信号xP(n)の振幅
を3倍した信号をフィルタ40へ入力する。フィルタ4
0はフィルタ31と同一の特性のフィルタであり、その
出力をフィルタ41へ入力する。フィルタ41はフィル
タ32と同一の特性を持つフィルタであり、その出力P
y(n)をポストフィルタ出力端子42へ出力する。フ
ィルタ40、41は現サブフレームよりも過去のフィル
タの内部状態を用いてポストフィルタ出力信号Py
(n)を生成する。The multiplying circuit 39 inputs a signal whose amplitude is three times the input signal xP (n) to the filter 40. Filter 4
0 is a filter having the same characteristics as the filter 31, and its output is input to the filter 41. The filter 41 has the same characteristics as the filter 32, and its output P
y (n) is output to the post filter output terminal 42. The filters 40 and 41 use a post-filter output signal Py using the internal state of the filter before the current subframe.
(N) is generated.
【0074】以上で図7のポストフィルタの説明を終
る。ポストフィルタの他の例として、図7の構成のポス
トフィルタのポストフィルタ部を共用する構成にした例
を図8に示す。The description of the post-filter in FIG. 7 has been completed. As another example of the post filter, FIG. 8 shows an example in which the post filter of the configuration of FIG. 7 is shared.
【0075】図8において、零入力応答Py0(n)を
ゲイン計算回路66へ出力する場合はスイッチ75で端
子61と端子62はOFFの状態にし、スイッチ74で
端子70と端子71がONの状態にすればよい。In FIG. 8, when the zero input response Py0 (n) is output to the gain calculation circuit 66, the switch 61 turns off the terminals 61 and 62, and the switch 74 turns on the terminals 70 and 71. What should I do?
【0076】また、零状態応答Py1(n)をゲイン計
算回路66へ出力する場合は、スイッチ75がOFF、
スイッチ74は端子72と端子71がONの状態とすれ
ばよい。最後に、ポストフィルタ出力信号Py(n)を
出力するためには、スイッチ76がON、スイッチ75
がON、スイッチ74がOFFの状態にすればよい。以
上で図8のポストフィルタの説明を終る。When outputting the zero state response Py1 (n) to the gain calculation circuit 66, the switch 75 is turned off,
The switch 74 only has to turn on the terminals 72 and 71. Finally, in order to output the post-filter output signal Py (n), the switch 76 is turned on and the switch 75 is turned on.
Is turned on and the switch 74 is turned off. This is the end of the description of the post filter in FIG.
【0077】図4に説明を戻すと、バッファ212は入
力されるポストフィルタの出力信号をサブフレーム毎に
結合し、ポストフィルタリングされた合成音声信号を出
力端子213へ出力する。図9および図10は本発明の
第3の実施例に係る適応ポストフィルタを適応密度パル
ス列を駆動信号とするCELP方式の音声符号化装置お
よび復号化装置に適用した場合のブロック図である。Referring back to FIG. 4, the buffer 212 combines the input post-filter output signals for each sub-frame and outputs the post-filtered synthesized speech signal to the output terminal 213. FIGS. 9 and 10 are block diagrams of a case where the adaptive post filter according to the third embodiment of the present invention is applied to a CELP-type speech encoding device and decoding device using an adaptive density pulse train as a drive signal.
【0078】適応密度パルス列とは、フレームが複数の
サブフレームに分割されて、サブフレーム単位でパルス
間隔が可変なパルス列のことを示す。図13に適応密度
パルス列の1例を示す。The adaptive density pulse train indicates a pulse train in which a frame is divided into a plurality of subframes and the pulse interval is variable in subframe units. FIG. 13 shows an example of the adaptive density pulse train.
【0079】適応密度パルス列は、従来のCELP方式
で用いられる密度(いいかえるとパルス間隔)が一定の
パルス列を用いた駆動信号に比べてフレーム内の音声の
重要な部分に多くの情報を適応的に割りあてることがで
きるので発声の開始部分や、音声信号のパワーが変化す
る部分等の変化に対しても高品質の音声を提供できる改
良されたCELP方式の駆動信号である。この適応密度
パルス列については既に本発明者らによって提案されて
いる。The adaptive density pulse train adaptively transfers a larger amount of information to an important part of a voice in a frame than a drive signal using a pulse train having a constant density (in other words, a pulse interval) used in the conventional CELP system. This is an improved CELP-type drive signal that can provide high-quality speech even when it is assigned to a start portion of speech or a portion where the power of the speech signal changes, because it can be assigned. This adaptive density pulse train has already been proposed by the present inventors.
【0080】図9および図10は本発明の第3の実施例
に係る音声符号化装置および復号化装置のブロック図で
ある。FIGS. 9 and 10 are block diagrams of a speech encoding apparatus and a decoding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
【0081】図9において、フレームバッファ1101
は入力端子1100に入力される音声信号を1フレーム
分蓄積する回路であり、図9の各ブロックはフレームバ
ッファ1101を用いて1フレーム又は1サブフレーム
毎に以下の処理を行う。In FIG. 9, the frame buffer 1101
Is a circuit for accumulating one frame of audio signals input to the input terminal 1100. Each block in FIG. 9 performs the following processing for each frame or subframe using the frame buffer 1101.
【0082】まず、1フレーム分の音声信号に対し予測
パラメータ計算回路1102において、公知の方法を用
いて短時間予測パラメータを計算する(通常、この予測
パラメータは8〜12個計算される)。計算法について
は、例えば(古井貞照著「ディジタル音声処理」)に記
述されている。計算された予測パラメータは、予測パラ
メータ符号化回路1103に入力される。予測パラメー
タ符号化回路1103は、予測パラメータを予め定めら
れた量子化ビット数に基づいて符号化し、その符号をマ
ルチプレクサ1115へ出力すると共に、符号値Pを予
測フィルタ1104、聴感重みフィルタ1105、影響
信号作成回路1107、長期ベクトル量子化回路110
9および短期ベクトル量子化回路1111へ出力する。First, a prediction parameter calculating circuit 1102 calculates a short-term prediction parameter for one frame of a speech signal using a known method (normally, 8 to 12 prediction parameters are calculated). The calculation method is described in, for example, (Digital Audio Processing) by Sadateru Furui. The calculated prediction parameters are input to the prediction parameter coding circuit 1103. The prediction parameter encoding circuit 1103 encodes the prediction parameter based on a predetermined number of quantization bits, outputs the code to the multiplexer 1115, and outputs the code value P to the prediction filter 1104, the perceptual weight filter 1105, and the influence signal. Creation circuit 1107, long-term vector quantization circuit 110
9 and a short-term vector quantization circuit 1111.
【0083】予測フィルタ1104は、フレームバッフ
ァ1101からの入力音声信号と符号化回路1103か
らの予測パラメータの符号値から短期予測残差信号rを
計算し、それを聴感重みフィルタ1105へ出力する。The prediction filter 1104 calculates a short-term prediction residual signal r from the input speech signal from the frame buffer 1101 and the code value of the prediction parameter from the encoding circuit 1103, and outputs it to the auditory weight filter 1105.
【0084】聴感重みフィルタ1105は、予測パラメ
ータの復号値Pを基に構成されるフィルタで短期予測残
差信号rのスペクトルを変形した信号xを減算回路11
06へ出力する。この聴感重みフィルタ1105は従来
例における重み付けフィルタと同様に聴覚のマスキング
効果を利用するためのものである。The audibility weighting filter 1105 is a filter configured based on the decoded value P of the prediction parameter, and subtracts the signal x obtained by deforming the spectrum of the short-term prediction residual signal r by the subtraction circuit 11.
06. The auditory sensation weight filter 1105 is for utilizing the auditory masking effect in the same manner as the conventional weighting filter.
【0085】影響信号作成回路1107は、加算回路1
112からの過去の重み付けされた合成信号xと、予測
パラメータの復号値Pを入力とし、過去の影響信号fを
出力する。具体的には過去の重み付けされた合成信号x
をフィルタの内部状態とする聴感重みフィルタの零入力
応答を計算し、それを影響信号fとして、予め設定され
るサブフレーム単位で出力する。8kHzサンプリング
時のサブフレーム中の典型的な値としては、1フレーム
(160サンプル)を4分割した40サンプル程度が使
用される。影響信号作成回路1107は、第1サブフレ
ームにおいては前フレームで決定した密度パターンKに
基づいて作成された前フレームの合成信号xを入力とし
て影響信号fを作成する。減算回路1106は、サブフ
レーム単位で聴感重み付き入力信号xから過去の影響信
号fを差し引いた信号uを減算回路1108および長期
ベクトル量子化回路1109へ出力する。The influence signal creation circuit 1107 is composed of the addition circuit 1
It receives the past weighted synthesized signal x from 112 and the decoded value P of the prediction parameter, and outputs the past influence signal f. Specifically, the past weighted synthesized signal x
Is calculated as the internal state of the filter, and the zero input response of the perceptual weighting filter is calculated, and is output as an influence signal f in units of subframes set in advance. As a typical value in a subframe at the time of 8 kHz sampling, about 40 samples obtained by dividing one frame (160 samples) into four are used. In the first sub-frame, the influence signal creation circuit 1107 creates an influence signal f by using as input the synthesized signal x of the previous frame created based on the density pattern K determined in the previous frame. The subtraction circuit 1106 outputs, to the subtraction circuit 1108 and the long-term vector quantization circuit 1109, a signal u obtained by subtracting the past influence signal f from the perceptually weighted input signal x in subframe units.
【0086】パワー計算回路1113は、予測フィルタ
1104の出力である短期予測残差信号のパワー(2乗
和)をサブフレーム単位で計算し、各サブフレームのパ
ワーを密度パターン選択回路1114へ出力する。The power calculation circuit 1113 calculates the power (sum of squares) of the short-term prediction residual signal output from the prediction filter 1104 in subframe units, and outputs the power of each subframe to the density pattern selection circuit 1114. .
【0087】密度パターン選択回路1114は、パワー
計算回路1115から出力されるサブフレーム毎の短期
予測段差信号のパワーを基に、予め設定された駆動信号
の密度パターンの中から一つを選択する。具体的には、
パワーの大きいサブフレームの順に密度が高くなるよう
に密度パターンを選択する、例えば、等長のサブフレー
ムが4個、密度の種類が2つで、密度パターンを図16
のように設定した場合、密度パターン選択回路1115
はサブフレーム毎の上記パワーを比較し、パワーが最大
となるサブフレームが密となる密度パターンの番号Kを
選択し、それを密度パターン情報として短期ベクトル量
子化回路1111とマルチプレクサ1115へ出力す
る。The density pattern selection circuit 1114 selects one of the preset drive signal density patterns based on the power of the short-term predicted step signal for each subframe output from the power calculation circuit 1115. In particular,
A density pattern is selected so that the density becomes higher in the order of the subframes having higher power. For example, four equal-length subframes, two types of density, and a density pattern shown in FIG.
In the case of setting as follows, the density pattern selection circuit 1115
Compares the power for each subframe, selects the number K of the density pattern in which the subframe with the highest power is dense, and outputs it to the short-term vector quantization circuit 1111 and the multiplexer 1115 as density pattern information.
【0088】長期ベクトル量子化回路1109は、減算
回路1106からの差信号u、後述の駆動信号保持回路
1110からの過去の駆動信号exおよび符号化回路1
103からの予測パラメータPを入力とし、サブフレー
ム単位で差信号uの量子化出力信号uを減算回路108
および加算回路1112へ、ベクトルゲインβおよびイ
ンデックスTをマルチプレクサ1115へ、長期駆動信
号tを駆動信号保持回路1110へそれぞれ出力する。
このときtとuとの間には、u=t*h(hは聴感重み
フィルタ1105のインパルス応答、*は畳み込みを表
す)という関係がある。The long-term vector quantization circuit 1109 includes a difference signal u from the subtraction circuit 1106, a past drive signal ex from a drive signal holding circuit 1110 described later, and the encoding circuit 1
The prediction parameter P from the input signal 103 is input, and the subtraction circuit 108 subtracts the quantized output signal u of the difference signal u in subframe units.
To the adder 1112, the vector gain β and the index T to the multiplexer 1115, and the long-term drive signal t to the drive signal holding circuit 1110.
At this time, there is a relationship between t and u: u = t * h (h represents the impulse response of the auditory weighting filter 1105, and * represents convolution).
【0089】サブフレーム単位のベクトルゲインβ
(m)とインデックスT(m)(mはサブフレームの番
号)の詳細な求め方の一例を以下に示す。Vector gain β in subframe units
An example of a detailed method of obtaining (m) and the index T (m) (m is the number of a subframe) will be described below.
【0090】予め設定されるインデックスTとゲインβ
と過去の駆動信号を用いて現サブフレームの駆動信号候
補を作成し、これを聴感重みフィルタに入力して差信号
uの量子化信号の候補を作成し、差信号uと量子化信号
の候補との誤差が最小となるように最適なインデックス
T(m)と最適なβ(m)を決定する。このときT
(m)と最適なβ(m)を用いて作成される現サブフレ
ームの駆動信号をtとし、tを聴感重みフィルタに入力
して得られる信号を差信号uの量子化出力信号uとす
る。The index T and the gain β are set in advance.
And a driving signal candidate of the current sub-frame using the past driving signal and inputting the driving signal candidate to a perceptual weighting filter to generate a quantization signal candidate of the difference signal u, and a difference signal u and a quantization signal candidate The optimal index T (m) and the optimal β (m) are determined so as to minimize the error with respect to. Then T
Let t be a drive signal of the current subframe created using (m) and the optimal β (m), and let a signal obtained by inputting t into the perceptual weighting filter be a quantized output signal u of the difference signal u. .
【0091】これと同様な方法は、例えばPETER KROON
氏らによるIEEE1988年2月、Vol. SAC- 6. pp. 353 - 36
3に掲載の"A Class of Analysis - by - Synthesic Pre
dicative Coders for High Quality Speech Coding at
Rates Between 4.8 and 16kbits/s"と題する論文中の閉
ループでピッチ予測器の係数を求める方法と同様の公知
の方法を用いることができるので、ここでは説明を省略
する。A similar method is described in, for example, PETER KROON
IEEE February 1988, Vol. SAC- 6.pp. 353-36
3 "A Class of Analysis-by-Synthesic Pre
dicative Coders for High Quality Speech Coding at
Since a well-known method similar to the method of obtaining the coefficients of the pitch predictor in the closed loop in the paper entitled Rates Between 4.8 and 16 kbits / s "can be used, the description is omitted here.
【0092】一方、減算回路1108ではサブフレーム
単位で差信号uから量子化出力信号uを減じた差信号V
を短期ベクトル量子化回路1111へ出力する。On the other hand, in the subtraction circuit 1108, the difference signal V obtained by subtracting the quantized output signal u from the difference signal u in subframe units.
Is output to the short-term vector quantization circuit 1111.
【0093】短期ベクトル量子化回路1111は、差信
号V、予測パラメータPおよび密度パターン選択回路1
114より出力される密度パターン番号Kを入力とし、
サブフレーム単位で差信号Vの量子化出力信号Vを加算
回路1112へ、短期駆動信号yを駆動信号保持回路1
110へそれぞれ出力する。ここでVとyとの間には、
V=y*hという関係がある。The short-term vector quantization circuit 1111 includes a difference signal V, a prediction parameter P, and a density pattern selection circuit 1.
The density pattern number K output from 114 is input,
The quantized output signal V of the difference signal V is added to the adder circuit 1112 on a subframe basis, and the short-term drive signal y is
Output to the respective 110. Here, between V and y,
There is a relationship of V = y * h.
【0094】また、これと共に短期ベクトル量子化回路
1111は駆動パルス列のゲインG、位相情報Jおよび
コードベクトルのインデックスIをマルチプレクサ11
15へ出力する。このとき、サブフレーム単位で出力さ
れるパラメータG、J、Iは、密度パターン番号Kで決
まる現サブフレーム(第mサブフレーム)の密度(パル
ス間隔)に応じたパルス数N(m)をサブフレーム内で
符号化しなけれならないので、予め設定されるコードベ
クトルの次元数ND(1つずつのコードベクトルを構成
するパルス数)に応じた個数、すなわちN(m)/ND
個ずつ現サブフレームで出力される。At the same time, the short-term vector quantization circuit 1111 converts the gain G of the drive pulse train, the phase information J, and the index I of the code vector into the multiplexer 11.
15 is output. At this time, parameters G, J, and I output in units of subframes represent the number of pulses N (m) corresponding to the density (pulse interval) of the current subframe (mth subframe) determined by the density pattern number K. Since encoding must be performed within a frame, the number according to a predetermined number of dimensions ND of the code vector (the number of pulses constituting each code vector), that is, N (m) / ND
It is output in the current subframe one by one.
【0095】例えばフレーム長が160サンプル、サブ
フレームが4つの等長の40サンプルで構成され、コー
ドベクトルの次元が20であるとする。この場合、予め
用意される密度パターンの1つが第1サブフレームのパ
ルス間隔1、第2〜第4サブフレームのパルス間隔2と
すると、この密度パターンに対して短期ベクトル量子化
回路1111から出力されるゲイン、位相およびインデ
ックスの個数は、それぞれ第1サブフレームで40/2
0=2個(ただし、この場合はパルス間隔が1なので、
位相情報は出力しない)、第2〜第4サブフレームで2
0/20=1個となる。For example, it is assumed that the frame length is 160 samples, the subframe is composed of four equal length 40 samples, and the dimension of the code vector is 20. In this case, assuming that one of the density patterns prepared in advance is the pulse interval 1 of the first subframe and the pulse interval 2 of the second to fourth subframes, the short-term vector quantization circuit 1111 outputs this density pattern. The number of gains, phases, and indices are 40/2 in the first subframe, respectively.
0 = 2 (However, in this case, since the pulse interval is 1,
Phase information is not output), 2 in the second to fourth subframes
0/20 = 1.
【0096】短期ベクトル量子化回路1111の具体的
な構成例を図11に示す。図11において、合成ベクト
ル生成回路1301は予測パラメータPと、予め設定さ
れるコードブック1302内のコードベクトルC(i)
(iはコードベクトルのインデックス)および密度パタ
ーン情報Kとから、密度パターン情報Kに対応する予め
設定されたパルス間隔となるようにC(i)の第1のサ
ンプル以降に所定の周期で零を内挿して密度情報を持つ
パルス列を作成し、このパルス列を予測パラメータPか
ら生成される聴感重みフィルタで合成することにより、
合成ベクトルV1(i)を生成する。FIG. 11 shows a specific configuration example of the short-term vector quantization circuit 1111. In FIG. 11, a combined vector generation circuit 1301 includes a prediction parameter P and a code vector C (i) in a code book 1302 set in advance.
(I is the index of the code vector) and the density pattern information K, zero is set at a predetermined cycle after the first sample of C (i) so as to have a preset pulse interval corresponding to the density pattern information K. By interpolating to create a pulse train with density information and combining this pulse train with an audibility weighting filter generated from the prediction parameter P,
Generate a composite vector V1 (i).
【0097】位相シフト回路1303は、この合成ベク
トルV1(i)を密度パターン情報Kに基づいて所定の
サンプル数だけ遅延させて位相の異なる合成ベクトルV
2(i)、V3(i)、・・・V1(i)、・・・を作成し、
内積計算回路1304およびパワー計算回路1305へ
出力する。コードブック1302は適応密度パルスの振
幅情報を格納し、インデックスiに対して予め定められ
たコードベクトルC(i)が引き出し可能なメモリ回路
またはベクトル発生回路で構成される。内積計算回路1
304は、図9の減算回路1108からの差信号Vと、
合成ベクトルVj(i)との内積値Aj(i)を求め、
インデックス・位相選択回路1306へ出力する。パワ
ー計算回路1305は、合成ベクトルVj(i)のパワ
ーBj(i)を求め、インデックス・位相選択回路13
06へ出力する。The phase shift circuit 1303 delays the synthesized vector V1 (i) by a predetermined number of samples based on the density pattern information K, and synthesizes the synthesized vectors V1 (i) having different phases.
2 (i), V3 (i),... V1 (i),.
Output to the inner product calculation circuit 1304 and the power calculation circuit 1305. The codebook 1302 is configured by a memory circuit or a vector generation circuit that stores amplitude information of an adaptive density pulse and can extract a predetermined code vector C (i) for an index i. Inner product calculation circuit 1
304 is a difference signal V from the subtraction circuit 1108 of FIG.
An inner product value Aj (i) with the composite vector Vj (i) is obtained,
Output to the index / phase selection circuit 1306. The power calculation circuit 1305 obtains the power Bj (i) of the composite vector Vj (i), and calculates the index / phase selection circuit 13
06.
【0098】インデックス・位相選択回路1306で
は、内積値Aj(i)とパワーBj(i)を用いて、次
式の評価値The index / phase selection circuit 1306 uses the inner product value Aj (i) and the power Bj (i) to calculate the evaluation value
【0099】[0099]
【数10】 (Equation 10)
【0100】が最も大きくなるような位相Jとインデッ
クスIを位相候補jとインデックス候補iの中から選択
し、対応する内積値AJ(I)とパワーBJ(I)の組
をゲイン量子化回路1307へ出力する。また、インデ
ックス・位相選択回路1306はさらに位相Jの情報を
短期駆動信号生成回路1308および図9のマルチプレ
クサ1115へ出力し、インデックスIの情報をコード
ブック1302および図9マルチプレクサ1115へ出
力する。The phase J and the index I that maximize the maximum value are selected from the phase candidate j and the index candidate i, and the corresponding set of the inner product value AJ (I) and the power BJ (I) is converted to a gain quantization circuit 1307. Output to Further, the index / phase selection circuit 1306 further outputs the information of the phase J to the short-term drive signal generation circuit 1308 and the multiplexer 1115 of FIG. 9, and outputs the information of the index I to the codebook 1302 and the multiplexer 1115 of FIG.
【0101】ゲイン符号化回路1307では、インデッ
クス・位相選択回路1306からの内積値Aj(I)と
パワーBJ(I)との比In gain encoding circuit 1307, the ratio between inner product value Aj (I) from index / phase selection circuit 1306 and power BJ (I) is calculated.
【0102】[0102]
【数11】 [Equation 11]
【0103】を所定の方法で符号化して、そのゲイン情
報Gを短期駆動信号生成回路1308および図8のマル
チプレクサ1115へ出力する。Is encoded by a predetermined method, and the gain information G is output to the short-term drive signal generation circuit 1308 and the multiplexer 1115 in FIG.
【0104】上の(28)(29)式は、例えばI. M.
Trancoso氏らによるInternationalConference on Acous
tic, Speech and Signal Processingの論文 "EFFICIENT
PROCEDURES FOR FINDING THE OPTIMUM INNOVATI ON IN
STOCHATIC CODERS" によって提案されたものを用いて
もよい。The above equations (28) and (29) are, for example, IM
International Conference on Acous by Trancoso et al.
tic, Speech and Signal Processing paper "EFFICIENT
PROCEDURES FOR FINDING THE OPTIMUM INNOVATI ON IN
STOCHATIC CODERS "may be used.
【0105】短期駆動信号生成回路1308は、密度パ
ターン情報K、ゲイン情報G、位相情報Jおよびインデ
ックスIに対応するコードベクトルC(I)を入力と
し、KおよびC(I)を用いて上記合成ベクトル生成回
路1301での方法と同様の方法で密度情報を持つパル
ス列を作成し、そのパルス振幅にゲイン情報Gに対応す
る値を乗じ、位相情報Jに基づき所定のサンプル数だけ
パルス列を遅延することにより、短期駆動信号yを生成
する。この短期駆動信号yは、聴感重みフィルタ130
9および図9の駆動信号保持回路1110へ出力され
る。聴感重みフィルタ1309は図9の聴感重みフィル
タ1105と同様の特性を持つフィルタであり、予測パ
ラメータPを基にして作られ、短期駆動信号yを入力と
して差信号Vの量子化出力∧Vを図9の加算回路111
2へ出力する。The short-term drive signal generation circuit 1308 receives the density pattern information K, the gain information G, the phase information J, and the code vector C (I) corresponding to the index I, and uses the K and C (I) to perform the above synthesis. A pulse train having density information is created by a method similar to the method of the vector generation circuit 1301, the pulse amplitude is multiplied by a value corresponding to the gain information G, and the pulse train is delayed by a predetermined number of samples based on the phase information J. Generates a short-term drive signal y. This short-term drive signal y is applied to the audibility weighting filter 130
9 and the drive signal holding circuit 1110 of FIG. The perceptual weight filter 1309 is a filter having the same characteristics as the perceptual weight filter 1105 in FIG. 9 and is formed based on the prediction parameter P. Nine adder circuits 111
Output to 2.
【0106】図9に説明を戻すと、駆動信号保持回路1
110は長期ベクトル量子化回路1109より出力され
る長期駆動信号tおよび短期ベクトル量子化回路111
1より出力される短期駆動信号yを入力とし、駆動信号
exをサブフレーム単位で長期ベクトル量子化回路11
09へ出力する。具体的には、例えばtとyとをサブフ
レーム単位でサンプル毎に加算したものを駆動信号ex
とすればよい。現サブフレームの駆動信号exは、次の
サブフレームにおいて過去の駆動信号として長期ベクト
ル量子化回路1109において使用できるように、駆動
信号保持回路1110内のバッファメモリに保持され
る。Returning to FIG. 9, the driving signal holding circuit 1
110 is a long-term driving signal t output from the long-term vector quantization circuit 1109 and a short-term vector quantization circuit 111
1 is input, and the driving signal ex is input to the long-term vector quantization circuit 11 in subframe units.
09 is output. Specifically, for example, a signal obtained by adding t and y in subframe units for each sample is a drive signal ex.
And it is sufficient. The drive signal ex of the current subframe is held in a buffer memory in the drive signal holding circuit 1110 so that it can be used as a past drive signal in the next subframe in the long-term vector quantization circuit 1109.
【0107】加算回路1112は、サブフレーム単位で
量子化出力u(m)およびV(m)と、現サブフレーム
で作成された過去の影響信号fとの和信号xを求め、影
響信号作成回路1107へ出力する。The addition circuit 1112 obtains a sum signal x of the quantized outputs u (m) and V (m) in units of subframes and the past influence signal f created in the current subframe. Output to 1107.
【0108】以上のようにして求められた各パラメータ
P、β、T、G、I、J、Kの情報がマルチプレクサ1
115により多重化され、伝送符号として出力端子11
16より伝送される。The information of the parameters P, β, T, G, I, J, and K obtained as described above is
115 and multiplexed by the output terminal 11 as a transmission code.
16 is transmitted.
【0109】次に、図9の符号化装置から伝送された符
号を復号する図10の復号化装置について説明する。Next, the decoding apparatus shown in FIG. 10 for decoding the code transmitted from the encoding apparatus shown in FIG. 9 will be described.
【0110】図10において、入力端子1200には伝
送された符号が入力される。マルチプレクサ1201は
この入力符号をまず予測パラメータ、密度パターン情報
K、ゲインβ、ゲインG、インデックスT、インデック
スIおよび位相情報Jの符号に分離する。復号化回路1
202〜1207は、それぞれ密度パターン情報K、ゲ
インG、位相J、インデックスI、ゲインβおよびイン
デックスTの符号を復号し、駆動信号生成回路1209
へ出力する。もう一つの復号化回路1208は、符号化
された予測パラメータを復号し、合成フィルタ1210
へ出力する。駆動信号生成回路1209は、復号された
各パラメータを入力とし、密度パターン情報Kに基づい
てサブフレーム単位で密度の異なる駆動信号を生成す
る。In FIG. 10, a transmitted code is input to an input terminal 1200. The multiplexer 1201 first separates the input code into codes of a prediction parameter, density pattern information K, gain β, gain G, index T, index I, and phase information J. Decoding circuit 1
202 to 1207 decode the codes of the density pattern information K, gain G, phase J, index I, gain β, and index T, respectively, and
Output to Another decoding circuit 1208 decodes the encoded prediction parameter, and
Output to The drive signal generation circuit 1209 receives the decoded parameters as inputs, and generates drive signals having different densities in subframe units based on the density pattern information K.
【0111】駆動信号生成回路1209は、具体的には
例えば図12に示すように構成される。図12におい
て、コードブック1500は符号化装置内の図11に示
すコードブック1302と同一機能を有するものであ
り、インデックスIに対応するコードベクトルC(I)
を短期駆動信号生成回路1501へ出力する。短期駆動
信号生成回路1501は、符号化装置内の図11に示す
短期駆動信号生成回路1308と同一機能を有するもの
であり、密度パターン情報K、位相情報Jおよびゲイン
Gを入力とし、短期駆動信号yを加算回路1506へ出
力する。加算回路1506は、短期駆動信号yと長期駆
動信号生成回路1502で生成された長期駆動信号tと
の和信号、すなわち駆動信号exを駆動信号バッファ1
503および図10の合成フィルタ1210へ出力す
る。The drive signal generation circuit 1209 is specifically configured, for example, as shown in FIG. 12, a code book 1500 has the same function as the code book 1302 shown in FIG. 11 in the encoding apparatus, and a code vector C (I) corresponding to the index I is provided.
To the short-term drive signal generation circuit 1501. The short-term drive signal generation circuit 1501 has the same function as the short-term drive signal generation circuit 1308 shown in FIG. 11 in the encoding device, receives the density pattern information K, the phase information J, and the gain G as inputs, and y is output to the addition circuit 1506. The addition circuit 1506 outputs the sum signal of the short-term drive signal y and the long-term drive signal t generated by the long-term drive signal generation circuit 1502, that is, the drive signal ex to the drive signal buffer 1
503 and the synthesis filter 1210 of FIG.
【0112】駆動信号バッファ1503は、加算回路1
506から出力される駆動信号を現在から所定のサンプ
ル数だけ過去のものまで保持し、インデックスTが入力
されるとTサンプル過去の駆動信号から順にサブフレー
ム長に相当するサンプル数だけ出力する構成となってい
る。長期駆動信号生成回路1502は、インデックスT
に基づき駆動信号バッファ1503より出力される信号
を入力とし、この入力信号にゲインβを乗じると共に、
Tサンプルの周期で繰り返す長期駆動信号を生成し、加
算回路1506へサブフレーム単位で出力する。The drive signal buffer 1503 is
A configuration in which the drive signal output from the 506 is held up to the past by a predetermined number of samples from the present, and when the index T is input, the drive signal is output by the number of samples corresponding to the sub-frame length in order from the drive signal T samples past Has become. The long-term drive signal generation circuit 1502 uses the index T
, A signal output from the drive signal buffer 1503 is input, and the input signal is multiplied by a gain β.
A long-term drive signal that repeats at a period of T samples is generated and output to the adder circuit 1506 in subframe units.
【0113】図10に説明を戻すと、合成フィルタ12
10は符号化装置内の図9に示す予測フィルタ1104
と逆の周波数特性を持つフィルタであり、駆動信号と予
測パラメータを入力として、合成信号を出力する。Referring back to FIG. 10, the synthesis filter 12
Reference numeral 10 denotes a prediction filter 1104 shown in FIG.
This filter has a frequency characteristic opposite to that of the filter, and receives the drive signal and the prediction parameter as inputs and outputs a synthesized signal.
【0114】ポストフィルタ1211は予測パラメー
タ、ゲインβおよびインデックスTを用いて合成フィル
タ1210から出力される合成信号のスペクトルを主観
的に雑音が減少するように整形して、バッファ1212
へ出力する。ポストフィルタ1211の具体的な構成法
は第2実施例において述べたものと同じであるので、こ
こでは説明を省略する。バッファ1212は入力される
信号をフレーム毎に結合し、合成音声信号を出力端子1
213へ出力する。The post-filter 1211 shapes the spectrum of the synthesized signal output from the synthesis filter 1210 using the prediction parameter, the gain β, and the index T such that the noise is reduced subjectively, and the buffer 1212
Output to The specific configuration of the post filter 1211 is the same as that described in the second embodiment, and a description thereof will not be repeated. The buffer 1212 combines the input signals for each frame and outputs the synthesized audio signal to the output terminal 1
213.
【0115】本発明の適応ポストフィルタの第4の実施
例について図14を用いて説明する。図14において、
Px(n)はポストフィルタの入力信号、Py(n)は
出力信号を表す。端子2060から入力された信号Px
(n)はまず、スイッチ2075OFF、スイッチ20
74ONの状態で直接ポストフィルタ2064、206
5を通過し、フィルタ2065の出力Py2(n)はゲ
イン計算回路2066へ入力される。A fourth embodiment of the adaptive post filter according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG.
Px (n) represents an input signal of the post filter, and Py (n) represents an output signal. The signal Px input from the terminal 2060
(N) First, switch 2075 OFF, switch 20
The direct post filters 2064 and 206 in the 74 ON state
5, and the output Py2 (n) of the filter 2065 is input to the gain calculation circuit 2066.
【0116】ゲイン計算回路2066はPy2(n)と
Px(n)を入力し、次式によりポストフィルタのゲイ
ンaを設定する。The gain calculation circuit 2066 receives Py2 (n) and Px (n), and sets the gain a of the post filter according to the following equation.
【0117】[0117]
【数12】 (Equation 12)
【0118】(6)式でゲインaが設定すると、ゲイン
計算回路2066はスイッチ2075、スイッチ207
4およびスイッチ2076へ制御信号を出力し、スイッ
チ2074をOFFにした後スイッチ2075をONの
状態にし、これと同時に、乗算回路2063にゲインa
を入力するとともにスイッチ2076をONにする。When the gain a is set by the equation (6), the gain calculation circuit 2066 switches the switch 2075 and the switch 207
4 and a switch 2076 to output a control signal. The switch 2074 is turned off, and then the switch 2075 is turned on.
And switch 2076 is turned on.
【0119】この状態で端子2060からPx(n)を
入力することによりポストフィルタリングされた出力信
号Py(n)が端子2067より出力される。By inputting Px (n) from the terminal 2060 in this state, the post-filtered output signal Py (n) is output from the terminal 2067.
【0120】以上述べた実施例の中でポストフィルタは
FINE SPECTRAL SHAPINGフィルタとGLOBAL SPECTRAL SHA
PINGフィルタの2つのフィルタの継続接続となっている
が、ポストフィルタの構成としてはどちらか一方のフィ
ルタのみを使う構成でもよいし、更に別のフィルタを組
み合わせて使う構成でもよい。In the embodiment described above, the post filter is
FINE SPECTRAL SHAPING filter and GLOBAL SPECTRAL SHA
Although two filters of the ping filter are continuously connected, the configuration of the post filter may be a configuration using only one of the filters, or a configuration using another filter in combination.
【0121】またFINE SPECTRAL SHAPINGフィルタとし
ては極形のフィルタの例を示したが、例えば極零形のフ
ィルタFurther, an example of a polar filter has been described as a FINE SPECTRAL SHAPING filter.
【0122】[0122]
【数13】 (Equation 13)
【0123】を代わりに使うこともできる。ここで0<
κ<εの関係があり、εは|εβ|<|を満たす必要が
ある。Can be used instead. Where 0 <
There is a relationship of κ <ε, and ε needs to satisfy | εβ | <|.
【0124】[0124]
【発明の効果】本発明では、サブフレーム単位でポスト
フィルタのゲインを計算した後、ゲインが乗じられた合
成音声信号をポストフィルタ処理するので、サブフレー
ム毎のゲイン計算による不連続部分の雑音を抑圧して、
自動的に雑音整形された出力信号を得ることができる。According to the present invention, the post-filter gain is calculated for each sub-frame, and then the synthesized voice signal multiplied by the gain is subjected to post-filter processing. Oppress,
It is possible to automatically obtain a noise-shaped output signal.
【0125】しかもそのパワーは入力信号と完全に一致
するため、ポストフィルタの雑音整形の効果の利点を十
分に生かすことができ、よりノイズの少ない高品質な音
声信号を生成することができる。Further, since the power is completely matched with the input signal, the advantage of the noise shaping effect of the post filter can be fully utilized, and a high-quality audio signal with less noise can be generated.
【図1】 本発明の第1の実施例を説明するブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の原理を説明するフローチャートFIG. 2 is a flowchart illustrating the principle of the present invention.
【図3】 本発明の第2の実施例を説明するブロック図FIG. 3 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の第2の実施例を説明するブロック図FIG. 4 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
【図5】 本発明に係る短期ベクトル量子化回路の構成
図FIG. 5 is a configuration diagram of a short-term vector quantization circuit according to the present invention.
【図6】 本発明に係る駆動信号生成回路の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a drive signal generation circuit according to the present invention.
【図7】 本発明に係るポストフィルタの構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a post filter according to the present invention.
【図8】 ポストフィルタの他の構成図。FIG. 8 is another configuration diagram of a post filter.
【図9】 本発明の第3の実施例を説明するブロック
図。FIG. 9 is a block diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の第3の実施例を説明するブロック
図。FIG. 10 is a block diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
【図11】 短期ベクトル量子化回路の構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a short-term vector quantization circuit.
【図12】 駆動信号生成回路の構成図。FIG. 12 is a configuration diagram of a drive signal generation circuit.
【図13】 適応密度パルス列を説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining an adaptive density pulse train.
【図14】 本発明の第4の実施例を説明するブロック
図。FIG. 14 is a block diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention.
【図15】 従来例を説明するための図。FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional example.
【図16】 密度パターンの設定例を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a setting example of a density pattern.
33…入力端子 31、35、40…FINE SPECTRAL SHAPING フィルタ 32、36、41…GLOBAL SPECTRAL SHAPING フィルタ 37…ゲイン計算回路 39…乗算回路 42…出力端子 55…スイッチ 33 ... input terminal 31, 35, 40 ... FINE SPECTRAL SHAPING filter 32, 36, 41 ... GLOBAL SPECTRAL SHAPING filter 37 ... gain calculation circuit 39 ... multiplication circuit 42 ... output terminal 55 ... switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10L 19/06 G10L 21/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G10L 19/06 G10L 21/02
Claims (8)
トフィルタを生成する手段と、ポストフィルタ処理後の
信号とポストフィルタ処理前の信号とからポストフィル
タのゲインを計算する手段と、計算されたゲインが乗じ
られた信号をポストフィルタ処理する手段とを備えたこ
とを特徴とする適応ポストフィルタ。1. A means for generating a post filter based on an LPC coefficient for an audio signal, a means for calculating a post filter gain from a signal after the post filter processing and a signal before the post filter processing, Means for post-filtering the signal multiplied by the gain.
Py2(n)) なるゲインaを計算することを特徴とする請求項1記載
の適応ポストフィルタ。2. The gain calculator according to claim 1, wherein: 2. The adaptive post filter according to claim 1, wherein the gain a is calculated as follows: (the input signal of the post filter is Px (n) and the output signal is Py2 (n)).
イン乗算手段とを備えた適応ポストフィルタにおいて、
音声信号に対するLPC係数をもとにフィルタを生成す
る手段と、ゲイン計算手段で計算されたゲインを前記フ
ィルタの入力信号に乗算するゲイン乗算手段と、ゲイン
が乗じられた信号を前記フィルタでフィルタリングする
手段とを有することを特徴とする適応ポストフィルタ。3. An adaptive post filter comprising filtering means, gain calculating means, and gain multiplying means,
Means for generating a filter based on the LPC coefficient for the audio signal, gain multiplication means for multiplying the input signal of the filter by the gain calculated by the gain calculation means, and filtering the signal multiplied by the gain by the filter And an adaptive post filter.
入力信号と前記フィルタの出力信号からゲインを計算す
ることを特徴とする請求項3記載の適応ポストフィル
タ。4. The adaptive post filter according to claim 3, wherein said gain calculation means calculates a gain from an input signal of a post filter and an output signal of said filter.
トフィルタを生成し、ポストフィルタ処理後の信号とポ
ストフィルタ処理前の信号とからポストフィルタのゲイ
ンを計算した後、計算されたゲインが乗じられた信号を
ポストフィルタ処理することを特徴とする適応ポストフ
ィルタリング方法。5. A post filter is generated based on LPC coefficients for an audio signal, a post filter gain is calculated from a signal after the post filter processing and a signal before the post filter processing, and the calculated gain is multiplied. An adaptive post-filtering method, wherein post-filtering is performed on the obtained signal.
Py2(n)) なるゲインaを計算することを特徴とする請求項5記載
の適応ポストフィルタリング方法。6. The gain calculation is as follows: 6. The adaptive post-filtering method according to claim 5, wherein the gain a is calculated as follows: (the input signal of the post-filter is Px (n) and the output signal is Py2 (n)).
ルタを生成し、フィルタに対するゲインを計算して、そ
のゲインが乗じられた信号を前記フィルタでフィルタリ
ングすることを特徴とする適応ポストフィルタリング方
法。7. An adaptive post-filtering method, wherein a filter is generated based on LPC coefficients for an audio signal, a gain for the filter is calculated, and a signal multiplied by the gain is filtered by the filter.
信号と出力信号からゲインを計算することを特徴とする
請求項7記載の適応ポストフィルタリング方法。8. The adaptive post-filtering method according to claim 7, wherein said gain calculation calculates a gain from an input signal and an output signal of a post-filter.
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