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EP1267330B1 - Réduction de la dispersion dans les signaux vocaux codés - Google Patents

Réduction de la dispersion dans les signaux vocaux codés Download PDF

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Publication number
EP1267330B1
EP1267330B1 EP02013526A EP02013526A EP1267330B1 EP 1267330 B1 EP1267330 B1 EP 1267330B1 EP 02013526 A EP02013526 A EP 02013526A EP 02013526 A EP02013526 A EP 02013526A EP 1267330 B1 EP1267330 B1 EP 1267330B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
output
sample values
signal
sparseness
sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02013526A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1267330A1 (fr
Inventor
Roar Hagen
Björn Johansson
Erik Ekudden
Bastiaan Kleijn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/034,590 external-priority patent/US6058359A/en
Priority claimed from US09/110,989 external-priority patent/US6029125A/en
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication of EP1267330A1 publication Critical patent/EP1267330A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1267330B1 publication Critical patent/EP1267330B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/18—Vocoders using multiple modes
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/002—Dynamic bit allocation

Definitions

  • the invention relates generally to speech coding and, more particularly, to the problem of sparseness in coded speech signals.
  • the 40 intermediate multiplication results produced by each of the remaining FIGURE 10 samples are assigned to positions in the FIGURE 11 result block in analogous fashion, and sample 1 of course needs no wrap around.
  • the 40 intermediate multiplication results assigned thereto are summed together, and that sum represents the convolution result for that position.
  • the present invention thus provides the capability of using the local characteristics of a given speech segment to determine whether and how much to modify the sparseness characteristic associated with that segment.
  • the convolution performed in the FIGURE 6 anti-sparseness filter can also be linear convolution, which provides smoother operation because blockwise processing effects are avoided.
  • blockwise processing is described in the above examples, such blockwise processing is not required to practice the invention, but rather is merely a characteristic of the conventional CELP speech encoder/decoder structure shown in the examples.
  • the gain g 1 can first be determined in one of the ways described above with respect to the gain of FIGURE 3, and then the gain factor g 2 can be determined as a function of gain factor g 1 .
  • gain factor g 2 can vary inversely with gain factor g 1 .
  • the gain factor g 2 can be determined in the same manner as the gain of FIGURE 3, and then the gain factor g 1 can be determined as a function of gain factor g 2 , for example g 1 can vary inversely with g 2 .
  • FIGURE 18 illustrates an exemplary method of providing anti-sparseness modification according to the invention.
  • the level of sparseness of the coded speech signal is estimated. This can be done off-line or adaptively during speech processing. For example, in algebraic codebooks and multi-pulse codebooks the samples may be close to each other or far apart, resulting in varying sparseness; whereas in a regular pulse codebook, the distance between samples is fixed, so the sparseness is constant.
  • a suitable level of anti-sparseness modification is determined. This step can also be performed off-line or adaptively during speech processing as described above. As another example of adaptively determining the anti-sparseness level, the impulse response (see FIGURES 6, 9 and 14) can be changed from block to block.
  • the selected level of anti-sparseness modification is applied to the signal.
  • an apparatus for reducing sparseness in an input digital signal may have the following elements.
  • a cellular telephone may comprise the apparatus in accordance with at least one of the 1) - 10).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Claims (13)

  1. Appareil décodeur pour réduire la dispersion dans un signal numérique d'entrée (A) dispersé reçu d'une source (21), comprenant une première séquence de valeurs échantillons et une entrée pour recevoir le signal numérique d'entrée ;
       caractérisé par
    un opérateur antidispersion (ASO) comprenant un filtre couplé à l'entrée pour filtrer le signal numérique d'entrée et pour modifier un spectre de phase de celui-ci mais laisser pratiquement inchangé un spectre d'amplitude de celui-ci pour produire un signal numérique de sortie (B) qui comporte une autre séquence de valeurs échantillons, ladite autre séquence de valeurs échantillons ayant une densité plus élevée de valeurs échantillons non nulles que la première séquence de valeurs échantillons ; et
    une sortie couplée à l'opérateur antidispersion afin de recevoir de celui-ci ledit signal numérique de sortie.
  2. Appareil décodeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit opérateur antidispersion comporte en outre un circuit (31, 33) destiné à additionner le signal numérique d'entrée à un signal de type bruit (m(n)).
  3. Appareil décodeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit comprend un circuit de sommation (31) et un multiplieur (33) dans lequel le signal de type bruit est multiplié par un facteur de gain, la sortie du multiplieur étant appliquée au circuit de sommation (31) où elle est additionnée au signal d'entrée numérique dispersé.
  4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur de gain est fixe ou est fonction d'un paramètre qui décrit le degré de périodicité du signal numérique d'entrée.
  5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le filtre comporte une section de convolution (63) qui utilise soit une convolution circulaire, soit une convolution linéaire pour filtrer des blocs respectifs de valeurs échantillons dans ladite première séquence de valeurs échantillons.
  6. Appareil décodeur pour traiter un signal d'informations de reconstruction à partir duquel un signal acoustique peut être reconstruit, comprenant : un livre de code adaptatif (23), un livre de code fixe (21), un circuit de sommation (210) et un filtre de synthèse (211), lesdits livres de code ayant des sorties respectives couplées à des entrées respectives du circuit de sommation, et le circuit de sommation ayant une sortie couplée à une entrée du filtre de synthèse, le livre de code fixe étant sensible audit signal d'informations de reconstruction pour produire sur sa sortie un signal numérique de sortie qui comporte une première séquence de valeurs échantillons, caractérisé par un opérateur antidispersion (ASO) ayant une entrée couplée à la sortie du livre de code fixe, sensible à la première séquence de valeurs échantillons et modifiant un spectre de phase de celle-ci, mais laissant sensiblement inchangé un spectre d'amplitude de celle-ci pour produire sur sa sortie une seconde séquence de valeurs échantillons ayant une densité plus élevée de valeurs échantillons non nulles que la première séquence de valeurs échantillons.
  7. Appareil décodeur selon la revendication 6, caractérisé par un multiplieur (33) dans lequel un signal de type bruit est multiplié par un facteur de gain, et la sortie du multiplieur est appliquée au circuit de sommation (31).
  8. Appareil décodeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le facteur de gain est fixe ou est fonction du gain habituellement appliqué à la sortie du livre de code adaptatif.
  9. Appareil décodeur selon la revendication 7,
    caractérisé en ce que le facteur de gain est nul lorsque le gain du livre de code adaptatif dépasse un seuil prédéterminé et croít linéairement lorsque le gain du livre de code adaptatif décroít à partir du seuil.
  10. Appareil décodeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le facteur de gain est nul lorsque le gain du livre de code fixe dépasse un seuil prédéterminé et croít linéairement lorsque le gain du livre de code fixe décroít à partir du seuil.
  11. Appareil décodeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'entrée de l'opérateur antidispersion, au lieu d'être couplée à la sortie du livre de code fixe, est couplée à une sortie du circuit de sommation (210) pour produire la seconde séquence de valeurs échantillons.
  12. Appareil décodeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opérateur antidispersion, au lieu d'être couplé à la sortie du livre de code fixe, est couplé à une sortie dudit filtre de synthèse pour produire la seconde séquence de valeurs échantillons.
  13. Téléphone cellulaire comprenant l'appareil décodeur selon au moins l'une des revendications 1 à 12.
EP02013526A 1997-09-02 1998-08-25 Réduction de la dispersion dans les signaux vocaux codés Expired - Lifetime EP1267330B1 (fr)

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US5775297P 1997-09-02 1997-09-02
US57752P 1997-09-02
US09/034,590 US6058359A (en) 1998-03-04 1998-03-04 Speech coding including soft adaptability feature
US34590 1998-03-04
US09/110,989 US6029125A (en) 1997-09-02 1998-07-07 Reducing sparseness in coded speech signals
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