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JPH0693197B2 - Band-division type speech analysis / synthesis device - Google Patents

Band-division type speech analysis / synthesis device

Info

Publication number
JPH0693197B2
JPH0693197B2 JP61227508A JP22750886A JPH0693197B2 JP H0693197 B2 JPH0693197 B2 JP H0693197B2 JP 61227508 A JP61227508 A JP 61227508A JP 22750886 A JP22750886 A JP 22750886A JP H0693197 B2 JPH0693197 B2 JP H0693197B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantization width
quantization
code
signal
decoding
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
JP61227508A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6381399A (en
Inventor
直廣 ▲吉▼川
隆 矢頭
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP61227508A priority Critical patent/JPH0693197B2/en
Publication of JPS6381399A publication Critical patent/JPS6381399A/en
Publication of JPH0693197B2 publication Critical patent/JPH0693197B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は帯域分割型音声分析合成装置に用いられる音
声合成器に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a speech synthesizer used in a band division type speech analysis and synthesis apparatus.

(従来の技術) 従来、この種の技術としてザ・ベル・システム・テクニ
カル・ジャーナル(The Bell System Technical Journa
l)、55[8](1976−10)(米)P.1069−1085に記載
される帯域分割型音声分析合成方式(Sub−Band Codin
g方式とも呼ばれ、以降SBC方式と略す)が知られてい
る。このSBC方式は第4図に示されるように音声信号の
周波数帯域を複数(通常4〜8)の帯域(図中、、
及びで示す。)に分割し、各分割チャネルの出力を
別々に符号化、復号化する方式である。
(Conventional Technology) The Bell System Technical Journal has been used as a technology of this type.
l), 55 [8] (1976-10) (US) P.1069-1085 Band-division type speech analysis and synthesis method (Sub-Band Codin)
Also called g method, abbreviated as SBC method afterwards) is known. In this SBC system, as shown in FIG. 4, a plurality of frequency bands of an audio signal (usually 4 to 8) (in the figure,
It shows with and. ), And the output of each divided channel is encoded and decoded separately.

第5図にこのSBC方式の基本的な回路構成を示す。ま
た、第6図(A)〜(E)は第5図の回路の動作を説明
するための図である。以下、第5図、第6図(A)〜
(E)を用いてSBC方式の動作を説明する。
FIG. 5 shows the basic circuit configuration of this SBC system. 6 (A) to 6 (E) are diagrams for explaining the operation of the circuit of FIG. Hereinafter, FIG. 5 and FIG.
The operation of the SBC method will be described with reference to (E).

先ず、分析器の動作は次の通りである。マイク(図示せ
ず)等から入力されたアナログ音声信号は、ローパスフ
ィルタ(図示せず)に入力されて所定のサンプリング周
波数の1/2以上の周波数成分を除去された後、A/D変換器
(図示せず)で所定のサンプリング周波数においてアナ
ログ信号からディジタル信号S(n)に変換される。ここで
nはサンプル番号である。このディジタル化された入力
信号S(n)はバンドパスフィルタ50に入力され、第6図
(A)に示す如く特定の帯域成分(ここではW1k−W2k
が抽出される。次にこのバンドパスフィルタ50の出力信
号は乗算器51において第6図(B)に示したW1kなる周
波数をもったコサイン波(cos波)と乗算されることに
よりcos変調が施され、第6図(C)の如く(0−Wk
の基底帯域にシフトされる。このとき生じる2W1k以上の
不要な周波数成分(例えば、第6図(C)で点線で示し
た成分)をローパスフィルタ52によって除去する。この
ようにして得られる信号rk(n)はWk以下の周波数成分し
か必要としないものであるから、2Wkのサンプリング周
波数でサンプリングすれば必要かつ十分な情報が保たれ
る。このためにダウンサンプリング部53によって必要以
上に高いサンプリング周波数を2Wkに落としてダウンサ
ンプリングを行い、このダウンサンプリングした信号を
符号器54で符号化し、符号化された信号を合成器へ伝送
する。
First, the operation of the analyzer is as follows. An analog audio signal input from a microphone (not shown) is input to a low-pass filter (not shown) to remove frequency components of 1/2 or more of a predetermined sampling frequency, and then an A / D converter An analog signal is converted into a digital signal S (n) at a predetermined sampling frequency (not shown). Here, n is a sample number. The digitized input signal S (n) is input to the bandpass filter 50, and a specific band component (here, W 1k −W 2k ) is input as shown in FIG. 6 (A).
Is extracted. Next, the output signal of the bandpass filter 50 is multiplied by a cosine wave (cos wave) having a frequency of W 1k shown in FIG. As shown in Fig. 6 (C) (0- Wk )
Is shifted to the baseband of. An unnecessary frequency component of 2W 1k or more (for example, a component shown by a dotted line in FIG. 6C) generated at this time is removed by the low-pass filter 52. Since the signal r k (n) obtained in this way requires only frequency components of W k or lower, necessary and sufficient information can be maintained by sampling at a sampling frequency of 2W k . Therefore perform downsampling drop the high sampling frequency than necessary by the downsampling unit 53 to 2W k to the signals the downsampling encoded at the encoder 54, and transmits the encoded signal to the combiner.

次に、合成器において分析器と全く逆の処理を行うこと
により、分析器から送られてきた信号を復号する。すな
わち、符号化された信号を復号器55によって復号した
後、補間部56によって分析器でダウンサンプリングされ
た信号を元のサンプリング周波数に戻すためにアップサ
ンプリングを行う。この補間部56からの出力信号は、乗
算器57において第6図(D)に示したW1kなる周波数を
もったcos波と乗算されることにより復調され、第6図
(E)に示した如く基底帯域(0−Wk)から再びもとの
周波数帯域(W1k−W2k)に戻された後、バンドパスフィ
ルタ58によって信号中の(W1k−W2k)以外の帯域の成分
を除去する。
Next, the signal sent from the analyzer is decoded by performing the processing which is completely opposite to that of the analyzer in the synthesizer. That is, after the encoded signal is decoded by the decoder 55, the interpolation unit 56 performs upsampling to restore the signal downsampled by the analyzer to the original sampling frequency. The output signal from the interpolator 56 is demodulated by being multiplied by the cos wave having the frequency W 1k shown in FIG. 6 (D) in the multiplier 57, and shown in FIG. 6 (E). After returning from the base band (0−W k ) to the original frequency band (W 1k −W 2k ), the band pass filter 58 removes the components of the band other than (W 1k −W 2k ). Remove.

このようにして、合成器から信号のk(n)が出力され
る。
In this way, the combiner outputs the signal k (n) .

上記一連の処理を各分割帯域(チャネル)毎にそれぞれ
行い、最後に全チャネルの出力を加算して出力音声信号
を得る。
The above series of processing is performed for each divided band (channel), and finally the outputs of all channels are added to obtain an output audio signal.

以上がSBC方式の基本的な動作内容であるが、第5図の
回路構成を直接装置化することはあまりなく、回路量を
削減するためにバンドパスフィルタ50、58を用いない第
7図のような構成のSBC方式も提案されている。
The above is the basic operation contents of the SBC method, but the circuit configuration of FIG. 5 is rarely directly implemented, and the bandpass filters 50 and 58 are not used to reduce the circuit amount. An SBC system with such a configuration has also been proposed.

次に、この第7図の回路の動作を説明する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 7 will be described.

先ず、分析器において、ディジタル化された入力信号S
(n)は複素信号ejωkn[ここでω=(W1k+W2k)/
2]にて複素変調される。この複素変調は、乗算器61aに
よるcos変調(変調波はcosωn)、乗算器61bによる
サイン(sin)変調(変調波はsinωn)により行われ
る。乗算器61a、61bの出力は帯域幅(0−ω/2)のロ
ーパスフィルタ62a、62bにそれぞれ入力されフィルタリ
ングされる。このようにして、ローパスフィルタ62aか
らは複素信号ak(n)+jbk(n)の実部ak(n)が、ローパスフ
ィルタ62bからは複素信号ak(n)+jbk(n)の虚部bk(n)
それぞれ出力される。各信号ak(n)、bk(n)はそれぞれダ
ウンサンプリング器63a、63bによって周波数Wkにダウン
サンプリングされた後、符号器64によって符号化され、
合成器側へ伝送される。合成器においては符号化された
信号は復号器65によって復号された後、補間器66a、66b
によって元のサンプリング周波数に戻され、次に帯域幅
(0−ω/2)のローパスフィルタ67a、67bを通してフ
ィルタリングされた後、乗算器68aによるcos波との乗
算、乗算器68aによるsin波との乗算によって復調され、
さらに加算器69で信号のcos成分とsin成分とが加算さ
れ、当該分割帯域の信号が合成される。
First, in the analyzer, the digitized input signal S
(n) is a complex signal e jωkn [where ω k = (W 1k + W 2k ) /
2] is complex-modulated. This complex modulation is performed by cos modulation by the multiplier 61a (modulation wave is cos ω kn ) and sine modulation by the multiplier 61b (modulation wave by sin ω kn ). Multiplier 61a, the output of 61b is a low-pass filter 62a of the bandwidth (0-ω k / 2) , are filtered are input to 62b. In this way, the low-pass filter 62a is the real part a k of the complex signal a k (n) + jb k (n) (n) is, from the low-pass filter 62b is a complex signal a k of (n) + jb k (n ) The imaginary part b k (n) is output. Each of the signals a k (n) and b k (n) is down-sampled to a frequency W k by the down-samplers 63a and 63b and then encoded by the encoder 64,
It is transmitted to the synthesizer side. In the combiner, the coded signal is decoded by the decoder 65 and then interpolators 66a and 66b.
After being returned to the original sampling frequency by the filter, and then filtered through low-pass filters 67a and 67b having a bandwidth (0−ω k / 2), multiplication with a cos wave by the multiplier 68a and a sine wave by the multiplier 68a are performed. Demodulated by multiplication of
Further, the cos component and the sin component of the signal are added by the adder 69, and the signals of the divided band are combined.

上記一連の処理を各分割帯域(チャネル)毎にそれぞれ
行い、最後に全チャネルの出力を加算して出力音声信号
を得る。
The above series of processing is performed for each divided band (channel), and finally the outputs of all channels are added to obtain an output audio signal.

以上がSBC方式の動作原理であるが、この方式は音声信
号そのものを符号化する方式に比べ、以下のような特長
がある。
The above is the operation principle of the SBC system, but this system has the following features compared to the system that encodes the audio signal itself.

各チャネルの量子化誤差は白色雑音に近く、周波数ス
ペクトル上の全域に広がるが、そのうち各チャネルの帯
域内の雑音だけしか各チャネルには落ちてこないため、
量子化雑音を軽減出来る。
The quantization error of each channel is close to white noise and spreads over the entire frequency spectrum, but only the noise within the band of each channel falls to each channel.
Quantization noise can be reduced.

また、各チャネルの量子化誤差はその周波数帯域内の
信号のみに関係し、音声のように低周波成分が大きく、
高周波成分が小さい信号においては、周波数の高い帯域
のチャネルでの誤差は信号全体から見れば僅かな誤差に
しかならない。
Also, the quantization error of each channel is related only to the signal within that frequency band, and low-frequency components are large like speech,
In the case of a signal having a small high frequency component, the error in the channel of the high frequency band is only a slight error when viewed from the whole signal.

さらに音声信号のうち高い周波数の成分は雑音成分が
主であり、この帯域での誤差は聴覚上あまり影響しな
い。
Further, the high frequency component of the voice signal is mainly a noise component, and an error in this band has little effect on hearing.

従って、このような性質を考慮して帯域の分割方法や各
チャネルの信号に与える量子化ビット数を設定すること
により、音声信号を直接符号化する方式に比べ約1/2程
度の情報量で実現出来る。すなわち8kHzでサンプリング
されたPCM音声に対し、これを直接例えばADPCM符号化し
た場合約30Kビット/秒程度の情報量が必要であるが、S
BCでは聴覚上ほぼ同品質の合成音が16Kビット/秒前後
の情報量で得ることが出来る。
Therefore, by setting the band division method and the number of quantization bits to be given to the signals of each channel in consideration of such properties, the amount of information is about half that of the method of directly encoding the audio signal. Can be realized. That is, if PCM audio sampled at 8 kHz is directly subjected to ADPCM coding, for example, an information amount of about 30 Kbit / sec is required.
With BC, it is possible to obtain a synthesized sound of almost the same quality in terms of hearing with an information amount of about 16 Kbit / sec.

ところで、先に述べたダウンサンプリングされた信号の
符号化には、適応量子化(Adaptive Quantization,APC
M)や、適応差分量子化(Adaptive Differential Quant
ization,ADPCM)が一般的に用いられるが、以下には最
もよく用いられる適応量子化について説明する。
By the way, the above-mentioned coding of the down-sampled signal includes adaptive quantization (APC).
M) and Adaptive Differential Quantization
generalization, ADPCM) is generally used, but the most commonly used adaptive quantization will be described below.

適応量子化は量子化の幅を入力信号のレベルに応じて適
応的に変えながら量子化する方式で、信号の振幅変化に
対し、量子化する周期が十分に短く、従って相対的に振
幅変化がゆるやかである場合に有効な手法である。
Adaptive quantization is a method of quantizing while changing the quantization width adaptively according to the level of the input signal, and the quantizing cycle is sufficiently short with respect to the amplitude change of the signal. This is an effective method when it is gentle.

第8図(A)及び(B)はこの適応PCM方式を実現する
ための原理を説明するためのブロック図であり、第8図
(A)に示されるような予測適応方式(前向適応方式:F
eed Forward)と、第8図(B)に示されるような前値
適応方式(後向適応方式:Feed Back)とがある。同図に
おいて、70は乗算器、71、76はゲイン適応制御系、72は
量子化器、73は符号化器、74は復号化器及び75は除算器
である。
FIGS. 8 (A) and 8 (B) are block diagrams for explaining the principle for realizing this adaptive PCM system, and the prediction adaptive system (forward adaptive system) as shown in FIG. 8 (A). : F
(eed Forward) and a forward value adaptive method (backward adaptive method: Feed Back) as shown in FIG. 8 (B). In the figure, 70 is a multiplier, 71 and 76 are gain adaptive control systems, 72 is a quantizer, 73 is an encoder, 74 is a decoder, and 75 is a divider.

予測適応方式では入力信号x(n)のゲインを適応的に
制御するゲイン適応制御系71によって制御された信号y
(n)に対し、量子化器72が量子化を行い、これを符号
化器73によって符号化し、符号化結果c(n)を伝送す
る。従って、入力信号x(n)に乗じてゲインの適応制
御を行ったゲイン適応制御系71の出力G(n)も別途伝
送しなくては受信側で入力信号を再現することは不可能
となる。一方、前値適応方式ではゲインは直前の入力信
号レベルの符号化結果によってのみ制御される。直前の
信号の符号化結果は送信側では直接知られており、また
受信側でも受信された符号値として自動的に検出可能で
ある。従って適応制御のための情報は必要ではない。
In the prediction adaptive method, the signal y controlled by the gain adaptive control system 71 that adaptively controls the gain of the input signal x (n)
The quantizer 72 quantizes (n), the encoder 73 encodes this, and the encoded result c (n) is transmitted. Therefore, it is impossible to reproduce the input signal on the receiving side without separately transmitting the output G (n) of the gain adaptive control system 71, which is obtained by multiplying the input signal x (n) and adaptively controlling the gain. . On the other hand, in the previous value adaptive method, the gain is controlled only by the coding result of the immediately preceding input signal level. The coding result of the immediately preceding signal is directly known to the transmitting side, and can also be automatically detected as the received code value on the receiving side. Therefore, no information for adaptive control is needed.

このように考えると、ゲイン適応制御系71の出力G
(n)を伝送しなくてよい分、前値適応方式が優れてい
るようであるが、入力信号に対し、量子化器がオーバー
ロードとなることなく、かつ信号対雑音比(S/N比)の
劣化が耳で聞いて検出出来ない範囲になるようゲインを
適応的に制御している予測適応方式では、より適切な量
子化、符号化が行われていることになり、品質は安定し
ているといえる。
Considering in this way, the output G of the gain adaptive control system 71
Since it is not necessary to transmit (n), the pre-value adaptive method seems to be superior, but the quantizer does not overload the input signal and the signal-to-noise ratio (S / N ratio) In the predictive adaptive method, in which the gain is adaptively controlled so that the deterioration of) is in the range that cannot be heard and detected, more appropriate quantization and coding are performed, and the quality is stable. Can be said.

さらに一定サンプルを1フレームとして、このフレーム
に対して適応的にゲインを制御するG(f)をそのフレ
ームの各サンプルに対するG(n)の代用値とすればビ
ットレートの増加分は各サンプルに分配され、見かけ上
はそれほど極端なビットレートの増加を招くことなく、
合成音品質の低下を防ぐことが出来る。
Further, if a fixed sample is set as one frame and G (f) for adaptively controlling the gain for this frame is used as a substitute value of G (n) for each sample of the frame, the increment of the bit rate is increased for each sample. Distributed, without incurring a seemingly extreme bit rate increase,
It is possible to prevent the deterioration of the synthetic sound quality.

この手法はAPCMの改良にはよく用いられ、比較的容易に
実現出来、いわゆるセグメンタルAPCM(SAPCM)と称さ
れる。ここでフレームの長さは入力x(n)が極端に変
化しない程度に選ぶことが必要である。
This method is often used to improve APCM and is relatively easy to implement, and is called so-called segmental APCM (SAPCM). Here, it is necessary to select the frame length so that the input x (n) does not change extremely.

APCM符号化方式についてその基本概念を以上に述べた
が、入力信号のゲインを制御する代りに、量子化の幅を
直接制御する方式も用いられる。前値適応方式を例にと
って、以下にこの方式を説明する。
Although the basic concept of the APCM coding method has been described above, a method of directly controlling the width of quantization is also used instead of controlling the gain of the input signal. This method will be described below by taking the prior value adaptation method as an example.

これから量子化しようとする入力(n番目の標本値)に
対する量子化の幅をΔ(n)、その直前の量子化の幅Δ
(n−1)で量子化し終った入力の量子化結果のレベル
値をLn-1とするとき、 Δ(n)=Δ(n−1)M(|Ln-1|) と表わす。但し、M(|Ln-1|)は予め表で与えられる
係数である。
Δ (n) is the quantization width for the input (n-th sample value) to be quantized, and the quantization width Δ immediately before that is Δ (n).
When the level value of the quantization result of the input that has been quantized by (n-1) is L n-1 , it is expressed as Δ (n) = Δ (n-1) M (| L n-1 |). However, M (| L n-1 |) is a coefficient given in advance in the table.

この係数の選び方の原理につき説明する。レベル値Ln-1
の絶対値がBビット(符号ビットは除く)符号化による
2B個のレベルの小さい方の半分の範囲(下側の2B-1個の
レベル)にあったときには、入力信号はゆるやかな変化
をする区間にあると考えて、係数Mを1より小とするこ
とによって量子化幅Δ(n)を直前の量子化幅Δ(n−
1)よりさらに狭くし、より細かい量子化によって入力
信号のより微細な変化に追従出来るようにし、量子化雑
音の発生を抑える。逆に|Ln-1|が2B個のレベルの中の
大きい方の半分(上側の2B-1個のレベル)の範囲にあっ
た時は、入力信号が激しく変化している区間にあると考
えて、係数Mを1より大きくすることによって量子化の
幅をさらに広くして波形の、大きくかつ速い変化に追従
出来るようにし、オーバーロード雑音の発生を防ぐ。
The principle of selecting this coefficient will be described. Level value L n-1
The absolute value of is encoded by B bits (excluding the sign bit)
When there in 2 B-number of levels of the smaller half of the range (2 B-1 one level lower), the input signal is considered to be in the interval to a gradual change, small coefficient M from 1 By setting the quantization width Δ (n) to the immediately preceding quantization width Δ (n−
1) It is narrower than 1) so that finer quantization can follow finer changes in the input signal, and the occurrence of quantization noise is suppressed. Conversely | L n-1 | when is in the range of 2 B pieces of the larger half in level (2 B-1 one level upper) is the interval in which the input signal is changing drastically Considering that there is, the coefficient M is made larger than 1 to further widen the quantization width so that it is possible to follow a large and fast change of the waveform, and the occurrence of overload noise is prevented.

SAPCM(セグメンタルAPCM:フレーム処理を用いた予測適
応符号化)でこの量子化の幅を制御する方式を用いる場
合は、例えばフレーム中のデータの振幅最大値を求め、
この値を2B(Bは符号ビットを除いた量子化ビット数)
で割った値を量子化の幅とする。但し、実際上この量子
化幅は限られたビット数で表現して受信側へ送る必要が
あるので、(振幅最大値)/(2B)を一度符号化し、こ
れを受信側へ伝送すると同時に、送信側では再び復号し
て、その復号結果を量子化幅として入力信号の量子化を
行うことになる。
When using the method of controlling the width of this quantization in SAPCM (segmental APCM: predictive adaptive coding using frame processing), for example, the maximum amplitude value of the data in the frame is calculated,
This value is 2 B (B is the number of quantization bits excluding the sign bit)
The value divided by is the quantization width. However, in practice, this quantization width needs to be expressed by a limited number of bits and sent to the receiving side, so (maximum amplitude value) / (2 B ) is encoded once and transmitted to the receiving side at the same time. At the transmitting side, the decoding is performed again, and the input signal is quantized using the decoded result as the quantization width.

以上述べたようなAPCM方式がダウンサンプルされた信号
の符号化にはよく用いられる。先にも述べたように、AP
CM方式は信号の振幅変化に対して量子化する周期が十分
に短く、相対的振幅変化がゆるやかな場合に有効な手法
である。
The APCM method described above is often used to encode a downsampled signal. As mentioned earlier, AP
The CM method is an effective method when the quantizing cycle is sufficiently short for the amplitude change of the signal and the relative amplitude change is gentle.

従って、音声信号のように信号の振幅変化に対して標本
化周波数が十分に高く(例えば12kHz以上)、標本値が
ゆっくりしか変化しない場合には有効であることは既に
よく知られているが、SBCにおけるダウンサンプルされ
た信号は、その振幅変化が音声信号のように常にゆるや
かではなく、例えば隣り合ったサンプルの振幅の差がダ
イナミックレンジの1/2程度あるといった極端な場合も
ある。
Therefore, it is already well known that it is effective when the sampling frequency is sufficiently high (for example, 12 kHz or more) with respect to the change in the amplitude of the signal such as a voice signal, and the sampled value changes only slowly, The down-sampled signal in the SBC does not always have a gradual change in amplitude like a voice signal, and there are extreme cases where the difference in amplitude between adjacent samples is about 1/2 of the dynamic range.

このように振幅変化が常にゆるやかであるとは限らない
信号の符号化に前値適応方式を用いるのは量子化雑音の
増加、S/Nの劣化を招く可能性が多分にあり、好ましい
方式ではない、しかし、前記信号の振幅をいくつかのサ
ンプルにわたって調べてみると、全く無相関でランダム
になっているということではなく、はっきりとした相関
が見られるため、フレーム中の最大振幅より求めた量子
化幅により量子化を行うSAPCM方式を用いることは理に
かなっていると考えられる。
In this way, using the pre-value adaptive method for encoding a signal whose amplitude change is not always gentle is likely to cause an increase in quantization noise and S / N deterioration, and the preferred method is No, but when the amplitude of the signal was examined over several samples, it was found that there was a clear correlation, rather than being completely uncorrelated and random, so it was determined from the maximum amplitude in the frame. It seems reasonable to use the SAPCM method, which quantizes by the quantization width.

次に、量子化幅の適正化を行う従来のSAPCM方式につき
説明する。第9図は従来のSAPCM方式を実施するための
装置の概略を示すブロック図である。
Next, a conventional SAPCM method for optimizing the quantization width will be described. FIG. 9 is a block diagram showing the outline of an apparatus for implementing the conventional SAPCM method.

入力端子81から入力される信号はSBCの周波数分割チャ
ネルの出力の水平成分(cos成分ともいう)或は垂直成
分(sin成分ともいう)とする。
The signal input from the input terminal 81 is a horizontal component (also called a cos component) or a vertical component (also called a sin component) of the output of the frequency division channel of the SBC.

入力信号は、1フレーム分が入力バッファメモリ82に一
度貯えられる。入力バッファメモリに貯えられた1フレ
ーム分入力信号に対し、量子化幅制御部83は量子化幅を
決定する。この量子化幅は、例えば1フレーム中の入力
データ振幅の最大値を求め、この最大値を(入力信号の
符号化結果伝送に与えるビット数)−1ビットで表現し
得る最大値で割って求める。量子化幅制御部83の出力は
量子化幅符号化器84によって、量子化幅伝送に与えるビ
ット数にて符号化され、受信側へ送られる。一方、この
符号化された量子化幅は量子化幅復号化器85にて復号さ
れ、入力信号符号化器86へ送られる。入力信号符号化器
86では、量子化幅復号化器85から送られてきた量子化幅
を用いて、入力バッファメモリ内の1フレーム分の入力
信号を符号化し受信側へ送る。受信側では、量子化幅復
号化器87が送信側から送られてきた符号化された量子化
幅を復号し、受信信号復号化器88へ送る。受信信号復号
化器88は、量子化幅復号化器87から送られてきた量子化
幅を用いて入力信号を符号化した結果である受信信号を
1フレーム分復号化し、その結果を出力端子89へ送る。
One frame of the input signal is once stored in the input buffer memory 82. The quantization width control unit 83 determines the quantization width for the input signal for one frame stored in the input buffer memory. This quantization width is obtained by, for example, obtaining the maximum value of the input data amplitude in one frame, and dividing this maximum value by the maximum value that can be represented by (the number of bits given to the transmission of the encoding result of the input signal) -1 bit. . The output of the quantization width control unit 83 is encoded by the quantization width encoder 84 with the number of bits given to the quantization width transmission, and sent to the receiving side. On the other hand, the encoded quantization width is decoded by the quantization width decoder 85 and sent to the input signal encoder 86. Input signal encoder
At 86, by using the quantization width sent from the quantization width decoder 85, the input signal for one frame in the input buffer memory is encoded and sent to the receiving side. On the reception side, the quantization width decoder 87 decodes the encoded quantization width sent from the transmission side, and sends it to the reception signal decoder 88. The reception signal decoder 88 decodes the reception signal, which is the result of encoding the input signal by using the quantization width sent from the quantization width decoder 87, for one frame and outputs the result to the output terminal 89. Send to.

(発明が解決しようとする問題点) このような量子化幅の適正化を行う従来のSAPCM技術で
は、SAPCM処理が、1つの周波数分割チャネルに対し、
水平及び垂直の各成分に対して各1つずつあるため、AP
CMに比べ品質の向上はあるものの、量子化幅伝送のため
に生じるビットレートの増大(すなわちビット量の増
大)は、各チャネルの分を合わせると結構な量になる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional SAPCM technology for optimizing the quantization width in this way, the SAPCM processing is performed for one frequency division channel.
Since there is one for each of the horizontal and vertical components, AP
Although there is an improvement in quality compared to CM, the increase in bit rate (that is, the increase in bit amount) that occurs due to quantization width transmission becomes a considerable amount when each channel is added together.

この発明の目的は、このような問題点を解決し、SBCに
おいてダウンサンプルされた信号をSAPCM技術を用いて
量子化、伝送する際に量子化幅を伝送するためのビット
量を削減し、少ない情報量で高品質な合成音を得る帯域
分割型音声分析合成装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem and reduce the number of bits for transmitting a quantization width when quantizing and transmitting a signal downsampled in SBC using SAPCM technology, It is an object of the present invention to provide a band-division type voice analysis / synthesis device that obtains a high-quality synthesized voice with an information amount.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明においては量子化
幅決定処理を行うため送信側及び受信側においてそれぞ
れ次のような手段を講じる。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the present invention employs the following means on the transmitting side and the receiving side to perform the quantization width determination process.

先ず、送信側(或は分析側)においては、 各チャネルの水平成分の振幅最大値と垂直成分の振幅最
大値をフレーム毎に決定する振幅最大値検出部と、 前記水平成分の振幅最大値と垂直成分の振幅最大値を符
号化し対応する量子化幅符号を形成する量子化幅符号化
部と、 前記水平成分の量子化幅符号と垂直成分の量子化幅符号
の大きさを比較する量子化結果判定部と、 前記水平成分の量子化幅符号と垂直成分の量子化幅符号
の差分を演算する差分演算部と、 前記差分を符号化して差分符号を形成する差分符号化器
と、 前記比較により得られた大きい方の量子化幅符号を復号
化する量子化幅復号化部と、 前記差分符号を復号化する差分復号化器と、 前記比較により得られた大きい方の量子化幅符号から前
記復号化により得られた差分を減じる引き算器と、 該引き算器から得られた結果に対応して小さい方の量子
化幅を決める量子化幅復号化部と、 これら2つの量子化幅によって入力信号のAPCM符号化を
行う入力信号符号化器とを具える。また、受信側(或は
合成側)においては、 送信側より送られてきた符号化された大きい方の量子化
幅符号を復号化する量子化幅復号化部と、 送信側より送られてきた差分符号を復号化する差分復号
化器と、 送信側より送られてきた大きい方の量子化幅符号から前
記復号化により得られた差分を減じる引き算器と、 該引き算器から得られた結果に対応して小さい方の量子
化幅を決める量子化幅復号化部と、 前記2つの量子化幅によって送信側より送られてきたAP
CM符号を復号化する受信信号復号化器とを具える。
First, on the transmission side (or analysis side), an amplitude maximum value detection unit that determines the maximum amplitude value of the horizontal component and the maximum amplitude value of the vertical component of each channel for each frame, and the maximum amplitude value of the horizontal component A quantization width coding unit that codes the maximum amplitude value of the vertical component to form a corresponding quantization width code, and a quantization that compares the sizes of the quantization width code of the horizontal component and the quantization width code of the vertical component. A result determining unit; a difference calculating unit that calculates a difference between the quantization width code of the horizontal component and the quantization width code of the vertical component; a difference encoder that encodes the difference to form a difference code; From a quantization width decoding unit that decodes the larger quantization width code obtained by, a difference decoder that decodes the difference code, and from the larger quantization width code obtained by the comparison Subtract the difference obtained by the decoding A subtracter, a quantization width decoding unit that determines a smaller quantization width according to the result obtained from the subtractor, and an input signal code that performs APCM encoding of the input signal by these two quantization widths. With a chemical device. Also, on the receiving side (or on the combining side), the quantization width decoding unit that decodes the larger coded quantization width code sent from the transmission side, and sent from the transmission side. A difference decoder for decoding the difference code, a subtracter for subtracting the difference obtained by the decoding from the larger quantization width code sent from the transmission side, and a result obtained by the subtractor Correspondingly, the quantization width decoding unit that determines the smaller quantization width, and the AP sent from the transmission side with the two quantization widths
A received signal decoder for decoding the CM code.

(作用) このように、この発明は変調に複素変調を用いる帯域分
割型音声分析合成方法において、ダウンサンプルされた
信号を符号化する際に、SAPCM方式を用い、その結果符
号化データの他に合成側へ伝送しなくてはならない量子
化幅を量子化する際のビット割り当ての効率を高め、合
成音の品質を保ちつつ、伝送ビットレートの削減を行う
手段を設けた構成となっている。
(Operation) As described above, the present invention uses the SAPCM method when coding a downsampled signal in a band-division type speech analysis and synthesis method that uses complex modulation for modulation, and as a result, in addition to the coded data, The configuration is provided with a means for increasing the efficiency of bit allocation when quantizing the quantization width that must be transmitted to the synthesis side and reducing the transmission bit rate while maintaining the quality of synthesized speech.

SBCの複数個ある周波数分割チャネルの1つのチャネル
に注目した場合、符号化すべき信号は1つのダウンサン
プリング点に対し、水平成分及び垂直成分の2つがある
が、これら両成分の信号の振幅には強い相関が見られ
る。さらに、前記フレームという考え方を導入すると、
このことは一層明らかになり、例えばフレーム内の水平
成分の平均振幅と、垂直成分の平均振幅はほぼ近い値を
示すことが多く、また最大振幅についても同様の傾向が
見られる。この発明は、この性質を利用し、例えば従来
より行われているようにフレーム内の水平成分の最大振
幅より求めた量子化幅と、垂直成分の最大振幅より求め
た量子化幅に必要十分なビット数を割り当てて符号化、
伝送するのではなく、水平成分の最大振幅より求めた量
子化幅と、垂直成分の最大振幅より求めた量子化幅を比
較し、このうちの大きい方には従来どおり必要十分なビ
ット数を割り当てて符号化、伝送し、小さい方は伝送せ
ず、両者の差に対し、従来最大振幅より求めた量子化幅
を符号化、伝送するのに割り当てたビット数よりも少な
いビット数を割り当てて符号化、伝送するもので、これ
によりSAPCMにおける量子化幅伝送のために必要なビッ
ト数を削減することが可能となり、伝送のビットレート
を下げることが出来る。水平成分の量子化幅、垂直成分
の量子化幅と、両者間の差を比べると、後者は前者に比
べ相当小さい。従って、この差分を量子化するために必
要なビット数は量子化幅の伝送のために割り当てたビッ
ト数の半分程度で十分である。
Focusing on one of the frequency-divided channels having a plurality of SBCs, the signal to be encoded has two components, a horizontal component and a vertical component, for one downsampling point. There is a strong correlation. Furthermore, if the concept of the frame is introduced,
This becomes more apparent. For example, the average amplitude of the horizontal component and the average amplitude of the vertical component in the frame often show almost similar values, and the same tendency is observed in the maximum amplitude. The present invention utilizes this property, for example, as is conventionally done, the quantization width obtained from the maximum amplitude of the horizontal component in the frame and the quantization width obtained from the maximum amplitude of the vertical component are necessary and sufficient. Encoding by allocating the number of bits,
Instead of transmitting, compare the quantization width obtained from the maximum amplitude of the horizontal component with the quantization width obtained from the maximum amplitude of the vertical component, and allocate the necessary and sufficient number of bits to the larger one as before. The smaller one is not transmitted, and the difference between the two is encoded by assigning a bit number smaller than the number of bits assigned to encode and transmit the quantization width conventionally obtained from the maximum amplitude. It is possible to reduce the number of bits required for the quantization width transmission in SAPCM, and to reduce the transmission bit rate. Comparing the quantization width of the horizontal component and the quantization width of the vertical component with the difference between the two, the latter is considerably smaller than the former. Therefore, the number of bits required to quantize this difference is about half the number of bits allocated for transmission of the quantization width.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の帯域分割型音声分析合
成装置の実施例につき説明する。
(Embodiment) An embodiment of the band division type speech analysis and synthesis apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、この発明の装置の構成を、その動作を説明しながら
説明する。
The configuration of the device of the present invention will be described while explaining its operation.

第1図はこの発明の実施例を示す図である。これは入力
信号の変調に複祖変調を用いる帯域分割型音声分析合成
装置のダウンサンプルされた信号をAPCM方式によって符
号化、伝送及び復号化する部分の1つの周波数分割チャ
ネルのブロック図である。従って、入力端子11及び12か
ら入力される信号は、SBCの周波数分割チャネルのダウ
ンサンプルされた信号の水平成分及び垂直成分にそれぞ
れ対応する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. This is a block diagram of one frequency division channel of a portion for encoding, transmitting and decoding the downsampled signal of the band division type voice analysis and synthesis apparatus using the dual modulation for the modulation of the input signal by the APCM method. Therefore, the signals input from the input terminals 11 and 12 respectively correspond to the horizontal and vertical components of the downsampled signal of the frequency division channel of the SBC.

送信側 はじめに送信側の動作について説明する。入力端子11及
び12から入力された信号は1フレーム分がそれぞれの入
力バッファメモリ13及び14に一度貯えられる。入力バッ
ファメモリ13及び14に貯えられた1フレーム分入力信号
を、絶対値算出部15及び16に送り、これら絶対値算出部
15及び16はこれら1フレーム分入力信号に対し、その振
幅絶対値を算出する。
Transmission side First, the operation of the transmission side will be explained. One frame of the signals input from the input terminals 11 and 12 is once stored in the respective input buffer memories 13 and 14. The input signal for one frame stored in the input buffer memories 13 and 14 is sent to the absolute value calculation units 15 and 16, and these absolute value calculation units
Reference numerals 15 and 16 calculate absolute amplitude values of the input signals for one frame.

絶対値算出部15及び16によって算出されて出力された入
力信号の振幅絶対値をもとに、振幅最大値検出部17及び
18は水平成分及び垂直成分の各振幅最大値を検出し、そ
の結果を量子化幅符号化部19及び20の量子化幅符号化器
19a及び20aへそれぞれ送る。
Based on the absolute amplitude value of the input signal calculated and output by the absolute value calculation units 15 and 16, the maximum amplitude value detection unit 17 and
Reference numeral 18 denotes a maximum amplitude value of each of the horizontal component and the vertical component, and the result is the quantization width encoder of the quantization width encoding units 19 and 20.
Send to 19a and 20a respectively.

量子化幅符号化部19及び20では振幅最大値検出部17及び
18から送られてきた水平成分の入力の振幅最大値と垂直
成分の入力の振幅最大値のそれぞれに基づいて、量子化
幅の符号化を行う。この実施例では、この符号化は量子
化幅符号化テーブルROM19b及び20bを参照することによ
って行う。量子化幅符号化テーブルROM19b及び20bには
第2図に示したように、水平成分及び垂直成分の入力の
振幅最大値のダイナミックレンジに対して対数的に割り
ふった最大値量子化レベルの数値が昇順に格納してあ
る。量子化幅符号化器19a及び20aでは、振幅最大値検出
部17及び18より送られてきた数値を量子化幅符号化テー
ブルROM19b及び20b内の数値と逐次比較し、(最大値量
子化レベル)k-1<(振幅最大値検出部出力値)≦(最
大値量子化レベル)kを満足するとき、振幅最大値検出
部出力値の量子化結果として量子化幅符号kを出力す
る。この量子化幅符号を、量子化結果判定部21と差分演
算部22とへ入力させる。
In the quantization width coding units 19 and 20, the maximum amplitude detection unit 17 and
The quantization width is encoded based on each of the maximum amplitude value of the input of the horizontal component and the maximum amplitude value of the input of the vertical component sent from 18. In this embodiment, this encoding is performed by referring to the quantization width encoding table ROMs 19b and 20b. As shown in FIG. 2, the quantization width coding tables ROM19b and 20b show the maximum value quantization level logarithmically distributed to the dynamic range of the maximum amplitude value of the input of the horizontal component and the vertical component. Are stored in ascending order. In the quantization width encoders 19a and 20a, the numerical values sent from the amplitude maximum value detection units 17 and 18 are sequentially compared with the numerical values in the quantization width encoding tables ROM19b and 20b, (maximum value quantization level). When k-1 <(amplitude maximum value detection unit output value) ≦ (maximum value quantization level) k is satisfied, the quantization width code k is output as the quantization result of the amplitude maximum value detection unit output value. This quantization width code is input to the quantization result determination unit 21 and the difference calculation unit 22.

量子化結果判定部21では、入力された水平及び垂直成分
の2つの量子化結果、すなわち量子化幅符号を比較し、
大きい方の量子化結果を量子化幅復号化部23へ送り、ま
たこの大きい方の量子化結果に基づいて、小さい方の量
子化結果を演算によって求めるため、引き算器24へも送
る。一方、この大きい方の量子化結果は、伝送路31を通
して受信側の量子化幅復号化部40の量子化幅復号化器40
a及び引き算器41へも送られる。
The quantization result determination unit 21 compares the two quantization results of the input horizontal and vertical components, that is, the quantization width code,
The larger quantization result is sent to the quantization width decoding unit 23, and the smaller quantization result is calculated based on the larger quantization result, so that it is also sent to the subtractor 24. On the other hand, the larger quantization result is transmitted through the transmission line 31 to the quantization width decoder 40 of the reception side quantization width decoding unit 40.
It is also sent to a and the subtractor 41.

また、この量子化結果判定部21は、入力された2つの信
号のどちらが大きいのかを表わす信号を差分符号化器25
へ送る。差分演算部22では入力された2つの量子化幅符
号の差分を演算し、この結果を差分符号化器25へ送る。
差分符号化器25では必要に応じて(差分符号化のために
割り当てられたビット数−1)ビットで表現し得る数
に、差分演算部22から送られてきた数値にリミッタをか
け、残りの1ビットでは量子化結果判定部21から送られ
てきた水平成分の入力信号の振幅最大値の量子化結果
と、垂直成分の入力信号の振幅最大値の量子化結果との
どちらが大きいかを例えば、 (水平成分の入力の最大値)≧(垂直成分の入力の最大
値)のとき0、 (水平成分の入力の最大値)<(垂直成分の入力の最大
値)のとき1 という具合に表現して、あわせて符号化結果として差分
符号を出力する。この差分符号の出力は差分復号化器26
へ送られる一方、伝送路32を通して受信側の差分復号化
器46へも送られる。
In addition, the quantization result determination unit 21 determines a signal indicating which of the two input signals is larger by the differential encoder 25.
Send to. The difference calculator 22 calculates the difference between the two input quantization width codes, and sends the result to the difference encoder 25.
In the differential encoder 25, the number that can be represented by (the number of bits allocated for differential encoding-1) bits is limited to the numerical value sent from the differential calculator 22 as necessary, and the remaining With 1 bit, for example, which of the quantization result of the maximum amplitude value of the input signal of the horizontal component and the quantization result of the maximum amplitude value of the input signal of the vertical component sent from the quantization result determination unit 21 is larger, Expressed as 0 when (maximum input of horizontal component) ≥ (maximum input of vertical component) and 1 when (maximum input of horizontal component) <(maximum input of vertical component) In addition, the differential code is also output as the encoding result. The output of this difference code is the difference decoder 26.
On the other hand, it is also sent to the differential decoder 46 on the receiving side through the transmission path 32.

量子化幅復号化部23では量子化結果判定部21より送られ
てきた量子化幅符号を復号する。復号は量子化幅復号化
テーブルROM23bを参照することによって行う。この量子
化幅復号化テーブルROM23bには、第3図に示したよう
に、各最大値量子化レベルに対応する量子化幅が格納さ
れている。量子化幅復号化器23aではこのテーブルROM23
bを参照することにより量子化幅を生成し出力する。こ
の出力は、すなわち大きい方の量子化幅を用いて、フレ
ーム内で振幅が最大であった信号が含まれる成分のAPCM
符号化を行うため、当該出力をマルチプレクサ27へ入力
させる。
The quantization width decoding unit 23 decodes the quantization width code sent from the quantization result determination unit 21. Decoding is performed by referring to the quantization width decoding table ROM23b. As shown in FIG. 3, the quantization width decoding table ROM 23b stores the quantization width corresponding to each maximum value quantization level. In the quantization width decoder 23a, this table ROM23
The quantization width is generated and output by referring to b. This output is the APCM of the component containing the signal with the maximum amplitude in the frame, that is, using the larger quantization width.
In order to perform encoding, the output is input to the multiplexer 27.

差分復号化器26では、差分符号化器25より送られてきた
差分符号から2つの情報を復号する。その1つは水平成
分の入力信号の振幅最大値の量子化結果と、垂直成分の
入力信号の振幅最大値の量子化結果との大小関係であ
り、もう1つは両成分の入力信号の振幅最大値の量子化
結果の差分である。前者は前述したように、1ビットで
表現し得るものであり、容易に復号が可能である。この
復号結果は、マルチプレクサ27へ送られる。
The differential decoder 26 decodes two pieces of information from the differential code sent from the differential encoder 25. One of them is the magnitude relationship between the quantization result of the maximum amplitude value of the input signal of the horizontal component and the quantization result of the maximum amplitude value of the input signal of the vertical component, and the other is the amplitude relationship between the input signals of both components. It is the difference of the quantization result of the maximum value. As described above, the former can be represented by 1 bit and can be easily decoded. This decoding result is sent to the multiplexer 27.

一方、後者は差分演算部22でリミッタ処理を施されてお
り、ただちに整数値として引き算器24へ送られる。
On the other hand, the latter has undergone limiter processing by the difference calculation unit 22, and is immediately sent to the subtractor 24 as an integer value.

引き算器24では、量子化結果判定部21より比較の結果送
られてきた大きい方の入力信号の振幅最大値の量子化結
果(量子化幅符号)から、差分復号化器26から送られて
きた、両成分の入力信号の振幅最大値の量子化結果の差
分を減じる。この引き算器の結果を量子化幅復号化部28
へ送る。
In the subtractor 24, from the quantization result (quantization width code) of the amplitude maximum value of the larger input signal sent from the quantization result determination unit 21 as a result of comparison, it is sent from the differential decoder 26. , The difference between the quantization results of the maximum amplitude values of the input signals of both components is reduced. The result of this subtractor is the quantization width decoding unit 28
Send to.

量子化幅復号化部28では量子化幅復号化部23と同様の手
順で、量子化幅の復号を行う。すなわち、量子化幅復号
化テーブルROM28bを参照し、量子化幅復号化器28aへ入
力された値に対応する量子化幅値を、小さい方の量子化
幅として読み出して、マルチプレクサ27へ送る。この量
子化幅復号化テーブルROM28bは、量子化幅復号化テーブ
ルROM23bと同様に構成されたものである。
The quantization width decoding unit 28 decodes the quantization width in the same procedure as the quantization width decoding unit 23. That is, by referring to the quantization width decoding table ROM 28b, the quantization width value corresponding to the value input to the quantization width decoder 28a is read as the smaller quantization width and sent to the multiplexer 27. The quantization width decoding table ROM28b is configured similarly to the quantization width decoding table ROM23b.

次に、マルチプレクサ27について説明する。マルチプレ
クサ27は、差分復号化器26より送られてきた2つの量子
化幅のうちどちらが大きいかの情報をもとに、2つの量
子化幅復号化器23a及び28aより送られてきた2つの量子
化幅をスイッチングして水平成分の入力信号符号化器29
と、垂直成分の入力信号符号化器30へそれぞれ送る。
Next, the multiplexer 27 will be described. The multiplexer 27 receives the two quantization widths sent from the two quantization width decoders 23a and 28a on the basis of which of the two quantization widths sent from the differential decoder 26 is larger. Input signal encoder for horizontal component by switching the encoding width 29
And the vertical component to the input signal encoder 30.

入力信号符号化器29及び30は、マルチプレクサ27より送
られてきた量子化幅を使用して、入力バッファメモリ13
及び14内の1フレーム分の入力信号を入力信号のAPCM符
号化に割り当てられたビット数にてAPCM符号化し、伝送
路33及び34を通して受信側の受信信号復号化器43及び44
へそれぞれ送る。
The input signal encoders 29 and 30 use the quantization width sent from the multiplexer 27 to input the input buffer memory 13
And the input signal for one frame in 14 is APCM encoded by the number of bits assigned to the APCM encoding of the input signal, and received signal decoders 43 and 44 on the receiving side through transmission lines 33 and 34.
Send to each.

受信側 次に、受信側の動作について説明する。量子化幅復号化
部40は、量子化結果判定部21より送られてきた符号化さ
れた量子化幅を復号し、出力する。復号化の手順は、量
子化幅復号化部23と同様であり、量子化幅復号化テーブ
ルROM40bを参照して行う。この量子化幅復号化部40の出
力を、フレーム内で振幅が最大であった信号が含まれる
成分のAPCM復号化に用いるため、マルチプレクサ45へ入
力させる。
Receiving Side Next, the operation of the receiving side will be described. The quantization width decoding unit 40 decodes the encoded quantization width sent from the quantization result determination unit 21 and outputs it. The decoding procedure is similar to that of the quantization width decoding unit 23, and is performed by referring to the quantization width decoding table ROM 40b. The output of the quantization width decoding unit 40 is input to the multiplexer 45 for use in APCM decoding of the component including the signal having the maximum amplitude in the frame.

差分復号化器42では差分符号化器25より送られてきた差
分符号の中の水平成分の入力信号の振幅最大値の量子化
結果と、垂直成分の入力信号の振幅最大値の量子化結果
との差分を引き算器41へ送ると共に、これら2つの量子
化幅のうちどちらが大きいかを表現したビットの情報を
マルチプレクサ45へ送る。
In the differential decoder 42, the quantization result of the maximum amplitude value of the input signal of the horizontal component in the differential code sent from the differential encoder 25, and the quantization result of the maximum amplitude value of the input signal of the vertical component Is sent to the subtractor 41, and the bit information expressing which of the two quantization widths is larger is sent to the multiplexer 45.

引き算器41では、送信側の量子化結果判定部21より送ら
れてきた、大きい方の入力信号の振幅最大値の量子化結
果(量子化幅符号)から、差分復号化器42から送られて
きた両成分の入力信号の振幅最大値の量子化結果の差分
を減じる。この引き算器41の結果を量子化幅復号化部46
へ送る。量子化幅復号化部46では、量子化幅復号化部40
と同様の手順で量子化幅の復号を行う。すなわち、量子
化幅復号化テーブルROM46bを参照し、量子化幅復号化器
46aへ入力された値に対応する量子化幅値を、小さい方
の量子化幅として読み出して、マルチプレクサ45へ送
る。この量子化幅復号化テーブルROM46bは、量子化幅復
号化テーブルROM23bと同様に構成したものである。
In the subtractor 41, from the quantization result (quantization width code) of the amplitude maximum value of the larger input signal sent from the quantization result judging unit 21 on the transmission side, it is sent from the differential decoder 42. The difference between the quantization results of the maximum amplitude values of the input signals of both components is reduced. The result of the subtractor 41 is the quantization width decoding unit 46.
Send to. In the quantization width decoding unit 46, the quantization width decoding unit 40
Decoding of the quantization width is performed in the same procedure as. That is, by referring to the quantization width decoding table ROM46b, the quantization width decoding device
The quantization width value corresponding to the value input to 46a is read as the smaller quantization width and sent to the multiplexer 45. The quantization width decoding table ROM46b has the same configuration as the quantization width decoding table ROM23b.

次に、マルチプレクサ45について説明する。マルチプレ
クサ45は、差分復号化器42より送られてきた2つの量子
化幅のうちどちらが大きいかの情報をもとに、2つの量
子化幅復号化器40a及び46aより送られてきた2つの量子
化幅をスイッチングして水平成分の受信信号復号化器43
と、垂直成分の受信信号復号化器44へそれぞれ送る。
Next, the multiplexer 45 will be described. The multiplexer 45 receives the two quantization widths sent from the two quantization width decoders 40a and 46a, based on the information indicating which of the two quantization widths sent from the differential decoder 42 is larger. Horizontal component received signal decoder 43
And to the vertical component received signal decoder 44, respectively.

受信信号復号化器43及び44はマルチプレクサ45より送ら
れてきた量子化幅を使用して、送信側より伝送路33及び
34を通してそれぞれ送られてくるAPCM符号を復号し、出
力端子47及び48へ送る。
The reception signal decoders 43 and 44 use the quantization width sent from the multiplexer 45, and the transmission line 33 and
The APCM code sent through 34 is decoded and sent to the output terminals 47 and 48.

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、この発明の範囲を越えない限度において多くの変形
または変更を行い得る。例えば、量子化幅符号化部を量
子化幅符号化器と量子化幅符号化テーブルROMを以って
構成した例を説明したが、この構成に何等限定されるも
のではない。また、量子化幅復号化部についても上述し
た実施例にのみ限定されるものではない。また、第1図
にブロックで示した各構成成分は、従来の電子技術を用
いてハード的に及びまたはソフト的に容易に構成するこ
とが出来る。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the example in which the quantization width encoding unit is configured by the quantization width encoder and the quantization width encoding table ROM has been described, but the configuration is not limited to this. Also, the quantization width decoding unit is not limited to the above-described embodiment. Further, each constituent component shown by a block in FIG. 1 can be easily configured by hardware and / or software by using a conventional electronic technique.

さらに、上述した実施例では、通信系に即して説明した
が、第1図の伝送路31〜34を通して送信側から受信側へ
送った符号を、例えば半導体メモリへ記憶しておくこと
により、高品質な音声を低ビットレートにて半導体メモ
リへ録音することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the description has been made according to the communication system, but by storing the code sent from the transmission side to the reception side through the transmission lines 31 to 34 in FIG. 1 in the semiconductor memory, for example, It is possible to record high-quality voice in a semiconductor memory at a low bit rate.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、この発明によれば、SAPC
M方式にてSBCのダウンサンプルされた信号を符号化して
伝送或はメモリへ記憶する際に、量子化幅の伝送及び記
憶に割り当てるビット数を削減出来るため、伝送及び記
憶のビットレートを下げることが可能である。さらにこ
の発明によって削減したビット数をダウンサンプルされ
た信号の符号化に割り当てれば伝送及び記憶する音声の
高品質化が期待出来る。
(Effect of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the SAPC
When the SBC down-sampled signal is encoded by the M method and transmitted or stored in a memory, it is possible to reduce the number of bits allocated to the transmission and storage of the quantization width, so the bit rate of transmission and storage is reduced. Is possible. Furthermore, if the reduced number of bits is assigned to the coding of the downsampled signal according to the present invention, it is expected that the quality of the voice to be transmitted and stored is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の帯域分割型音声分析合成装置の一実
施例を示すブロック図、 第2図は第1図の装置に用いる量子化幅符号化テーブル
ROMの説明図、 第3図は第1図の装置に用いる量子化幅復号化テーブル
ROMの説明図、 第4図は帯域分割型音声分析合成方式(SBC方式)の説
明図、 第5図はSBC方式の従来の基本的ブロック構成図、 第6図は第5図のSBC方式の動作原理説明図、 第7図はSBC方式の従来の他の基本的ブロック構成図、 第8図は適応量子化(APCM)方式の原理説明のためのブ
ロック図、 第9図は量子化幅の適正化を行うSAPCM方式の原理説明
のためのブロック図である。 11、12……入力端子 13、14……入力バッファメモリ 15、16……絶対値算出部 17、18……振幅最大値検出部 19、20……量子化幅符号化部 19a、20a……量子化幅符号化器 19b、20b……量子化幅符号化テーブルROM 21……量子化結果判定部 22……差分演算部 23、28、40、46……量子化幅復号化部 23a、28a、40a、46a……量子化幅復号化器 23b、28b、40b、46b……量子化幅復号化テーブルROM 24、41……引き算器、25……差分符号化器 26、42……差分復号化器、 27、45……マルチプレクサ 29、30……入力信号符号化器 31、32、33、34……伝送路 43、44……受信信号復号化器 47、48……出力端子。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a band division type speech analysis / synthesis device of the present invention, and FIG. 2 is a quantization width coding table used in the device of FIG.
ROM explanatory diagram, FIG. 3 is a quantization width decoding table used in the apparatus of FIG.
ROM explanatory diagram, FIG. 4 is an explanatory diagram of the band division type voice analysis and synthesis system (SBC system), FIG. 5 is a conventional basic block configuration diagram of the SBC system, and FIG. 6 is the SBC system of FIG. 7 is a block diagram for explaining the principle of the adaptive quantization (APCM) system, and FIG. 9 is a quantization width diagram. FIG. 9 is a block diagram for explaining the principle of the SAPCM method for optimization. 11, 12 …… Input terminals 13, 14 …… Input buffer memory 15, 16 …… Absolute value calculator 17, 18 …… Amplitude maximum value detector 19, 20 …… Quantization width encoder 19a, 20a …… Quantization width encoders 19b, 20b ... Quantization width encoding table ROM 21 ... Quantization result determination unit 22 ... Difference calculation unit 23, 28, 40, 46 ... Quantization width decoding unit 23a, 28a , 40a, 46a ... Quantization width decoder 23b, 28b, 40b, 46b ... Quantization width decoding table ROM 24, 41 ... Subtractor, 25 ... Differential encoder 26, 42 ... Differential decoding Input signal encoder 31, 32, 33, 34 ... Transmission line 43, 44 ... Received signal decoder 47, 48 ... Output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各帯域のダウンサンプリングされた信号を
SAPCM方式を用いてAPCM符号化、伝送或は記憶及びAPCM
復号化する帯域分割型音声分析合成装置において、 量子化幅決定処理を行うため、送信側において、 各チャネルの水平成分の信号の振幅最大値と垂直成分の
信号の振幅最大値をフレーム毎に決定する振幅最大値検
出部と、 前記水平成分の振幅最大値と垂直成分の振幅最大値を符
号化し対応する量子化幅符号を形成する量子化幅符号化
部と、 前記水平成分の量子化幅符号と垂直成分の量子化幅符号
の大きさを比較する量子化結果判定部と、 前記水平成分の量子化幅符号と垂直成分の量子化幅符号
の差分を演算する差分演算部と、 前記差分を符号化して差分符号を形成する差分符号化器
と、 前記比較により得られた大きい方の量子化幅符号を復号
化する量子化幅復号化部と、 前記差分符号を復号化する差分復号化器と、 前記比較により得られた大きい方の量子化幅符号から前
記復号化により得られた差分を減じる引き算器と、 該引き算器から得られた結果に対応して小さい方の量子
化幅を決める量子化幅復号化部と、 これら2つの量子化幅によって入力信号のAPCM符号化を
行う入力信号符号化器とを具え、 受信側において、 送信側より送られてきた符号化された大きい方の量子化
幅符号を復号化する量子化幅復号化部と、 送信側より送られてきた差分符号を復号化する差分復号
化器と、 送信側より送られてきた大きい方の量子化幅符号から前
記復号化により得られた差分を減じる引き算器と、 該引き算器から得られた結果に対応して小さい方の量子
化幅を決める量子化幅復号化部と、 前記2つの量子化幅によって送信側より送られてきたAP
CM符号を復号化する受信信号復号化器とを具える ことを特徴とする帯域分割型音声分析合成装置。
1. A downsampled signal of each band
APCM encoding, transmission or storage and APCM using SAPCM method
In the band-division type speech analysis and synthesis device for decoding, the maximum amplitude of the horizontal component signal and the maximum amplitude of the vertical component signal of each channel are determined for each frame on the transmission side in order to perform the quantization width determination process. An amplitude maximum value detection unit, a quantization width encoding unit that encodes the amplitude maximum value of the horizontal component and the amplitude maximum value of the vertical component to form a corresponding quantization width code, and a quantization width code of the horizontal component And a quantization result determination unit that compares the magnitudes of the quantization width codes of the vertical components, a difference calculation unit that calculates the difference between the quantization width code of the horizontal component and the quantization width code of the vertical component, and the difference A differential encoder that encodes to form a differential code, a quantization width decoding unit that decodes the larger quantization width code obtained by the comparison, and a differential decoder that decodes the differential code And obtained by the comparison A subtracter that subtracts the difference obtained by the decoding from the larger quantization width code, and a quantization width decoding unit that determines the smaller quantization width corresponding to the result obtained from the subtractor, , And an input signal encoder that performs APCM encoding of the input signal with these two quantization widths, and at the receiving side, decodes the coded larger quantization width code sent from the transmitting side. Quantization width decoding unit, a differential decoder that decodes the differential code sent from the transmitting side, and a larger quantization width code sent from the transmitting side, which is obtained by the above decoding. A subtractor that subtracts the difference, a quantization width decoding unit that determines a smaller quantization width corresponding to the result obtained from the subtractor, and an AP sent from the transmission side with the two quantization widths.
A band-division type speech analysis / synthesis device comprising a reception signal decoder for decoding a CM code.
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