JPH02153639A - 帯域分割正規化制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 音声の高能率符号化に於ける帯域分割正規化制御方式に
関し、 補助情報を増加させることなく、量子化部への入力のク
リップを防止することを目的とし、音声信号を複数の帯
域に分割し、各帯域分割信号の正規化係数を算出する正
規化係数部とぐ該正規化係数部に於いて算出した正規化
係数の中の最大値を検出する最大値検出部と、前記帯域
分割信号をそれぞれ正規化する正規化部と、該正規化部
により正規化された信号を量子化する量子化部とを備え
、前記最大値検出部により検出された最大値の正規化係
数を代表正規化係数として、前記正規化部により各帯域
分割信号の正規化を行わせるように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、音声の高能率符号化に於ける帯域分割正規化
制御方式に関するものである。

音声信号をディジタル信号に変換する場合、例えば、８
ＫＨｚのサンプリング周波数でサンプリングし、８ビツ
トの量子化により、６４　Ｋ　ｂ　／　ｓのディジタル
信号とするのが一般的である。

このようなビットレートを更に低下させる高能率符号化
方式で用いられる量子化操作にも、各種の方式が提案さ
れている。例えば、音声信号は、高域より低域のパワー
が一般には大きいものであるから、音声信号を複数の帯
域に分割し、低域側にビット数を多く割当てて量子化す
る方式も知られている。

又量子化器の量子化可能の最大入力レベルに各分割帯域
の信号レベルを抑制する為の正規化を行う方式も知られ
ており、量子化器に於いてクリップされることによる音
質低下を防止している。このような帯域分割された信号
の正規化を行う方式に於いて、補助情報の増加がなく、
且つ音質の劣化がないように、量子化できることが要望
されている。

〔従来の技術〕

第３図は従来例のブロック図であり、音声信号は帯域分
割部２２で、例えば、離散フーリエ変換（Ｄ　Ｆ　Ｔ　
；　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆ
ｏｒｍ）により周波数成分に展開されて、低域信号Ｘｌ
と中域信号ｘ２と高域信号ｘ３に帯域分割され、正規化
係数部２１−１〜２１−３によりそれぞれ正規化係数ｓ
、−３３が算出され、正規化部２３−１〜２３−３に於
いて正規化処理が行われる。そして、それぞれ量子化部
２４−１〜２４−３に於いて割当てられたビット数に従
って量子化され、多重化部２５に於いて量子化ビットが
多重化され、且つ正規化の補助情報として各正規化係数
Ｓ、〜Ｓ３が多重化されて送出される。

受信側では、分割帯域対応の正規化係数Ｓ、〜Ｓ３に従
って帯域分割された信号を伸張し、逆ＤＦＴにより音声
信号を再生することになる。

第４図は正規化動作説明図であり、例えば、低域、中域
、高域の帯域Ｂ、、Ｂ２．Ｂ３に分割された場合の量子
化部２４−１〜２４−３に割当てられたレベル数をｎ１
〜ｎ３とし、量子化部２４−１〜２４−３の入力レベル
をＱＬ　（ｎｌ）　〜ＱＬ（ｎ３）、又各分割帯域Ｂ　
、　％Ｂ　３の最大値をＸ１□８〜Ｘ３．□とすると、
各分割帯域の正規化係数５Ｉ−３３は、 Ｓ　、　＝ＱＬ　（ｎ　１）　／Ｘ　１．、ＸＳ　２　
”ＱＬ　（ｎ　２）　／　Ｘ　２ｍａｍＳ　３　＝ＱＬ
　（ｎ　３）　／　Ｘ　３ａａｍによって求められる。

この正規化係数ｓ、ｘｓ３により、第４図の曲線ａに示
す信号は、正規化部２３−１〜２３−３に於いて点線曲
線すに示すように正規化される。

従って、量子化部２４−１〜２４−３へ入力される信号
ＱＢ’−Ｑ３は、 Ｑ　ｒ　−Ｘ　＋　／　Ｓ　Ｌ Ｑ　ｚ　””　Ｘ　２　／　Ｓ　２ Ｑ　ｓ　”　Ｘ　ｓ　／　Ｓ　ｓ となり、各分割帯域の信号Ｑ、％Ｑ３は、正規化マスク
パターンＣを超えないものとなり、それぞれ量子化部２
４−１〜２４−３に於いて量子化される０例えば、低域
分割帯域Ｂ１の信号Ｑ、は４ビツト、中域分割帯域Ｂ２
の信号Ｑ２は２ビツト、高域分割帯域Ｂ３の信号Ｑ３は
１ビツトにそれぞれ量子化される。

前述の第３図及び第４図に示す従来例に於いては、分割
帯域対応の正規化係数８１〜Ｓ３を正規化の補助情報と
して伝送するものであるが、この補助情報を削減する為
に、従来は、例えば、第５図又は第６図に示す構成が提
案されている。

第５図に於いては、低域選択部３２により音声信号の低
域分割帯域Ｂ、の信号を選択し、この信号を用いて正規
化係数部３１に於いて正規化係数Ｓ、を算出し、この正
規化係数Ｓ−を代表正規化係数として、正規化部３３に
於いて音声信号の正規化を行って量子化部３４に加える
もので、補助情報としては、１個の低域分割帯域Ｂ、の
正規化係数Ｓ、のみとなり、伝送情報量を削減すること
ができる。

又第６図に於いては、音声信号の各分割帯域の信号電力
を電力検出部４５により検出し、その検出信号に従って
代表帯域選択部４２で分割帯域の信号を選択し、この信
号を基に正規化係数部４１に於いて正規化係数を算出し
、この正規化係数を代表正規化係数として正規化部４３
に於いて各分割帯域の信号を正規化し、量子化部４４に
於いて量子化するもので、この場合も、補助情報として
は、１個の代表正規化係数となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の第３図に示す従来例に於いては、分割帯域Ｂ、〜
Ｂ３対応の正規化係数Ｓ、Ａ−Ｓ３をそれぞれ正規化の
補助情報として伝送するものであるから、低ビツトレー
トの伝送システムに適用した場合に、量子化した主情報
に割当てられるビット数を少なくしなければならない。

その為に、受信側の再生音声の品質が劣化する欠点があ
る。

これに対して、前述の第５図及び第６図に示す従来例は
、１個の代表正規化係数を正規化の補助情報とするもの
であるから補助情報量が少なくなり、低ビツトレートの
伝送システムに適用した場合でも、量子化した主情報の
割当ビット数を特に少なくする必要はない。その場合、
代表正規化係数を３１とすると、各分割帯域８１〜Ｂ３
対応の信号Ｘ　ｌ　”−Ｘ　３が正規化されて量子化部
に人力される信号ＱＩ＃Ｑ３は、 Ｑ　１　”’　Ｘ　Ｉ／　３　。

Ｑ２＝ｘ２／５ｌＩ Ｑ３＝Ｘ３／Ｓｌｌ となる。このように、低域分割帯域Ｂ、或いは信号電力
最大の分割帯域の正規化係数を代表正規化係数としても
、他の分割帯域の最大値が大きい場合には、その分割帯
域の正規化係数を大きくしないと、その分割帯域の信号
がクリンプされることになる。例えば、第７図に示すよ
うに、各分割帯域Ｂ１〜Ｂ３の点線曲線ａ°に示す信号
の最大値をＸｌ、、、−Ｘ３．、、とじ、低域分別帯域
Ｂ、の正規化係数Ｓ、を代表正規化係数として正規化を
行うと、実線曲線ｂ“に示す信号となり、この信号が量
子化部に入力される。この場合に、中域と高域の帯域分
割信号の最大値Ｘ２．、、、Ｘ３．□が大きいと、正規
化マスクパターンＣ°以上のレベルの斜線を施した部分
はクリップされることになる。又信号電力最大の分割帯
域の正規化係数を代表正規化係数とした場合に於いても
、同様の問題が生じる。

このように、正規化信号が量子化部の量子化レベル以上
となると、正確に量子化された信号が伝送されないこと
になり、受信側の再生音声の品質が劣化する欠点があっ
た。

本発明は、補助情報を増加させることなく、量子化部へ
の入力のクリップを防止することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の帯域分割正規化制御方式は、各分割帯域の最大
の正規化係数を代表正規化係数とするものであり、第１
図を参照して説明する。

音声信号を複数の帯域に帯域分割部５により分割し、各
帯域分割信号の正規化係数を算出する正規化係数部１−
１〜１−ｎと、それらの正規化係数部１−１〜１−ｎに
於いて算出した正規化係数の中の最大値を検出する最大
値検出部２と、帯域分割信号をそれぞれ正規化する正規
化部３と、この正規化部３で正規された信号を量子化す
る量子化部４とを備え、最大値検出部２で検出した最大
値の正規化係数を代表正規化係数として、正規化部３に
於ける各分割帯域信号の正規化を行わせるものである。

〔作用〕

音声信号は帯域分割部５等に於いて、ＤＦＴ等により周
波数成分に展開され、複数の帯域に分割される。そして
、各分割帯域信号は正規化係数部１−１〜１−ｎに加え
られて正規化係数が算出される。最大値検出部２は、各
正規化係数部１−１〜ｌ−ｎに於いて算出された正規化
係数の最大のものを選択して代表正規化係数とし、正規
化部３に於いては、この代表正規化係数を用いて正規化
処理を行うものである。従って、代表正規化係数に対応
する分割帯域以外の分割帯域信号の最大値がクリップさ
れることなく、量子化部４に入力されて量子化されるこ
とになる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、低域Ｂ　
ｌ　＋　中域Ｂ２．高域Ｂ３の帯域に分割した場合を示
し、１１−１〜１１−３は正規化係数部、１２は最大値
検出部、１３は正規化部、１４は量子化部、１５は帯域
分割部、１６は多重化部である。

帯域分割部１５は、前述のようにＤＦＴ等により音声信
号を周波数成分に展開し、低域Ｂ　ｌ　＋中域Ｂ２．高
域Ｂ３の帯域に分割するものであり、又正規化係数部１
１−１〜１１−３は、分割帯域Ｂ、＃Ｂ３の信号からそ
れぞれ正規化係数８１〜Ｓ３を算出して最大値検出部１
２に加える。最大値検出部１２は、正規化係数Ｓ、％Ｓ
３の中の最′大値を検出して、代表正規化係数Ｓ、とし
て正規化部１３及び多重化部１６に加える。

正規化部１３は、代表正規化係数Ｓ、により各分割帯域
信号を正規化して量子化部１４に加え、それぞれの分割
帯域に割当てられたビット数により量子化し、多重化部
１６に於いて分割帯域対応の量子化信号を多重化し、又
代表正規化係数Ｓ。

を正規化の補助情報として送出する。

最大値の正規化係数を代表正規化係数Ｓ、とじて正規化
を行うものであるから、第７図に示すような他の分割帯
域の信号の最大値が、正規化後に於いても正規化マスク
パターンを超えるようなことはなくなる。即ち、クリッ
プを確実に防止することができる。従って、受信側の再
生音声の品質劣化を防止することができる。

前述の実施例は、音声信号を３個の帯域に分割した場合
を示すが、更に多数の帯域に分割することも勿論可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、音声信号を複数の帯域
に分割し、且つ正規化係数部１−１〜１−ｎに於いて帯
域分割信号対応の正規化係数を算出し、その中の最大値
を代表正規化係数として正規化部３に於いて正規化する
ものであり、従って、量子化部４へ入力される帯域分割
信号の正規化信号がクリップされることはなくなり、且
つ正規化の補助情報としても、代表正規化係数のみであ
るから、補助情報を増加させることなく、クリップを防
止して、再生音声の品質劣化を阻止することが可能とな
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は従来例のブロック図、第４図は
正規化動作の説明図、第５図及び第６図は従来例の要部
ブロック図、第７図は従来例の代表正規化係数による正
規化動作説明図である。 １−１〜ｌ−ｎは正規化係数部、２は最大値検出部、３
は正規化部、４は量子化部、５は帯域分割部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 音声信号を複数の帯域に分割し、各帯域分割信号の正規
   化係数を算出する正規化係数部（１−１〜１−ｎ）と、 該正規化係数部（１−１〜１−ｎ）に於いて算出した正
   規化係数の中の最大値を検出する最大値検出部（２）と
   、 前記帯域分割信号をそれぞれ正規化する正規化部（３）
   と、 該正規化部（３）により正規化された信号を量子化する
   量子化部（４）とを備え、 前記最大値検出部（２）により検出された最大値の正規
   化係数を代表正規化係数として、前記正規化部（３）に
   より各帯域分割信号の正規化を行わせる ことを特徴とする帯域分割正規化制御方式。