專利名稱：編碼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高效地使聲音信號(Speech signals)等編碼的編碼器，尤其是有關適合于可變速度編碼(Variable rate coding)的編碼器。
聲音信號的高效、低比特率編碼在汽車電話等移動通信和企業(yè)內部通信中，是用于有效利用電波和降低通信成本的重要技術。
近年來，在美國根據(jù)碼分多址(CDMA)方式的可變速率通信系統(tǒng)已實用化，因此對于有效利用可變速率特性的多信道化和高質量的服務要求提高了。并且還從存儲應用的觀點出發(fā)根據(jù)聲音的性質進行有效地址分配，所以可變速率聲音編碼可使存儲媒體的有效利用成為可能。在這種的背景下，對可變速率聲音編碼的研究、開發(fā)活躍地進行著。
在固定速率情況中，用8kbps以下比特率、品質優(yōu)異的聲音合成形成可能的聲音編碼方式，CELP(Code Excited LinearPrediction)方式雖然是公知的，但即使在可變速率領域中，CELP方式也成為主流。在該情況下，在予先確定的多種類例如4種編碼比特率中，每個固定幀長度選擇1個比特率，在其比特率中利用最適合的CELP方式進行編碼。當編碼比特率低于1kbps時，也往往在驅動信號中應用隨機噪聲系列(random noise scheme)的聲碼器方式(Vocoder system)，通常每比特率編碼的方式不同。在可變速度編碼中，一邊達到目標品質一邊通過如何能使平均比特率變小以決定可變速率編碼方式的優(yōu)劣，所以各幀的每個編碼方式選擇法變得重要了。對于此要求作為已有技術提出以下二種方案。
作為第1方法有如根據(jù)A·Dejaco等人提出的QCELP方式(文獻1“QCELPThe North American CDMA DigitalCellular Variable Rate Speech Coding Starrdard”，Proc.of the IEEE Workshop on Speech Coding forTelecomm unications，PP5-6，Oct.1993)。在該方式中，所采取的方法是把幀乘方(フレ-ムパワ-)作為特征量抽出，據(jù)此選擇編碼器，并且在根據(jù)E.Paksog等人的VRPS方式(文獻2“Variable Rate Speech Coding with PhoneticSegmentation”，Proc.1CASSP 93，PPII-155-158，April1993)中，采取在含有低頻聲音能量和零交擾(零クロス)比等的7個特征量加權和值基礎上選擇編碼器的方法。
然而象這樣的編碼方式選擇法雖然具有用比較少的計算量就可實現(xiàn)的優(yōu)點，但譯碼聲音未必能達到用如SNR等規(guī)定的目標品質，往往使品質低下。而在輸入信號上附加背景噪聲后的條件下，不能較好地實施特征量的抽出，存在選擇結果欠妥的情況最后導致合成音品質低下。
作為第2方法，還有S.V.Vasegi提出的FS-CELP(FinitState-CELP)方式(文獻3“Finite State CELP forvariable rate speech coding”，1EE Proc.-1，Vol，138，No.6 PP603-610，Dec.1991)。
然而在該編碼器選擇法中，雖然具有選擇的編碼器通常能夠達到目標品質的優(yōu)點，但必須對預先準備的全部編碼器進行計算，計算量增大，這是問題所在。
由L.Cella rio等人展示了上述第1方法和第2方法的混合法(文獻4“Variable Rate Speech Coding for UMIS”，Proc.of the IEEE Workshop on Speech Coding forTelecommunication，PP1-Z，Oct.1993)。該混合法中，用最初分析輸入聲音所得到的特征量來限定編碼器，接著由所限定的編碼器分別進行編碼，最后選擇使成本函數(shù)為最小的編碼器。用該方法雖然獲得第1方法和第2方法的中間解決辦法，但必須使多個編碼器工作，依然殘存計算量極大的問題。
如上所述，在已有的編碼器選擇法中分析輸入信號提取特征量，并根據(jù)其特征量選擇編碼器的方法中，譯碼聲音未必能達到目標品質，往往出現(xiàn)品質低下的情況，并且在輸入信號上附加背景噪聲等的情況下，不能實施良好的特征量提取。難以選擇適當?shù)木幋a器，引起合成音的品質低下，這就是問題所在。并且用準備好的全部編碼器實施編碼而選擇成本函數(shù)最小的編碼器的又一個方法中，以及將這些方法組合的混合法中，存在有計算量增大的問題。
在已有的CELP編碼中，當編碼比特率下降，則分配給驅動信號的降低了的比特數(shù)變少，難以表示間距周期(ピツチ周期)變動和間距波形(ピツチ波形)變化。并且由于在編碼過程中間距信息(ピツチ)情報)受到很大損失，所以在譯碼一側，即使對由后置濾波器產生的間距信息作恢復處理，但其恢復程度也有限。
還有當象這樣存儲、傳送由附加傳輸線路碼傳輸過來的編碼數(shù)據(jù)時，問題在于在存儲、傳送中由于還存儲、傳輸了有關完全不需要的傳輸線路碼的冗余比特，所以存在有存儲裝置和傳輸線路的利用率下降的問題。
進而，借助數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式和再生裝置的方式，在傳送、存儲中依然還存儲不需要的壓縮編碼數(shù)據(jù)，因此存在有存儲媒體和傳輸線路的利用效率下降的問題。
而且，問題還在于由于上述不需要的傳輸線路碼和壓縮碼等的編碼數(shù)據(jù)每次要再生譯碼，所以存在有再生裝置的電路規(guī)模和消耗電力增加的問題。
本發(fā)明目的在于提供一種平均速率小，選擇的編碼方式能以較少的計算量達到目標品質的編碼器。
根據(jù)本發(fā)明，所提供的編碼器構成包括寄存多個參照向量的自適應代碼簿；通過在前述自適應代碼薄上寄存的參照向量產生復合信號的復合濾波器；求出前述復合信號和前述輸入信號相似性的相似性計算裝置；基于由前述相似性計算裝置求得的相似性，從預先準備的不同編碼比特率的多個編碼方式中決定一個編碼方式的編碼方式確定裝置；根據(jù)確定了的編碼方式使前述輸入信號編碼的編碼裝置。
按照本發(fā)明，從自適應代碼簿中取出參照向量，通過復合濾波器產生復合信號，計算該復合信號和目標信號的相似性，根據(jù)該相似性確定編碼方式。通常自適應代碼簿是CELP方式的編碼裝置構成要素之一，由于其特征是能良好有效地顯現(xiàn)以間距周期反復的目標信號的冗余度，所以對目標信號周期性大的信號，用寄存在自適應代碼簿上的驅動信號向量能精確良好表示目標信號。因此，對在目標信號為周期性大的信號的情況下，即使分配復合濾波器驅動信號的比特數(shù)較少也能容易地達到目標品質，最終可使編碼比特率降低。相反，當目標信號為周期性小的信號時，由于僅僅用自適應代碼簿不能精確良好地表示，所以如果編碼比特率不變高，則不可能達到目標品質。
從而，本發(fā)明求出從自應用代碼簿得到的參照向量和目標向量的復合音電平的相似性，當該相似性大時選擇低比特率編碼方式；當相似性小時選擇高比特率的編碼方式，借此使平均比特率降低，并且可選擇能達到目標品質的適合的編碼方式。
即在分析目標信號提取特征量，根據(jù)其變化量和大小選擇編碼方式的方法中，經(jīng)常存在有達不到目標品質的幀的問題，但是在本發(fā)明，使用作為編碼器的一個構成要素的自適應代碼簿，由于基于用復合音電平的相似性選擇編碼方式，所以幾乎所有幀均可達到目標品質。
另一方面，對預先準備的多個編碼器所有部分進行編碼。在選擇成本函數(shù)為最小的編碼器的方法中，由于存在計算量增大的問題，在本發(fā)明中即使是在確定輸入到復合濾波器的參照向量的計算量變得較大的情況下，只要進行自適應代碼簿搜索即可使編碼方式選擇的計算量非常小。當通過目標信號間距分析確定參照向量選擇編碼方式時，只要利用自適應代碼簿的就可以使必要的計算量變的更少。而當通過前幀間距信息確定參照向量選擇編碼方式時，計算量幾乎不增加。
根據(jù)本發(fā)明如上所述，通過少的計算量就可使平均速率變小，而且可選擇達到目標品質的編碼方式。
另外，本發(fā)明目的在于提供一種編碼器，由于獲得在譯碼一側能滿足的復合聲音品質，在編碼一側可得到充分的節(jié)距信息。
根據(jù)本發(fā)明提供的編碼器構成包括對輸入信號作間距分析(ピツチ分析)，提取間距周期及間距增益(ピツチグイン)的間距分析裝置；利用由前述間距分析裝置提取的間距周期及間距增益，加強前述輸入信號的裝置；對由前述加強裝置所加強的輸入信號進行編碼的編碼裝置。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳送裝置，在使存儲媒體和傳輸線路利用率提高同時，抑制再生裝置電路規(guī)模的擴大，并且可降低電力消耗。
本發(fā)明所提供的一種編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置構成包括接收附加傳輸線路碼的編碼數(shù)據(jù)的接收裝置；從接收的編碼數(shù)據(jù)中將存儲、輸送中不需要的傳輸線路碼的代碼譯碼除去，同時，附加包括在存儲、輸送時所需的糾錯碼的代碼、生成壓縮編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)加工裝置；存儲、輸送前述壓縮編碼數(shù)據(jù)的存儲、輸送裝置。
附圖簡述圖1是本發(fā)明第1實施例，是使用自適應代碼簿的編碼裝置方框圖；圖2是說明同一實施例處理順序的程序方框圖；圖3是本發(fā)明第2實施例，是使用間距分析的編碼裝置方框圖；圖4是同一實施例的處理順序說明程序方框圖5是本發(fā)明第3實施例，搜索自適應代碼簿的全部參照向量的編碼裝置方框圖；圖6是說明同一實施例處理順序的程序方框圖；圖7是本發(fā)明的第4實施例，是使用預測信號的編碼裝置方框圖；圖8是同一實施例的處理順序說明程序方框圖；圖9是本發(fā)明的第5實施例，是備有多個編碼器的聲音編碼裝置示意方框圖；圖10是本發(fā)明的第6實施例，是可選擇代碼方式的聲音編碼裝置構成的方框圖；圖11是本發(fā)明第7實施例，是備有間距加強部的編碼裝置方框圖；圖12是圖11的間距加強部的方框圖；圖13是圖11編碼部的方框圖；圖14是間距加強部的處理程序方框圖；圖15是本發(fā)明的第8實施例，是在圖11實施例中附加消除噪聲的編碼裝置方框圖；圖16是輸入信號的短時間頻譜圖；圖17是輸入信號頻譜包絡及頻譜細微構造關系圖；圖18表示間距加強輸入信號時的短時間頻譜圖；圖19表示間距加強輸入信號時的頻譜包絡及頻譜細微構造關系的圖；圖20是描述有關本發(fā)明編碼裝置的聲音譯碼部的方框圖；圖21是本發(fā)明的第9實施例，是在編碼中切換間距加強信號和輸入信號的編碼裝置的方框圖；圖22是本發(fā)明的第10實施例，在編碼中切換節(jié)距加強信號和輸入信號的編碼裝置方框圖；圖23是本發(fā)明第9實施例判斷部的處理程序方框圖；圖24是本發(fā)明第9實施例判斷部的處理程序方框圖；圖25是本發(fā)明第9實施例判斷部的處理程序方框圖；圖26是本發(fā)明第10實施例判斷部的處理程序方框圖；圖27是本發(fā)明的第7實施例的變形例的方框圖；圖28是編碼部構成的方框圖；圖29是本發(fā)明第7實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖30是本發(fā)明第9實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖31是本發(fā)明第9實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖32是本發(fā)明第9實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖33是本發(fā)明第10實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖34是本發(fā)明第10實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖35是本發(fā)明第10實施例的變形例編碼裝置方框圖；圖36是本發(fā)明第10實施例的變形例判斷部處理程序方框圖；圖37是本發(fā)明的編碼裝置中使用的間距加強部方框圖；圖38是說明圖37的間距加強部工作的程序方框圖；圖39是本發(fā)明其他變形例的間距加強部方框圖；圖40是說明圖39間距加強部工作的程序方框；圖41是本發(fā)明其他變形例的間距加強部的方框圖；圖42是圖41的間距加強部工作說明程序方框圖；圖43是本發(fā)明其他變形例的間距加強部的方框圖44是本發(fā)明其他變形例的間距加強部的方框圖；圖45是本發(fā)明編碼裝置的編碼部的方框圖；圖46是本發(fā)明的第11實施例，是備有間距加強部的編碼裝置方框圖；圖47是本發(fā)明的第12實施例，是在間距加強部上連接消除噪聲的編碼裝置的方框圖；圖48是本發(fā)明的第13實施例，是切換節(jié)距加強信號和輸入信號的編碼裝置方框圖；圖49是本發(fā)明的第14實施例，是切換間距加強信號和輸入信號的編碼裝置方框圖；圖50是本發(fā)明的第15實施例，是切換間距加強信號和輸入信號的編碼裝置方框圖；圖51是本發(fā)明的第16實施例，是切換間距加強信號和輸入信號的編碼裝置方框圖；圖52涉及本發(fā)明的第17實施例，是編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置構成的方框圖；圖53是說明數(shù)據(jù)加工部工作的程序方框圖；圖54是具體說明數(shù)據(jù)加工部工作的圖；圖55涉及本發(fā)明第18實施例，表示編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置構成的方框圖；圖56與發(fā)射裝置構成一起展示的有關本發(fā)明第19實施例的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置構成的方框圖；圖57A及57B分別展示有關本發(fā)明第20實施例的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置及再生裝置的方框圖58A及圖58B分別展示有關本發(fā)明第21實施例的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置及再生裝置的方框圖。
下面將參照


本發(fā)明的實施例。
圖1表示有關本發(fā)明第1實施例的編碼方式選擇部(Codingscheme selector)11的構成方框圖。該編碼方式選擇部11根據(jù)從輸入端子12輸入的目標信號γ(n)確定應選擇的編碼方式，從輸出端子13輸出編碼方式選擇信息(Coding scheme selectionin for mation)1，其構成包括自適應代碼簿(adaptivecodebook)14、復合濾波器(synthesis filter)15、相似性計算部(Similarity calculator)16及編碼方式?jīng)Q定部(Codingscheme determiming circuit)17。
接著說明有關本實施例的編碼方式選擇順序。在本實施例中為簡化說明，選擇對象的編碼方式為2個。編碼方式選擇信息I的值取“1”或“2”，當I＝“1”時，選擇比特率低的編碼方式；當I＝“2”時，選擇比特率高的編碼方式。
首先，通過輸入端子12輸入目標信號γ(n)。其次通過自適應代碼簿14將參照向量p(n)送出，該向量p(n)通過復合濾波器25產生復合信號q(n)，作為一個例子，復合濾波器15在Z變換區(qū)域可用下面(1)式表示Hw(z)=11+Σi=110α1γ1z-1----(1)]]>
在此，{αi} 10i＝1表示LPC(線性預測分析linearlprediction analysis)系數(shù)，大于0，則取1.0以下常數(shù)。從而若用時間區(qū)域表示復合信號q(n)和參照向量p(n)的關系，則有下式(2)q(n)=p(n)-Σi=110αiγiq(n-i)----(2)]]>接著在相似性計算部16計算目標信號r(n)和復合信號q(n)的相似性。即在相似性計算部16如下所示，把復合信號q(n)乘最佳增益(Optimum gain)g時的信號和目標信號(target signal)r(n)的SNR值作為相似性U輸出。首先如下面(3)式所示，定義復合信號q(n)乘最佳增益g的信號和目標信號r(n)的平方誤差值(sqnare error valne)E。E＝∑(r(n)－g·q(n))2(3)由于使E最小時的g成為最佳增益，所以用g使E偏微分求解g，結果最佳增益g如(4)式所示g=Σr(n)q(n)Σq2(n)----(4)]]>
用于該最佳增益g時的目標信號的SNR值S如下式(5)所示S=10log10(Σr2(n)/Σ(r(n)-Σr(n)q(n)Σq2(n)q(n))2)]]>＝-10 log10(1－(∑r(n)q(n))2/(∑r2(n)·∑q2(n))(5)其次，在編碼方式?jīng)Q定部17用SNR值S判斷應該用哪種編碼方式。利用閾值(threshold)A，象S≥A時I＝1，S＜A時I＝2那樣實施判定法，輸出編碼方式選擇信息I。
歸納以上處理流程，形成圖2。首先，開始在步驟S11從自適應代碼簿14取出參照向量p(n)，接著在步驟S12把參照向量p(n)加到復合濾波器15，形成復合向量q(n)；在步驟13求得復合向量q(n)的最佳增益g，再求出目標信息r(n)和g·q(n)的SNR值S；最后在步驟14通過比較SNR值S和閾值A確定選擇比特率低的編碼公式或比特率高的編碼方式的編碼方式選擇信息I，通過輸出端子13輸出編碼方式選擇信息I。
圖3是表示有關本發(fā)明第2實施例的編碼方式選擇部21構成的方框圖。在與圖1具有同一功能的部分標以相同符號進行說明，該編碼方式選擇部21利用間距分析部22分析目標信號r(n)，求出間距T。與第1實施例不同的是用該間距T通過自適應代碼薄確定參照的向量p(n)。因而這里說明有關新設置的間距分析部(pitchanalizer)28。
在間距分析部22只是時間T抽樣使用過去信號r(n-T)來預測目標信號r(n)，把其預測誤差信號(prediction error signal)的功率E為最小時的時間T作為間距周期輸出。即預測剩余信號功率(prediction residual signal power)E表示為E=Σh=1N(a(n)-g·a(n-T))2----(7)]]>這里，g為間距增益，N為間距分析長度(pitch analysislength)。為獲得穩(wěn)定的間距周期(pitch period)，間距分析長度如N＝256為宜。用間距增益g使式(1)偏微分，當其值為0時，預測誤差信號功率E為最小值，若求其解，則為E=Σn=1Nr2(n)-Σn=1Nr(n)r(n-T)2Σn=1Nr2(n-T)----(8)]]>使(8)式為最小的T表示間距周期。因(8)式右邊第1項為常數(shù)，所以實際上成為搜索右邊第2項為最大的間距周期T。即間距分析部一邊改變T一邊計算(8)式右邊第2項，若求得右邊第2項為最大的T時則輸出其間距周期T。這樣求得的間距周期T，通過自適應代碼簿14取出參照向量P。
歸納以上處理流程產生附圖4。首先，開始在步驟S21用間距分析部22分析目標信號r(n)求出間距周期T；接著在步驟S22用間距周期T從自適應代碼簿14取出參照的向量p(n)，即通過自適應代碼簿14搜索對應于所求得的間距周期T的參照向量p(n)。其后為步驟S23、S24、S25的處理，這些處理步驟分別與圖2中的步驟S12、S13、S14相同，所以說明從略。
此外，在本實施例中雖然說明用目標信號r(n)求取間距周期T，但用聽覺加權濾波器(hearing weighting filter)使目標信號r(n)加權情況下，使用輸入聲音信號u(n)可進行良好的間距分析。當使用使輸入聲音信號u(n)通過LPC預測濾波器獲得預測剩余信號V(n)時，由于除去了聲音信號的包絡信息(envelopeinformation)，所以可進行更好的間距分析。因此在本實施例中也可以用輸入聲音信號u(n)或預測剩余信號V(n)代替目標信號r(n)。并且在本實施例中，雖然只說明了有關在間距分析部22中使用1次間距預測濾波器的情況，但也可使用次數(shù)更高的預測濾波器。
圖5表示有關本發(fā)明第3實施例的編碼方式選擇部31構成的方框圖。若與圖1具有同一功能的部分標以相同符號進行說明，則該編碼方式選擇部31把向適應代碼簿14內的所有向量作為后補參照向量，在復合濾波器15對有關各個參照向量求取復合向量，與第1實施例不同的是使用搜索部32來搜索與目標向量r(n)最相似的復合向量。因而在此說明有關新設置的搜索部32。
搜索部32按照參照向量搜索寄存在自適應代碼簿14中的全部向量，在相似性計算部16計算SNR值S，用SNR值S為最大時的S在編碼確定部17確定編碼方式，輸出編碼方式選擇信息I。
然而，通常為了搜索未必要達到SNR值，比如可搜索使在(3)式規(guī)定的平方誤差值E為最小的參照向量，這時，實際上在發(fā)現(xiàn)使平方誤差值E成為最小的參照向量后計算SNR值，在編碼確定部17輸入該值。
歸納以上處理流程形成圖6。這里，L表示寄存在自適應代碼簿14內的向量個數(shù)。將(4)式表示的最佳增益g代入(3)式再展開，則產生E=Σr2(n)-(Σr(n)q(n))2Σq2(n)----(9)]]>為了使平方誤差值E取最小值，作為影響程度求(1)式右邊第1項D=(Σr(n)q(n))2Σq2(n)----(10)]]>變成了尋查該影響程度為最大的參照向量。
開始在步驟S30設變量i＝1，iopt＝1 Dmax＝0；接著經(jīng)步驟S31和步驟S32求取復合向量qi(n)，另外的步驟S31、S32與圖2的步驟S11、S12相同，說明從略；然后根據(jù)(10)式在步驟S33通過目標向量r(n)和復合向量qi(n)求取影響程度D；再在步驟S34比較影響程度D和最大影響程度Dmax的大小。這里若影響程度D比最大影響程度Dmax大，則在步驟S35將Dmax變成與D一樣，這時的i值被寄存在iopt中，然后進入步驟S36；若影響程度D比Dmax小則直接進入步驟S36，在步驟S36使i值只增加1；再在步驟S37對i值和自適應代碼簿14中所含的向量個數(shù)L進行比較，這里若i小于L則返回步驟S31，重復上述處理流程；若i比L大，則退出循環(huán)進入步驟S38，在步驟S38求取目標向量r(n)和g、q iopt(n)的SNR值；在步驟39根據(jù)該SNR值S輸出編碼方式選擇信息I。關于步驟S38和S39的處理詳情，因與圖2的步驟S13和S14一樣，說明從略。
根據(jù)本實施例，由于可通過寄存在自適應代碼簿14中的全部向量求取成為最大SNR值的參照向量，所以與第2實施例不同，特別是對于存在大的背景噪聲的輸入聲音，不受通過間距分析所得的間距正確性和精度的影響，能正確評價表示實際的自適應代碼簿14的效率，這是有利的。
另外，在上述實施例中雖然通過自適應代碼簿14的全部向量求取參照向量，但作為后補也可搜索由某種程度限定了的數(shù)的參照向量。
圖7是有關本發(fā)明第4實施例的編碼方式選擇部41構成方框圖。若在具有與圖1相同功能的部分標以同樣的符號進行說明，則該編碼方式選擇部41在目前幀中也使用通過前幀編碼求得的間距信息，確定通過自適應代碼簿14以該前幀的間距信息為基礎的參照向量P(n)這一點與第1實施例不同。即在本實施例中新設置有緩沖器(バツフア)42，在該緩沖器42中寄存有由前幀求得的間距信息。該間距信息表示利用前幀編碼時的自適應代碼簿14的搜索結果，也就是說表示在由前幀作編碼時自應用代碼簿14的搜索所決定的間距。
根據(jù)在緩沖器42中寄存的間距信息，從自適應代碼簿14取出參照向量p(n)。根據(jù)該參照向量P(n)經(jīng)過相似性計算部16及編碼方式確定部門輸出編碼方式選擇信息I。相似性計算部16和編碼方式確定部17的處理與第1實施例一樣，所以其說明從略。
歸納以上處理流程，形成圖8。首先在步驟S41中使用寄存在緩沖器42中的間距周期T，通過自適應代碼簿14選擇參照向量P(n)雖將其取出；后面的步驟S42、S43、S45的處理分別與圖2的步驟S12、S13、S14的處理一樣。
這樣，本實施例由于利用前幀的間距信息確定參照向量，所以采用第2實施例的間距分析和第3實施例的自適應代碼簿14，特別是無須進行確定參照向量的計算，所以用更少的計算量就可得到編碼方式選擇信息I，這是有利的地方。
其次作為第5實施例，說明在聲音編碼裝置中適用上述編碼方式選擇部的實施例。圖9是有關本實施例的聲音編碼裝置構成方框圖。編碼方式選擇部52采取在第1-第4實施例中所說明的編碼方式選擇部11、21、31、41的某個結構。編碼器53-55是編碼方式或換言之編碼比特率分別不同的編碼器，通過編碼方式選擇部52選擇其中某一個。
下面說明其工作。首先通過輸入端子51輸出目標信號。該目標信號根據(jù)情況通過聽覺加權濾波器，并且也可以是減少前幀影響的信號，但在該圖中為簡單起見，刪除了有關其處理的部分。將該目標信號輸入到編碼方式選擇部52，輸出編碼方式選擇信息I，根據(jù)該編碼方式選擇信息I選擇編碼器53-55中一個，再將目標信號輸入在其選擇了的編碼器中，編碼結束后，把作為編碼結果求得的編碼參數(shù)和編碼方式選擇信號I輸入至多路調制器56中，變換成比特流之后從輸出端子56輸出。
在本實施例中，作為更具體的聲音編碼裝置實施例，說明有關分別在高比特率編碼器中利用CELP方式編碼器，在低比特率編碼器中利用自適應代碼簿的隨機驅動型LPC聲碼器(以后稱LPC聲碼器)的情況。
圖10是有關本實施例的聲音編碼裝置的方框圖。在CELP方式中，作為輸出信號輸送給譯碼器的編碼參數(shù)有(1)自適應代碼簿67的相應向量指數(shù)，(2)噪聲向量碼簿68的噪聲向量指數(shù)，(3)間距增益碼簿69的間距增益指數(shù)，(4)噪聲增益碼簿70的噪聲增益指數(shù)，(5)LPC量化部74量子化結果所得的LPC指數(shù)。
在LPC聲碼器作為輸出信號輸送給譯碼器的參數(shù)中有(1)增益碼簿78的增益指數(shù)，(2)在LPC量化部82被量子化結果獲得的LPC指數(shù)，(3)自適應碼簿67的適合的向量指數(shù)，(4)間距增益碼簿69的間距增益指數(shù)。
這里，LPC聲碼器因使用隨機數(shù)作為驅動信號，所以沒有必要把驅動信號信息傳輸給譯碼器，可使編碼比特率非常之小。而且通常多數(shù)情況是在LPC聲碼器中以低比特率準備好LPC量化部82和增益碼簿88，因此使全部比特率控制得更低。
以下說明本實施例的聲音編碼裝置的工作。有關從輸入端子61輸入的聲音信號在LPC分析部62進行LPC分析，求得線性預測系數(shù)(以后稱LPC系數(shù))。把由自適應代碼簿67得到的適合的向量輸入到由該LPC系數(shù)規(guī)定特性的復合濾波器63，求取復合信號。在相似性計算部64計算該復合信號和輸入聲音信號的相似性，以其結果為基礎在編碼方式確定部65確定編碼方式。
相應于從編碼方式確定部65輸出的編碼方式選擇信息，在選擇器66選擇作為高比特率的編碼器的CELP，或作為低比特率編碼器的LPC聲碼器的某一個。
在此，說明有關用選擇器66選擇CELP方式編碼器的情況。CELP方式編碼器通過圖10虛線上側表示。
用乘法器71、72分別使自適應代碼簿67得到的適合向量和由噪聲碼簿68得到的噪聲向量乘以由間距增益碼簿69得到的向距增益及由噪聲增益碼薄70得到的噪聲增益。用加法器73使這些間距增益及噪聲增益分別相乘后的適合向量及噪聲向量相加，產生復合濾波器75的驅動信號。
另一方面，以由LPC分析部62求得的LPC系數(shù)和在LPC量化部74量子化得到的LPC系數(shù)為基礎規(guī)定復合濾波器75的特性，在該復合濾波器75中輸入由加法器73輸出的驅動信號、借此產生復合信號。利用減法器77從作為通過輸入聲音信號使前幀影響減小的信號的目標信號中減去該復合信號，求得誤差信號。
在聽覺加權濾波器78中作加權之后用誤差計算部79求其功率、通過該誤差信號功率或為最小的適應向量、噪聲向量、間距增益和噪聲增益配合的自適應代碼簿67、噪聲碼簿68、間距增益碼簿69及噪聲增益碼簿61搜索該誤差信號。該結果分別表示所求得的功率為最小時的適應向量、噪聲向量、間距增益及噪聲增益的適應向量指數(shù)、噪聲向量指數(shù)、間距增益指及噪聲增益指數(shù)且將示LPC系數(shù)的LPC指數(shù)作為編碼參數(shù)輸出至未圖示的輸送媒體或存儲媒體并輸送至未圖示的聲音譯碼裝置(speech decodingappratus)。
接著說明有關用選擇器66選擇LPC聲碼器的情況。圖10中虛線下側表示LPC聲碼器。
在LPC聲碼器中首先經(jīng)搜索決定自適應代碼簿67的指數(shù)及間距增益、碼簿69的間距增益。
接著在隨機數(shù)產生部81產生成為平均值C、分散值I的隨機數(shù)向量，用乘法器89將該隨機數(shù)向量與增益相乘，再用加法器90將其與通過乘法器71的與間距增益相乘后的適應向量相加，借此產生復合濾波器83的驅動信號。然后在LPC量化部82使LPC系數(shù)量子化，以量化后的LPC系數(shù)為基礎規(guī)定復合濾波器83的特性。通過把從乘法器89輸出的驅動信號輸入到該復合濾波器83生成復合信號，用減法器84從目標信號減去該復合信號，以求得誤差信號。
該誤差信號在聽覺加權濾波器85中加權之后，在誤差計算部86求得其功率。利用搜索部87通過增益碼簿88求該誤差信號功率為最小時的增益。這種場合也可不經(jīng)搜索而分析地求得增益。表示該誤差信號功率為最小的增益的增益指數(shù)和表示LPC系數(shù)的LPC指數(shù)作為編碼參數(shù)輸出至未圖示的輸送媒體或存儲媒體并輸送至未圖增的聲音譯碼裝置中。
并且如第5實施例中的說明，在編碼方式確定部65得到的編碼方式選擇信息I由未圖示的多路調制器變換成編碼參數(shù)和比特流，輸出至輸送媒體或存儲媒體。
在本實施例中，由于在編碼器(編碼方式)的選擇中利用作為根據(jù)CELP方式的編碼器構成要素的自適應代碼簿67及復合濾波器63，所以根據(jù)使用如前面第1-4實施例中說明的構成的編碼方式選擇部，可選擇適當?shù)木幋a方式。
即作為該情況的目標信號的輸入聲音信號為周期性的大信號時，用寄存在自適應代碼簿67中的驅動信號的向量可精確地表示目標信號，所以目標信號在周期性大信號情況下，即便使在復合濾波器的驅動信號中分配的比特數(shù)減少也能容易地達到目標品質，從而可使用編碼比特率低的LPC聲碼器。相反，在目標信號周期性小的信號時，由于自適應代碼簿67不能精確地表示目標信號，所以在這種情況下只有通過使用編碼比特率高的CELP方式編碼器才能達到目標品質。
在本實施例中，如第1-4實施例所述，在相似性計算部64求得通過復合濾波器63從自適應代碼簿67得到的參照向量的復合信號及作為目標信號的輸入聲音信號。若該相似性大時選擇低比特率編碼器；若相似性小時選擇高比特率編碼器，借此一邊使平均比特率降低、一邊可容易地實現(xiàn)目標品質。
另一方面，雖然未圖示聲音譯碼裝置的結構，但對應圖10的聲音編碼裝置設置CELP方式及LPC聲碼器方式的譯碼器，通過來自聲音編碼裝置的編碼方式選擇信息、選擇這些譯碼器中某一種，利用其譯碼器根據(jù)來自聲音編碼裝置的編碼參數(shù)使原來的聲音信號譯碼。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明所提供的編碼器，利用能夠使自適應代碼簿精確地表示目標信號等，由于選擇多個已準備的編碼方式中的1個作為基礎，所以一邊抑制選擇必要的計算量，一邊降低平衡速率，而且能選擇實現(xiàn)目標品質的編碼方式。
后面根據(jù)其他實施例說明聲音編碼器。
圖11表示有關本發(fā)明第7實施例的聲音編碼器的示意性電路方框圖。
根據(jù)該實施例，從輸入端子1輸入的輸入信號a(n)在間距加強部(pitch emphasis section)100中被作間距加強之后，在編碼部200中進行編碼，通過輸出端子300發(fā)射出去，就是說本實施例在編碼處理的前處理中設置對輸入信號的間距分析和基于分析進行間距加強的間距加強部100。
間距加強部100由如圖12展示的間距分析運算部(Pitchanalysis computation unit)101及間距加強運算部(Pitonemphasis computation unit)102組成。間距加強部100的處理內容用圖14說明。依次將輸入信號a(n)輸入至間距分析運算部101。在間距分析運算部101用某分析間隔作間距分析，輸出間距周期T和間距增益g，若考慮聲音的穩(wěn)定性和計算量，則將分析間隔取5ms-10ms為妥。
在間距分析運算部101，只是時間T取樣使用過去信號a(n-T)預測現(xiàn)在輸入信號a(n)，把其預測誤差信號的功率為最小時的T作為間距周期輸出。即預測誤差信號功率(prediction errorsignal power)E表示為E=Σn=0N-1(a(n)-g·a(n-T))2----(11)]]>(T＝20～147)這里g表示間距增益，N表示間距分析長度(pitch anadysislength)。為得到穩(wěn)定的間距周期及間距增益，以N＝40-256為佳。用g對(11)式偏微分，當其值為0時預測誤差信號功率E取最小值，若對其求解，則有E=Σn=0N-1a2(n)-(Σn=0N-1(n)a(n-T))2ΣN-1a2(n-T)----(12)]]>使(12)式為最小的T表示間距周期。由于(12)式右邊第1項表示常數(shù)，所以實際上搜索第2項成為最大的T。這時間距增益g表示為g=(Σn=0N-1(n)a(n-T))Σn=0N-1a2(n-T)----(13)]]>并且當輸入信號a(n)假定為廣義固定(generalized stationary)情況下，可把(n)式右邊第2項及(13)或右邊的分母表示為 若除了間距周期T的搜索回路之外求該值，則可削減計算量。這樣，可在間距分析運算部101求出間距周期T及間距增益g(步驟S10)。
在該實施例中，雖然說明了用1階間距預測濾波器(lirst-order pitch prediction filter)求間距周期及間距增益的方法，但使用高階預測濾波器也無妨。并且使用其他間距分析手段如零交叉系數(shù)法(zero-crossing method)、自相關法(auto-correlation method)及對數(shù)倒頻譜法(cepstrum method)等也可實現(xiàn)。
以下說明間距加強運算部102。在間距加強運算部102中，在間距分析運算部101求得的間距周期T及間距增益g對輸入信號a(n)作間距加強。這里，就使用極型間距濾波器(all pole pitchfiltor)作為說明，極型間距濾波器的傳遞函數(shù)可表達成B(z)=G1-g·ϵ·z-TA(z)----(15)]]>其中A(z)為輸入信號a(n)的Z變換值(transform ation value)；B(z)為輸出信號b(n)的Z變換值；G為增益；g為間距增益，ε為大于0但小于1的常數(shù)；ε＝0.8為推薦值。并且為了避免成為振蕩濾波器，必須監(jiān)視使g和ε的積通常要小于1。例如g和ε的積超過0.8時，就必須進行非常處理，使g和ε的積被強制抑制在0.8。
若用時間區(qū)域表示(15)式，則b(n)＝G·a(n)＋g·ε·b(n－T)(16)根據(jù)(16)式，可獲得使輸入信號a(n)間距加強的信號b(n)(步驟S20)。
這里雖然用1階間距加強濾波器進行說明，但不僅限于1階，也可以用與間距分析運算部101的分析次數(shù)相同階數(shù)的間距加強濾波器。并且，這里雖然就有關使用極型間距濾波器的情況作了說明，但使用比如零型(all-zero)間距濾波器、極零型(pole zero)間距濾波器等當然也都是可以的。
(16)式表示的間距加強運算雖然根據(jù)間距增益g使特性變化，但也可以應用通過預先決定的常數(shù)(如0.7)規(guī)定的間距加強運算替代使用間距增益g與常數(shù)之積作間距加強的方法。這種情況下，由于無需作間距增益g的計算，所以也可以只求(13)式分子項為最大的間距周期T，其效果是減少了計算量。
(16)式的增益G要使得作間距加強運算后的信號b(n)的功率等于輸入信號a(n)的功率。在圖37所示的構成中，先使G＝1，用增益調整運算進行增益調整，使得輸入信號a(n)的功率與作間距加強運算后的信號b(n)的功率一致。增益調整運算使輸入信號a(n)的功率σa與間距加強后的信號b(n)相乘，以進行增益調整。其具體的處理內容參照圖38進行說明。但是，在圖37和圖38中，與圖12及14相同名稱部分有同樣功能，所以說明從略。
根據(jù)下式示出僅使幀長L度緩沖的輸入信號a(n)的功率σa(S1012)，幀長度L以40-160為佳σa=Σi=0L-1a2(n)----(17)]]>與(17)式一樣求取對應輸入信號a(n)的各取樣的加強運算后的信號b(n)功率σb(S1013)。雖然間距加強運算是根據(jù)(16)式，但這里要注意使增益G＝1的情況(S1013)。σb=Σi=0L-1b2(n)----(18)]]>通過σa和σb根據(jù)(19)式求出系數(shù)ξ(S1014)ξ=(σa/σb)----(19)]]>若設使每個取樣將ξ乘間距加強運算后的信號b(n)的信號為g(n)，則g(n)表示為g(n)＝ξ·b(n)(n＝0～L-1) (20)輸出g(n)(S1015)。
增益調整運算部103的增益調整方法當然也不僅限于上述方法，基本的作法是通過將決定了的系數(shù)乘間距加強運算后的信號b(n)，使得由σa和σb輸入信號功率和輸出信號功率一致來實現(xiàn)的。
圖39表示間距加強部100的其他構成，參照圖40說明在該間距加強部100中的處理內容。在圖39及40中，與圖12及14同樣名稱部分具有同樣的功能，所以說明從略。
開始用輸入信號a(n)進行LPC分析，求LPC系數(shù)(αi∶i＝1～P)(S1101)。P表示分析字數(shù)，這時使P＝10。在LPC分析法中有自相關法、共分散法、FLAT算法等，使用那一種方法均可。接著由LPC系數(shù)形成預測濾波器。在該預測濾波器中通過輸入信號產生預測誤差信號d(n)(S1102)。預測剩余信號d(n)用LPC系數(shù)如(21)式所表示。這里，L為幀長度，以40-160為佳。d(n)=a(n)-Σi=1Pαia(n-i)----(21)]]>其中n＝0～L-1下面根據(jù)(11)式求使E為最小的間距周期T和間距增益g。但是把(11)式的a(n)置換成d(n)進行運算(S1103)；進而再把(16)式的a(n)置換成d(n)進行運算(S1104)；最后由LPC系數(shù)形成復合濾波器，在該復合濾波器中通過間距加強信號b(n)產生間距加強了的輸入信號e(n)(S1105)。e(n)=b(n)+Σi=1pαia(n-i)----(22)]]>其中n＝0～L-1利用編碼部200對這樣求得的間距加強了的輸入信號e(n)進行編碼。
圖41中展示了間距加強部100的另外構成。該實施例的結構特征是具有增益調整運算。但是由于在圖41及42中，與圖39及40同樣名稱部分具有同樣功能，所以說明從略。
在步驟S1103中，在求間距周期和間距增益時，在上述實施例中雖然采取分析預測剩余信號d(n)的方法，但也可以由分析輸入信號a(n)來求間距周期和間距增益。然而，由于預測剩余信號排除短時相關，能作更正確的間距分析是已知的，所以令人滿意的方法是分析預測剩余信號d(n)的方法。
這樣，在圖12的結構中輸出間距加強信號b(n)；在圖37的結構中輸出輸入信號e(n)；并且在圖41的結構中輸出增益調整后間距加強了的輸入信號f(n)。編碼部200將該輸出信號給予進行編碼處理。把在編碼部200得到編碼結果后的標引信息從輸出端子300輸出。
編碼部200可采取根據(jù)象圖13方框圖所記載的CELP方式的構成。在同一圖中用間距加強部100使輸入信號a(n)作間距加強了的信號通過輸入端子201以幀單位輸入。幀由L個信號取樣組成，當取樣頻率為8KHz時，一般取L＝160。對于在驅動信號向量進行間距加強了的信號系列在LPC分析部215作LPC分析，再把求出的LPC系數(shù)在量化部216進行量子化處理，抽出量子化了的LPC系數(shù)αi(i＝1，2，···，P)和標引(號碼)，把該LPC系數(shù)αi送到LPC復合濾波器213。另外，P為予測次數(shù)，一般取P＝10。以(23)式給出LPC復合濾波器213的傳遞函數(shù)11(z)=11-Σi=1pα1z-1----(23)]]>
接著說明有關一邊使聲音信號復合一邊搜索最佳驅動信號向量(optimum excitaion signal vector)的過程。首先從輸入端子201輸入1幀聲音信號，用減法器202減去以前幀的復合濾波器213內部狀態(tài)給與現(xiàn)在幀的影響。把從減法器202獲得的信號系列分成4個副幀，成為各副幀的目標信號向量。
LPC復合濾波器213的輸入信號的驅動信號向量是將從適應編碼簿207選擇的適應向量用乘法器209乘以從增益編碼簿217得到的一定增益所取得的值與將從白色噪聲編碼簿208選擇的噪聲向量用乘法器210乘以從增益編碼簿218得到的一定增益所取得的值由加法器212相加而得到的。
這里，適應編碼簿207部分里根據(jù)利用使文獻1中記載的間距預測分析作閉環(huán)工作或復合的分析(Analysis by synthesis)進行的。進一步內容在[W.B.Kleijin D.J.Kzasinski and17.Ketchum.“Improved Speech Quality and EfficientVector Quantization in CELP”，Proc.1CASSP，1988，PP.155-158](文獻2)中闡明。根據(jù)該文獻2，在延遲電路211中涉及間距范圍a-b(a、b是驅動向量的取樣號，通常a＝20，b＝147)，每個取樣都使LPC復合濾波器213的驅動信號延遲，以此形成相對a-b取樣的間距周期的適應向量。作為代碼字將此寄存在適應編碼簿207中。
作最佳適應向量搜索時，通過適應編碼簿207讀出每個對應于各間距周期的適應向量的代碼字，在乘法器209中與從增益編碼簿217得到的一定增益相乘。利用LPC復合濾波器213作濾波處理，生成復合信號向量。生成的復合信號向量在減法器203中與目標向量相減。該減法器203的輸出經(jīng)過帶聽覺加權的濾波器204輸入到誤差計算電路205，求出平均平方誤差。平均平方誤差的信息再被輸入到最小失真搜索電路206，檢測其最小值。
以上過程隨著適應編碼簿207中的全部適應向量的后補進行，在最小失真搜索電路206中求出給予平均平方誤差最小值的后補指數(shù)。并且在乘法器209中相乘的增益的指數(shù)也被確定成平均平方誤差為最小。從以上過程所求得的適應向量乘以增益，再經(jīng)在LPC復合濾波器213的濾波運算產生復合聲音信號向量，將從目標向量減去該向量的結果所得信號作為殘音向量搜索時的目標信號，然后用同樣的方法作最佳噪聲向量的搜索。即，通過噪聲編碼簿208逐個讀出噪聲向量的代碼字，與從在乘法器210中的增益編碼簿218得到的增益相乘，經(jīng)在LPC復合濾波器213的濾波器運算，產生復合聲音信號，與目標向量的平均平方誤差計算隨著全部噪聲向量進行，求出給予平均平方誤差最小值的噪聲向量的指數(shù)及增益的指數(shù)。象這樣通過指數(shù)選擇部214分別發(fā)射適應編碼簿207、208所確定的指數(shù)、通過LPC量化部216得到的LPC系數(shù)αi(i＝1，2，···，P)的指數(shù)以及輸入至上述乘法器209、210的增益的指數(shù)。此外，為了對從減法器203輸出的誤差信號的指數(shù)作調整，以降低人耳感覺的失真而使用帶聽覺加權的濾波器204。
如上所述，為了使輸入信號間距加強，要使得更加適合于表示所謂適應編碼簿的間距信息的驅動信號模型。因此可以說明既提高了適應編碼簿的編碼效率又提高了復合聲音的主觀品質。
另外，作為編碼手段不僅限于CELP方式，當然也可用其他編碼手段。
圖20是根據(jù)CELP方式產生的聲音譯碼部的方框圖。使用通過編碼部輸送的適應向量的指數(shù)，取出來自適應編碼簿401的適應向量。以從編碼器輸送的指數(shù)為基礎，通過增益編碼簿410使增益譯碼。在乘法器402中使前述適應向量和前述增益作乘法運算。同樣，從噪聲編碼簿407取出噪聲指數(shù)用乘法器409與通過增益編碼簿401譯碼3的增益相乘。
其次，在加法器403中使這些向量作加法運算生成驅動向量，使前述驅動向量通過由從編碼器輸送的LPC系數(shù)所設定的LPC復合濾波器404而產生復合信號。為了使復合信號的主觀品質提高，使復合信號通過后置濾波器405得到復合聲音，從輸出端子406輸出。最后，在以下處理中所具備的每1個取樣延遲被寄存在適應編碼簿401中。
并且，在第7實施例中，雖然使用了間距加強了的信息b(n)在編碼部200內進行LPC分析，但也可以用輸入信號a(n)進行LPC分析。這時，如圖27所示在編碼部900中輸入包括作間距加強了的信號b(n)和輸入信號a(n)。
如圖28所示，用輸入信號a(n)進行LPC分析，這一點與圖13不同。用圖16、17及18、19說明該例的優(yōu)點。圖16表示輸入信號向量，圖17表示輸入信號的向量包絡及向量細微結構，圖18表示使輸入信號作間距加強時的向量，圖19表示使輸入信號作間距加強時的向量包絡及向量細微結構。
一般聲音的短時向量可看作表示音韻信息的向量包絡和表示間距信息的向量細微結構之積。LPC系數(shù)表示了向量包絡，如第7實施例若對于作間距加強了的信號b(n)作LPC分析，則象圖19所示使向量細微結構得到加強，聲音短時向量(圖18)往往在向量細微結構上會受到很大影響。因此，如圖19所示難以從作間距加強了的信號中提出正確的LPC系數(shù)，這種情況是主觀品質變差的原因。
對此，在本實施例中由于用作間距加強前的輸入信號a(n)進行LPC分析，所以圖16的輸入信號短時向量受到圖7的向量細微結構方面影響，可提出如圖15所示表示大致正確的向量包絡的LPC系數(shù)。
間距加強部具有圖19或圖41結構情況下，使用在間距加強部將要作間距加強前的信號a(m)進行LPC分析，求出LPC系數(shù)。因此，經(jīng)編碼部900提供作間距加強的輸入信號同時在間距加強部求得的LPC系數(shù)。若要在編碼部重新不進行LPC分析，則如前所述可在編碼部用正確的LPC系數(shù)，并且無須在編碼部作LPC分析。
在圖43中展示了在具有圖39構成的間距加強部中輸出間距加強信號以及LPC系數(shù)的間距加強部110。同樣，在圖44中展示了在具有圖41構成的間距加強部中輸出間距加強信號以及LPC系數(shù)的間距加強部110。并且在圖45中展示了由應用間距加強部110時的編碼部構成的編碼部910。在不進行LPC分析這一點，圖45與圖28不同。圖46展示了間距加強部110和編碼部910連接時的構成。從間距加強部110輸出的信號在使用圖43結構的情況下，則輸出作間距加強了的輸入信號f(n)，并輸出在LPC分析獲得的LPC系數(shù)。
接著，圖15是有關本發(fā)明第8實施例的聲音編碼器。在圖15中，具有與第7實施例同樣名稱的部分使其具有與圖11的部分同樣功能。
本實施例與第7實施例不同點在于用把輸入信號a(n)加到噪聲消除器400的結果所得到的信號e(n)作間距分析及間距加強。在本實施例中，在噪聲消除器中通過輸入信號a(n)使背景噪衰減，可以更正確地求得在間距分析部獲得的間距周期及間距增益。而且，表示如前所述的大體正確的向量主要形式。為了提取LPC系數(shù)，如圖29所示使用通過噪聲消除器400得到的信號e(n)可進行LPC分析。
接著用圖21說明有關本發(fā)明第3實施例的聲音編碼器。在圖21中標以與圖11同樣標號的部分定義為與圖11相應部分有同樣功能。在此說明從略。
本實施例與第7實施例的不同點在于對輸入信號間距加強的信號編碼，在判斷部500中通過輸入信號a(n)作是否使輸入信號編碼的判斷?；谠谂袛嗖?00中判斷的結果，判斷部500對切換部510作指示。當象上述實施例對所有輸入信號的間距作加強時，即便提供的間距信息不大的輸入信號，甚至在不存在間距增益g為0的情況下，在某些間距周期T中也被加強了。其結果，因在輸入信號中施加了多余的加強，往往使主觀品質變劣。而且在提供混入背景噪聲的輸入信號情況下，往往因背景噪聲影響通過與聲音間距周期T不同的間距周期T′加強信號，因此主觀品質下降了。該問題在混入的背景噪聲周期性高的情況下尤為嚴重?？紤]到這個問題，在下面的實施例中不是使所有的輸入信號的間距都得到加強，而是設置一種構成，建立起某種判斷條件，只當滿足該條件時作間距加強，因此能克服上述問題。作為判斷基準，無音部和無聲部的輸入信號中，如果不是包含如此程度的間距信息情況下不實施間距加強，而有聲部大多包括間距信息情況下要作間距加強。此外作為其他判斷標準的方法還有、在背景噪聲的功率大時不作間距加強，在背景噪聲的功率小時實施間距加強。還有在周期性背景噪聲混在輸入信號時不作間距加強，非周期性背景噪聲混在輸入信號時作間距加強。下面用圖23至25說明圖21的判斷部500的3種工作。
首先用圖23說明編碼部500的第7實施例。作為該例的判斷基準，其方法是在背景噪聲功率大時不作間距加強，而在背景噪聲小時作間距加強。
輸入輸入信號(信息組)a(n)(步驟S600)，分析輸入信號的背景噪聲功率(步驟S601)。再在步驟S602中根據(jù)背景噪聲功率的閾值S，判斷是否使加強輸入信號的間距的間距加強信號b(n)編碼(步驟S603)，是否使輸入信號a(n)編碼。即當背景噪聲功率大于閾值S時(比如理想值20db)，指示切換部510使輸入信號a(n)編碼。當背景噪聲功率小于閾值時，指示切換部510使輸入信號間距加強了的間距加強信號編碼。根據(jù)閾值判斷是否使間距加強信號編碼，是否使輸入信號a(n)編碼的理由是，由于若背景噪聲功率的閾值S過大，則間距加強達到背景部分信號，在譯碼一側使加強達到噪聲部分的難聽的編碼信號譯碼。
接著用圖24說明編碼部500的第8實施例。該例的判斷基準方法為，當周期性背景噪聲混在輸入信號中時不作間距加強，當非周期性背景噪聲混入輸入信號時實施間距加強。
輸入輸入信號(信息組)a(n)(步驟S701)，分析輸入信號的背景噪聲功率(步驟S702)。再在步驟S703中根據(jù)背景噪聲功率的閾值S判斷是否使輸入信號a(n)編碼(步驟S707)和是否進入下一個步驟S704。即，背景噪聲功率大于閾值S(比如理想值為20db)時，指示切換部510使輸入信號a(n)編碼，而當背景噪聲功率小于閾值S時，在步驟S704分析背景部分的間距增益，切換通過該間距增益與閾值G′相比是小還是大來進行編碼的對象(步驟S705)。也就是說，間距增益比閾值G′大時指示切換部510使輸入信號a(n)編碼(步驟S707)，當間距增益比閾值G′小時，指示切換部510使輸入信號間距加強了時間距加強信號編碼(步驟S706)。利用背景部分的間距增益判斷是否使間距加強信號編碼還是使輸入信號a(n)編碼的理由是，若進行間距加強達到背景部分有一定周期性時，則在譯碼一側使若干難聽的編碼譯碼。
下面用圖25說明編碼部500的第9實施例。作為該實施例的判斷基準，其方法中無音部和無聲部的輸入信號中不含那種程度的間距信息時不作間距加強，如有聲部含有多個包括間距信息情況下要作間距加強。
輸入輸入信號(信息組)a(n)(步驟S801)。分析輸入信號背景噪聲功率(步驟S802)。再在步驟S803中，根據(jù)背景噪聲功率的閾值S判斷是進入步驟S805還是進入步驟S804，即背景噪聲功率大于閾值S(比如理想值為20db)時，作背景部分以外的間距增益分析。而當背景噪聲功率小于閾值S時，在步驟S804中分析背景部分的間距增益。當背景部分以外的間距增益小于閾值G″時，指示切換部510使輸入信號a(n)編碼(步驟S811)，而當間距增益大于閾值G″時，指示切換部510使輸入信號的間距加強了的間距加強信號編碼(步驟S812)。另一方面，背景部分分析結果，當間距增益大于閾值G″時，指示切換部510使輸入信號a(n)編碼(步驟S808)。當間距增益小于閾值G″時，指示切換部510使輸入信號間距加強了的間距加強信號編碼(步驟S810)。通過背景部分及背景部分以外的間距增益判斷是使間距加強信號編碼還是使輸入信號a(n)編碼的理由是，若加強間距達到背景部分有一定周期性時，則在譯碼一側把若干難聽的編碼信號作為譯碼。
并且對于事先判明背景噪聲幾乎不存在的聲音，在無音部和無聲部的輸入信號中達到不包含間距信息的情況下不進行間距加強，有聲部包含多個包括間距信息的情況下要進行間距加強的方法，用圖36進行說明。在該方法中其優(yōu)點在于無需依賴于背景噪聲的判斷條件，利用更為簡便的處理即可判斷是否進行間距加強。
使輸入信號(信息組)a(n)輸入(步驟S901)，分析輸入信號的功率(步驟S902)。再在步驟S903中根據(jù)信號功率的閾值S判斷是進入步驟S904還是進入步驟S906。即當背景噪聲功率大于閾值S(比如理想值為20db)時在步驟S904中作輸入信號的間距分析。當背景噪聲功率小于閾值S時在步驟S906指示切換部510使輸入信號a(n)編碼。在步驟S904中求得的間距增益若大于閾值G′，則進入步驟S907，若小于閾值G′則進入步驟906。即，若間距增益大于閾值G′，則指示切換部510使間距加強信號編碼，若間距增益小于閾值，則指示切換部510，使輸入信號a(n)在步驟S906編碼。
根據(jù)圖21的結構，為了求出表示正確向量包絡的LPC系數(shù)，使用輸入信號a(n)，圖30表示了進行LPC分析時的結構。
還有，圖31示出了在圖21中附加有噪聲消除器時的構成；圖32表示在圖30中附加有噪聲消除器時的構成。
利用圖22說明有關本發(fā)明第10實施例的聲音編碼器。再存在圖22中，標以與圖11同樣號碼的部分定義為與圖11有同樣的功能。在此說明從略。
本實施例與第9實施例的不同之處在于，在判斷部520中利用來自間距加強部100的信號判斷是對加強輸入信號間距的部分編碼還是對輸入信號編碼。根據(jù)判斷部520中判斷的結果，判斷部520對切換部510作指示。
利用圖26說明在圖22的判斷部520的工作。輸入在間距加強部100的間距分析運算部101得到的間距增益g(步驟S813)。在步驟S814，間距增益g利用功率的閾值g′判斷是使加強輸入信號間距的間距加強信號編碼(步驟S815)還是使輸入信號a(n)編碼(步驟S816)。
為了求出通過圖22表示都是正確的向量包絡的LPC系數(shù)，使用輸入信號a(n)，在圖33表示作LPC分析時的構成。再有，圖34表示在圖22附加有噪聲消除器時的構成，圖35表示在圖33中附加有噪聲消除器時的構成。
下面以間距加強部110和編碼部910的組合作為基礎，在圖47-51中表示了附加有噪聲消除器部500或520時的構成圖。
圖47是在圖46中附加噪聲消除器400時的結構圖。圖48是以圖46作為基礎所表示的構成，其中用判斷部500判斷在編碼部910中是對自間距加強部110輸出的輸入信號進行編碼還是對輸入信號編碼。切換部530根據(jù)判斷部500的判斷結果，輸出從間距加強部110輸出的間距加強信號或輸入信號的某一個。并且從切換部530輸出從間距加強部110輸出的LPC系數(shù)，提供給編碼部910。
圖49表示在圖48中附加了噪聲消除器400的構成。圖50雖然與圖48大體有相同的構成，但不同點在于，使用間距加強部110的輸出的間距加強信號作為判斷部520的分析信號。圖51表示在圖50中附加有噪聲消除器400的構成。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的聲音編碼裝置，為了在進行輸入信號編碼前事先進行間距加強，從而在編碼過程中，即便間距信息有某種程度受損，在譯碼器一側也能得到充分的間距信息，因而主觀品質提高了。
然后，參照圖52說明有關根據(jù)第17實施例的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置(storage/transferring apparatus)。
圖52所示的存儲、傳輸裝置其構成包括接收傳送過來的編碼數(shù)據(jù)的接收部1110；處理接收的編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理部1120；使處理的編碼數(shù)據(jù)的壓縮碼擴展(解壓縮)，使編碼數(shù)據(jù)譯碼產生再生數(shù)據(jù)的壓縮碼譯碼部1130；輸出再生數(shù)據(jù)的輸出部1140；除去在存儲、傳輸中不必要的數(shù)據(jù)，控制附加必要數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)的寫入、存儲、讀出的控制部1151；根據(jù)控制部1151的控制，進行存儲、傳輸用的編碼數(shù)據(jù)的寫入的寫入部1152；存儲寫入的編碼數(shù)據(jù)的存儲部1153；在編碼數(shù)據(jù)讀出需要時，根據(jù)控制部1151的控制，讀出存儲的編碼數(shù)據(jù)的讀出部1154。
有關在上述構成的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置中使用的數(shù)據(jù)、在存儲和再生時分別說明。
在存儲時，接收數(shù)據(jù)1011被送入接收部1110，在該接收部1110中被轉換成包含傳輸線路碼的傳輸線路編碼數(shù)據(jù)1012。傳輸線路編碼數(shù)據(jù)1012被送入數(shù)據(jù)處理部1120，借助構成數(shù)據(jù)處理部1120的傳輸線路碼譯碼部1122和數(shù)據(jù)刪除部1121進行傳輸線路碼的譯碼和數(shù)據(jù)的刪除，作為壓縮編碼數(shù)據(jù)1013輸出。即，如圖53的程序方框圖中所示在起動后傳輸線路編碼數(shù)據(jù)中所含的傳輸線路碼被譯碼(步驟1501)。接著從同樣的數(shù)據(jù)中刪除不必要的數(shù)據(jù)(步驟1502)。其后，在刪除處理后的數(shù)據(jù)中附加糾錯碼，在數(shù)據(jù)處理部1120結束工作。該數(shù)據(jù)處理的具體說明如圖54所示，經(jīng)傳輸線路編碼部1122使傳輸線路碼譯碼。形成如圖54中所示的除去糾錯碼譯碼數(shù)據(jù)。在該譯碼數(shù)據(jù)中包括不必要的數(shù)據(jù)，這不必要的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)刪除部1121中被除去，通過數(shù)據(jù)刪除部1121輸出具有需要數(shù)據(jù)成份的譯碼數(shù)據(jù)。該譯碼數(shù)據(jù)被輸入到糾錯碼附加部1123，糾錯碼被附加到同一譯碼數(shù)據(jù)中。借此，通過糾錯碼附加部1123處理的傳輸線路編碼數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)作為壓縮編碼數(shù)據(jù)1013被輸出。
來自數(shù)據(jù)處理部1120的壓縮編碼數(shù)據(jù)1013根據(jù)控制部1151的指示通過寫入部1152存入存儲媒體1153中。再生時，至少刪除傳輸線路碼，存儲在該存儲媒體1153中的壓縮編碼數(shù)據(jù)通過讀出部1154讀出。通過在壓縮碼譯碼部1130中譯碼，將再生數(shù)據(jù)1015通過輸出部1140提供給使用者。
如上所述，從接收部1110輸出傳輸線路編碼數(shù)據(jù)1012，該傳輸線路編碼數(shù)據(jù)1012在接收側使聲音、圖象等的數(shù)據(jù)被壓縮碼之后，附加檢錯碼、糾錯碼、交錯(インタ-リ-ブ)等的傳輸線路碼。在數(shù)據(jù)處理部1120中所含的傳輸線路碼譯碼部1122中，不作交錯、糾錯譯碼、檢錯譯碼等，將其結果作為壓縮編碼數(shù)據(jù)1013輸出。這時，根據(jù)傳輸線路編碼的方式區(qū)別于壓縮編碼數(shù)據(jù)在于有輸出表示檢錯結果的檢錯比特的情況。在輸出檢錯比特時，在壓縮碼譯碼部1130中閱讀檢錯比特，在檢測錯時作補償處理，具有不使再生數(shù)據(jù)1015品質下降的構成。
該檢錯比特的存儲方法主要設計了以下2種方法。第1種方法是壓縮編碼數(shù)據(jù)1013與檢錯比特一起存儲。第2種方法是，根據(jù)檢錯比特存儲作了補償處理后的壓縮編碼數(shù)據(jù)1013。在第2種方法中，如圖42B所示的另外準備再生裝置1202的情況下，對于壓縮碼譯碼部1280不具有進行補償處理的功能，可得到與作了補償處理的情況同等的再生數(shù)據(jù)1026。然而，利用補償方法也有需要作由再生數(shù)據(jù)1226的補償處理而產生的補償?shù)那闆r。這種情況下除了壓縮編碼數(shù)據(jù)1223，再生數(shù)據(jù)1226也需要補償處理，所以只是操作壓縮編碼數(shù)據(jù)1223，從原理上其補償是不可能的。所以不能利用第2種方法。
在數(shù)據(jù)處理部1220中所包括的數(shù)據(jù)刪除部1221，往往能通過在傳輸線路碼譯碼部1222中被譯碼的數(shù)據(jù)刪除不必要的部分。其理由是，比如實施了分級編碼等的壓縮編碼數(shù)據(jù)，根據(jù)使用的再生裝置的析象度等，存在不需要使全部壓縮編碼數(shù)據(jù)1213存儲、傳輸?shù)那闆r。若舉出其他例子說明理由，如在錄電話會話內容等的聲音數(shù)據(jù)時，無音區(qū)間和背景噪聲區(qū)間即使消除，也不影響錄制會話內容的本來目的。并且，在糾錯碼附加部(223，對于根據(jù)需要在傳輸線睡碼譯碼部1222被譯碼的數(shù)據(jù)，重新附加小規(guī)模糾錯碼。其理由在于，即使在存儲、輸送中也有微小錯誤發(fā)生的情況，即使不是在傳輸線路碼使用的大規(guī)模檢錯、糾錯程度，通過附加簡單的糾錯碼對于數(shù)據(jù)量和再生時的計算量幾乎無影響，而可使數(shù)據(jù)得到保護。
傳輸線路碼譯碼部1222和數(shù)據(jù)刪除部1221、糾錯碼附加部1223的關系方面要考慮各種情況。若還存在如2所述在傳輸線路碼譯碼后作數(shù)據(jù)刪除的情況，則也要考慮在數(shù)據(jù)刪除后作傳輸線路碼譯碼的情況。并且若糾錯碼附加部還存在把傳輸線路碼譯碼之后的數(shù)據(jù)作為對象的情況，則進一步也存在把作了數(shù)據(jù)刪除的數(shù)據(jù)作為對象的情況，而且還存在不作數(shù)據(jù)刪除和糾錯碼附加的情況。三者關系是壓縮編碼方式、傳輸線路編碼方式、存儲、傳輸裝置和再生裝置的方法等相互依存決定的。
象這樣得到的壓縮編碼數(shù)據(jù)1213(往往還包括檢錯比特)根據(jù)控制部1251的指示通過寫入部1252寫入存儲媒體1253，存儲媒體可利用半導體存儲器、磁盤、IC卡等。并且壓縮編碼數(shù)據(jù)1213通過同時也供給壓縮碼譯碼部1230使所存儲的數(shù)據(jù)譯碼，通過輸出部1240可向使用者提供。
舉例說明有關使用以上構成的存儲、傳輸裝置的效果。在作為數(shù)字式便攜電話聲音編碼標準方式一種的PDC通信系統(tǒng)情況下，如前所述，壓縮編碼數(shù)據(jù)為3.45kbps，傳輸線路編碼數(shù)據(jù)為5.6kbps。在接收一側，使用1兆字節(jié)的半導體存儲器構成的存儲媒體存儲會話內容的情況下，在存儲傳輸線路編碼數(shù)據(jù)的已有技術的方法中僅僅能錄約24分鐘，而在本實施例11中，在數(shù)據(jù)處理部僅包括傳輸線路譯碼裝置情況下，即便包括檢錯比特也能錄音約38分鐘，比上述現(xiàn)有技術錄音多了14分。而且在接收一側的計算量傳輸線路碼譯碼部是壓縮碼譯碼部的2-3倍，所以在本實施例中與再生時的已有的存儲、傳輸裝置比較、僅用1/3-1/4的計算量就能再生，由于該部分抑制了耗電，可長時間維持電池的工作。
圖55是表示有關本發(fā)明第18實施例的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置的構成方框圖。這第18實施例是限定圖52所示的第17實施例數(shù)據(jù)處理過程。傳輸線路碼數(shù)據(jù)1012由傳輸線路碼譯碼部1222譯碼之后，通過糾錯碼附加部1223附加糾錯碼。
在硬盤和半導體存儲器等的存儲媒體上存儲、輸送數(shù)據(jù)的存儲、傳輸系統(tǒng)中，若與傳輸系統(tǒng)比較，雖然其比特錯誤發(fā)生概率少，但避不開比特錯誤發(fā)生的弊端。即便該發(fā)生概率小，但在存儲、傳輸系統(tǒng)中發(fā)生比特錯誤對于正確讀出存儲的數(shù)據(jù)來說是不能忽視的。根據(jù)該第18實施例的構成，根據(jù)在傳輸線路中發(fā)生大的錯碼而去掉保護數(shù)據(jù)的傳輸線路碼之后，根據(jù)在存儲、傳輸系統(tǒng)中發(fā)生的輕微錯誤附加保護數(shù)據(jù)的小規(guī)模糾錯碼，據(jù)此，只使必要的最小限度比特增加，通過存儲、傳輸系統(tǒng)的錯誤能保護數(shù)據(jù)。
而且在附加糾錯碼時，通過對于存儲、傳輸系統(tǒng)的特征使用最適合的碼，能更少地抑制比特的增加。
圖56是與發(fā)射裝置相關聯(lián)地表示有關本發(fā)明第19實施例的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置的結構方框圖。編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置的構成、工作與圖52所示的第17實施例的構成一樣，展示了發(fā)送自存儲傳輸裝置接收部1110輸入的輸入數(shù)據(jù)的發(fā)射裝置的具體構成。在圖中發(fā)射裝置包括在應該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中附加傳輸線路碼的傳輸線路碼附加部1410；寄存前述應該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寄存部1420；向傳輸線路發(fā)送附加了傳輸碼的壓縮編碼數(shù)據(jù)的發(fā)射部1430。
根據(jù)圖56所示的第19實施例形成的編碼數(shù)據(jù)的發(fā)射裝置及存儲、傳輸裝置具有根據(jù)傳輸線路的大錯誤產生設置的傳輸線路碼附加部1410以保護數(shù)據(jù)，同時通過傳輸線路與附加部1410對應設置數(shù)據(jù)處理部1220。在發(fā)射一側傳輸線路碼附加部1410為保護傳輸線路的數(shù)據(jù)而在發(fā)射前附加傳輸線路碼。在接收一側，數(shù)據(jù)處理部1220是留下存儲、傳輸用糾錯碼，局部地使傳輸線路碼譯碼附去，從而減少存儲、傳輸時的數(shù)據(jù)量。根據(jù)這一步，在接收一側不重新附加糾錯碼得到存儲、傳輸用數(shù)據(jù)，這就是優(yōu)點所在。并且比如由不同存儲媒體構成的存儲系統(tǒng)中，應注意在預先傳輸側的附加部1410中附加的傳輸線路碼的種類，借此可進一步提高存儲、傳輸系統(tǒng)的存儲效率。
圖57A及57B是表示根據(jù)本發(fā)明第20實施例構成的編碼數(shù)據(jù)存儲、傳輸裝置和相關再生裝置的方框圖。與第11實施例的不同點在于除了存儲裝置1201外還設置再生裝置1202。在存儲裝置1201中，根據(jù)控制部1261的指示通過寫入部1262把從數(shù)據(jù)處理部1220輸出的壓縮編碼數(shù)據(jù)1023寄存在存儲媒體1263上。在再生裝置1202中寄存在存儲媒體1271的數(shù)據(jù)從讀出部12723讀出，作為壓縮縮碼數(shù)據(jù)1025輸出，在壓縮碼譯碼部1280中譯碼，和為再生數(shù)據(jù)1026通過輸出部1290向使用者提供。把傳輸線路編碼數(shù)據(jù)1022寄存在存儲媒體1263中的已有方法中，在再生裝置1202中必需具有傳輸線路碼譯碼部1222和壓縮譯碼部1280。另一方面，友本發(fā)明第14實施例的構成中，由于在再生裝置1202中無需傳輸線路碼譯碼部1222，所以可使再生裝置1202電路規(guī)模小型化或節(jié)電。
圖58A及58B表示有關本發(fā)明第21實施例的編碼數(shù)據(jù)存儲、傳輸裝置以及在其上連接的再生裝置的相關結構方框圖。與第14實施例的不同處在于在傳輸裝置1301中備有傳輸部1342替換寫入部1262和存儲媒體1263，和在再生裝置1302中備有接收部1350替換讀出部1272和存儲媒體1271。從數(shù)據(jù)處理部1320輸出的壓縮編碼數(shù)據(jù)1033通過輸送部1342輸出至傳輸線路。再生裝置1302接收在接收部1350傳輸過來的數(shù)據(jù)1035，在壓縮碼譯碼部1360譯碼后通過輸出部1370向使用者提供。在第15的實施例中，更加有效的構成是，根據(jù)傳輸時的錯誤為了保護數(shù)據(jù)，而在傳輸線路碼譯碼部1322中被譯碼的數(shù)據(jù)中，利用糾錯碼附加部1323重新附加簡單的糾錯碼。并且由少數(shù)傳輸裝置1301通過網(wǎng)絡等把數(shù)據(jù)傳輸給多數(shù)再生裝置1302時，在本發(fā)明第5實施例中，即使在再生裝置1302中不設置傳輸線路碼譯碼部1322也能求得電路規(guī)模的小型化和耗電的減少。其結果，降低了再生裝置1302的成本，能便宜地使用多數(shù)再生裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例在發(fā)射系統(tǒng)中附加傳輸線路碼，把傳輸過來的編碼數(shù)據(jù)存儲、傳輸?shù)浇邮障到y(tǒng)中的存儲裝置時，對于接收的所有編碼數(shù)據(jù)，在存儲、傳輸中將不必要的傳輸線路碼等譯碼，進行數(shù)據(jù)刪除，同時，附加防止在存儲、傳輸時的數(shù)據(jù)破壞的小規(guī)模糾錯碼等之后，通過對于存儲、傳輸系統(tǒng)使編碼數(shù)據(jù)存儲或傳輸，有可能使上述工作有效，同時也提高了存儲媒體和傳輸線路的利用效率，再生裝置電路規(guī)模的小型化和再生裝置的電力消耗降低方面也產生明顯效果。
權利要求
1.一種編碼器，其特征在于構成包括輸入輸入信號的輸入端子；寄存多個參照向量的自適應代碼簿；通過寄存在前述自適應代碼簿上的參照向量產生復合信號的復合濾波器；求解前述復合信號和前述輸入信號相似性的相似性計算裝置；根據(jù)由前述相似性計算裝置求得的相似性，從予先準備的不同編碼比特率的多個編碼方式中確定一個編碼方式的編碼方式確定裝置；根據(jù)確定了的編碼方式使前述輸入信號編碼的編碼裝置。
2.根據(jù)權利要求1的編碼器，其特征是，具有分析前述輸入信號的間距求取間距信息，根據(jù)該間距信息指定前述自適應代碼簿的間距分析裝置，前述自適應代碼簿根據(jù)前述間距信息在前述復合濾波器中讀出指定的參照向量。
3.根據(jù)權利要求1的編碼器，其特征是，具有搜索裝置，從由前述相似性計算裝置求得的相似性為最大的參照向量被寄存在前述向適應代碼簿的全部參照向量中進行搜索，前述編碼方式確定裝置相應于由前述搜索裝置搜索的參照向量，根據(jù)由前述相似性計算裝置求得的相似性從前述多個編碼方式中決定一個編碼方式。
4.根據(jù)權利要求1的編碼器，其特征是，具有分析前述輸入信號的間距求取間距信息的間距分析裝置，存儲由過去的輸入信號得到的間距信息的存儲裝置，前述自適應代碼簿在前述復合濾波器上讀出由前述間距信息指定的參照向量，前述復合濾波器通過從前述自適應代碼簿讀出的參照向量產生現(xiàn)在輸入信號的復合信號，前述相似性計算裝置求由前述復合濾波器產生的復合信號和現(xiàn)在輸入的相似性。
5.根據(jù)權利要求1的編碼器，其特征是，前述編碼裝置具有不同編碼方式的多個編碼器，和根據(jù)由前述編碼方式確定裝置決定的編碼方式選擇前述多個編碼器的一個的選擇裝置。
6.一種編碼器，其特征在于構成包括對輸入信號作間距分析，抽出間距周期及間距增益的間距分析裝置；使用通過前述間距分析裝置取的間距周期及間距增益，加強前述輸入信號的加強裝置；使由前述加強裝置加強了的輸入信號編碼的編碼裝置。
7.根據(jù)權利要求6的編碼器，其特征是，前述間距分析裝置具有使用一時間的過去輸入信號預測現(xiàn)在輸入信號的裝置；求相應預測信號和輸入信號的預測誤差信號功率為最小時的間距周期和間距益的裝置。
8.根據(jù)權利要求6的編碼器，其特征是，前述間距加強裝置根據(jù)下式使輸入信號a(n)作間距加強，輸出間距加強信號b(n)；b(n)＝G·a(n)＋g·ε·b(n－T)其中G為增益，g為間距增益，ε＜1.T為間距周期。
9.一種編碼器，其特征在于其構成包括進行輸入信號LPC分析的LPC分析裝置；根據(jù)由前述LPC分析裝置抽出的LPC系數(shù)通過前述輸入信號求取預測剩余信號(Prediction zesidnal signal)的預測濾波器；加強前述預測剩余信號間距的間距加強裝置；根據(jù)前述LPC系數(shù)通過由前述間距加強裝置作間距加強的預測剩余信倍求取間距加強的輸入信號的復合濾波器；使間距加強的前述輸入信號編碼的編碼裝置。
10.根據(jù)權利要求9的編碼器，其特征是，前述間距加強裝置包括求取前述預測剩余信號功率為最小時的間距周期和間距增益的間距分析裝置；和使用由前述間距分析裝置抽出的間距周期及間距增益，使前述預測剩余信號作間距加強的間距加強電路。
11.根據(jù)權利要求10的編碼器，其特征是，前述間距加強電路根據(jù)下式預測剩余信號a(n)作間距加強、輸出間距加強信號b(n)；b(n)＝G·a(n)＋g·z·b(n－T)其中G為增益，g為間距增僧，ε＜1，T為間距周期。
12.一種編碼方法，其特征在于步驟如下對輸入信號作間距分析，抽出間距周期及間距增益；根據(jù)前述步驟，用抽出的間距周期及間距增益對前述輸入信號作加強；使根據(jù)前述加強步驟加強了的輸入信號編碼。
13.一種編碼方法，其特征在于步驟如下通過輸入信號求LPC系數(shù)；使用基于前述LPC系數(shù)作成的預測濾波器求預測剩余信號；使前述預測剩余信號作間距加強；利用根據(jù)前述LPC系數(shù)作成的復合濾波器，通過作間距加強了的前述預測剩余信號求作了間距加強了的輸入信號；使作了間距加強的前述輸入信號編碼。
14.一種編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置，其特征在于構成包括如下接收附加傳輸線路碼的編碼數(shù)據(jù)的接收裝置；從接收的編碼數(shù)據(jù)中使包含存儲、傳輸中不必要的傳輸線路碼的碼譯碼除去，必要時，使包含附加在存儲、傳輸時必要的糾錯碼，產生壓縮編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置；存儲、傳輸前述壓縮編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸器。
15.根據(jù)權利要求14的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置，其特征是，前述數(shù)據(jù)處理裝置包括從含有由前述接收裝置接收的傳輸線路碼的編碼數(shù)據(jù)中，使前述傳輸線路碼譯碼刪除的數(shù)據(jù)刪除裝置。
16.根據(jù)權利要求15的編碼數(shù)據(jù)的存儲、傳輸裝置，其特征是，前述數(shù)據(jù)處理裝置包括糾錯碼附加裝置，在去掉了前述傳輸線路的編碼數(shù)據(jù)中，為了根據(jù)在存儲、傳輸時產生的輕微錯誤保護編碼數(shù)據(jù)，附加小規(guī)模糾錯碼。
全文摘要
一種編碼器，其構成包括把驅動信號作為向量寄存的自適應代碼簿；參照寄存在前述自適應代碼簿中的向量獲得復合信號的復合濾波器；求取利用前述復合濾波器得到的復合信號和目標信號的相似性的相似性計算部；根據(jù)由前述相似性計算部求得的相似性，從預先準備的編碼比特率不同的多個編碼方式中決定一種編碼方式的編碼方式部組成的編碼方式選擇部。
文檔編號G10L11/04GK1140362SQ9511910
公開日1997年1月15日 申請日期1995年9月29日 優(yōu)先權日1995年3月23日
發(fā)明者押切正浩, 三關公生, 赤嶺正已, 天田皇 申請人:株式會社東芝