[发明专利]可变率声音编码方法及可变率声音解码方法

说明书

本发明涉及在声音信息的传送存储中所用的声音编码方式中或在将可变率传送比较容易的码分多址(CDM)方式做为线路复用方式的无线通信系统、利用异步传送方式(ATM)交换的无线·有线通信系统中，或在声音存储等应用中所用的可变率声音编码及解码方法中，把码激线性预测(CELP)声音编码方式做为基本算法，并通过控制声源信息参数的传送/非传送来改变编码率的可变率声音编码及可变率解码方法。

把CELP声音编码方式做为基本方式的现有可变率声音编码方法中，有一种方法是在特开平7-36495公报中提出的可变率声音编码装置的方法，它是以处理帧为单位判断声源信号的传送/非传送来进行可变率的。图9示出了先有的可变率声音编码方法的处理帧单位的处理顺序。对以该处理帧单位分割的声音信号的输入，依次进行同一处理。即，如果结束了此前的处理帧的编码处理，就输入下一个处理帧的声音信号，从步骤SP1开始进行编码处理。首先，在线形预测分析步骤SP2中，进行声音信号的线形预测分析，该处理帧的声音信号作为表示频谱信息的预测参数被提取。而且，把该线形预测参数另外进行编码后送出。

接着，在声源码表搜索步骤SP3中，对该处理帧的输入声音信号，选择对应声源向量及杂音声源向量，以便得到失真最小的合成声音信号。该处理用下述A-b-s(通过合成进行分析)的方法来实现：存储以前的驱动声源向量，并选择对应声源码表及杂音声源码表输出的最佳组合，使对应声源向量及杂音声源向量进行加法运算后的信号输入给合成过滤器(由依次在线形预测分析步骤SP2得到的线性预测参数(量化后)构成)，选择使输出的合成声音信号与做为参考声音信号的输入声音信号间的失真最少的组合。

对应声源码表按声音信号的音调周期输出在时间序列上周期性的对应声源向量，杂音声源码表存储输出多个例如由随机杂音生成的时间序列的杂音声源向量。因此，作为各声源码表的结构，一般把对声源的增益标准化后按时间序列排列，保存到码表，增益是另外计算添加后编码传送的，但是在下面的说明中，认为各声源向量含有声源增益。而且，在此过程中，在用A-b-s方法得到对应声源向量及杂音声源向量的最佳组合的时候，也同时得到由此得到的合成音信号。

接着，在对应声源驱动合成音信号合成步骤SP4中，只利用在上述声源码表搜索步骤SP3中选择的对应声源向量，使用与声源码表搜索步骤SP3同样的合成滤波器进行输出。而且，在下一个传送判定步骤SP5中，根据合成音品质的阀值判定来停止杂音声源码表索引的传送，这样实现可变率。

即，在该传送判定步骤SP5中，包括如下步骤：对虚拟的合成音计算输入声音的SN比(信噪比)的SN计算步骤SP5a，将该SN比与预先设定好的固定阀值进行比较的阀值比较步骤SP5b，在该阀值比较步骤SP5b中判定为即使停止使用杂音声源码表索引也能得到超过此阀值的声音品质的场合下、可从传送的码表索引中停止传送杂音声源码表索引的传送停止步骤SP5c，以及在其它场合下传送所有码表索引的通常传送步骤SP5d。

在该传送判定步骤SP5中，输出该处理帧的码后，在下一次步骤SP6中，结束该处理帧的编码处理，并再次从步骤SP1开始下一次处理帧的处理，通过依次重复该处理来进行编码处理。

由此，在特开平7-36495号公报的可变率声音编码装置中，对只利用杂音声源向量合成的合成音，也通过与上述相同的阀值判定来进行停止对应的声源码表索引传送的处理。但是，进行该处理的输入声音区间几乎被限定在缺少周期性信息的无音区间，因此对声音的有音定常区间的音质改善不起作用。

CELP声音编码方式中的对应声源码表起着根据声音的音调周期来周期性地显现其结构的作用。另一方面，杂音声源码表起着用杂音成分配合对应声源码表未表现的部分(即声源信息中周期性部分以外的部分)的作用。通过使用这些组合生成的声源信号，可以提高编码后的声源信号的再现性，可以得到高品质的合成音。

因此，在图9中所述的可变率声音编码方法中，在声音的有音定常区间那样的声音周期性几乎不变化的区间中，大致停止杂音声源码表索引的传送，只进行对应声源码表索引的传送处理。但是，原来杂音声源向量起着弥补只用对应声源向量不能充分表现的周期结构的作用，所以，如果完全取消杂音声源向量，则有关周期性的表现并不充分，与把对应声源向量和杂音声源向量重叠进行合成的合成音相比，存在着该区间的音质大幅度劣化的问题。