[发明专利]话音信号编码器和话音信号解码器

说明书

技术领域

本发明涉及高效编码和解码话音信息用的话音信号编码器和话音信号解码器。

背景技术

当今，正在开发高效编码和解码话音信息用的话音编码技术。《码激励线性预测：低比特率高质量话音》(Code Excited Linear Prediction：High Quality Speechat Low Bit Rate)(M.R.Schroeder著；发表于ICASSP’85，pp.937～940)中记载着基于这种话音编码技术的CELP型话音信号编码器。此话音信号编码器对用固定时间划分输入话音所得的每一帧进行线性预测，由每帧的线性预测求预测残差(激励信号)，并用存放过去驱动音源的自适应码本和存放多个噪声码矢量的噪声码本将该预测残差编码。

图1中示出以往的CELP型话音信号编码器(下文简称为“话音编码器”)的功能框图。

线性预测分析单元12对此CELP型话音信号编码器中输入的话音信号11进行线性预测分析。利用该线性预测分析，可取得线性预测系数。线性预测系数为表示话音信号11的频谱包络特性的参数。线性预测分析单元12所得的线性预测系数在线性预测系数编码单元13进行量化，并将量化后的线性预测系数送到线性预测系数解码单元14。又将量化所得量化号作为线性预测码输入到编码输出单元14。线性预测系数解码单元14将线性预测系数编码单元13所得量化线性预测系数解码后，取得合成滤波器的系数，线性预测系数解码单元14将合成滤波器的系数输出到合成滤波器15。

自适应码本17为输出多种候补自适应码矢量的码本，由存放过去的多帧驱动音源的缓存器构成。自适应码矢量为表现输入话音中周期分量的时间序列矢量。

噪声码本18为存放多种候补噪声码矢量的码本，其种类对应于所分配的比特数。噪声码矢量为表现输入话音中非周期分量的时间序列矢量。

噪声码本18为存放多种候补噪声码矢量的码本，其种类对应于所分配的比特数。噪声码矢量为表现输入知音中非周期分量的时间序列矢量。

自适应码增益加权单元19和噪声码增益加权单元20分别对自适应码本17和噪声码本18输出的候补矢量乘以从加权码本21读出的自适应增益和噪声码增益后，输出到加法器22。

加权码本是一种存储器，分别存放多种与候补自适应码矢量相乘的加权数和与候补噪声码矢量相乘的加权数，其种类对应于所分配的比特数。

加法器22将分别在自适应码增益加权单元19、噪声码增益加权单元20加权后的候补自适应码矢量和候补噪声码矢量相加，产生候补驱动音源矢量，并输出到合成滤波器15。

合成滤波器15为由线性预测系数解码单元14所得的合成滤波器系数构成的全极型滤波器。合成滤波器15具有一种功能，输入来自加法器22的候补驱动音源矢量时，输出候补合成话音矢量。

失真计算单元16计算合成滤波器15的输出(即候补合成话音矢量)与输入话音11之间的失真，所得失真值输出到码号规定单元23。码号规定单元23分别对三种码本(自适应码本、噪声码本和加权码本)规定使失真计算单元16中算出的失真最小的三种码号(自适应码号、噪声码号和加权码号)。然后，将码号规定单元23所规定的三种码号输出到编码输出单元24。编码输出单元24汇合线性预测系数编码单元13所得的线性预测码号以及码号规定单元23所规定的自适应码号、噪声码号和加权码号，并输出到传输线路。

图2中示出对上述编码器编码的信号进行解码的CELP型话音信号解码器(下文简称为“话音解码器”)的功能框图。此话音信号解码器中，编码输入单元31接收话音信号编码器(图1)送来的编码，将接收到的编码分解为线性预测码号、自适应码号、噪声码号和加权码号，并将分解所得编码分别输出到线性预测系数解码单元32、自适应码本33、噪声码本34和加权码本35。

接着，线性预测系数解码单元32将编码输入单元31所得线性预测码号解码后，取得合成滤波器系数，并输出到合成滤波器39。然后，从自适应码本中与自适应码号对应的位置读出自适应码矢量，从噪声码本读出与噪声码号对应的噪声码矢量，进而从加权码本读出加权码号对应的自适应码增益和噪声码增益。而且，在自适应码加权单元36将自适应码矢量乘以自适应码增益后，送到加法器38。同样，在噪声码矢量加权单元37将噪声码矢量乘以噪声码增益后，送到加法器38。