声音编码装置以及声音解码装置制造方法及图纸

周期预选装置２３用多个常数乘以适应声源的重复周期，求出多个驱动声源的候选重复周期，选择预定个数的驱动声源的候选重复周期。驱动声源编码器２９对预定个数的驱动声源的候选重复周期的每一个，输出编码畸变最小的声源位置和极性以及这时的编码畸变的评价值。周期编码器２８对每隔各重复周期的编码畸变的评价值进行比较，根据比较结果选择驱动声源的候选重复周期，输出选择信息、声源位置和极性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及把数字声音信号压缩成具有较少信息量的声音编码装置以及涉及对由声音编码装置产生的声音编码进行解码，使数字声音信号再生的声音解码装置。在传统的众多声音编码装置及声音解码装置，把输入声音分为频谱包络信息和声源，按预定长区间的帧单位对其编码，产生声音编码，对该声音编码进行解码，通过用合成滤波器组合频谱包络信息和声源得到解码声音。作为最典型的声音编码装置及声音解码装置应用编码驱动线性预测编码方式(CELPCode-Excited LinearPrediction)。附图说明图14是示出传统的CELP系声音编码装置结构的方框图，图15是示出传统的CELP系声音解码装置结构的方框图。在图14，1是输入声音，2是线性预测分析装置，3是线性预测系数编码器，4是适应声源编码器，5是驱动声源编码器，6是增益编码器，7是多路转换器，8是声音编码。此外，在图15，9是分离器，10是线性预测系数解码器，11是适应声源解码器，12是驱动声源解码器，13是增益解码器，14是合成滤波器，15是输出声音。其次说明其动作。在该传统的声音编码装置及声音解码装置，以5～50ms量级作为一帧，按帧单位进行处理。首先，在图14所示的声音编码装置，输入声音1输入到线性预测分析装置2和适应声源编码器4和增益编码器6。线性预测分析装置2对输入声音1进行分析，以便提取作为声音频谱包络信息的线性预测系数。线性预测系数编码器3对该线预测系数进行编码，把该编码输出到多路转换器7，同时为了声源的编码输出量化的线性预测系数。适应声源编码器4把过去的预定长的声源(信号)作为适应声源编码册储存，对于用内部产生数比特的2进位数值表示的多个适应声源编码的每一个产生周期重复过去声源的时序向量。其次对产生的多个时序向量乘以适当的增益，并允许它在用从线性预测系数编码器3输出的量化的线性预测系数的合成滤波器内通过，以产生暂时的合成音。适应声源编码器4计算并检查在暂时合成声音和输入声音1之间的距离，从上述多个适应声源编码中选择一个使该距离最小的适应声源编码，输出到多路转换器7，同时，把与选择的适应声源编码对应的时序向量作为适应声源输出到驱动声源编码器5和增益编码器6。此外，把输入声音1或从输入声音1减去通过适应声源的合成音得到的信号作为应编码的信号输出到驱动声源编码器5。驱动声源编码器5首先与用内部产生的数比特的2进位数值表示的各驱动声源编码对应，从内部储存的驱动声源编码册顺序读出时序向量。其次对读出的各时序向量和从适应声源编码器4读出的适应声源乘以适当的增益并相加，在用从线性预测系数编码器3输出的量化线性预测系数的合成滤波器内通过，以获得暂时的合成音。计算和检查在暂时的合成音和应编码的信号之间的距离，该应编码的信号是从适应声源编码器4输出的输入声音1或作为从输入声音1减去由适应声源产生的合成音的信号，选择该距离最小的驱动声源编码输出到多路转换器7，同时以与选择的驱动声源编码对应的时序向量作为驱动声源，输出到增益编码器6。增益编码器6首先与用内部产生的数比特的2进位数值表示的各增益编码对应，从作为内部储存的增益编码册顺序读出增益向量。而且用各增益向量的各要素乘以从适应声源编码器4输出的适应声源和从驱动声源编码器5输出的驱动声源并相加，产生声源，使产生的该声源通过应用从线性预测系数编码器3输出的量化线性预测系数的合成滤波器，以获得暂时的合成音。计算并检查在该暂时的合成音和输入声音1之间的距离，选择使该距离最小的增益编码，输出到多路转换器7。此时，把与该增益编码对应的上述产生的声源输出到适应声源编码器4。最后，适应声源编码器4应用与通过增益编码器6选择的增益编码对应的上述声源，对内部的适应声源编码册进行更新。多路转换器7对从线性预测系数编码器3输出的线预测系数的编码，从适应声源编码器4输出的适应声源编码、从驱动声源编码器5输出的驱动声源编码以及从增益编码器6输出的增益编码进行多路转换成声音编码8，并输出得到的声音编码8。其次，在图15所示的声音解码装置内，分离器9对从声音编码装置输出的声音编码8进行分离，并把线性预测系数的编码输出到线性预测系数解码器10，把适应声源编码输出到适应声源解码器11，把驱动声源编码输出到驱动声源解码器12，把增益编码输出到增益解码器13。线性预测系数解码器10对从分离器9分离的线性预测系数的编码来的线性预测系数进行解码，作为合成滤波器14的滤波系数设置、输出。其次，适应声源解码器把内部过去的声源作为适应声源编码册储存，与分离器9分离的适应声源编码对应，把周期地重复过去的声源的时序向量作为适应声源输出。此外，驱动声源解码器12把与分离器9分离的驱动声源编码对应的时序向量作为驱动声源输出。增益解码器13输出与分离器9分离的增益编码对应的增益向量。而且通过对上述两时序向量乘以上述增益向量各要素并相加产生声源，使该声源通过合成滤波器14，产生输出声音15。最后，适应声源解码器11用上述产生的声源对内部适应声源编码册进行更新。其次对谋求这种CELP系声音编码装置及声音解码装置改良的传统技术进行说明。在片岗章俊、林伸二、守谷健弘、栗原祥子、间野一则「CS-ACELP声音编码器的基本算法」NTT R&D，Vo1.45，P325-330，1996年4月(文献1)内，以降低演算量和存储量作为主要目的，公开了在驱动声源编码内导入脉冲声源的CELP系声音编码装置及声音解码装置。在该传统的结构只用数个脉冲的各位置信息和极性信息来表现驱动声源。这种声源为代数的声源，构造较简单、编码特性好，在最近的众多标准方式中被采用。图16是示出文献1用的脉冲声源候选位置的表，在上述图14的声音编码装置，装载在驱动声源编码装置5，在上述图15的声音解码装置，装载在驱动声源解码装置12上。在文献1，声源编码帧长为40个取样，驱动声源由4只脉冲声源构成。从声源号1到声源号3的脉冲声源的候选位置如图16所示受各8个位置制约，脉冲位置可以用各3比特编码。声源号4的脉冲声源受16个位置制约，脉冲位置可用4比特编码。通过给予脉冲声源候选位置的制约，一方面抑制编码特性变坏，一方面通过编码比特数的削减，这导致多个脉冲声源候选位置组合数的削减，实现演算量的削减。在文献1，为了削减脉冲位置搜索的演算量，预先计算各脉冲响应(由单一脉冲声源产生的合成音)和应编码的信号之间的相关值，可以作为预表储存，通过这些值的简单相加，实现距离(编码畸变)计算。而且，搜索使该距离最小的多个脉冲声源位置及极性。这个处理通过上述图14的声音编码装置的驱动声源编码装置5实施。以下具体说明文献1所用的搜索方法。首先距离最小等效于下式(1)所示的评价值D最大，通过对脉冲位置的完全组合实施对该评价值的计算，可以进行搜索。D=C2/E (1)其中C和E分别为C=Σkg(K)d(mK)-----(2)]]>E=ΣkΣig(K)g(i)φ(mK,mi)------(3)]]>这里mK是第k个脉冲的脉冲位置，g(K)是第K个脉冲的脉冲振幅，d(X)是当脉冲处于脉冲位置X时脉冲响应和应编码对象信号之间的相关值，φ(X，Y)是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声音编码装置，应用由过去的音源产生的适应声源以及由输入声音和上述适应声源产生的驱动声源，把上述输入声音按帧单位编码、输出声音编码，其特征为包含： 周期予选择装置：用于对上述适应声源的重复周期乘以多个常数求出多个驱动声源的候选重复周期，从这些多个驱动声源的候选重复周期中预选预定个，输出预定个预选驱动声源的候选重复周期； 驱动声源编码器：用于对上述周期预选装置输出的上述预定个预选驱动声源的每个候选重复周期提供使编码畸变降至最小的声源位置信息、声源极性信息以及用于输出与这时编码畸变有关的评价值； 周期编码器：用于对从上述驱动声源编码器输出的上述预定个的预选驱动声源的每个候选重复周期得到的编码畸变进行比较，根据其比较结果选择１个驱动声源的候选重复周期，输出将选择结果编码的选择信息，指示与选择的驱动声源候选重复周期对应的声源位置信息的声源位置编码和指示与选择的驱动声源候选重复周期对应的声源极性信息的极性编码。

【技术特征摘要】
JP 1999-11-8 317205/991．一种声音编码装置，应用由过去的音源产生的适应声源以及由输入声音和上述适应声源产生的驱动声源，把上述输入声音按帧单位编码、输出声音编码，其特征为包含周期予选择装置用于对上述适应声源的重复周期乘以多个常数求出多个驱动声源的候选重复周期，从这些多个驱动声源的候选重复周期中预选预定个，输出预定个预选驱动声源的候选重复周期；驱动声源编码器用于对上述周期预选装置输出的上述预定个预选驱动声源的每个候选重复周期提供使编码畸变降至最小的声源位置信息、声源极性信息以及用于输出与这时编码畸变有关的评价值；周期编码器用于对从上述驱动声源编码器输出的上述预定个的预选驱动声源的每个候选重复周期得到的编码畸变进行比较，根据其比较结果选择1个驱动声源的候选重复周期，输出将选择结果编码的选择信息，指示与选择的驱动声源候选重复周期对应的声源位置信息的声源位置编码和指示与选择的驱动声源候选重复周期对应的声源极性信息的极性编码，2．根据权利要求1所述的声音编码装置，其特征为上述周期预选装置预选的驱动声源的候选重复周期的预定个数是2个，上述周期编码器对上述选择结果在1比特内进行编码，产生选择信息。3．根据权利要求1所述的声音编码装置，其特征为上述周期预选装置把上述适应声源的重复周期与预定阈值进行比较，根据其比较结果选择上述预定个驱动声源的候选重复周期。4．根据权利要求1所述的声音编码装置，其特征为上述周期预选装置产生多个其它的适应声源，其各自的重复周期等于上述多个驱动声源的候选重复周期，根据产生的这些多个其它的适应声源的间距，选择上述预定个的驱动声源的候选重复周期。5．根据权利要求1所述的声音编码装置，其特征为其中由上述周期预选装置对适应声源的重复周期所乘的多个常数包含1/2和1。6．一种声音解码装置，应用输入声音编码由过去的声源产生的适应声源以及从上述声音编码和上述适应声源产生的驱动声源，从上述声音编码按帧单位对声音解码，其特征为包含周期预选装置用于由多个常数乘以上述适应声源的重复周期求出多个驱动声源的候选重复周期，从这些多个驱动声源的候选重复周期中预选预定个，提供预定个数的预选的驱动声源的候选重复周期；周期解码器用于根据在上述声音编码中包含的驱动声源的重复周期的选择信息，选择1个上述周期预选装置输出的上述预定个的预选的驱动声源的候选重复周期把它作为驱动声源的重复周期输出；驱动声源解码器用于根据在上述声音编码内包含的声源位置编码以及极性编码产生时序信号，应用上述周期解码器输出的上述驱动声源的重复周期输出使上述时序信号音调周期化的时序向量。7．根据权利要求6所述的声音解码装置，其特征为上述周期预选装置预选的驱动声源的重复周期的预定个数是2个，上述周期解码器对在上述声音编码内包含的、并指示编码期间选择的驱动声源的候选重复周期在1比特内编码的选择信息解码。8．根据权利要求6所述的声音解码装置，其特征为上述周期预选装置把上述适应声源重复周期与预定阈值进行比较，根据其比较结果选择上述预定个数的驱动声源的候选重复周期。9．根据权利要求6所述的声音解码装置，其特征为上述周期预选装置产生多...

【专利技术属性】
技术研发人员：田崎裕久，山浦正，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]