语音编码和解码设备及其方法技术

用于改进合成语音质量的语音编码和解码设备。一个编码部分包括用于符一短期相位幅度特性加到激励信号的滤波器。和一个用于量化和编码相位幅度特性的编码电路。一个解码部分包括用于解码已编码的相位幅度特性的解码电路和一个滤波器用于添加如编码部分中相同的相位幅度特性。这样，就能合成具有激励信号的相位幅度特性的良好再生性的高质量语音。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于将语音信号压缩和编码成数字信号的代码受激的线性予测语音编码设备，一种用于对压缩信号进行解码的代码驱动线性予测语音解码设备，一种语音编码和解码方法和该方法可用的相位幅度特性抽取设备。图7示出一种传统代码受激线性予测语音编码和解码设备的一个实例的总体结构，该设备揭示于由W.B.Kleijn，D.J.Krashinski，R.H.Ketchum(ICASSP88，PP.155至158，1988)的“SELP中改进的语音质量和有效矢量量化”一文。该设备包括编码部分1，解码部分2，多路转换装置3和隔离装置4。输入语音5被输入至这些元件并从那里作为输出语音6而输出。该设备还包括一线性予测参数分析装置7，一线性予测参数编码装置8和合成滤波器9，18。自适应电码本10，14，随机电码本11，15和一最佳代码检索装置12构成一激励信号发生装置。代码矢量的增益由激励增益编码装置13编码。解码部分2包括激励增益解码装置16和线性予测参数解码装置17。现解释该传统代码受激线性予测语音编码和解码设备的操作。在编码部分1中，线性予测参数分析装置7首先通过分析输入话音5提取线性予测参数。然后线性予测参数编码装置8量化该线性予测参数并将与该参数对应的代码输出至多路复用装置3和将量化后的线性予测参数输出至合成滤波器9。自适应电码本10贮存已获得的激励信号并输出对应于来自最佳代码检索装置12的自适应代码L的自适应矢量。随机电码本11贮存例如从随机噪声产生的N个随机矢量并输出对应于从最佳代码检索装置12输入的随机代码I的随机矢量。该合成滤波器9通过利用量化线性予测参数和一激励信号产生合成的语音，该激励信号是通过将分别乘以激励增益β和γ的自适应矢量和随机矢量相加得到的。最佳代码检索装置12评价构成合成语音和输入语音5之间的冗余信号(residual signal)的感觉加权失真，获得自适应代码L，随机代码I和使失真最小的激励增益β和γ并将自适应代码L和随机代码I输出至多路转换装置3和将激励增益β和γ输出至激励增益编码装置13。激励增益编码装置13量化激励增益β和γ并将这些代码输出到多路转换装置3。自适应电码本10利用由对应于自适应代码L的自适应矢量对应于随机码I的随机矢量和失真最小的量化激励增益β和γ产生的激励信号更新电码本10的内容。作为上述操作的一个结果，多路转换装置3将对应于量化线性予测参数的代码，和对应于自适应码L，随机代码I以及激励增益β和γ的代码供至传输路径。现将解释解码部分2的操作。接收从多路转换装置3输出的分离装置4分离这些输出并将自适应码L供至自适应电码本14，将随机码I供至随机电码本15，将激励增益β和γ的代码供至激励增益解码装置16，并将线性予测参数的代码供至线性予测参数解码装置17。自适应电码本14输出对应于自适应码L的自适应矢量，和随机电码本15输出对应于随机码i的随机矢量。激励增益解码装置16解码激励增益β和γ以便将自适应矢量乘以β和随机矢量乘以增益γ。线性予测参数解码装置17对相应于线性予测参数的代码的线性予测参数进行解码并将解码后的线性予测参数输出至合成滤波器18。合成滤波器18合成通过用线性予测参数将自适应矢量和随机矢量相加获得的激励信号，并输出该输出语音6。自适应电码本14利用激励信号以如编码部分1的自适应电码本10相同方式更新电码本的内容。另一编码和解码设备示于图8中。图8表示在由IKeda，Nakamura和Asada所著“利用全通滤波器响应的语音编码”一文中(电子学，信息和通信工程师学会的技术报告SP91-72，PP45至52，1991)，所示具有编码和解码激励信号的相位特性的编码和解码装置的设备。该设备的结构与图7所示设备结构不同点在于前者还包括脉冲串产生装置19，25，相位特性电码本20，26，相位特性加法滤波器21，27，一个最佳激励相位特性检索装置22，脉冲位置编码装置23和脉冲位置解码装置24。在编码部分1，脉冲串产生装置19输出对应于头(head)脉冲位置和脉冲间隔的脉冲串，这些脉冲从最佳激励相位特性检索装置22输入。相位特性加法滤波器21例如是一个N-阶全通滤波器——其传递函数H(Z)由下式(1)表示H(z)=Σk=0Na(k)z-(N-k)Σk=0Na(k)z-k---(1)]]>相位特性电码本20贮存多个在假设相位特性加法滤波器21的脉冲响应，例如，给定为随机序数条件下产生的多个滤波器系数，并将对应于从最佳激励相位特性检索装置22输入代码的滤波器系数输出至相位特性加法滤波器21。相位特性加法滤波器21利用滤波器系统将相位特性加到将从脉冲串发生产19输出的脉冲串通过利用该滤波器系数将相位特性加到将从脉冲串发生装置19输出的脉冲串通过利用该滤波器系数乘以丢失的激励增益g所得到的激励信号，并将相位特性相加后激励信号输出至合成滤波器9。合成滤波器9利用从线性予测参数编码装置8输入的量化后线性予测参数和加有相位特性的激励信号产生合成语音。最佳激励相位特性检索装置2 2获得头脉冲位置和脉冲串的脉冲间隔，将合成语音和输入语音5之间剩余信号的感觉加权失真降至最小的激励增益g和相位特性代码，并将头脉冲位置和脉冲串的脉冲间隔输出至脉冲位置编码装置23，将激励增益g输出至激励增益编码装置13，和将相位特性代码输出至多路复用装置3。脉冲位置编码装置23量化头脉冲位置和脉冲串的脉冲间隔并将代码输出至多路复用装置3。已接收这些代码的多路复用装置3将对应于线性予测参数的代码，相位特性的代码，对应于头脉冲的量化位置和脉冲串的脉冲间隔的代码和对应于量化激励增益g的代码传送至分离装置4。现说明解码部分2的操作。已接收多路复用装置3的输出的分离装置4将对应于头脉冲的量化位置和脉冲串的脉冲间隔的代码输出至脉冲位置解码装置24，将激励增益g的代码输出至相位特性电码本26，并将线性予测参数代码输出至线性予测参数解码装置17。脉冲位置解码装置24对对应于头脉冲位置代码和脉冲串的脉冲间隔代码的头脉冲位置和脉冲间隔进行解码并将解码后脉冲串的位置和脉冲间隔输出至脉冲串产生装置25。脉冲串产生装置25将对应于头脉冲位置和脉冲间隔的脉冲串输出至相位特性加法滤波器27。激励增益解码装置16对相应于激励增益代码的激励增益g进行解码。相位特性电码本26将对应于相位特性的代码的滤波器系数输出至相位特性加法滤波器27。相位特性加法滤波器27将相位特性加到利用滤波器系数将脉冲串乘以激励增益g所得到的激励信号，并将所得到的激励信号输出至合成滤波器18。合成滤波器18输出利用从线性予测解码装置17输入的线性予测参数和加有相位特性的激励信号输出该输出语音6。为获得语音的线性予测剩余信号的短期相位幅度特性的传统设备示于图9中。这是在由Honda和Moriya所著“基于相位均衡的语音编码”一文中所述设备(1984，日本声学学会有关语音研究委员会的论文集S84-05，pp33至40)。图9中，语音作为输入语音101被输入并得到相位幅度特性102。该设备包括线性予测参数分析装置103，线性予测反向滤波器104，音调周期(pitch)提取装置105，音调周期位置提取装置106和相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种语音编码设备，包括：线性予测参数分析装置；线性予测参数编码装置；激励信号发生装置；用于合成所述线性予测参数编码装置的输出信号和从所述激励信号发生装置输出的激励信号的合成滤波器；用于量化和编码由分析输入语音信号的线性予测剩 余信号所获得的相位幅度特性的相位幅度特性编码装置；和相位幅度特性加法滤波器，用于将短期相位幅度特性加到所述激励信号。

【技术特征摘要】
JP 1994-10-28 264832/941.一种语音编码设备，包括线性予测参数分析装置；线性予测参数编码装置；激励信号发生装置；用于合成所述线性予测参数编码装置的输出信号和从所述激励信号发生装置输出的激励信号的合成滤波器；用于量化和编码由分析输入语音信号的线性予测剩余信号所获得的相位幅度特性的相位幅度特性编码装置；和相位幅度特性加法滤波器，用于将短期相位幅度特性加到所述激励信号。2.根据权利要求1的语音编码设备，其中所述激励信号发生装置包括自适应电码本，用于输出一自适应矢量；随机电码本，用于输出一随机矢量；以及最佳代码检索装置，用于搜索一最佳激励；和用一脉冲序列作为所述随机矢量。3.根据权利要求2的语音编码设备，其特征在于所述脉冲序列的脉冲间隔是由一自适应码获得的。4.一种语音解码设备，包括线性予测参数解码装置；激励信号发生装置；合成滤波器，用于对所述线性予测参数解码装置的输出信号和从所述激励信号发生装置输出的激励信号进行合成；相位幅度特性解码装置，用于对编码的短期相位幅度特性进行解码；以及相位幅度特性加法滤波器，用以将解码的相位幅度特性加到所述激励信号。5.根据权利要求4的语音解码设备，其中所述激励信号发生装置包括自适应电码本，用于输出一日适应矢量；随机电码本，用于输出随机矢量；以及激励增益解码装置；和用脉冲序列作为所述随机矢量。6.根据权利要求5的语音解码设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：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]