專(zhuān)利名稱(chēng)：可擴(kuò)展編碼裝置、可擴(kuò)展解碼裝置、可擴(kuò)展編碼方法以及可擴(kuò)展解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動(dòng)通信系統(tǒng)或使用因特網(wǎng)協(xié)議的分組通信系統(tǒng)等中，進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí)所使用的可擴(kuò)展編碼裝置、可擴(kuò)展解碼裝置、可擴(kuò)展編碼方法以及可擴(kuò)展解碼方法。
背景技術(shù)：
在如VoIP(Voice over IP)等使用分組的語(yǔ)音通信中，在語(yǔ)音數(shù)據(jù)的編碼上被期望抗幀丟失性的編碼方式。這是因?yàn)樵谝砸蛱鼐W(wǎng)通信為代表的分組通信中，有時(shí)因擁塞等而使得分組在傳輸路徑上丟失。
作為提高抗幀丟失性的方法之一，有以下方法即使傳輸信息的一部分丟失，通過(guò)以其他的一部分進(jìn)行解碼處理來(lái)盡量減少幀丟失的影響(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了使用可擴(kuò)展編碼而將核心層編碼信息和增強(qiáng)層的編碼信息裝入不同的分組進(jìn)行傳輸?shù)姆椒?。另外，作為分組通信的應(yīng)用，可舉出使用了寬的線(xiàn)路(寬頻線(xiàn)路)和窄的線(xiàn)路(傳輸率低的線(xiàn)路)混合的網(wǎng)絡(luò)的組播通信(一對(duì)多的通信)。即使在這樣不均勻的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多地點(diǎn)間的通信的情況，只要編碼信息對(duì)應(yīng)于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)被分層，就不必對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送不同的編碼信息，因此可擴(kuò)展編碼是有效的。
例如有專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的技術(shù)，即，以能夠?qū)φZ(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行高效編碼的CELP方式為基礎(chǔ)，在信號(hào)帶寬，也就是頻率軸方向具有擴(kuò)展性(scalability)的頻帶可擴(kuò)展編碼技術(shù)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，表示出以L(fǎng)SP(線(xiàn)譜對(duì))參數(shù)表示語(yǔ)音信號(hào)的頻譜包絡(luò)信息的CELP方式的例子。在此，通過(guò)使用下面的(式1)將在窄帶語(yǔ)音用的編碼部(核心層)獲得的量化LSP參數(shù)(窄帶編碼LSP)變換為寬帶語(yǔ)音編碼用的LSP參數(shù)，并在寬帶語(yǔ)音用的編碼部(增強(qiáng)層)使用經(jīng)變換的LSP參數(shù)，由此實(shí)現(xiàn)頻帶可擴(kuò)展性的LSP編碼方法。
fw(i)＝0.5×fn(i)[其中，i＝0，…，Pn-1]＝0.0[其中，i＝Pn，…，Pw-1](式1)并且，fw(i)表示寬帶信號(hào)中i次的LSP參數(shù)，fn(i)表示窄帶信號(hào)中i的LSP參數(shù)，Pn表示窄帶信號(hào)的LSP分析次數(shù)，Pw表示寬帶信號(hào)的LSP分析次數(shù)。
可是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，是以下面的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，即，作為窄帶信號(hào)，采樣頻率為8kHz，作為寬帶信號(hào)，采樣頻率為16kHz，寬帶LSP分析次數(shù)為窄帶LSP分析次數(shù)的兩倍，因此能夠以(式1)所表示的單純式子進(jìn)行從窄帶LSP到寬帶LSP的變換。然而，寬帶LSP的低次端的Pn次的LSP參數(shù)的存在位置是相對(duì)于包含高次端的(Pw-Pn)次的寬帶信號(hào)全體而決定，并不是一定對(duì)應(yīng)于窄帶LSP的Pn次的LSP參數(shù)。因此，以(式1)表示的變換無(wú)法獲得高變換效率(如果視為從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP，也可說(shuō)是預(yù)測(cè)精度)，基于(式1)而設(shè)計(jì)的寬帶LSP編碼器對(duì)于編碼性能有很大的改善空間。
例如，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了使與(式1)的i次的窄帶LSP參數(shù)相乘的變換系數(shù)為0.5，并且如下面的(式2)所示，使用變換系數(shù)的最佳化算法對(duì)每個(gè)次數(shù)求最佳的變換系數(shù)β(i)的方法。
fw_n(i)＝α(i)×L(i)+β(i)×fn_n(i)(式2)其中，fw_n(i)表示第n個(gè)幀的i次的寬帶量化LSP參數(shù)，α(i)×L(i)表示將預(yù)測(cè)誤差信號(hào)量化的向量的i次的元素(α(i)表示i次的加權(quán)系數(shù))，L(i)表示LSP預(yù)測(cè)殘差向量，β(i)表示對(duì)預(yù)測(cè)寬帶LSP的加權(quán)系數(shù)，fn_n(i)表示第n個(gè)幀的窄帶LSP參數(shù)。通過(guò)這樣的變換系數(shù)的最佳化，雖然是與專(zhuān)利文獻(xiàn)2相同結(jié)構(gòu)的LSP編碼器，卻實(shí)現(xiàn)了更高的編碼性能。
特開(kāi)2003-241799號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]特開(kāi)平11-30997號(hào)公報(bào)[非專(zhuān)利文獻(xiàn)1]K.Koishida et al，i°Enhancing MPEG-4 CELP by jointlyoptimized inter/intra-frame LSP predictors，i±IEEE Speech Coding Workshop2000，Proceeding，pp.90-92，2000發(fā)明內(nèi)容然而，寬帶LSP的低次端的Pn次的LSP參數(shù)的位置是相對(duì)于寬帶信號(hào)全體而決定，如果著眼于各個(gè)LSP參數(shù)(各個(gè)分析幀的LSP參數(shù))，最佳的變換系數(shù)β(i)的值會(huì)隨著時(shí)間(視幀而定)而變化。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的技術(shù)有以下的問(wèn)題。
圖1是表示對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行頻帶限制的信號(hào)，也就是先對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行下采樣后進(jìn)行上采樣，再回復(fù)成原本的采樣頻率的信號(hào)，以Pw＝18進(jìn)行LSP分析所獲得的窄帶的LSP參數(shù)的例子的圖。
另外，圖2是表示對(duì)與圖1所示的窄帶LSP參數(shù)對(duì)應(yīng)的寬帶信號(hào)，以Pw-＝18進(jìn)行LSP分析所獲得的寬帶LSP參數(shù)的例子的圖。在這些圖中，橫軸代表時(shí)間(分析幀編號(hào))，縱軸為歸一化頻率(以1.0作為奈奎斯特頻率，在圖中的例子為8kHz)。
如這些圖所示，可得知即使是除了信號(hào)的頻帶不同之外使所有條件相同而獲得的LSP參數(shù)，即，以相同的采樣頻率(16kHz)進(jìn)行相同分析次數(shù)的LSP分析所獲得的LSP參數(shù)，從在窄帶進(jìn)行頻帶限制的信號(hào)所獲得的低次端的(Pw/2)次的LSP參數(shù)與從寬帶信號(hào)獲得的低次端的(Pw/2)次的LSP參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系隨時(shí)間變化。這個(gè)變化是因不包含在窄帶信號(hào)，但包含在寬帶信號(hào)的頻率分量(主要是高頻分量)的不同所產(chǎn)生的。
圖3是表示使用圖1及圖2所示的LSP數(shù)據(jù)，將對(duì)每個(gè)次數(shù)求得的窄帶LSP變換為寬帶LSP的情況的理想的變換系數(shù)的圖。這里，變換系數(shù)是將寬帶LSP除以窄帶LSP所得的值，橫軸表示時(shí)間(分析幀編號(hào))，以次數(shù)為0次、4次、8次的情況為例加以表示。
從此圖可明確得知，理想的變換系數(shù)的值隨時(shí)間變動(dòng)。也就是說(shuō)，將窄帶LSP變換為寬帶LSP時(shí)的變換系數(shù)，換個(gè)方式說(shuō)的話(huà)就是從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP時(shí)的變換系數(shù)，其理想值隨時(shí)間變動(dòng)，因此，即使使用由非專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的設(shè)計(jì)方法獲得的變換系數(shù)，如果變換系數(shù)為固定值，就無(wú)法正確地表示出隨時(shí)間變動(dòng)的理想的變換系數(shù)。
然而，在此為了湊齊LSP分析的條件，以采樣頻率及分析次數(shù)相同而僅有信號(hào)的頻帶不同的情況為例加以表示，但即使是在使用經(jīng)下采樣的信號(hào)以比寬帶LSP還要低的次數(shù)進(jìn)行LSP分析的情況也是相同的。只要是這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)人員，應(yīng)可容易理解此事實(shí)。但是，由于LSP分析的條件變得不同，窄帶LSP和寬帶LSP的對(duì)應(yīng)關(guān)系變得比上述的例子還要差。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種提高從窄帶LSP到寬帶LSP的變換性能，也就是提高從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP時(shí)的預(yù)測(cè)精度，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的頻帶可擴(kuò)展LSP編碼的可擴(kuò)展編碼裝置、可擴(kuò)展解碼裝置、可擴(kuò)展編碼方法以及可擴(kuò)展解碼方法。
本發(fā)明的可擴(kuò)展編碼裝置是，從輸入信號(hào)生成在頻率軸方向具有擴(kuò)展性的窄帶和寬帶的量化LSP參數(shù)的可擴(kuò)展編碼裝置，所采用的結(jié)構(gòu)包括窄帶編碼單元，對(duì)窄帶的輸入信號(hào)的LSP參數(shù)進(jìn)行編碼，生成窄帶的第一量化LSP參數(shù)；變換單元，將所述第一量化LSP參數(shù)的頻帶變換為寬帶；寬帶編碼單元，使用變換為寬帶后的所述第一量化LSP參數(shù)進(jìn)行寬帶的輸入信號(hào)的LSP參數(shù)的編碼，生成寬帶的第二量化LSP參數(shù)；以及計(jì)算單元，基于以前生成的所述第一和第二量化LSP參數(shù)之間的關(guān)系，計(jì)算由所述變換單元使用的變換系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提高從窄帶LSP到寬帶LSP的變換性能，實(shí)現(xiàn)高性能的頻帶可擴(kuò)展LSP編碼。


圖1是表示窄帶的LSP參數(shù)的例子的圖。
圖2是表示寬帶的LSP參數(shù)的例子的圖。
圖3是表示理想的變換系數(shù)的圖。
圖4是表示實(shí)施方式1的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是表示實(shí)施方式1的寬帶LSP編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖6是表示實(shí)施方式1的變換系數(shù)計(jì)算單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是表示實(shí)施方式1的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖8是表示實(shí)施方式1的寬帶LSP解碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖9是表示實(shí)施方式2的變換系數(shù)計(jì)算單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖10是表示實(shí)施方式2的寬帶LSP編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖11是表示實(shí)施方式2的寬帶LSP解碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖12是表示實(shí)施方式3的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖13是表示實(shí)施方式3的變換系數(shù)計(jì)算單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖14是表示實(shí)施方式3的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖15是表示實(shí)施方式4的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖16是表示實(shí)施方式4的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖17是表示實(shí)施方式5的寬帶LSP編碼單元的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖18是表示實(shí)施方式5的變換系數(shù)計(jì)算單元的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖19是表示實(shí)施方式5的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖20是表示實(shí)施方式6的寬帶LSP編碼單元的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖21是表示實(shí)施方式6的變換系數(shù)計(jì)算單元的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖22是表示實(shí)施方式7的寬帶LSP編碼單元的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置包括下采樣單元101、LSP分析單元(窄帶用)102、窄帶LSP編碼單元103、聲源編碼單元(窄帶用)104、相位校正單元105、LSP分析單元(寬帶用)106、寬帶LSP編碼單元107、聲源編碼單元(寬帶用)108、變換系數(shù)計(jì)算單元109、上采樣單元110、加法器111以及復(fù)用單元112。
本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置的各個(gè)部分進(jìn)行以下的動(dòng)作。
下采樣單元101對(duì)輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行下采樣處理，將窄帶信號(hào)輸出到LSP分析單元(窄帶用)102和聲源編碼單元(窄帶用)104。另外，輸入語(yǔ)音信號(hào)是已數(shù)字化的信號(hào)，視需要而被施以HPF或背景噪聲抑制處理等預(yù)處理。
LSP分析單元(窄帶用)102對(duì)從下采樣單元101輸入的窄帶信號(hào)計(jì)算LSP(線(xiàn)譜對(duì))參數(shù)，并將結(jié)果輸出到窄帶LSP編碼單元103。
窄帶LSP編碼單元103對(duì)從LSP分析單元(窄帶用)102輸入的窄帶LSP參數(shù)進(jìn)行編碼，將量化的窄帶LSP參數(shù)輸出到寬帶LSP編碼單元107、變換系數(shù)計(jì)算單元109以及聲源編碼單元(窄帶用)104。另外，窄帶LSP編碼單元103將編碼數(shù)據(jù)輸出到復(fù)用單元112。
聲源編碼單元(窄帶用)104將從窄帶LSP編碼單元103輸入的、被量化的窄帶LSP參數(shù)變換為線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)，使用所獲得的線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)筑線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器。聲源編碼單元104求使用此線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器合成的合成信號(hào)和另外從下采樣單元101輸入的窄帶輸入信號(hào)之間的聽(tīng)覺(jué)加權(quán)誤差，進(jìn)行使該聽(tīng)覺(jué)加權(quán)誤差為最小的聲源參數(shù)的編碼。將獲得的代碼信息輸出到復(fù)用單元112。另外，聲源編碼單元104生成窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)并輸出到上采樣單元110。
再有，關(guān)于窄帶LSP編碼單元103或聲源編碼單元(窄帶用)104，可應(yīng)用在使用LSP參數(shù)的CELP型語(yǔ)音編碼裝置中普遍使用的電路，例如可利用記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)2或ITU-TI建議G.729等技術(shù)。
在聲源編碼單元104合成的窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)輸入上采樣單元110，上采樣單元110對(duì)其進(jìn)行上采樣處理后輸出到加法器111。
在加法器111分別從相位校正單元105輸入相位校正后的輸入信號(hào)，從上采樣單元110輸入經(jīng)過(guò)上采樣的窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)，求兩信號(hào)的差分信號(hào)并輸出到聲源編碼單元(寬帶用)108。
相位校正單元105用于對(duì)下采樣單元101以及上采樣單元110產(chǎn)生的相位偏差(延遲)進(jìn)行校正，在下采樣處理和上采樣處理是以線(xiàn)性相位低通濾波器和采樣稀疏處理/插零處理(zero insertion)等進(jìn)行時(shí)，進(jìn)行使輸入信號(hào)延遲相當(dāng)于由線(xiàn)性相位低通濾波器產(chǎn)生的延遲的處理，并輸出到LSP分析單元(寬帶用)106和加法器111。
LSP分析單元(寬帶用)106輸入從相位校正單元105輸出的寬帶信號(hào)，并進(jìn)行公知的LSP分析所獲得寬帶LSP參數(shù)輸出到寬帶LSP編碼單元107。
變換系數(shù)計(jì)算單元109使用窄帶LSP編碼單元103以前輸出的窄帶的量化LSP和寬帶LSP編碼單元107以前輸出的寬帶的量化LSP來(lái)求出變換系數(shù)，并將結(jié)果輸出到寬帶LSP編碼單元107。
寬帶LSP編碼單元107對(duì)從窄帶LSP編碼單元103輸入的窄帶的量化LSP乘以從變換系數(shù)計(jì)算單元109輸入的變換系數(shù)，變換為寬帶LSP，對(duì)該寬帶LSP乘以加權(quán)系數(shù)而求預(yù)測(cè)寬帶LSP。然后，寬帶LSP編碼單元107使用向量量化等方法對(duì)從LSP分析單元(寬帶用)106輸入的寬帶LSP和求得的預(yù)測(cè)寬帶LSP的誤差信號(hào)進(jìn)行編碼，將獲得的寬帶的量化LSP輸出到聲源編碼單元(寬帶用)108。這里，量化LSP由下面的(式3)表示。
fw_n(i)＝α(i)×L(i)+β(i)×{fw_n-1(i)/fn_n-1(i)}×fn_n(i)(式3)其中，fw_n(i)表示第n個(gè)幀的i次的寬帶量化LSP參數(shù)，α(i)×L(i)表示將預(yù)測(cè)誤差信號(hào)量化的向量的i次的元素(α(i)表示i次的加權(quán)系數(shù))，L(i)表示LSP預(yù)測(cè)殘差向量，β(i)表示對(duì)預(yù)測(cè)寬帶LSP的加權(quán)系數(shù)，fw_n-1(i)表示第(n-1)個(gè)幀的寬帶量化LSP參數(shù)，fn_n-1(i)表示第(n-1)個(gè)幀的窄帶量化LSP參數(shù)，fn_n(i)表示第n個(gè)幀的窄帶LSP參數(shù)。
另外，寬帶LSP編碼單元107將獲得的編碼信息輸出到復(fù)用單元112。再有，與上述LSP預(yù)測(cè)殘差向量相乘的加權(quán)系數(shù)α(i)可以是1.0的固定值，也可以是由另外學(xué)習(xí)而獲得的常數(shù)，或是將由另外學(xué)習(xí)而獲得的多個(gè)系數(shù)存儲(chǔ)為碼本，從其中選擇一個(gè)也可以。
聲源編碼單元(寬帶用)108將從寬帶LSP編碼單元107輸入的、被量化的寬帶LSP參數(shù)變換為線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)，使用所獲得的線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)筑線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器。然后，聲源編碼單元108求使用該線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器合成的合成信號(hào)和經(jīng)相位校正的輸入信號(hào)之間的聽(tīng)覺(jué)加權(quán)誤差，決定使這個(gè)聽(tīng)覺(jué)加權(quán)誤差為最小的聲源參數(shù)。更詳細(xì)地說(shuō)，寬帶輸入信號(hào)和上采樣后的窄帶解碼信號(hào)的誤差信號(hào)另外從加法器111輸入聲源編碼單元108，求該誤差信號(hào)和聲源編碼單元108生成的解碼信號(hào)之間的誤差，并決定聲源參數(shù)，以使對(duì)該誤差施以聽(tīng)覺(jué)加權(quán)后的誤差最小。將獲得的聲源參數(shù)的代碼信息輸出到復(fù)用單元112。關(guān)于這個(gè)聲源編碼，例如公開(kāi)在「K.Koishida et al，“A 16-kbit/sbandwidth scalable audio coder based on the G.729 standard，”IEEE Proc.ICASSP 2000，pp.1149-1152，2000」。
在復(fù)用單元112，從窄帶LSP編碼單元103輸入窄帶LSP的編碼信息，從聲源編碼單元(窄帶用)104輸入窄帶信號(hào)的聲源編碼信息，從寬帶LSP編碼單元107輸入寬帶LSP的編碼信息，并且從聲源編碼單元(寬帶用)108輸入寬帶信號(hào)的聲源編碼信息。復(fù)用單元112對(duì)這些信息進(jìn)行復(fù)用，并作為比特流送到傳輸路徑。另外，比特流根據(jù)傳輸路徑的規(guī)格，被幀化為傳輸信道幀或被分組化。另外，為了提高對(duì)傳輸路徑差錯(cuò)的抗性，附加差錯(cuò)保護(hù)或差錯(cuò)檢測(cè)碼，或采用交織處理等。
圖5是表示上述寬帶LSP編碼單元107內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
該寬帶LSP編碼單元107包括誤差最小化單元121、LSP碼本122、加權(quán)系數(shù)碼本123、放大器124～126以及加法器127、128。
加法器127對(duì)從LSP分析單元106輸入的、作為量化目標(biāo)的LSP參數(shù)和從加法器128輸入的量化LSP參數(shù)候選的誤差進(jìn)行計(jì)算，將求得的誤差輸出到誤差最小化單元121。然而，這個(gè)誤差計(jì)算可以是輸入的LSP向量間的均方誤差。另外，根據(jù)輸入的LSP向量的特征進(jìn)行加權(quán)的話(huà)，能夠進(jìn)一步地提高聽(tīng)覺(jué)上的質(zhì)量。例如，在ITU-T建議G.729中，使用3.2.4章(Quantization ofthe LSP coefficients)的(21)式的加權(quán)均方誤差(加權(quán)歐幾里得距離)進(jìn)行誤差最小化。
誤差最小化單元121分別從LSP碼本122和加權(quán)系數(shù)碼本123中，選擇使從加法器127輸出的誤差為最小的LSP向量和加權(quán)系數(shù)向量，將對(duì)應(yīng)的索引編碼，并輸出到復(fù)用單元112(S11)。
LSP碼本122將所存儲(chǔ)的LSP向量輸出到放大器124。這里，LSP碼本122存儲(chǔ)的LSP向量是基于從放大器125輸出的窄帶量化LSP而預(yù)測(cè)的寬帶LSP的(對(duì)從LSP分析單元106輸入的寬帶LSP的)預(yù)測(cè)殘差向量。
加權(quán)系數(shù)碼本123從所存儲(chǔ)的加權(quán)系數(shù)集之中選擇1個(gè)集，從所選擇的加權(quán)系數(shù)集之中將放大器124用的系數(shù)和放大器125用的系數(shù)輸出到放大器124和125。并且，該加權(quán)系數(shù)集包括分別對(duì)放大器124和放大器125按LSP的每個(gè)次數(shù)準(zhǔn)備的加權(quán)系數(shù)。
放大器124對(duì)從LSP碼本122輸入的LSP向量乘以從加權(quán)系數(shù)碼本123輸出的放大器124用的加權(quán)系數(shù)，將結(jié)果輸出到加法器128。
放大器125對(duì)從放大器126輸入的寬帶LSP的向量，也就是對(duì)量化后的窄帶LSP進(jìn)行變換后獲得的寬帶LSP的向量乘以從加權(quán)系數(shù)碼本123輸出的放大器125用的加權(quán)系數(shù)，將結(jié)果輸出到加法器128。
加法器128計(jì)算從放大器124和放大器125輸出的LSP向量之和，將結(jié)果輸出到加法器127。另外，在誤差最小化單元121判斷誤差為最小的LSP向量之和作為寬帶的量化LSP參數(shù)被輸出到聲源編碼單元108和變換系數(shù)計(jì)算單元109。另外，在作為寬帶的量化LSP參數(shù)輸出的LSP參數(shù)未滿(mǎn)足穩(wěn)定條件(第n次的LSP大于第0次～第(n-1)次的任何一個(gè)的LSP時(shí)，也就是LSP的值按照次數(shù)的順序變大)時(shí)，加法器128進(jìn)行操作，以滿(mǎn)足LSP的穩(wěn)定條件。再有，在相鄰的量化LSP的間隔比預(yù)定間隔小時(shí)，一般也進(jìn)行操作，以使其成為規(guī)定的間隔以上。
放大器126對(duì)從窄帶LSP編碼單元103輸入的LSP參數(shù)乘以從變換系數(shù)計(jì)算單元109輸入的系數(shù)，將結(jié)果輸出到放大器125。然而，從窄帶LSP編碼單元103輸入到放大器126的LSP參數(shù)，也可以直接就是窄帶LSP編碼單元103的量化結(jié)果，但進(jìn)行上采樣以和寬帶信號(hào)的采樣頻率匹配，同時(shí)和寬帶LSP的次數(shù)匹配的話(huà)更好。作為該上采樣的方法，可以舉出對(duì)從窄帶LSP獲得的LPC合成濾波器的脈沖響應(yīng)進(jìn)行上采樣，從經(jīng)上采樣的脈沖響應(yīng)求自相關(guān)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)，將求得的自相關(guān)系數(shù)以公知的方法變換為期望的次數(shù)的LSP的方法等，但不限于此。
圖6是表示圖4所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
該變換系數(shù)計(jì)算單元109包括延遲器131和132、除法器133、限制器134以及平滑化單元135。
延遲器131將從窄帶LSP編碼單元103輸入的窄帶LSP參數(shù)延遲1處理單位時(shí)間(LSP參數(shù)的更新周期)，將結(jié)果輸出到除法器133。另外，如上述，從窄帶LSP編碼單元103輸入的窄帶LSP也可以直接是參數(shù)窄帶LSP，但進(jìn)行上采樣使次數(shù)匹配的話(huà)更好。
延遲器132將從寬帶LSP編碼單元107輸入的寬帶LSP參數(shù)延遲1處理單位時(shí)間(LSP參數(shù)的更新周期)，將結(jié)果輸出到除法器133。
除法器133將從延遲器132輸入的、在1處理單位時(shí)間前量化的寬帶LSP參數(shù)除以從延遲器131輸入的在1處理單位時(shí)間前量化的窄帶LSP參數(shù)，將除法結(jié)果輸出到限制器134。從延遲器131輸出的窄帶LSP參數(shù)的次數(shù)和從延遲器132輸出的寬帶LSP參數(shù)的次數(shù)不同的時(shí)候，除法器133僅進(jìn)行相當(dāng)于較少一方的次數(shù)(一般是窄帶LSP參數(shù)的次數(shù))的除法運(yùn)算，并進(jìn)行輸出。
限制器134以預(yù)先設(shè)定的上限值和下限值對(duì)從除法器133輸入的除法結(jié)果進(jìn)行消波(超過(guò)上限值的話(huà)重新設(shè)定該上限值，低于下限制的話(huà)重新設(shè)定該下限值的處理)，并輸出到平滑化單元135。然而，上限值和下限值可以所有次數(shù)都相同，但對(duì)每個(gè)次數(shù)設(shè)定最佳的值會(huì)更好。
平滑化單元135對(duì)從限制器134輸入的消波后的除法結(jié)果隨時(shí)間進(jìn)行平滑化，作為變換系數(shù)數(shù)輸出到寬帶LSP編碼單元107。該平滑化處理例如可通過(guò)使用下面的(式4)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
Xn(i)＝K×Xn-1(i)+(1-K)×γ(i)(式4)這里，Xn(i)表示適用于第n個(gè)處理單位時(shí)間的i次的窄帶LSP參數(shù)的變換系數(shù)，K表示平滑化系數(shù)，取0≤K＜1的值，γ(i)表示對(duì)從限制器134輸出i次的LSP參數(shù)的除法結(jié)果。
以上，詳細(xì)說(shuō)明了本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置。
圖7是表示對(duì)以上述可擴(kuò)展編碼裝置編碼的編碼信息進(jìn)行解碼的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
該可擴(kuò)展解碼裝置包括復(fù)用分離單元151、聲源解碼單元(窄帶用)152、窄帶LSP解碼單元153、聲源解碼單元(寬帶用)154、變換系數(shù)計(jì)算單元155、寬帶LSP解碼單元156、語(yǔ)音合成單元(窄帶用)157、語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158、上采樣單元159以及加法器160。
復(fù)用分離單元151接受由上述的可擴(kuò)展編碼裝置編碼的編碼信息，分離為各個(gè)參數(shù)的編碼信息，分別將窄帶聲源編碼信息輸出到聲源解碼單元(窄帶用)152，將窄帶LSP編碼信息輸出到窄帶LSP解碼單元153，將寬帶聲源編碼信息輸出到聲源解碼單元(寬帶用)154，將寬帶LSP編碼信息輸出到寬帶LSP解碼單元156。
聲源解碼單元(窄帶用)152使用與在上述的可擴(kuò)展編碼裝置的聲源編碼單元(窄帶用)104進(jìn)行的處理相反的處理，來(lái)對(duì)從復(fù)用分離單元151輸入的窄帶聲源信號(hào)的編碼信息進(jìn)行解碼，并將量化的窄帶聲源信號(hào)輸出到語(yǔ)音合成單元(窄帶用)157。
窄帶LSP解碼單元153使用與在上述的可擴(kuò)展編碼裝置的窄帶LSP編碼單元103進(jìn)行的處理相反的處理，來(lái)對(duì)從復(fù)用分離單元151輸入的窄帶LSP的編碼信息進(jìn)行解碼，并將所獲得的窄帶的量化LSP輸出到語(yǔ)音合成單元(窄帶用)157、變換系數(shù)計(jì)算單元155以及寬帶LSP解碼單元156。
語(yǔ)音合成單元(窄帶用)157將從窄帶LSP解碼單元153輸入的、被量化的窄帶LSP參數(shù)變換為線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)，使用所獲得的線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)筑線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器。語(yǔ)音合成單元(窄帶用)157以從聲源解碼單元(窄帶用)152輸入的窄帶的量化聲源信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)該線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器，合成解碼語(yǔ)音信號(hào)后作為窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)輸出。為獲得寬帶解碼語(yǔ)音信號(hào)，該窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)被輸出到上采樣單元159。另外，該窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)可以直接作為最終輸出來(lái)使用。使窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)直接作為最終輸出的時(shí)候，一般先由后置濾波器等進(jìn)行改善主觀(guān)質(zhì)量的后處理，再進(jìn)行輸出。
上采樣單元159對(duì)從語(yǔ)音合成單元(窄帶用)157輸入的窄帶語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行上采樣處理后輸出到加法器160。
聲源解碼單元(寬帶用)154使用與在上述的可擴(kuò)展編碼裝置的聲源編碼單元(寬帶用)108進(jìn)行的處理相反的處理，來(lái)對(duì)從復(fù)用分離單元151輸入的寬帶聲源信號(hào)的編碼信息進(jìn)行解碼，并將獲得的寬帶量化聲源信號(hào)輸出到語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158。
變換系數(shù)計(jì)算單元155使用從窄帶LSP解碼單元153以前輸入的窄帶的量化LSP和從寬帶LSP解碼單元156以前輸入的寬帶的量化LSP來(lái)求出變換系數(shù)，并將結(jié)果輸出到寬帶LSP解碼單元156。
寬帶LSP解碼單元156對(duì)從窄帶LSP解碼單元153輸入的窄帶的量化LSP乘以從變換系數(shù)計(jì)算單元155輸入的變換系數(shù)，變換為寬帶LSP，對(duì)該寬帶LSP乘以加權(quán)系數(shù)而求預(yù)測(cè)寬帶LSP。另外，該加權(quán)系數(shù)使用與上述的可擴(kuò)展編碼裝置的寬帶LSP編碼單元107使用的加權(quán)系數(shù)相同的值。再有，寬帶LSP解碼單元156從復(fù)用分離單元151輸入的寬帶LSP編碼信息對(duì)量化的寬帶LSP預(yù)測(cè)殘差(編碼端的輸入寬帶LSP和所述預(yù)測(cè)寬帶LSP的誤差)進(jìn)行解碼。然后，寬帶LSP解碼單元156將該量化的寬帶LSP預(yù)測(cè)殘差和上述已求出的預(yù)測(cè)寬帶LSP相加，對(duì)寬帶的量化LSP進(jìn)行解碼。所獲得的寬帶的量化LSP參數(shù)被輸出到語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158和變換系數(shù)計(jì)算單元155。
語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158將從寬帶LSP解碼單元156輸入的、被量化的寬帶LSP參數(shù)變換為線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)，使用所獲得的線(xiàn)性預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)筑線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器。語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158以從聲源解碼單元(寬帶用)154輸入的寬帶的量化聲源信號(hào)驅(qū)動(dòng)該線(xiàn)性預(yù)測(cè)合成濾波器，對(duì)寬帶解碼語(yǔ)音信號(hào)(主要是高頻分量)進(jìn)行合成，輸出到加法器160。
加法器160將從上采樣單元159輸入的上采樣后的窄帶解碼語(yǔ)音信號(hào)和從語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158輸入的寬帶解碼語(yǔ)音信號(hào)(主要是高頻分量)相加，輸出最終的寬帶解碼語(yǔ)音信號(hào)。
圖8是表示上述寬帶LSP解碼單元156內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
該寬帶LSP解碼單元156包括索引解碼單元161、LSP碼本162、加權(quán)系數(shù)碼本163、放大器164～166以及加法器167。
索引解碼單元161從復(fù)用分離單元151獲得寬帶LSP的編碼信息，對(duì)用于LSP碼本162和用于加權(quán)系數(shù)碼本163的索引信息進(jìn)行解碼，將各個(gè)索引輸出到各個(gè)碼本。
LSP碼本162從索引解碼單元161獲得LSP碼本索引，從碼本中取出該索引指定的LSP向量，并輸出到放大器164。另外，在碼本為分離型或多級(jí)結(jié)構(gòu)的情況，從多個(gè)子碼本取出所指定的向量而生成LSP向量。
加權(quán)系數(shù)碼本163從索引解碼單元161獲得加權(quán)系數(shù)碼本索引，從碼本取出該索引指定的加權(quán)系數(shù)集，在取出的系數(shù)集中，分別將放大器164用(LSP碼本用)的系數(shù)子集(由與LSP向量的各個(gè)次數(shù)相乘的系數(shù)構(gòu)成)輸出到放大器164，將放大器165用(窄帶LSP用)的系數(shù)子集(由與預(yù)測(cè)寬帶LSP向量的各個(gè)次數(shù)相乘的系數(shù)構(gòu)成)輸出到放大器165。
放大器164對(duì)從LSP碼本162輸入的LSP向量乘以從加權(quán)系數(shù)碼本163輸入的放大器164用的加權(quán)系數(shù)，將結(jié)果輸出到加法器167。
放大器165對(duì)從放大器166輸入的、從量化的窄帶LSP變換的寬帶LSP的向量乘以從加權(quán)系數(shù)碼本163輸入的放大器165用的加權(quán)系數(shù)，將結(jié)果輸出到加法器167。
加法器167計(jì)算從放大器164和放大器165輸入的LSP向量之和，將其作為量化(解碼)寬帶LSP參數(shù)輸出到語(yǔ)音合成單元(寬帶用)158和變換系數(shù)計(jì)算單元155。另外，作為寬帶的量化LSP參數(shù)而輸出的LSP參數(shù)未滿(mǎn)足穩(wěn)定條件時(shí)，也就是第n次的LSP小于第0次～第(n-1)次的任何一個(gè)LSP的時(shí)候(LSP的值沒(méi)有按照次數(shù)的順序變大的時(shí)候)，進(jìn)行操作，以滿(mǎn)足LSP的穩(wěn)定條件。再有，相鄰的量化LSP的間隔比預(yù)定間隔小的時(shí)候，也進(jìn)行操作，以使其成為預(yù)定間隔以上。
另外，圖7所示的變換系數(shù)計(jì)算單元155的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上與圖6所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109相同。因此省略詳細(xì)說(shuō)明，但下述為與圖6所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109的不同點(diǎn)在該變換系數(shù)計(jì)算單元155中，對(duì)延遲器131的輸入是來(lái)自窄帶LSP解碼單元153，對(duì)延遲器132的輸入是來(lái)自寬帶LSP解碼單元156，平滑化單元135的輸出被送到寬帶LSP解碼單元156。
以上，詳細(xì)說(shuō)明了本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置。
如上述，根據(jù)本實(shí)施方式，變換系數(shù)計(jì)算單元109使用在以前的幀(例如，前一個(gè)幀等)編碼的窄帶和寬帶的量化LSP參數(shù)，求以前的幀的理想的變換系數(shù)的近似值，基于該近似值決定從當(dāng)前幀的窄帶的量化LSP向?qū)拵SP的變換系數(shù)。具體地說(shuō)，理想的變換系數(shù)的近似值，通過(guò)對(duì)以前的幀的寬帶的量化LSP除以相同幀的窄帶的量化LSP來(lái)求。換言之，在由窄帶LSP參數(shù)乘以變換系數(shù)Xn(i)來(lái)對(duì)寬帶LSP參數(shù)進(jìn)行估計(jì)的時(shí)候，使用以前的窄帶LSP參數(shù)和寬帶LSP參數(shù)的關(guān)系，自適應(yīng)地對(duì)每個(gè)幀決定變換系數(shù)。因此，變換系數(shù)隨時(shí)間而變化。通過(guò)采用這個(gè)結(jié)構(gòu)，能夠提高從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP時(shí)的預(yù)測(cè)精度。
另外，在上述結(jié)構(gòu)中，由于能夠僅從以前的幀的窄帶和寬帶的量化LSP參數(shù)計(jì)算上述變換系數(shù)，所以例如在解碼端不需要另外從編碼端獲得信息。換言之，能夠改善寬帶LSP參數(shù)的編碼性能，而未使通信的傳輸率增加。
并且，在上述結(jié)構(gòu)中，由于上述變換系數(shù)能夠以預(yù)定的計(jì)算從以前的幀的窄帶和寬帶的LSP參數(shù)直接求出，因此不需要事先在數(shù)據(jù)表等中保持多個(gè)變換系數(shù)的集。
另外，在上述結(jié)構(gòu)中，變換系數(shù)計(jì)算單元109內(nèi)的限制器134為了避免計(jì)算出的變換系數(shù)成為極端的數(shù)值，對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行限制，使其容納于例如平均值的上下10％左右的范圍內(nèi)。例如，語(yǔ)音模式從有聲模式切換到無(wú)聲模式，或從無(wú)聲模式切換到有聲模式等的時(shí)候，由于LSP參數(shù)大幅變動(dòng)，有時(shí)候計(jì)算出的變換系數(shù)也變動(dòng)而不會(huì)成為妥當(dāng)?shù)臄?shù)值。變換系數(shù)在短時(shí)間內(nèi)大幅變動(dòng)的時(shí)候，使用前面幀的寬帶/窄帶的LSP比的預(yù)測(cè)失去作用，反而使誤差增大。于是，在LSP碼本嘗試對(duì)變大的誤差進(jìn)行校正，如果在碼本存儲(chǔ)像這樣誤差大的向量的話(huà)，在預(yù)測(cè)誤差小的時(shí)候會(huì)使誤差增大。也就是說(shuō)，變換系數(shù)和LSP碼本之間的關(guān)系會(huì)陷于一種振蕩狀態(tài)，為防止這種情形，必須為能在兩者之間取得平衡的結(jié)構(gòu)。
因此，在本實(shí)施方式中，首先根據(jù)上述的算式對(duì)所有的幀求變換系數(shù)，但對(duì)變換系數(shù)設(shè)置上限和下限，在計(jì)算出的變換系數(shù)不在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)進(jìn)行校正，使變換系數(shù)容納于該范圍內(nèi)。由此，能夠使實(shí)際用于變換的變換系數(shù)成為一定范圍內(nèi)的數(shù)值，可保證變換系數(shù)的穩(wěn)定性(或準(zhǔn)穩(wěn)定性)，可防止振蕩狀態(tài)。由此，雖然使用變換系數(shù)的預(yù)測(cè)能力被限制，而會(huì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差變大的情況，但如果在使變換系數(shù)為固定值的時(shí)候?qū)⒎秶薅ㄔ凇肮潭ㄖ怠钡母浇?，則預(yù)測(cè)誤差不會(huì)極大地超出使變換系數(shù)為固定值的情況，能夠與使變換系數(shù)為固定值的情況同樣地，在LSP碼本端對(duì)應(yīng)。變換系數(shù)的近似值通過(guò)對(duì)前一個(gè)幀的寬帶量化LSP除以前一個(gè)幀的窄帶量化LSP而求，用于當(dāng)前幀的變換系數(shù)通過(guò)將近似值限定在平均變換系數(shù)的附近(例如為前后10％左右的范圍或是變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差程度的范圍)來(lái)獲得。
另外，在上述的結(jié)構(gòu)中，上述的變換系數(shù)在分析幀之間(在前后的幀之間)被施以平滑化處理，以使其隨時(shí)間平緩的變動(dòng)。因此，變換系數(shù)相對(duì)于LSP參數(shù)的變動(dòng)平緩地推移，能夠防止對(duì)傳輸路徑差錯(cuò)太過(guò)敏感。另外，由于變換系數(shù)的值變得穩(wěn)定，使對(duì)應(yīng)的LSP代碼向量碼本的設(shè)計(jì)變得容易。量化LSP的預(yù)測(cè)值是由變換系數(shù)和LSP代碼向量的積表示，因此其中一方的參數(shù)變動(dòng)激烈的話(huà)，另一方也變動(dòng)激烈，使得相互之間的關(guān)系陷于發(fā)散狀態(tài)(上述的振蕩狀態(tài))，而無(wú)法設(shè)計(jì)性能佳的碼本。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，例如能夠?qū)D性能改善0.05dB。然而，該改善程度隨量化比特?cái)?shù)和幀長(zhǎng)度而變化。
另外，在本實(shí)施方式中雖然示出了不使用MA預(yù)測(cè)型LSP編碼器的例子，但在使用MA預(yù)測(cè)器的情況也可適用本發(fā)明。此時(shí)，MA預(yù)測(cè)系數(shù)被存儲(chǔ)在加權(quán)系數(shù)碼本163中，加權(quán)系數(shù)向量的維數(shù)與MA預(yù)測(cè)次數(shù)相應(yīng)地增加。
再有，在本實(shí)施方式中，雖然以變換系數(shù)計(jì)算單元109包括限制器134和平滑化單元135雙方的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是僅包括其中一方的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式2)在實(shí)施方式1中，在計(jì)算出的變換系數(shù)大幅變動(dòng)時(shí)，通過(guò)進(jìn)行校正，使變換系數(shù)容納于一定范圍內(nèi)，由此來(lái)穩(wěn)定地進(jìn)行從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP時(shí)的預(yù)測(cè)。在本實(shí)施方式中，著眼于量化LSP參數(shù)，通過(guò)觀(guān)察該量化LSP參數(shù)的變化，判斷LSP參數(shù)是否有變動(dòng)，并切換用于變換的變換系數(shù)。
具體地說(shuō)，著眼于在編碼端的窄帶LSP編碼單元或解碼端的窄帶LSP解碼單元獲得的窄帶的量化LSP參數(shù)，將該窄帶的量化LSP參數(shù)沒(méi)有變動(dòng)的時(shí)候判定為穩(wěn)定模式，將窄帶的量化LSP參數(shù)有變動(dòng)的時(shí)候判定為非穩(wěn)定模式，根據(jù)這個(gè)模式的判定結(jié)果，切換使用LSP碼本和加權(quán)系數(shù)碼本。也就是說(shuō)，在穩(wěn)定模式時(shí)，根據(jù)上述的算式(式2)對(duì)每個(gè)幀計(jì)算變換系數(shù)，由此進(jìn)行自適應(yīng)控制，另一方面，在非穩(wěn)定模式時(shí)，使用上述的(式3)，將變換系數(shù)設(shè)定為固定值或準(zhǔn)固定值。在此，準(zhǔn)固定值是指，預(yù)先設(shè)定多個(gè)變換系數(shù)，根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的編碼結(jié)果(音質(zhì))切換變換系數(shù)。換言之，持有多種固定值的變換系數(shù)集，在量化時(shí)選擇一個(gè)最佳的來(lái)使用。
以下，參照附圖具體說(shuō)明本實(shí)施方式。
本發(fā)明的實(shí)施方式2的可擴(kuò)展編碼裝置的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的可擴(kuò)展編碼裝置相同。因此，省略本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置的詳細(xì)說(shuō)明，在下面對(duì)結(jié)構(gòu)不同的變換系數(shù)計(jì)算單元109a和寬帶LSP編碼單元107a進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。并且，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
圖9是表示變換系數(shù)計(jì)算單元109a內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
該變換系數(shù)計(jì)算單元109a包括模式判定單元201、系數(shù)表202以及切換開(kāi)關(guān)203，以取代限制器134。變換系數(shù)計(jì)算單元109a根據(jù)模式判定單元201的模式判定結(jié)果，來(lái)切換使用計(jì)算出的變換系數(shù)和預(yù)先存儲(chǔ)在系數(shù)表中的變換系數(shù)。
模式判定單元201對(duì)從窄帶LSP編碼單元103輸入的窄帶的量化LSP和作為延遲器131的輸出的、在1處理單位時(shí)間前量化的窄帶LSP之間的距離(變化量)進(jìn)行計(jì)算，基于計(jì)算出的距離判定是穩(wěn)定模式還是非穩(wěn)定模式。例如，在計(jì)算出的距離為預(yù)先設(shè)定的閾值以下時(shí)判定為穩(wěn)定模式，在超過(guò)閾值時(shí)判定為非穩(wěn)定模式。判定結(jié)果被輸出到寬帶LSP編碼單元107a和切換開(kāi)關(guān)203。然而，計(jì)算出的距離可以直接用于閾值判定，也可以在幀間進(jìn)行平滑化之后再用于閾值判定。
在模式判定單元201的判定結(jié)果為穩(wěn)定模式時(shí)，切換開(kāi)關(guān)203被切換成將從平滑化單元135輸出的變換系數(shù)輸出到寬帶LSP編碼單元107a，另一方面，在模式判定單元201的判定結(jié)果為非穩(wěn)定模式時(shí)，切換開(kāi)關(guān)203被切換成將存儲(chǔ)在系數(shù)表的變換系數(shù)輸出到寬帶LSP編碼單元107a。
在LSP參數(shù)顯示穩(wěn)定的值時(shí)，當(dāng)前幀的寬帶/窄帶的LSP參數(shù)比和前面幀的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)比接近，通過(guò)應(yīng)用使用(式2)的量化，可提高從窄帶LSP參數(shù)預(yù)測(cè)寬帶LSP參數(shù)時(shí)的預(yù)測(cè)精度，改善量化性能。
圖10是表示上述寬帶LSP編碼單元107a內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
LSP碼本和加權(quán)系數(shù)碼本分別由相當(dāng)于模式數(shù)(在此為兩個(gè))的子碼本構(gòu)成(LSP碼本222-1、222-2，加權(quán)系數(shù)碼本223-1、223-2)，其結(jié)構(gòu)是，切換開(kāi)關(guān)224、225基于從模式判定單元201輸入的模式信息，分別選擇子碼本中的一個(gè)。
本發(fā)明的實(shí)施方式2的可擴(kuò)展解碼裝置的基本結(jié)構(gòu)也和實(shí)施方式1的可擴(kuò)展解碼裝置相同。因此，省略詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的變換系數(shù)計(jì)算單元155a和寬帶LSP解碼單元156a進(jìn)行以下的說(shuō)明。并且，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
變換系數(shù)計(jì)算單元155a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上與圖9所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109a相同。因此省略詳細(xì)說(shuō)明，但下述為與圖9所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109a的不同點(diǎn)對(duì)延遲器131的輸入是來(lái)自窄帶LSP解碼單元153，對(duì)延遲器132的輸入是來(lái)自寬帶LSP解碼單元156a，平滑化單元135的輸出被送到寬帶LSP解碼單元156a。并且，為了方便與編碼端的模式判定單元201區(qū)分，使模式判定單元的編號(hào)為251。
圖11是表示上述寬帶LSP解碼單元156a內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
LSP碼本和加權(quán)系數(shù)碼本分別由相當(dāng)于模式數(shù)(在此為兩個(gè))的子碼本構(gòu)成(LSP碼本262-1、262-2，加權(quán)系數(shù)碼本263-1、263-2)，其結(jié)構(gòu)是，切換開(kāi)關(guān)264、265基于從模式判定單元251輸入的模式信息，分別選擇子碼本中的一個(gè)。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，對(duì)輸入的未量化的寬帶LSP或在當(dāng)前幀量化的窄帶LSP的穩(wěn)定性進(jìn)行判定，僅在判定為穩(wěn)定(幀間的變動(dòng)小)時(shí)，選擇地使用所述計(jì)算出的變換系數(shù)，在判定為非穩(wěn)定(幀間的變動(dòng)大)時(shí)，使用另外存儲(chǔ)在表中的變換系數(shù)。換言之，根據(jù)LSP參數(shù)的穩(wěn)定性對(duì)計(jì)算出的變換系數(shù)和預(yù)先設(shè)計(jì)并存儲(chǔ)在表中的變換系數(shù)進(jìn)行切換。
通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能夠提高從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP時(shí)的預(yù)測(cè)精度。另外，由于使用編碼后的量化LSP參數(shù)來(lái)對(duì)LSP參數(shù)的變動(dòng)進(jìn)行判斷，即使編碼端不發(fā)送模式信息到解碼端，也能夠判斷LSP參數(shù)的變動(dòng)。由于也不需要從編碼端發(fā)送模式信息，所以未浪費(fèi)通信系統(tǒng)的資源。
(實(shí)施方式3)在實(shí)施方式2中，觀(guān)測(cè)窄帶的量化LSP參數(shù)的變化，對(duì)LSP參數(shù)的變動(dòng)的有無(wú)進(jìn)行判斷(模式判定)?？墒牵袝r(shí)在窄帶的量化LSP參數(shù)不處于變動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，寬帶的量化LSP參數(shù)產(chǎn)生變動(dòng)。
并且，由于在解碼端根據(jù)以前的模式判定結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前幀的解碼，所以在實(shí)施方式2的方法中，如果以前的模式判定出錯(cuò)，該差錯(cuò)會(huì)傳播到之后的處理。
因此，在本實(shí)施方式中，在編碼端新設(shè)置使用寬帶LSP參數(shù)進(jìn)行模式判定的模式判定單元，將所獲得的模式判定結(jié)果發(fā)送到解碼端。在解碼端新設(shè)置對(duì)該模式判定結(jié)果進(jìn)行解碼的模式解碼單元。
以下，參照附圖具體說(shuō)明本實(shí)施方式。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，該可擴(kuò)展編碼裝置具有與實(shí)施方式1所示的可擴(kuò)展編碼裝置(參照?qǐng)D4)相同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
模式判定單元301基本上進(jìn)行與實(shí)施方式2所示的模式判定單元201(251)相同的動(dòng)作。也就是說(shuō)，對(duì)延遲1處理單位時(shí)間的LSP參數(shù)和當(dāng)前的LSP參數(shù)之間的距離進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)該距離為預(yù)先設(shè)定的閾值以下時(shí)判定為穩(wěn)定模式，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)判定為非穩(wěn)定模式?？墒牵鳛檩斎胄畔⒍褂玫氖菑腖SP分析單元(寬帶用)106輸出的寬帶LSP參數(shù)，這一點(diǎn)與實(shí)施方式2不同。模式判定單元301的判定結(jié)果被輸出到變換系數(shù)計(jì)算單元109b和寬帶LSP編碼單元107a，模式信息的編碼信息被輸出到復(fù)用單元112。并且，寬帶LSP編碼單元107a是已在實(shí)施方式2說(shuō)明的寬帶LSP編碼單元。
這樣，模式判定單元301使用寬帶LSP參數(shù)而不是已編碼的信息(量化LSP參數(shù))來(lái)對(duì)穩(wěn)定/非穩(wěn)定進(jìn)行判定，因此也可對(duì)應(yīng)僅在寬帶信號(hào)的高頻率域大幅變動(dòng)的信號(hào)。
另外，模式判定單元301對(duì)所獲得的模式結(jié)果和其他的編碼參數(shù)一起進(jìn)行復(fù)用，并發(fā)送到解碼端。由此，由于模式信號(hào)傳輸?shù)浇獯a端，即使在解碼端在模式信息的判定發(fā)生一次錯(cuò)誤，在后續(xù)幀下一個(gè)模式信息被發(fā)送過(guò)來(lái)，因此，前面幀的判定差錯(cuò)的影響不會(huì)傳播，傳輸路徑的抗錯(cuò)能力得到改善。
圖13是表示變換系數(shù)計(jì)算單元109b內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，該變換系數(shù)計(jì)算單元109b具有和實(shí)施方式2的圖9所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109a相同的基本結(jié)構(gòu)，僅針對(duì)不同點(diǎn)在下面進(jìn)行說(shuō)明。
變換系數(shù)計(jì)算單元109b在其內(nèi)部不包括模式判定單元，僅將模式判定結(jié)果從外部輸入。然后，變換系數(shù)計(jì)算單元109b根據(jù)輸入的模式判定結(jié)果對(duì)切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。具體地說(shuō)，在穩(wěn)定模式的時(shí)候，切換開(kāi)關(guān)203被切換，使從平滑化單元135輸出的變換系數(shù)被輸出到寬帶LSP編碼單元107a。在非穩(wěn)定模式的時(shí)候，切換開(kāi)關(guān)203被切換，使由離線(xiàn)的學(xué)習(xí)等預(yù)先設(shè)計(jì)的變換系數(shù)從系數(shù)表202輸出到寬帶LSP編碼單元107a。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
該可擴(kuò)展解碼裝置也具有與實(shí)施方式1所示的可擴(kuò)展解碼裝置(參照?qǐng)D7)相同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。與實(shí)施方式1所示的可擴(kuò)展解碼裝置的不同點(diǎn)在于，新設(shè)置有模式解碼單元351，對(duì)本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置的模式判定單元301的輸出信息進(jìn)行解碼，將解碼信息輸出到變換系數(shù)計(jì)算單元155b和寬帶LSP解碼單元156a。另外，變換系數(shù)計(jì)算單元155b也具有和編碼端的變換系數(shù)計(jì)算單元109b(參照?qǐng)D13)相同的基本結(jié)構(gòu)。
再有，本實(shí)施方式雖然說(shuō)明了基于LSP參數(shù)的時(shí)間變化來(lái)進(jìn)行模式判定的情況，但也可以基于變換系數(shù)的變換增益來(lái)進(jìn)行模式判定。該變換系數(shù)的變換增益表示前面幀的“寬帶量化LSP/窄帶量化LSP”比和當(dāng)前幀的“輸入寬帶LSP/窄帶量化LSP”比有多接近。
(實(shí)施方式4)本實(shí)施方式的特征在于，編碼端不將模式信息發(fā)送到解碼端，而在編碼端的窄帶LSP編碼單元或解碼端的窄帶LSP編碼單元的內(nèi)部進(jìn)行模式判定。
圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，該可擴(kuò)展編碼裝置具有與實(shí)施方式3所示的可擴(kuò)展編碼裝置(參照?qǐng)D12)相同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
在本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置中，窄帶LSP編碼單元103c進(jìn)行多模式編碼，使用該模式信息(S41)進(jìn)行變換系數(shù)計(jì)算單元109b的模式切換以及寬帶LSP編碼單元107a的模式切換。
窄帶LSP編碼單元以L(fǎng)SP的穩(wěn)定性進(jìn)行模式切換的技術(shù)例如記載于T.Eriksson，J.Linden，and J.Skoglund，“Exploiting interframe correlation inspectral quantization-A study of different memory VQ schemes，”P(pán)roc.IEEEICASSP-96，pp.765-768，1996等。在該文獻(xiàn)中，提出一種為對(duì)應(yīng)幀間相關(guān)強(qiáng)(穩(wěn)定性高)的幀和其他幀，而在用于幀間預(yù)測(cè)的模式和不用于幀間預(yù)測(cè)的模式之間切換的“safety-net VQ”的方法。如果像這樣在窄帶LSP編碼單元使用量化器，可將其模式信息使用為寬帶LSP編碼單元/變換系數(shù)計(jì)算單元的模式切換信息。
圖16是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，該可擴(kuò)展解碼裝置也具有與實(shí)施方式3所示的可擴(kuò)展解碼裝置(參照?qǐng)D14)相同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置在窄帶LSP解碼單元153c具有模式信息解碼功能。也就是說(shuō)，窄帶LSP解碼單元153c進(jìn)行多模式的解碼，將該模式信息(S42)輸出到變換系數(shù)計(jì)算單元155b和寬帶LSP解碼單元156a。變換系數(shù)計(jì)算單元155b和寬帶LSP解碼單元156a使用從窄帶LSP解碼單元153c輸入的模式信息(S42)進(jìn)行模式切換。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，由于使用窄帶LSP編碼信息的模式信息來(lái)切換寬帶LSP編碼的模式，所以沒(méi)有添加的比特，就能夠進(jìn)行寬帶LSP編碼單元、寬帶LSP解碼單元或變換系數(shù)單元的模式切換。另外，由于傳輸模式信息，即使在產(chǎn)生傳輸路徑差錯(cuò)時(shí)，也可以防止錯(cuò)誤的影響傳播到后續(xù)幀。
(實(shí)施方式5)在實(shí)施方式3中，模式判定比LSP的量化先執(zhí)行，基于該模式判定結(jié)果切換搜索的碼本。也就是說(shuō)，模式判定在量化前以開(kāi)環(huán)執(zhí)行，因此不一定選擇使量化誤差為最小的模式。例如，實(shí)施方式3的模式判定是基于量化前的LSP參數(shù)進(jìn)行，但不是說(shuō)量化前的LSP參數(shù)變動(dòng)，所以量化后的LSP參數(shù)也一定會(huì)變動(dòng)；也不是說(shuō)量化前的LSP參數(shù)穩(wěn)定，所以量化后的LSP參數(shù)也一定穩(wěn)定。并且，即使一部分的次數(shù)的LSP參數(shù)為穩(wěn)定，如果剩余的次數(shù)的LSP參數(shù)為非穩(wěn)定，從所有次數(shù)看變化時(shí)，有時(shí)會(huì)判定為穩(wěn)定。這樣，以開(kāi)環(huán)方式進(jìn)行模式判定時(shí)，難以選擇確實(shí)地使量化誤差為最小的模式。
因此，在本實(shí)施方式中，以閉環(huán)進(jìn)行模式判定，而不是以開(kāi)環(huán)判定模式。也就是說(shuō)，對(duì)于穩(wěn)定模式/非穩(wěn)定模式，在有2以上的模式時(shí)，對(duì)全部模式實(shí)際進(jìn)行碼本搜索，根據(jù)該結(jié)果來(lái)選擇使量化誤差(量化失真)為最小的模式。再換言之，在寬帶LSP編碼單元中，使用求出變換系數(shù)對(duì)寬帶LSP進(jìn)行量化的模式和使用預(yù)先決定的固定的變換系數(shù)來(lái)對(duì)寬帶LSP進(jìn)行量化的模式的兩種模式，來(lái)實(shí)際進(jìn)行量化，將使用量化誤差變小的一方的模式進(jìn)行量化的結(jié)果，選擇為最終的量化結(jié)果。
以下，參照附圖具體說(shuō)明本實(shí)施方式。
圖17是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的寬帶LSP編碼單元107d的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，該寬帶LSP編碼單元107d具有與實(shí)施方式2所示的寬帶LSP編碼單元107a(參照?qǐng)D10)相同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
誤差最小化單元121d進(jìn)行所有模式的碼本搜索，在所有的模式的碼本中，從LSP碼本222-1和222-2、加權(quán)系數(shù)碼本223-1和223-2中，分別選擇使量化誤差為最小的LSP向量和加權(quán)系數(shù)向量，對(duì)對(duì)應(yīng)的索引進(jìn)行編碼，并輸出到復(fù)用單元112(S11)。此時(shí)，所選擇的LSP向量以及被生成的加權(quán)系數(shù)向量的模式信息(表示從哪個(gè)模式的碼本選擇的信息)S51也被輸出到復(fù)用單元112。
圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的變換系數(shù)計(jì)算單元109d的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，該變換系數(shù)計(jì)算單元109d具有與實(shí)施方式2所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109a(參照?qǐng)D9)相同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
變換系數(shù)計(jì)算單元109d根據(jù)從寬帶LSP編碼單元107d內(nèi)的誤差最小化單元121d輸出的控制信號(hào)C51，來(lái)切換所使用的預(yù)測(cè)系數(shù)。也就是說(shuō)，變換系數(shù)計(jì)算單元109d根據(jù)控制信號(hào)C51來(lái)切換是以(式2)還是(式3)來(lái)表示量化LSP。
由此，變換系數(shù)計(jì)算單元109d實(shí)際進(jìn)行量化，根據(jù)該量化結(jié)果來(lái)決定是否進(jìn)行使用(式3)的量化。因此，僅對(duì)于能夠期待由(式3)的量化使性能確實(shí)變好的幀，選擇使用(式3)的模式，所以能獲得良好的預(yù)測(cè)性能。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，僅對(duì)前面幀的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)比和當(dāng)前幀的寬帶/窄帶的LSP參數(shù)比接近的幀，進(jìn)行基于(式3)的量化。也就是說(shuō)，對(duì)寬帶/窄帶LSP參數(shù)比被判斷為穩(wěn)定的幀進(jìn)行基于(式3)的量化，而不是寬帶/窄帶LSP參數(shù)被判斷為穩(wěn)定的幀。因此，能夠提高抗錯(cuò)能力。這是因?yàn)?，根?jù)本實(shí)施方式，在基于(式3)的量化模式持續(xù)被選擇的區(qū)間中，大體上保障寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)比為穩(wěn)定。因此，例如前一個(gè)幀出錯(cuò)時(shí)，能夠使用2幀前的幀或更前面幀的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)比來(lái)進(jìn)行近似。另一方面，在根據(jù)LSP參數(shù)是否穩(wěn)定來(lái)進(jìn)行模式判定時(shí)，即使LSP參數(shù)為穩(wěn)定，寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)不一定穩(wěn)定。因此，在前一個(gè)幀出錯(cuò)時(shí)，很有可能會(huì)使用可能不穩(wěn)定的2幀前的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)比作為近似值，以代替該幀。這個(gè)時(shí)候，會(huì)得到與沒(méi)有差錯(cuò)時(shí)的解碼結(jié)果大不相同的解碼結(jié)果。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，前一個(gè)幀錯(cuò)誤的時(shí)候，基于(式2)的模式被選擇。因此，在這個(gè)階段預(yù)測(cè)編碼會(huì)被重置，所以能夠防止錯(cuò)誤傳播到后續(xù)幀，抗錯(cuò)能力更加提高。
圖19是表示具備上述寬帶LSP編碼單元107d和變換系數(shù)計(jì)算單元109d的、本發(fā)明實(shí)施方式5的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。從寬帶LSP編碼單元107d輸出的信號(hào)(S11，S51)與實(shí)施方式1～4所示的可擴(kuò)展編碼裝置不同。
本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式3所示的可擴(kuò)展解碼裝置(參照?qǐng)D14)相同，故省略其說(shuō)明。
以上，說(shuō)明了本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置以及可擴(kuò)展解碼裝置。
(實(shí)施方式6)實(shí)施方式1～5的發(fā)明，由于積極地使用前面幀的量化結(jié)果來(lái)進(jìn)行當(dāng)前幀的預(yù)測(cè)，所以能夠提高量化性能。因此，對(duì)于沒(méi)有傳輸路徑差錯(cuò)，或是幾乎沒(méi)有傳播路徑錯(cuò)誤的應(yīng)用特別有效?？墒?，在實(shí)施方式1～5中，如果發(fā)生傳輸路徑差錯(cuò)，有可能會(huì)使錯(cuò)誤在較長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)后續(xù)幀進(jìn)行傳播。具體地說(shuō)，在實(shí)施方式1～5，由于使用以前的窄帶量化LSP和寬帶量化LSP的關(guān)系，來(lái)從當(dāng)前的窄帶量化LSP預(yù)測(cè)寬帶量化LSP，因此在發(fā)生傳輸路徑差錯(cuò)的時(shí)候，有可能在編碼裝置和解碼裝置生成不同的量化結(jié)果。在這種情況，在解碼裝置中，由于無(wú)法正確地進(jìn)行后續(xù)幀的預(yù)測(cè)，所以錯(cuò)誤傳播到后續(xù)幀。但是，在實(shí)施方式2～5中會(huì)產(chǎn)生這樣的錯(cuò)誤傳播的，只限于使用利用以前的量化LSP的預(yù)測(cè)的模式連續(xù)被使用，且在該連續(xù)的幀中發(fā)生傳輸路徑差錯(cuò)的情況。
作為這種情況的改善方法，已知有在依存于以前的量化結(jié)果的預(yù)測(cè)中引入“遺忘因子”的方法(例如，參照Allen Gersho，Robert M.Gray著，古井、田崎、小寺、渡邊合譯“ベクトル量子化と情報(bào)壓縮”，第16章，698頁(yè)～，小節(jié)“利得適応V Qにおける伝送誤り”，コロナ社，1998年11月10日發(fā)行)。根據(jù)這個(gè)引入遺忘因子的方法，使用依存于以前的量化結(jié)果的預(yù)測(cè)(自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量)和不依存于以前的量化結(jié)果的預(yù)測(cè)(固定預(yù)測(cè)模式分量)的和，從當(dāng)前的窄帶量化LSP來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前的寬帶量化LSP。因此，通過(guò)對(duì)自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量和固定預(yù)測(cè)模式分量的比率進(jìn)行最佳化，能夠達(dá)到互為折衷選擇關(guān)系的、得自自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的量化性能改善效果和得自固定預(yù)測(cè)模式分量的抗錯(cuò)能力惡化抑制效果之間的調(diào)和。
在本發(fā)明的實(shí)施方式6，通過(guò)適用在實(shí)施方式5引入所述遺忘因子的方法，在發(fā)生傳輸路徑差錯(cuò)的情況也能夠減輕傳輸路徑差錯(cuò)的影響。也就是說(shuō)，在當(dāng)前幀的寬帶量化LSP的計(jì)算中，對(duì)使用了當(dāng)前幀的量化結(jié)果的自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量和不使用以前的幀的量化結(jié)果的固定預(yù)測(cè)模式分量(固定值)進(jìn)行組合來(lái)加以使用。由此，能夠在自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式的幀發(fā)生傳輸路徑差錯(cuò)時(shí)，通過(guò)使用固定值來(lái)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)遺忘自適應(yīng)預(yù)測(cè)分量，使編碼裝置和解碼裝置的內(nèi)部狀態(tài)隨著時(shí)間而變得接近，從而減輕傳輸路徑差錯(cuò)的影響。再有，在本實(shí)施方式中，由于具有僅進(jìn)行固定預(yù)測(cè)的模式，在切換成固定預(yù)測(cè)模式的幀，編碼裝置和解碼裝置的內(nèi)部狀態(tài)被同時(shí)重置，防止傳輸路徑差錯(cuò)的影響傳播到后續(xù)幀，可改善抗錯(cuò)能力。
圖20是表示本實(shí)施方式的寬帶LSP編碼單元107e的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。并且，圖21是表示本實(shí)施方式的變換系數(shù)計(jì)算單元109e的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，這個(gè)寬帶LSP編碼單元107e和變換系數(shù)計(jì)算單元109e是在實(shí)施方式5中，取代寬帶LSP編碼單元107d(參照?qǐng)D17)和變換系數(shù)計(jì)算單元109d(參照?qǐng)D18)而被使用的。因此，在本實(shí)施方式中，對(duì)于可擴(kuò)展編碼裝置和可擴(kuò)展解碼裝置，僅說(shuō)明寬帶LSP編碼單元107e和變換系數(shù)計(jì)算單元109e。再有，在本實(shí)施方式中，對(duì)于寬帶LSP編碼單元107e和變換系數(shù)計(jì)算單元109e的構(gòu)成要素，對(duì)與寬帶LSP編碼單元107d和變換系數(shù)計(jì)算單元109d的構(gòu)成要素發(fā)揮相同功能的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
在寬帶LSP編碼單元107e中，放大器126-1對(duì)從窄帶LSP編碼單元103輸入的LSP參數(shù)乘以從變換系數(shù)計(jì)算單元109e的系數(shù)表202-2輸入的變換系數(shù)，將該乘法結(jié)果輸出到放大器125-1。另一方面，放大器126-2對(duì)于從窄帶LSP編碼單元103輸入的LSP參數(shù)，在穩(wěn)定模式(自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式)時(shí)乘以從變換系數(shù)計(jì)算單元109e的平滑化單元135輸出的變換系數(shù)，并且在非穩(wěn)定模式(固定預(yù)測(cè)模式)時(shí)乘以存儲(chǔ)在系數(shù)表202-1的變換系數(shù)，將該乘法結(jié)果輸出到放大器125-2。因此，放大器126-1和126-2構(gòu)成本發(fā)明的乘法單元。
另外，在寬帶LSP編碼單元107e中，放大器125-1和125-2分別對(duì)從放大器126-1和126-2輸入的寬帶LSP的向量，也就是對(duì)窄帶量化LSP進(jìn)行變換后獲得的寬帶LSP的向量乘以從加權(quán)系數(shù)碼本223-1和223-2輸出的既定的加權(quán)系數(shù)，將該乘法結(jié)果輸出到加法器128。然后，加法器128計(jì)算從放大器124和放大器125-1、125-2輸出的LSP向量的和，將該加法結(jié)果輸出到加法器127。
如上述，在本實(shí)施方式，放大器126-1和放大器125-1、125-2總是對(duì)當(dāng)前幀的窄帶量化LSP乘以固定變換系數(shù)。也就是說(shuō)，只要從窄帶LSP編碼單元103輸入的窄帶量化LSP未受到以前發(fā)生的傳輸路徑差錯(cuò)的影響，通過(guò)放大器126-1和126-2輸入加法器128的信號(hào)就不受以前發(fā)生的傳輸路徑差錯(cuò)的影響。并且，固定預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)中，放大器126-2也將固定變換系數(shù)和所述窄帶量化LSP相乘，因此在前后幀之間不進(jìn)行信息的交換，較早發(fā)生的傳輸路徑差錯(cuò)的影響不傳播到后續(xù)幀。其結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式，在傳輸路徑差錯(cuò)發(fā)生的時(shí)候，能夠抑制該錯(cuò)誤的影響傳播到后續(xù)幀，并改善抗錯(cuò)能力。
另外，在本實(shí)施方式中雖然說(shuō)明了在變換系數(shù)計(jì)算單元109e設(shè)置兩個(gè)系數(shù)表202-1和202-2，并與此對(duì)應(yīng)地在寬帶LSP編碼單元107e設(shè)置兩個(gè)放大器126-1和126-2的情況，但本發(fā)明不限于此，也可以設(shè)置更多的系數(shù)表202以及放大器126。
再有，在本實(shí)施方式中，雖然說(shuō)明了變換系數(shù)計(jì)算單元109e的系數(shù)表202-1和202-2為個(gè)別設(shè)置的情況，但本發(fā)明不限于此情況，例如也可以在變換系數(shù)計(jì)算單元109e僅設(shè)置一個(gè)系數(shù)表202，相同的變換系數(shù)從該系數(shù)表202分別輸入到寬帶LSP編碼單元107e的兩個(gè)放大器126-1和126-2。
另外，在本實(shí)施方式中雖然說(shuō)明了變換系數(shù)計(jì)算單元109e需要平滑化單元135的情況，但本發(fā)明不限于此情況，例如也可以是不設(shè)置平滑化單元135，將除法器133的輸出直接連接到切換開(kāi)關(guān)203的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，切換開(kāi)關(guān)203一旦切換到系數(shù)表202-1端，就能夠完全將傳輸路徑差錯(cuò)的傳播重置。
另外，即使是變換系數(shù)計(jì)算單元109e具備平滑化單元135的情況，前一個(gè)幀為固定預(yù)測(cè)模式(即，切換開(kāi)關(guān)203連接到系數(shù)表202-1端)的時(shí)候，使(式4)中的K為0，換言之，使Xn(i)＝γ(i)來(lái)求出適用于當(dāng)前幀的窄帶量化LSP的變換系數(shù)，則能夠同樣地完全將傳輸路徑差錯(cuò)的傳播重置。
另外，可以使用圖21所示的變換系數(shù)計(jì)算單元109e，來(lái)取代實(shí)施方式3所示的可擴(kuò)展解碼裝置(參照?qǐng)D14)的變換系數(shù)計(jì)算單元155b。
順便說(shuō)明一句，由于語(yǔ)音信號(hào)的主要分量有集中在其低頻的傾向，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的低頻分量預(yù)測(cè)寬帶量化LSP的時(shí)候，以使自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的構(gòu)成比率降低的方式(例如成為50％以下)來(lái)設(shè)計(jì)加權(quán)系數(shù)，另一方面，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的高頻分量預(yù)測(cè)寬帶量化LSP的時(shí)候，以使自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的構(gòu)成比率提高的方式(例如成為50％以上)來(lái)設(shè)計(jì)加權(quán)系數(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)主觀(guān)質(zhì)量的抗錯(cuò)能力和量化性能的調(diào)和。
(實(shí)施方式7)在本發(fā)明的實(shí)施方式7，在實(shí)施方式6的方法中，根據(jù)窄帶量化LSP的誤差敏感度，對(duì)每個(gè)幀自適應(yīng)地決定寬帶量化LSP的預(yù)測(cè)中的固定預(yù)測(cè)模式分量和自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率。換言之，在實(shí)施方式6，從加權(quán)系數(shù)碼本223-1和223-2輸出的加權(quán)系數(shù)是既定值，但在本實(shí)施方式，以從當(dāng)前幀的窄帶量化LSP計(jì)算出的加權(quán)系數(shù)，對(duì)在穩(wěn)定模式時(shí)選擇的加權(quán)系數(shù)碼本223-1進(jìn)行逐次更新。
這里，在LSP的量化中，為了利用位于頻譜的峰的部分的LSP和位于谷的部分的LSP在主觀(guān)上允許的量化噪聲的電平不同的事實(shí)，已知有下面的方法，即，以在計(jì)算量化誤差的時(shí)候乘以“權(quán)重”的加權(quán)后的歐幾里得距離對(duì)量化誤差進(jìn)行評(píng)價(jià)。將這個(gè)“權(quán)重”作為與誤差敏感度對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)使用的話(huà)，能夠?qū)γ總€(gè)幀從窄帶量化LSP計(jì)算出“權(quán)重”，使寬帶量化LSP的預(yù)測(cè)中的固定預(yù)測(cè)模式分量和自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率基于計(jì)算出的“權(quán)重”自適應(yīng)地變化。其結(jié)果，能夠?qū)γ總€(gè)幀實(shí)現(xiàn)為折衷選擇關(guān)系的抗錯(cuò)能力和量化性能的調(diào)節(jié)。
圖22是表示本實(shí)施方式的寬帶LSP編碼單元107f的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，該寬帶LSP編碼單元107f在實(shí)施方式6中，取代寬帶LSP編碼單元107e(參照?qǐng)D20)而被使用。因此，在本實(shí)施方式中，對(duì)于可擴(kuò)展編碼裝置，僅說(shuō)明寬帶LSP編碼單元107f。再有，在本實(shí)施方式中，對(duì)于寬帶LSP編碼單元107f的構(gòu)成要素，對(duì)與寬帶LSP編碼單元107e的構(gòu)成要素發(fā)揮相同功能的構(gòu)成要素賦予相同的編號(hào)，并省略其說(shuō)明。
寬帶LSP編碼單元107f在實(shí)施方式6所示的寬帶LSP編碼單元107e中，進(jìn)一步包括加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201。加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201用于對(duì)每個(gè)幀進(jìn)行“基于誤差敏感度的加權(quán)”，根據(jù)從窄帶LSP編碼單元103輸入的窄帶量化LSP，例如計(jì)算「R.Salami et al，“Design and Description of CS-ACELPA TollQuality 8kb/s Speech Coder，”IEEE Trans.on Speech and Audio Process.，vol.6，no.2，pp.116-130，March 1998.」的(9)式和「K.K.Paliwal and B.S.Atal，“Efficient Vector Quantization of LPC Parameters at 24 Bits/Frame，”IEEETrans.on Speech and Audio Process.，vol.1，no.1，pp.3-14，January 1993.」的(9)式所記載的加權(quán)，使用計(jì)算出的加權(quán)來(lái)計(jì)算出加權(quán)系數(shù)碼本223-1用的加權(quán)系數(shù)。然后，加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201以對(duì)每個(gè)幀計(jì)算出的加權(quán)系數(shù)對(duì)加權(quán)系數(shù)碼本223-1的加權(quán)系數(shù)碼本的內(nèi)容進(jìn)行逐次更新。另外，在本實(shí)施方式中，加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201在計(jì)算出的權(quán)重越大(誤差敏感度越大)時(shí)，將寬帶量化LSP的預(yù)測(cè)中的固定預(yù)測(cè)模式分量的比率設(shè)定得越高(例如將固定預(yù)測(cè)模式分量的比率設(shè)定為50％以上)，相反地，該加權(quán)越小，越進(jìn)行學(xué)習(xí)以使量化性能變好。然后，加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201對(duì)加權(quán)系數(shù)碼本223-1的內(nèi)容進(jìn)行更新，以接近經(jīng)由該學(xué)習(xí)而獲得的最佳構(gòu)成比(一般說(shuō)來(lái)，自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率變高)。
由此，根據(jù)本實(shí)施方式，加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201根據(jù)當(dāng)前幀的窄帶量化LSP的誤差敏感度，對(duì)在穩(wěn)定模式被選擇的加權(quán)系數(shù)碼本223-1的內(nèi)容進(jìn)行逐次更新，因此通過(guò)對(duì)當(dāng)前幀的寬帶量化LSP的預(yù)測(cè)中的固定預(yù)測(cè)模式分量和自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率進(jìn)行最佳化，能夠在抑制抗差錯(cuò)能力的惡化的同時(shí)，使量化性能最大化。例如，加權(quán)計(jì)算器2201在寬帶量化LSP的預(yù)測(cè)中使固定預(yù)測(cè)模式分量為100％的話(huà)，也就是使放大器125-1的權(quán)重的比率為100％，該放大器125-1與對(duì)窄帶量化LSP乘以固定變換系數(shù)的放大器126-1連接，并且使放大器125-2的比率為0％的話(huà)，就能夠改善抗差錯(cuò)能力。相反地，加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201使自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率為100％的話(huà)，雖然抗差錯(cuò)能力惡化，可是能改善量化性能。并且，加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201使固定預(yù)測(cè)模式分量和自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率為例如50％和50％的話(huà)，產(chǎn)生得自自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的量化性能改善效果，與此同時(shí)，由于固定預(yù)測(cè)分量根據(jù)寬帶LSP編碼單元107f的計(jì)算次數(shù)來(lái)減少傳輸路徑的影響，使得該傳輸路徑差錯(cuò)的影響難以傳播到后續(xù)幀。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于加權(quán)系數(shù)計(jì)算器2201在每個(gè)幀逐次更新加權(quán)系數(shù)碼本223-1的內(nèi)容，即使在窄帶量化LSP的誤差敏感度在每個(gè)幀改變的情況，能夠自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)互為折衷選擇關(guān)系的、得自自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的量化性能改善效果和得自固定預(yù)測(cè)模式分量的抗差錯(cuò)能力惡化抑制效果之間的調(diào)和。
再有，在語(yǔ)音信號(hào)的情況，由于即使有關(guān)其高頻分量的LSP參數(shù)發(fā)生錯(cuò)誤，對(duì)主觀(guān)質(zhì)量的影響較小，因此加權(quán)系數(shù)計(jì)算單元2201以使有關(guān)其低頻分量的固定預(yù)測(cè)模式分量的比率變高，另一方面以使有關(guān)其高頻分量的自適應(yīng)預(yù)測(cè)模式分量的比率變高的方式，來(lái)決定加權(quán)系數(shù)較理想。
另外，在本實(shí)施方式中，雖然說(shuō)明了加權(quán)系數(shù)乘法器2201根據(jù)窄帶量化LSP的誤差敏感度，來(lái)計(jì)算加權(quán)系數(shù)碼本223-1用的加權(quán)系數(shù)的情況，但本發(fā)明不限于這個(gè)情況，例如加權(quán)系數(shù)乘法器2201可從離線(xiàn)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)計(jì)算出加權(quán)系數(shù)碼本223-1用的加權(quán)系數(shù)。
以上，對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。
本發(fā)明的可擴(kuò)展編碼裝置以及可擴(kuò)展解碼裝置不限于上述各個(gè)實(shí)施方式，可進(jìn)行各種變更加以實(shí)施。例如，可適宜地組合各個(gè)實(shí)施方式加以實(shí)施。
本發(fā)明的可擴(kuò)展編碼裝置和可擴(kuò)展解碼裝置也可以安裝在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的通信終端裝置和基站裝置，由此能夠提供具有與上述相同作用效果的通信終端裝置和基站裝置。
然而，這里雖然說(shuō)明了對(duì)LSP參數(shù)進(jìn)行編碼/解碼的情況，但本發(fā)明也可適用于ISP(Immittance Spectrum Pairs)參數(shù)。
另外，雖然有時(shí)特別將取LSP的余弦，也就是使LSP為L(zhǎng)(i)的時(shí)候的cos(L(i))稱(chēng)為L(zhǎng)SF(Line Spectral Frequency)，并與LSP進(jìn)行區(qū)分，但在本說(shuō)明書(shū)中，LSF是LSP的一個(gè)形態(tài)，并使LSF包含于LSP，來(lái)使用LSP一詞。換言之，也可將LSP讀作LSF。
另外，在此雖然使1幀前的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)的比作為當(dāng)前幀的窄帶-寬帶變換系數(shù)，但也可以以時(shí)間序列的方式使用以前的幀的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)的比，通過(guò)預(yù)測(cè)或外推(Extrapolation)地求當(dāng)前幀的寬帶/窄帶的量化LSP參數(shù)的比，將求出的值作為當(dāng)前幀的窄帶-寬帶變換系數(shù)來(lái)使用。
并且，雖然這里以包括穩(wěn)定模式/非穩(wěn)定模式的兩個(gè)模式的模式為例進(jìn)行了說(shuō)明，但模式可以是三個(gè)以上。
另外，這里以頻帶可擴(kuò)展編碼的層為兩個(gè)的情況，也就是由窄帶和寬帶的兩個(gè)頻帶構(gòu)成的頻帶可擴(kuò)展編碼或頻帶可擴(kuò)展解碼為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明也可適用于由三個(gè)以上的頻帶(層)構(gòu)成的頻帶可擴(kuò)展編碼或頻帶可擴(kuò)展解碼。
再有，這里以硬件構(gòu)成本發(fā)明的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明也能夠以軟件實(shí)現(xiàn)。例如，通過(guò)以程序語(yǔ)言描述本發(fā)明的可擴(kuò)展編碼方法或可擴(kuò)展解碼方法的算法，并使該程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器，由信息處理單元執(zhí)行，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與本發(fā)明的可擴(kuò)展編碼裝置或可擴(kuò)展解碼裝置相同的功能。
再有，上述各實(shí)施方式的說(shuō)明中的各功能塊可實(shí)現(xiàn)為一般作為集成電路的LSI。這些塊既可是每個(gè)塊分別集成到一個(gè)芯片，或者可以是部分或所有塊集成到一個(gè)芯片。
并且，雖然此處稱(chēng)為L(zhǎng)SI，但根據(jù)集成程度，可以稱(chēng)為IC、系統(tǒng)LSI、高級(jí)LSI(Super LSI)、或超級(jí)LSI(Ultra LSI)。
另外，實(shí)現(xiàn)集成電路化的方法不僅限于LSI，也可使用專(zhuān)用電路或通用處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在LSI制造后可利用可編程的FPGA(Field Programmable GateArray)，或者可以使用可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接或設(shè)定的可重構(gòu)處理器。
再有，隨著半導(dǎo)體的技術(shù)進(jìn)步或隨之派生的其他技術(shù)的出現(xiàn)，如果能夠出現(xiàn)替代LSI集成回路化的新技術(shù)，當(dāng)然可利用此技術(shù)進(jìn)行功能塊的集成化。并且存在著適用生物技術(shù)的可能性。
本說(shuō)明書(shū)基于2004年4月27日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2004-132113號(hào)和2004年9月6日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2004-259036號(hào)。其內(nèi)容都包含于此以資參考。
工業(yè)利用性本發(fā)明的可擴(kuò)展編碼裝置、可擴(kuò)展解碼裝置、可擴(kuò)展編碼方法以及可擴(kuò)展解碼方法適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)或使用因特網(wǎng)協(xié)議的分組通信系統(tǒng)等的通信裝置的用途。
權(quán)利要求
1.一種可擴(kuò)展編碼裝置，從輸入信號(hào)生成在頻率軸方向具有擴(kuò)展性的窄帶和寬帶的量化LSP參數(shù)，該可擴(kuò)展編碼裝置包括窄帶編碼單元，對(duì)窄帶的輸入信號(hào)的LSP參數(shù)進(jìn)行編碼，生成窄帶的第一量化LSP參數(shù)；變換單元，將所述第一量化LSP參數(shù)的頻帶變換為寬帶；寬帶編碼單元，使用變換為寬帶后的所述第一量化LSP參數(shù)，進(jìn)行對(duì)寬帶的輸入信號(hào)的LSP參數(shù)的編碼，生成寬帶的第二量化LSP參數(shù)；以及計(jì)算單元，基于以前生成的所述第一和第二量化LSP參數(shù)之間的關(guān)系，計(jì)算出由所述變換單元使用的變換系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述可擴(kuò)展編碼裝置，其中，還包括限制器，對(duì)由所述計(jì)算單元計(jì)算出的變換系數(shù)進(jìn)行修正，以使變換系數(shù)收納于預(yù)定的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述可擴(kuò)展編碼裝置，其中，還包括平滑化單元，對(duì)由所述計(jì)算單元計(jì)算出的變換系數(shù)隨時(shí)間進(jìn)行平滑化。
4.如權(quán)利要求1所述可擴(kuò)展編碼裝置，其中所述計(jì)算單元包括預(yù)先保持一個(gè)或多個(gè)變換系數(shù)的系數(shù)表，根據(jù)所述輸入信號(hào)的語(yǔ)音模式，來(lái)對(duì)基于以前生成的所述第一和第二量化LSP參數(shù)之間的關(guān)系而計(jì)算出的變換系數(shù)和所述系數(shù)表保持的變換系數(shù)進(jìn)行切換并輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中基于窄帶的所述第一量化LSP的時(shí)間變化來(lái)決定所述輸入信號(hào)的語(yǔ)音模式。
6.如權(quán)利要求4所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中基于寬帶的所述輸入信號(hào)的LSP參數(shù)的時(shí)間變化來(lái)決定所述輸入信號(hào)的語(yǔ)音模式。
7.如權(quán)利要求4所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中基于所述變換系數(shù)的變換增益來(lái)決定所述輸入信號(hào)的語(yǔ)音模式。
8.如權(quán)利要求4所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中基于量化誤差以閉環(huán)方式?jīng)Q定所述輸入信號(hào)的語(yǔ)音模式。
9.如權(quán)利要求4所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中將所述輸入信號(hào)的語(yǔ)音模式發(fā)送到解碼裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中，還包括加法單元，對(duì)由所述變換單元獲得的所述第一量化LSP參數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，所述計(jì)算單元包括預(yù)先保持一個(gè)以上的變換系數(shù)的系數(shù)表，將基于以前生成的所述第一和第二量化LSP參數(shù)之間的關(guān)系而計(jì)算出的變換系數(shù)和所述系數(shù)表中保持的變換系數(shù)一起輸出，所述變換單元通過(guò)對(duì)所述第一量化LSP參數(shù)單獨(dú)乘以從所述計(jì)算單元輸出的至少兩個(gè)所述變換系數(shù)，將所述第一量化LSP參數(shù)的頻帶變換為寬帶，生成至少兩個(gè)變換為寬帶后的所述第一量化LSP參數(shù)，所述加法單元對(duì)由所述變換單元變換為寬帶的至少兩個(gè)所述第一量化LSP參數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，所述寬帶編碼單元使用所述加法單元進(jìn)行加法運(yùn)算后的所述第一量化LSP參數(shù)，進(jìn)行寬帶的輸入信號(hào)的LSP參數(shù)的編碼，生成寬帶的第二量化LSP參數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的可擴(kuò)展編碼裝置，其中，還包括乘法單元，分別對(duì)由所述變換單元變換為寬帶的至少兩個(gè)所述第一量化LSP參數(shù)單獨(dú)地乘以規(guī)定的加權(quán)系數(shù)；以及加權(quán)系數(shù)計(jì)算單元，計(jì)算在所述乘法單元使用的所述加權(quán)系數(shù)，所述加法單元對(duì)由所述乘法單元乘以了所述加權(quán)系數(shù)的至少兩個(gè)所述第一量化LSP參數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，所述加權(quán)系數(shù)計(jì)算單元基于所述第一量化LSP參數(shù)的誤差敏感度，計(jì)算由所述乘法單元使用的所述加權(quán)系數(shù)。
12.一種通信終端裝置，包括如權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展編碼裝置。
13.一種基站裝置，包括如權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展編碼裝置。
14.一種可擴(kuò)展解碼裝置，對(duì)在頻率軸方向具有擴(kuò)展性的窄帶和寬帶的量化LSP參數(shù)進(jìn)行解碼，該可擴(kuò)展解碼裝置包括窄帶解碼單元，對(duì)窄帶的量化LSP參數(shù)進(jìn)行解碼，生成窄帶的第一LSP參數(shù)；變換單元，將所述第一LSP參數(shù)的頻帶變換為寬帶；寬帶解碼單元，使用變換為寬帶后的所述第一LSP參數(shù)進(jìn)行寬帶的量化LSP參數(shù)的解碼，生成寬帶的第二LSP參數(shù)；以及計(jì)算單元，基于以前生成的所述第一和第二LSP參數(shù)之間的關(guān)系，計(jì)算由所述變換單元使用的變換系數(shù)。
15.一種通信終端裝置，包括如權(quán)利要求14所述的可擴(kuò)展解碼裝置。
16.一種基站裝置，包括如權(quán)利要求14所述的可擴(kuò)展解碼裝置。
17.一種可擴(kuò)展編碼方法，在將對(duì)窄帶的輸入信號(hào)進(jìn)行編碼所獲得的窄帶量化LSP參數(shù)的頻帶變換為寬帶時(shí)，基于以前的窄帶量化LSP參數(shù)和與其對(duì)應(yīng)的寬帶量化LSP參數(shù)的關(guān)系，對(duì)各個(gè)幀自適應(yīng)地進(jìn)行所述變換。
18.一種可擴(kuò)展解碼方法，在將對(duì)窄帶量化LSP參數(shù)進(jìn)行解碼所獲得的窄帶LSP參數(shù)的頻帶變換為寬帶的時(shí)候，基于以前的窄帶LSP參數(shù)和與其對(duì)應(yīng)的寬帶LSP參數(shù)的關(guān)系，對(duì)各個(gè)幀自適應(yīng)地進(jìn)行所述變換。
全文摘要
公開(kāi)一種能夠提高從窄帶LSP到寬帶LSP的變換性能(從窄帶LSP預(yù)測(cè)寬帶LSP時(shí)的預(yù)測(cè)精度)，實(shí)現(xiàn)高性能的頻帶可擴(kuò)展LSP編碼的可擴(kuò)展編碼裝置。在該裝置中，變換系數(shù)計(jì)算單元(109)使用從窄帶LSP編碼單元(103)以前輸出的窄帶的量化LSP和從寬帶LSP編碼單元(107)以前輸出的寬帶的量化LSP來(lái)求變換系數(shù)。寬帶LSP編碼單元(107)將窄帶的量化LSP乘以從變換系數(shù)計(jì)算單元(109)輸入的變換系數(shù)，從而變換為寬帶LSP，并將該寬帶LSP乘以加權(quán)系數(shù)來(lái)求預(yù)測(cè)寬帶LSP。然后，寬帶LSP編碼單元(107)對(duì)求出的預(yù)測(cè)寬帶LSP和寬帶LSP之間的誤差信號(hào)進(jìn)行編碼，獲得寬帶的量化LSP。
文檔編號(hào)G10L19/06GK1947174SQ20058001317
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者江原宏幸, 吉田幸司 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社