Vector quantization method and decoder thereof

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は音声、画像との他の各種情報の符号化に利用され、特に移動無線伝送路のように伝送符号誤りが生じ易い伝送路を用いて伝送する場合の符号化に適し、入力ベクトルを複数の代表ベクトルからなる符号帳の複数を用いて符号化するベクトル量子化方法及びそのベクトル量子化された符号を復号化する復号化器に関する。

【０００２】

【従来の技術】伝送路符号誤りの多い伝送路を用いてベクトルを伝送する方法としては、代表ベクトルを符号誤りを考慮して設定する方法や、代表ベクトルにラベルを付与する際に符号誤りを考慮する方法等がある。 これらの方法は、熊沢、笠原、滑川：“通信路誤りを考慮したベクトル量子化器の構成”、信学論、Ｖｏｌ． Ｊ６７−
Ｂ、Ｎｏ． １、ｐｐ． １−８、１９８４、Ｋｅｎｎｅｔ
ｈ Ｚｅｇｅｒ、Ａｌｌｅｎ Ｇｅｒｓｈｏ：“Ｐｓｅ
ｕｄｏ−Ｇｒａｙ Ｃｏｄｉｎｇ”、ＩＥＥＥＴｒａｎ
ｓ． ｏｎ Ｃｏｍｍ． 、Ｖｏｌ． ３８、Ｎｏ． １２、ｐ
ｐ． ２１４７−２１５８、１９９０その他の文献で開示されている。 これらの方法は、代表ベクトルを符号帳に直接持つため、符号帳を記憶するために大きな記憶容量を必要とする。

【０００３】大きな記憶容量を必要とせずに、伝送路符号誤りの多い伝送路を用いてベクトルを伝送する方法として、構造化された２つの符号帳を用いてベクトルを量子化して伝送する方法がある。 この方法は、守谷、“２
チャンネルベクトル量子化の音声符号化への応用”、信学技法、ＩＴ８７−１０６、ｐｐ．２５−３０、１９８
７その他の文献に開示されている。 この方法は、規模の小さな符号帳を２つ持ち、２つの代表ベクトルを組合わせて用いることで記憶容量の低減を計り、かつラベルを２つ伝送することで符号誤りの影響を軽減するものである。 この方法を図５を参照して説明する。 符号化器では、符号帳１から１つの代表ベクトルｚ _1iを、符号帳２
から１つの代表ベクトルｚ _2jをそれぞれ取出し、これら代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを合成部３で加算してベクトル和ｙ _i,j ＝ｚ _1i ＋ｚ _2jを作り、この合成代表ベクトルｙ
_i,jと入力端子４からの入力ベクトルｘとの距離ｄ
（ｘ，ｙ _ij ）を距離算出部５で算出する。 制御部６は、
符号帳１，２に対する各代表ベクトル選択スイッチ７，
８をそれぞれ制御して、距離算出部５の出力ｄ（ｘ，ｙ
_ij ）が最小となるように代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを探索する。 距離最小のときの代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jの各ラベルｉ，ｊを出力端子９に符号化出力として出力する。

【０００４】復号化器では入力端子１１からの入力符号中のラベルｉ，ｊに応じて制御部１２は代表ベクトル選択スイッチ１３，１４をそれぞれ制御して符号帳１５，
１６から代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jをそれぞれ取出し、これら取出した代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを合成部１７でベクトル合成して再生ベクトルｙ _i,j ＝ｚ _1i ＋ｚ _2jとして出力端子１８へ出力する。 なお符号帳１５，１６は符号帳１，２とそれぞれ同一のものが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示した方法によれば、代表ベクトルを記憶する符号帳の記憶容量を節約でき、かつ伝送路符号誤りの多い伝送路に適用した場合、復号化器で２つのラベルを用いてベクトル合成するため符号誤りの影響を受けにくいという利点がある。

【０００６】しかしこの方法によっても、個々のベクトルの要素について見た場合、ラベルが符号誤りを起した場合、受信したベクトルの全ての要素に歪が生じることになる。 またその誤りに状態によっては大きな歪みとなる問題があった。 また距離最小となる合成代表ベクトルを探索する際に従来においては２つの符号帳の代表ベクトルの全ての組合せについて距離ｄ（ｘ，ｙ _ij ）を計算しているため、計算量が非常に多いという問題もあった。

【０００７】従ってこの発明の１つの目的は入力符号に誤りが生じても大きな歪みが生じ難いベクトル量子化方法を提供することにある。 この発明の他の目的は入力符号に誤りが生じても大きな歪みが生じ難く、かつ計算量（処理量）が少ないベクトル量子化方法を提供することにある。 この発明の更に他の目的は前記目的を満足したベクトル量子化方法により量子化された符号を復号化するベクトル量子化復号化器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれば、各符号帳からの代表ベクトルが加算され、その加算された合成代表ベクトルと入力ベクトルとの距離が計算されるが、前記加算される各代表ベクトルにはそれぞれその各要素に少くとも１つが異なっている重み係数が乗算されたものであって、その重み係数は符号帳ごとに互いに異なっている。 重み係数の乗算は符号帳から取出した代表ベクトルに対して行うか、重み係数を予め乗算した代表ベクトルを符号帳に記憶しておく。

【０００９】請求項２の発明では請求項１の発明において代表ベクトルに乗算されている重み係数を対角要素とする行列とした時、各符号帳ごとの重み係数行列の和が単位行列の定数倍になるように重み係数が選定されている。 請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明において、各符号帳ごとに重み係数を乗算した代表ベクトルの集合をそれぞれ直線近似し、入力ベクトルを各近似直線に射影し、その射影周辺に存在する重み係数を乗じた代表ベクトルを符号帳ごとに複数個選択し、これら選択した複数個の重み係数が乗算された代表ベクトルの中から合成代表ベクトルを作り、入力ベクトルとの距離が最小のものを求める。

【００１０】請求項４の発明は請求項１乃至３の何れかの発明によりベクトル量子化された符号の復号化器であって、各符号帳から取出された代表ベクトルに対して乗算手段により重み係数が乗算され、その乗算された代表ベクトルが加算合成されて再生ベクトルとされるが、これら重み係数は請求項１又は２の発明におけるそれと同様に選定されている。

【００１１】請求項４の発明で重み係数を乗算手段により乗算したが、請求項５の発明では重み係数を予め乗算した代表ベクトルを符号帳にもつ。 更にこの発明はいわゆるＣＥＬＰやＶＳＥＬＰ方式の音声符号化方法にも適用でき、その場合は、スペクトル波形パラメータのベクトル量子化、パワのベクトル量子化、各符号帳のベクトル量子化にそれぞれ単独または複数同時に適用される。
この場合は入力音声信号に対する合成音声信号の歪が最小となるように制御される。

【００１２】

【実施例】図１に請求項１、２、４の各発明の実施例を示し、図７と対応する部分に同一符号を付けてある。 図１Ａの符号化器において、この発明によれば代表ベクトル選択スイッチ７，８とベクトル合成部３との間にそれぞれ乗算器２１，２２が挿入され、符号帳１，２からそれぞれ選択された各代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jに重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂が各要素ごとに乗算器２１，２２でそれぞれ乗算されてベクトル合成部３へ供給される。 重み係数ｗ
₁ ，ｗ ₂はそれぞれ乗算される代表ベクトルの各要素について少なくとも１つは異った値とされている。 また符号帳１，２ごとに重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂は互いに異なっている。 更に好ましくは重み係数ｗ ₁の代表ベクトルの各要素に乗算されるべき値ｗ ₁₁ ，ｗ ₁₂ …ｗ _nを下記のように対角要素に持つ重み係数行列ｗ ₁で表わすと、

【００１３】

【数１】

【００１４】各符号帳１，２の重み係数行列ｗ ₁ ，ｗ ₂
の和は下記のように単位行列の定数倍となるように各重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂が選定される。

【００１５】

【数２】

【００１６】このように各代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jにそれぞれ重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂が乗算されたベクトルｗ ₁ ｚ
_1j ，ｗ ₂ ｚ _2jとがベクトル合成され、その合成ベクトルと入力ベクトルｘとの距離が最小となるように、符号帳１，２の代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jが探索される。 このように構成されているため、代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jがそれぞれ例えば２次元ベクトルｚ _1i ＝（ｚ _11i ，
ｚ _12i ）、ｚ _2j ＝（ｚ _21j ，ｚ _22j ）とし、重み係数ｗ
₁ ＝（ｗ ₁₁ ＝１．８，ｗ ₁₂ ＝０．２）、ｗ ₂ ＝（ｗ ₂₁ ＝
０．２，ｗ ₂₂ ＝１．８）とする。 この時符号帳１の代表ベクトルにｚ ₁₁ ，ｚ ₁₂ …が図２Ａに示すように１次元値、２次元値面に２次元にほぼ一様に分布していたとすると、この各代表ベクトルにそれぞれ重み係数ｗ ₁を乗算した重み付け代表ベクトルｚ ₁₁ ′，ｚ ₁₂ ′…は図２Ｂ
に示すように１次元値軸に片寄った分布となる。 同様に図２Ｃに示すように２次元にほぼ一様に分布していた符号帳２の代表ベクトルｚ ₂₁ ，ｚ ₂₂ …に重み係数ｗ ₂が乗算されて図２Ｄに示すように２次元値軸に片寄った分布となる。

【００１７】従って例えば図２Ｅに示すように、一方の重み付け代表ベクトルｚ _1iのラベルが伝送路誤りを受け重み付け代表ベクトルｚ _1i ′になったとしても、他方の重み付け代表ベクトルｚ _2jとの合成ベクトルはｙ _ijかｙ
_ij ′に変化する。 重み付け代表ベクトルｚ _1i 、他の何れの重み付け代表ベクトルｚ _1i ′にも変化する可能性があるが、ｚ _1iが片寄った分布となっているため、合成ベクトルｙ _i,jとｙ _i,j ′との誤差ベクトルΔｙはどのようにｚ _1iが変化しても比較的小さい。 これに対し、重み係数を乗算しない場合は、図２Ｆに示すように、一方の代表ベクトルｚ _1iが代表ベクトルｚ _1i ′に変化するとこれらと、他方の代表ベクトルｚ _2jとの各合成ベクトルｙ _ij ，ｙ _ij ′となり、代表ベクトルｚ _1iは符号帳１のどの代表ベクトルにも変化する可能性があり、かつ代表ベクトルｚ ₁₁ ，ｚ ₁₂ …は広範囲に分布しているため、合成ベクトルｙ _ijと変化した合成ベクトルｙ _ij ′との誤差ベクトルΔｙは可成り大きなものとなる可能性がある。

【００１８】つまり図２の例では重み付け代表ベクトルｗ ₁ ｚ _1i ＝（ｗ ₁₁ ｚ _11i ，ｗ ₁₂ ｚ _{12 i} ）に誤りが生じ、
ｗ ₁ ｚ _1i ′＝（ｗ ₁₁ ｚ _11i ′，ｗ ₁₂ ｚ _12i ′）となった場合に第１次元目の要素ｗ ₁₁ ，ｚ _11i ′に歪を集中させ、第２次元目の要素ｗ ₁₂ ｚ _{12 i} ′の歪を小さく抑え、
全体としての歪を小さくしているとも云える。 図１Ｂは請求項４の発明の実施例を示す復号化器である。 図７Ｂ
の場合と同様に、入力符号のラベルｉ，ｊの代表ベクトルを符号帳１５，１６からそれぞれ取出して合成するが、この実施例ではスイッチ１３，１４とベクトル合成部１７との間にそれぞれ乗算器２４，２５が挿入され、
図１Ａの符号化器での対応する乗算器２１，２２でそれぞれ乗算したと同一の重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂を、符号帳１
５，１６からそれぞれ取出した代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2j
に乗算し、この乗算された代表ベクトルｗ ₁ ｚ _1i ，ｗ ₂
ｚ _2jをベクトル合成部１７で合成して再生ベクトルとする。

【００１９】次に図３を参照して請求項３の発明の実施例を説明する。 図３はこの発明を二つの符号帳１，２の各代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jがそれぞれ２次元であって、
各代表ベクトルｚ _1iには重み係数ｗ ₁ ＝（ｗ ₁₁ ＝１．
８、ｗ ₁₂ ＝０．２）を乗算し、各代表ベクトルｚ _2jには重み係数ｗ ₂ ＝（ｗ ₂₁ ＝０．２、ｗ ₂₂ ＝１．８）を乗算し、符号帳１は８個の代表ベクトルを、符号帳２は１６
個の代表ベクトルを持つ場合の符号帳１の各代表ベクトルに重み係数ｗ ₁を乗算したベクトルを×印で、符号帳２の各代表ベクトルに重み係数ｗ ₂を乗算したベクトルを○印で示し、入力ベクトルｘを示している。

【００２０】この発明では符号帳１の各代表ベクトルに重み係数ｗ ₁を乗算した代表ベクトルの集合（×印の集合）を直線２７で近似する。 つまり直線２７はこれと各×印との距離（又は第２次元軸方向での距離Ｄ ₁₁ ，
Ｄ ₁₂ ，Ｄ ₁₃ …）の和が最小となるように選定されている。 同様に符号帳２の各代表ベクトルに重み係数ｗ ₂を乗算した代表ベクトルの集合（○印の集合）を直線２８
で近似する。 直線２８はこれと各○印との距離（又は第１次元軸方向での距離Ｄ ₂₁ ，Ｄ ₂₂ ，Ｄ ₂₃ …）の和が最小となるように選定される。

【００２１】入力ベクトルｘを近似直線２７，２８にそれぞれ射影し、その射影周辺に存在する重み係数を乗じた代表ベクトルをそれぞれ複数個選択する。 つまり入力ベクトルｘを通り近似直線２８と平行な直線２９と近似直線２７との交点ｐ ₁の横軸の値、即ち第１次元の値ｐ
_1xを求め、この値ｐ _1xと、第１次元（第１番目の要素）
に大きな重み係数をもつ符号帳１の各代表ベクトルの第１次元値（第１番目の要素の値）とを比較し、その差が小さいものから、所定値、例えば３つを選択する。 このようにして符号帳１に関する予備選択を行う。 同様にして入力ベクトルｘを通り近似直線２７と平行な直線３１
と近似直線２８との交点ｐ ₂の縦軸の値、即ち第２次元の値ｐ _2yを求め、この値ｐ _2yと、第２次元（第２番目の要素）に大きな重み係数をもつ符号帳２の各代表ベクトルの第２次元値（第２番目の要素の値）とを比較し、その差が小さいものから、所定数、例えば３つを選択して、符号帳２に関する予備選択を行う。

【００２２】これら符号帳１，２からそれぞれ予備選択されたものについてのみ、重み係数の乗算とベクトル合成とを行い、その合成ベクトルと入力ベクトルｘとの距離が最小となる代表ベクトルの組を探す。 この例では予備選択により代表ベクトルが３つずつ取出されるから合成代表ベクトルの数は９つであるが、このような予備選択を行わない場合は代表ベクトルの組合せ数（合成代表ベクトルの数）は１２８となり、入力ベクトルとの距離計算が、予備選択を行う場合は行わない場合の９／１２
８に減少する。

【００２３】請求項７の発明の符号化方法をＣＥＬＰ方式の音声符号化に適用した実施例を図４に示す。 入力端子３４からの入力音声信号は一定周期でサンプリングされ、それぞれデジタル値とされたもので、これはフィルタ係数決定部３５で例えば線形予測分析して、線形予測係数が求められ、これよりスペクトル形状パラメータが求められ、これがフィルタ係数量子化部３６で例えば量子化され、その量子化値が合成フィルタ３７のフィルタ係数として設定される。 制御部６により選択スイッチ３
８が制御され、ピッチ励振源３９から予め用意された複数のピッチ周期をもつパルスのような励振信号の１つが選択されて利得付与部４１へ供給され、また選択スイッチ４２が制御され、符号帳励振源４３から予め用意された複数の雑音信号の１つが選択され、予測利得部４４へ供給され、利得予測部４５で予測された利得が付与される。 予測利得部４４の出力は利得付与部４６で利得が付与される。

【００２４】利得付与部４１，４６で与える各利得はベクトル合成部３の出力合成代表ベクトルｙ _i,jの第１番目、第２番目の各要素の値ｙ _iy1 ，ｙ _iy2である。 利得付与部４１，４６で利得付与されたピッチ励振信号と雑音信号とが加算回路４７で加算されて合成フィルタ３７
へ駆動信号として供給され、合成フィルタ３７で音声合成される。 この合成音声信号と入力端子３４からの入力音声信号との差が差回路４８でとられ、差出力により歪算出部５で合成音声信号の入力信号に対する歪が計算される。 この制御部６により選択スイッチ７，８を制御して符号帳１，２の各代表ベクトルの選択を制御して、その選択した各代表ベクトルに対し乗算器２１，２２で重み係数を乗算してベクトル合成部３へ供給する。 歪算出部５での算出歪が最小となるように符号帳１，２の代表ベクトルの選択を行う。 歪最小が得られると、ピッチ励振源３９からのピッチ周期信号と、符号帳励振源４３からの雑音信号と組合せを変更して、歪算出部５での算出歪が最小になるように符号帳１，２の代表ベクトルの選択を行う。 以下同様のことを繰返し、得られた各歪最小結果のなかから歪最小のものを選択し、その時の符号帳１，２の選択代表ベクトルを示すラベル、ピッチ励振源３９の選択ピッチ周期信号を示すラベル、符号帳励振源４３の選択雑音信号を示すラベルと、フィルタ係数量子化部３６のスペクトル波形パラメータの量子化した符号とを符号出力部４９から出力する。

【００２５】この例の場合乗算器２１，２２で乗算する重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂は対応要素、例えばｗ ₁₁とｗ ₂₁との値が２：１の割合から、伝送路誤りに対し、その影響が比較的大きくならない効果が出初め、１０：１以上としても、伝送路誤りに対する歪改善の効果は大とならず、
返って、伝送路誤りがない場合、つまり正常時における歪が大きくなる。 またこのように代表ベクトルにｚ _1i ，
ｚ _2jが２次元でｚ _1i ＝（ｚ _11i ，ｚ _12i ），ｚ _2j ＝（ｚ
_21j ，ｚ _22j ）の場合は、重み係数ｗ ₁ ＝（ｗ ₁₁ ，
ｗ ₁₂ ），ｗ ₂ ＝（ｗ ₂₁ ，ｗ ₂₂ ）の要素をｗ ₁₁ ＝ｗ ₂₂ ，ｗ
₁₂ ＝ｗ ₂₁とし、ｗ ₁₁ ＞ｗ ₁₂の場合は、ピッチ励振源３９
からのピッチ周期信号の合成音声信号ｙ _p 、符号帳励振源４３からの雑音信号の合成音声信号ｙ _cとすると符号帳１に関する予備選択として、すべてのｉについて、 Ｄ ₁ (i)＝‖ｘ−ｗ ₁₁ ｚ _11i ｙ _p ‖ ²を求め、この値の小さいものから所定数、例えば３個と対応する代表ベクトルを符号帳１から予備選択し、同様に符号帳２に関する予備選択とし、すべてのｊについて、 Ｄ ₂ (j)＝‖ｘ−ｗ ₁₁ ｚ _22j ｙ _c ‖ ²を求め、この値の小さいものから所定数、例えば３個と対応する代表ベクトルを符号帳２から予備選択する。 これら両予備選択された各３つの代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2j
についてのみ、 Ｄ(i,j) ＝‖ｘ−（ｗ ₁₁ ｚ _11i ＋ｗ ₁₂ ｚ _12i ）ｙ _p −
（ｗ ₁₂ ｚ _21j ＋ｗ ₁₁ ｚ _22j ）ｙ _c ‖ ²を求め、これが最小となるｉ，ｊを符号化出力としてもよい。 このようにして計算量を減少することもできる。

【００２６】図４の構成において符号帳励振源４３から選択した雑音信号のベクトル量子化に請求項８の発明を適用した実施例の要部を図５Ａに示す。 この例では２つの符号帳励振源４３ａ，４３ｂを設け、これら符号帳励振源４３ａ，４３ｂからそれぞれ各１つの雑音ベクトルを選択し、これら選択した雑音ベクトルに対し、重み係数乗算器５１ａ，５１ｂとでそれぞれ重み係数を乗算する。 これら重み係数は図１Ａで説明した重み係数ｗ ₁ ，
ｗ ₂と同様な関係に選定されている。 乗算器５１ａ，５
１ｂの各出力は符号帳励振源合成部５２で加算され、図４中の符号帳励振源４３から選択した雑音信号として予測利得部４４へ供給される。 図４について説明したように制御部６の制御により、合成フィルタ３７からの合成音声信号が入力音声信号に対する歪が最小となるように符号帳励振源４３ａ，４３ｂからそれぞれ雑音ベクトルを選択する。

【００２７】ピッチ励振源３４から選択したピッチ周期信号のベクトル量子化も同様に行うことができ、その要部（請求項９の発明）を図５Ｂに示す。 この例では２つのピッチ励振源３４ａ，３４ｂからそれぞれ各１つのピッチ周期ベクトルを重み係数乗算器５３ａ，５３ｂでそれぞれ重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂を乗算し、これら乗算出力をピッチ励振源合成部５４で加算して、図４中のピッチ励振源４３からの選択したピッチ周期信号として乗算器４
１へ供給する。 重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂は図１Ａのそれと同様に決められている。

【００２８】図４中のフィルタ係数量子化部３６の量子化にこの発明を適用する場合は、図１Ａにおいて、符号帳１，２にそれぞれ代表スペクトル波形ベクトルをそれぞれ記憶しておき、これらからそれぞれ選択した各１つの代表スペクトル波形ベクトルに重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂を乗算してベクトル合成部３で合成し、その合成代表スペクトル波形ベクトルとフィルタ係数決定部３５（図４）
からの入力スペクトル波形ベクトルとの距離が最小となるように符号帳１，２から選択する代表スペクトル波形ベクトルを探索すればよい。

【００２９】請求項１１の発明のベクトル量子化方法をいわゆるＶＳＥＬＰに適用した実施例の要部を図６に示す。 この場合は符号帳励振源４３として多数の基底ベクトル符号帳４３ ₁ 〜４３ _nが設けられ、これら基底ベクトル符号帳４３ ₁ 〜４３ _nの各雑音ベクトルは極性制御手段５６ ₁ 〜５６ _nでそれぞれ正または負の極性が付けられ、これら極性制御された雑音ベクトルは、この発明では重み係数乗算器５７ ₁ 〜５７ _nで重み係数がそれぞれ乗算され、これら乗算出力は加算回路５８で加算され、この加算出力は図４中の予測利得部４４へ供給される。 極性制御手段５６ ₁ 〜５６ _nは図４中の制御部６から合成音声信号の入力音声信号に対する歪が最小になるように各別に選択制御される。 つまり、各基底ベクトル符号帳４３ _i （ｉ＝１，２，…，ｎ）と極性制御手段５
６ _iとの組は１つの符号帳励振源を構成し、２つの正、
負の２つの雑音ベクトルの一方が制御部６により選択されていると言える。 重み係数乗算器５７ ₁ 〜５７ _nの各重み係数ｗ ₁ ，ｗ _nは図１Ａで説明した重み係数ｗ ₁ ，
ｗ ₂と同様な関係とされている。

【００３０】この図６の説明から理解されるように、図４の符号帳励振源４３の代わりに図６中の基底ベクトル符号帳４３ ₁ 〜４３ _n及び極性制御手段５６ ₁ 〜５６ _n
を用いてもよい。 このことは図５Ａ中の符号帳励振源４
３ａ，４３ｂについても同様である。 また図４中のピッチ励振源３９としては入力音声信号中の過去の信号から得られたピッチ周期信号を用いるいわゆる適応符号帳としてもよい。 この適応符号帳は図５Ａ，図６に示した実施例のピッチ励振源として用いてもよい。 更に前記パワのベクトル量子化、スペクトル波形パラメータのベクトル量子化、ピッチ励振源のベクトル量子化、符号帳励振源のベクトル量子化の複数について同時にこの発明を適用することもできる。

【００３１】図１Ａにおいて符号帳１，２内にその各代表ベクトルにそれぞれ重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂を乗算した代表ベクトルｗ ₁ ｚ _1i ，ｗ ₂ ｚ _2jをそれぞれ記憶しておき、乗算器２１，２２を省略してもよい。 同様に図１Ｂ
において、符号帳１５，１６にそれぞれ代表ベクトルｗ
₁ ｚ _1i ，ｗ ₂ ｚ _2jを記憶しておき、乗算器２４，２５を省略してもよい。

【００３２】更に上述では２つの符号帳からそれぞれ代表ベクトルを取出してベクトル合成したが、３以上の符号帳からそれぞれ代表ベクトルを取出してベクトル合成する場合にもこの発明を適応することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように請求項１，２，７〜１
１の各発明によれば、伝送路誤りなどにより符号誤りが生じても、復号化出力の歪が比較的小さくて済む。 請求項３の発明によれば符号誤りが生じて復号化出力の歪が比較的小さく、しかも符号化処理における計算量を著しく減少し、かつ短時間で符号化することができる。

【００３４】請求項４乃至６の発明によれば、請求項１
乃至３の発明の符号化法により符号化された符号を再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは請求項１、２の各発明を適用した符号化器の例を示すブロック図、Ｂは請求項４の発明による復号化器の実施例を示すブロック図である。

【図２】Ａ、Ｃはそれぞれ符号帳１，２の各代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを示す図、Ｂ、Ｄはそれぞれ代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jにそれぞれ重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂を乗算したベクトルを示す図、Ｅはこの発明における合成ベクトルと誤り合成ベクトルの例を示す図、Ｆは従来法における合成ベクトルと誤り合成ベクトルの例を示す図である。

【図３】請求項３の発明の要部を説明するための重み係数を乗じた代表ベクトルの集合と、その近似直線とを示す図。

【図４】請求項７の発明方法を適用した符号化器の例を示すブロック図。

【図５】Ａは請求項８の発明を適用した符号化器の例の要部を示すブロック図、Ｂは請求項９の発明を適用した符号化器の例の要部を示すブロック図である。

【図６】請求項１１の発明を適用した符号化器の例の要部を示すブロック図。

【図７】従来のベクトル量子化器と復号化器を示すブロック図。

【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】大きな記憶容量を必要とせずに、伝送路符号誤りの多い伝送路を用いてベクトルを伝送する方法として、構造化された２つの符号帳を用いてベクトルを量子化して伝送する方法がある。 この方法は、守谷、“２
チャンネルベクトル量子化の音声符号化への応用”、信学技法、ＩＴ８７−１０６、ｐｐ．２５−３０、１９８
７その他の文献に開示されている。 この方法は、規模の小さな符号帳を２つ持ち、２つの代表ベクトルを組合わせて用いることで記憶容量の低減を計り、かつラベルを２つ伝送することで符号誤りの影響を軽減するものである。 この方法を図７を参照して説明する。 符号化器では、符号帳１から１つの代表ベクトルｚ _1iを、符号帳２
から１つの代表ベクトルｚ _2jをそれぞれ取出し、これら代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを合成部３で加算してベクトル和ｙ _ij ＝ｚ _1i ＋ｚ _2jを作り、この合成代表ベクトルｙ _ij
と入力端子４からの入力ベクトルｘとの距離ｄ（ｘ，ｙ
_ij ）を距離算出部５で算出する。 制御部６は、符号帳１，２に対する各代表ベクトル選択スイッチ７，８をそれぞれ制御して、距離算出部５の出力ｄ（ｘ，ｙ _ij ）が最小となるように代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを探索する。
距離最小のときの代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jの各ラベルｉ，ｊを出力端子９に符号化出力として出力する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】復号化器では入力端子１１からの入力符号中のラベルｉ，ｊに応じて制御部１２は代表ベクトル選択スイッチ１３，１４をそれぞれ制御して符号帳１５，
１６から代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jをそれぞれ取出し、これら取出した代表ベクトルｚ _1i ，ｚ _2jを合成部１７でベクトル合成して再生ベクトルｙ _ij ＝ｚ _1i ＋ｚ _2jとして出力端子１８へ出力する。 なお符号帳１５，１６は符号帳１，２とそれぞれ同一のものが用いられている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】従って例えば図２Ｅに示すように、一方の重み付け代表ベクトルｚ _1iのラベルが伝送路誤りを受け重み付け代表ベクトルｚ _1i ′になったとしても、他方の重み付け代表ベクトルｚ _2jとの合成ベクトルはｙ _ijから
ｙ _ij ′に変化する。 重み付け代表ベクトルｚ _1i 、他の何れの重み付け代表ベクトルｚ _1i ′にも変化する可能性があるが、ｚ _1iが片寄った分布となっているため、合成ベクトルｙ _i,jとｙ _i,j ′との誤差ベクトルΔｙはどのようにｚ _1iが変化しても比較的小さい。 これに対し、重み係数を乗算しない場合は、図２Ｆに示すように、一方の代表ベクトルｚ _1iが代表ベクトルｚ _1i ′に変化するとこれらと、他方の代表ベクトルｚ _2jとの各合成ベクトルｙ
_ij ，ｙ _ij ′となり、代表ベクトルｚ _1iは符号帳１のどの代表ベクトルにも変化する可能性があり、かつ代表ベクトルｚ ₁₁ ，ｚ ₁₂ …は広範囲に分布しているため、合成ベクトルｙ _ijと変化した合成ベクトルｙ _ij ′との誤差ベクトルΔｙは可成り大きなものとなる可能性がある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】利得付与部４１，４６で与える各利得はベクトル合成部３の出力合成代表ベクトルｙ _ijの第１番目、第２番目の各要素の値ｙ _iy1 ，ｙ _iy2である。 利得付与部４１，４６で利得付与されたピッチ励振信号と雑音信号とが加算回路４７で加算されて合成フィルタ３７
へ駆動信号として供給され、合成フィルタ３７で音声合成される。 この合成音声信号と入力端子３４からの入力音声信号との差が差回路４８でとられ、差出力により歪算出部５で合成音声信号の入力信号に対する歪が計算される。 この制御部６により選択スイッチ７，８を制御して符号帳１，２の各代表ベクトルの選択を制御して、その選択した各代表ベクトルに対し乗算器２１，２２で重み係数を乗算してベクトル合成部３へ供給する。 歪算出部５での算出歪が最小となるように符号帳１，２の代表ベクトルの選択を行う。 歪最小が得られると、ピッチ励振源３９からのピッチ周期信号と、符号帳励振源４３からの雑音信号と組合せを変更して、歪算出部５での算出歪が最小になるように符号帳１，２の代表ベクトルの選択を行う。 以下同様のことを繰返し、得られた各歪最小結果のなかから歪最小のものを選択し、その時の符号帳１，２の選択代表ベクトルを示すラベル、ピッチ励振源３９の選択ピッチ周期信号を示すラベル、符号帳励振源４３の選択雑音信号を示すラベルと、フィルタ係数量子化部３６のスペクトル波形パラメータの量子化した符号とを符号出力部４９から出力する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】ピッチ励振源３ ９から選択したピッチ周期信号のベクトル量子化も同様に行うことができ、その要部（請求項９の発明）を図５Ｂに示す。 この例では２つのピッチ励振源３４ａ，３４ｂからそれぞれ各１つのピッチ周期ベクトルを重み係数乗算器５３ａ，５３ｂでそれぞれ重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂を乗算し、これら乗算出力をピッチ励振源合成部５４で加算して、図４中のピッチ励振源３９からの選択したピッチ周期信号として乗算器４
１へ供給する。 重み係数ｗ ₁ ，ｗ ₂は図１Ａのそれと同様に決められている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】