CELPとは? わかりやすく解説

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Code Excited Linear Prediction

(CELP から転送)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/03/09 16:55 UTC 版)

Code Excited Linear PredictionCELPセルプ)は線形予測符号ベクトル量子化・合成による分析を組み合わせた音声符号化アルゴリズムである。直訳すると「符号励振線形予測」。

CELPは当時の既存の低ビットレートのアルゴリズム(RELPLPCヴォコーダーFS-1015など)に比べて格段に優れた音質を示した。様々な派生が生まれ(ACELPRCELPLD-CELPVSELPなど)、現在最も広く使われている音声符号化アルゴリズムである。CELPはこのアルゴリズムのクラスを指す用語であり、特定のコーデックを指す用語ではない。

概要

CELPアルゴリズムは次の考え方に基づいている:

  1. 線形予測符号 (LPC) に基づく音源フィルタモデル
    • 声帯相当の音源 (励起信号): 線形予測残差
    • 声道相当のフィルタ:    線形予測フィルタ
  2. ベクトル量子化 (VQ) と コードブック による符号化:
    線形予測フィルタに入力される音源 (励起信号) を、適応型 (ピッチ成分) と固定型 (残差成分成分) のコードブックで符号化
  3. 合成による分析 (AbS: Analysis-by-Synthesis):
    聴覚的重み付けドメイン上の閉ループ内でコードブックを探索して符号化

CELPは1985年に米AT&Tの Schroeder と Atal が提案した[1]。2人が1983年に行った最初のシミュレーションでは、スーパーコンピュータCray-1を使って、1秒間の音声を符号化するのに150秒かかった。その後コードブックの実装方法を改善し、コンピュータの性能向上もあり、携帯電話などでもこのアルゴリズムが使えるようになった。

図1: CELP デコーダの構成例

CELP デコーダ

CELPデコーダは、適応型コードブック (ピッチ成分) と 固定型コードブック (残差成分) から エンコード信号で指定された要素を取出し、指定ゲインを掛けて加算して、励振信号 (excitation)

この節には参考文献や外部リンクの一覧が含まれていますが、脚注によって参照されておらず、情報源が不明瞭です脚注を導入して、記事の信頼性向上にご協力ください。2019年10月
  • B.S. Atal, "The History of Linear Prediction," IEEE Signal Processing Magazine, vol. 23, no. 2, March 2006, pp. 154–161.
  • M. R. Schroeder and B. S. Atal, "Code-excited linear prediction (CELP): high-quality speech at very low bit rates," in Proceedings of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP), vol. 10, pp. 937–940, 1985.
  • Jean-Marc Valin, "Speex: A Free Codec For Free Speech," Xiph.Org Foundation
  • 山根淳、「CELP音声符号化」、Ricoh Technical Report No.23、1997年9月。PDF

関連項目

  • 音声符号化
    • 線形予測符号 (LPC)
    • ACELP: 固定型コードブックを代数形式で格納するアルゴリズム
    • RCELP: 短周期のピッチ変動を除去し圧縮効率を改善したアルゴリズム
    • RPE-LTP: 適応型コードブックの代わりにLong Term Predictionを使うアルゴリズム (GSM-FullRateコーデックで採用)
    • MPEG-4 CELP: MPEG-4 オーディオのCELP系コーデック (CELPをベースに、MPE (RPE-LPT系) あるいは RPE (ACELP系) を組み合わせたもの(選択可能))

外部リンク




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