Design of a Variable Bit Rate Speech Coder Based on One-dimensional SPIHT

Since a codebook-based CELP coder models its excitation signal according to one of several bit rates pre-assigned to codebooks and synthesizes speech signal using codebooks, it can not support encoding of speech signal at an arbitrary bit rate in one encoder. The proposed variable bit rate speech coder encodes the excitation signal based on the bit rate assigned to a present frame of speech using one-dimensional SPIHT and wavelet transform. Also it does't need to model excitation signal (or codebook) to some types as CELP coder, and can encode excitation signal at various bit rates without exact pitch information according to user requirement. As a result, since the coder doesn't have a codebook structure, it has relatively low coder complexity and provides equal or better speech quality compared to G.729 and G.723.1 coder.

1차원 SPIHT를 이용한 가변 비트율 음성 부호기의 설계

코드북 기반의 CELP 부호기는 코드북에 미리 할당된 부호화 비트율에 따라서 여기 신호를 모델링한 후 코드북을 이용하여 음성신호를 합성한다. 따라서 임의의 다양한 비트율을 하나의 부호기에서 지원하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 가변 비트율 부호기는 웨이블렛 변환 (wavelet transform과 1차원 SPIHr (one dimensional SPIHT)를 이용하여 현재 프레임에 할당되는 비트수에 따라서 여기신호를 부호화한다. 또한 CELP 부호기의 경우처럼 특정한 몇 가지 형태로 여기신호(또는 코드북)를 모델링할 필요가 없고, 정확한 피치정보가 없어도 여기신호를 사용자의 요구에 따라 다양한 비트율로 부호화할 수 있다. 그 결과 코드북이 존재하지 않기 때문에 부호기의 복잡도가 낮으며, CELP 기반의 G.729와 G.723.1 부호기와의 음질 비교 결과 동등하거나 나은 결과를 보여준다.