In this thesis, a tandemless transcoding algorithm between AMR and EVRC which are the speech coding standards of IMT-2000, is proposed.
A simple solution to the compatibility problem between the two different coding standards is obtained by the tandem method. The tandem method generates a speech signal by using a decoder from one standard and then re-encodes the signal by the other standard. Under the tandem approach, the speech signal undergoes encoding and decoding process twice and results in quality loss, computational increase and extra delay. These problems can be reduced by the tandemless method.
The tandemless method directly converts the parameters from one coder to another. The transcoding by the tandemless method is performed in the parameter domain, whereas the tandem method is performed in the speech domain.
The proposed tandemless transcoding algorithm is composed of three parts: (1) LSP conversion using linear interpolation, (2) pitch conversion using excitation signals, and (3) adaptive/fixed codebook gains conversion. The proposed transcoding algorithm reduces 20 % of the complexity in the encoding part. Subjective tests as well as objective quality evaluation confirmed that the proposed transcoding algorithm introduces less degradation in speech quality compared to that of the tandem method. Futhermore, the tandemless method introduces shorter processing delay and less computational complexity than the tandem method.
본 논문에서는 서로 다른 음성 부호화기를 사용하는 통신망에서의 호환성을 위해 음성신호를 이중 부/복호화함으로써 야기되는 음질의 저하, 계산량 및 지연 시간 증가 등의 문제를 최소화할 수 있는 상호 부호화 알고리듬을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 AMR로 부호화된 음성 패킷과 EVRC로 부호화된 음성 패킷을 파라미터 도메인에서 상호 부호화함으로써 음성 도메인에서 상호 부호화하는 tandem 방식보다 적은 계산량과 짧은 지연 시간을 갖는다. 그러나, tandem 방식에 의한 음질과 비교해서 더 적은 선호도를 나타내었다.
서로 같은 프레임 길이 (20ms)를 갖는 두 음성부호화기는 서로 다른 예견구간을 고려하여 서로 상호 부호화된다. 상호 부호화 과정은 크게 선형 보간을 이용한 LSP 변환과 피치 완만화를 이용한 적응 코드북 변환, 그리고 이득 파라미터의 변환으로 구성된다.
LSP 변환 과정에서는 시간영역에서 두 음성부호화기 사이에 가장 잘 대응되는 해당 프레임의 LSP 정보를 선형 보간을 이용해 직접 변환하였다. 이 결과 LPC 계수를 구하기 위한 계산과정, 예견 구간, LPC를 LSP로 변환하는 과정들이 생략되어 계산량을 크게 감소시킬 수 있었다. 그리고 이중 부/복호화 방법에 의한 LPC 스펙트럼과 비교해본 결과, 본 논문에서 제안한 LSP 변환에 의한 LPC 스펙트럼이 tandem 방식에 의한 스펙트럼보다 기준이 되는 AMR, EVRC의 스펙트럼과 더 유사함을 알 수 있었다. 또한 tandem 방식에 의한 상호 부호화시 LPC 계산에 요구되는 예견구간이 필요하지 않기 때문에 지연시간을 감소 시킬 수 있었다.
적응 코드북 변환을 위한 피치 값의 변환에서는 여기신호를 생성하여 이를 이용해서 피치를 계산함으로써 직접 피치 값을 변환하였을 때보다 좋은 음질의 신호를 복원할 수 있었다. 이득값 역시 두 음성 부호화기 사이에 가장 잘 대응되는 위치를 고려하여 파라미터 도메인에서 변환하였다.
본 논문에서 제안한 상호 부호화 알고리듬을 주/객관적 방법으로 평가해 본 결과, 양방향 모두 이중 부/복호화와 비교해 음질의 저하를 최소로 하며, 계산량과 지연 시간이 감소했음을 확인하였다.
