Fixed-shape adaptive-gain vector quantization for speech waveform coding

The gain portion of a shape-gain quantizer is made adaptive, yielding a vector quantizer that can adjust itself to the time-varying amplitude of a speech signal. The adaptive version requires negligible increase in computational effort. Design methods for optimizing the noise-to-signal or arithmetic segmented noise-to-signal ratio are presented; both yield comparable results. The quantizer performs best on low-frequency portions of speech, due to the smoothness of the waveform there. Overall performance is comparable to the backward-adaptive quantizer of Chen and Gersho at rate one. and slightly inferior at rate two. Das Verstärkermodul eines “shape-gain” Quantisierers wurde adaptativ gestaltet; es ergibt sich daraus ein Vektorquantisierer der sich der zeitabhängigen Amplitude des Sprachsignals anpaβt. Die adaptative Fassung erfordert nur wenig mehr Rechenaufwand. Zwei Entwürfe zur Optimierung des Rauschabstandes oder zur Optimierung des arithmetisch segmentierten Rauschabstandes werden vorgestellt; beide ergeben vergleichbare Resultate. Wegen des ruhigen Verlaufs der Signalform verarbeitet der Quantisierer die Sprachsignale am besten welche reich an tiefen Frequenzen sind. Mit Rate eins ist die allgemeine Leistungsfähigkeit vergleichbar mit dem rückanpassenden Quantisierer von Chen und Gersho und mit doppelter Rate leicht schwächer. Le module de contrôle de gain d'un quantificateur “shape-gain” est rendu adaptatif, donnant lieu à un quantificateur vectoriel qui s'adapte à la variation temporelle de l'amplitude du signal de parole. La version adaptative n'exige qu'un faible accrossement de la charge de calcul. Nous présentons les méthodes de conception nécessaires pour optimiser le rapport signal sui bruit ou, alternativement, pour optimiser le rapport signal sur bruit arithmétique segmenté; les deux produisent des résultats comparables. Le quantificateur fonctionne le mieux sur des segments de parole riches en fréquences basses à cause de la forme lisse du signal. Le fonctionnement global à débit unité est comparable au quantificateur adaptatif en amont de Chen et Gersho et il est légèrement inférieur à débit double.