MPEG-4 CELP
符号化/復号の際の演算量を抑えたい場合に使用する。全体のアルゴリズムは GSM-FullRate コーデックで使用される RPE-LTP と同様のものである。
MPE はより高い音質や拡張性が必要な場合に使用する。サンプリング周波数が 8/16 kHz の両方が使え、また高域成分などを拡張層の情報として扱うことができるため、同じ符号化結果から音質の異なる様々なビットレートのビットストリームを取り出すことができる。その分全体のアルゴリズムは複雑で必要な演算量が多い。
一般的な意味での MPE(マルチパルス励起)は任意の位置/振幅のパルス列を用いる手法だが、 MPEG-4 CELP の MPE は演算量を抑えるためパルスの振幅を+1/-1のみに制限した代数的コードを使用する 。 これは ACELP で使われているものと同様の手法である。
以下に MPEG-4 CELP での各方式の特徴をまとめる。
MPEG-4 CELP は MPEG-4 オーディオの低ビットレート音声符号化方式の1つで、1999年に ISO/IEC 14496-3 Subpart 3 で定義され、 その後 MPEG-4 Audio バージョン 2(ISO/IEC 14496-3:1999/Amd 1:2000)でエラー耐性と無音圧縮の拡張が行われた。
MPEG-4 CELP は人間の音声の符号化を行うためのもので、8 kHz と 16 kHz の 2 種類のサンプリング周波数をサポートする。サンプリング周波数 8 kHz(帯域幅 100 Hz - 3800 Hz)では 3.85~12.2 kbps の 28 種類のビット・レートで、サンプリング周波数 16 kHz(帯域幅 50 Hz - 7000 Hz)では 10.9~23.8 kbps の 30 種類のビット・レートで符号化ができる。
符号化ビットストリームは階層的な構成になっており、コアとなる基本層とそれに追加されたいくつかの拡張層からなる。基本層は音声の復号に必要な最低限の情報を表し、拡張層はそれに対する追加情報を表現する。使用環境に応じて必要な階層の情報を取り出すことで、同じ符号化結果から音質と帯域幅が異なる様々なビットレートの情報を取り出すことができる。
MPEG-4 オーディオは多くのツールの組み合わせからなり、MPEG-4 CELP や MPEG-4 HVXC(harmonic vector excitation coding) は人間の自然な音声の符号化を行う自然音声符号化ツール(natural speech coding tools)の1つである。
自然音声符号化ツールは、MPEG-4 AAC などの汎用的なオーディオ符号化ツールでは十分な音質が得られない低いビットレートで音声符号化を行うツールである。 HVXC は MPEG-4 CELP がカバーできない超低ビットレート(2 - 4 kbps)での音声符号化を担当し、MPEG-4 CELP はそれ以上のビットレートをカバーする。
さらに低ビットレートでの音声表現が必要な場合は、文字から音声を合成するツールである MPEG-4 TTS Interface(Text-to-speech interface)を使用する。