JP2000214900A - 音声符号化／復号化方法 - Google Patents
音声符号化／復号化方法Info
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
- G10L19/12—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a code excitation, e.g. in code excited linear prediction [CELP] vocoders
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Abstract
(57)【要約】
【課題】駆動信号に用いられるパルス列のパルス位置候
補数に多くの符号化ビットを割り当てることを可能とし
て高音質な音声符号化を実現する。 【解決手段】入力端子１０１への入力音声信号をＬＰＣ
分析部１０２、ＬＰＣ量子化部１０３を経てＬＰＣ合成
部１０４に与えて合成フィルタを構成し、入力音声信号
を合成フィルタの特性を表す量子化ＬＰＣ係数と合成フ
ィルタを駆動するための駆動信号とで表現して符号化す
る際、パルス音源部１０５Ａにおいてパルス位置選択部
１１１でパルス位置符号帳１１０に格納されている整数
パルス位置および非整数パルス位置からパルス位置候補
を選択して、整数位置パルス生成部１１２および非整数
位置パルス生成部１１３により駆動信号のサンプル点の
位置に設定される整数位置パルスおよびサンプル点の中
間位置に設定される非整数位置パルスを生成し、これら
を統合して駆動信号の元となるパルス列を生成する。
補数に多くの符号化ビットを割り当てることを可能とし
て高音質な音声符号化を実現する。 【解決手段】入力端子１０１への入力音声信号をＬＰＣ
分析部１０２、ＬＰＣ量子化部１０３を経てＬＰＣ合成
部１０４に与えて合成フィルタを構成し、入力音声信号
を合成フィルタの特性を表す量子化ＬＰＣ係数と合成フ
ィルタを駆動するための駆動信号とで表現して符号化す
る際、パルス音源部１０５Ａにおいてパルス位置選択部
１１１でパルス位置符号帳１１０に格納されている整数
パルス位置および非整数パルス位置からパルス位置候補
を選択して、整数位置パルス生成部１１２および非整数
位置パルス生成部１１３により駆動信号のサンプル点の
位置に設定される整数位置パルスおよびサンプル点の中
間位置に設定される非整数位置パルスを生成し、これら
を統合して駆動信号の元となるパルス列を生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル電話、
ボイスメモなどに用いられる低レート音声符号化／復号
化方法に関する。
ボイスメモなどに用いられる低レート音声符号化／復号
化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やインターネットなどで
音声信号や楽音の情報を少ない情報量に圧縮して伝送ま
たは蓄積するための符号化技術として、ＣＥＬＰ方式(C
ode Excited Linear Prediction (M.R.Schroeder and
B.S.Atal, "Code Excited Linear Prediction (CELP) :
High Quality Speech at Very Low Bit Rates," Proc.
ICASSP, pp.937-940, 1985 （文献１）がよく用いられ
ている。
音声信号や楽音の情報を少ない情報量に圧縮して伝送ま
たは蓄積するための符号化技術として、ＣＥＬＰ方式(C
ode Excited Linear Prediction (M.R.Schroeder and
B.S.Atal, "Code Excited Linear Prediction (CELP) :
High Quality Speech at Very Low Bit Rates," Proc.
ICASSP, pp.937-940, 1985 （文献１）がよく用いられ
ている。
【０００３】ＣＥＬＰ方式は線形予測分析に基づく符号
化方式であり、入力音声信号は線形予測分析によって音
韻情報を表す線形予測係数と、音の高さ等を表す予測残
差信号に分けられる。線形予測係数を基に合成フィルタ
と呼ばれる再帰型のディジタルフィルタが構成され、こ
の合成フィルタに予測残差信号を駆動信号として入力す
ることで元の入力音声信号を復元することができる。低
レートで符号化するためには、これらの線形予測係数と
予測残差信号をより少ない情報量で符号化する必要があ
る。
化方式であり、入力音声信号は線形予測分析によって音
韻情報を表す線形予測係数と、音の高さ等を表す予測残
差信号に分けられる。線形予測係数を基に合成フィルタ
と呼ばれる再帰型のディジタルフィルタが構成され、こ
の合成フィルタに予測残差信号を駆動信号として入力す
ることで元の入力音声信号を復元することができる。低
レートで符号化するためには、これらの線形予測係数と
予測残差信号をより少ない情報量で符号化する必要があ
る。
【０００４】ＣＥＬＰ方式では、予測残差信号をピッチ
ベクトルと雑音ベクトルという２種類のベクトルにゲイ
ンを乗じて足し合わせることで得られる駆動信号を用い
て近似する。雑音ベクトルは通常、多数の候補を符号帳
に格納しておき、この中から最適なものを探索する方法
で生成される。この探索には、全ての雑音ベクトルをピ
ッチベクトルと合わせて合成フィルタに通すことで合成
音声信号を生成し、この合成音声信号の歪み（入力音声
信号に対する誤差）が最も小さい合成音声信号を生成す
る雑音ベクトル選ぶという方法がとられる。従って、如
何に効率よく雑音ベクトルを符号帳に格納しておくかが
ＣＥＬＰ方式の重要なポイントになる。
ベクトルと雑音ベクトルという２種類のベクトルにゲイ
ンを乗じて足し合わせることで得られる駆動信号を用い
て近似する。雑音ベクトルは通常、多数の候補を符号帳
に格納しておき、この中から最適なものを探索する方法
で生成される。この探索には、全ての雑音ベクトルをピ
ッチベクトルと合わせて合成フィルタに通すことで合成
音声信号を生成し、この合成音声信号の歪み（入力音声
信号に対する誤差）が最も小さい合成音声信号を生成す
る雑音ベクトル選ぶという方法がとられる。従って、如
何に効率よく雑音ベクトルを符号帳に格納しておくかが
ＣＥＬＰ方式の重要なポイントになる。
【０００５】このような要求に応えるものとして、雑音
ベクトルを数個のパルスからなるパルス列で表現するパ
ルス音源が知られている。文献２(K.Ozawa and T. Aras
eki,"Low Bit Rate Multi-pulse Speech Coder with Na
tural Speech Quality," IEEE Proc. ICASSP'86, pp.45
7-460, 1986)に開示されているマルチパルス方式などが
その例である。
ベクトルを数個のパルスからなるパルス列で表現するパ
ルス音源が知られている。文献２(K.Ozawa and T. Aras
eki,"Low Bit Rate Multi-pulse Speech Coder with Na
tural Speech Quality," IEEE Proc. ICASSP'86, pp.45
7-460, 1986)に開示されているマルチパルス方式などが
その例である。
【０００６】また、代数構造符号帳(Algebraic Codeboo
k)(J-P.Adoul et al, "Fast CELP oding based on alge
braic codes", Proc. ICASSP'87, pp.1957-1960（文献
３）は、雑音ベクトルをパルスの有無と極性（＋，−）
だけで表す簡単な構造である。マルチパルスと異なり、
パルスの振幅が１という制限があるにも関わらず、音質
がそれほど劣化しない点や、高速な探索方法が提案され
ている点から、近年低レート符号化で広く用いられてい
る。さらに、代数構造符号帳を用いる方式には、文献４
(Chang Deyuan, "An 8kb/s low complexity ACELP spee
ch codec, "1996 3rd International Conference on Si
gnal Processing, pp. 671-4, 1996)に示されているよ
うに、パルスに振幅をもたせる改良方式も提案されてい
る。
k)(J-P.Adoul et al, "Fast CELP oding based on alge
braic codes", Proc. ICASSP'87, pp.1957-1960（文献
３）は、雑音ベクトルをパルスの有無と極性（＋，−）
だけで表す簡単な構造である。マルチパルスと異なり、
パルスの振幅が１という制限があるにも関わらず、音質
がそれほど劣化しない点や、高速な探索方法が提案され
ている点から、近年低レート符号化で広く用いられてい
る。さらに、代数構造符号帳を用いる方式には、文献４
(Chang Deyuan, "An 8kb/s low complexity ACELP spee
ch codec, "1996 3rd International Conference on Si
gnal Processing, pp. 671-4, 1996)に示されているよ
うに、パルスに振幅をもたせる改良方式も提案されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した各種のパルス
音源では、パルスを配置するパルス位置候補が整数サン
プル位置、つまり雑音ベクトルのサンプル点の位置に限
定されているため、雑音ベクトルの性能を向上させるべ
くパルス位置候補に割り当てるビット数を増やそうとし
ても、フレーム内に含まれるサンプル数を表すのに必要
なビット数以上のビットを割り当てることができないと
いう問題がある。
音源では、パルスを配置するパルス位置候補が整数サン
プル位置、つまり雑音ベクトルのサンプル点の位置に限
定されているため、雑音ベクトルの性能を向上させるべ
くパルス位置候補に割り当てるビット数を増やそうとし
ても、フレーム内に含まれるサンプル数を表すのに必要
なビット数以上のビットを割り当てることができないと
いう問題がある。
【０００８】また、特開平９−３５５７４８に開示され
ているようにパルス位置候補の適応化を行う場合におい
ても、位置情報を表すビット数が多いときは、パルス位
置侯補を分散させた箇所にもほとんどのサンプルにパル
ス位置候補が設定されてしまい、集中させた箇所との差
が出にくくなり、適応化の効果が薄くなるという問題が
生じる。
ているようにパルス位置候補の適応化を行う場合におい
ても、位置情報を表すビット数が多いときは、パルス位
置侯補を分散させた箇所にもほとんどのサンプルにパル
ス位置候補が設定されてしまい、集中させた箇所との差
が出にくくなり、適応化の効果が薄くなるという問題が
生じる。
【０００９】本発明は、これらの問題点を解決し、フレ
ーム内に含まれる駆動信号のサンプル数にかかわらずパ
ルス位置情報に任意のビット数を割り当てることがで
き、音質の向上を可能とする音声符号化／復号化方法を
提供することを目的とする。
ーム内に含まれる駆動信号のサンプル数にかかわらずパ
ルス位置情報に任意のビット数を割り当てることがで
き、音質の向上を可能とする音声符号化／復号化方法を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は合成フィルタを駆動する駆動信号の構成法
に特徴を有する。すなわち、本発明に係る音声符号化／
復号化方法では、駆動信号はパルス列により構成され、
パルス列は駆動信号のサンプル点の位置に設定される第
１のパルスおよび駆動信号のサンプル点とサンプル点と
の間の位置に設定される第２のパルスのいずれかから選
択されたパルスを含んで構成される。
め、本発明は合成フィルタを駆動する駆動信号の構成法
に特徴を有する。すなわち、本発明に係る音声符号化／
復号化方法では、駆動信号はパルス列により構成され、
パルス列は駆動信号のサンプル点の位置に設定される第
１のパルスおよび駆動信号のサンプル点とサンプル点と
の間の位置に設定される第２のパルスのいずれかから選
択されたパルスを含んで構成される。
【００１１】本発明に係る他の音声符号化／復号化方法
では、駆動信号がピッチベクトルと雑音ベクトルから構
成され、雑音ベクトルは雑音ベクトルのサンプル点の位
置に設定される第１のパルスおよび雑音ベクトルのサン
プル点とサンプル点との間の位置に設定される第２のパ
ルスのいずれかから選択されたパルスを含むパルス列に
より構成される。
では、駆動信号がピッチベクトルと雑音ベクトルから構
成され、雑音ベクトルは雑音ベクトルのサンプル点の位
置に設定される第１のパルスおよび雑音ベクトルのサン
プル点とサンプル点との間の位置に設定される第２のパ
ルスのいずれかから選択されたパルスを含むパルス列に
より構成される。
【００１２】本発明に係る別の音声符号化／復号化方法
では、同様に駆動信号がピッチベクトルと雑音ベクトル
から構成され、雑音ベクトルはピッチベクトルの形状に
基づいて適応化されるパルス位置候補から選ばれた所定
数のパルス位置にパルスを配置することで生成されたパ
ルス列を用いて構成される。そして、パルス位置候補は
雑音ベクトルのサンプル点の位置に設定される第１のパ
ルスおよび雑音ベクトルのサンプル点とサンプル点との
間の位置に設定される第２のパルスのいずれかから選択
されたパルスを含むパルス列により構成される。
では、同様に駆動信号がピッチベクトルと雑音ベクトル
から構成され、雑音ベクトルはピッチベクトルの形状に
基づいて適応化されるパルス位置候補から選ばれた所定
数のパルス位置にパルスを配置することで生成されたパ
ルス列を用いて構成される。そして、パルス位置候補は
雑音ベクトルのサンプル点の位置に設定される第１のパ
ルスおよび雑音ベクトルのサンプル点とサンプル点との
間の位置に設定される第２のパルスのいずれかから選択
されたパルスを含むパルス列により構成される。
【００１３】従来の技術によるパルス音源では、パルス
位置侯補数が駆動信号／雑音ベクトルのサンプル点の数
以下に限定されていたのに対し、本発明ではこれにサン
プル点とサンプル点との間の位置を加えることで、理論
的には無限個のパルス位置候補数の設定が可能となる。
その結果、サンプル数に無関係にパルス位置候補に多く
の符号化ビットを割り当てることができるようになり、
復号音声信号の音質向上、さらには符号化効率の改善が
可能となる。
位置侯補数が駆動信号／雑音ベクトルのサンプル点の数
以下に限定されていたのに対し、本発明ではこれにサン
プル点とサンプル点との間の位置を加えることで、理論
的には無限個のパルス位置候補数の設定が可能となる。
その結果、サンプル数に無関係にパルス位置候補に多く
の符号化ビットを割り当てることができるようになり、
復号音声信号の音質向上、さらには符号化効率の改善が
可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施形態） ［符号化側について］図１に、本発明の第１の実施形態
に係る音声信号符号化方法を適用した音声信号符号化シ
ステムの構成を示す。
施の形態を説明する。 （第１の実施形態） ［符号化側について］図１に、本発明の第１の実施形態
に係る音声信号符号化方法を適用した音声信号符号化シ
ステムの構成を示す。
【００１５】この音声信号符号化システムは、入力端子
１０１、ＬＰＣ分析部１０２、ＬＰＣ量子化部１０３、
ＬＰＣ合成部１０４、パルス音源部１０５Ａ、利得乗算
部１０６、減算部１０７および符号選択部１０８から構
成される。また、パルス音源部１０５Ａは、パルス位置
符号帳１１０、パルス位置選択部１１１、整数位置パル
ス生成部１１２、非整数位置パルス生成部１１３および
切替部１１４，１１５から構成される。
１０１、ＬＰＣ分析部１０２、ＬＰＣ量子化部１０３、
ＬＰＣ合成部１０４、パルス音源部１０５Ａ、利得乗算
部１０６、減算部１０７および符号選択部１０８から構
成される。また、パルス音源部１０５Ａは、パルス位置
符号帳１１０、パルス位置選択部１１１、整数位置パル
ス生成部１１２、非整数位置パルス生成部１１３および
切替部１１４，１１５から構成される。
【００１６】入力端子１０１には、符号化すべき入力音
声信号信号が１フレーム分の長さの単位で入力され、こ
れに同期してＬＰＣ分析部１０２で線形予測分析が行わ
れることにより、声道特性に相当する線形予測係数（Ｌ
ＰＣ係数）が求められる。ＬＰＣ係数はＬＰＣ量子化部
１０３で量子化され、この量子化値がＬＰＣ合成部１０
４に入力されると共に、量子化値を指し示すインデック
スＡが符号化結果として図示しない多重化部へ出力され
る。
声信号信号が１フレーム分の長さの単位で入力され、こ
れに同期してＬＰＣ分析部１０２で線形予測分析が行わ
れることにより、声道特性に相当する線形予測係数（Ｌ
ＰＣ係数）が求められる。ＬＰＣ係数はＬＰＣ量子化部
１０３で量子化され、この量子化値がＬＰＣ合成部１０
４に入力されると共に、量子化値を指し示すインデック
スＡが符号化結果として図示しない多重化部へ出力され
る。
【００１７】パルス音源部１０５Ａでは、符号選択部１
０８から入力されたインデックス（コード）Ｃに従っ
て、パルス位置選択部１１１でパルス位置符号帳１１０
に格納されているパルス位置候補が選択される。ここ
で、パルス位置符号帳１１０には後に詳しく説明するよ
うに、駆動信号の整数サンプルにパルスを立てることを
示す整数パルス位置と、非整数サンプルにパルスを立て
ることを示す非整数パルス位置が混在して格納されてい
る。パルス位置選択部１１１が選択するパルス位置候補
の数は通常予め決められており、１つあるいは数個であ
る。
０８から入力されたインデックス（コード）Ｃに従っ
て、パルス位置選択部１１１でパルス位置符号帳１１０
に格納されているパルス位置候補が選択される。ここ
で、パルス位置符号帳１１０には後に詳しく説明するよ
うに、駆動信号の整数サンプルにパルスを立てることを
示す整数パルス位置と、非整数サンプルにパルスを立て
ることを示す非整数パルス位置が混在して格納されてい
る。パルス位置選択部１１１が選択するパルス位置候補
の数は通常予め決められており、１つあるいは数個であ
る。
【００１８】パルス位置選択部１１１は、選択したパル
ス位置候補が整数パルス位置か非整数パルス位置かに応
じて切替部１１４，１１５を制御して、選択したパルス
位置候補が整数パルス位置の場合は整数位置パルス生成
部１１２によって生成された整数位置パルス（第１のパ
ルス）が出力されるようにし、選択したパルス位置候補
が非整数パルス位置の場合は非整数位置パルス生成部１
１３によって生成された非整数位置パルス（第２のパル
ス）が出力されるようにする。このようにして得られた
各パルスは、一系統のパルス列に合成されてパルス音源
部１０５Ａから出力される。
ス位置候補が整数パルス位置か非整数パルス位置かに応
じて切替部１１４，１１５を制御して、選択したパルス
位置候補が整数パルス位置の場合は整数位置パルス生成
部１１２によって生成された整数位置パルス（第１のパ
ルス）が出力されるようにし、選択したパルス位置候補
が非整数パルス位置の場合は非整数位置パルス生成部１
１３によって生成された非整数位置パルス（第２のパル
ス）が出力されるようにする。このようにして得られた
各パルスは、一系統のパルス列に合成されてパルス音源
部１０５Ａから出力される。
【００１９】パルス音源部１０５Ａから出力されるパル
ス列は、利得乗算部１０６で各パルス毎またはパルス列
全体に対して、インデックスＧに対応して図示しない利
得符号帳から選択された利得（極性も含む）が与えられ
た後、ＬＰＣ合成部１０４に入力される。ＬＰＣ合成部
１０４は、合成フィルタと呼ばれる再帰型のディジタル
フィルタにより構成され、入力されたパルス列から合成
音声信号を生成する。この合成音声信号の歪み、つまり
合成音声信号と入力音声信号との誤差が減算部１０７で
求められ、符号選択部１０８に入力される。誤差の計算
時には、通常、パルス列に与える利得は最適な値に設定
される。
ス列は、利得乗算部１０６で各パルス毎またはパルス列
全体に対して、インデックスＧに対応して図示しない利
得符号帳から選択された利得（極性も含む）が与えられ
た後、ＬＰＣ合成部１０４に入力される。ＬＰＣ合成部
１０４は、合成フィルタと呼ばれる再帰型のディジタル
フィルタにより構成され、入力されたパルス列から合成
音声信号を生成する。この合成音声信号の歪み、つまり
合成音声信号と入力音声信号との誤差が減算部１０７で
求められ、符号選択部１０８に入力される。誤差の計算
時には、通常、パルス列に与える利得は最適な値に設定
される。
【００２０】符号選択部１０８は、インデックスＣに対
応してＬＰＣ合成部１０４で生成される合成音声信号の
歪み（合成音声信号と入力音声信号との差）を評価し
て、これが最小となるインデックスＣを選択し、そのイ
ンデックスＣを図示しない利得符号帳を探索することで
得られた利得を表すインデックスＧと共に図示しない多
重化部へ出力する。
応してＬＰＣ合成部１０４で生成される合成音声信号の
歪み（合成音声信号と入力音声信号との差）を評価し
て、これが最小となるインデックスＣを選択し、そのイ
ンデックスＣを図示しない利得符号帳を探索することで
得られた利得を表すインデックスＧと共に図示しない多
重化部へ出力する。
【００２１】ここで、本実施形態の特徴はパルス音源部
１０５Ａにおいて、パルス位置符号帳１１０に格納され
るパルス位置候補に非整数パルス位置を追加した点と、
これに対応して整数パルス位置生成部１１２に加えて非
整数位置パルスを生成するための非整数位置パルス生成
部１１３を追加している点である。以下、図２を用いて
非整数位置パルスの生成方法を説明する。
１０５Ａにおいて、パルス位置符号帳１１０に格納され
るパルス位置候補に非整数パルス位置を追加した点と、
これに対応して整数パルス位置生成部１１２に加えて非
整数位置パルスを生成するための非整数位置パルス生成
部１１３を追加している点である。以下、図２を用いて
非整数位置パルスの生成方法を説明する。
【００２２】図２（ａ）は通常用いられるパルス、つま
り本実施形態で整数位置パルスと称しているパルスの生
成法である。△印がパルス位置を示しており、太い矢印
がその位置に立てられた整数位置パルス（第１のパル
ス）である。短い縦線は駆動信号のサンプル点を示して
おり、従来法ではパルス位置はこのサンプル点上にのみ
設定されていた。
り本実施形態で整数位置パルスと称しているパルスの生
成法である。△印がパルス位置を示しており、太い矢印
がその位置に立てられた整数位置パルス（第１のパル
ス）である。短い縦線は駆動信号のサンプル点を示して
おり、従来法ではパルス位置はこのサンプル点上にのみ
設定されていた。
【００２３】サンプリング定理に従えば、離散値ではパ
ルス位置のみ値が存在し、その他が０という波形の連続
値での表現は、図２（ａ）の破線で示された補間フィル
タと呼ばれる波形と同一になる。この波形を駆動信号波
形として、これを一定間隔のサンプル点でサンプリング
すると、パルス位置以外のサンプル点では破線で示す駆
動信号波形の値が０になっているため、パルス位置のみ
に値が存在する結果となっている。
ルス位置のみ値が存在し、その他が０という波形の連続
値での表現は、図２（ａ）の破線で示された補間フィル
タと呼ばれる波形と同一になる。この波形を駆動信号波
形として、これを一定間隔のサンプル点でサンプリング
すると、パルス位置以外のサンプル点では破線で示す駆
動信号波形の値が０になっているため、パルス位置のみ
に値が存在する結果となっている。
【００２４】図２（ｂ）は、本発明に基づく非整数位置
パルス（第２のパルス）の生成法である。△印がパルス
位置であり、サンプル点とサンプル点との間の位置この
例ではサンプル点のちょうど中間の位置に設定されてい
る。破線で示される波形は、このパルス位置に設定され
るパルスの連続値での表現である。この波形を駆動信号
波形として一定間隔のサンプル点でサンプリングするこ
とで、離散値を得ることができる。このサンプリングさ
れた値を太い矢印で示す。
パルス（第２のパルス）の生成法である。△印がパルス
位置であり、サンプル点とサンプル点との間の位置この
例ではサンプル点のちょうど中間の位置に設定されてい
る。破線で示される波形は、このパルス位置に設定され
るパルスの連続値での表現である。この波形を駆動信号
波形として一定間隔のサンプル点でサンプリングするこ
とで、離散値を得ることができる。このサンプリングさ
れた値を太い矢印で示す。
【００２５】本実施形態では、非整数位置パルスはパル
ス位置の前後のサンプル点に立つ複数のパルスのセット
で表すことにする。破線の波形は無限の幅を持っている
が、実現上有限の長さで打ち切り、数本のパルスのセッ
トで表現する。打ち切る場合には、必要に応じてハミン
グ窓などの適当な窓をかけることもある。パルスの数は
多いほど打ち切る前の状態に近いので望ましいが、△印
の両側のパルスのみからなる２本のパルスセットでも十
分な性能が得られる。
ス位置の前後のサンプル点に立つ複数のパルスのセット
で表すことにする。破線の波形は無限の幅を持っている
が、実現上有限の長さで打ち切り、数本のパルスのセッ
トで表現する。打ち切る場合には、必要に応じてハミン
グ窓などの適当な窓をかけることもある。パルスの数は
多いほど打ち切る前の状態に近いので望ましいが、△印
の両側のパルスのみからなる２本のパルスセットでも十
分な性能が得られる。
【００２６】図３に、パルス音源部１０５Ａから出力さ
れるパルス列の例を示す。ＣＥＬＰ方式では、ＬＰＣ合
成部の入力となる駆動信号は所定のフレーム（サブフレ
ーム）長単位で生成される。本実施形態のようなパルス
音源を用いる方式では、このサブフレーム内に数本のパ
ルスを立てることで駆動信号が生成される。図３はフレ
ーム長が２６で、パルス数が２の場合のパルス列を示し
ている。図３の（１）が整数位置パルスであり、パルス
位置は５である。また、図３の（２）が非整数位置パル
スであり、パルス位置は１５．５である。非整数位置パ
ルスは４本のパルスのセットで表している。
れるパルス列の例を示す。ＣＥＬＰ方式では、ＬＰＣ合
成部の入力となる駆動信号は所定のフレーム（サブフレ
ーム）長単位で生成される。本実施形態のようなパルス
音源を用いる方式では、このサブフレーム内に数本のパ
ルスを立てることで駆動信号が生成される。図３はフレ
ーム長が２６で、パルス数が２の場合のパルス列を示し
ている。図３の（１）が整数位置パルスであり、パルス
位置は５である。また、図３の（２）が非整数位置パル
スであり、パルス位置は１５．５である。非整数位置パ
ルスは４本のパルスのセットで表している。
【００２７】パルス音源部１０５Ａでは、インデックス
Ｃで示されるパルス位置候補をパルス位置符号帳１１０
から選び、パルス毎に整数位置パルス生成部１１２と非
整数位置パルス生成部１１３を使い分け、図３に示した
ようなパルス列を生成する。パルス列は整数位置パルス
のみで構成される場合や、非整数位置パルスのみで構成
される場合もあり、最終的に目標ベクトルとの歪みが最
小となるパルス位置候補が選ばれる。
Ｃで示されるパルス位置候補をパルス位置符号帳１１０
から選び、パルス毎に整数位置パルス生成部１１２と非
整数位置パルス生成部１１３を使い分け、図３に示した
ようなパルス列を生成する。パルス列は整数位置パルス
のみで構成される場合や、非整数位置パルスのみで構成
される場合もあり、最終的に目標ベクトルとの歪みが最
小となるパルス位置候補が選ばれる。
【００２８】このように整数位置パルスに加えて非整数
位置パルスを用いることで、パルス位置符号帳１１０に
格納し得るパルス位置候補の数が理論上は無限個とな
り、より精度の高いパルス位置の設定が可能となる。 ［復号化側について］次に、図４を用いて図１の音声符
号化システムに対応する本実施形態に係る音声復号シス
テムについて説明する。
位置パルスを用いることで、パルス位置符号帳１１０に
格納し得るパルス位置候補の数が理論上は無限個とな
り、より精度の高いパルス位置の設定が可能となる。 ［復号化側について］次に、図４を用いて図１の音声符
号化システムに対応する本実施形態に係る音声復号シス
テムについて説明する。
【００２９】この音声復号化システムは、ＬＰＣ逆量子
化部２０３、ＬＰＣ合成部２０４、パルス音源部２０５
Ａおよび利得乗算部１０３から構成される。また、パル
ス音源部２０５Ａは図１のパルス音源部１０５Ａと同
様、パルス位置符号帳２１０、パルス位置選択部２１
１、整数位置パルス生成部２１２、非整数位置パルス生
成部２１３および切替部２１４，２１５から構成され
る。
化部２０３、ＬＰＣ合成部２０４、パルス音源部２０５
Ａおよび利得乗算部１０３から構成される。また、パル
ス音源部２０５Ａは図１のパルス音源部１０５Ａと同
様、パルス位置符号帳２１０、パルス位置選択部２１
１、整数位置パルス生成部２１２、非整数位置パルス生
成部２１３および切替部２１４，２１５から構成され
る。
【００３０】この音声復号化システムには、図１の音声
符号化システムから伝送されてきた符号化ストリームが
入力される。この符号化ストリームは、図示しない逆多
重化部によって前述したＬＰＣ合成部で用いられる量子
化されたＬＰＣ係数を示すインデックスＡ、パルス音源
部２０５Ａで生成されるパルス列の各パルスの位置情報
を示すインデックスＣ、および図示しない利得符号帳の
探索で選ばれた利得を示すインデックスＧに分離されて
取り出される。
符号化システムから伝送されてきた符号化ストリームが
入力される。この符号化ストリームは、図示しない逆多
重化部によって前述したＬＰＣ合成部で用いられる量子
化されたＬＰＣ係数を示すインデックスＡ、パルス音源
部２０５Ａで生成されるパルス列の各パルスの位置情報
を示すインデックスＣ、および図示しない利得符号帳の
探索で選ばれた利得を示すインデックスＧに分離されて
取り出される。
【００３１】インデックスＡは、ＬＰＣ逆量子化部２０
１で復号され、量子化ＬＰＣ係数が得られる。この量子
化ＬＰＣ係数は、ＬＰＣ合成部２０４に合成フィルタの
係数として与えられる。
１で復号され、量子化ＬＰＣ係数が得られる。この量子
化ＬＰＣ係数は、ＬＰＣ合成部２０４に合成フィルタの
係数として与えられる。
【００３２】インデックスＣは、パルス音源部２０５Ａ
のパルス位置選択部２１１に入力される。パルス音源部
２０５Ａでは、図１のパルス音源部１０５Ａと同様に、
インデックスＣに従ってパルス位置選択部２１１でパル
ス位置符号帳２１０に格納されている整数パルス位置と
非整数パルス位置が混在したパルス位置候補が選択され
ると共に、パルス位置選択部２１１により選択されたパ
ルス位置候補が整数パルス位置か非整数パルス位置かに
応じて切替部２１４，２１５が制御される。
のパルス位置選択部２１１に入力される。パルス音源部
２０５Ａでは、図１のパルス音源部１０５Ａと同様に、
インデックスＣに従ってパルス位置選択部２１１でパル
ス位置符号帳２１０に格納されている整数パルス位置と
非整数パルス位置が混在したパルス位置候補が選択され
ると共に、パルス位置選択部２１１により選択されたパ
ルス位置候補が整数パルス位置か非整数パルス位置かに
応じて切替部２１４，２１５が制御される。
【００３３】この結果、パルス位置選択部２１１が選択
したパルス位置候補が整数パルス位置の場合は整数位置
パルス生成部２１２によって生成された整数位置パル
ス、また選択したパルス位置候補が非整数パルス位置の
場合は非整数位置パルス生成部２１３によって生成され
た非整数位置パルスがそれぞれ出力され、これらが一系
統のパルス列に合成されてパルス音源部２０５Ａから出
力される。
したパルス位置候補が整数パルス位置の場合は整数位置
パルス生成部２１２によって生成された整数位置パル
ス、また選択したパルス位置候補が非整数パルス位置の
場合は非整数位置パルス生成部２１３によって生成され
た非整数位置パルスがそれぞれ出力され、これらが一系
統のパルス列に合成されてパルス音源部２０５Ａから出
力される。
【００３４】パルス音源部２０５Ａから出力されるパル
ス列は、利得乗算部２０６で各パルス毎またはパルス列
全体に対してインデックスＧに従って図示しない利得符
号帳から得られた利得が与えられた後、ＬＰＣ合成部２
０４に入力される。ＬＰＣ合成部２０４は、図１の合成
フィルタ１０４と同様に合成フィルタによって構成さ
れ、入力されたパルス列から合成音声信号（復号音声信
号）を生成する。
ス列は、利得乗算部２０６で各パルス毎またはパルス列
全体に対してインデックスＧに従って図示しない利得符
号帳から得られた利得が与えられた後、ＬＰＣ合成部２
０４に入力される。ＬＰＣ合成部２０４は、図１の合成
フィルタ１０４と同様に合成フィルタによって構成さ
れ、入力されたパルス列から合成音声信号（復号音声信
号）を生成する。
【００３５】このように本実施形態によれば、合成フィ
ルタを駆動するための駆動信号を構成するパルス列に、
従来の整数位置パルスに加えて非整数位置パルスを用い
ることで、パルス位置符号帳１１０，２１０に格納し得
るパルス位置候補の数が理論上は無限個となるため、パ
ルス位置候補により多くの符号化ビットを割り当てるこ
とが可能となり、高音質な音声符号化／復号化を実現す
ることができる。
ルタを駆動するための駆動信号を構成するパルス列に、
従来の整数位置パルスに加えて非整数位置パルスを用い
ることで、パルス位置符号帳１１０，２１０に格納し得
るパルス位置候補の数が理論上は無限個となるため、パ
ルス位置候補により多くの符号化ビットを割り当てるこ
とが可能となり、高音質な音声符号化／復号化を実現す
ることができる。
【００３６】（第２の実施形態） ［符号化側について］図５に、本発明の第２の実施形態
に係る音声符号化方法を適用した音声符号化システムの
構成を示す。
に係る音声符号化方法を適用した音声符号化システムの
構成を示す。
【００３７】この音声符号化システムは、ＬＰＣ合成部
１０４の合成フィルタを駆動するための駆動信号をピッ
チベクトルと雑音ベクトルにより構成する場合の例であ
る。図５において図１と相対応する部分に同一符号を付
して説明すると、この音声符号化システムは、図１に示
した第１の実施形態の音声符号化システムに、聴覚重み
付け部１２１、適応符号帳１２２、パルス位置候補探索
部１２３、利得乗算部１２４、入力端子１２５、ピッチ
フィルタ１２６および加算部１２７が加わり、さらにパ
ルス音源部１０５Ｂにおいて図１のパルス位置符号帳１
１０が適応パルス位置符号帳１２０に置き換わった構成
になっている。
１０４の合成フィルタを駆動するための駆動信号をピッ
チベクトルと雑音ベクトルにより構成する場合の例であ
る。図５において図１と相対応する部分に同一符号を付
して説明すると、この音声符号化システムは、図１に示
した第１の実施形態の音声符号化システムに、聴覚重み
付け部１２１、適応符号帳１２２、パルス位置候補探索
部１２３、利得乗算部１２４、入力端子１２５、ピッチ
フィルタ１２６および加算部１２７が加わり、さらにパ
ルス音源部１０５Ｂにおいて図１のパルス位置符号帳１
１０が適応パルス位置符号帳１２０に置き換わった構成
になっている。
【００３８】入力端子１０１に符号化すべき入力音声信
号が１フレーム分の長さの単位で入力され、第１の実施
形態の音声符号化システムと同様にしてＬＰＣ分析部１
０２およびＬＰＣ量子化部１０３を介して量子化された
ＬＰＣ係数が生成されると共に、そのインデックスＡが
出力される。
号が１フレーム分の長さの単位で入力され、第１の実施
形態の音声符号化システムと同様にしてＬＰＣ分析部１
０２およびＬＰＣ量子化部１０３を介して量子化された
ＬＰＣ係数が生成されると共に、そのインデックスＡが
出力される。
【００３９】ＬＰＣ係数の量子化値からＬＰＣ合成部１
０４で合成された合成音声信号と入力音声信号との差が
減算部１０７で求められ、聴覚重み付け部１２１で聴覚
重み付けがなされた後、符号選択部１０８に入力され
る。この符号選択部１０８によって、聴覚重み付け部１
２１で重み付けがなされた後の合成音声信号と入力音声
信号との差のパワが最小となるピッチベクトルが選ばれ
る。なお、音声の立上り部などではピッチベクトルの代
わりに固定の符号帳から得られた符号ベクトルが用いら
れることもあるが、本発明ではこれらをまとめてピッチ
ベクトルと呼ぶことにする。
０４で合成された合成音声信号と入力音声信号との差が
減算部１０７で求められ、聴覚重み付け部１２１で聴覚
重み付けがなされた後、符号選択部１０８に入力され
る。この符号選択部１０８によって、聴覚重み付け部１
２１で重み付けがなされた後の合成音声信号と入力音声
信号との差のパワが最小となるピッチベクトルが選ばれ
る。なお、音声の立上り部などではピッチベクトルの代
わりに固定の符号帳から得られた符号ベクトルが用いら
れることもあるが、本発明ではこれらをまとめてピッチ
ベクトルと呼ぶことにする。
【００４０】適応符号帳１２２には、過去にＬＰＣ合成
部１０４に入力された駆動信号のピッチベクトルが格納
されており、符号選択部１０８からのインデックスＢに
従って一つのピッチベクトルが選択される。適応符号帳
１２２から選択されたピッチベクトルは、利得乗算部１
２４でインデックスＧ０に従って図示しない利得符号帳
から得られた利得が乗じられた後、加算部１２７に入力
される。
部１０４に入力された駆動信号のピッチベクトルが格納
されており、符号選択部１０８からのインデックスＢに
従って一つのピッチベクトルが選択される。適応符号帳
１２２から選択されたピッチベクトルは、利得乗算部１
２４でインデックスＧ０に従って図示しない利得符号帳
から得られた利得が乗じられた後、加算部１２７に入力
される。
【００４１】パルス位置候補探索部１２３では、適応符
号帳１２２から選択されたピッチベクトルの形状に基づ
いて適応化された、サブフレーム内のパルス位置候補が
生成される。パルス位置候補に割り当てるビット数が少
ない場合は、サブフレーム内の全てのサンプルをパルス
位置候補とするにはビット数が不足してしまう。そこ
で、本実施形態では特開平９−３５５７４８に開示され
ている方法を用いて効率の良いパルス位置を選択する。
このとき、本発明に従いパルス位置候補に整数パルス位
置だけでなく非整数パルス位置を含めることにより、パ
ルス位置候補の適応化がより効果的となる。
号帳１２２から選択されたピッチベクトルの形状に基づ
いて適応化された、サブフレーム内のパルス位置候補が
生成される。パルス位置候補に割り当てるビット数が少
ない場合は、サブフレーム内の全てのサンプルをパルス
位置候補とするにはビット数が不足してしまう。そこ
で、本実施形態では特開平９−３５５７４８に開示され
ている方法を用いて効率の良いパルス位置を選択する。
このとき、本発明に従いパルス位置候補に整数パルス位
置だけでなく非整数パルス位置を含めることにより、パ
ルス位置候補の適応化がより効果的となる。
【００４２】適応パルス位置符号帳１２０は、このよう
にして得られたパルス位置候補が格納されている。この
適応パルス位置符号帳１２０には、サブフレーム内の一
部のパルス位置（非整数パルス位置を含む）しか格納さ
れていないが、これらはピッチベクトルの形状に基づい
て適応化された少数の候補であるため、低ビットレート
で高音質な合成音声信号が得られる。
にして得られたパルス位置候補が格納されている。この
適応パルス位置符号帳１２０には、サブフレーム内の一
部のパルス位置（非整数パルス位置を含む）しか格納さ
れていないが、これらはピッチベクトルの形状に基づい
て適応化された少数の候補であるため、低ビットレート
で高音質な合成音声信号が得られる。
【００４３】パルス音源部１０５Ｂでは、第１の実施形
態の音声符号化システムと同様の手法でパルス列が出力
され、このパルス列は必要に応じてピッチフィルタ１２
６により、入力端子１２５に与えられたピッチ周期Ｌの
情報に従ってピッチ周期化される。
態の音声符号化システムと同様の手法でパルス列が出力
され、このパルス列は必要に応じてピッチフィルタ１２
６により、入力端子１２５に与えられたピッチ周期Ｌの
情報に従ってピッチ周期化される。
【００４４】パルス音源部１０５Ｂから出力されかつ必
要に応じてピッチフィルタ１２６によってピッチ周期化
されたパルス列は、利得乗算部１０６でインデックスＧ
１により図示しない利得符号帳から得られた利得が乗じ
られた後、加算部１２７に入力され、この加算部１２７
で適応符号帳１２２から選択されかつ利得乗算部１２４
で利得が乗じられたピッチベクトルと加算される。そし
て、この加算部１２７の出力信号がＬＰＣ合成部１０４
に合成フィルタの駆動信号として与えられる。
要に応じてピッチフィルタ１２６によってピッチ周期化
されたパルス列は、利得乗算部１０６でインデックスＧ
１により図示しない利得符号帳から得られた利得が乗じ
られた後、加算部１２７に入力され、この加算部１２７
で適応符号帳１２２から選択されかつ利得乗算部１２４
で利得が乗じられたピッチベクトルと加算される。そし
て、この加算部１２７の出力信号がＬＰＣ合成部１０４
に合成フィルタの駆動信号として与えられる。
【００４５】本実施形態の特徴は、上述したようにパル
ス位置候補探索部１２２において整数パルス位置候補の
みならず非整数パルス位置候補をも含むパルス位置候補
をピッチベクトルの形状に基づいて適応化することによ
り、特開平９−３５５７４８に開示されている整数パル
ス位置候補のみからなるパルス位置候補を適応化する場
合に比べて、適応化の効果が大きく向上する点である。
以下、図６を用いてこの効果を説明する。
ス位置候補探索部１２２において整数パルス位置候補の
みならず非整数パルス位置候補をも含むパルス位置候補
をピッチベクトルの形状に基づいて適応化することによ
り、特開平９−３５５７４８に開示されている整数パル
ス位置候補のみからなるパルス位置候補を適応化する場
合に比べて、適応化の効果が大きく向上する点である。
以下、図６を用いてこの効果を説明する。
【００４６】図６（ａ）は整数パルス位置候補のみを含
むパルス位置候補の適応化方法（従来法）を示し、図６
（ｂ）は整数パルス位置候補に加えて非整数パルス位置
候補を含むパルス位置候補を適応化する本実施形態の適
応化方法を示している。短い縦線がサンプル点、Δ印が
適応化で選ばれたパルス位置候補、波形はピッチベクト
ルの振幅包絡を示している。いずれもサブフレーム内の
サンプル点の数は１６個、パルス位置候補の数は１０個
である。
むパルス位置候補の適応化方法（従来法）を示し、図６
（ｂ）は整数パルス位置候補に加えて非整数パルス位置
候補を含むパルス位置候補を適応化する本実施形態の適
応化方法を示している。短い縦線がサンプル点、Δ印が
適応化で選ばれたパルス位置候補、波形はピッチベクト
ルの振幅包絡を示している。いずれもサブフレーム内の
サンプル点の数は１６個、パルス位置候補の数は１０個
である。
【００４７】図６（ａ）では、ピッチベクトルのパワの
集中している近辺にパルス位置候補が集中しているが、
パルス位置候補の数が１０個と多いため、ピッチベクト
ルのパワが集中している点とそこからやや離れてパワが
大きく減少している点に、同等の密度でパルス位置候補
が配置される飽和現象が発生している。その結果、振幅
包絡の形状とパルス位置候補の配置の具合にずれが生
じ、適応化の効果が薄れるという問題がある。
集中している近辺にパルス位置候補が集中しているが、
パルス位置候補の数が１０個と多いため、ピッチベクト
ルのパワが集中している点とそこからやや離れてパワが
大きく減少している点に、同等の密度でパルス位置候補
が配置される飽和現象が発生している。その結果、振幅
包絡の形状とパルス位置候補の配置の具合にずれが生
じ、適応化の効果が薄れるという問題がある。
【００４８】これに対し、図６（ｂ）は整数パルス位置
に加えて１／２サンプル点の非整数パルス位置を含むパ
ルス位置候補に対して適応化を行った場合である。パワ
の集中点にパルス位置候補が集中し、パワの減少ととも
にパルス位置候補が減少する配置が可能となり、適応化
が効率良く機能することが分かる。このようにパルス位
置候補の数が多い場合は、本発明による非整数パルス位
置を用いることで、パルス位置候補数の飽和現象を解決
でき、適応化の効果を最大限に引き出すことが可能にな
る。 ［復号化側について］次に、図７を用いて図５の音声符
号化システムに対応する本実施形態に係る音声復号シス
テムについて説明する。
に加えて１／２サンプル点の非整数パルス位置を含むパ
ルス位置候補に対して適応化を行った場合である。パワ
の集中点にパルス位置候補が集中し、パワの減少ととも
にパルス位置候補が減少する配置が可能となり、適応化
が効率良く機能することが分かる。このようにパルス位
置候補の数が多い場合は、本発明による非整数パルス位
置を用いることで、パルス位置候補数の飽和現象を解決
でき、適応化の効果を最大限に引き出すことが可能にな
る。 ［復号化側について］次に、図７を用いて図５の音声符
号化システムに対応する本実施形態に係る音声復号シス
テムについて説明する。
【００４９】図４と同一機能を有する部分に同一符号を
付して説明すると、図７の音声復号化システムは、ＬＰ
Ｃ逆量子化部２０３、ＬＰＣ合成部２０４、パルス音源
部２０５Ｂ、利得乗算部２０６、適応符号帳２２２、パ
ルス位置候補探索部２２３、ピッチ周期情報の入力端子
２２５、ピッチフィルタ２２６および加算部２２７から
構成される。また、パルス音源部２０５Ｂは、図５のパ
ルス音源部１０５Ｂと同様、適応パルス位置符号帳２２
０、パルス位置選択部２１１、整数位置パルス生成部２
１２、非整数位置パルス生成部２１３および切替部２１
４，２１５から構成される。
付して説明すると、図７の音声復号化システムは、ＬＰ
Ｃ逆量子化部２０３、ＬＰＣ合成部２０４、パルス音源
部２０５Ｂ、利得乗算部２０６、適応符号帳２２２、パ
ルス位置候補探索部２２３、ピッチ周期情報の入力端子
２２５、ピッチフィルタ２２６および加算部２２７から
構成される。また、パルス音源部２０５Ｂは、図５のパ
ルス音源部１０５Ｂと同様、適応パルス位置符号帳２２
０、パルス位置選択部２１１、整数位置パルス生成部２
１２、非整数位置パルス生成部２１３および切替部２１
４，２１５から構成される。
【００５０】この音声復号化システムには、図５の音声
符号化システムから伝送されてきた符号化ストリームが
入力される。この符号化ストリームは、図示しない逆多
重化部によって前述したＬＰＣ合成部で用いられる量子
化されたＬＰＣ係数を示すインデックスＡ、パルス音源
部２０５Ｂで生成されるパルス列の各パルスの位置情報
を示すインデックスＣ、および図示しない利得符号帳の
探索で選ばれた利得を示すインデックスＧ０，Ｇ１に分
離されて取り出される。
符号化システムから伝送されてきた符号化ストリームが
入力される。この符号化ストリームは、図示しない逆多
重化部によって前述したＬＰＣ合成部で用いられる量子
化されたＬＰＣ係数を示すインデックスＡ、パルス音源
部２０５Ｂで生成されるパルス列の各パルスの位置情報
を示すインデックスＣ、および図示しない利得符号帳の
探索で選ばれた利得を示すインデックスＧ０，Ｇ１に分
離されて取り出される。
【００５１】インデックスＡは、ＬＰＣ逆量子化部２０
１で復号され、量子化ＬＰＣ係数が得られる。この量子
化ＬＰＣ係数は、ＬＰＣ合成部２０４に合成フィルタの
係数として与えられる。
１で復号され、量子化ＬＰＣ係数が得られる。この量子
化ＬＰＣ係数は、ＬＰＣ合成部２０４に合成フィルタの
係数として与えられる。
【００５２】インデックスＣは、パルス音源部２０５Ｂ
のパルス位置選択部２１１に入力される。パルス音源部
２０５Ｂでは、図５のパルス音源部１０５Ｂと同様に、
インデックスＣに従ってパルス位置選択部２１１で適応
パルス位置符号帳２２０に格納されている整数パルス位
置と非整数パルス位置が混在したパルス位置候補が選択
されるとともに、パルス位置選択部２１１により選択さ
れたパルス位置候補が整数パルス位置か非整数パルス位
置かに応じて切替部２１４，２１５が制御される。
のパルス位置選択部２１１に入力される。パルス音源部
２０５Ｂでは、図５のパルス音源部１０５Ｂと同様に、
インデックスＣに従ってパルス位置選択部２１１で適応
パルス位置符号帳２２０に格納されている整数パルス位
置と非整数パルス位置が混在したパルス位置候補が選択
されるとともに、パルス位置選択部２１１により選択さ
れたパルス位置候補が整数パルス位置か非整数パルス位
置かに応じて切替部２１４，２１５が制御される。
【００５３】この結果、パルス位置選択部２１１が選択
したパルス位置候補が整数パルス位置の場合は整数位置
パルス生成部２１２によって生成された整数位置パル
ス、また選択したパルス位置候補が非整数パルス位置の
場合は非整数位置パルス生成部２１３によって生成され
た非整数位置パルスがそれぞれ出力され、これらが一系
統のパルス列に合成されてパルス音源部２０５Ｂから出
力される。
したパルス位置候補が整数パルス位置の場合は整数位置
パルス生成部２１２によって生成された整数位置パル
ス、また選択したパルス位置候補が非整数パルス位置の
場合は非整数位置パルス生成部２１３によって生成され
た非整数位置パルスがそれぞれ出力され、これらが一系
統のパルス列に合成されてパルス音源部２０５Ｂから出
力される。
【００５４】パルス音源部２０５Ｂから出力されるパル
ス列は、必要に応じてピッチフィルタ２２６により入力
端子２２５に与えられたピッチ周期Ｌの情報に従ってピ
ッチ周期化され、さらに利得乗算部２０６で各パルス毎
またはパルス列全体に対してインデックスＧ１に従って
図示しない利得符号帳から得られた利得が与えられた
後、加算部２２７に入力され、この加算部２２７で適応
符号帳２２２から選択されかつ利得乗算部２２４でイン
デックスＧ０に従って図示しない利得符号帳から得られ
た利得が乗じられたピッチベクトルと加算される。そし
て、この加算部２２７の出力信号がＬＰＣ合成部２０４
に合成フィルタの駆動信号として与えられることによ
り、合成音声信号（復号音声信号）が生成される。
ス列は、必要に応じてピッチフィルタ２２６により入力
端子２２５に与えられたピッチ周期Ｌの情報に従ってピ
ッチ周期化され、さらに利得乗算部２０６で各パルス毎
またはパルス列全体に対してインデックスＧ１に従って
図示しない利得符号帳から得られた利得が与えられた
後、加算部２２７に入力され、この加算部２２７で適応
符号帳２２２から選択されかつ利得乗算部２２４でイン
デックスＧ０に従って図示しない利得符号帳から得られ
た利得が乗じられたピッチベクトルと加算される。そし
て、この加算部２２７の出力信号がＬＰＣ合成部２０４
に合成フィルタの駆動信号として与えられることによ
り、合成音声信号（復号音声信号）が生成される。
【００５５】このように本実施形態によれば、非整数パ
ルス位置候補を含むパルス位置候補をピッチベクトルの
形状に基づき適応化することで、ピッチベクトルの形状
により忠実なパルス位置候補の配置が可能となり、パル
ス位置候補数の飽和現象が解決されるため、高音質な符
号化／復号化を実現することができる。この効果はパル
ス位置候補数が多い場合、特に顕著になる。
ルス位置候補を含むパルス位置候補をピッチベクトルの
形状に基づき適応化することで、ピッチベクトルの形状
により忠実なパルス位置候補の配置が可能となり、パル
ス位置候補数の飽和現象が解決されるため、高音質な符
号化／復号化を実現することができる。この効果はパル
ス位置候補数が多い場合、特に顕著になる。
【００５６】（第３の実施形態） ［符号化側について］図８に、本発明の第３の実施形態
に係る音声符号化方法を適用した音声符号化システムの
構成を示す。この音声符号化システムは、図５に示した
音声符号化システムと機能的には同じであるが、具体的
な実現手段が異なっている。
に係る音声符号化方法を適用した音声符号化システムの
構成を示す。この音声符号化システムは、図５に示した
音声符号化システムと機能的には同じであるが、具体的
な実現手段が異なっている。
【００５７】図８において、図５と相対応する部分に同
一符号を付して説明すると、この音声符号化システム
は、パルス音源部１０５Ｃが適応パルス位置符号帳１２
０、パルス生成部１３１、ダウンサンプリング部１３２
およびパルス位置選択部１１１で構成され、さらにパル
ス位置候補探索部１２３に代えてマルチレートパルス位
置候補探索部１３３を用いる点が図５に示した第２の実
施形態の音声符号化システムと異なる。
一符号を付して説明すると、この音声符号化システム
は、パルス音源部１０５Ｃが適応パルス位置符号帳１２
０、パルス生成部１３１、ダウンサンプリング部１３２
およびパルス位置選択部１１１で構成され、さらにパル
ス位置候補探索部１２３に代えてマルチレートパルス位
置候補探索部１３３を用いる点が図５に示した第２の実
施形態の音声符号化システムと異なる。
【００５８】マルチレートパルス位置候補探索部１３３
は、雑音ベクトルをアップサンプリングしたパルス位置
候補を出力する。すなわち、１／Ｎサンプルまでの非整
数パルス位置候補を扱う場合、マルチレートパルス位置
候補探索部１３３はＮ倍のアップサンプリングを行って
非整数パルス位置候補を整数パルス位置候補に変換す
る。フレーム内の雑音ベクトルのサンプル点の数がＭの
場合、図５のパルス位置候補探索部１２３は０〜Ｍ−１
の範囲の１／Ｎ刻みの整数パルス位置または非整数パル
ス位置を出力するのに対し、マルチレートパルス位置候
補探索部１３３では０〜ＮＭ−１の範囲の整数パルス位
置を出力することになる。
は、雑音ベクトルをアップサンプリングしたパルス位置
候補を出力する。すなわち、１／Ｎサンプルまでの非整
数パルス位置候補を扱う場合、マルチレートパルス位置
候補探索部１３３はＮ倍のアップサンプリングを行って
非整数パルス位置候補を整数パルス位置候補に変換す
る。フレーム内の雑音ベクトルのサンプル点の数がＭの
場合、図５のパルス位置候補探索部１２３は０〜Ｍ−１
の範囲の１／Ｎ刻みの整数パルス位置または非整数パル
ス位置を出力するのに対し、マルチレートパルス位置候
補探索部１３３では０〜ＮＭ−１の範囲の整数パルス位
置を出力することになる。
【００５９】この結果、適応パルス位置符号帳１２０に
格納されるパルス位置候補は、全て整数値となるが、実
際のパルス位置をＮ倍した値となる。パルス生成部１３
１では、適応パルス位置符号帳１２０から取り出された
パルス位置候補を受けてＮ倍のアップサンプリングがさ
れている状態でパルスを立てることにより、長さがＮＭ
のパルス列を得る。ダウンサンプリング部１３２では、
これを１／Ｎ倍にダウンサンプリングして長さＭのパル
ス列を得る。
格納されるパルス位置候補は、全て整数値となるが、実
際のパルス位置をＮ倍した値となる。パルス生成部１３
１では、適応パルス位置符号帳１２０から取り出された
パルス位置候補を受けてＮ倍のアップサンプリングがさ
れている状態でパルスを立てることにより、長さがＮＭ
のパルス列を得る。ダウンサンプリング部１３２では、
これを１／Ｎ倍にダウンサンプリングして長さＭのパル
ス列を得る。
【００６０】本実施形態では、パルス生成部１３１から
出力されるアップサンプリングされた状態で配置された
パルスは、最終的にダウンサンプリング部１３２でダウ
ンサンプリングされて間引かれる。前述した第２の実施
形態は、この間引かれたパルスを非整数パルス位置に対
応するパルスのセットとして予め用意しておき、実際に
アップサンプリングの処理を行わずとも等価な結果を得
るものである。しかしながら、プログラムの構成等によ
り本実施形態のように実際にアップサンプリングを行っ
た方が見通しが良い場合もある。
出力されるアップサンプリングされた状態で配置された
パルスは、最終的にダウンサンプリング部１３２でダウ
ンサンプリングされて間引かれる。前述した第２の実施
形態は、この間引かれたパルスを非整数パルス位置に対
応するパルスのセットとして予め用意しておき、実際に
アップサンプリングの処理を行わずとも等価な結果を得
るものである。しかしながら、プログラムの構成等によ
り本実施形態のように実際にアップサンプリングを行っ
た方が見通しが良い場合もある。
【００６１】マルチレートパルス位置候補探索部１３３
で整数化されたパルス位置候補を出力する別の方法とし
て、ピッチベクトルをアップサンプリングした後、整数
パルス位置のみを用いるパルス位置適応化を行っても同
等の結果が得られるなど、様々な処理方法を用いること
が可能である。 ［復号化側について］図９は、図８の音声符号化システ
ムに対応する本実施形態の音声復号化システムの構成を
示す図であり、パルス音源部２０５Ｃが図８のパルス音
源部１０５Ｃと同様に適応パルス位置符号帳２２０、パ
ルス生成部２３１、ダウンサンプリング部２３２および
パルス位置選択部２１１で構成され、さらにパルス位置
候補探索部２２３に代えてマルチレートパルス位置候補
探索部２３３を用いる点が図７に示した音声復号化シス
テムと異なる。
で整数化されたパルス位置候補を出力する別の方法とし
て、ピッチベクトルをアップサンプリングした後、整数
パルス位置のみを用いるパルス位置適応化を行っても同
等の結果が得られるなど、様々な処理方法を用いること
が可能である。 ［復号化側について］図９は、図８の音声符号化システ
ムに対応する本実施形態の音声復号化システムの構成を
示す図であり、パルス音源部２０５Ｃが図８のパルス音
源部１０５Ｃと同様に適応パルス位置符号帳２２０、パ
ルス生成部２３１、ダウンサンプリング部２３２および
パルス位置選択部２１１で構成され、さらにパルス位置
候補探索部２２３に代えてマルチレートパルス位置候補
探索部２３３を用いる点が図７に示した音声復号化シス
テムと異なる。
【００６２】この音声復号化システムのより詳しい構成
と動作は、図７の音声復号化システムと図８の音声符号
化システムの説明から自明であるため、説明は省略す
る。
と動作は、図７の音声復号化システムと図８の音声符号
化システムの説明から自明であるため、説明は省略す
る。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれぱ合
成フィルタの駆動信号を構成するパルス列を生成する際
に、フレーム内のサンプル点の数に関係なく多くのパル
ス位置候補を用いることが可能となり、高音質な符号化
／復号化を実現できる。
成フィルタの駆動信号を構成するパルス列を生成する際
に、フレーム内のサンプル点の数に関係なく多くのパル
ス位置候補を用いることが可能となり、高音質な符号化
／復号化を実現できる。
【００６４】また、パルス位置候補の適応化を行う場
合、ピッチベクトルの形状により忠実なパルス位置候補
の配置を可能とすることによって、パルス位置候補数の
飽和現象の問題を解決し、より高音質な音声符号化／復
号化を実現することができる。
合、ピッチベクトルの形状により忠実なパルス位置候補
の配置を可能とすることによって、パルス位置候補数の
飽和現象の問題を解決し、より高音質な音声符号化／復
号化を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る音声符号化シス
テムの構成を示すブロック図
テムの構成を示すブロック図
【図２】本発明における非整数位置パルスの生成法を示
す図
す図
【図３】本発明におけるパルス音源部から出力されるパ
ルス列の例を示す図
ルス列の例を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る音声復号化シス
テムの構成を示すブロック図
テムの構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る音声符号化シス
テムの構成を示すブロック図
テムの構成を示すブロック図
【図６】第２の実施形態における非整数パルス位置を用
いたパルス位置候補の適応化の様子を示す図
いたパルス位置候補の適応化の様子を示す図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る音声復号化シス
テムの構成を示すブロック図
テムの構成を示すブロック図
【図８】本発明の第３の実施形態に係る音声符号化シス
テムの構成を示すブロック図
テムの構成を示すブロック図
【図９】本発明の第３の実施形態に係る音声復号化シス
テムの構成を示すブロック図
テムの構成を示すブロック図
１０１…音声信号入力端子 １０２…ＬＰＣ分析部 １０３…ＬＰＣ量子化部 １０４…ＬＰＣ合成部 １０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ…パルス音源部 １０６…利得乗算部 １０７…減算部 １０８…符号選択部 １１０…パルス位置符号帳 １１１…パルス位置選択部 １１２…整数位置パルス生成部 １１３…非整数位置パルス生成部 １１４，１１５…切替部 １２０…適応パルス位置符号帳 １２１…聴覚重み付け部 １２２…適応符号帳 １２３…パルス位置候補探索部 １２４…利得乗算部 １２５…ピッチ周期情報入力端子 １２６…ピッチフィルタ １２７…加算部 １３１…パルス生成部 １３２…ダウンサンプリング部 １３３…マルチレートパルス位置候補探索部 ２０３…ＬＰＣ逆量子化部 ２０４…ＬＰＣ合成部 ２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５Ｃ…パルス音源部 ２０６…利得乗算部 ２１０…パルス位置符号帳 ２１１…パルス位置選択部 ２１２…整数位置パルス生成部 ２１３…非整数位置パルス生成部 ２１４，２１５…切替部 ２２０…適応パルス位置符号帳 ２２２…適応符号帳 ２２３…パルス位置候補探索部 ２２４…利得乗算部 ２２５…ピッチ周期情報入力端子 ２２６…ピッチフィルタ ２２７…加算部 ２３１…パルス生成部 ２３２…ダウンサンプリング部 ２３３…マルチレートパルス位置候補探索部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D045 CA03 5J064 AA01 BB03 BC08 BC09 BC11 BC16 BC25 BD01 9A001 BB02 EE05 GZ05 GZ07 HH18
Claims (6)
- 【請求項１】音声信号を少なくとも合成フィルタの特性
を表す情報と該合成フィルタを駆動するための駆動信号
とで表現して符号化する音声符号化方法において、 前記駆動信号は、該駆動信号のサンプル点の位置に設定
される第１のパルスおよび該駆動信号のサンプル点とサ
ンプル点との間の位置に設定される第２のパルスのいず
れかから選択されたパルスを含むパルス列により構成さ
れることを特徴とする音声符号化方法。 - 【請求項２】音声信号を少なくとも合成フィルタの特性
を表す情報と該合成フィルタを駆動するためのピッチベ
クトルおよび雑音ベクトルからなる駆動信号とで表現し
て符号化する音声符号化方法において、 前記雑音ベクトルは、該雑音ベクトルのサンプル点の位
置に設定される第１のパルスおよび該雑音ベクトルのサ
ンプル点とサンプル点との間の位置に設定される第２の
パルスのいずれかから選択されたパルスを含むパルス列
により構成されることを特徴とする音声符号化方法。 - 【請求項３】音声信号を少なくとも合成フィルタの特性
を表す情報と該合成フィルタを駆動するためのピッチベ
クトルおよび雑音ベクトルからなる駆動信号とで表現し
て符号化する音声符号化方法において、 前記雑音ベクトルは、前記ピッチベクトルの形状に基づ
いて適応化されるパルス位置候補から選ばれた所定数の
パルス位置にパルスを配置することで生成されたパルス
列を用いて構成され、 前記パルス位置候補は、前記雑音ベクトルのサンプル点
に設定される第１のパルス位置候補および該雑音ベクト
ルのサンプル点とサンプル点との間の位置に設定される
第２のパルス位置候補を含むことを特徴とする音声符号
化方法。 - 【請求項４】駆動信号を合成フィルタに入力して音声信
号を復号化する方法であって、 前記駆動信号は、該駆動信号のサンプル点の位置に設定
される第１のパルスおよび該駆動信号のサンプル点とサ
ンプル点との間の位置に設定される第２のパルスのいず
れかから選択されたパルスを含むパルス列により構成さ
れることを特徴とする音声復号化方法。 - 【請求項５】雑音ベクトルとピッチベクトルとからなる
駆動信号を合成フィルタに入力して音声信号を復号化す
る方法であって、 前記雑音ベクトルは、該雑音ベクトルのサンプル点の位
置に設定される第１のパルスおよび該雑音ベクトルのサ
ンプル点とサンプル点との間の位置に設定される第２の
パルスのいずれかから選択されたパルスを含むパルス列
により構成されることを特徴とする音声復号化方法。 - 【請求項６】ピッチベクトルの形状に基づいて適応化さ
れるパルス位置候補から選ばれた所定数のパルス位置に
パルスを配置することで生成されたパルス列を用いて構
成される雑音ベクトルとピッチベクトルとからなる駆動
信号を合成フィルタに入力して音声信号を復号化する方
法であって、 前記パルス位置候補は、前記雑音ベクトルのサンプル点
に設定される第１のパルス位置候補および該雑音ベクト
ルのサンプル点とサンプル点との間の位置に設定される
第２のパルス位置候補を含むことを特徴とする音声復号
化方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01445599A JP4008607B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 音声符号化／復号化方法 |
| US09/488,748 US6611797B1 (en) | 1999-01-22 | 2000-01-21 | Speech coding/decoding method and apparatus |
| US10/427,948 US6768978B2 (en) | 1999-01-22 | 2003-05-02 | Speech coding/decoding method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01445599A JP4008607B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 音声符号化／復号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214900A true JP2000214900A (ja) | 2000-08-04 |
| JP4008607B2 JP4008607B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=11861529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01445599A Expired - Fee Related JP4008607B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 音声符号化／復号化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6611797B1 (ja) |
| JP (1) | JP4008607B2 (ja) |
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| JP2004061646A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Fujitsu Ltd | Ｔｆｏ機能を有する音声符号化器および方法 |
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| CN102299760B (zh) | 2010-06-24 | 2014-03-12 | 华为技术有限公司 | 脉冲编解码方法及脉冲编解码器 |
| US11480965B2 (en) | 2010-11-19 | 2022-10-25 | Maid Ip Holdings Pty/Ltd | Automatic location placement system |
| CN102623012B (zh) * | 2011-01-26 | 2014-08-20 | 华为技术有限公司 | 矢量联合编解码方法及编解码器 |
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| JP2940005B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1999-08-25 | 日本電気株式会社 | 音声符号化装置 |
| JP2906968B2 (ja) * | 1993-12-10 | 1999-06-21 | 日本電気株式会社 | マルチパルス符号化方法とその装置並びに分析器及び合成器 |
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1999
- 1999-01-22 JP JP01445599A patent/JP4008607B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-01-21 US US09/488,748 patent/US6611797B1/en not_active Expired - Fee Related
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2003
- 2003-05-02 US US10/427,948 patent/US6768978B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6611797B1 (en) | 2003-08-26 |
| US6768978B2 (en) | 2004-07-27 |
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