JP2000330596A - 拡散音源ベクトル生成装置及び拡散音源ベクトル生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計算量が少なく、ＲＯＭ容量が小さく、良好
な合成音を提供する。 【解決手段】 音声復号化装置では、少ないパルス本数
により構成される音源ベクトルの生成情報を音源情報格
納部１に格納し、ランダム数列、学習により求められた
数列、知見により求められた数列のいずれか一つの数列
を拡散ベクトル格納部２に格納するとともに、音源情報
格納部１の音源情報と拡散ベクトル格納部２の拡散ベク
トルとを畳み込み部３で畳み込むことにより、拡散音源
ベクトルが作成されるように構成したものである。音声
符号化装置では、拡散ベクトルとディジタルフィルタか
らのインパルス応答とを畳み込み部で畳み込むことによ
り新インパルス応答が作成されるように構成したもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声符号化／復号
化装置に用いる音源ベクトルの生成装置及び生成方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル携帯電話等の移動体通信の分
野においては、加入者の増加に対処するため、低ビット
レート（〜８ｋｂｐｓ程度）の音声の圧縮符号化法が求
められている。日本国内では、ＶＳＥＬＰおよびＰＳＩ
−ＣＥＬＰという音声符号化方式が、フルレートおよび
ハーフレートのディジタル携帯電話の音声符号化標準方
式として、それぞれ採用・実用化されている。国際的に
は、ＣＳ−ＡＣＥＬＰという符号化方式が８ｋｂｐｓの
国際標準音声符号化方式として採用され、ＩＴＵ−Ｔ勧
告Ｇ．７２９となっている（１９９５年）。これらの音
声符号化はいずれも、ＣＥＬＰ方式（"CODE-EXCITED LI
NEAR PRIDICTION (CELP):HIGH QUALITY SPEECH AT VERY
LOW RATES", Manfred R. Schroeder,Bishnu S. Atal,
Proc., ICASSP'85, pp.937-940に記載されている）を改
良したものである。

【０００３】ここで、ＣＥＬＰ方式の基本的アルゴリズ
ムについて説明する。ＣＥＬＰ方式は、音声情報を音源
情報と声道情報とに分離して符号化する方式で、音源情
報については符号帳に格納された複数のコードベクトル
のインデクスによって符号化し、声道情報についてはＬ
ＰＣ（線形予測係数）を符号化するということと、音源
情報符号化の際には声道情報を加味して入力音声と比較
を行う方法（Ａ−ｂ−Ｓ：Ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ Ｓｙ
ｎｔｈｅｓｉｓ）を採用していることに特徴を有してい
る。なおＣＥＬＰでは一般に、入力音声をある時間間隔
で区間（フレームと呼ばれる）ごとに分けてＬＰＣ分析
を行い、フレームをさらに細かく分けた区間（サブフレ
ームと呼ばれる）ごとに適応符号帳と確率的符号帳の音
源探索が行われる。

【０００４】図５は、従来のＣＥＬＰ型音声復号化装置
の機能ブロック図である。パラメータ復号化部１５２
は、従来のＣＥＬＰ型音声符号化装置（図６：後に説明
する）から送られた音声符号（ＬＰＣ符号、確率的符号
帳のインデクス、確率的符号帳の符号化ゲイン、適応符
号帳のインデクス、適応符号帳の符号化ゲイン）を、伝
送部１５１を通して獲得する。次に、ＬＰＣ符号を復号
化して復号化ＬＰＣ係数を得、確率的符号帳の符号化ゲ
インを復号化して確率的符号帳の復号化ゲインを得、適
応符号帳の符号化ゲインを復号化して適応符号帳の復号
化ゲインを得る。更に、確率的符号帳のインデクス、確
率的符号帳の復号化ゲイン、適応符号帳のインデクス、
適応符号帳の復号化ゲインを駆動音源生成部１５５へ出
力し、復号化ＬＰＣ係数をＬＰＣ合成部１５６へ出力す
る。

【０００５】駆動音源生成部１５５は、まず、適応符号
帳のインデクスに基づいた適応コードベクトルを適応符
号帳１５３から読み出し、得られた適応コードベクトル
に適応符号帳の復号化ゲインを乗じて駆動音源適応符号
帳成分を得る。次に、確率的符号帳のインデクスに基づ
いた確率的コードベクトルを確率的符号帳１５４から読
み出し、得られた確率的コードベクトルに確率的符号帳
の復号化ゲインを乗じて駆動音源確率的符号帳成分を得
る。更に、駆動音源適応符号帳成分と駆動音源確率的符
号帳成分を加算して駆動音源を得、得られた駆動音源を
ＬＰＣ合成部１５６と適応符号帳１５３へ出力する。こ
こで、適応符号帳１５３内の古いコードベクトルは、駆
動音源生成部１５５から入力された上記駆動音源で更新
される。

【０００６】ＬＰＣ合成部１５６は、駆動音源生成部１
５５で得られた駆動音源に対し、パラメータ復号化部１
５２より得た復号化ＬＰＣ係数をもとにＬＰＣ合成を行
い、その出力をディジタルの出力音声１５７として出力
部位へ送る。

【０００７】図６は、従来のＣＥＬＰ型音声符号化装置
の機能ブロック図である。ＬＰＣ分析部１１２は、ま
ず、ディジタルの入力音声１１１内のあるフレームに対
して自己相関分析と線形予測分析を行うことによってＬ
ＰＣ係数を算出し、そのＬＰＣ係数を量子化してＬＰＣ
符号を得てパラメータ符号化部１２３へ出力し、ＬＰＣ
符号を復号化して復号化ＬＰＣ係数を得、次に、ピッチ
強調や高域強調などの特性を持つ聴感重み付けフィルタ
のインパルス応答を求めて聴感重み付け部１１３へ出力
するとともに、聴感重み付けＬＰＣ合成フィルタのイン
パルス応答を求めて、聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ａ
１１４、聴感重み付けＬＰＣ合成部Ａ１１６、聴感重み
付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ１１９、聴感重み付けＬＰＣ合
成部Ｂ１２１へ出力する。

【０００８】聴感重み付け部１１３は、入力された音声
データに対し、サブフレーム毎に聴感重み付けフィルタ
リングを行い、その出力結果から聴感重み付けＬＰＣ合
成フィルタのゼロ入力応答を差し引いて、適応符号帳の
音源探索時に参照するターゲット信号を求め、聴感重み
付けＬＰＣ逆順合成部Ａ１１４および減算部１１８へ出
力する。

【０００９】聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ａ１１４
は、聴感重み付け部１１３で得られたターゲット信号を
時間逆順化し、得られた逆順化信号をＬＰＣ分析部１１
２より与えられたインパルス応答を係数に持つ聴感重み
付きＬＰＣ合成フィルタで合成し、その出力信号を再度
時間逆順化して、ターゲット信号の時間逆合成出力とし
て比較部Ａ１１７へ出力する。

【００１０】適応符号帳１１５は、適応符号帳更新部１
２４により受けた過去の駆動音源を格納しており、その
過去の駆動音源情報は、聴感重み付けＬＰＣ合成部Ａ１
１６、比較部Ａ１１７、適応符号帳更新部１２４によ
り、適応コードベクトルとして参照される。

【００１１】聴感重み付けＬＰＣ合成部Ａ１１６は、適
応符号帳１１５から適応コードベクトルを読み出し、読
み出した適応コードベクトルに対し、ＬＰＣ分析部１１
２より得たインパルス応答を係数に持つ聴感重み付けＬ
ＰＣ合成フィルタで合成し、その結果を比較部Ａ１１７
へ出力する。

【００１２】比較部Ａ１１７は、まず、適応符号帳１１
５から直接読み出した適応コードベクトルと、聴感重み
付けＬＰＣ逆順合成部Ａ１１４で求めたターゲット信号
の時間逆合成出力との内積の２乗値を求め、次に、聴感
重み付けＬＰＣ合成部Ａ１１６から受けた、適応コード
ベクトルに聴感重み付けＬＰＣ合成を施した信号のパワ
を求め、そして、上記内積の２乗値をこのパワで割算す
ることによって適応符号帳探索の基準値を求め、その基
準値が最も大きくなるときに読み出した適応コードベク
トルのインデクスと、そのコードベクトルに乗じる最適
ゲインを算出して、減算部１１８およびパラメータ符号
化部１２３へ出力する。この一連の処理を適応符号帳の
探索という。

【００１３】減算部１１８は、聴感重み付け部１１３で
得たターゲット信号から、適応符号帳探索によって探索
されたコードベクトルを聴感重み付けＬＰＣ合成した出
力信号にゲインを乗じて得られた信号を減算し、その減
算結果を確率的符号帳の探索の際に参照するターゲット
信号として聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ１１９へ出
力する。

【００１４】聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ１１９
は、減算部１１８において生成された確率的符号帳の音
源探索用のターゲット信号を時間逆順化し、それを聴感
重み付きＬＰＣ合成し、その出力信号を再度時間逆順化
して、確率的符号帳の音源探索用ターゲット信号の時間
逆合成出力を得て、比較部Ｂ１２２へ出力する。

【００１５】確率的符号帳１２０は、複数のコードベク
トルを格納しており、これらのコードベクトルは、聴感
重み付けＬＰＣ合成部Ｂ１２１、比較部Ｂ１２２、適応
符号帳更新部１２４により、確率的コードベクトルとし
て参照される。

【００１６】聴感重み付けＬＰＣ合成部Ｂ１２１は、確
率的符号帳１２０から読み出した確率的コードベクトル
に対し、ＬＰＣ分析部１１２から得たインパルス応答を
係数に持つ聴感重み付けＬＰＣ合成フィルタで合成し、
その合成信号を比較部Ｂ１２２へ出力する。

【００１７】比較部Ｂ１２２は、（数１）に示すよう
に、まず、確率的符号帳１２０より直接読み出したｉ番
目の確率的コードベクトルV(i,n)と、聴感重み付けＬＰ
Ｃ逆順合成部Ｂ１１９で求めたターゲット信号の時間逆
合成出力r(n)との内積の２乗値を求め、次に、聴感重み
付けＬＰＣ合成部Ｂ１２１より受けた合成信号S(i,n)の
パワを計算し、そして上記内積の２乗値をこのパワで割
算することによって確率的符号帳探索の基準値std(i)を
求め、その基準値が最も大きくなるときに読み出した確
率的コードベクトルの番号を表すインデクスと、その確
率的コードベクトルに乗じる最適ゲインを算出して、パ
ラメータ符号化部１２３へ出力する。この一連の処理を
確率的符号帳の探索という。

【００１８】

【数１】

【００１９】パラメータ符号化部１２３は、まず、比較
部Ａ１１７から得られた適応コードベクトルに乗じる最
適ゲインと、比較部Ｂ１２２で得られた確率的コードベ
クトルに乗じる最適ゲインの符号化を行って、適応符号
帳の符号化ゲインと確率的符号帳の符号化ゲインをそれ
ぞれ得、次に、得られた適応符号帳の符号化ゲインと確
率的符号帳の符号化ゲイン復号化して、適応符号帳の復
号化ゲインと確率的符号帳の復号化ゲインををそれぞれ
得、さらに、適応符号帳の符号化ゲイン、確率的符号帳
の符号化ゲイン、適応符号帳のインデクス、確率的符号
帳のインデクス、ＬＰＣ符号を伝送部１２５へ出力し、
適応符号帳の復号化ゲイン、確率的符号帳の復号化ゲイ
ン、適応符号帳のインデクス、確率的符号帳のインデク
スを適応符号帳更新部１２４へ出力する。

【００２０】適応符号帳更新部１２４は、パラメータ符
号化部１２３からの入力を受けて、まず、適応符号帳の
インデクスに基づいた適応コードベクトルを適応符号帳
１１５から読みだし、読み出した適応コードベクトルに
適応符号帳の復号化ゲインを乗じて駆動音源適応符号帳
成分を得、次に、確率的符号帳のインデクスに基づいた
確率的コードベクトルを確率的符号帳１２０から読みだ
し、読み出した確率的コードベクトルに確率的符号帳の
復号化ゲインを乗じて駆動音源確率的符号帳成分を得、
駆動音源適応符号帳成分と駆動音源確率的符号帳成分を
加算して駆動音源を得、得られた駆動音源を適応符号帳
１１５へ出力する。ここで、適応符号帳１１５内の古い
コードベクトルは、適応符号帳更新部１２４から入力さ
れた上記駆動音源で更新される。

【００２１】ＣＥＬＰで用いる上記確率的符号帳として
は、雑音符号帳や代数的符号帳（"8KBIT/S ACELP CODIN
G OF SPEECH WITH 10 MS SPEECH-FRAME : A CANDIDATE
FORCCITT STANDARDIZATION"：R.Salami, C.Laflamme, J
-P.Adoul,ICASSP'94,pp.II-97〜II-100, 1994に記載さ
れている）などがある。それぞれを簡単に説明する。

【００２２】「雑音符号帳」は最も古典的な符号帳で、
乱数から作成したランダム数列を格納したものである。
コードブックの性質がランダムなので、質の高い合成音
を得ることができる。しかし、全コードベクトルをあら
かじめ格納しておけなければならないので、大きなＲＯ
Ｍ容量が必要となる。また、符号帳探索は、全てのコー
ドベクトルに対して聴感重み付けＬＰＣ合成を行うこと
になるので、多くの計算量を必要としてしまう。

【００２３】「代数的符号帳」の個々のコードベクトル
は、大きさが１（振幅は、＋１か−１）の４本のパルス
で構成され、それぞれのパルスの位置はインデクスの演
算により決定されることを特徴としている。したがっ
て、符号帳用のＲＯＭを必要としない。しかし、少数の
パルスで構成されることから、合成音（特に無声部）の
音質が悪くなってしまう。そして代数的符号帳の最大の
特徴は、少量の計算量で符号帳探索ができるということ
である。代数的符号帳における上記最大の特徴は、V(i,
n)中には大きさ１のパルスが４本しか存在していないの
で、（数１）の分子を、r(n)中の４サンプルの値を加算
し（加算：３回）、その加算結果を２乗（乗算：１回）
することで計算できることと、前もって求めておいた聴
感重み付けＬＰＣ合成フィルタのインパルス応答の自己
相関行列をＲＡＭに格納しておくと、（数１）の分母
を、たかだか１５回の加算（４重ループの性質や自己相
関行列の対称性を利用すると、実際の計算量はさらに少
なくなる。）によって計算することができることによる
ものである。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】雑音符号帳を用いる
と、ランダムな性質を持つ音源で聴感重み付けＬＰＣ合
成フィルタを駆動できるので合成音の音質は高くなる
が、（数１）の分子および分母の計算量が多くなるので
符号帳探索の計算量が多くなってしまい、また、全コー
ドベクトルをあらかじめ格納しておくためにＲＯＭ容量
が大きくなってしまう。

【００２５】一方、代数的符号帳を用いると、（数１）
の分子および分母の計算量が少なくなるので符号帳探索
の計算量が少なくなり、コードベクトルをそのまま格納
する必要がないのでＲＯＭ容量が小さくなるが、少数本
のパルスによって聴感重み付けＬＰＣ合成フィルタを駆
動することになるため合成音（特に無声部）の音質が悪
くなってしまう。

【００２６】本発明は、符号帳探索のための計算量が少
なく、ＲＯＭ容量が小さく、良好な合成音を提供するこ
とが可能であるという有利な作用を併せ持つ音声符号化
装置及び音声復号化装置に用いられる音源ベクトル生成
装置及び方法を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の拡散音声ベクトル生成装置は、音源ベクトル
を供給する音源ベクトル供給手段と、拡散ベクトルを格
納する手段と、格納された前記拡散ベクトルと前記音源
ベクトルとを畳み込んで、拡散音源ベクトルを出力する
畳み込み手段とを有し、代数的符号帳が生成するコード
ベクトルと同じベクトルが、前記音源ベクトルとして供
給されることを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、音源ベクトルを供給する音源ベクトル供給手段と、
拡散ベクトルを格納する手段と、格納された前記拡散
ベクトルと前記音源ベクトルとを畳み込んで、拡散音源
ベクトルを出力する畳み込み手段とを有し、代数的符号
帳が生成するコードベクトルと同じベクトルが、前記音
源ベクトルとして供給されることを特徴とする拡散音源
ベクトル生成装置である。以下、本発明の実施の形態に
ついて、図１から図４を用いて説明する。

【００２９】（実施の形態１）本発明の実施の形態を、
図１と図２を用いて説明する。

【００３０】図１は本発明による音声復号化装置の主要
部のブロック図を示す。図１において、１は音源情報格
納部、２は拡散ベクトル格納部、３は畳み込み部であ
る。音源情報格納部１は、例えば代数的符号帳と同じコ
ードベクトルの生成情報等の音源情報を格納し、その音
源情報を音源ベクトルとして出力する。拡散ベクトル格
納部２は、例えばランダム数列等の拡散情報を格納し、
その拡散情報を拡散ベクトルとして出力する。畳み込み
部３は音源ベクトルと拡散ベクトルを入力して畳み込み
を行い、拡散音源ベクトルとして出力する。

【００３１】図２は、図１の音声復号化装置の主要部を
従来の確率的符号帳部に代えて用いたＣＥＬＰ型の音声
復号化装置を示す。音源情報格納部１は代数的符号帳と
同じコードベクトルの生成情報を格納し、拡散ベクトル
格納部２はランダム数列を拡散ベクトルとして格納して
いる。パラメータ復号化部４は、まず、符号化装置が生
成した音声符号（ＬＰＣ符号、拡散音源インデクス、拡
散音源ベクトルの符号化ゲイン、適応符号帳のインデク
ス、適応符号帳の符号化ゲイン）を伝送部５を通して獲
得し、ＬＰＣ符号を復号化して復号化ＬＰＣ係数を得
る。次に拡散音源ベクトルの符号化ゲインを復号化して
拡散音源ベクトルの復号化ゲインを得、適応符号帳の符
号化ゲインを復号化して適応符号帳の復号化ゲインを得
る。更に、拡散音源インデクスを畳み込み部３へ出力
し、適応符号帳のインデクス及び復号化ゲイン、拡散音
源ベクトルの復号化ゲインを駆動音源生成部７へ出力
し、復号化ＬＰＣ係数をＬＰＣ合成部８へ出力する。

【００３２】畳み込み部３は、まず、拡散音源インデク
スに基づいた音源ベクトルを音源情報格納部１から読み
出し、次に、拡散ベクトル格納部２に格納されている拡
散ベクトルを読み出し、更に、読み出した音源ベクトル
と拡散ベクトルとの畳み込みを行って拡散音源ベクトル
を生成し駆動音源生成部７へ出力する。駆動音源生成部
７は、まず、適応符号帳のインデクスに基づいた適応コ
ードベクトルを適応符号帳６から読み出し、得られた適
応コードベクトルに適応符号帳の復号化ゲインを乗じて
駆動音源適応符号帳成分を得、畳み込み部３より得られ
た拡散音源ベクトルに拡散音源ベクトルの復号化ゲイン
を乗じて駆動音源拡散音源ベクトル成分を得る。次に、
得られた駆動音源適応符号帳成分と駆動音源拡散音源ベ
クトル成分を加算して駆動音源を得、得られた駆動音源
をＬＰＣ合成部８と適応符号帳６へ出力する。ここで、
適応符号帳６内の古いコードベクトルは、駆動音源生成
部７から入力された上記駆動音源で更新される。ＬＰＣ
合成部８は、駆動音源生成部７から入力される駆動音源
に対し、パラメータ復号化部４から得た復号化ＬＰＣ係
数を持つＬＰＣ合成フィルタで合成し、出力音声９を得
る。

【００３３】なお、本実施の形態において拡散ベクトル
格納部２は、ランダム数列を拡散ベクトルとして格納し
ているので、上記駆動音源拡散音源ベクトル成分がラン
ダムな性質をもつことになり、出力音声（特に無声部）
の音質を向上することができる。また、拡散音源ベクト
ルは音源情報格納部１の音源情報と拡散ベクトル格納部
２の拡散ベクトルにより作成できるので、ＲＯＭ容量は
小さくなっている。

【００３４】なお、本実施の形態では、音源情報格納部
１に代数的符号帳と同じコードベクトルの生成情報を格
納した例で説明したが、その他の符号帳の生成情報もし
くはその他の符号帳自身を格納した場合についても同様
に実施可能である。また、本実施の形態では、拡散ベク
トル格納部２にランダム数列を格納した例で説明した
が、その他の学習により求められた数列、もしくは知見
により求められた数列を用いる場合についても同様に実
施可能である。

【００３５】なお、本実施の形態における音声復号化装
置はＣＥＬＰ型としたが、ＶＯＣＯＤＥＲ型等、その他
の音声復号化装置においても適用が可能である。

【００３６】（実施の形態２）本発明の実施の形態を、
図３と図４を用いて説明する。

【００３７】図３は本発明による音声符号化装置の主要
部のブロック図を示す。図３において、１１は拡散ベク
トル格納部、１２はディジタルフィルタ、１３は畳み込
み部、１４は音源情報格納部である。拡散ベクトル格納
部１１は、例えばランダム数列等の拡散情報を格納し、
その拡散情報を拡散ベクトルとして出力する。

【００３８】ディジタルフィルタ１２は、入力信号をフ
ィルタリングして出力するとともに、フィルタ自身の特
性を決めるフィルタ情報を出力するもので、図３におい
てはフィルタ情報としてインパルス応答もしくは係数の
出力を示す。音源情報格納部１４は、例えば代数的符号
帳と同じコードベクトルの生成情報等の音源情報を格納
し、その音源情報を音源ベクトルとして出力する。

【００３９】畳み込み部１３は、図３（ａ）では、拡散
ベクトルとインパルス応答もしくは係数を入力して畳み
込みを行い、新インパルス応答もしくは新係数を出力
し、図３（ｂ）では、図３（ａ）の機能に加えて、音源
ベクトルと拡散ベクトルを入力して畳み込みを行い、拡
散音源ベクトルとして出力する。

【００４０】図４は、図３の音声符号化装置の主要部を
従来の確率的符号帳部に代えて用いたＣＥＬＰ型の音声
符号化装置を示す。音源情報格納部１４は代数的符号帳
と同じコードベクトルの生成情報を格納し、拡散ベクト
ル格納部１１はランダム数列を拡散ベクトルとして格納
している。１５は入力音声で、ディジタルの入力音声デ
ータである。

【００４１】ＬＰＣ分析部１６は、入力音声１５におけ
るあるフレームに対して自己相関分析と線形予測分析を
行うことによってＬＰＣ係数を算出し、そのＬＰＣ係数
を量子化してＬＰＣ符号を得てパラメータ符号化部１７
へ出力し、ＬＰＣ符号を復号化して復号化ＬＰＣ係数を
得る。次に、ピッチ強調や高域強調などの特性を持つ聴
感重み付けフィルタのインパルス応答を求めて聴感重み
付け部１８へ出力するとともに、聴感重み付けＬＰＣ合
成フィルタのインパルス応答を求めて、聴感重み付けＬ
ＰＣ逆順合成部Ａ１９および聴感重み付けＬＰＣ合成部
Ａ２０へ出力する。聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ａ１
９と聴感重み付けＬＰＣ合成部Ａ２０はいずれもディジ
タルフィルタを含む。

【００４２】聴感重み付け部１８は、入力音声データに
対し、サブフレーム毎に聴感重み付けフィルタリングを
行い、その出力結果から聴感重み付けＬＰＣ合成フィル
タのゼロ入力応答を差し引いて適応符号帳の音源探索時
に参照するターゲット信号を求め、聴感重み付けＬＰＣ
逆順合成部Ａ１９および減算部１８へ出力する。聴感重
み付けＬＰＣ逆順合成部Ａ１９は、聴感重み付け部１８
から入力されるターゲット信号を時間逆順化し、その逆
順化信号をＬＰＣ分析部１６より与えられたインパルス
応答を係数に持つ聴感重み付きＬＰＣ合成フィルタで合
成し、その出力信号を再度時間逆順化してターゲット信
号の時間逆合成出力を得て比較部Ａ２１へ出力する。

【００４３】適応符号帳２２は、適応符号帳更新部２３
により受けた過去の駆動音源を格納しており、その過去
の駆動音源情報は、聴感重み付けＬＰＣ合成部Ａ２０、
比較部Ａ２１、適応符号帳更新部２３により、適応コー
ドベクトルとして参照される。聴感重み付けＬＰＣ合成
部Ａ２０は、まず、適応符号帳２２から適応コードベク
トルを読み出し、読み出した適応コードベクトルに対
し、ＬＰＣ分析部１６より得たインパルス応答を係数に
持つ聴感重み付けＬＰＣ合成フィルタで合成し、その結
果を比較部Ａ２１へ出力する。次に、聴感重み付けＬＰ
Ｃ合成フィルタのインパルス応答を畳み込み部１３へ出
力する。

【００４４】比較部Ａ２１は、まず、適応符号帳２２か
ら直接読み出した適応コードベクトルと、聴感重み付け
ＬＰＣ逆順合成部Ａ１９で求めたターゲット信号の時間
逆合成出力との内積の２乗値を求める。次に、聴感重み
付けＬＰＣ合成部Ａ２０から受けた適応コードベクトル
に聴感重み付けＬＰＣ合成を施した信号のパワを求め、
上記内積の２乗値をこのパワで割算することによって適
応コードベクトル探索の基準値を求める。その基準値が
最も大きくなるときに読み出した適応コードベクトルの
インデクスと、その適応コードベクトルに乗じる最適ゲ
インを算出し、減算部２４およびパラメータ符号化部１
７へ出力する。

【００４５】減算部２４は、聴感重み付け部１８で得ら
れたターゲット信号から、適応符号帳探索において探索
された適応コードベクトルを聴感重み付けＬＰＣ合成
し、合成信号に比較部Ａ２１で求めた適応符号帳の最適
ゲインを乗じて得られた信号を減算する。その減算結果
を、拡散音源ベクトルの探索の際に参照するターゲット
信号として聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ２５へ出力
する。

【００４６】拡散ベクトル格納部１１は、ランダム数列
を格納している。畳み込み部１３は、聴感重み付けＬＰ
Ｃ合成部Ａ２０から受けた聴感重み付けＬＰＣ合成フィ
ルタのインパルス応答と拡散ベクトル格納部１１から読
み出した拡散ベクトルとの畳み込み演算を行い、その演
算結果を新インパルス応答として、聴感重み付けＬＰＣ
逆順合成部Ｂ２５と聴感重み付けＬＰＣ合成部Ｂ２６へ
出力する。聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ２５と聴感
重み付けＬＰＣ合成部Ｂ２６はいずれもディジタルフィ
ルタを含む。

【００４７】聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ２５は、
減算部２４で生成された拡散音源ベクトル探索時のター
ゲット信号を時間逆順化し、その逆順化した信号を、畳
み込み部１３から得た新インパルス応答を係数に持つ聴
感重み付けＬＰＣ合成フィルタで合成する。その出力信
号を再度時間逆順化し、ターゲット信号の時間逆合成出
力として比較部Ｂ２７へ出力する。

【００４８】音源情報格納部１４は、代数的符号帳と同
じコードベクトルの生成情報を格納しているので、少数
（ここでは４本）のパルスよりなるコードベクトルを生
成することができる。生成したコードベクトルは、聴感
重み付けＬＰＣ合成部Ｂ２６、比較部Ｂ２７、畳み込み
部１３により、音源ベクトルとして参照される。聴感重
み付けＬＰＣ合成部Ｂ２６は、音源情報格納部１４より
読み出した音源ベクトルに対し、畳み込み部１３から得
た新インパルス応答を係数に持つ聴感重み付けＬＰＣ合
成フィルタで合成し、その合成信号の自己相関行列を求
めて比較部Ｂ２７へ出力する。

【００４９】比較部Ｂ２７は、まず、音源情報格納部１
４より直接読み出した音源ベクトルと、聴感重み付けＬ
ＰＣ逆順合成部Ｂ２５で求めたターゲット信号の時間逆
合成出力との内積の２乗値を求める。次に、聴感重み付
けＬＰＣ合成部Ｂ２６より受けた自己相関行列を参照し
て、音源ベクトルに聴感重み付けＬＰＣ合成を施した信
号のパワを求め、そして上記内積の２乗値をこのパワで
割算することによって拡散音源ベクトル探索の基準値を
求める。その基準値が最も大きくなるときに読み出した
音源ベクトルの番号を表す拡散音源インデクスと、その
拡散音源ベクトルに乗じる最適ゲインを算出して、パラ
メータ符号化部１７へ出力する。

【００５０】パラメータ符号化部１７は、まず、比較部
Ａ２１で得られた適応コードベクトルに乗じる最適ゲイ
ンと、比較部Ｂ２７で得られた拡散音源ベクトルに乗じ
る最適ゲインの符号化を行って、適応符号帳の符号化ゲ
インと拡散音源ベクトルの符号化ゲインをそれぞれ得
る。次に、得られた適応符号帳の符号化ゲインと拡散音
源ベクトルの符号化ゲインを復号化して、適応符号帳の
復号化ゲインと拡散音源ベクトルの復号化ゲインをそれ
ぞれ得る。更に、適応符号帳の符号化ゲイン、拡散音源
ベクトルの符号化ゲイン、ＬＰＣ符号、適応符号帳のイ
ンデクス、拡散音源インデクスを伝送部２８へ出力し、
適応符号帳の復号化ゲインと、適応符号帳のインデクス
とを適応符号帳更新部２３へ出力し、拡散音源ベクトル
の復号化ゲイン、拡散音源インデクスを畳み込み部１３
へ出力する。

【００５１】畳み込み部１３は、まず、拡散音源インデ
クスに基づいた音源ベクトルを音源情報格納部１４から
読み出し、次に、拡散ベクトル格納部１１に格納されて
いる拡散ベクトルを読み出す。次に、読み出した音源ベ
クトルと拡散ベクトルとの畳み込み演算を行って拡散音
源ベクトルを生成し、拡散音源ベクトルに復号化ゲイン
を乗じて駆動音源拡散音源ベクトル成分を得て適応符号
帳更新部２３へ出力する。適応符号帳更新部２３は、ま
ず、パラメータ符号化部１７から受けた適応符号帳のイ
ンデクスに基づいた適応コードベクトルを適応符号帳２
２から読み出し、得られた適応コードベクトルに適応符
号帳の復号化ゲインを乗じて駆動音源適応符号帳成分を
得る。次に、得られた駆動音源適応符号帳成分と畳み込
み部１３から入力された駆動音源拡散音源ベクトル成分
を加算して駆動音源を生成し、生成した駆動音源を適応
符号帳２２へ出力する。ここで、適応符号帳２２内の古
いコードベクトルは、適応符号帳更新部２３から入力さ
れた上記駆動音源で更新される。

【００５２】なお、本実施の形態では、音源情報格納部
１４に代数的符号帳と同じコードベクトルの生成情報を
格納した例で説明したが、その他の符号帳の生成情報も
しくはその他の符号帳自身を格納した場合についても同
様に実施可能である。また、本実施の形態では、拡散ベ
クトル格納部１１にランダム数列を格納した例で説明し
たが、その他の学習により求められた数列、もしくは知
見により求められた数列を用いる場合についても同様に
実施可能である。なお、本実施の形態における音声符号
化装置はＣＥＬＰ型としたが、ＶＯＣＯＤＥＲ型等、そ
の他の音声符号化装置においても適用が可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれぱ、符号帳探
索のための計算量が少なくて済むとともに、ＲＯＭ容量
が小さくて済み、更に良好な合成音を提供できるという
有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による音声復号化装置の
主要部を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態によるＣＥＬＰ型の音声
復号化装置を示すブロック図

【図３】（ａ）本発明の一実施の形態による音声符号化
装置の主要部を示すブロック図 （ｂ）本発明の一実施の形態による音声符号化装置の主
要部を示すブロック図

【図４】本発明の一実施の形態によるＣＥＬＰ型の音声
符号化装置を示すブロック図

【図５】従来のＣＥＬＰ型音声復号化装置を示すブロッ
ク図

【図６】従来のＣＥＬＰ型音声符号化装置を示すブロッ
ク図

【符号の説明】

１ 音源情報格納部 ２ 拡散ベクトル格納部 ３ 畳み込み部 ４ パラメータ復号化部 ５ 伝送部 ６ 適応符号帳 ７ 駆動音源生成部 ８ ＬＰＣ合成部 ９ 出力音声 １１ 拡散ベクトル格納部 １２ ディジタルフィルタ １３ 畳み込み部 １４ 音源情報格納部 １５ 入力音声 １６ ＬＰＣ分析部 １７ パラメータ符号化部 １８ 聴感重み付け部 １９ 聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ａ ２０ 聴感重み付けＬＰＣ合成部Ａ ２１ 比較部Ａ ２２ 適応符号帳 ２３ 適応符号帳更新部 ２４ 減算部 ２５ 聴感重み付けＬＰＣ逆順合成部Ｂ ２６ 聴感重み付けＬＰＣ合成部Ｂ ２７ 比較部Ｂ ２８ 伝送部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音源ベクトルを供給する音源ベクトル供
   給手段と、拡散ベクトルを格納する手段と、格納された
   前記拡散ベクトルと前記音源ベクトルとを畳み込んで、
   拡散音源ベクトルを出力する畳み込み手段とを有し、代
   数的符号帳が生成するコードベクトルと同じベクトル
   が、前記音源ベクトルとして供給される拡散音源ベクト
   ル生成装置。
2. 【請求項２】 音源ベクトルを供給する段階と、拡散ベ
   クトルを格納する段階と、格納された前記拡散ベクトル
   と前記音源ベクトルとを畳み込んで拡散音源ベクトルを
   出力する段階と有し、代数的符号帳が生成するコードベ
   クトルと同じベクトルが、音源ベクトルとして供給され
   る拡散音源ベクトル生成方法。