JP2905155B2 - 音声符号化装置 - Google Patents
音声符号化装置Info
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- JP2905155B2 JP2905155B2 JP8278422A JP27842296A JP2905155B2 JP 2905155 B2 JP2905155 B2 JP 2905155B2 JP 8278422 A JP8278422 A JP 8278422A JP 27842296 A JP27842296 A JP 27842296A JP 2905155 B2 JP2905155 B2 JP 2905155B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声符号化装置に
関し、特に、音声信号を一定時間（例えば２０ｍｓ）の
分析フレームごとにスペクトル包絡情報を表わすパラメ
ータと音源情報とに分離してディジタル伝送するために
好適な音声符号化装置及び音声符号化方法に関する。
関し、特に、音声信号を一定時間（例えば２０ｍｓ）の
分析フレームごとにスペクトル包絡情報を表わすパラメ
ータと音源情報とに分離してディジタル伝送するために
好適な音声符号化装置及び音声符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スペクトル包絡を表わすパラメ
ータとして線形予測係数やＬＳＰ等のＬＰＣ分析に基づ
くパラメータを用いる場合は、ＬＰＣ分析での極のバン
ド幅の過小推定、パラメータの量子化誤差および伝送誤
り等により、復号音声の振幅が入力音声に比べて異常に
大きくなったり、スペクトル歪が大きくなるという問題
がある。
ータとして線形予測係数やＬＳＰ等のＬＰＣ分析に基づ
くパラメータを用いる場合は、ＬＰＣ分析での極のバン
ド幅の過小推定、パラメータの量子化誤差および伝送誤
り等により、復号音声の振幅が入力音声に比べて異常に
大きくなったり、スペクトル歪が大きくなるという問題
がある。
【０００３】従来から、ＬＰＣ分析時の極のバンド幅の
過小推定の影響を軽減する方法として、文献「ＰＡＲＣ
ＯＲ分析時におけるスペクトル平滑化ウインドの検討」
（東倉、板倉、橋本 共著、日本音響学会研究発表会講
演論文集、Ｐ３９３〜３９４、１９７７年４月刊）に示
されているラグ窓処理が知られている。一方、スペクト
ルパラメータとしてＬＳＰを用いる場合に量子化誤差と
伝送誤り影響とを軽減する方法としては、文献「ＬＳＰ
分析合成系における量子化法と伝送路雑音の影響」（管
村、ナリマン 共著、電子情報通信学会技術研究報告
編、ＳＰ８７−１２２、１９８８年２月刊）に示されて
いるＬＳＰパラメータの順序関係を利用した量子化方法
およびＬＳＰの順序関係と良好な補間特性を利用した伝
送誤り補正方法が知られている。
過小推定の影響を軽減する方法として、文献「ＰＡＲＣ
ＯＲ分析時におけるスペクトル平滑化ウインドの検討」
（東倉、板倉、橋本 共著、日本音響学会研究発表会講
演論文集、Ｐ３９３〜３９４、１９７７年４月刊）に示
されているラグ窓処理が知られている。一方、スペクト
ルパラメータとしてＬＳＰを用いる場合に量子化誤差と
伝送誤り影響とを軽減する方法としては、文献「ＬＳＰ
分析合成系における量子化法と伝送路雑音の影響」（管
村、ナリマン 共著、電子情報通信学会技術研究報告
編、ＳＰ８７−１２２、１９８８年２月刊）に示されて
いるＬＳＰパラメータの順序関係を利用した量子化方法
およびＬＳＰの順序関係と良好な補間特性を利用した伝
送誤り補正方法が知られている。
【０００４】図２は上記各文献に記載された音声信号の
符号化並びに復号化とラグ窓処理とを組み合わせた従来
の音声符号化・復号化装置のブロック図である。図にお
いて、符号化装置１は、入力された入力音声信号３を符
号化し、符号化音源情報１３や、この符号化音源情報１
３の符号化に関連するＬＳＰ情報を含む符号化ＬＳＰ情
報７を送出する。復号化装置２は、符号化ＬＳＰ情報７
に基づいて符号化音源情報１３を復号化して復号音声信
号１９を出力する。符号化装置１において、自己相関分
析手段４は、入力音声信号３の分析フレーム毎に自己相
関を分析して自己相関係数を出力する。自己相関分析手
段４から出力された自己相関係数は、ラグ窓手段２０に
よってラグ窓処理が加えられ、補正自己相関係数が算出
される。ラグ窓手段２０から出力された補正自己相関係
数には、ＬＳＰ分析手段５によってＬＳＰ分析が実施さ
れ、その補正自己相関係数はＬＳＰパラメータに変換さ
れる。出力されたＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ符号化手
段６によって分析結果の符号化が行なわれ、この符号化
に基づいて符号化ＬＳＰ情報７が出力される。次元間比
較手段２１は、ＬＳＰ符号化手段６における符号化後の
ＬＳＰパラメータの次元間の順序関係が満足されている
か否かの判定を行なう。ＬＳＰ復号化手段８は、符号化
ＬＳＰ情報７を復号化して復号化ＬＳＰパラメータに変
換する。ＬＳＰ逆フィルタ手段１１は、符号化装置１に
おいてＬＳＰ復号化手段８からの復号化ＬＳＰパラメー
タを用いて入力音声信号３を逆フィルタリングして音源
信号を出力する。音源符号化手段１２は、ＬＳＰ逆フィ
ルタ手段１１からの音源信号の符号化を行ない符号化音
源情報１３を出力する。
符号化並びに復号化とラグ窓処理とを組み合わせた従来
の音声符号化・復号化装置のブロック図である。図にお
いて、符号化装置１は、入力された入力音声信号３を符
号化し、符号化音源情報１３や、この符号化音源情報１
３の符号化に関連するＬＳＰ情報を含む符号化ＬＳＰ情
報７を送出する。復号化装置２は、符号化ＬＳＰ情報７
に基づいて符号化音源情報１３を復号化して復号音声信
号１９を出力する。符号化装置１において、自己相関分
析手段４は、入力音声信号３の分析フレーム毎に自己相
関を分析して自己相関係数を出力する。自己相関分析手
段４から出力された自己相関係数は、ラグ窓手段２０に
よってラグ窓処理が加えられ、補正自己相関係数が算出
される。ラグ窓手段２０から出力された補正自己相関係
数には、ＬＳＰ分析手段５によってＬＳＰ分析が実施さ
れ、その補正自己相関係数はＬＳＰパラメータに変換さ
れる。出力されたＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ符号化手
段６によって分析結果の符号化が行なわれ、この符号化
に基づいて符号化ＬＳＰ情報７が出力される。次元間比
較手段２１は、ＬＳＰ符号化手段６における符号化後の
ＬＳＰパラメータの次元間の順序関係が満足されている
か否かの判定を行なう。ＬＳＰ復号化手段８は、符号化
ＬＳＰ情報７を復号化して復号化ＬＳＰパラメータに変
換する。ＬＳＰ逆フィルタ手段１１は、符号化装置１に
おいてＬＳＰ復号化手段８からの復号化ＬＳＰパラメー
タを用いて入力音声信号３を逆フィルタリングして音源
信号を出力する。音源符号化手段１２は、ＬＳＰ逆フィ
ルタ手段１１からの音源信号の符号化を行ない符号化音
源情報１３を出力する。
【０００５】復号化装置２において、音源復号化手段１
７は、符号化装置１からの符号化音源情報１３を復号化
する。ＬＳＰ復号化手段１４は、符号化装置１からの符
号化ＬＳＰ情報７を復号化する。復号化されたＬＳＰパ
ラメータは、次元間比較手段２２によって、次元間の順
序関係に逆転が起こっていないか否かが判定される。Ｌ
ＳＰ補間手段２３は、次元間比較手段２２が次元間の順
序関係が逆転していると判定した場合に、ＬＳＰを前後
のフレーム間で補間する。ＬＳＰ合成フィルタ１８は、
ＬＳＰ復号化手段１４およびＬＳＰ補間手段２３を通じ
て得られたＬＳＰパラメータと、音源復号化手段１７か
らの音源信号とを用いて復号音声信号１９を生成出力す
る。
７は、符号化装置１からの符号化音源情報１３を復号化
する。ＬＳＰ復号化手段１４は、符号化装置１からの符
号化ＬＳＰ情報７を復号化する。復号化されたＬＳＰパ
ラメータは、次元間比較手段２２によって、次元間の順
序関係に逆転が起こっていないか否かが判定される。Ｌ
ＳＰ補間手段２３は、次元間比較手段２２が次元間の順
序関係が逆転していると判定した場合に、ＬＳＰを前後
のフレーム間で補間する。ＬＳＰ合成フィルタ１８は、
ＬＳＰ復号化手段１４およびＬＳＰ補間手段２３を通じ
て得られたＬＳＰパラメータと、音源復号化手段１７か
らの音源信号とを用いて復号音声信号１９を生成出力す
る。
【０００６】次に上記構成の動作を説明する。先ず、符
号化装置１において自己相関分析手段４は分析フレーム
毎に入力音声信号３の自己相関分析を行ない、自己相関
係数ｒ（ｋ）を算出する。ここで、ｋ＝０〜Ｍであり、
Ｍは分析次数である。ラグ窓手段２０は自己相関分析手
段４で得られたｒ（ｋ）にラグ窓関数ｗ（ｋ）を乗ずる
ことにより補正自己相関係数ｒｗ（ｋ）を算出する。ち
なみに、
号化装置１において自己相関分析手段４は分析フレーム
毎に入力音声信号３の自己相関分析を行ない、自己相関
係数ｒ（ｋ）を算出する。ここで、ｋ＝０〜Ｍであり、
Ｍは分析次数である。ラグ窓手段２０は自己相関分析手
段４で得られたｒ（ｋ）にラグ窓関数ｗ（ｋ）を乗ずる
ことにより補正自己相関係数ｒｗ（ｋ）を算出する。ち
なみに、
【数１】 である。但し、ｎはラグ窓の効果の強さを決める定数で
ある。また、 ｒｗ（ｋ）＝ｒ（ｋ）×ｗ（ｋ） ……（２） である。但し、ｋ＝０〜Ｍである。ＬＳＰ分析手段５は
補正自己相関係数ｒｗ（ｋ）をＬＳＰパラメータω
（ｋ）に変換する。但し、ｋ＝１〜Ｍである。ＬＳＰ符
号化手段６は次元間比較手段２１を用いて符号化後のＬ
ＳＰパラメータが、 ０＜ω（１）＜ω（２）＜・・・＜ω（Ｍ）＜π ……（３） の次元間の順序関係を満足することを確認しつつその条
件下で量子化歪が最小になるように符号化を行ない、ｉ
ω（ｋ）で表わされる符号化ＬＳＰ情報７を算出し出力
する。ちなみに、ｋ＝１〜Ｍである。このようにして得
られた符号化ＬＳＰ情報７は復号化装置２に送出される
と共に符号化装置１においてＬＳＰ復号化手段８に与え
られる。
ある。また、 ｒｗ（ｋ）＝ｒ（ｋ）×ｗ（ｋ） ……（２） である。但し、ｋ＝０〜Ｍである。ＬＳＰ分析手段５は
補正自己相関係数ｒｗ（ｋ）をＬＳＰパラメータω
（ｋ）に変換する。但し、ｋ＝１〜Ｍである。ＬＳＰ符
号化手段６は次元間比較手段２１を用いて符号化後のＬ
ＳＰパラメータが、 ０＜ω（１）＜ω（２）＜・・・＜ω（Ｍ）＜π ……（３） の次元間の順序関係を満足することを確認しつつその条
件下で量子化歪が最小になるように符号化を行ない、ｉ
ω（ｋ）で表わされる符号化ＬＳＰ情報７を算出し出力
する。ちなみに、ｋ＝１〜Ｍである。このようにして得
られた符号化ＬＳＰ情報７は復号化装置２に送出される
と共に符号化装置１においてＬＳＰ復号化手段８に与え
られる。
【０００７】ＬＳＰ復号化手段８は、ＬＳＰ符号化手段
６からの符号化ＬＳＰ情報７を復号化して復号化ＬＳＰ
パラメータω’（ｋ）に変換する。但し、ｋ＝１〜Ｍで
ある。ＬＳＰ逆フィルタ手段１１は復号化ＬＳＰパラメ
ータを用いて入力音声信号３を逆フィルタリングして音
源信号を発生する。音源符号化手段１２はこの音源信号
を符号化して復号化装置２に送出する。
６からの符号化ＬＳＰ情報７を復号化して復号化ＬＳＰ
パラメータω’（ｋ）に変換する。但し、ｋ＝１〜Ｍで
ある。ＬＳＰ逆フィルタ手段１１は復号化ＬＳＰパラメ
ータを用いて入力音声信号３を逆フィルタリングして音
源信号を発生する。音源符号化手段１２はこの音源信号
を符号化して復号化装置２に送出する。
【０００８】一方、復号化装置２において、ＬＳＰ復号
化手段１４は、符号化ＬＳＰ情報７を復号化して復号化
ＬＳＰパラメータを算出し、次元間比較手段２２および
ＬＳＰ補間手段２３に出力する。次元間比較手段２２が
復号化ＬＳＰパラメータの次元間の順序関係に逆転が起
こっていないと判断すると、ＬＳＰ補間手段２３は、復
号化ＬＳＰパラメータをそのままＬＳＰ合成フィルタ１
８に出力する。一方、逆転が起こっていると判断された
場合には、逆転しているどちらかの次元のＬＳＰパラメ
ータが誤っていると判断して、ＬＳＰ補間手段２３は、
両方の次元の復号化ＬＳＰパラメータを前後のフレーム
の値で補間したり、前フレームの値に置換したりして補
正を行なう。補正された復号化ＬＳＰパラメータはＬＳ
Ｐ合成フィルタ１８に出力される。音源復号化手段１７
は、符号化装置１からの符号化音源情報１３を復号化し
て得られた音源信号をＬＳＰ合成フィルタ１８に出力す
る。ＬＳＰ合成フィルタ１８は、入力された復号化ＬＳ
Ｐパラメータと音源信号を用いて復号音声信号１９を生
成し出力する。
化手段１４は、符号化ＬＳＰ情報７を復号化して復号化
ＬＳＰパラメータを算出し、次元間比較手段２２および
ＬＳＰ補間手段２３に出力する。次元間比較手段２２が
復号化ＬＳＰパラメータの次元間の順序関係に逆転が起
こっていないと判断すると、ＬＳＰ補間手段２３は、復
号化ＬＳＰパラメータをそのままＬＳＰ合成フィルタ１
８に出力する。一方、逆転が起こっていると判断された
場合には、逆転しているどちらかの次元のＬＳＰパラメ
ータが誤っていると判断して、ＬＳＰ補間手段２３は、
両方の次元の復号化ＬＳＰパラメータを前後のフレーム
の値で補間したり、前フレームの値に置換したりして補
正を行なう。補正された復号化ＬＳＰパラメータはＬＳ
Ｐ合成フィルタ１８に出力される。音源復号化手段１７
は、符号化装置１からの符号化音源情報１３を復号化し
て得られた音源信号をＬＳＰ合成フィルタ１８に出力す
る。ＬＳＰ合成フィルタ１８は、入力された復号化ＬＳ
Ｐパラメータと音源信号を用いて復号音声信号１９を生
成し出力する。
【０００９】このように従来の音声符号化・復号化装置
では、符号化部において自己相関係数に対してラグ窓を
乗ずることで分析時の極のバンド幅の過小推定による影
響を軽減し、合成フィルタの安定条件を与えるＬＳＰパ
ラメータの順序関係を利用して符号化部で順序関係を満
たすように量子化することで量子化誤差の影響を軽減
し、復号化部では復号化結果が順序関係を満たさない場
合に伝送誤りと判断して補正を行なうようにすることで
伝送誤りの影響を軽減するようにしているが、極のバン
ド幅が本来狭いためにバンド幅の過小推定が強い場合に
は定数ｎを変化させてラグ窓の効果を強くしないと過小
推定の影響を十分に除去できず、この時には他の極のバ
ンド幅も必要以上に広がってしまうため、結果的に不明
瞭な合成音を出力してしまうという、解決すべき大きな
課題がある。また、量子化誤差の影響についてはＬＳＰ
パラメータの次元間の順序関係を満足するようにするこ
とで極端な合成音振幅の増大は除去できるが、順序の逆
転は起こらないまでも２つの次元間の距離が近づきすぎ
た場合には、合成音の振幅が入力音声と比べてかなり増
加し、フレーム間での不自然なパワー変動が発生すると
いう別の問題があり、更に伝送誤りによって２つの次元
間の距離が近づきすぎた場合にも同様の解決すべき課題
がある。
では、符号化部において自己相関係数に対してラグ窓を
乗ずることで分析時の極のバンド幅の過小推定による影
響を軽減し、合成フィルタの安定条件を与えるＬＳＰパ
ラメータの順序関係を利用して符号化部で順序関係を満
たすように量子化することで量子化誤差の影響を軽減
し、復号化部では復号化結果が順序関係を満たさない場
合に伝送誤りと判断して補正を行なうようにすることで
伝送誤りの影響を軽減するようにしているが、極のバン
ド幅が本来狭いためにバンド幅の過小推定が強い場合に
は定数ｎを変化させてラグ窓の効果を強くしないと過小
推定の影響を十分に除去できず、この時には他の極のバ
ンド幅も必要以上に広がってしまうため、結果的に不明
瞭な合成音を出力してしまうという、解決すべき大きな
課題がある。また、量子化誤差の影響についてはＬＳＰ
パラメータの次元間の順序関係を満足するようにするこ
とで極端な合成音振幅の増大は除去できるが、順序の逆
転は起こらないまでも２つの次元間の距離が近づきすぎ
た場合には、合成音の振幅が入力音声と比べてかなり増
加し、フレーム間での不自然なパワー変動が発生すると
いう別の問題があり、更に伝送誤りによって２つの次元
間の距離が近づきすぎた場合にも同様の解決すべき課題
がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】隣接する次元間の距離
が近付きすぎることを回避しながら、ＬＰＣ分析におけ
る極のバンド幅の過小推定の影響を軽減する方法として
は、特開昭５８−１８１０９６号公報に開示された２つ
の方法がある。１つは、音声信号を分析してＬＳＰパラ
メータを算出した後、このＬＳＰパラメータの各次元の
値を、平坦なスペクトル包絡を表す等分割のＬＳＰパラ
メータの値に線形的に近似させる方法である。もう１つ
は、算出されたＬＳＰパラメータの隣接次元間の距離を
算出し、この距離が所定の閾値より小さい部分の間隔の
みを広げ、各間隔の比率が変化しないように比例的に全
体の間隔を戻す方法である。いずれの方法でも、ＬＰＣ
分析における極のバンド幅の過小推定の影響を軽減する
ことができる一方で、スペクトル包絡のピークの位置が
ずれることから、復号音声の声の特徴が変形されてしま
うといった問題が生じる。
が近付きすぎることを回避しながら、ＬＰＣ分析におけ
る極のバンド幅の過小推定の影響を軽減する方法として
は、特開昭５８−１８１０９６号公報に開示された２つ
の方法がある。１つは、音声信号を分析してＬＳＰパラ
メータを算出した後、このＬＳＰパラメータの各次元の
値を、平坦なスペクトル包絡を表す等分割のＬＳＰパラ
メータの値に線形的に近似させる方法である。もう１つ
は、算出されたＬＳＰパラメータの隣接次元間の距離を
算出し、この距離が所定の閾値より小さい部分の間隔の
みを広げ、各間隔の比率が変化しないように比例的に全
体の間隔を戻す方法である。いずれの方法でも、ＬＰＣ
分析における極のバンド幅の過小推定の影響を軽減する
ことができる一方で、スペクトル包絡のピークの位置が
ずれることから、復号音声の声の特徴が変形されてしま
うといった問題が生じる。
【００１１】このような問題を伴うことなく隣接する次
元間の距離が近付きすぎることを回避しながら、ＬＰＣ
分析における極のバンド幅の過小推定の影響を軽減する
ことができる方法として、特開昭６２−２５８００号公
報に開示されたものがある。この方法では、算出された
ＬＳＰパラメータの隣接次元間の距離を算出し、この距
離が所定の閾値より小さい部分の間隔のみを広げ、得ら
れたＬＳＰパラメータをそのまま用いている。
元間の距離が近付きすぎることを回避しながら、ＬＰＣ
分析における極のバンド幅の過小推定の影響を軽減する
ことができる方法として、特開昭６２−２５８００号公
報に開示されたものがある。この方法では、算出された
ＬＳＰパラメータの隣接次元間の距離を算出し、この距
離が所定の閾値より小さい部分の間隔のみを広げ、得ら
れたＬＳＰパラメータをそのまま用いている。
【００１２】特開昭６２−２５８００号公報に開示され
た方法を用いて、隣接する次元間の距離が近付きすぎる
ことを回避する場合には、極のバンド幅の過小推定によ
ってＬＳＰパラメータの隣接する次元間の距離が小さく
なっている部分を選択的に広げることができるので、他
の極のバンド幅を不必要に広げることがない。そのた
め、図２に示される構成に伴う問題点を解消することが
できるが、その一方で、補正されたＬＳＰパラメータを
量子化した場合、量子化歪みによって再び次元間距離が
小さくなったり、伝送誤りによって次元間距離が小さく
なったりし、不自然なパワー変動が発生してしまうとい
った課題は残る。
た方法を用いて、隣接する次元間の距離が近付きすぎる
ことを回避する場合には、極のバンド幅の過小推定によ
ってＬＳＰパラメータの隣接する次元間の距離が小さく
なっている部分を選択的に広げることができるので、他
の極のバンド幅を不必要に広げることがない。そのた
め、図２に示される構成に伴う問題点を解消することが
できるが、その一方で、補正されたＬＳＰパラメータを
量子化した場合、量子化歪みによって再び次元間距離が
小さくなったり、伝送誤りによって次元間距離が小さく
なったりし、不自然なパワー変動が発生してしまうとい
った課題は残る。
【００１３】本発明は、上記従来技術の残された課題を
解決して、非常に簡単な構成で、量子化誤差に起因する
合成音振幅の変動を防止して安定した合成音の出力を得
ることが可能な音声符号化装置ならびに音声符号化方法
を提供することを目的とする。
解決して、非常に簡単な構成で、量子化誤差に起因する
合成音振幅の変動を防止して安定した合成音の出力を得
ることが可能な音声符号化装置ならびに音声符号化方法
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明によれば、音声信号入力部（３０）、Ｌ
ＳＰ生成部（３１）、ＬＳＰ符号化部（３４）、ＬＳＰ
出力部（４２）、ＬＳＰ復号化部（３５）、ＬＳＰ補正
部（３６）、符号化音源情報発生部（３９）、音源情報
出力部（４３）からなる音声符号化装置であって、音声
信号入力部（３０）は外部から入力される音声信号をＬ
ＳＰ生成部（３１）と符号化音源情報発生部（３９）に
供給し、ＬＳＰ生成部（３１）は音声信号からＬＳＰパ
ラメータを生成し、ＬＳＰ符号化部（３４）に供給し、
ＬＳＰ符号化部（３４）はＬＳＰパラメータを符号化
し、符号化ＬＳＰパラメータとしてＬＳＰ復号化部（３
５）に供給するとともに、ＬＳＰ出力部（４２）に出力
し、ＬＳＰ復号化部（３５）は符号化ＬＳＰパラメータ
を復号化し、復号化ＬＳＰパラメータとしてＬＳＰ補正
部（３６）に供給し、ＬＳＰ補正部（３６）は復号化Ｌ
ＳＰパラメータを補正し、補正ＬＳＰパラメータとして
符号化音源情報発生部（３９）に供給し、符号化音源情
報発生部（３９）は補正ＬＳＰパラメータと音声信号に
より音源情報を得るとともに、この音源情報を符号化し
た符号化音源情報を音源情報出力部（４３）に出力する
音声符号化装置が提供される。
に、第１の発明によれば、音声信号入力部（３０）、Ｌ
ＳＰ生成部（３１）、ＬＳＰ符号化部（３４）、ＬＳＰ
出力部（４２）、ＬＳＰ復号化部（３５）、ＬＳＰ補正
部（３６）、符号化音源情報発生部（３９）、音源情報
出力部（４３）からなる音声符号化装置であって、音声
信号入力部（３０）は外部から入力される音声信号をＬ
ＳＰ生成部（３１）と符号化音源情報発生部（３９）に
供給し、ＬＳＰ生成部（３１）は音声信号からＬＳＰパ
ラメータを生成し、ＬＳＰ符号化部（３４）に供給し、
ＬＳＰ符号化部（３４）はＬＳＰパラメータを符号化
し、符号化ＬＳＰパラメータとしてＬＳＰ復号化部（３
５）に供給するとともに、ＬＳＰ出力部（４２）に出力
し、ＬＳＰ復号化部（３５）は符号化ＬＳＰパラメータ
を復号化し、復号化ＬＳＰパラメータとしてＬＳＰ補正
部（３６）に供給し、ＬＳＰ補正部（３６）は復号化Ｌ
ＳＰパラメータを補正し、補正ＬＳＰパラメータとして
符号化音源情報発生部（３９）に供給し、符号化音源情
報発生部（３９）は補正ＬＳＰパラメータと音声信号に
より音源情報を得るとともに、この音源情報を符号化し
た符号化音源情報を音源情報出力部（４３）に出力する
音声符号化装置が提供される。
【００１５】また、第２の発明によれば、ＬＳＰ補正部
（３６）は、次元間距離算出手段（３８）、ＬＳＰ補正
手段（３７）からなり、次元間距離算出手段（３８）
は、復号化ＬＳＰパラメータの隣接する次元間距離を算
出し、ＬＳＰ補正手段（３７）は算出した次元間距離が
予め定められた閾値を下回る場合には、閾値に応じて復
号化ＬＳＰパラメータを補正し、補正ＬＳＰパラメータ
として符号化音源情報発生部（３９）に供給する音声符
号化装置が提供される。
（３６）は、次元間距離算出手段（３８）、ＬＳＰ補正
手段（３７）からなり、次元間距離算出手段（３８）
は、復号化ＬＳＰパラメータの隣接する次元間距離を算
出し、ＬＳＰ補正手段（３７）は算出した次元間距離が
予め定められた閾値を下回る場合には、閾値に応じて復
号化ＬＳＰパラメータを補正し、補正ＬＳＰパラメータ
として符号化音源情報発生部（３９）に供給する音声符
号化装置が提供される。
【００１６】
【作用】本発明によれば、音声信号は送信側である符号
化装置において、符号化ＬＳＰ情報と符号化音源情報と
に分離されて伝送路に送出される。そして、この両情報
を受信した復号化装置はそれぞれ復号化されたＬＳＰパ
ラメータと音源信号を合成して復号音声信号を発生す
る。本発明において特徴的なことは、このような伝送路
を介して送受信される音声信号に対して、符号化装置で
の量子化誤差に起因する合成音振幅の変動を効果的に防
止したことにある。すなわち、符号化装置において符号
化音源情報に対して前記量子化誤差に起因する変動の防
止を行っている。
化装置において、符号化ＬＳＰ情報と符号化音源情報と
に分離されて伝送路に送出される。そして、この両情報
を受信した復号化装置はそれぞれ復号化されたＬＳＰパ
ラメータと音源信号を合成して復号音声信号を発生す
る。本発明において特徴的なことは、このような伝送路
を介して送受信される音声信号に対して、符号化装置で
の量子化誤差に起因する合成音振幅の変動を効果的に防
止したことにある。すなわち、符号化装置において符号
化音源情報に対して前記量子化誤差に起因する変動の防
止を行っている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００１８】図１は本発明の音声符号化装置に組み込ま
れた一実施の形態に係る音声符号化・復号化装置のブロ
ック図を示す。ＬＳＰ生成部３１において、自己相関分
析手段３２は音声入力信号入力部３０からの入力音声信
号の分析フレーム毎に自己相関を分析して自己相関係数
を出力し、ＬＳＰ分析手段３３から出力された自己相関
係数に対してＬＳＰ分析を実施してＬＳＰパラメータに
変換する。ＬＳＰ符号化部３４は、ＬＳＰ分析手段３３
のＬＳＰパラメータ出力から分析結果の符号化を行ない
符号化ＬＳＰ情報を出力する。ＬＳＰ符号化部３４から
符号化ＬＳＰ情報を受けた第１のＬＳＰ復号化部３５は
ＬＳＰ復号化を行ない復号化ＬＳＰパラメータを出力す
る。
れた一実施の形態に係る音声符号化・復号化装置のブロ
ック図を示す。ＬＳＰ生成部３１において、自己相関分
析手段３２は音声入力信号入力部３０からの入力音声信
号の分析フレーム毎に自己相関を分析して自己相関係数
を出力し、ＬＳＰ分析手段３３から出力された自己相関
係数に対してＬＳＰ分析を実施してＬＳＰパラメータに
変換する。ＬＳＰ符号化部３４は、ＬＳＰ分析手段３３
のＬＳＰパラメータ出力から分析結果の符号化を行ない
符号化ＬＳＰ情報を出力する。ＬＳＰ符号化部３４から
符号化ＬＳＰ情報を受けた第１のＬＳＰ復号化部３５は
ＬＳＰ復号化を行ない復号化ＬＳＰパラメータを出力す
る。
【００１９】第１のＬＳＰ補正部３６では、第１の次元
間距離算出手段３８が、ＬＳＰ復号化部３５の出力から
次元間の距離を算出する。第１のＬＳＰ補正手段３７
は、次元間距離算出手段３８で算出された次元間距離に
基づいて、ＬＳＰ復号化部３５からの復号化ＬＳＰパラ
メータに補正を与え、補正復号化ＬＳＰパラメータを出
力する。ＬＳＰ逆フィルタ手段４０は、符号化音源情報
発生部３９においてＬＳＰ補正手段３７からの補正復号
化ＬＳＰパラメータを用いて音声信号入力部３０からの
入力音声信号を逆フィルタリングして音源信号を音源情
報出力部４３から出力する。
間距離算出手段３８が、ＬＳＰ復号化部３５の出力から
次元間の距離を算出する。第１のＬＳＰ補正手段３７
は、次元間距離算出手段３８で算出された次元間距離に
基づいて、ＬＳＰ復号化部３５からの復号化ＬＳＰパラ
メータに補正を与え、補正復号化ＬＳＰパラメータを出
力する。ＬＳＰ逆フィルタ手段４０は、符号化音源情報
発生部３９においてＬＳＰ補正手段３７からの補正復号
化ＬＳＰパラメータを用いて音声信号入力部３０からの
入力音声信号を逆フィルタリングして音源信号を音源情
報出力部４３から出力する。
【００２０】復号化装置２では、第２のＬＳＰ復号化部
５１が、符号化装置１からの符号化ＬＳＰ情報をＬＳＰ
入力部５０より受け取り、復号化してＬＳＰ補正部５２
へ復号化ＬＳＰパラメータを出力する。ＬＳＰ補正部５
２の次元間距離算出手段５４は、復号化されたＬＳＰパ
ラメータの次元間の距離を算出する。この次元間距離算
出手段５４で算出された次元間距離に基づいて、第２の
ＬＳＰ補正手段５３は、ＬＳＰ復号化部５１からの復号
化ＬＳＰパラメータを補正して補正復号化ＬＳＰパラメ
ータを出力する。ＬＳＰ合成フィルタ５８は、ＬＳＰ補
正手段５３からの補正復号化ＬＳＰパラメータと音源復
号化手段５７からの音源信号とを用いて復号音声信号を
生成し音声信号出力部５９から出力する。
５１が、符号化装置１からの符号化ＬＳＰ情報をＬＳＰ
入力部５０より受け取り、復号化してＬＳＰ補正部５２
へ復号化ＬＳＰパラメータを出力する。ＬＳＰ補正部５
２の次元間距離算出手段５４は、復号化されたＬＳＰパ
ラメータの次元間の距離を算出する。この次元間距離算
出手段５４で算出された次元間距離に基づいて、第２の
ＬＳＰ補正手段５３は、ＬＳＰ復号化部５１からの復号
化ＬＳＰパラメータを補正して補正復号化ＬＳＰパラメ
ータを出力する。ＬＳＰ合成フィルタ５８は、ＬＳＰ補
正手段５３からの補正復号化ＬＳＰパラメータと音源復
号化手段５７からの音源信号とを用いて復号音声信号を
生成し音声信号出力部５９から出力する。
【００２１】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。先ず、ＬＳＰ生成部３１において、自己相
関分析手段３２は分析フレーム毎に入力音声信号の自己
相関分析を行ない、自己相関係数ｒ（ｋ）を算出する。
ここで、ｋ＝０〜Ｍであり、Ｍは分析次数である。ＬＳ
Ｐ分析手段３３は、このｒ（ｋ）をＬＳＰパラメータω
（ｋ）に変換する。ここで、ｋ＝１〜Ｍである。ＬＳＰ
符号化部３４はスカラ量子化やベクトル・スカラ量子化
等の量子化法を用いて、（３）式に示した０＜ω（１）
＜ω（２）＜・・・＜ω（Ｍ）＜πの各パラメータの順
序関係を満足することを確認しつつＬＳＰパラメータの
符号化を行ない、ｉω（ｋ）で表わされる符号化ＬＳＰ
情報を算出し出力する。ちなみに、ここでｋ＝１〜Ｍで
ある。このようにして得られた符号化ＬＳＰ情報は復号
化装置２に送出されると共に符号化装置１においてはＬ
ＳＰ復号化部３５に与えられる。
を説明する。先ず、ＬＳＰ生成部３１において、自己相
関分析手段３２は分析フレーム毎に入力音声信号の自己
相関分析を行ない、自己相関係数ｒ（ｋ）を算出する。
ここで、ｋ＝０〜Ｍであり、Ｍは分析次数である。ＬＳ
Ｐ分析手段３３は、このｒ（ｋ）をＬＳＰパラメータω
（ｋ）に変換する。ここで、ｋ＝１〜Ｍである。ＬＳＰ
符号化部３４はスカラ量子化やベクトル・スカラ量子化
等の量子化法を用いて、（３）式に示した０＜ω（１）
＜ω（２）＜・・・＜ω（Ｍ）＜πの各パラメータの順
序関係を満足することを確認しつつＬＳＰパラメータの
符号化を行ない、ｉω（ｋ）で表わされる符号化ＬＳＰ
情報を算出し出力する。ちなみに、ここでｋ＝１〜Ｍで
ある。このようにして得られた符号化ＬＳＰ情報は復号
化装置２に送出されると共に符号化装置１においてはＬ
ＳＰ復号化部３５に与えられる。
【００２２】ＬＳＰ復号化部３５は、ＬＳＰ符号化部３
４からの符号化ＬＳＰ情報を復号化して復号化ＬＳＰパ
ラメータω’（ｋ）に変換し、これを次元間距離算出手
段３８およびＬＳＰ補正手段３７に出力する。但し、こ
こでｋ＝１〜Ｍである。次元間距離算出手段３８は、次
式に基づいて、 ｄ（ｋ）＝ω’（ｋ＋１）−ω’（ｋ） ……（４） 隣接する次元の２つの復号化ＬＳＰパラメータ間の距離
を算出する。但し、ｋ＝１〜Ｍ−１である。次元間距離
算出手段３８はこのようにして得た距離ｄ（ｋ）を次元
毎に順次ＬＳＰ補正手段３７に出力する。ＬＳＰ補正手
段３７は距離ｄ（ｋ）があらかじめ与えられた閾値Ｄを
下回る場合に補正復号化ＬＳＰパラメータω’（ｋ）を ω’（ｋ）＝｛ω’（ｋ）＋ω’（ｋ＋１）｝／２−Ｄ／２ ……（５） と補正し、補正復号化ＬＳＰパラメータω’（ｋ＋１）
を ω’（ｋ＋１）＝｛ω’（ｋ）＋ω’（ｋ＋１）｝／２＋Ｄ／２ ……（６） と補正することにより、２つの復号化ＬＳＰパラメータ
間の距離を閾値Ｄまで広げる。ＬＳＰ逆フィルタ手段４
０は、補正復号化ＬＳＰパラメータを用いて入力音声信
号を逆フィルタリングして音源信号を発生する。音源符
号化手段４１はこの音源信号を符号化して復号化装置２
に送出する。
４からの符号化ＬＳＰ情報を復号化して復号化ＬＳＰパ
ラメータω’（ｋ）に変換し、これを次元間距離算出手
段３８およびＬＳＰ補正手段３７に出力する。但し、こ
こでｋ＝１〜Ｍである。次元間距離算出手段３８は、次
式に基づいて、 ｄ（ｋ）＝ω’（ｋ＋１）−ω’（ｋ） ……（４） 隣接する次元の２つの復号化ＬＳＰパラメータ間の距離
を算出する。但し、ｋ＝１〜Ｍ−１である。次元間距離
算出手段３８はこのようにして得た距離ｄ（ｋ）を次元
毎に順次ＬＳＰ補正手段３７に出力する。ＬＳＰ補正手
段３７は距離ｄ（ｋ）があらかじめ与えられた閾値Ｄを
下回る場合に補正復号化ＬＳＰパラメータω’（ｋ）を ω’（ｋ）＝｛ω’（ｋ）＋ω’（ｋ＋１）｝／２−Ｄ／２ ……（５） と補正し、補正復号化ＬＳＰパラメータω’（ｋ＋１）
を ω’（ｋ＋１）＝｛ω’（ｋ）＋ω’（ｋ＋１）｝／２＋Ｄ／２ ……（６） と補正することにより、２つの復号化ＬＳＰパラメータ
間の距離を閾値Ｄまで広げる。ＬＳＰ逆フィルタ手段４
０は、補正復号化ＬＳＰパラメータを用いて入力音声信
号を逆フィルタリングして音源信号を発生する。音源符
号化手段４１はこの音源信号を符号化して復号化装置２
に送出する。
【００２３】復号化装置２において、ＬＳＰ復号化部５
１は、符号化ＬＳＰ情報を復号化して復号化ＬＳＰパラ
メータを算出する。第２の次元間距離算出手段５４とＬ
ＳＰ補正手段５３は、符号化装置１の次元間距離算出手
段３８およびＬＳＰ補正手段３７と同様の処理を実施し
て復号化ＬＳＰパラメータの補正を行なう。ＬＳＰ補正
手段５３は補正復号化ＬＳＰパラメータをＬＳＰ合成フ
ィルタ５８に出力する。音源復号化手段５７は符号化装
置１からの符号化音源情報を復号化して得られた音源信
号をＬＳＰ合成フィルタ５８に出力する。ＬＳＰ合成フ
ィルタ５８は、入力された補正復号化ＬＳＰパラメータ
と音源信号を用いて復号音声信号を生成し音声信号出力
部５９から出力する。
１は、符号化ＬＳＰ情報を復号化して復号化ＬＳＰパラ
メータを算出する。第２の次元間距離算出手段５４とＬ
ＳＰ補正手段５３は、符号化装置１の次元間距離算出手
段３８およびＬＳＰ補正手段３７と同様の処理を実施し
て復号化ＬＳＰパラメータの補正を行なう。ＬＳＰ補正
手段５３は補正復号化ＬＳＰパラメータをＬＳＰ合成フ
ィルタ５８に出力する。音源復号化手段５７は符号化装
置１からの符号化音源情報を復号化して得られた音源信
号をＬＳＰ合成フィルタ５８に出力する。ＬＳＰ合成フ
ィルタ５８は、入力された補正復号化ＬＳＰパラメータ
と音源信号を用いて復号音声信号を生成し音声信号出力
部５９から出力する。
【００２４】なお、上記実施の形態では閾値をあらかじ
め定められた固定値とする場合を例示したが、次元ｋ毎
に用意した値を用いたり、入力音声の実際の振幅の平均
値に基づく可変の値を用いてもよい。また、ラグ窓手段
を併用することで極のバンド幅の過小推定の影響を更に
低減することも可能である。
め定められた固定値とする場合を例示したが、次元ｋ毎
に用意した値を用いたり、入力音声の実際の振幅の平均
値に基づく可変の値を用いてもよい。また、ラグ窓手段
を併用することで極のバンド幅の過小推定の影響を更に
低減することも可能である。
【００２５】また、上記実施の形態ではＬＳＰパラメー
タの符号化、復号化を行なう構成を例示したが、ＬＳＰ
以外のＬＰＣ分析に基づくスペクトルパラメータを用い
る場合も、ＬＰＣ分析時の極のバンド幅の過小推定によ
る影響、量子化誤差、伝送誤りの影響を軽減する目的
で、一旦ＬＳＰに変換してから処理するような構成とす
ることができる。
タの符号化、復号化を行なう構成を例示したが、ＬＳＰ
以外のＬＰＣ分析に基づくスペクトルパラメータを用い
る場合も、ＬＰＣ分析時の極のバンド幅の過小推定によ
る影響、量子化誤差、伝送誤りの影響を軽減する目的
で、一旦ＬＳＰに変換してから処理するような構成とす
ることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、第１または第２の発明に
よれば、量子化誤差によってＬＳＰの２つの次元間の距
離が、合成音振幅の増大を引き起こさない最小の限界
値、すなわち所定の閾値を下回るまでに近付きすぎた場
合に、その次元間の距離を選択的に広げることができる
ので、合成音の振幅がフレーム間で不自然に変動すると
いった問題を解消することができる。
よれば、量子化誤差によってＬＳＰの２つの次元間の距
離が、合成音振幅の増大を引き起こさない最小の限界
値、すなわち所定の閾値を下回るまでに近付きすぎた場
合に、その次元間の距離を選択的に広げることができる
ので、合成音の振幅がフレーム間で不自然に変動すると
いった問題を解消することができる。
【００２７】また、通信路で発生する伝送誤りで符号化
ＬＳＰ情報に誤りが生じたため、復号された２つの次元
間の距離が、合成音振幅の増大を引き起こさない最小の
限界値、すなわち所定の閾値を下回るまでに近付きすぎ
た場合に、その次元間の距離を選択的に広げることがで
きるので、合成音の振幅がフレーム間で不自然に変動す
るといった問題を解消することができる。
ＬＳＰ情報に誤りが生じたため、復号された２つの次元
間の距離が、合成音振幅の増大を引き起こさない最小の
限界値、すなわち所定の閾値を下回るまでに近付きすぎ
た場合に、その次元間の距離を選択的に広げることがで
きるので、合成音の振幅がフレーム間で不自然に変動す
るといった問題を解消することができる。
【図１】 本発明の一実施の形態を用いた音声符号化
・復号化装置のブロック図である。
・復号化装置のブロック図である。
【図２】 従来の音声符号化・復号化装置のブロック
図である。
図である。
１ 符号化装置、２ 復号化装置、３１ ＬＳＰ生成
部、３２ 自己相関分析手段、３３ ＬＳＰ分析手段、
３４ ＬＳＰ符号化部、３５，５１ ＬＳＰ復号化部、
３８，５４ 次元間距離算出手段、３７，５３ ＬＳＰ
補正手段、４０ＬＳＰ逆フィルタ手段、４１ 音源符号
化手段、５７ 音源復号化手段、５８ＬＳＰ合成フィル
タ。
部、３２ 自己相関分析手段、３３ ＬＳＰ分析手段、
３４ ＬＳＰ符号化部、３５，５１ ＬＳＰ復号化部、
３８，５４ 次元間距離算出手段、３７，５３ ＬＳＰ
補正手段、４０ＬＳＰ逆フィルタ手段、４１ 音源符号
化手段、５７ 音源復号化手段、５８ＬＳＰ合成フィル
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 9/14 G10L 9/18 G10L 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 音声信号入力部（３０）、ＬＳＰ生成部
（３１）、ＬＳＰ符号化部（３４）、ＬＳＰ出力部（４
２）、ＬＳＰ復号化部（３５）、ＬＳＰ補正部（３
６）、符号化音源情報発生部（３９）、音源情報出力部
（４３）からなる音声符号化装置であって、 音声信号入力部（３０）は外部から入力される音声信号
をＬＳＰ生成部（３１）と符号化音源情報発生部（３
９）に供給し、 ＬＳＰ生成部（３１）は音声信号からＬＳＰパラメータ
を生成し、ＬＳＰ符号化部（３４）に供給し、 ＬＳＰ符号化部（３４）はＬＳＰパラメータを符号化
し、符号化ＬＳＰパラメータとしてＬＳＰ復号化部（３
５）に供給するとともに、ＬＳＰ出力部（４２）に出力
し、 ＬＳＰ復号化部（３５）は符号化ＬＳＰパラメータを復
号化し、復号化ＬＳＰパラメータとしてＬＳＰ補正部
（３６）に供給し、 ＬＳＰ補正部（３６）は復号化ＬＳＰパラメータを補正
し、補正ＬＳＰパラメータとして符号化音源情報発生部
（３９）に供給し、 符号化音源情報発生部（３９）は補正ＬＳＰパラメータ
と音声信号により音源情報を得るとともに、この音源情
報を符号化した符号化音源情報を音源情報出力部（４
３）に出力する 音声符号化装置。 - 【請求項２】 ＬＳＰ補正部（３６）は、次元間距離算
出手段（３８）、ＬＳＰ補正手段（３７）からなり、 次元間距離算出手段（３８）は、復号化ＬＳＰパラメー
タの隣接する次元間距離を算出し、 ＬＳＰ補正手段（３７）は算出した次元間距離が予め定
められた閾値を下回る場合には、閾値に応じて復号化Ｌ
ＳＰパラメータを補正し、補正ＬＳＰパラメータとして
符号化音源情報発生部（３９）に供給する 請求項１に記
載の 音声符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278422A JP2905155B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 音声符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278422A JP2905155B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 音声符号化装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2108484A Division JP2659605B2 (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 音声復号化装置及び音声符号化・復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166999A JPH09166999A (ja) | 1997-06-24 |
| JP2905155B2 true JP2905155B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=17597128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8278422A Expired - Lifetime JP2905155B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 音声符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2905155B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100612889B1 (ko) * | 2005-02-05 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 선스펙트럼 쌍 파라미터 복원 방법 및 장치와 그 음성복호화 장치 |
| JP4816201B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-11-16 | カシオ計算機株式会社 | 音声処理装置及び方法、テキスト音声合成装置、プログラム |
-
1996
- 1996-10-21 JP JP8278422A patent/JP2905155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09166999A (ja) | 1997-06-24 |
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