JP3128226B2

JP3128226B2 - 音声符号化方法

Info

Publication number: JP3128226B2
Application number: JP01316445A
Authority: JP
Inventors: 公生三関; 政巳赤嶺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH03177900A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は音声信号等を高能率に圧縮する音声符号化
方法に係り、特に伝送情報量を10kb/s以下とするような
適応密度パルス列に基づく音声符号化方法に関する。

（従来の技術）現在音声信号を10kb/sの低ビットレートで伝送できる
符号化技術が盛んに検討されているが、音声信号を10kb
/s程度以下の伝送情報量で符号化する効果的な方法と考
えられているものに、一定間隔に並んだパルス系列で合
成フィルタの駆動信号を表現し、これを用いて符号化を
行う方式がある。この詳細については、PETER KROON氏
等によるIEEE 1986年１月Vol.ASSP−34,1054頁〜1063頁
に掲載の“Regular Pulse Excitation A Novel Approac
h to Effective and Efficient Multipulse Coding of
Speach"と題した論文に説明されている。

この内容を第６図と第７図に示された符号器と復合器
の処理を示すブロック図を用いて説明する。

第６図において、まず符号器入力端子500より、A/D変
換された音声信号系列ｓ（ｎ）が入力される。予測フィ
ルタ510は、ｓ（ｎ）の過去の系列と予測パラメータai
（１≦ｉ≦Ｐ）を用い下式に示されるような予測残差信
号ｒ（ｎ）を計算し、出力する。

上式（１）でＰ予測フィルタの字数であり、論文では
Ｐ＝12としている、予測フィルタの伝達関数Ａ（ｚ）は
次のように表わされる。

駆動信号発生回路530は、予め定められた間隔で並ん
だパルス系列Ｖ（ｎ）を発生させる。

駆動パルス系列のパターンを例えば第８図に示す。こ
の図におけるＫはパルス系列の位相を示し、フレームに
おける最初のパルスの位置を表す。又横軸は離散的な時
刻を表す。ここでは、１フレームの長さを40サンプル
（サンプリング周波数8kHzで5ms）、パルスの間隔を４
サンプルとした場合について示してある。

減算器520は、予測残差信号ｒ（ｎ）と駆動信号Ｖ
（ｎ）との差ｅ（ｎ）を計算し、重み付フィルタ540へ
出力する。540は、ｅ（ｎ）の周波数領域で整形するも
のであり、聴覚のマスキング効果を利用するためのもの
である。重み付フィルタの伝達関数Ｗ（ｚ）は次式で与
えられている。

重み付フィルタやマスキング効果に関しては、例えば
古井貞照著「ディジタル音声処理」（1985年東海大学出
版会発行）に記述されているので、ここでは説明を省略
する。重み付フィルタ540によって重み付された誤差
ｅ′（ｎ）は、誤差最小化回路550に出力される。この
誤差最小化回路550は、ｅ′（ｎ）の２乗誤差が最小と
なるように駆動パルスの振幅と位相を決定し、駆動信号
発生回路530に対し、パルス振幅と位相の情報を与え
る。この回路530は、与えられた振幅と位相の情報をも
とに駆動信号を発生させる。そこで誤差最小化回路550
における駆動パルスの振幅と位相の決定手順を論文の記
述に従って以下に簡単に説明する。

まず、フレーム長さをＬサンプル、１フレーム中の駆
動パルス数をＱ個とし、駆動パルスの位置を表すＱ×Ｌ
の行列をMkとおく。Mkの要素mijは次のように表され
る。また、ｋは前述したように駆動パルス列の位相であ
る。

次に、位相ｋの駆動パルス系列の非零の振幅を要素と
する行ベクトルをb^(K)とおくと、位相ｋの駆動信号を表
す行ベクトルu^(k)は次式のように表される。

u^(k)＝b^(k)Mk ……（５）重み付フィルタ540応答を要素とする次のＬ×Ｌ行列
をＨとおく。

このとき、重み付誤差ｅ（ｎ）を要素とする誤差ベク
トルe^(k)は次式で記述される。

e^(k)＝e^(o)−b^(k)HK, ｋ＝1,…,N ……（７）ここで e^(o)＝e_o＋rH ……（８） Hk＝MkH ……（９）ベクトルe_oは前フレームにおける重み付フィルタの内
部状態による重み付フィルタの出力であり、ベクトルｒ
は予測残差信号ベクトルである。最適な駆動パルスの振
幅を表すベクトルb^(k)は、次の２乗誤差 E^(K)＝e^(k)e^(k)t ……（10）を５（ｋ）で偏微分し、零とおくことにより、次式のよ
うに得られる。

b^(k)＝e^(o)Hk^t［Hk Hk^t］^-1 ……（11）ここでｔは転置を示す。

このとき、 E^(k)＝e^(o)［Ｉ＝Hk^t［Hk Hk^t］^-1Hk］e^(o)t ……（12）駆動パルスの位相ｋは、式（12）を各ｋについて計算
し、E^(k)が最小となるように選ぶ。

以上で駆動パルスの振幅及び位相の決定法の説明を終
了する。

次に、復合器側の説明を行う。第７図において、6000
は第６図の駆動信号発生回路530と同じものであり、符
号器から伝送された駆動パルスの振幅と位相の情報をも
とに駆動信号を発生させる駆動信号発生回路である。合
成フィルタ6100は、駆動信号を入力とし、合成信号
（ｎ）を出力端子6200へ出力する。合成フィルタ610
は、前記予測フィルタ510と逆フィルタの関係にあり、
その伝達関数を1/A（ｚ）である。

以上が従来方式（上記論文）の内容である。

この方式において、伝送すべき情報は合成フィルタの
パラメータai（１≦ｉ≦Ｐ）と駆動パルスの振幅及び位
相であり、駆動パルスの間隔Ｎ＝L/Qを変えることによ
って伝送レートを自由に設定できる。

しかしながら、この従来方式による実験結果では、10
kb/s以下の伝送レートで合成音に雑音が目立ち品質が悪
くなる。特に、ピッチ周期の短い女性の音声で実験を行
った時の品質の劣化が目立つ。これは、駆動パルス列を
常に一定の間隔のパルス列で表現していることに起因し
ているためであることを突き止めた。つまり、音声信号
は、音声音のとき、ピッチによる周期的な信号となるた
め、その予測残差信号もピッチ周期ごとにパワーが大き
くなる周期的な信号となる。このように周期ごとにパワ
ーが大きくなる予測残差信号では、パワーの大きい部分
が重要な情報を含んでいる。また、音韻等の劣化に伴っ
て音声信号の相関が変わる部分や、発生の開始部分等音
声信号のパワーが大きくなる部分では、残差信号のパワ
ーもフレーム内で大きくなる。この場合も、残差信号の
パワーの大きい部分は、音声信号の性質が変化した部分
であるので重要である。ところが従来の方式は、残差信
号のパワーがフレーム内で変化しているにも関らず、フ
レーム内で常に一定の間隔をもつ駆動パルス列で合成フ
ィルタを駆動し合成音を得ている。

このため、合成音の品質が著しく劣化してしまうので
ある。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、従来方式は、フレーム内で常に一定
の間隔をもつ駆動パルス列で合成フィルタを駆動してい
るため、例えば10kb/s以下の伝送レートで合成音の品質
が劣化するという問題点がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、10kb/s以下の伝送レートで高品質の合
成音を得ることのできる音声符号化方法を提供すること
にある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、入力された音声信号を複数のフレームに分
割する手段と、各フレーム毎に駆動パルス列の間隔を設
定して音声信号に対応する駆動信号を生成する手段と、
駆動信号から合成信号を生成する合成フィルタ手段と、
合成信号と入力信号との誤差電力が最小となる駆動パル
ス列の振幅、位相を決定する手段とを備えた音声符号化
方法において、前記駆動信号生成手段が、入力信号の情
報量に応じて、予め蓄積されたフレーム当たりの駆動パ
ルス列の密度が異なる２種類の駆動信号候補からいずれ
か一方を選択することにより駆動信号を生成することを
特徴とする。

（作用）駆動信号のパルス間隔を重要な情報又は多くの情報が
含まれるサブフレームでは密に、そうでないサブフレー
ムでは粗くというようにサブフレームごとに変えるよう
に構成するため合成信号の品質を向上させることができ
る。

（実施例）以下本発明に係る一実施例を図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例に係る符号化装置を示
すブロック図であり、第２図はその復号化装置を示すブ
ロック図である。

第１図において、100は入力端子を示し、110は入力端
子から入力した音声信号を１フレーム分蓄積するバッフ
ァメモリ回路である。第１図において、各構成要素はこ
のメモリ回路110によって１フレーム毎に以下の処理を
行う。

まず１フレーム分の音声信号に対し予測パラメータ計
算回路120において公知の方法を用いて短時間予測パラ
メータを計算する。通常この予測パラメータは８〜12個
計算される計算法については、例えば「ディジタル音声
処理」（古井貞煕著1985年東海大学出版会発行）に記述
されている。計算された予測パラメータは、予測パラメ
ータ符号化回路130へ入力される。予測パラメータ符号
化回路130は、予測パラメータを予め定められた量子化
ビット数に基づいて符号化し、この符号をマルチプレク
サ250に出力すると共に、復号値Ｐを後述する聴感重み
フィルタ600、長期ベクトル量子化回路620、短期ベクト
ル量子化回路630、影響信号作成回路640、予測フィルタ
690に各々出力する。予測フィルタ690はフレームバッフ
ァ110からの入力音声信号と符号化回路130からの予測パ
ラメータの復号値Ｐとから予測残差信号ｒを計算し、そ
れを聴感重みフィルタ600へ出力する。

聴感重みフィルタ600は、予測パラメータの復号値Ｐ
を基に構成されるフィルタで予測残査信号ｒのスペクト
ルを変形した信号ｘを減算回路650及び後述する誤差パ
ワー計算回路1620へ出力する。聴感重みフィルタ600
は、従来例における重み付フィルタと同様に聴覚のマス
キング効果を利用するためのものであり、上記文献に詳
述されているので説明を省略する。影響信号作成回路64
0は密度パターン発生回路1610（後述）よりの密度パタ
ーン番号ｋと加算回路670よりの過去の重み付けられた
合成信号_ｋと、予測パラメータの復号値Ｐ、および密
度選択回路1630よりの最適密度パターン番号koptを入力
し、過去の影響信号f_kを出力する。具体的には過去の重
み付けられた合成信号_ｋをフィルタの内部状態とする
聴感重みフィルタの零入力応答を計算し、これを影響信
号f_kとして予め設定されるサブフレーム単位で出力す
る。8kHzサンプリング時のサブフーム長の典型的な値と
しては、１フレーム（160サンプル）を４分割した40サ
ンプル程度が使用される。影響信号の作成は、第１サブ
フレームにおいては、前フレームで決定した密度パター
ンkoptに基づき作成された前フレーム_optを影響信号
作成回路640の入力として影響信号f_kを作成する。減算
回路650はサブフレーム単位で聴感重み付き入力信号ｘ
から過去の影響信号f_kを差し引いた信号u_kをを減算回路
660及び長期ベクトル量子化回路620へ出力する。

密度パターン発生回路1610は所定のＭ種類（Ｍ≧２）
の密度パターンに対応して定められる密度パターン番号
ｋ（ｋ＝1,2,……,M）を長期ベクトル量子化回路620、
短期ベクトル量子化回路630、影響信号作成回路640、及
び誤差パワ計算回路1620へ出力する。

本発明の符号化装置では、それぞれの密度パターン番
号ごとにフレーム内の聴感重み付き入力信号ｘに対して
長期ベクトル量子化回路620と短期ベクトル量子化回路6
30で長期ベクトルゲインβ_k ^(m),インデックスT_k ^(m)、短
期ベクトルゲインG_k ^(m)、インデックスI_k ^(m)及びパルス
位相情報J_k ^(m)を求め、復号誤差電力が最小となる密度
パターンkoptとそれに基づくパラメータβ_kopt ^(m),T
_kopt ^(m),G_kopt ^(m),I_kopt ^(m)J_kopt ^(m)をそれぞれ伝送パ
ラメータK,β^(m),T^(m),G^(m),I^(m),J^(m)とする構成とな
っていれば密度パターン番号ｋの出力方法や、上記各パ
ラメータを求める順序はどの様になっていてもよい。
（パラメータの（）内の添字はサブフレーム番号を
表す。）本実施例では、密度パターン発生回路1610における密
度パターン番号ｋの出力方法の１例として、誤差パワ計
算回路1620（後述）より出力される密度パターン更新信
号ｓに基づいて密度パターン番号ｋを出力する方法につ
いて説明する。

密度パターン番号ｋは更新信号ｓと設定される密度パ
ターンの種類数Ｍを用いて次式で求めて出力する。

ｋ＝Ｓ＋１（modulo Ｍ）（13）この様な構成にすると、密度パターンｋ＝１に対する
現フレームの誤差パワE₁を求めた後に、密度パターンｋ
＝２に対する誤差パワE₂を求めるというようにシリアル
的にｋ＝Ｍとなるまで密度パターンが更新され、次のフ
レームでは再びｋ＝1,k＝２……と密度パターンが更新
されるように密度パターン発生回路よりｋが出力され
る。

長期ベクトル量子化回路620は減算回路650からの差信
号u_k,後述の駆動信号保持回路1690よりの過去の駆動信
号、X_k符号化回路130からの予測パラメータＰ及び密度
パターン番号ｋを入力し、サブフレーム単位で差信号u_k
の量子化出力信号u_kも減算回路660及び加算回路へ、ベ
クトルゲインβ_ｋ及びインデックスT_kを保持回路1650
へ、長期駆動信号t_kを駆動信号保持回路1690へ出力す
る、このときt_kとu_kはu_k＝t_k＊h,（ｈは聴感重みフィル
タのインパルス応答、＊はたたみ込みを表す）という関
係がある。

保持回路1650では密度パターン番号ｋに対して決定し
たβ_k ^(m),T_k ^(m)（ｋ＝1,2……,M）の情報を保持し、後
述の密度選択回路からの最適密度パターンの番号k
_opt（１≦k_opt≦Ｍ）を入力し、フレーム単位でβ^(m)＝
β_kopt ^(m)T＝T_koptをマルチプレクサ250に出力する。

サブフレーム単位のベクトルゲインβ^(m)とインデッ
クスT^(m)の詳細な求め方は、例えばPETER KROON氏等に
よるIEEE（1988年２月Vol.SAC−6,pp.353−363）に掲載
の“A Class of Analysis−by−Synthesis Predictive
Coders for High Qualtity Speech Coding at Rates Be
tween 4.8 and 16Kbits/s"と題する論文中の閉ループで
ピッチ予測器の係数を求める方法と同様の公知な方法を
用いることができるのでここでは説明は省略する。

一方、減算回路660ではサブフレーム単位で差信号u_k
が量子化出力信号_ｋを減じた差信号V_kを短期ベクトル
量子化回路630へ出力する。

短期ベクトル量子化回路630は差信号V_k、予測パラメ
ータＰ及び密度パターン発生回路1610より出力される密
度パターン番号ｋを入力し、サブフレーム単位で差信号
V_kの量子化出力信号_ｋを加算回路670へ、短期駆動信
号y_k（_ｋ＝y_k＊ｈなる関係がある）を駆動信号保持回
路1690へ、駆動パルスのゲインG_k、位相情報J_k、及びコードベク
トルのインデックスI_kを保持回路1640に出力する。

このときサブフレーム単位で出力されるパラメータ
G_k,J_k,I_kは、密度パターン番号ｋで決まる現サブフレー
ム（第ｍサブフレーム）の密度（パルス間隔）に応じた
パルス数N_k ^(m)をサブフレーム内で符号化しなければな
らないので、予め設定されるコードベクトルの次元数N_D
（１つのコードベクトルを構成するパルス数）に応じた
個数すなわち、N_k ^(m)/N_D ^(m)個ずつ出力される。

例えばフレーム長が160サンプル、サブフレームが４
つの等長の40サンプルで構成され、コードベクトルの次
元が20であるとする。予め用意される密度パターンの１
つが第１サブフレームのパルス間隔1,2サブフレーム〜
第４サブフレームのパルス間隔２とすると、この密度パ
ターンに対し、短期ベクトル量子化回路630から出力さ
れるゲイン，位相，インデックスの個数は、第１サブフ
レームで40/20＝２個、第２〜第４サブフレームで20/20
＝１個となる。

短期ベクトル量子化回路630を実現する例として、第
３図に示すものが考えられる。

すなわち、予測パラメータＰと予め設定されるコード
ブック830内のコードベクトルC⁽ⁱ⁾（ｉはコードベクト
ルのインデックス）と密度パターン情報ｋとから合成ベ
クトル生成回路800はC_(i)が密度パターン情報ｋに対応
する。予め設定されたパルス間隔となるようにC⁽ⁱ⁾の第
１サンプル以降に所定の周期で零を内挿して密度情報を
持つパルス列を作成し、このパルス列を予測パラメータ
Ｐから生成される聴感重みフィルタで合成することによ
り合成ベクトルV₁ ⁽ⁱ⁾を生成する。

位相シフト回路805は上記合成ベクトルV₁ ⁽ⁱ⁾を密度パ
ターン情報Ｋに基づき所定のサンプル数だけ遅延させて
位相の異なる合成ベクトルV₂ ⁽ⁱ⁾,V₃ ⁽ⁱ⁾,…V_j ⁽ⁱ⁾…を作
成し、内積計算回路810及びパワー計算回路820へ各々出
力する。上記したコードブック830は適応密度パルスの
振幅情報を格納し、インデックスｉに対して予め定めら
れたコードベクトルC⁽ⁱ⁾が引き出し可能なメモリ回路又
はベクトル発生回路で構成される。内積計算回路810は
減算回路660からの差信号Ｖと上記合成ベクトルV_j ⁽ⁱ⁾と
の内積値A_j ⁽ⁱ⁾を求め、インデックス・位相選択回路840
へ出力する。パワ計算回路820は合成ベクトルV_j ⁽ⁱ⁾のパ
ワB_j ⁽ⁱ⁾を求め、選択回路840へ出力する。

インデックス・位相選択回路840では、この内積値A_j
⁽ⁱ⁾とパワB_j ⁽ⁱ⁾を用いて評価値｛^A _j ⁽ⁱ⁾｝²/B_j ⁽ⁱ⁾ （14）が最も大きくなるような位相J_kとインデックスI_kを位相
候補ｊとインデックス候補ｉの中から選択し、対応する
内積値A_Jk ^(Ik)とパワB_Jk ^(Ik)の組をゲイン量子化回路85
0へ出力する。さらに位相J_kの情報を短期駆動信号生成
回路860及び保持回路1640へ出力し、インデックスI_kの
情報をコードブック830及び保持回路1640へ出力する。

ゲイン量子化回路850では内積値A_Jk ^(Ik)とパワB_Jk
^(Ik)の比 A_Jk ^(Ik)/B_Jk ^(Ik) （15）を所定の方法で量子化してゲイン量子化値G_kを短期駆動
信号生成回路860及び保持回路1640へ出力する。

上記したような式（14）（15）は例えばI.M.Trancoso
氏等によるInternational Conferenceon Acoustics,Spe
ech and Signal Processingの論文“EFFICIENT PROCEDU
RES FOR FINDING THE OPTIMUM INNOVATION IN STOCHAST
IC CODERS"によって提案されたものを用いてよい。

短期駆動信号生成回路860は密度パターン情報Ｋ、ゲ
イン量子化値G_k、位相情報J_k及びインデックスI_kに対応
するコードベクトルC_(Ik)を入力し、k,C_(Ik)を用いて上
記した合成ベクトル生成回路800での方法と同様の方法
で密度情報を持つパルス列を作成し、パルス振幅にゲイ
ンG_kを重じ、位相情報J_kに基づき所定サンプル数だけパ
ルス列を遅延させることにより短期駆動信号y_kを生成す
る、この信号y_kは駆動信号保持回路1690及び聴感重みフ
ィルタ870へ出力する。この様な短期駆動信号は例えば
第４図に示されるものである。聴感重みフィルタ870は
上述した第１図の聴感重みフィルタ600と同様の特性を
持ち、短期駆動信号y_kを入力して予測パラメータＰとか
ら差信号V_kの量子化出力信号_ｋを加算回路670へ出力
する。

以上が短期ベクトル量子化回路630の具体例である。

保持回路1640は密度パターン番号ｋに対して決定した
G_k1,J_k1,I_k（ｋ＝1,2……,M）の情報を保持し、後述の
密度選択回路1630からの最適密度パターンの番号kopt
（１≦k_opt≦Ｍ）を入力し、フレーム単位でＧ＝G_kopt,
J＝J_kopt,I＝I_koptをマルチプレクサ250へ出力する。

駆動信号保持回路1960は長期ベクトル量子化回路620
より出力される長期駆動信号t_k、短期ベクトル量子化回
路630より出力される短期駆動信号y_k、密度パターン発
生回路1610密度パターン番号k,密度選択回路1630より出
力される最適密度パターン番号k_optをそれぞれ入力し、
駆動信号ex_kをサブフレーム単位で長期ベクトル量子化
回路620へ出力する。

駆動信号ex_kの作製法の１例は、t_kとy_kをサブフレー
ム単位でサンプルごとに加算したものをex_kとすること
である。

現サブフレームのex_kは次のサブフレームにおいて過
去の駆動信号として長期ベクトル量子化回路620におい
て使用できるように駆動信号保持回路1690のバッファメ
モリに保持される。

現フレームに対する最適密度パターンk_optが密度選択
回路1630より入力されると、現フレームの最終的な駆動
信号として駆動信号保持回路1690は長期ベクトル量子化
回路620より出力される長期駆動信号t_k、短期ベクトル
量子化回路630より出力される短期駆動信号y_k、密度パ
ターン発生回路1610より出力される密度パターン番号
ｋ、密度選択回路1630より出力される最適密度パターン
番号k_optをそれぞれ入力し、駆動信号ex_kをサブフレー
ム単位で長期ベクトル量子化回路620へ出力する。

駆動信号ex_kの作成法の１例は、t_kとy_kをサブフレー
ム単位でサンプルごとに加算したものをex_kとすること
である。

現フレームに対する最適密度パターンk_optが密度選択
回路1630より入力されると、現フレームの最終的な駆動
信号として保持されたex₁,ex₂,……,ex_kの中から次のフ
レームにおいてex_koptが過去の駆動信号として長期ベク
トル量子化回路620において使用できるようにex_koptを
上記バッファメモリに保持する。

加算回路670はサブフレーム単位で量子化出力▲^(m)
_k▼及び▲^(m) _k▼と現サブフレームで作成された過去
の影響信号f_kとの和信号、すなわち、聴感重み付けられ
た合成信号_ｋを求め、影響信号作成回路640及び誤差
パワ計算回路1620へ出力する。

次に誤差パワー計算回路1620について説明する。この
回路1620は密度パターン番号ｋ、聴感重み付けされた入
力信号ｘ及び加算回路670よりの合成信号_ｋを入力
し、各密度パターン番号ｋに対し、ｘと_ｋのフレーム
単位の誤差パワDk（＝d_k ^t ｄk,ｄk＝−x_k,d_kはｘと
_ｋの誤差ベクトルを表す）を算出し、この誤差パワを
保持すると共に、密度パターンの更新信号ｓ（＝ｋ）を
密度パターン発生回路1610へ出力する。

誤差パワ計算回路1620に入力される密度パターン番号
ｋがｋ＝Ｍの状態で誤差パワk_Mが計算された後、すべて
の密度パターンに対する誤差パワD₁,D₂,……,D_Mを密度
選択回路1630へ出力する。

密度選択回路1630は誤差パワD₁,D₂……,D_Mを入力し、
これらの誤差パワのうち最も小さな誤差パワを与える密
度k_optをｋ＝1,2,……,Mの中から選択し、マルチプレク
サ250,保持回路1650,保持回路1640,影響信号作成回路64
0,駆動信号保持回路1690へ出力する。

以上のようにして求められたパラメータP,β,T,G,I,
J,Kがマルチプレクサ250によって多重化され260より伝
送される。

このようにして送信側より伝送された信号を第２図に
示す復号装置により復号する方法を以下に説明する。

第２図において、デマルチプレクサ310は入力端子300
から入力した符号を、まず予測パラメータ、密度パター
ン情報K,ゲインβ，ゲインG,インデックスT,インデック
スI,位相情報Ｊの符号に分離する。

復号化回路700,705,710,720,730,740はそれぞれ、密
度パターン情報K,ゲインG,位相J,インデックスI,ゲイン
β，インデックスＴの符号を復号し、駆動信号生成回路
760へ出力する。復号化回路750は予測パラメータ符号化
された予測パラメータの符号を復号し、合成フィルタ77
0へ出力する。駆動信号生成回路760は上記復号されたパ
ラメータを入力し、密度パターン情報Ｋに基づいてサブ
フレーム単位で密度の異なる駆動信号を生成する。

この駆動信号生成回路は具体的には第５図に示すよう
になる。コードブック900は符号器のコードブック830と
同一の機能を有するものであり、インデックスＩに対応
するコードベクトルC^(I)を短期駆動信号生成回路910へ
出力する。

短期駆動信号生成回路910は符号器の短期駆動信号生
成回路860と同一の機能を有するものであり、密度パタ
ーン情報Ｋ、位相情報Ｊ及びゲインＧを入力し、短期駆
動信号ｙを加算回路960へ出力する。加算回路960は短期
駆動信号ｙと長期駆動信号生成回路920で生成された長
期駆動信号との和信号、すなわち駆動信号を合成フィル
タ770及び駆動信号バッファ920へ出力する。

駆動信号バッファ930は駆動信号生成回路760（第５図
では加算回路960）から出力される駆動信号を現在から
所定のサンプル数だけ過去のものまで保持し、インデッ
クスＴが入力されるとＴサンプル過去の駆動信号から順
にサブフレーム長に相当するサンプル数だけ出力される
構成となっている。

長期駆動信号生成回路920はインデックスＴに基づき
駆動信号バッファ930より出力される信号を入力し、こ
の入力信号にゲインβを乗じると共にＴサンプルの周期
でくり返す長期駆動信号を生成し、加算回路960へ出力
する。

以上で駆動信号生成回路760の説明を終る。合成フィ
ルタ770は符号器の予測フィルタ690と逆の周波数特性を
持つフィルタで、駆動信号と予測パラメータを入力して
合成信号を出力する。

ポストフィルタ780は予測パラメータ、ゲインβ，イ
ンデックスＴを用いて合成フィルタ770から出力される
合成信号のスペクトルを整形してバッファ790へ出力す
る。

ポストフィルタの具体的な構成は例えば上記文献に記
載されているような公知な方法を用いることができる。

また、ポストフィルタ780を用いずに直接合成フィル
タの出力をバッファ790へ入力する構成にしてもよい。
バッファ790は入力される信号をフレーム毎に結合し、
合成音声信号を出力する。

以上が復号器の説明である。

以上説明した方法は密度選択回路1630においてコード
ブック中の全ベクトルを用いて復号時の重み付き誤差が
最小となるような密度パターンのフルサーチを行ってい
たが、例えばこの回路内にもっているコードブック中の
全ベクトルを用いずに一部のベクトルだけを用いて重み
付き誤差が最小となるように密度パターンをフルサーチ
するようにしてもよいし、又コードブック中の全ベクト
ルを用いずに、長期ベクトル量子化回路のみの再生信号
を作りサブフレーム毎の（重み付き）誤差パワに基づい
て密度パターンを決めるようにしてもよい。

［発明の効果］本発明の構成によれば、駆動信号のパルス間隔を重要
な情報又は多くの情報が含まれるサブフレームでは密
に、そうでないサブフレームでは粗くというようにサブ
フレームごとに変えることができるので合成信号の品質
を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る符号器の一構成例を示
すブロック図、第２図は本発明の一実施例に係る復号器
の一構成例を示すブロック図、第３図は第１図に記載の
短期ベクトル量子化回路の一構成例を示すブロック図、
第４図は本発明の一実施例における駆動信号の一例を示
す図、第５図は第１図に示す駆動信号生成回路の一構成
例を示すブロック図、第６図は従来方式の符号器の構成
を示すブロック図、第７図は従来方式の復号器の構成を
示すブロック図、第８図は従来方式による駆動信号の例
を示す図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された音声信号を複数のフレームに分
割する手段と、各フレーム毎に駆動パルス列の間隔を設
定して音声信号に対応する駆動信号を生成する手段と、
駆動信号から合成信号を生成する合成フィルタ手段と、
合成信号と入力信号との誤差電力が最小となる駆動パル
ス列の振幅、位相を決定する手段とを備えた音声符号化
方法において、前記駆動信号生成手段は、入力信号の重要度または入力
信号の情報量に応じて、予め蓄積されたフレーム当たり
の駆動パルス列の密度が異なる２種類の駆動信号候補か
らいずれか一方を選択することにより駆動信号を生成す
ることを特徴とする音声符号化方法。
【請求項２】入力された音声信号を複数のフレームに分
割する手段と、各フレーム毎に駆動パルス列の間隔を設
定して音声信号に対応する駆動信号を生成する手段と、
駆動信号から合成信号を生成する合成フィルタ手段と、
合成信号と入力信号との誤差信号を聴感重み付け処理す
る手段と、聴感重み付けされた誤差信号電力が最小とな
る駆動パルス列の振幅、位相を決定する手段とを備えた
音声符号化方法において、前記駆動信号生成手段は、入力信号の重要度または入力
信号の情報量に応じて、予め蓄積されたフレーム当たり
の駆動パルス列の密度が異なる２種類の駆動信号候補か
らいずれか一方を選択することにより駆動信号を生成す
ることを特徴とする音声符号化方法。