JP3137176B2 - 音声符号化装置 - Google Patents
音声符号化装置Info
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; 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
- G10L19/10—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a multipulse excitation
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、再生音声信号と入
力音声信号との間の歪みを最小化するように励振信号を
決定する音声符号化装置に関し、特に、音声信号を低演
算量で高品質に符号化するための音声符号化装置に関す
る。
力音声信号との間の歪みを最小化するように励振信号を
決定する音声符号化装置に関し、特に、音声信号を低演
算量で高品質に符号化するための音声符号化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、音声信号を４．８ｋｂｐｓ以下の
低いビットレートで符号化する方式としては、例えば、
Ｍ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ氏とＢ．Ａｔａｌ氏による“Ｃ
ｏｄｅ−ｅｘｃｉｔｅｄ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｏｎ：Ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｐｅｅｃｈ
ａｔ ｖｅｒｙ ｌｏｗ ｂｉｔ ｒａｔｅ”（Proc,I
CASSP,pp.937-940,1988 ）と題した論文（文献１）や、
Ｋｌｅｉｊｎ氏らによる“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｐｅｅ
ｃｈ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｖｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ＣＥ
ＬＰ”（Proc.ICASSP,pp.155-158,1988 年）と題した論
文（文献２）等に記載されているＣＥＬＰ（Code Excit
ed LPC Coding ）型符号化方式が知られている。
低いビットレートで符号化する方式としては、例えば、
Ｍ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ氏とＢ．Ａｔａｌ氏による“Ｃ
ｏｄｅ−ｅｘｃｉｔｅｄ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｏｎ：Ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｐｅｅｃｈ
ａｔ ｖｅｒｙ ｌｏｗ ｂｉｔ ｒａｔｅ”（Proc,I
CASSP,pp.937-940,1988 ）と題した論文（文献１）や、
Ｋｌｅｉｊｎ氏らによる“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｐｅｅ
ｃｈ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｖｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ＣＥ
ＬＰ”（Proc.ICASSP,pp.155-158,1988 年）と題した論
文（文献２）等に記載されているＣＥＬＰ（Code Excit
ed LPC Coding ）型符号化方式が知られている。
【０００３】このＣＥＬＰ型符号化方式は、送信側の符
号化では、まず、音声信号が形成する例えば２０ｍｓの
フレーム毎に線形予測（ＬＰＣ：Linear Predictive Co
ding）分析を用いて、音声信号のスペクトル特性を表す
スペクトルパラメータを音声信号から抽出し、更に、フ
レームを例えば５ｍｓのサブフレームに分割し、サブフ
レーム毎に過去の励振信号に基づいて適応コードブック
におけるパラメータ（ピッチ周期に対応する遅延パラメ
ータとゲインパラメータ）を抽出している。
号化では、まず、音声信号が形成する例えば２０ｍｓの
フレーム毎に線形予測（ＬＰＣ：Linear Predictive Co
ding）分析を用いて、音声信号のスペクトル特性を表す
スペクトルパラメータを音声信号から抽出し、更に、フ
レームを例えば５ｍｓのサブフレームに分割し、サブフ
レーム毎に過去の励振信号に基づいて適応コードブック
におけるパラメータ（ピッチ周期に対応する遅延パラメ
ータとゲインパラメータ）を抽出している。
【０００４】次いで、ＣＥＬＰ型符号化方式は、適応コ
ードブックにより前記サブフレームの音声信号をピッチ
予測し、予め定められた種類の雑音信号からなる雑音コ
ードブック（ベクトル量子化コードブック）から最適雑
音コードベクトルを選択して最適なゲインを計算するこ
とにより、励振信号を量子化している。
ードブックにより前記サブフレームの音声信号をピッチ
予測し、予め定められた種類の雑音信号からなる雑音コ
ードブック（ベクトル量子化コードブック）から最適雑
音コードベクトルを選択して最適なゲインを計算するこ
とにより、励振信号を量子化している。
【０００５】この際の、雑音コードベクトルの選択の仕
方は、選択した雑音コードベクトルを励振信号とみなし
て合成した再生音声信号と入力音声信号との誤差電力を
最小化するように行う。そして、選択された雑音コード
ベクトルの種類を表すインデクスおよびゲイン、並び
に、前記スペクトルパラメータおよび適応コードブック
のパラメータをマルチプレクサにより組み合わせて出力
し、伝送している。
方は、選択した雑音コードベクトルを励振信号とみなし
て合成した再生音声信号と入力音声信号との誤差電力を
最小化するように行う。そして、選択された雑音コード
ベクトルの種類を表すインデクスおよびゲイン、並び
に、前記スペクトルパラメータおよび適応コードブック
のパラメータをマルチプレクサにより組み合わせて出力
し、伝送している。
【０００６】受信側の復号手順については、従来同様で
よいので、この説明は省略する。
よいので、この説明は省略する。
【０００７】また、ＣＥＬＰ型符号化方式のメモリ量と
演算量とを低減化する従来の方法として、Ｊ−Ｐ．Ａｄ
ｏｕｌ氏らによる“Ｆａｓｔ ＣＥＬＰ ｃｏｄｉｎｇ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｃｏｄｅ
ｓ”（Proc.ICASSP,pp.1957-1960,1987 ）と題した論文
（文献３）に記載の代数的にパルス列を生成する方法が
ある。
演算量とを低減化する従来の方法として、Ｊ−Ｐ．Ａｄ
ｏｕｌ氏らによる“Ｆａｓｔ ＣＥＬＰ ｃｏｄｉｎｇ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｃｏｄｅ
ｓ”（Proc.ICASSP,pp.1957-1960,1987 ）と題した論文
（文献３）に記載の代数的にパルス列を生成する方法が
ある。
【０００８】次に、ＣＥＬＰ型符号化方式において、従
来の代数的に生成されたパルス列を励振信号とした場合
の励振信号探索方法を説明する。
来の代数的に生成されたパルス列を励振信号とした場合
の励振信号探索方法を説明する。
【０００９】この探索方法による励振信号は、複数のチ
ャンネルから選択されたパルス列の和として表現され
る。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定められ
たパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅は極
性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングでサブフ
レーム長が５ｍｓの場合（サンプル数Ｎ＝８ｋ×５ｍ＝
４０になる）、サブフレームあたりの励振信号は、例え
ばＰ＝５個のチャンネルから選択されたＰ＝５個の単一
パルスの和として表される。この例では、Ｐ＝５個のチ
ャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝Ｎ／Ｐ＝４
０／５）＝８個のパルス候補位置を有していることにな
る。
ャンネルから選択されたパルス列の和として表現され
る。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定められ
たパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅は極
性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングでサブフ
レーム長が５ｍｓの場合（サンプル数Ｎ＝８ｋ×５ｍ＝
４０になる）、サブフレームあたりの励振信号は、例え
ばＰ＝５個のチャンネルから選択されたＰ＝５個の単一
パルスの和として表される。この例では、Ｐ＝５個のチ
ャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝Ｎ／Ｐ＝４
０／５）＝８個のパルス候補位置を有していることにな
る。
【００１０】最適な励振信号の探索は、励振信号により
合成フィルタを励振して得られる再生音声信号と入力音
声信号との間の歪みを最小化するように行なわれる。こ
こで、励振信号がパルス列であることを利用すると再生
音声信号と入力音声信号との間の歪みの最小化は次の数
式１の最大化と等価になる。
合成フィルタを励振して得られる再生音声信号と入力音
声信号との間の歪みを最小化するように行なわれる。こ
こで、励振信号がパルス列であることを利用すると再生
音声信号と入力音声信号との間の歪みの最小化は次の数
式１の最大化と等価になる。
【００１１】
【数１】 ここで、符号ａ（ｉ），［ｉ＝０，…，Ｐ−１］は、数
値“１”または数値“−１”であり、符号φ（ｉ，
ｊ），［ｉ，ｊ＝０，…，Ｎ−１］は、合成フィルタに
おけるインパルス応答の自己相関関数であり、符号ｄ
（ｉ），［ｉ＝０，…，Ｎ−１］は、入力音声信号とイ
ンパルス応答信号から得られるターゲット信号である。
符号ｋは、励起信号を表す“ｍ（ｉ）”［ｉ＝０，…，
Ｐ−１］から得られ、“（１＋ｌｏｇ２ Ｍ）×Ｐ”ビ
ットで伝送できる。
値“１”または数値“−１”であり、符号φ（ｉ，
ｊ），［ｉ，ｊ＝０，…，Ｎ−１］は、合成フィルタに
おけるインパルス応答の自己相関関数であり、符号ｄ
（ｉ），［ｉ＝０，…，Ｎ−１］は、入力音声信号とイ
ンパルス応答信号から得られるターゲット信号である。
符号ｋは、励起信号を表す“ｍ（ｉ）”［ｉ＝０，…，
Ｐ−１］から得られ、“（１＋ｌｏｇ２ Ｍ）×Ｐ”ビ
ットで伝送できる。
【００１２】数式１の評価関数による探索はＰ重のルー
プによって１本ずつ逐次的に行なうことができる。
プによって１本ずつ逐次的に行なうことができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の音声符
号化方式では、励振信号の探索方法において、励振信号
を極性のみのパルス列として表しており、このパルス位
置の探索には全候補に対して１本ずつ逐次的に探索して
いるので、探索時の演算量が非常に多いという問題点が
ある。
号化方式では、励振信号の探索方法において、励振信号
を極性のみのパルス列として表しており、このパルス位
置の探索には全候補に対して１本ずつ逐次的に探索して
いるので、探索時の演算量が非常に多いという問題点が
ある。
【００１４】一方、探索時の演算量を低減化するため
に、探索すべきパルス位置の予備選択を行なう場合に
は、量子化効率が劣化し、再生音声信号の品質が劣化す
るという問題点があった。
に、探索すべきパルス位置の予備選択を行なう場合に
は、量子化効率が劣化し、再生音声信号の品質が劣化す
るという問題点があった。
【００１５】本発明の課題は、上述の問題点を解決し、
励振信号を表す最適なパルス列を低演算量で探索し、高
品質な再生音声を得ることができる音声符号化装置を提
供することである。
励振信号を表す最適なパルス列を低演算量で探索し、高
品質な再生音声を得ることができる音声符号化装置を提
供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明による音声符号化
装置は、音声信号の励振信号を複数のパルス列の和とし
て表現し、前記パルス列それぞれの位置を予め定められ
たパルス位置候補から選択し、前記励振信号により合成
フィルタを励振して得られる再生音声信号と入力音声信
号との間の歪みを最小化するように前記励振信号を決定
する際、前記パルス列毎に逐次的にビタビアルゴリズム
を用いて探索し、前記励振信号を構成する複数のパルス
列の位置を決定している。
装置は、音声信号の励振信号を複数のパルス列の和とし
て表現し、前記パルス列それぞれの位置を予め定められ
たパルス位置候補から選択し、前記励振信号により合成
フィルタを励振して得られる再生音声信号と入力音声信
号との間の歪みを最小化するように前記励振信号を決定
する際、前記パルス列毎に逐次的にビタビアルゴリズム
を用いて探索し、前記励振信号を構成する複数のパルス
列の位置を決定している。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２０】図１は本発明の音声符号化装置の実施の一
形態を示すブロック図である。
形態を示すブロック図である。
【００２１】図１において、音声符号化装置は、フレー
ム分割回路５１、サブフレーム分割回路５２、スペクト
ルパラメータ計算回路５３、スペクトルパラメータ量子
化回路５４、聴感重み付け合成フィルタ係数算出回路５
５、聴感重み付け回路５６、適応コードブック探索回路
５７、パルス探索回路５８、ゲインコードブック探索回
路５９、およびマルチプレクサ５０を備えている。
ム分割回路５１、サブフレーム分割回路５２、スペクト
ルパラメータ計算回路５３、スペクトルパラメータ量子
化回路５４、聴感重み付け合成フィルタ係数算出回路５
５、聴感重み付け回路５６、適応コードブック探索回路
５７、パルス探索回路５８、ゲインコードブック探索回
路５９、およびマルチプレクサ５０を備えている。
【００２２】まず入力端子から入力された音声信号は、
フレーム分割回路５１で、例えば２０ｍｓのフレーム毎
に分割され、更に、サブフレーム分割回路５２で、フレ
ームよりも短い、例えば５ｍｓのサブフレームに分割さ
れるものとする。
フレーム分割回路５１で、例えば２０ｍｓのフレーム毎
に分割され、更に、サブフレーム分割回路５２で、フレ
ームよりも短い、例えば５ｍｓのサブフレームに分割さ
れるものとする。
【００２３】スペクトルパラメータ計算回路５３は、少
なくとも一つのサブフレームの音声信号に対して、サブ
フレーム長（この例では、５ｍｓ、８ｋＨｚサンプリン
グの場合、サンプル数Ｎ＝４０）よりも長い例えば１０
ｍｓの窓をかけて音声を切り出し、スペクトルパラメー
タをあらかじめ定められた、例えば１０次の次数Ｌ（＝
１０）により計算するものとする。
なくとも一つのサブフレームの音声信号に対して、サブ
フレーム長（この例では、５ｍｓ、８ｋＨｚサンプリン
グの場合、サンプル数Ｎ＝４０）よりも長い例えば１０
ｍｓの窓をかけて音声を切り出し、スペクトルパラメー
タをあらかじめ定められた、例えば１０次の次数Ｌ（＝
１０）により計算するものとする。
【００２４】ここでスペクトルパラメータの計算には、
周知のＬＰＣ分析を用いることができる。
周知のＬＰＣ分析を用いることができる。
【００２５】更に、スペクトルパラメータ計算回路５３
は、ＬＰＣ分析により計算された線形予測係数ａ
（ｉ），［ｉ＝１，…，Ｌ］を量子化や補間に適したＬ
ＳＰ（LineSpectrum Pair）パラメータに変換する。こ
こで、線形予測係数からＬＳＰへ変換する技術には、菅
村他による“線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成方
式による音声情報圧縮”と題した論文（電子通信学会論
文誌、Ｊ６４−Ａ、ｐｐ．５９９−６０６、１９８１
年）（文献５）が参照できる。前記線形予測係数は聴感
重み付け合成フィルタ係数算出回路５５に出力され、前
記ＬＳＰパラメータはスペクトルパラメータ量子化回路
５４に出力される。
は、ＬＰＣ分析により計算された線形予測係数ａ
（ｉ），［ｉ＝１，…，Ｌ］を量子化や補間に適したＬ
ＳＰ（LineSpectrum Pair）パラメータに変換する。こ
こで、線形予測係数からＬＳＰへ変換する技術には、菅
村他による“線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成方
式による音声情報圧縮”と題した論文（電子通信学会論
文誌、Ｊ６４−Ａ、ｐｐ．５９９−６０６、１９８１
年）（文献５）が参照できる。前記線形予測係数は聴感
重み付け合成フィルタ係数算出回路５５に出力され、前
記ＬＳＰパラメータはスペクトルパラメータ量子化回路
５４に出力される。
【００２６】スペクトルパラメータ量子化回路５４は、
前記ＬＳＰパラメータを効率的に量子化する。ＬＳＰパ
ラメータのベクトル量子化の手法は周知の手法を用いる
ことができる。具体的な方法は、例えば、特開平４−１
７１５００号公報（文献６）等を参照できるのでここで
の説明は省略する。また、スペクトルパラメータ量子化
回路５４は、量子化したＬＳＰパラメータを線形予測係
数ａ（ｉ），［ｉ＝１，…，Ｌ］に変換して聴感重み付
け合成フィルタ係数算出回路５５に出力すると共に、量
子化ＬＳＰパラメータのコードベクトルを表す符号をマ
ルチプレクサ５０に出力する。
前記ＬＳＰパラメータを効率的に量子化する。ＬＳＰパ
ラメータのベクトル量子化の手法は周知の手法を用いる
ことができる。具体的な方法は、例えば、特開平４−１
７１５００号公報（文献６）等を参照できるのでここで
の説明は省略する。また、スペクトルパラメータ量子化
回路５４は、量子化したＬＳＰパラメータを線形予測係
数ａ（ｉ），［ｉ＝１，…，Ｌ］に変換して聴感重み付
け合成フィルタ係数算出回路５５に出力すると共に、量
子化ＬＳＰパラメータのコードベクトルを表す符号をマ
ルチプレクサ５０に出力する。
【００２７】聴感重み付け合成フィルタ係数算出回路
（以後、フィルタ係数算出回路と呼ぶ）５５は、スペク
トルパラメータ計算回路５３から量子化前の線形予測係
数を入力し、且つスペクトルパラメータ量子化回路５４
から量子化後の線形予測係数を入力して、下記の数式２
で表される聴感重み付けフィルタの係数を算出し、聴感
重み付け回路５６に出力する。更に、フィルタ係数算出
回路５５は、線形予測合成フィルタと聴感重み付けフィ
ルタからなる聴感重み付け合成フィルタの係数を適応コ
ードブック探索回路５７、パルス探索回路５８、および
ゲインコードブック探索回路５９に出力する。
（以後、フィルタ係数算出回路と呼ぶ）５５は、スペク
トルパラメータ計算回路５３から量子化前の線形予測係
数を入力し、且つスペクトルパラメータ量子化回路５４
から量子化後の線形予測係数を入力して、下記の数式２
で表される聴感重み付けフィルタの係数を算出し、聴感
重み付け回路５６に出力する。更に、フィルタ係数算出
回路５５は、線形予測合成フィルタと聴感重み付けフィ
ルタからなる聴感重み付け合成フィルタの係数を適応コ
ードブック探索回路５７、パルス探索回路５８、および
ゲインコードブック探索回路５９に出力する。
【００２８】
【数２】 ここで、Ｒ１，Ｒ２は聴感重み付け量を制御する重み係
数であり、例えば、それぞれ、Ｒ１＝０．９、Ｒ２＝
１．０が適用されるものとする。
数であり、例えば、それぞれ、Ｒ１＝０．９、Ｒ２＝
１．０が適用されるものとする。
【００２９】聴感重み付け回路５６は、フィルタ係数算
出回路５５から入力された聴感重み付けフィルタの係数
より聴感重み付けフィルタを構成して入力信号を聴感重
み付けし、聴感重み付け入力信号Ｘ（ｎ）を適応コード
ブック探索回路５７、パルス探索回路５８およびゲイン
コードブック探索回路５９に出力する。
出回路５５から入力された聴感重み付けフィルタの係数
より聴感重み付けフィルタを構成して入力信号を聴感重
み付けし、聴感重み付け入力信号Ｘ（ｎ）を適応コード
ブック探索回路５７、パルス探索回路５８およびゲイン
コードブック探索回路５９に出力する。
【００３０】適応コードブック回路５７は、過去の励振
信号を用いて、遅れ（ピッチ周期）ｄに対応する適応コ
ードベクトルＡｄ（ｎ）を、過去の励振信号から遅れｄ
のセグメントを切り出しサブフレーム長Ｎになるまで繰
り返し接続して作成し、作成した適応コードベクトルに
よる聴感重み付け合成信号と聴感重み付け入力信号との
誤差電力を最小化するようにピッチ周期ｄ及び適応コー
ドベクトルＡｄ（ｎ）を選択する。
信号を用いて、遅れ（ピッチ周期）ｄに対応する適応コ
ードベクトルＡｄ（ｎ）を、過去の励振信号から遅れｄ
のセグメントを切り出しサブフレーム長Ｎになるまで繰
り返し接続して作成し、作成した適応コードベクトルに
よる聴感重み付け合成信号と聴感重み付け入力信号との
誤差電力を最小化するようにピッチ周期ｄ及び適応コー
ドベクトルＡｄ（ｎ）を選択する。
【００３１】更に、適応コードブック回路５７は、選択
されたピッチ周期ｄを表す符号をマルチプレクサ５０に
出力し、選択された適応コードベクトルＡｄ（ｎ）をゲ
インコードブック探索回路５９に出力すると共に、選択
された適応コードベクトルを聴感重み付け合成した信号
ＳＡｄ（ｎ）をパルス探索回路５８に出力する。
されたピッチ周期ｄを表す符号をマルチプレクサ５０に
出力し、選択された適応コードベクトルＡｄ（ｎ）をゲ
インコードブック探索回路５９に出力すると共に、選択
された適応コードベクトルを聴感重み付け合成した信号
ＳＡｄ（ｎ）をパルス探索回路５８に出力する。
【００３２】パルス探索回路５８は、聴感重み付け合成
フィルタの係数と聴感重み付け信号と適応コードベクト
ルを聴感重み付け合成した信号との３つを用いて最適な
パルス列Ｃｊ（ｎ）を算出し、算出されたパルス列Ｃｊ
（ｎ）をゲインコードブック探索回路５９に出力すると
共に、パルス列Ｃｊ（ｎ）を表す符号をマルチプレクサ
５０に出力する。
フィルタの係数と聴感重み付け信号と適応コードベクト
ルを聴感重み付け合成した信号との３つを用いて最適な
パルス列Ｃｊ（ｎ）を算出し、算出されたパルス列Ｃｊ
（ｎ）をゲインコードブック探索回路５９に出力すると
共に、パルス列Ｃｊ（ｎ）を表す符号をマルチプレクサ
５０に出力する。
【００３３】パルス探索回路５８は本発明の実施の複数
の形態を有するので、詳細については、後で図面を参照
して逐次説明する。
の形態を有するので、詳細については、後で図面を参照
して逐次説明する。
【００３４】ゲインコードブック探索回路５９は、適応
コードブック探索回路５７から適応コードベクトルＡｄ
（ｎ）を入力し、パルス探索回路５８からパルス列Ｃｊ
（ｎ）を入力し、聴感重み付け回路５６から聴感重み付
け入力信号を入力し、且つ聴感重み付け合成フィルタ係
数算出回路５５から聴感重み付け合成フィルタの係数を
入力して聴感重み付け合成フィルタを形成する。
コードブック探索回路５７から適応コードベクトルＡｄ
（ｎ）を入力し、パルス探索回路５８からパルス列Ｃｊ
（ｎ）を入力し、聴感重み付け回路５６から聴感重み付
け入力信号を入力し、且つ聴感重み付け合成フィルタ係
数算出回路５５から聴感重み付け合成フィルタの係数を
入力して聴感重み付け合成フィルタを形成する。
【００３５】次いで、ゲインコードブック探索回路５９
は、入力された適応コードベクトルＡｄ（ｎ）とパルス
列Ｃｊ（ｎ）との線形和として下記の数式３に表される
励起信号Ｅｋ（ｎ）を計算し、この計算された励起信号
Ｅｋ（ｎ）により聴感重み付け合成フィルタを駆動して
得られる聴感重み付け合成信号と聴感重み付け入力信号
との誤差電力を最小化するようにゲインコードベクトル
を選択し、この選択されたゲインコードベクトルの符号
をマルチプレクサ５０に出力する。
は、入力された適応コードベクトルＡｄ（ｎ）とパルス
列Ｃｊ（ｎ）との線形和として下記の数式３に表される
励起信号Ｅｋ（ｎ）を計算し、この計算された励起信号
Ｅｋ（ｎ）により聴感重み付け合成フィルタを駆動して
得られる聴感重み付け合成信号と聴感重み付け入力信号
との誤差電力を最小化するようにゲインコードベクトル
を選択し、この選択されたゲインコードベクトルの符号
をマルチプレクサ５０に出力する。
【００３６】
【数３】 ここで、Ｇｋ（１），Ｇｋ（２）は、ｋ番目の２次元ゲ
インコードベクトルである。
インコードベクトルである。
【００３７】マルチプレクサ５０は、量子化ＬＳＰパラ
メータのコードベクトルを表す符号をスペクトルパラメ
ータ量子化回路５４から入力し、ピッチ周期を表す符号
を適応コードベクトル探索回路５７から入力し、パルス
列を表す符号をパルス探索回路５８から入力し、且つゲ
インコードベクトルを表す符号をゲインコードベクトル
探索回路５９から入力してこれらを組み合わせ、送信端
子に出力する。
メータのコードベクトルを表す符号をスペクトルパラメ
ータ量子化回路５４から入力し、ピッチ周期を表す符号
を適応コードベクトル探索回路５７から入力し、パルス
列を表す符号をパルス探索回路５８から入力し、且つゲ
インコードベクトルを表す符号をゲインコードベクトル
探索回路５９から入力してこれらを組み合わせ、送信端
子に出力する。
【００３８】次に、図２から図４まで、それぞれを参照
して本発明の第１から第３までの発明の形態について順
次説明する。発明の形態の相違は、図１に示される音声
符号化装置におけるパルス探索回路５８の構成にあり、
図２から図４までそれぞれは、パルス探索回路５８の第
１から第３までの一形態を示すブロック図である。
して本発明の第１から第３までの発明の形態について順
次説明する。発明の形態の相違は、図１に示される音声
符号化装置におけるパルス探索回路５８の構成にあり、
図２から図４までそれぞれは、パルス探索回路５８の第
１から第３までの一形態を示すブロック図である。
【００３９】まず、図２に図１を併せ参照して第１の形
態のパルス探索回路５８について説明する。
態のパルス探索回路５８について説明する。
【００４０】図示されるように第１の形態のパルス探索
回路５８は、ターゲット信号作成回路１０、第１パルス
発生回路１１から第５パルス発生回路１５、パルス列符
号化回路２０、および第１ビタビ探索回路２１から第４
ビタビ探索回路２４を備えている。
回路５８は、ターゲット信号作成回路１０、第１パルス
発生回路１１から第５パルス発生回路１５、パルス列符
号化回路２０、および第１ビタビ探索回路２１から第４
ビタビ探索回路２４を備えている。
【００４１】この構成により生成される励振信号は、複
数のチャンネルから選択されたパルス列の和として表現
される。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定め
られたパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅
は、極性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングで
５ｍｓのサブフレーム長の場合（サンプル数Ｎ＝４０に
なる）、サブフレームあたりの励振信号を、例えばＰ
（＝５）チャンネルから選択されたＰ（＝５）個の単一
パルスの和として表すものとする。この例では、Ｐ（＝
５）個のチャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝
Ｎ／Ｐ＝４０／５＝８）個のパルス位置候補を有してい
る。
数のチャンネルから選択されたパルス列の和として表現
される。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定め
られたパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅
は、極性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングで
５ｍｓのサブフレーム長の場合（サンプル数Ｎ＝４０に
なる）、サブフレームあたりの励振信号を、例えばＰ
（＝５）チャンネルから選択されたＰ（＝５）個の単一
パルスの和として表すものとする。この例では、Ｐ（＝
５）個のチャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝
Ｎ／Ｐ＝４０／５＝８）個のパルス位置候補を有してい
る。
【００４２】図２に示されるターゲット信号作成回路１
０は、フィルタ係数算出回路５５から聴感重み付け合成
フィルタの係数を受け取って、聴感重み付け合成フィル
タを構成し、聴感重み付け回路５６から受けた聴感重み
付け入力信号Ｘ（ｎ）と、適応コードブック探索回路５
７から受けた適応コードベクトルを聴感重み付け合成し
た信号ＳＡｄ（ｎ）とにより、下記の数式４（数式内の
符号Ｇは数式５で表されている）による誤差信号ｚ
（ｎ）を算出する。
０は、フィルタ係数算出回路５５から聴感重み付け合成
フィルタの係数を受け取って、聴感重み付け合成フィル
タを構成し、聴感重み付け回路５６から受けた聴感重み
付け入力信号Ｘ（ｎ）と、適応コードブック探索回路５
７から受けた適応コードベクトルを聴感重み付け合成し
た信号ＳＡｄ（ｎ）とにより、下記の数式４（数式内の
符号Ｇは数式５で表されている）による誤差信号ｚ
（ｎ）を算出する。
【００４３】
【数４】
【００４４】
【数５】 更に、ターゲット信号作成回路１０は、この誤差信号ｚ
（ｎ）を聴感重み付け合成フィルタによりバックワード
フィルタリングしてターゲット信号ｄ（ｎ）を作成する
と共に、聴感重み付け合成フィルタにおけるインパルス
応答の自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を作成し、ターゲット
信号ｄ（ｎ）および自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を、第１
ビタビ探索回路２１から第４ビタビ探索回路２４までそ
れぞれに出力する。
（ｎ）を聴感重み付け合成フィルタによりバックワード
フィルタリングしてターゲット信号ｄ（ｎ）を作成する
と共に、聴感重み付け合成フィルタにおけるインパルス
応答の自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を作成し、ターゲット
信号ｄ（ｎ）および自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を、第１
ビタビ探索回路２１から第４ビタビ探索回路２４までそ
れぞれに出力する。
【００４５】第１パルス発生回路１１は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝０，５，１０，
１５，２０，２５，３０，３５）に対して単一パルスを
配置し、第１ビタビ探索回路２１に出力するものとす
る。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝０，５，１０，
１５，２０，２５，３０，３５）に対して単一パルスを
配置し、第１ビタビ探索回路２１に出力するものとす
る。
【００４６】第２パルス発生回路１２は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝１，６，１１，
１６，２１，２６，３１，３６）に対して単一パルスを
配置し、第１パルス発生回路１１と同様、第１ビタビ探
索回路２１に出力するものとする。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝１，６，１１，
１６，２１，２６，３１，３６）に対して単一パルスを
配置し、第１パルス発生回路１１と同様、第１ビタビ探
索回路２１に出力するものとする。
【００４７】第３パルス発生回路１３では、予め定めら
れた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝２，７，１
２，１７，２２，２７，３２，３７）に対して単一パル
スを配置し、第２ビタビ探索回路２２に出力するものと
する。
れた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝２，７，１
２，１７，２２，２７，３２，３７）に対して単一パル
スを配置し、第２ビタビ探索回路２２に出力するものと
する。
【００４８】第４パルス発生回路１４では、予め定めら
れた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝３，８，１
３，１８，２３，２８，３３，３８）に対して単一パル
スを配置し、第３ビタビ探索回路２３に出力するものと
する。
れた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝３，８，１
３，１８，２３，２８，３３，３８）に対して単一パル
スを配置し、第３ビタビ探索回路２３に出力するものと
する。
【００４９】第５パルス発生回路１５では、予め定めら
れた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝４，９，１
４，１９，２４，２９，３４，３９）に対して単一パル
スを配置し、第４ビタビ探索回路２４に出力するものと
する。
れた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝４，９，１
４，１９，２４，２９，３４，３９）に対して単一パル
スを配置し、第４ビタビ探索回路２４に出力するものと
する。
【００５０】尚、ここで挙げた第１パルス発生回路１１
から第５パルス発生回路１５までにおけるパルス位置候
補は、一例であり他のパルス位置候補の振り分けであっ
てもよい。
から第５パルス発生回路１５までにおけるパルス位置候
補は、一例であり他のパルス位置候補の振り分けであっ
てもよい。
【００５１】第１ビタビ探索回路２１から第４ビタビ探
索回路２４によるパルス列の探索は、２つのパルス発生
回路から受けた信号の最適な組み合わせをビタビ（Vite
rbi）アルゴリズムに基づいて選択することによって行
なわれている。
索回路２４によるパルス列の探索は、２つのパルス発生
回路から受けた信号の最適な組み合わせをビタビ（Vite
rbi）アルゴリズムに基づいて選択することによって行
なわれている。
【００５２】第１ビタビ探索回路２１では、第２パルス
発生回路１２から得られる８通りのパルス信号（パルス
位置ｍ（１）＝１，６，１１，１６，２１，２６，３
１，３６）それぞれを配置する場合に、第１パルス発生
回路１４から得られる８通りのパルス信号（パルス位置
ｍ（０）＝０，５，１０，１５，２０，２５，３０，３
５）との最適な組合せが以下に示すビタビアルゴリズム
に基づいて選択される。
発生回路１２から得られる８通りのパルス信号（パルス
位置ｍ（１）＝１，６，１１，１６，２１，２６，３
１，３６）それぞれを配置する場合に、第１パルス発生
回路１４から得られる８通りのパルス信号（パルス位置
ｍ（０）＝０，５，１０，１５，２０，２５，３０，３
５）との最適な組合せが以下に示すビタビアルゴリズム
に基づいて選択される。
【００５３】つまり、第１ビタビ探索回路２１は、第２
パルス発生回路１２の８通りのパルス信号毎に、第１パ
ルス発生回路１１から得られる８通りのパルス信号を加
算し、得られた８通りのパルス信号のうち上記の数式１
で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝２）を最大にする
パルス信号を選択することになる。結果として、第２パ
ルス発生回路１２の各パルス位置候補を含むパルス信号
が候補として得られるので、これらが第２ビタビ探索回
路２２に出力される。
パルス発生回路１２の８通りのパルス信号毎に、第１パ
ルス発生回路１１から得られる８通りのパルス信号を加
算し、得られた８通りのパルス信号のうち上記の数式１
で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝２）を最大にする
パルス信号を選択することになる。結果として、第２パ
ルス発生回路１２の各パルス位置候補を含むパルス信号
が候補として得られるので、これらが第２ビタビ探索回
路２２に出力される。
【００５４】第２ビタビ探索回路２２では、第３パルス
発生回路１３から得られる８通りのパルス信号（パルス
位置ｍ（２）＝２，７，１２，１７，２２，２７，３
２，３７）それぞれを配置する場合に、第１ビタビ探索
回路２１で選択されたパルス信号の中から最適な組合せ
が上記と同様にして選択されることにより、第３パルス
発生回路１３の各パルス位置候補を含むパルス信号が候
補として得られるので、これらが第３ビタビ探索回路２
３に出力される。
発生回路１３から得られる８通りのパルス信号（パルス
位置ｍ（２）＝２，７，１２，１７，２２，２７，３
２，３７）それぞれを配置する場合に、第１ビタビ探索
回路２１で選択されたパルス信号の中から最適な組合せ
が上記と同様にして選択されることにより、第３パルス
発生回路１３の各パルス位置候補を含むパルス信号が候
補として得られるので、これらが第３ビタビ探索回路２
３に出力される。
【００５５】同様にして、第３ビタビ探索回路２３にお
いて探索が行なわれ、第４パルス発生回路１４の各パル
ス位置候補（パルス位置ｍ（３）＝３，８，１３，１
８，２３，２８，３３，３８）を含むパルス信号が候補
として得られるので、これらが第４ビタビ探索回路２４
に出力される。
いて探索が行なわれ、第４パルス発生回路１４の各パル
ス位置候補（パルス位置ｍ（３）＝３，８，１３，１
８，２３，２８，３３，３８）を含むパルス信号が候補
として得られるので、これらが第４ビタビ探索回路２４
に出力される。
【００５６】第４ビタビ探索回路２４においても同様に
探索が行なわれ、第５パルス発生回路１５の各パルス位
置候補（パルス位置ｍ（４）＝４，９，１４，１９，２
４，２９，３４，３９）を含むパルス信号を得た後、最
後段である第４ビタビ探索回路２４において、これらの
パルス信号の中でさらに、上記の数式１の評価値Ｐ（こ
の場合、Ｐ＝５）を最大にするパルス信号が、最終的に
選択されてパルス列符号化回路２３に出力される。
探索が行なわれ、第５パルス発生回路１５の各パルス位
置候補（パルス位置ｍ（４）＝４，９，１４，１９，２
４，２９，３４，３９）を含むパルス信号を得た後、最
後段である第４ビタビ探索回路２４において、これらの
パルス信号の中でさらに、上記の数式１の評価値Ｐ（こ
の場合、Ｐ＝５）を最大にするパルス信号が、最終的に
選択されてパルス列符号化回路２３に出力される。
【００５７】ここで、各パルス発生回路１１〜１５と各
ビタビ探索回路２１〜２４との接続方法は任意であり、
上述した接続以外、各パルス発生回路の優先度を上記の
数式１の評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝１）により決定し、
その優先度順に各パルス発生回路１１〜１５をビタビ探
索回路に接続する方法であってもよい。
ビタビ探索回路２１〜２４との接続方法は任意であり、
上述した接続以外、各パルス発生回路の優先度を上記の
数式１の評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝１）により決定し、
その優先度順に各パルス発生回路１１〜１５をビタビ探
索回路に接続する方法であってもよい。
【００５８】パルス列符号化回路２０では、第４ビタビ
探索回路２４から入力されたパルス信号を構成するＰ
（＝５）個のパルス位置から、符号が生成されてマルチ
プレクサ５０に出力されると共に、パルス信号がゲイン
コードブック探索回路５９に出力される。
探索回路２４から入力されたパルス信号を構成するＰ
（＝５）個のパルス位置から、符号が生成されてマルチ
プレクサ５０に出力されると共に、パルス信号がゲイン
コードブック探索回路５９に出力される。
【００５９】次に、図３に図１および図２を併せ参照し
て第２の形態のパルス探索回路５８について説明する。
て第２の形態のパルス探索回路５８について説明する。
【００６０】図示される第２の形態のパルス探索回路５
８は、ターゲット信号作成回路１０、第１パルス発生回
路１１から第５パルス発生回路１５、パルス列符号化回
路２０、および第１予備探索回路３１から第４予備探索
回路３４を備えている。
８は、ターゲット信号作成回路１０、第１パルス発生回
路１１から第５パルス発生回路１５、パルス列符号化回
路２０、および第１予備探索回路３１から第４予備探索
回路３４を備えている。
【００６１】図３では、図２に示された第１ビタビ探索
回路２１から第４ビタビ探索回路２４までの構成に対応
して、第１予備探索回路３１から第４予備探索回路３４
まで備えられている点が相違しており、その他の構成要
素には上記と機能が同一なので、同一の番号符号が付与
されている。
回路２１から第４ビタビ探索回路２４までの構成に対応
して、第１予備探索回路３１から第４予備探索回路３４
まで備えられている点が相違しており、その他の構成要
素には上記と機能が同一なので、同一の番号符号が付与
されている。
【００６２】したがって、図３におけるターゲット信号
作成回路１０、第１パルス発生回路１１から第５パルス
発生回路１５まで、およびパルス列符号化回路２０それ
ぞれの接続先は、図２に示された第１ビタビ探索回路２
１〜第４ビタビ探索回路２４それぞれに対応して、第１
予備探索回路３１〜第４予備探索回路３４に変更され
る。
作成回路１０、第１パルス発生回路１１から第５パルス
発生回路１５まで、およびパルス列符号化回路２０それ
ぞれの接続先は、図２に示された第１ビタビ探索回路２
１〜第４ビタビ探索回路２４それぞれに対応して、第１
予備探索回路３１〜第４予備探索回路３４に変更され
る。
【００６３】この構成により生成される励振信号は上記
の第１の形態のパルス探索回路５８と同様で、複数のチ
ャンネルから選択されたパルス列の和として表現され
る。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定められ
たパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅は、
極性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングで５ｍ
ｓのサブフレーム長の場合（サンプル数Ｎ＝４０にな
る）、サブフレームあたりの励振信号は、例えばＰ（＝
５）チャンネルから選択されたＰ（＝５）個の単一パル
スの和として表されるものとする。この例では、Ｐ（＝
５）個のチャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝
Ｎ／Ｐ＝４０／５＝８）個のパルス位置候補を有してい
る。
の第１の形態のパルス探索回路５８と同様で、複数のチ
ャンネルから選択されたパルス列の和として表現され
る。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定められ
たパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅は、
極性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングで５ｍ
ｓのサブフレーム長の場合（サンプル数Ｎ＝４０にな
る）、サブフレームあたりの励振信号は、例えばＰ（＝
５）チャンネルから選択されたＰ（＝５）個の単一パル
スの和として表されるものとする。この例では、Ｐ（＝
５）個のチャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝
Ｎ／Ｐ＝４０／５＝８）個のパルス位置候補を有してい
る。
【００６４】図３に示されるターゲット信号作成回路１
０は、上述同様フィルタ係数算出回路５５から聴感重み
付け合成フィルタの係数を受け取って、聴感重み付け合
成フィルタを構成し、聴感重み付け回路５６から受けた
聴感重み付け入力信号Ｘ（ｎ）と、適応コードブック探
索回路５７から受けた適応コードベクトルを聴感重み付
け合成した信号ＳＡｄ（ｎ）とにより、上記数式４で表
される誤差信号ｚ（ｎ）を算出する。
０は、上述同様フィルタ係数算出回路５５から聴感重み
付け合成フィルタの係数を受け取って、聴感重み付け合
成フィルタを構成し、聴感重み付け回路５６から受けた
聴感重み付け入力信号Ｘ（ｎ）と、適応コードブック探
索回路５７から受けた適応コードベクトルを聴感重み付
け合成した信号ＳＡｄ（ｎ）とにより、上記数式４で表
される誤差信号ｚ（ｎ）を算出する。
【００６５】更に、ターゲット信号作成回路１０は、こ
の誤差信号ｚ（ｎ）を聴感重み付け合成フィルタにより
バックワードフィルタリングしてターゲット信号ｄ
（ｎ）を作成すると共に、聴感重み付け合成フィルタの
インパルス応答の自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を作成し、
ターゲット信号ｄ（ｎ）および自己相関関数φ（ｉ，
ｊ）を、図２とは相違して第１予備探索回路３１から第
４予備探索回路３４までそれぞれに出力する。
の誤差信号ｚ（ｎ）を聴感重み付け合成フィルタにより
バックワードフィルタリングしてターゲット信号ｄ
（ｎ）を作成すると共に、聴感重み付け合成フィルタの
インパルス応答の自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を作成し、
ターゲット信号ｄ（ｎ）および自己相関関数φ（ｉ，
ｊ）を、図２とは相違して第１予備探索回路３１から第
４予備探索回路３４までそれぞれに出力する。
【００６６】第１パルス発生回路１１は、上記同様に、
予め定められた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝
０，５，１０，１５，２０，２５，３０，３５）に対し
て単一パルスを配置し、第１予備探索回路３１に出力す
るものとする。
予め定められた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝
０，５，１０，１５，２０，２５，３０，３５）に対し
て単一パルスを配置し、第１予備探索回路３１に出力す
るものとする。
【００６７】以下同様に、第２パルス発生回路１２は、
予め定められた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝
１，６，１１，１６，２１，２６，３１，３６）に対し
て単一パルスを配置し、第１パルス発生回路１１と同
様、第１予備探索回路３１に出力するものとする。
予め定められた８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝
１，６，１１，１６，２１，２６，３１，３６）に対し
て単一パルスを配置し、第１パルス発生回路１１と同
様、第１予備探索回路３１に出力するものとする。
【００６８】第３パルス発生回路１３は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝２，７，１２，
１７，２２，２７，３２，３７）に対して単一パルスを
配置し、第２予備探索回路３２に出力するものとする。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝２，７，１２，
１７，２２，２７，３２，３７）に対して単一パルスを
配置し、第２予備探索回路３２に出力するものとする。
【００６９】第４パルス発生回路１４は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝３，８，１３，
１８，２３，２８，３３，３８）に対して単一パルスを
配置し、第３予備探索回路３３に出力するものとする。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝３，８，１３，
１８，２３，２８，３３，３８）に対して単一パルスを
配置し、第３予備探索回路３３に出力するものとする。
【００７０】第５パルス発生回路１５は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝４，９，１４，
１９，２４，２９，３４，３９）に対して単一パルスを
配置し、第４予備探索回路３４に出力するものとする。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝４，９，１４，
１９，２４，２９，３４，３９）に対して単一パルスを
配置し、第４予備探索回路３４に出力するものとする。
【００７１】尚、ここで挙げたパルス発生回路１１〜１
５におけるパルス位置候補も、上述したように、一例で
あり他のパルス位置候補を設定して振り分けてもよい。
５におけるパルス位置候補も、上述したように、一例で
あり他のパルス位置候補を設定して振り分けてもよい。
【００７２】本発明によるパルス列の探索は、パルスを
一本ずつチャンネル毎に増やして得られるパルス列をツ
リー（Tree）状構造に配置し、パルスを一本増やしてい
く毎に候補を予備選択することによって行なっている。
一本ずつチャンネル毎に増やして得られるパルス列をツ
リー（Tree）状構造に配置し、パルスを一本増やしてい
く毎に候補を予備選択することによって行なっている。
【００７３】第１予備探索回路３１は、第１パルス発生
回路１１から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号（パ
ルス位置ｍ（０）＝０，５，１０，１５，２０，２５，
３０，３５）と第２パルス発生回路１２から得られるＭ
（＝８）通りのパルス信号（パルス位置ｍ（１）＝１，
６，１１，１６，２１，２６，３１，３６）とを組み合
わせたＭ2 （＝８2 ＝６４）通りのパルス信号のうち、
上記数式１で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝２）を
最大にする例えばＱ（＝８）個のパルス信号を予備選択
し、これらを第２予備探索回路３２に出力するものとす
る。
回路１１から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号（パ
ルス位置ｍ（０）＝０，５，１０，１５，２０，２５，
３０，３５）と第２パルス発生回路１２から得られるＭ
（＝８）通りのパルス信号（パルス位置ｍ（１）＝１，
６，１１，１６，２１，２６，３１，３６）とを組み合
わせたＭ2 （＝８2 ＝６４）通りのパルス信号のうち、
上記数式１で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝２）を
最大にする例えばＱ（＝８）個のパルス信号を予備選択
し、これらを第２予備探索回路３２に出力するものとす
る。
【００７４】第２予備探索回路３２は、第３パルス発生
回路１３から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号（パ
ルス位置ｍ（２）＝２，７，１２，１７，２２，２７，
３２，３７）と第１予備探索回路３１で予備選択された
Ｑ（＝８）個のパルス信号とを組み合わせたＱ×Ｍ（＝
８×８＝６４）通りのパルス信号のうち、上記数式１で
表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝３）を最大にするＱ
（＝８）個のパルス信号を予備選択し、これらを第３予
備探索回路３３に出力する。
回路１３から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号（パ
ルス位置ｍ（２）＝２，７，１２，１７，２２，２７，
３２，３７）と第１予備探索回路３１で予備選択された
Ｑ（＝８）個のパルス信号とを組み合わせたＱ×Ｍ（＝
８×８＝６４）通りのパルス信号のうち、上記数式１で
表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝３）を最大にするＱ
（＝８）個のパルス信号を予備選択し、これらを第３予
備探索回路３３に出力する。
【００７５】同様にして、第３予備探索回路３３におい
て、Ｑ×Ｍ（＝６４）通りのパルス信号のうち、数式１
で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝４）を最大にする
Ｑ（＝８）個のパルス信号が予備選択され、これらが第
４予備探索回路３４に出力される。
て、Ｑ×Ｍ（＝６４）通りのパルス信号のうち、数式１
で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝４）を最大にする
Ｑ（＝８）個のパルス信号が予備選択され、これらが第
４予備探索回路３４に出力される。
【００７６】第４予備探索回路３４においても同様にし
て、第５パルス発生回路１５から得られるＭ（＝８）通
りのパルス信号（パルス位置ｍ（４）＝４，９，１４，
１９，２４，２９，３４，３９）と第３予備探索回路４
１で予備選択されたＱ（＝８）個のパルス信号とを組み
合わせたＱ×Ｍ（＝６４）通りのパルス信号のうち、数
式１で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝５）を最大に
するパルス信号が、最終的に選択され、パルス列符号化
回路４３に出力される。
て、第５パルス発生回路１５から得られるＭ（＝８）通
りのパルス信号（パルス位置ｍ（４）＝４，９，１４，
１９，２４，２９，３４，３９）と第３予備探索回路４
１で予備選択されたＱ（＝８）個のパルス信号とを組み
合わせたＱ×Ｍ（＝６４）通りのパルス信号のうち、数
式１で表される評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝５）を最大に
するパルス信号が、最終的に選択され、パルス列符号化
回路４３に出力される。
【００７７】ここで、各パルス発生回路１１〜１５と各
予備探索回路３１〜３４との接続方法は、任意であり、
上述した接続方法以外、各パルス発生回路の優先度を数
式１の評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝１）により決定し、そ
の優先度順に各パルス発生回路を予備探索回路に接続し
ても良い。
予備探索回路３１〜３４との接続方法は、任意であり、
上述した接続方法以外、各パルス発生回路の優先度を数
式１の評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝１）により決定し、そ
の優先度順に各パルス発生回路を予備探索回路に接続し
ても良い。
【００７８】パルス列符号化回路２０も、上述の説明同
様、第４予備探索回路３４から入力されたパルス信号を
構成するＰ（＝５）個のパルスの位置から、符号を生成
し、マルチプレクサ５０に出力すると共に、パルス信号
をゲインコードブック探索回路５９に出力する。
様、第４予備探索回路３４から入力されたパルス信号を
構成するＰ（＝５）個のパルスの位置から、符号を生成
し、マルチプレクサ５０に出力すると共に、パルス信号
をゲインコードブック探索回路５９に出力する。
【００７９】次に、図４に図１および図２を併せ参照し
て第３の形態のパルス探索回路５８について説明する。
て第３の形態のパルス探索回路５８について説明する。
【００８０】図示される第３の形態のパルス探索回路５
８は、ターゲット信号作成回路１０、第１パルス発生回
路１１から第５パルス発生回路１５、パルス列符号化回
路２０、および第１探索回路４１および第２探索回路４
２を備えている。
８は、ターゲット信号作成回路１０、第１パルス発生回
路１１から第５パルス発生回路１５、パルス列符号化回
路２０、および第１探索回路４１および第２探索回路４
２を備えている。
【００８１】図４では、図２に示された第１ビタビ探索
回路２１から第４ビタビ探索回路２４までの４つの構成
に対応して、第１探索回路４１および第２探索回路４２
の２つの構成である点が相違しており、その他の構成要
素には上記と機能が同一なので、同一の番号符号が付与
されている。
回路２１から第４ビタビ探索回路２４までの４つの構成
に対応して、第１探索回路４１および第２探索回路４２
の２つの構成である点が相違しており、その他の構成要
素には上記と機能が同一なので、同一の番号符号が付与
されている。
【００８２】したがって、図４におけるターゲット信号
作成回路１０、第１パルス発生回路１１から第５パルス
発生回路１５まで、およびパルス列符号化回路２０それ
ぞれの接続先は、図２に示された第１ビタビ探索回路２
１〜第４ビタビ探索回路２４それぞれに対応した接続先
が変更されている。
作成回路１０、第１パルス発生回路１１から第５パルス
発生回路１５まで、およびパルス列符号化回路２０それ
ぞれの接続先は、図２に示された第１ビタビ探索回路２
１〜第４ビタビ探索回路２４それぞれに対応した接続先
が変更されている。
【００８３】この構成により生成される励振信号は上記
の第１の形態のパルス探索回路５８と同様で、複数のチ
ャンネルから選択されたパルス列の和として表現され
る。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定められ
たパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅は、
極性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングで５ｍ
ｓのサブフレーム長の場合（サンプル数Ｎ＝４０にな
る）、サブフレームあたりの励振信号は、例えばＰ（＝
５）チャンネルから選択されたＰ（＝５）個の単一パル
スの和として表されるものとする。この例では、Ｐ（＝
５）個のチャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝
Ｎ／Ｐ＝４０／５＝８）個のパルス位置候補を有してい
る。また、Ｐ（＝５）個のチャンネルは２個のグループ
に分けられるものとする。
の第１の形態のパルス探索回路５８と同様で、複数のチ
ャンネルから選択されたパルス列の和として表現され
る。ここで、パルス列は各チャンネル毎に予め定められ
たパルス位置候補から選択される。各パルスの振幅は、
極性のみである。例えば、８ｋＨｚサンプリングで５ｍ
ｓのサブフレーム長の場合（サンプル数Ｎ＝４０にな
る）、サブフレームあたりの励振信号は、例えばＰ（＝
５）チャンネルから選択されたＰ（＝５）個の単一パル
スの和として表されるものとする。この例では、Ｐ（＝
５）個のチャンネルは、それぞれ予め定められたＭ（＝
Ｎ／Ｐ＝４０／５＝８）個のパルス位置候補を有してい
る。また、Ｐ（＝５）個のチャンネルは２個のグループ
に分けられるものとする。
【００８４】図４に示されるターゲット信号作成回路１
０は、上述同様フィルタ係数算出回路５５から聴感重み
付け合成フィルタの係数を受け取って、聴感重み付け合
成フィルタを構成し、聴感重み付け回路５６から受けた
聴感重み付け入力信号Ｘ（ｎ）と、適応コードブック探
索回路５７から受けた適応コードベクトルを聴感重み付
け合成した信号ＳＡｄ（ｎ）とにより、上記数式４に表
される誤差信号ｚ（ｎ）を算出する。
０は、上述同様フィルタ係数算出回路５５から聴感重み
付け合成フィルタの係数を受け取って、聴感重み付け合
成フィルタを構成し、聴感重み付け回路５６から受けた
聴感重み付け入力信号Ｘ（ｎ）と、適応コードブック探
索回路５７から受けた適応コードベクトルを聴感重み付
け合成した信号ＳＡｄ（ｎ）とにより、上記数式４に表
される誤差信号ｚ（ｎ）を算出する。
【００８５】更に、ターゲット信号作成回路１０は、こ
の誤差信号ｚ（ｎ）を聴感重み付け合成フィルタにより
バックワードフィルタリングしてターゲット信号ｄ
（ｎ）を作成すると共に、聴感重み付け合成フィルタの
インパルス応答の自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を作成し、
ターゲット信号ｄ（ｎ）および自己相関関数φ（ｉ，
ｊ）を、図２とは相違して第１探索回路４１および第２
探索回路４２それぞれに出力する。
の誤差信号ｚ（ｎ）を聴感重み付け合成フィルタにより
バックワードフィルタリングしてターゲット信号ｄ
（ｎ）を作成すると共に、聴感重み付け合成フィルタの
インパルス応答の自己相関関数φ（ｉ，ｊ）を作成し、
ターゲット信号ｄ（ｎ）および自己相関関数φ（ｉ，
ｊ）を、図２とは相違して第１探索回路４１および第２
探索回路４２それぞれに出力する。
【００８６】第１パルス発生回路１１は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝０，５，１０，
１５，２０，２５，３０，３５）に対して単一パルスを
配置し、第１探索回路４１に出力する。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝０，５，１０，
１５，２０，２５，３０，３５）に対して単一パルスを
配置し、第１探索回路４１に出力する。
【００８７】第２パルス発生回路１２は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝１，６，１１，
１６，２１，２６，３１，３６）に対して単一パルスを
配置し、第１パルス発生回路１１同様、第１探索回路４
１に出力する。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝１，６，１１，
１６，２１，２６，３１，３６）に対して単一パルスを
配置し、第１パルス発生回路１１同様、第１探索回路４
１に出力する。
【００８８】第３パルス発生回路１３は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝２，７，１２，
１７，２２，２７，３２，３７）に対して単一パルスを
配置し、これも第１パルス発生回路１１同様、第１探索
回路４１に出力する。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝２，７，１２，
１７，２２，２７，３２，３７）に対して単一パルスを
配置し、これも第１パルス発生回路１１同様、第１探索
回路４１に出力する。
【００８９】第４パルス発生回路１４は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝３，８，１３，
１８，２３，２８，３３，３８）に対して単一パルスを
配置し、第２探索回路４２に出力する。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝３，８，１３，
１８，２３，２８，３３，３８）に対して単一パルスを
配置し、第２探索回路４２に出力する。
【００９０】第５パルス発生回路１５は、予め定められ
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝４，９，１４，
１９，２４，２９，３４，３９）に対して単一パルスを
配置し、第４パルス発生回路１４同様、第２探索回路４
２に出力する。
た８個のパルス位置候補（例えば、Ｎ＝４，９，１４，
１９，２４，２９，３４，３９）に対して単一パルスを
配置し、第４パルス発生回路１４同様、第２探索回路４
２に出力する。
【００９１】尚、上述したように、ここで挙げたパルス
発生回路１１〜１４における位置候補は、一例であり他
のパルス位置候補により振り分けられてもよい。
発生回路１１〜１４における位置候補は、一例であり他
のパルス位置候補により振り分けられてもよい。
【００９２】次に、第１探索回路４１は、第１パルス発
生回路５４から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号
（パルス位置ｍ（０）＝０，５，１０，１５，２０，２
５，３０，３５）と第２パルス発生回路５５から得られ
るＭ（＝８）通りのパルス信号（パルス位置ｍ（１）＝
１，６，１１，１６，２１，２６，３１，３６）と第３
パルス発生回路１３から得られるＭ（＝８）通りのパル
ス信号（パルス位置ｍ（２）＝２，７，１２，１７，２
２，２７，３２，３７）とを組み合わせたＭ3 （＝８3
＝５１２）通りのパルス信号のうち、上記数式１で表さ
れる評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝３）を最大にする例えば
Ｑ（＝８）個のパルス信号を予備選択し、これらを第２
探索回路４２に出力する。
生回路５４から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号
（パルス位置ｍ（０）＝０，５，１０，１５，２０，２
５，３０，３５）と第２パルス発生回路５５から得られ
るＭ（＝８）通りのパルス信号（パルス位置ｍ（１）＝
１，６，１１，１６，２１，２６，３１，３６）と第３
パルス発生回路１３から得られるＭ（＝８）通りのパル
ス信号（パルス位置ｍ（２）＝２，７，１２，１７，２
２，２７，３２，３７）とを組み合わせたＭ3 （＝８3
＝５１２）通りのパルス信号のうち、上記数式１で表さ
れる評価値Ｐ（この場合、Ｐ＝３）を最大にする例えば
Ｑ（＝８）個のパルス信号を予備選択し、これらを第２
探索回路４２に出力する。
【００９３】第２探索回路４２は、第４パルス発生回路
１４から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号（パルス
位置ｍ（３）＝３，８，１３，１８，２３，２８，３
３，３８）と第５パルス発生回路１５から得られるＭ
（＝８）通りのパルス信号（パルス位置ｍ（４）＝４，
９，１４，１９，２４，２９，３４，３９）と第１探索
回路５９で予備選択されたＱ（＝８）個のパルス信号と
を組み合わせたＱ×Ｍ2 （＝８×８2 ＝５１２）通りの
パルス信号のうち、上記数式１で表される評価値Ｐ（こ
の場合、Ｐ＝５）を最大にするパルス信号を最終的に選
択し、パルス列符号化回路２０に出力する。
１４から得られるＭ（＝８）通りのパルス信号（パルス
位置ｍ（３）＝３，８，１３，１８，２３，２８，３
３，３８）と第５パルス発生回路１５から得られるＭ
（＝８）通りのパルス信号（パルス位置ｍ（４）＝４，
９，１４，１９，２４，２９，３４，３９）と第１探索
回路５９で予備選択されたＱ（＝８）個のパルス信号と
を組み合わせたＱ×Ｍ2 （＝８×８2 ＝５１２）通りの
パルス信号のうち、上記数式１で表される評価値Ｐ（こ
の場合、Ｐ＝５）を最大にするパルス信号を最終的に選
択し、パルス列符号化回路２０に出力する。
【００９４】ここで、各パルス発生回路１１〜１５と各
探索回路４１・４２との接続方法は、上述同様、任意で
ある。
探索回路４１・４２との接続方法は、上述同様、任意で
ある。
【００９５】パルス列符号化回路２０は、第２探索回路
４２から入力されたパルス信号を構成するＰ（＝５）個
のパルスの位置から、符号を生成してマルチプレクサ５
０に出力すると共に、パルス信号をゲインコードブック
探索回路５９に出力する。
４２から入力されたパルス信号を構成するＰ（＝５）個
のパルスの位置から、符号を生成してマルチプレクサ５
０に出力すると共に、パルス信号をゲインコードブック
探索回路５９に出力する。
【００９６】また、複数のパルス発生回路に対して設け
られ接続されるこの第３の実施の形態による探索回路に
は、第１の実施の形態によるビタビ探索回路を複数用い
てもよいし、第２の実施の形態による予備探索回路を複
数用いてもよい。
られ接続されるこの第３の実施の形態による探索回路に
は、第１の実施の形態によるビタビ探索回路を複数用い
てもよいし、第２の実施の形態による予備探索回路を複
数用いてもよい。
【００９７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、音
声信号を符号化する際、励起信号を構成する複数のパル
ス列それぞれの位置候補をグループ分けし、各グループ
毎に探索を行なって励起信号を構成する複数のパルス列
の位置を決定するパルス探索回路を有する音声符号化装
置が得られる。この構成により、再生音声信号の品質を
劣化させることなく励起信号を構成するパルス列の探索
時の演算量を低減化することができるので、低演算量で
高品質な再生音声を得ることができる。
声信号を符号化する際、励起信号を構成する複数のパル
ス列それぞれの位置候補をグループ分けし、各グループ
毎に探索を行なって励起信号を構成する複数のパルス列
の位置を決定するパルス探索回路を有する音声符号化装
置が得られる。この構成により、再生音声信号の品質を
劣化させることなく励起信号を構成するパルス列の探索
時の演算量を低減化することができるので、低演算量で
高品質な再生音声を得ることができる。
【図１】本発明による音声符号化装置の実施例を示すブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図２】図１に示されるパルス探索回路の第１の実施の
形態を示すブロック構成図である。
形態を示すブロック構成図である。
【図３】図１に示されるパルス探索回路の第２の実施の
形態を示すブロック構成図である。
形態を示すブロック構成図である。
【図４】図１に示されるパルス探索回路の第３の実施の
形態を示すブロック構成図である。
形態を示すブロック構成図である。
１０ ターゲット信号作成回路 １１〜１５ 第１〜第５パルス発生回路 ２０ パルス列符号化回路 ２１〜２４ 第１〜第４ビタビ探索回路 ３１〜３４ 第１〜第４予備探索回路 ４１、４２ 第１・第２探索回路 ５０ マルチプレクサ ５１ フレーム分割回路 ５２ サブフレーム分割回路 ５３ スペクトルパラメータ計算回路 ５４ スペクトルパラメータ量子化回路 ５５ （聴感重み付け合成）フィルタ係数算出回路 ５６ 聴感重み付け回路 ５７ 適応コードブック探索回路 ５８ パルス探索回路 ５９ ゲインコードブック探索回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−271400（ＪＰ，Ａ) Ｉｋｅｄｏ，Ｊ ｅｔ．ａｌ．”Ｌｏ ｗ Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｓｐｅｅｃ ｈ ｃｏｄｅｒ ｆｏｒ ｐｅｒｓｏｎ ａｌ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ”，Ｕｎｉｖｅｒｓ ａｌ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎ ｉｃａｔｉｏｎｓ 1995，1995 Ｆｏｕ ｒｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ ｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏ ｎ，ｐｐ808−812 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/08
Claims (1)
- 【請求項１】 音声信号の励振信号を複数のパルス列の
和として表現し、前記パルス列それぞれの位置を予め定
められたパルス位置候補から選択し、前記励振信号によ
り合成フィルタを励振して得られる再生音声信号と入力
音声信号との間の歪みを最小化するように前記励振信号
を決定する音声符号化装置において、前記パルス列毎に
逐次的にビタビ（Viterbi ）アルゴリズムを用いて探索
し、前記励振信号を構成する複数のパルス列の位置を決
定することを特徴とする音声符号化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07318071A JP3137176B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 音声符号化装置 |
| US08/760,219 US6094630A (en) | 1995-12-06 | 1996-12-04 | Sequential searching speech coding device |
| EP96119541A EP0778561B1 (en) | 1995-12-06 | 1996-12-05 | Speech coding device |
| CA002192143A CA2192143C (en) | 1995-12-06 | 1996-12-05 | Speech coding device |
| DE69624449T DE69624449T2 (de) | 1995-12-06 | 1996-12-05 | Vorrichtung zur Sprachkodierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07318071A JP3137176B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 音声符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09160596A JPH09160596A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3137176B2 true JP3137176B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=18095159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07318071A Expired - Fee Related JP3137176B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 音声符号化装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6094630A (ja) |
| EP (1) | EP0778561B1 (ja) |
| JP (1) | JP3137176B2 (ja) |
| CA (1) | CA2192143C (ja) |
| DE (1) | DE69624449T2 (ja) |
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| CN101615395B (zh) | 2008-12-31 | 2011-01-12 | 华为技术有限公司 | 信号编码、解码方法及装置、系统 |
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- 1996-12-05 CA CA002192143A patent/CA2192143C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-05 EP EP96119541A patent/EP0778561B1/en not_active Expired - Lifetime
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