JP3166797B2 - 音声符号化法及び音声復号化法並びに音声符復号化装置 - Google Patents
音声符号化法及び音声復号化法並びに音声符復号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無声音の合成に好適な
音声符号化法及び音声復号化法、並びにその装置に関す
る。
音声符号化法及び音声復号化法、並びにその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】低ビットレート（２．４ｋｂｐｓ程度）
の音声符号及び復号化装置（即ち、音声符復号化装置）
では、分析合成方式が使用されるのが一般的である。最
も代表的な分析合成方式としてＬＰＣボコーダ（線形予
測分析による音声符復号化方式）がある。この方式で
は、予測残差信号をパルス列あるいは雑音モデル化して
情報圧縮しており、入力信号が有声区間である場合はパ
ルス列が、また入力音声が無声区間である場合は白色雑
音が用いられる。この従来例での音声符号化装置を図
２、音声復号化装置を図３に示す。以下では音声符号化
速度は２．４ｋｂｐｓであり、線形予測係数（スペクト
ル包絡情報）としてＬＳＰ（線スペクトル対）を使用す
ることを前提に説明する。
の音声符号及び復号化装置（即ち、音声符復号化装置）
では、分析合成方式が使用されるのが一般的である。最
も代表的な分析合成方式としてＬＰＣボコーダ（線形予
測分析による音声符復号化方式）がある。この方式で
は、予測残差信号をパルス列あるいは雑音モデル化して
情報圧縮しており、入力信号が有声区間である場合はパ
ルス列が、また入力音声が無声区間である場合は白色雑
音が用いられる。この従来例での音声符号化装置を図
２、音声復号化装置を図３に示す。以下では音声符号化
速度は２．４ｋｂｐｓであり、線形予測係数（スペクト
ル包絡情報）としてＬＳＰ（線スペクトル対）を使用す
ることを前提に説明する。
【０００３】音声符号化装置では、例えば、８ｋＨｚで
標本化された入力音声ａ１はフレーム化器１１により、
１フレーム２０ｍｓｅｃに分割されｂ１となりその後は
フレーム毎に処理される。ｂ１は線形予測分析器１２に
より線形予測分析され、その結果として線形予測係数ｃ
１が得られ、これはＬＳＰ係数に変換された後、２０ビ
ットでベクトル量子化され図３の復号装置へ転送され
る。線形予測分析フィルタ１３は線形予測係数ｃ１を係
数としてｂ１をフィルタリングし予測残差信号ｄ１を出
力する。有声／無声判定器１４では、入力音声が音声で
あるか無声であるか判定し、その結果ｅ１をピッチ周期
抽出器１５に送る。ピッチ周期抽出器１５では、予測残
差信号ｄ１からピッチ周期ｆ１を計算し出力するが、有
声／無声判定結果ｅ１が無声の場合は、ピッチ周期ｆ１
に零を挿入して出力することにより、有声／無声情報と
する。音源電力計算器１６では、予測残差信号ｄ１のフ
レーム毎の電力情報（電力値）を計算し出力する。
標本化された入力音声ａ１はフレーム化器１１により、
１フレーム２０ｍｓｅｃに分割されｂ１となりその後は
フレーム毎に処理される。ｂ１は線形予測分析器１２に
より線形予測分析され、その結果として線形予測係数ｃ
１が得られ、これはＬＳＰ係数に変換された後、２０ビ
ットでベクトル量子化され図３の復号装置へ転送され
る。線形予測分析フィルタ１３は線形予測係数ｃ１を係
数としてｂ１をフィルタリングし予測残差信号ｄ１を出
力する。有声／無声判定器１４では、入力音声が音声で
あるか無声であるか判定し、その結果ｅ１をピッチ周期
抽出器１５に送る。ピッチ周期抽出器１５では、予測残
差信号ｄ１からピッチ周期ｆ１を計算し出力するが、有
声／無声判定結果ｅ１が無声の場合は、ピッチ周期ｆ１
に零を挿入して出力することにより、有声／無声情報と
する。音源電力計算器１６では、予測残差信号ｄ１のフ
レーム毎の電力情報（電力値）を計算し出力する。
【０００４】ここで、判定器１４でのＬＰＣボコーダの
有声／無声判定法は次の通りである。ＬＰＣボコーダで
は、有声／無声の判定は音源（予測残差信号）の周期性
の度合で決まる。周期性の度合は、入力音声信号のピッ
チ周期ｔpに当たる時間遅れ（ｔ＝ｔp）での予測残差信
号相関ｔpを、時間遅れなし（ｔ＝０）での予測残差信
号相関Ｒ0で正規化した値の大小で調べる。即ち、有声
／無声判定法は次の条件式によって行われる。 Ｒtp／Ｒ0≧０．２５ならば有声区間 Ｒtp／Ｒ0＜０．２５ならば無声区間
有声／無声判定法は次の通りである。ＬＰＣボコーダで
は、有声／無声の判定は音源（予測残差信号）の周期性
の度合で決まる。周期性の度合は、入力音声信号のピッ
チ周期ｔpに当たる時間遅れ（ｔ＝ｔp）での予測残差信
号相関ｔpを、時間遅れなし（ｔ＝０）での予測残差信
号相関Ｒ0で正規化した値の大小で調べる。即ち、有声
／無声判定法は次の条件式によって行われる。 Ｒtp／Ｒ0≧０．２５ならば有声区間 Ｒtp／Ｒ0＜０．２５ならば無声区間
【０００５】図３の音声復号化装置では、音源信号を生
成するため、パルス発生器２１により伝送されてきたピ
ッチ周期ａ２の周期を有するパルス列ｂ２を発生させ、
白色雑音発生器２２では、白色雑音ｃ２を発生させる。
パルスゲイン計算器２５では伝送されてきた音源電力情
報ｄ２から適切なパルス用ゲインｆ２（音源電力値を
γ、ピッチ周期をＴとすればパルス振幅が（Ｔγ）1/2
となるように調整する）を計算し、雑音ゲイン計算器２
６では、伝送されてきた音源電力情報ｄ２から適切な雑
音用ゲインｇ２（伝送された音源電力ｄ２と白色雑音電
力ｉ２が同じになるように調整する）を計算する。制御
回路２３は、ピッチ周期ａ２が零であれば無音フレーム
であるとして、スイッチ２４、スイッチ２７をそれぞれ
白色雑音発生器２２側、雑音ゲイン計算器２６側に切り
替え、ピッチ周期ａ２が零以外であれば有音フレームで
あるとして、スイッチ２４、スイッチ２７をそれぞれパ
ルス発生器２１側、パルスゲイン計算器２５側に切り替
える。乗算器２９では、選択された音源信号ｉ２と選択
されたゲインｈ２を乗算し、ゲイン調整された音源信号
ｊ２を出力する。線形合成フィルタ２８では、線形予測
係数ｋ２をフィルタ係数としてフィルタリングし再生音
声ｊ３を生成する。
成するため、パルス発生器２１により伝送されてきたピ
ッチ周期ａ２の周期を有するパルス列ｂ２を発生させ、
白色雑音発生器２２では、白色雑音ｃ２を発生させる。
パルスゲイン計算器２５では伝送されてきた音源電力情
報ｄ２から適切なパルス用ゲインｆ２（音源電力値を
γ、ピッチ周期をＴとすればパルス振幅が（Ｔγ）1/2
となるように調整する）を計算し、雑音ゲイン計算器２
６では、伝送されてきた音源電力情報ｄ２から適切な雑
音用ゲインｇ２（伝送された音源電力ｄ２と白色雑音電
力ｉ２が同じになるように調整する）を計算する。制御
回路２３は、ピッチ周期ａ２が零であれば無音フレーム
であるとして、スイッチ２４、スイッチ２７をそれぞれ
白色雑音発生器２２側、雑音ゲイン計算器２６側に切り
替え、ピッチ周期ａ２が零以外であれば有音フレームで
あるとして、スイッチ２４、スイッチ２７をそれぞれパ
ルス発生器２１側、パルスゲイン計算器２５側に切り替
える。乗算器２９では、選択された音源信号ｉ２と選択
されたゲインｈ２を乗算し、ゲイン調整された音源信号
ｊ２を出力する。線形合成フィルタ２８では、線形予測
係数ｋ２をフィルタ係数としてフィルタリングし再生音
声ｊ３を生成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来方式での１フレー
ム（２０ｍｓ、４８ビット）のビット配分を図４に示
す。同期用ビットを１ビット、ピッチ周期用ビットを７
ビット、音源電力用ビットを６ビット、線形予測係数
（ＬＳＰ係数）用ビットを２０ビット、未使用ビットは
１４ビット（未使用ビットは、有声フレームでは何らか
の補助的な情報ビットとして使用されるとする）として
る。
ム（２０ｍｓ、４８ビット）のビット配分を図４に示
す。同期用ビットを１ビット、ピッチ周期用ビットを７
ビット、音源電力用ビットを６ビット、線形予測係数
（ＬＳＰ係数）用ビットを２０ビット、未使用ビットは
１４ビット（未使用ビットは、有声フレームでは何らか
の補助的な情報ビットとして使用されるとする）として
る。
【０００７】従来方式での問題点は、１フレーム２０ｍ
ｓに対し、音源電力情報は１つしか伝送しないため、音
声の子音部で発生する急激な振幅変化（２０ｍｓより小
さな時間幅で発生するもの）を確実に再生することが出
来ない。この例を図５（イ）、（ロ）に示す。（イ）は
入力音声（原音声）であり、“ｔｓｕ”という発生音の
波形である。ここで、点線の円で囲んだ部分の急激な振
幅変化が、子音である“ｔｓ”を表現するための重要な
情報である。しかし、従来方式の再生音声を示す（ロ）
では、それが表現できずフレームで平均化され平坦にな
ってしまうため、再生音声は聴感上で“ｈｕ”と聞こえ
てしまう。
ｓに対し、音源電力情報は１つしか伝送しないため、音
声の子音部で発生する急激な振幅変化（２０ｍｓより小
さな時間幅で発生するもの）を確実に再生することが出
来ない。この例を図５（イ）、（ロ）に示す。（イ）は
入力音声（原音声）であり、“ｔｓｕ”という発生音の
波形である。ここで、点線の円で囲んだ部分の急激な振
幅変化が、子音である“ｔｓ”を表現するための重要な
情報である。しかし、従来方式の再生音声を示す（ロ）
では、それが表現できずフレームで平均化され平坦にな
ってしまうため、再生音声は聴感上で“ｈｕ”と聞こえ
てしまう。
【０００８】本発明の目的は、入力音声が無声音（子音
部）である場合、再生音声に於ける無音区間の振幅変化
をより忠実に入力音声に近づけることにより、再生音声
の明瞭声を向上させる音声符号化法及び復号化法及び合
成装置を提供することにある。
部）である場合、再生音声に於ける無音区間の振幅変化
をより忠実に入力音声に近づけることにより、再生音声
の明瞭声を向上させる音声符号化法及び復号化法及び合
成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、音声信号から
パラメータとして有声か無声かで識別可能な構成となる
ピッチ周期、音源電力値、線形予測係数を所定のフレー
ム周期で抽出し、この抽出したパラメータを音声信号に
代わって出力する音声符号化法に於て、上記フレーム周
期における音声信号が有声音の場合には、ピッチ周期、
線形予測係数及び音源電力値を上記所定のフレーム周期
で抽出し出力し、上記フレーム周期における音声信号が
無声音の場合には、上記音源電力値の抽出・出力にかえ
て、上記所定フレームをシリアル分割した複数のサブフ
レーム周期毎に、サブフレーム音源電力値を抽出し、出
力する音声符号化法を開示する。
パラメータとして有声か無声かで識別可能な構成となる
ピッチ周期、音源電力値、線形予測係数を所定のフレー
ム周期で抽出し、この抽出したパラメータを音声信号に
代わって出力する音声符号化法に於て、上記フレーム周
期における音声信号が有声音の場合には、ピッチ周期、
線形予測係数及び音源電力値を上記所定のフレーム周期
で抽出し出力し、上記フレーム周期における音声信号が
無声音の場合には、上記音源電力値の抽出・出力にかえ
て、上記所定フレームをシリアル分割した複数のサブフ
レーム周期毎に、サブフレーム音源電力値を抽出し、出
力する音声符号化法を開示する。
【００１０】更に本発明は、音声符号化法で出力された
パラメータを受信し、有声音の場合には、そのパラメー
タを利用して音声信号を復元し、無声音の場合には、そ
の時のピッチ周期及び線形予測係数、並びに各サブフレ
ーム音源電力値を利用して音声信号として復元する音声
復号化法を開示する。
パラメータを受信し、有声音の場合には、そのパラメー
タを利用して音声信号を復元し、無声音の場合には、そ
の時のピッチ周期及び線形予測係数、並びに各サブフレ
ーム音源電力値を利用して音声信号として復元する音声
復号化法を開示する。
【００１１】更に本発明は音声符号化部と音声復号化部
とより成ると共に、音声符号化部は、音声信号をフレー
ム単位に区分するフレーム化器と、この出力から線形予
測係数を算出し、これを出力する線形予測分析器と、こ
の線形予測係数とフレーム化器出力とから予測残差信号
を求める線形予測分フィルタと、この予測残差信号から
有声音か無声音かを判定する判定器と、上記予測残差信
号から判定器の判定出力に従って有声時のピッチ周期を
求め且つ無声時のピッチ周期を零にしこれを出力するピ
ッチ周期抽出器と、判定器が有声音判定時に上記予測残
差信号を取り込み音源電力値を算出し、これを有声音判
定時の音源電力値として出力する音源電力計算器と、判
定器が無声音判定時に上記予測残差信号を取り込みこれ
をサブフレームで区分するサブフレーム化器と、このサ
ブフレーム毎の予測残差信号の音源電力値を算出するサ
ブフレーム電力計算器と、このサブフレーム電力を合成
するサブフレーム電力合成器と、無声音判定時にこのサ
ブフレーム電力合成器を音源電力値として出力する出力
手段と、より成り、音声復号化部は、上記ピッチ周期抽
出器のピッチ周期の内容から有声音か無声音かを識別す
る制御回路と、上記ピッチ周期抽出器のピッチ周期から
有声音でのピッチ周期に同期するパルスを発生するパル
ス発生器と、白色雑音発生器と、有声音時の音源電力値
を取り込みパルスゲインを算出するパルスゲイン計算器
と、このパルスゲインと上記パルス発生器からの出力と
の乗算を行い、無声音時の音源電力値を取り込みサブフ
レーム雑音ゲインを算出するサブフレーム雑音ゲイン計
算器と、このサブフレーム雑音ゲインと上記白色雑音発
生器からの出力との乗算を行う乗算手段と、上記乗算手
段の出力を取り込み線形予測合成して再生音声を得る線
形予測合成フィルタと、より成る、ことを特徴とする音
声符復号化装置を開示する。
とより成ると共に、音声符号化部は、音声信号をフレー
ム単位に区分するフレーム化器と、この出力から線形予
測係数を算出し、これを出力する線形予測分析器と、こ
の線形予測係数とフレーム化器出力とから予測残差信号
を求める線形予測分フィルタと、この予測残差信号から
有声音か無声音かを判定する判定器と、上記予測残差信
号から判定器の判定出力に従って有声時のピッチ周期を
求め且つ無声時のピッチ周期を零にしこれを出力するピ
ッチ周期抽出器と、判定器が有声音判定時に上記予測残
差信号を取り込み音源電力値を算出し、これを有声音判
定時の音源電力値として出力する音源電力計算器と、判
定器が無声音判定時に上記予測残差信号を取り込みこれ
をサブフレームで区分するサブフレーム化器と、このサ
ブフレーム毎の予測残差信号の音源電力値を算出するサ
ブフレーム電力計算器と、このサブフレーム電力を合成
するサブフレーム電力合成器と、無声音判定時にこのサ
ブフレーム電力合成器を音源電力値として出力する出力
手段と、より成り、音声復号化部は、上記ピッチ周期抽
出器のピッチ周期の内容から有声音か無声音かを識別す
る制御回路と、上記ピッチ周期抽出器のピッチ周期から
有声音でのピッチ周期に同期するパルスを発生するパル
ス発生器と、白色雑音発生器と、有声音時の音源電力値
を取り込みパルスゲインを算出するパルスゲイン計算器
と、このパルスゲインと上記パルス発生器からの出力と
の乗算を行い、無声音時の音源電力値を取り込みサブフ
レーム雑音ゲインを算出するサブフレーム雑音ゲイン計
算器と、このサブフレーム雑音ゲインと上記白色雑音発
生器からの出力との乗算を行う乗算手段と、上記乗算手
段の出力を取り込み線形予測合成して再生音声を得る線
形予測合成フィルタと、より成る、ことを特徴とする音
声符復号化装置を開示する。
【００１２】
【作用】本発明によれば、ピッチ周期と音源電力値、線
形予測係数より成るパラメータで音声信号を符号化する
と共に、無声音時には、サブフレーム毎に求めた音源電
力値を出力することにより、無声音の符号化を達成す
る。
形予測係数より成るパラメータで音声信号を符号化する
と共に、無声音時には、サブフレーム毎に求めた音源電
力値を出力することにより、無声音の符号化を達成す
る。
【００１３】更に、本発明によれば、上記パラメータを
受信して復元するに際して無声音時には、音源である白
色雑音をサブフレーム毎に振幅調整することによって無
音声区間の振幅変化をより忠実に入力信号に近づけるこ
とができる。
受信して復元するに際して無声音時には、音源である白
色雑音をサブフレーム毎に振幅調整することによって無
音声区間の振幅変化をより忠実に入力信号に近づけるこ
とができる。
【００１４】更に本発明は、サブフレーム毎の無声音の
音源電力値をパラメータとして送出する符号化部と、こ
れを受信して復元する復号化部とを備えて無音声区間の
振幅変化をより忠実に入力信号に近づけた合成を可能に
する。
音源電力値をパラメータとして送出する符号化部と、こ
れを受信して復元する復号化部とを備えて無音声区間の
振幅変化をより忠実に入力信号に近づけた合成を可能に
する。
【００１５】
【実施例】本発明の音声符号化装置の構成を図１、音声
復号化装置の構成を図６に示す。ここでは、音声符号化
速度は２．４ｋｂｐｓであり、線形予測係数器（スペク
トル包絡情報）としてＬＳＰ（線スペクトル対）を使用
することを前提に説明する。
復号化装置の構成を図６に示す。ここでは、音声符号化
速度は２．４ｋｂｐｓであり、線形予測係数器（スペク
トル包絡情報）としてＬＳＰ（線スペクトル対）を使用
することを前提に説明する。
【００１６】図１に於て、図２に比して新しく追加した
部分は、スイッチ３５、サブフレーム化器３７、サブフ
レーム電力計算器３８、サブフレーム電力合成器３９、
スイッチ４０である。図６に於て、図３に比して新しく
追加した部分は、スイッチ４４、４７であり、更に、計
算器４６がサブフレーム雑音ゲインを計算する点で図２
と異なる。
部分は、スイッチ３５、サブフレーム化器３７、サブフ
レーム電力計算器３８、サブフレーム電力合成器３９、
スイッチ４０である。図６に於て、図３に比して新しく
追加した部分は、スイッチ４４、４７であり、更に、計
算器４６がサブフレーム雑音ゲインを計算する点で図２
と異なる。
【００１７】音声符号化装置では、例えば、８ｋＨｚで
標本化された入力音声ａ１はフレーム化器１１により、
１フレーム２０ｍｓｅｃに分割されｂ１となりその後は
フレーム毎に処理される。ｂ１は線形予測分析器１２に
より線形予測分析され、その結果として線形予測係数ｃ
１が得られ、これはＬＳＰ係数に変換された後、２０ビ
ットでベクトル量子化され復号器伝送される。線形予測
分析フィルタ１３は線形予測係数ｃ１を係数としてｂ１
をフィルタリングして予測残差信号ｄ１を出力する。有
声／無声判定器１４では、入力音声が有声であるか無声
であるか判定し、その結果ｅ１をピッチ周期抽出器１５
に送る。ピッチ周期抽出器１５では、予測残差信号ｄ１
からピッチ周期ｆ３を計算し出力するが、有声／無声判
定結果ｅ１が無声の場合は、ピッチ周期ｆ３に零を挿入
し、出力することにより、有声／無声情報とする。有声
フレームの場合は、スイッチ３５を制御して音源電力計
算器１６により、予測残差信号ｄ１のフレーム毎の電力
情報を計算しスイッチ４０を介して出力する。
標本化された入力音声ａ１はフレーム化器１１により、
１フレーム２０ｍｓｅｃに分割されｂ１となりその後は
フレーム毎に処理される。ｂ１は線形予測分析器１２に
より線形予測分析され、その結果として線形予測係数ｃ
１が得られ、これはＬＳＰ係数に変換された後、２０ビ
ットでベクトル量子化され復号器伝送される。線形予測
分析フィルタ１３は線形予測係数ｃ１を係数としてｂ１
をフィルタリングして予測残差信号ｄ１を出力する。有
声／無声判定器１４では、入力音声が有声であるか無声
であるか判定し、その結果ｅ１をピッチ周期抽出器１５
に送る。ピッチ周期抽出器１５では、予測残差信号ｄ１
からピッチ周期ｆ３を計算し出力するが、有声／無声判
定結果ｅ１が無声の場合は、ピッチ周期ｆ３に零を挿入
し、出力することにより、有声／無声情報とする。有声
フレームの場合は、スイッチ３５を制御して音源電力計
算器１６により、予測残差信号ｄ１のフレーム毎の電力
情報を計算しスイッチ４０を介して出力する。
【００１８】無声フレームの場合は、スイッチ３５を制
御して予測残差信号ｄ１はサブフレーム化器３７に送
り、例えば４個のサブフレーム（５ｍｓ）に分割され
る。サブフレーム電力計算器３８は、サブフレーム分割
された信号ｋ３について、サブフレーム毎の電力ｌ４を
計算する。サブフレーム電力合成器３９は、サブフレー
ム毎に求めた電力をシリアルに並べ１フレーム分として
のパラメータである音源電力情報ｍ３を作り、これをス
イッチ４０を介して出力される。スイッチ３５、４０は
有声／無声情報ｅ１に応じて、音源電力計算器３６側
と、サブフレーム化器３７・サブフレーム電力計算器３
８・サブフレーム電力合成器３９側を切り替える。
御して予測残差信号ｄ１はサブフレーム化器３７に送
り、例えば４個のサブフレーム（５ｍｓ）に分割され
る。サブフレーム電力計算器３８は、サブフレーム分割
された信号ｋ３について、サブフレーム毎の電力ｌ４を
計算する。サブフレーム電力合成器３９は、サブフレー
ム毎に求めた電力をシリアルに並べ１フレーム分として
のパラメータである音源電力情報ｍ３を作り、これをス
イッチ４０を介して出力される。スイッチ３５、４０は
有声／無声情報ｅ１に応じて、音源電力計算器３６側
と、サブフレーム化器３７・サブフレーム電力計算器３
８・サブフレーム電力合成器３９側を切り替える。
【００１９】図６の音声復号化装置では、音源信号を生
成するため、パルス発生器２１が伝送されてきたピッチ
周期ａ４の周期を有するパルス列ｂ４を発生させ、白色
雑音発生器２２が、白色雑音ｃ４を発生させる。パルス
ゲイン計算器２５では伝送されてきた音源電力情報ｆ４
から適切なパルス用ゲインｇ４（パルス振幅が、音源電
力をγ、ピッチ周期をＴとすれば（Ｔγ）1/2となるよ
うに調整する）を計算し、サブフレーム雑音ゲイン計算
器４６では、伝送されてきた音源電力情報ｆ４から各サ
ブフレームの適切な雑音用ゲインｈ４（音源電力ｆ４と
白色雑音電力ｅ４が同じになるように調整する）を計算
し、サブフレーム毎にそれぞれのゲインを出力する。制
御回路２３は、ピッチ周期ａ４があれば零であれば、無
音フレームであるとして、スイッチ４４、スイッチ４７
をそれぞれ白色雑音発生器２２側、サブフレーム雑音ゲ
イン計算器４６側に切り替え、ピッチ周期ａ４が零でな
ければ有音フレームであるとして、スイッチ４４、スイ
ッチ４７をそれぞれパルス発生器２１側、パルスゲイン
計算器２５側に切り替える。乗算器２９では、選択され
た音源信号ｅ４と選択されたゲインｉ４を乗算し、ゲイ
ン調整された音源信号ｊ４を出力する。線形合成フィル
タ２８では、線形予測係数ｋ４をフィルタ係数としてｊ
４をフィルタリングし再生音声ｊ５を生成する。
成するため、パルス発生器２１が伝送されてきたピッチ
周期ａ４の周期を有するパルス列ｂ４を発生させ、白色
雑音発生器２２が、白色雑音ｃ４を発生させる。パルス
ゲイン計算器２５では伝送されてきた音源電力情報ｆ４
から適切なパルス用ゲインｇ４（パルス振幅が、音源電
力をγ、ピッチ周期をＴとすれば（Ｔγ）1/2となるよ
うに調整する）を計算し、サブフレーム雑音ゲイン計算
器４６では、伝送されてきた音源電力情報ｆ４から各サ
ブフレームの適切な雑音用ゲインｈ４（音源電力ｆ４と
白色雑音電力ｅ４が同じになるように調整する）を計算
し、サブフレーム毎にそれぞれのゲインを出力する。制
御回路２３は、ピッチ周期ａ４があれば零であれば、無
音フレームであるとして、スイッチ４４、スイッチ４７
をそれぞれ白色雑音発生器２２側、サブフレーム雑音ゲ
イン計算器４６側に切り替え、ピッチ周期ａ４が零でな
ければ有音フレームであるとして、スイッチ４４、スイ
ッチ４７をそれぞれパルス発生器２１側、パルスゲイン
計算器２５側に切り替える。乗算器２９では、選択され
た音源信号ｅ４と選択されたゲインｉ４を乗算し、ゲイ
ン調整された音源信号ｊ４を出力する。線形合成フィル
タ２８では、線形予測係数ｋ４をフィルタ係数としてｊ
４をフィルタリングし再生音声ｊ５を生成する。
【００２０】本発明での１フレーム（２０ｍｓ、４８ビ
ット）のビット配分を図７（ロ）に示す。図７（イ）に
は図４の従来例を対比のために示した。同期用ビットを
１ビット、ピッチ周期用ビットを７ビット、音源電力用
ビットを１６ビット（４ビット／サブフレーム：１サブ
フレーム用いるビット数は、電力の変動範囲が１フレー
ム全体のものより小さくなるので、４ビットで量子化可
能となる）、線形予測係数（ＬＳＰ係数）用ビットを２
０ビット、未使用ビットは４ビットとしている。
ット）のビット配分を図７（ロ）に示す。図７（イ）に
は図４の従来例を対比のために示した。同期用ビットを
１ビット、ピッチ周期用ビットを７ビット、音源電力用
ビットを１６ビット（４ビット／サブフレーム：１サブ
フレーム用いるビット数は、電力の変動範囲が１フレー
ム全体のものより小さくなるので、４ビットで量子化可
能となる）、線形予測係数（ＬＳＰ係数）用ビットを２
０ビット、未使用ビットは４ビットとしている。
【００２１】本発明では、１サブフレーム５ｍｓ毎に音
源電力情報を伝送しているため、従来技術と比較し、音
声の子音部で発生する急激な振幅変化（２０ｍｓより小
さな時間幅で発生するもの）をより確実に対応できる。
この例を図８（イ）、（ロ）、（ハ）に示す。（イ）は
入力音声（原音声）であり、“ｔｓｕ”という発生音の
波形である。ここで、点線の円で囲んだ部分の急激な振
幅変化が、子音である“ｔｓ”を表現するための重要な
情報である。即ち、フレームをサブフレーム１、２、
３、４の区分で考えるとサブフレーム２では、パルス状
の波形が存在するため他のサブフレームより電力が大き
くなる。このパルス状の波形が“ｔｓ”を表現する重要
な要素である。前述したように従来方式の再生音声を示
す（ロ）では、それが表現出来ず、平坦になってしまう
ため、再生音声は聴感上で“ｈｕ”と聞こえてしまう。
（ハ）は本発明での再生音声波形であり、急激な振幅変
化が表現可能となり、聴感上“ｔｓｕ”と聞き取れるよ
うになる。即ち、サブフレーム毎に電力を送るため、サ
ブフレーム２での電力を他のサブフレームより大きく表
現可能となり、聴感上“ｔｓ”を聞き取れるようにな
る。
源電力情報を伝送しているため、従来技術と比較し、音
声の子音部で発生する急激な振幅変化（２０ｍｓより小
さな時間幅で発生するもの）をより確実に対応できる。
この例を図８（イ）、（ロ）、（ハ）に示す。（イ）は
入力音声（原音声）であり、“ｔｓｕ”という発生音の
波形である。ここで、点線の円で囲んだ部分の急激な振
幅変化が、子音である“ｔｓ”を表現するための重要な
情報である。即ち、フレームをサブフレーム１、２、
３、４の区分で考えるとサブフレーム２では、パルス状
の波形が存在するため他のサブフレームより電力が大き
くなる。このパルス状の波形が“ｔｓ”を表現する重要
な要素である。前述したように従来方式の再生音声を示
す（ロ）では、それが表現出来ず、平坦になってしまう
ため、再生音声は聴感上で“ｈｕ”と聞こえてしまう。
（ハ）は本発明での再生音声波形であり、急激な振幅変
化が表現可能となり、聴感上“ｔｓｕ”と聞き取れるよ
うになる。即ち、サブフレーム毎に電力を送るため、サ
ブフレーム２での電力を他のサブフレームより大きく表
現可能となり、聴感上“ｔｓ”を聞き取れるようにな
る。
【００２２】本実施例に用いることにより、単音節明瞭
度（再生音声の客観評価方法の１つである。即ちいろい
ろな音節をランダムに並べ、聞き取り試験を行った正解
率〔％〕であり、殆どの違聴は子音部で生じる）は、従
来方式の場合の５０．６〔％〕であるのに対し、５５．
６〔％〕と向上し、再生音声の品質向上が確認できた。
度（再生音声の客観評価方法の１つである。即ちいろい
ろな音節をランダムに並べ、聞き取り試験を行った正解
率〔％〕であり、殆どの違聴は子音部で生じる）は、従
来方式の場合の５０．６〔％〕であるのに対し、５５．
６〔％〕と向上し、再生音声の品質向上が確認できた。
【発明の効果】本発明によれば、音源信号に対し、フレ
ームをサブフレームに分解し、サブフレーム毎に振幅ゲ
イン調整することになり、再生音声における無声音区間
の振幅変化をより忠実に入力音声に近づけることがで
き、再生音声の明瞭声を向上できるようになった。
ームをサブフレームに分解し、サブフレーム毎に振幅ゲ
イン調整することになり、再生音声における無声音区間
の振幅変化をより忠実に入力音声に近づけることがで
き、再生音声の明瞭声を向上できるようになった。
【図１】本発明の音声符号化装置の実施例図である。
【図２】従来の音声符号化装置を示す図である。
【図３】従来の音声復号化装置を示す図である。
【図４】従来のパラメータ送出フォーマットを示す図で
ある。
ある。
【図５】従来の音声再生の様子を示す図である。
【図６】本発明の音声復号化装置の実施例図である。
【図７】本発明のパラメータ送出フォーマットを従来例
のパラメータ送出フォーマットと対比して示した図であ
る。
のパラメータ送出フォーマットと対比して示した図であ
る。
【図８】本発明の音声再生の様子を従来例の音声再生と
対比して示した図である。
対比して示した図である。
１１ フレーム化器 １２ 線形予測分析器 １３ 線形予測分析フィルタ １４ 有声／無声判定器 １５ ピッチ周期抽出器 １６ 音源電力計算器 ２１ パルス発生器 ２２ 白色雑音発生器 ２３ 制御回路 ２５ パルスゲイン計算器 ２８ 線形予測合成フィルタ ３５、４０ スイッチ ３７ サブフレーム化器 ３８ サブフレーム電力計算器 ３９ サブフレーム電力合成器 ４４、４７ スイッチ ４６ サブフレーム雑音ゲイン計算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 裕樹 東京都港区虎ノ門二丁目３番13号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 三宅 正泰 東京都港区虎ノ門二丁目３番13号 国際 電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−282799（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61800（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 音声信号からパラメータとして有声か無
声かで識別可能な構成となるピッチ周期、音源電力値、
線形予測係数を所定のフレーム周期で抽出し、この抽出
したパラメータを音声信号に代わって出力する音声符号
化法に於て、上記フレーム周期における音声信号が有声
音の場合には、ピッチ周期、線形予測係数及び音源電力
値を上記所定のフレーム周期で抽出し出力し、上記フレ
ーム周期における音声信号が無声音の場合には、上記音
源電力値の抽出・出力にかえて、上記所定フレームをシ
リアル分割した複数のサブフレーム周期毎に、サブフレ
ーム音源電力値を抽出し、出力する音声符号化法。 - 【請求項２】 請求項１の音声符号化法で出力されたパ
ラメータを受信し、有声音の場合には、そのパラメータ
を利用して音声信号を復元し、無声音の場合には、その
時のピッチ周期及び線形予測係数、並びに各サブフレー
ム音源電力値を利用して音声信号として復元する音声復
号化法。 - 【請求項３】 音声符号化部と音声復号化部とより成る
と共に、 音声符号化部は、音声信号をフレーム単位に区分するフ
レーム化器と、この出力から線形予測係数を算出し、こ
れを出力する線形予測分析器と、この線形予測係数とフ
レーム化器出力とから予測残差信号を求める線形予測分
フィルタと、この予測残差信号から有声音か無声音かを
判定する判定器と、上記予測残差信号から判定器の判定
出力に従って有声時のピッチ周期を求め且つ無声時のピ
ッチ周期を零にしこれを出力するピッチ周期抽出器と、
判定器が有声音判定時に上記予測残差信号を取り込み音
源電力値を算出し、これを有声音判定時の音源電力値と
して出力する音源電力計算器と、判定器が無声音判定時
に上記予測残差信号を取り込みこれをサブフレームで区
分するサブフレーム化器と、このサブフレーム毎の予測
残差信号の音源電力値を算出するサブフレーム電力計算
器と、このサブフレーム電力を合成するサブフレーム電
力合成器と、無声音判定時にこのサブフレーム電力合成
器を音源電力値として出力する出力手段と、より成り、 音声復号化部は、上記ピッチ周期抽出器のピッチ周期の
内容から有声音か無声音かを識別する制御回路と、上記
ピッチ周期抽出器のピッチ周期から有声音でのピッチ周
期に同期するパルスを発生するパルス発生器と、白色雑
音発生器と、有声音時の音源電力値を取り込みパルスゲ
インを算出するパルスゲイン計算器と、このパルスゲイ
ンと上記パルス発生器からの出力との乗算を行い、無声
音時の音源電力値を取り込みサブフレーム雑音ゲインを
算出するサブフレーム雑音ゲイン計算器と、このサブフ
レーム雑音ゲインと上記白色雑音発生器からの出力との
乗算を行う乗算手段と、上記乗算手段の出力を取り込み
線形予測合成して再生音声を得る線形予測合成フィルタ
と、より成る、ことを特徴とする音声符復号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23010492A JP3166797B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 音声符号化法及び音声復号化法並びに音声符復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23010492A JP3166797B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 音声符号化法及び音声復号化法並びに音声符復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675599A JPH0675599A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3166797B2 true JP3166797B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=16902625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23010492A Expired - Fee Related JP3166797B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 音声符号化法及び音声復号化法並びに音声符復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166797B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09152894A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Denso Corp | 有音無音判別器 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP23010492A patent/JP3166797B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675599A (ja) | 1994-03-18 |
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