JP3236853B2 - Ｃｅｌｐ型音声符号化装置及びｃｅｌｐ型音声符号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声情報を効率的
に圧縮符号化する、音声符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Predic
tion："High Quality Speech at LowBit Rate"，M. R.
Schroeder, Proc. ICASSP'85, pp.937-940 に記載）型
音声符号化装置は、音声を一定時間で区切ったフレーム
毎に線形予測を行い、フレーム毎の線形予測による予測
残差（励振信号）を、過去の駆動音源を格納した適応符
号帳と複数の雑音符号ベクトルを格納した雑音符号帳を
用いて符号化する方式である。適応符号帳の探索と雑音
符号帳の探索は、（数１）の符号化歪みを最小化する適
応符号ベクトルのコード番号とそのゲイン（ピッチゲイ
ン）、および雑音符号ベクトルのコード番号とそのゲイ
ン（雑音符号ベクトルゲイン）を決定する処理である。

【０００３】

【数１】

【０００４】ここで、Ｖはサブフレーム毎のターゲット
ベクトル、Ａは適応符号ベクトル、Ｃは雑音符号ベクト
ル、Ｈは合成フィルタのインパルス応答行列、gaはピッ
チゲイン、gcは雑音符号ベクトルゲインである。しか
し、（数１）を直接計算すると計算コストが膨大になる
ため、一般的なＣＥＬＰ型音声符号化装置では、まず適
応符号帳探索を行い、次にその結果を受けて雑音符号帳
探索が行われる。

【０００５】以下に、ＣＥＬＰ型音声符号化装置の雑音
符号帳探索について、図７を用いて説明する。図７にお
いて、Ｘは雑音符号帳探索用のターゲットベクトル、Ｃ
は雑音符号ベクトル、gcは雑音符号ベクトルゲイン、Ｈ
(Ｚ)は合成フィルタのインパルス応答行列、Ｘ’はター
ゲットベクトルＸを時間逆順化した後にＨで合成し、そ
の出力ベクトルを再び時間逆順化したベクトルであり、
Ｓはgcを乗じたＣをＨで合成したベクトルである。図７
（ａ）において、Ｘは次の（数２）によって求めたもの
である。

【０００６】

【数２】

【０００７】雑音符号帳探索は、図７（ａ）の歪み計算
部５０６において、以下の（数３）を最小化する雑音符
号ベクトルのコード番号と雑音符号ベクトルゲインを決
定する処理である。

【０００８】

【数３】

【０００９】実際のＣＥＬＰ型音声符号化装置は、計算
コストを削減するため、図７（ｂ）の構成をとってお
り、（数３）の最小化の代わりに、次の（数４）の最大
化が歪み計算部６１１で行われる。

【００１０】

【数４】

【００１１】一方、ＣＥＬＰ型音声復号化装置の雑音符
号帳周辺部を図７（ｃ）に示す。実際には、図７（ｂ）
の符号化装置と図７（ｃ）の復号化装置が対になって用
いられる。

【００１２】ＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置におけ
る従来の雑音符号帳として代表的なものは、乱数列から
作成したランダム数列を複数本格納したもの、複数のパ
ルス列ベクトルを格納したものなどが挙げられる。しか
し、合成フィルタのインパスル応答と時間逆順化したタ
ーゲットとの畳み込み演算結果及び合成フィルタの自己
相関を予め計算してメモリに展開しておくことで、（数
４）の符号化歪み計算のコストを大幅に削減できるこ
と、また代数的に雑音符号ベクトルを生成できるためＲ
ＯＭを必要としないことなどの特長を有する代数的構造
音源（"8KBIT/S ACELP CODING OF SPEECH WITH 10 MS S
PEECH-FRAME：A CANDIDATE FOR CCITT STANDARDIZATIO
N"：R. Salami, C. Laflamme, J-P. Adoul, ICASSP'94,
pp.II-97〜II-100，1994に記載）を備えたＣＥＬＰ型
音声符号化／復号化装置が今日では高く評価されてお
り、上記代数的構造音源を雑音符号帳部に使用したＣＳ
−ＡＣＥＬＰ及びＡＣＥＬＰが、ＩＴＵ−Ｔからそれぞ
れＧ．７２９及びＧ．７２３として勧告されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記代
数的構造音源を雑音符号帳部に備えたＣＥＬＰ型音声符
号化／復号化装置では、雑音符号帳探索用ターゲット
を、常にパルス列ベクトルで符号化するため、音声品質
の向上を図る上で限界があった。

【００１４】本発明は、代数的構造音源を雑音符号帳に
使用する場合と同程度の計算コストで雑音符号帳探索を
行うことができ、さらに品質の高い合成音声を得ること
ができる音声符号化装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題解決のため、本
発明のＣＥＬＰ型音声符号化装置は、適応符号ベクトル
を生成する適応符号帳と、雑音符号ベクトルを生成する
雑音符号帳と、前記適応符号ベクトルと前記雑音符号ベ
クトルとを入力して合成する合成フィルタと、合成フィ
ルタの出力信号と入力音声信号から求めたターゲット信
号との符号化歪みを計算する歪み計算部とを有する音声
符号化装置であって、前記雑音符号帳は、パルス列ベク
トルを供給する入力ベクトル供給手段と、予め作成され
た波形パターンを固定波形として格納する固定波形格納
手段と、前記固定波形格納手段から読み出された固定波
形を前記パルス列ベクトルのパルスの位置と極性符号に
従って配置させ雑音符号ベクトルとして出力する固定波
形配置手段と、有声性を判定する有声性判定手段を有
し、前記有声性判定手段により有声性が強いと判定され
た場合には、前記パルス列ベクトルをそのまま雑音符号
ベクトルとして出力する、構成を採る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の実施の形態につい
て、図１から図６を用いて説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１は本実施の形態にお
ける音源ベクトル生成装置の構成ブロック図を示す。図
１において、１１はチャネルＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３の
３個の固定波形（Ｖ１（長さ：L1）、Ｖ２（長さ：L
2）、Ｖ３（長さ：L3））を格納する固定波形格納部、
１２は各チャネルにおける固定波形始端候補位置情報を
有し、固定波形格納部１１から読み出した固定波形（Ｖ
１、Ｖ２、Ｖ３）をそれぞれP1、P2、P3の位置に配置す
る固定波形配置部、１３は固定波形配置部１２によって
配置された固定波形を加算して音源ベクトル１４を出力
する加算部である。

【００１８】以上のように構成された音源ベクトル生成
装置の動作を、図１を用いて説明する。固定波形格納部
１１は３個の固定波形Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を格納し、固定
波形配置部１２は、（表１）に示すような自らが有する
固定波形始端候補位置情報に基づいて、固定波形格納部
１１から読み出した固定波形Ｖ１をＣＨ１用の始端候補
位置から選択した位置P1に配置（シフト）し、同様に、
固定波形Ｖ２、Ｖ３をＣＨ２、ＣＨ３用の始端候補位置
から選択した位置P2、P3にそれぞれ配置する。

【００１９】

【表１】

【００２０】加算部１３は、固定波形配置部１２によっ
て配置された固定波形を加算して音源ベクトル１４を生
成する。

【００２１】ただし、固定波形格納部１２が有する固定
波形始端候補位置情報には、選択されうる各固定波形の
始端候補位置の組合せ情報（P1としてどの位置が選択さ
れ、P2としてどの位置が選択され、P3としてどの位置が
選択されたかを表す情報）と一対一に対応するコード番
号を割り当てておくこととする。

【００２２】このように構成された音源ベクトル生成装
置によれば、固定波形配置部１２が有する固定波形始端
候補位置情報と対応関係のあるコード番号の伝送によっ
て音声情報の伝送を行うことが可能となるとともに、コ
ード番号は各始端候補数の積の分だけ存在することにな
り、計算や必要メモリをあまり増やさずに、実音声に近
い音源ベクトルの生成が可能となる。

【００２３】また、コード番号の伝送によって音声情報
の伝送を行うことが可能となるため、上記音源ベクトル
生成装置を、雑音符号帳として音声符号化／復号化装置
に用いることが可能となる。

【００２４】なお、本実施の形態では、図１に示すよう
に３個の固定波形を用いる場合について説明したが、固
定波形の個数（図１および（表１）のチャネル数と一致
する）をその他の個数にした場合にも同様の作用・効果
が得られる。

【００２５】また、本実施の形態では、固定波形配置部
１２が、（表１）に示す固定波形始端候補位置情報を有
する場合について説明したが、（表１）以外の固定波形
始端候補位置情報を有する場合についても、同様の作用
・効果が得られる。

【００２６】（実施の形態２）図２（ａ）は本実施の形
態におけるＣＥＬＰ型音声符号化装置の構成ブロック
図、図２（ｂ）はＣＥＬＰ型音声復号化装置の構成ブロ
ック図を示す。

【００２７】図２（ａ）において、２２は入力される雑
音符号帳探索用ターゲットＸを時間逆順化する時間逆順
化部、２３は時間逆順化部２２の出力を合成する合成フ
ィルタ、２４は合成フィルタの出力を再度時間逆順化し
て時間逆合成ターゲットＸ’を出力する時間逆順化部、
３１は複数本の固定波形を格納する固定波形格納部、３
２は自ら有する固定波形始端候補位置情報に基づいて、
固定波形格納部３１から読み出した固定波形をそれぞれ
選択した位置に配置（シフト）する固定波形配置部、３
３は固定波形配置部３２によって配置された固定波形を
加算して音源ベクトルＣを生成する加算部、２８は雑音
符号ベクトルゲインgc、２７はgcを乗じた音源ベクトル
Ｃを合成して合成音源ベクトルＳを出力する合成フィル
タ、２６はＸ’、Ｃ、Ｓを入力して歪みを計算する歪み
計算部である。

【００２８】本実施の形態では、固定波形格納部３１、
固定波形配置部３２、及び加算部３３は、図１に示す固
定波形格納部１１、固定波形配置部１２、及び加算部１
３と対応するものとし、各チャネルにおける固定波形始
端候補位置は（表１）に対応するものとして、以下、チ
ャネル番号、固定波形番号とその長さ及び位置を示す記
号は図１及び（表１）に示すものを使用する。

【００２９】図２（ｂ）において、４１は複数本の固定
波形を格納する固定波形格納部、４２は自ら有する固定
波形始端候補位置情報に基づいて、固定波形格納部４１
から読み出した固定波形をそれぞれ選択した位置に配置
（シフト）する固定波形配置部、４３は固定波形配置部
４２によって配置された固定波形を加算して音源ベクト
ルＣを生成する加算部、３８は雑音符号ベクトルゲイン
gc、３７は音源ベクトルＣを合成して合成音源ベクトル
Ｓを出力する合成フィルタである。

【００３０】図２（ｂ）の音声復号化装置における固定
波形格納部４１及び固定波形配置部４２は、図２（ａ）
の音声符号化装置における固定波形格納部３１及び固定
波形配置部３２と同じ構成を有し、固定波形格納部３１
及び４１が格納する固定波形は、雑音符号帳探索用ター
ゲットを用いた（数３）の符号化歪みの計算式をコスト
関数とした学習により、（数３）のコスト関数を統計的
に最小化するような特性を有する固定波形であるものと
する。

【００３１】以上のように構成されたＣＥＬＰ型音声符
号化／復号化装置について、始めに図２（ａ）を用いて
音声符号化装置の動作を説明する。

【００３２】雑音符号帳探索用ターゲットＸは、時間逆
順化部２２で時間逆順化された後、合成フィルタ２３で
合成され、再度時間逆順化部２４で時間逆順化され、雑
音符号帳探索用の時間逆合成ターゲットＸ’として歪み
計算部２６へ出力される。次に、固定波形配置部３２
が、（表１）に示す自らが有する固定波形始端候補位置
情報に基づいて、固定波形格納部３１から読み出した固
定波形Ｖ１をＣＨ１用の始端候補位置から選択した位置
P1に配置（シフト）し、同様に、固定波形Ｖ２、Ｖ３を
ＣＨ２、ＣＨ３用の始端候補位置から選択した位置P2、
P3にそれぞれ配置する。配置された各固定波形は、加算
器３３に出力され、加算されて音源ベクトルＣとなり、
雑音符号ベクトルゲイン２８を経て、合成フィルタ部２
７および歪み計算部２６へと出力される。合成フィルタ
２７は、音源ベクトルＣを合成して合成音源ベクトルＳ
を生成し、歪み計算部２６へ出力する。

【００３３】歪み計算部２６は、時間逆合成ターゲット
Ｘ’、音源ベクトルgcＣ、合成音源ベクトルＳを入力
し、（数４）の符号化歪みを計算する。

【００３４】歪み計算部２６は、歪みを計算した後、固
定波形配置部３２へ信号を送り、固定波形配置部３２が
３個のチャネルそれぞれに対応する始端候補位置を選択
してから歪み計算部２６で歪みを計算するまでの上記処
理を、固定波形配置部３２が選択しうる始端候補位置の
全組合せについて繰り返し行う。その後、符号化歪みが
最小化される始端候補位置の組合せを選択し、その始端
候補位置の組合せと一対一に対応するコード番号、及び
その時の雑音符号ベクトルゲインgcを、雑音符号帳の符
号として伝送部へ伝送する。

【００３５】次に、図２（ｂ）を用いて音声復号化装置
の動作を説明する。

【００３６】固定波形配置部４２は、伝送部から送られ
てくる情報に基づいて、（表１）に示す自らが有する固
定波形始端候補位置情報から各チャネルにおける固定波
形の位置を選択し、固定波形格納部４１から読み出した
固定波形Ｖ１をＣＨ１用の始端候補位置から選択した位
置P1に配置（シフト）し、同様に、固定波形Ｖ２、Ｖ３
をＣＨ２、ＣＨ３用の始端候補位置から選択した位置P
2、P3にそれぞれ配置する。配置された各固定波形は、
加算器４３に出力され、加算されて音源ベクトルＣとな
り、伝送部からの情報により選択された雑音符号ベクト
ルゲインgcを乗じて、合成フィルタ部３７へ出力され
る。合成フィルタ２７は、gcを乗じた音源ベクトルＣを
合成して合成音源ベクトルＳを生成し、出力する。

【００３７】このように構成された音声符号化／復号化
装置によれば、音源ベクトルが固定波形格納部、固定波
形配置部、及び加算器からなる音源ベクトル生成部によ
って生成されるため、実施の形態１の効果を有すること
に加え、この音源ベクトルを合成フィルタで合成した合
成音源ベクトルが、実際のターゲットと統計的に近い特
性を持つこととなり、品質の高い合成音声を得ることが
できる。

【００３８】なお、本実施の形態では、学習によって得
られた固定波形を固定波形格納部３１及び４１に格納す
る場合を示したが、その他、雑音符号帳探索用ターゲッ
トＸを統計的に分析し、その分析結果に基づいて作成し
た固定波形を用いる場合や、知見に基づいて作成した固
定波形を用いる場合にも、同様に品質の高い合成音声を
得ることができる。

【００３９】また、本実施の形態では、固定波形格納部
が３個の固定波形を格納する場合について説明したが、
固定波形の個数をその他の個数にした場合にも同様の作
用・効果が得られる。

【００４０】また、本実施の形態では、固定波形配置部
が（表１）に示す固定波形始端候補位置情報を有する場
合について説明したが、（表１）以外の固定波形始端候
補位置情報を有する場合についても、同様の作用・効果
が得られる。

【００４１】（実施の形態３）図３は本実施の形態にお
けるＣＥＬＰ型音声符号化装置の構成ブロック図を示
す。

【００４２】図３において、６７は複数本の固定波形
（本実施の形態では、ＣＨ１：Ｖ１、ＣＨ２：Ｖ２、Ｃ
Ｈ３：Ｖ３の３個）を格納する固定波形格納部、６９は
固定波形格納部６７からの３個の固定波形と合成フィル
タのインパルス応答ｈ（長さＬ＝サブフレーム長）を畳
み込んで、３種類の波形別インパルス応答（ＣＨ１：ｈ
１、ＣＨ２：ｈ２、ＣＨ３：ｈ３，長さＬ＝サブフレー
ム長）を算出する波形別インパルス応答算出部、５２は
入力される雑音符号帳探索用ターゲットＸを時間逆順化
する時間逆順化部、５３は時間逆順化部５２の出力と波
形別インパルス応答算出部６９からの波形別インパルス
応答ｈ１，ｈ２，ｈ３それぞれとを畳み込む波形別合成
フィルタ、５４は波形別合成フィルタ５３の出力を再度
時間逆順化し、３個の波形別時間逆合成ターゲットＸ'1
（ＣＨ１），Ｘ'2（ＣＨ２），Ｘ'3（ＣＨ３）を生成す
る時間逆順化部、５９は代数的規則により生成可能な固
定波形始端候補位置情報を有する固定波形配置部、６０
は固定波形配置部５９で選択された始端候補位置P1、P
2、P3においてのみ、それぞれ振幅１(極性有り)のパル
スを立てて、チャネル別インパルス（ＣＨ１：Ｄ１、Ｃ
Ｈ２：Ｄ２、ＣＨ３：Ｄ３）を発生させるインパルス発
生器、６１は雑音符号ベクトルゲインgc、６２は波形別
インパルス応答算出部６９からの波形別インパルス応答
ｈ１、ｈ２、ｈ３それぞれの自己相関と、ｈ１とｈ２、
ｈ１とｈ３，ｈ２とｈ３の相互相関を計算し、求めた相
関値を相関行列メモリＲＲに展開する相関行列算出部、
５８は３個の波形別時間逆合成ターゲット（Ｘ'1，Ｘ'
2，Ｘ'3）、相関行列メモリＲＲ、３個のチャネル別イ
ンパルス（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を用いて（数４）の符号
化歪みを計算する歪み計算部である。

【００４３】以上のように構成されたＣＥＬＰ型音声符
号化装置について、図３を用いてその動作を説明する。

【００４４】まず始めに、波形別インパルス応答算出部
６９が固定波形格納部６７の格納している３個の固定波
形Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と、インパルス応答ｈを畳み込みん
で、３種類の波形別インパルス応答ｈ１、ｈ２、ｈ３を
算出し、波形別合成フィルタ５３および相関行列算出器
６２へ出力する。次に、波形別合成フィルタ５３が、時
間逆順化部５２によって時間逆順化された雑音符号帳探
索用ターゲットＸと、入力された３種類の波形別インパ
ルス応答ｈ１、ｈ２、ｈ３それぞれとを畳み込み、時間
逆順化部５４で波形別合成フィルタ５３からの３種類の
出力ベクトルを再度時間逆順化し、３個の波形別時間逆
合成ターゲットＸ'１、Ｘ'２、Ｘ'３をそれぞれ生成し
て歪み計算部へ５８へ出力する。次に、相関行列算出部
６２が、入力された３種類の波形別インパルス応答ｈ
１、ｈ２、ｈ３それぞれの自己相関と、ｈ１とｈ２、ｈ
１とｈ３、ｈ２とｈ３の相互相関を計算し、求めた相関
値を相関行列メモリＲＲに展開した上で歪み計算部５８
へ出力しておく。

【００４５】以上の処理を前処理として行った後、固定
波形配置部５９がチャネル毎に固定波形の始端候補位置
を一箇所ずつ選択して、インパルス発生器６０にその位
置情報を出力する。インパルス発生器６０は、固定波形
配置部５９より得た選択位置にそれぞれ振幅１(極性有
り)のパルスを立ててチャネル別インパルスＤ１、Ｄ
２、Ｄ３を発生させて歪み計算部５８へ出力する。そし
て歪み計算部５８が、３個の波形別時間逆合成ターゲッ
トＸ'1、Ｘ'2、Ｘ'3と相関行列メモリＲＲと３個のチャ
ネル別インパルスＤ１、Ｄ２、Ｄ３を用いて、（数４）
の符号化歪みを計算する。固定波形配置部５９が３個の
チャネルそれぞれに対応する始端候補位置を選択してか
ら歪み計算部で歪みを計算するまでの上記処理を、固定
波形配置部が選択しうる始端候補位置の全組合せについ
て繰り返し行う。そして、(数４)の符号化歪みを最小化
する始端候補位置の組合せ番号と対応するコード番号、
およびその時の最適ゲインを雑音符号ベクトルゲインgc
を雑音符号帳の符号として伝送部へ伝送する。

【００４６】なお、本実施の形態における音声復号化装
置は、実施の形態１の図２（ｂ）と同様の構成であり、
音声符号化装置における固定波形格納部及び固定波形配
置部と、音声復号化装置における固定波形格納部及び固
定波形配置部とは同じ構成を有する。固定波形格納部が
格納する固定波形は、雑音符号帳探索用ターゲットを用
いた（数３）の符号化歪みの計算式をコスト関数とした
学習により、（数３）のコスト関数を統計的に最小化す
るような特性を有する固定波形であるものとする。

【００４７】このように構成された音声符号化／復号化
装置によれば、固定波形配置部が代数的規則によって生
成できる固定波形始端候補位置情報を有し、更に波形別
インパルス応答算出部、波形別合成フィルタ、及び相関
行列算出器を備えることにより、波形別インパルス応答
の相関行列と波形別時間逆合成ターゲットを前処理の段
階で計算しておくことができるため、振幅を１に固定し
たパルスだけで構成される代数的構造音源を雑音符号帳
に使用した場合と同程度の計算コストで雑音符号帳探索
を行うことができるとともに、合成フィルタで合成した
合成音源ベクトルが、実際のターゲットと統計的に近い
特性を持つこととなり、品質の高い合成音声を得ること
ができる。

【００４８】なお、本実施の形態では、学習によって得
られた固定波形を固定波形格納部に格納する場合を示し
たが、その他、雑音符号帳探索用ターゲットＸを統計的
に分析し、その分析結果に基づいて作成した固定波形を
用いる場合や、知見に基づいて作成した固定波形を用い
る場合にも、同様に品質の高い合成音声を得ることがで
きる。

【００４９】また、本実施の形態では、固定波形格納部
が３個の固定波形を格納する場合について説明したが、
固定波形の個数をその他の個数にした場合にも同様の作
用・効果が得られる。

【００５０】また、本実施の形態では、固定波形配置部
が（表１）に示す固定波形始端候補位置情報を有する場
合について説明したが、代数的に生成できるものであれ
ば、（表１）以外の固定波形始端候補位置情報を有する
場合についても、同様の作用・効果が得られる。

【００５１】（実施の形態４）図４は本実施の形態にお
けるＣＥＬＰ型音声符号化装置の構成ブロック図を示
す。本実施の形態における音声符号化装置は、雑音符号
帳を２種類有し、一方の雑音符号帳は実施の形態１の図
１に示す音源ベクトル生成装置の構成であり、もう一方
の雑音符号帳は複数のランダム数列を格納した構成で、
雑音符号帳の切り替えを閉ループで行う。

【００５２】図４において、８１は雑音符号帳Ａで、固
定波形格納部８２、固定波形配置部８３、加算部８４に
より構成され、図１の音源ベクトル生成装置に対応す
る。８５は雑音符号帳Ｂであり、乱数列から作り出した
複数のランダムベクトルを格納したランダム数列格納部
８６により構成されている。Ｘは雑音符号帳探索用ター
ゲット、８８は雑音符号帳Ａ８１と雑音符号帳Ｂ８５を
切り替えるスイッチ、８９は雑音符号ベクトルゲイン、
９０はスイッチ８８により接続された雑音符号帳が出力
する雑音符号ベクトルを合成する合成フィルタ、９１は
（数２）の符号化歪みを計算する歪み計算部である。

【００５３】以上のように構成されたＣＥＬＰ型音声符
号化装置について、図４を用いてその動作を説明する。

【００５４】始めにスイッチ８８は雑音符号帳Ａ８１側
に接続され、固定波形配置部８３が、（表１）に示す自
らが有する固定波形始端候補位置情報に基づいて、固定
波形格納部８２から読み出した固定波形を始端候補位置
から選択した位置にそれぞれ配置（シフト）する。配置
された各固定波形は、加算器８４に出力され、加算され
て雑音符号ベクトルとなり、スイッチ８８、雑音符号ベ
クトルゲイン８９を経て、合成フィルタ９０に入力され
る。合成フィルタ９０は、入力された雑音符号ベクトル
を合成し、歪み計算部９１へ出力する。

【００５５】歪み計算部９１は、雑音符号帳探索用ター
ゲット８７と合成フィルタ９０から得た合成ベクトルと
を用いて、（数２）の符号化歪みの最小化処理を行う。

【００５６】歪み計算部９１は、歪みを計算した後、固
定波形配置部８３へ信号を送り、固定波形配置部８３が
始端候補位置を選択してから歪み計算部９１で歪みを計
算するまでの上記処理を、固定波形配置部８３が選択し
うる始端候補位置の全組合せについて繰り返し行う。そ
の後、符号化歪みが最小化される始端候補位置の組合せ
を選択し、その始端候補位置の組合せと一対一に対応す
る雑音符号ベクトルのコード番号、その時の雑音符号ベ
クトルゲインgc、及び符号化歪み最小値を記憶してお
く。

【００５７】次にスイッチ８８は雑音符号帳Ｂ８５側に
接続され、ランダム数列格納部８６から読み出されたラ
ンダム数列が雑音符号ベクトルとなり、スイッチ８８、
雑音符号ベクトルゲイン８９を経て、合成フィルタ９０
に入力される。合成フィルタ９０は、入力された雑音符
号ベクトルを合成し、歪み計算部９１へ出力する。

【００５８】歪み計算部９１は、雑音符号帳探索用ター
ゲット８７と合成フィルタ９０から得た合成ベクトルと
を用いて、（数２）の符号化歪みを計算する。

【００５９】歪み計算部９１は、歪みを計算した後、ラ
ンダム数列格納部８６へ信号を送り、ランダム数列格納
部８６が雑音符号ベクトルを選択してから歪み計算部９
１で歪みを計算するまでの上記処理を、ランダム数列格
納部８６が選択しうる全ての雑音符号ベクトルについて
繰り返し行う。その後、符号化歪みが最小化される雑音
符号ベクトルを選択し、その雑音符号ベクトルのコード
番号、その時の雑音符号ベクトルゲインgc、及び符号化
歪み最小値を記憶しておく。

【００６０】次に歪み計算部９１は、スイッチ８８を雑
音符号帳Ａ８１に接続した時に得られた符号化歪み最小
値と、スイッチ８８を雑音符号帳Ｂ８５に接続した時に
得られた符号化歪み最小値とを比較し、小さい方の符号
化歪みが得られた時のスイッチの接続情報、及びその時
のコード番号と雑音符号ベクトルゲインを音声符号とし
て決定し、伝送部へ伝送する。

【００６１】なお、本実施の形態における音声復号化装
置は、雑音符号帳Ａ、雑音符号帳Ｂ、スイッチ、雑音符
号ベクトルゲイン、及び合成フィルタを、図４と同様の
構成で配置したものを有してなるもので、伝送部より入
力される音声符号に基づいて、使用される雑音符号帳と
雑音符号ベクトル及び雑音符号ベクトルゲインが決定さ
れ、合成フィルタの出力として合成音源ベクトルが得ら
れる。

【００６２】このように構成された音声符号化／復号化
装置によれば、雑音符号帳Ａによって生成される雑音符
号ベクトルと雑音符号帳Ｂによって生成される雑音符号
ベクトルの中から、（数２）の符号化歪みを最小化する
ものを閉ループ選択できるため、より実音声に近い音源
ベクトルを生成することが可能となるとともに、品質の
高い合成音声を得ることができる。

【００６３】なお、本実施の形態では、従来のＣＥＬＰ
型音声符号化装置である図７の構成を基にした音声符号
化／復号化装置を示したが、図２もしくは図３の構成を
基にしたＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置に本実施の
形態を適用しても、同様の作用・効果を得ることができ
る。

【００６４】なお、本実施の形態では、雑音符号帳Ａ８
１は図１の構造を有するとしたが、固定波形格納部８２
がその他の構造を有する場合（例えば、固定波形を４本
有する場合など）についても同様の作用・効果が得られ
る。

【００６５】なお、本実施の形態では、雑音符号帳Ａ８
１の固定波形配置部８３が（表１）に示す固定波形始端
候補位置情報を有する場合について説明したが、その他
の固定波形始端候補位置情報を有する場合についても同
様の作用・効果が得られる。

【００６６】また、本実施の形態では、雑音符号帳Ｂ８
５が複数のランダム数列を直接メモリに格納するランダ
ム数列格納部８６によって構成された場合について説明
したが、雑音符号帳Ｂ８５がその他の音源構成を有する
場合（例えば、代数的構造音源生成情報により構成され
る場合）についても同様の作用・効果が得られる。

【００６７】なお、本実施の形態では、２種類の雑音符
号帳を有するＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置につい
て説明したが、雑音符号帳が３種類以上あるＣＥＬＰ型
音声符号化／復号化装置を用いた場合にも同様の作用・
効果を得ることができる。

【００６８】（実施の形態５）図５は本実施の形態にお
けるＣＥＬＰ型音声符号化装置の構成ブロック図を示
す。本実施の形態における音声符号化装置は、雑音符号
帳を２種類有し、一方の雑音符号帳は実施の形態１の図
１に示す音源ベクトル生成装置の構成であり、もう一方
の雑音符号帳は複数のパルス列格納したパルス列格納部
により構成され、雑音符号帳探索以前に既に得られてい
る量子化ピッチゲインを利用し、雑音符号帳を適応的に
切り替えて用いる。

【００６９】図５において、１０１は雑音符号帳Ａで、
固定波形格納部１０２、固定波形配置部１０３、加算部
１０４により構成され、図１の音源ベクトル生成装置に
対応する。１０５は雑音符号帳Ｂで、複数のパルス列を
格納したパルス列格納部１０６により構成されている。
１０７は雑音符号帳探索用ターゲット、１０８は雑音符
号帳Ａ１０１と雑音符号帳Ｂ１０５を切り替えるスイッ
チ、１０９は雑音符号ベクトルゲイン、１１０はスイッ
チ１０８により接続されたいずれかの雑音符号帳が出力
する雑音符号符号ベクトルを合成する合成フィルタ、１
１１は（数２）の符号化歪みを計算する歪み計算部、１
１２は適応符号帳、１１３は雑音符号帳探索時には既に
得られているピッチゲイン、１１４はピッチゲイン量子
化部である。

【００７０】以上のように構成されたＣＥＬＰ型音声符
号化装置について、図５を用いてその動作を説明する。

【００７１】従来のＣＥＬＰ型音声符号化装置では、ま
ず適応符号帳の探索が行われ、次にその結果を受けて雑
音符号帳探索が行われる。この適応符号帳探索は、適応
符号帳に格納されている複数の適応符号ベクトル（適応
符号ベクトルと雑音符号ベクトルを、それぞれのゲイン
を乗じた後に加算して得られたベクトル）から最適な適
応符号ベクトルを選択する処理であり、結果として、適
応符号ベクトルのコード番号およびピッチゲインが生成
される。

【００７２】本実施の形態のＣＥＬＰ型音声符号化装置
では、このピッチゲインをピッチゲイン量子化部１１４
において量子化し、量子化ピッチゲインを生成した後に
雑音符号帳探索が行われる。ピッチゲイン量子化部１１
４で得られた量子化ピッチゲインは、雑音符号帳切り替
え用のスイッチ１０８へ送られる。スイッチ１０８は、
量子化ピッチゲインの値が小さい時は、入力音声は無声
性が強いと判断して雑音符号帳Ａ１０１を接続し、量子
化ピッチゲインの値が大きい時は、入力音声は有声性が
強いと判断して雑音符号帳Ｂ１０５を接続する。

【００７３】スイッチ１０８が雑音符号帳Ａ１０１側に
接続された時、固定波形配置部１０３が、（表１）に示
す自らが有する固定波形始端候補位置情報に基づいて、
固定波形格納部１０２から読み出した固定波形を始端候
補位置から選択した位置にそれぞれ配置（シフト）す
る。配置された各固定波形は、加算器１０４に出力さ
れ、加算されて雑音符号ベクトルとなり、スイッチ１０
８、雑音符号ベクトルゲイン１０９を経て、合成フィル
タ１１０に入力される。合成フィルタ１１０は、入力さ
れた雑音符号ベクトルを合成し、歪み計算部１１１へ出
力する。

【００７４】歪み計算部１１１は、雑音符号帳探索用タ
ーゲット１０７と合成フィルタ１１０から得た合成ベク
トルとを用いて、（数２）の符号化歪みを計算する。

【００７５】歪み計算部１１１は、歪みを計算した後、
固定波形配置部１０３へ信号を送り、固定波形配置部１
０３が始端候補位置を選択してから歪み計算部１１１で
歪みを計算するまでの上記処理を、固定波形配置部１０
３が選択しうる始端候補位置の全組合せについて繰り返
し行う。その後、符号化歪みが最小化される始端候補位
置の組合せを選択し、その始端候補位置の組合せと一対
一に対応する雑音符号ベクトルのコード番号、その時の
雑音符号ベクトルゲインgc、及び量子化ピッチゲイン
を、音声符号として伝送部へ伝送する。本実施の形態で
は、音声符号化を行う前に、固定波形格納部１０２に格
納する固定波形パターンに対して事前に無声音の性質を
反映させておく。

【００７６】一方、スイッチ１０８が雑音符号帳Ｂ１０
５側に接続された時には、パルス列格納部１０６から読
み出されたパルス列が雑音符号ベクトルとなり、スイッ
チ１０８、雑音符号ベクトルゲイン１０９を経て、合成
フィルタ１１０に入力される。合成フィルタ１１０は、
入力された雑音符号ベクトルを合成し、歪み計算部１１
１へ出力する。

【００７７】歪み計算部１１１は、雑音符号帳探索用タ
ーゲット１０７と合成フィルタ１１０から得た合成ベク
トルとを用いて、（数２）の符号化歪みを計算する。

【００７８】歪み計算部１１１は、歪みを計算した後、
パルス列格納部１０６へ信号を送り、パルス列格納部１
０６が雑音符号ベクトルを選択してから歪み計算部１１
１で歪みを計算するまでの上記処理を、パルス列格納部
１０６が選択しうる全ての雑音符号ベクトルについて繰
り返し行う。その後、符号化歪みが最小化される雑音符
号ベクトルを選択し、その雑音符号ベクトルのコード番
号、その時の雑音符号ベクトルゲインgc、及び量子化ピ
ッチゲインを、音声符号として伝送部へ伝送する。

【００７９】なお、本実施の形態における音声復号化装
置は、雑音符号帳Ａ、雑音符号帳Ｂ、スイッチ、雑音符
号ベクトルゲイン、及び合成フィルタを、図５と同様の
構成で配置したものを有してなるもので、まず伝送され
てきた量子化ピッチゲインを受け、その大小によって、
符号化装置側ではスイッチ１０８が雑音符号帳Ａ１０１
側に接続されていたのか、雑音符号帳Ｂ１０５側に接続
されていたのかを判断する。次に、コード番号及び雑音
符号ベクトルゲインの符号に基づいて、合成フィルタの
出力として合成音源ベクトルが得られる。

【００８０】このように構成された音源符号化／復号化
装置によれば、入力音声の特徴（本実施の形態では、量
子化ピッチゲインの大きさを有声性／無声性の判断材料
として利用している）に応じて、２種類の雑音符号帳を
適応的に切り替えることができ、入力音声の有声性が強
い場合にはパルス列を雑音符号ベクトルとして選択し、
無声性が強い場合には無声音の性質を反映した雑音符号
ベクトルを選択することが可能になり、より実音性に近
い音源ベクトルを生成することが可能となるとともに、
合成音の品質向上を実現することができる。本実施の形
態では、上記のようにスイッチの切り替えを開ループで
行うため、伝送する情報量を増加させることによって当
該作用・効果を向上させることができる。

【００８１】なお、本実施の形態では、従来のＣＥＬＰ
型音声符号化装置である図７の構成を基にした音声符号
化／復号化装置を示したが、図２もしくは図３の構成を
基にしたＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置に本実施の
形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。

【００８２】また、本実施の形態では、スイッチ１０８
を切り替えるためのパラメータとして、ピッチゲイン量
子化器１１４で適応符号ベクトルのピッチゲインを量子
化して得た量子化ピッチゲインを用いたが、代わりにピ
ッチ周期算出器を備え、適応符号ベクトルから算出した
ピッチ周期を用いても良い。

【００８３】なお、本実施の形態では、雑音符号帳Ａ１
０２は図１の構造を有するとしたが、固定波形格納部１
０２がその他の構造を有する場合（例えば、固定波形を
４本有する場合など）についても同様の作用・効果が得
られる。

【００８４】なお、本実施の形態では、雑音符号帳Ａ１
０２の固定波形配置部１０３が（表１）に示す固定波形
始端候補位置情報を有する場合について説明したが、そ
の他の固定波形始端候補位置情報を有する場合について
も同様の作用・効果が得られる。

【００８５】また、本実施の形態では、雑音符号帳Ｂ１
０５がパルス列を直接メモリに格納するパルス列格納部
１０６によって構成された場合について説明したが、雑
音符号帳Ｂ１０５がその他の音源構成を有する場合（例
えば、代数的構造音源生成情報により構成される場合）
についても同様の作用・効果が得られる。

【００８６】なお、本実施の形態では、２種類の雑音符
号帳を有するＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置につい
て説明したが、雑音符号帳が３種類以上あるＣＥＬＰ型
音声符号化／復号化装置を用いた場合にも同様の作用・
効果を得ることができる。

【００８７】（実施の形態６）図６は本実施の形態にお
けるＣＥＬＰ型音声符号化装置の構成ブロック図を示
す。本実施の形態における音声符号化装置は、雑音符号
帳を２種類有し、一方の雑音符号帳は実施の形態１の図
１に示す音源ベクトル生成装置の構成で３個の固定波形
を固定波形格納部に格納したものであり、もう一方の雑
音符号帳は同様に図１に示す音源ベクトル生成装置の構
成であるが、固定波形格納部に格納した固定波形は２個
のものであり、上記２種類の雑音符号帳の切り替えを閉
ループで行う。

【００８８】図６において、１２１は雑音符号帳Ａで、
３個の固定波形を格納した固定波形格納部Ａ１２２、固
定波形配置部Ａ１２３、加算部１２４により構成され、
図１の音源ベクトル生成装置の構成で３個の固定波形を
固定波形格納部に格納したものに対応する。１３１は雑
音符号帳Ｂであり、２個の固定波形を格納した固定波形
格納部Ｂ１３２、（表２）に示す固定波形始端候補位置
情報を備えた固定波形配置部Ｂ１３３、固定波形配置部
Ｂ１３３により配置された２本の固定波形を加算して雑
音符号ベクトルを生成する加算部１３４により構成さ
れ、図１の音源ベクトル生成装置の構成で２個の固定波
形を固定波形格納部に格納したものに対応する。

【００８９】

【表２】

【００９０】１４４は雑音符号帳探索用ターゲット、１
４１は雑音符号帳Ａ１２１と雑音符号帳Ｂ１３１を切り
替えるスイッチ、１４２は雑音符号ベクトルゲイン、１
４３はスイッチ１４１により接続されたいずれかの雑音
符号帳が出力する雑音符号ベクトルを合成する合成フィ
ルタ、１４５は（数２）の符号化歪みを計算する歪み計
算部である。

【００９１】以上のように構成されたＣＥＬＰ型音声符
号化装置について、図４を用いてその動作を説明する。

【００９２】始めにスイッチ１４５は雑音符号帳Ａ１２
１側に接続され、固定波形格納部Ａ１２２が、（表１）
に示す自らが有する固定波形始端候補位置情報に基づい
て、固定波形格納部Ａ１２２から読み出した３つの固定
波形を始端候補位置から選択した位置にそれぞれ配置
（シフト）する。配置された３つの固定波形は、加算器
１２４に出力され、加算されて雑音符号ベクトルとな
り、スイッチ１４１、雑音符号ベクトルゲイン１４２を
経て、合成フィルタ１４３に入力される。合成フィルタ
１４３は、入力された雑音符号ベクトルを合成し、歪み
計算部１４５へ出力する。

【００９３】歪み計算部１４５は、雑音符号帳探索用タ
ーゲット１４４と合成フィルタ１４３から得た合成ベク
トルを用いて、（数２）の符号化歪みを計算する。

【００９４】歪み計算部１４５は、歪みを計算した後、
固定波形配置部Ａ１２３へ信号を送り、固定波形配置部
Ａ１２３が始端候補位置を選択してから歪み計算部１４
５で歪みを計算するまでの上記処理を、固定波形配置部
Ａ１２３が選択しうる始端候補位置の全組合せについて
繰り返し行う。その後、符号化歪みが最小化される始端
候補位置の組合せを選択し、その始端候補位置の組合せ
と一対一に対応する雑音符号ベクトルのコード番号、そ
の時の雑音符号ベクトルゲインgc、及び符号化歪み最小
値を記憶しておく。本実施の形態では、音声符号化を行
う前に、固定波形格納部Ａ１２２に格納する固定波形パ
ターンは、固定波形が３個という条件のもとで最も歪み
が小さくなるように学習して得られたものを用いる。

【００９５】次にスイッチ１４５は雑音符号帳Ｂ１３１
側に接続され、固定波形格納部Ｂ１３２が、（表２）に
示す自らが有する固定波形始端候補位置情報に基づい
て、固定波形格納部Ｂ１３２から読み出した２つの固定
波形を始端候補位置から選択した位置にそれぞれ配置
（シフト）する。配置された２つの固定波形は、加算器
１３４に出力され、加算されて雑音符号ベクトルとな
り、スイッチ１４１、雑音符号ベクトルゲイン１４２を
経て、合成フィルタ１４３に入力される。合成フィルタ
１４３は、入力された雑音符号ベクトルを合成し、歪み
計算部１４５へ出力する。

【００９６】歪み計算部１４５は、雑音符号帳探索用タ
ーゲット１４４と合成フィルタ１４３から得た合成ベク
トルを用いて、（数２）の符号化歪みを計算する。

【００９７】歪み計算部１４５は、歪みを計算した後、
固定波形配置部Ｂ１３３へ信号を送り、固定波形配置部
Ｂ１３３が始端候補位置を選択してから歪み計算部１４
５で歪みを計算するまでの上記処理を、固定波形配置部
Ｂ１３３が選択しうる始端候補位置の全組合せについて
繰り返し行う。その後、符号化歪みが最小化される始端
候補位置の組合せを選択し、その始端候補位置の組合せ
と一対一に対応する雑音符号ベクトルのコード番号、そ
の時の雑音符号ベクトルゲインgc、及び符号化歪み最小
値を記憶しておく。本実施の形態では、音声符号化を行
う前に、固定波形格納部Ｂ１３２に格納する固定波形パ
ターンは、固定波形が２個という条件のもとで最も歪み
が小さくなるように学習して得られたものを用いる。

【００９８】次に歪み計算部１４５は、スイッチ１４１
を雑音符号帳Ａ１２１に接続した時に得られた符号化歪
み最小値と、スイッチ１４１を雑音符号帳Ｂ１３１に接
続した時に得られた符号化歪み最小値を比較し、小さい
方の符号化歪みが得られた時のスイッチの接続情報、及
びその時のコード番号と雑音符号ベクトルゲインを音声
符号として決定し、伝送部へ伝送する。

【００９９】なお、本実施の形態における音声復号化装
置は、雑音符号帳Ａ、雑音符号帳Ｂ、スイッチ、雑音符
号ベクトルゲイン、及び合成フィルタを、図６と同様の
構成で配置したものを有してなるもので、伝送部より入
力される音声符号に基づいて、使用される雑音符号帳と
雑音符号ベクトル及び雑音符号ベクトルゲインが決定さ
れ、合成フィルタの出力として合成音源ベクトルが得ら
れる。

【０１００】このように構成された音声符号化／復号化
装置によれば、雑音符号帳Ａによって生成される雑音符
号ベクトルと雑音符号帳Ｂによって生成される雑音符号
ベクトルの中から、（数２）の符号化歪みを最小化する
ものを閉ループ選択できるため、より実音声に近い音源
ベクトルを生成することが可能となるとともに、品質の
高い合成音声を得ることができる。

【０１０１】なお、本実施の形態では、従来のＣＥＬＰ
型音声符号化装置である図７の構成を基にした音声符号
化／復号化装置を示したが、図２もしくは図３の構成を
基にしたＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置に本実施の
形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。

【０１０２】なお、本実施の形態では、雑音符号帳Ａ１
２１の固定波形格納部Ａ１２２が３個の固定波形を格納
する場合について説明したが、固定波形格納部Ａ１２２
がその他の個数の固定波形を有する場合（例えば、固定
波形を４個有する場合など）についても同様の作用・効
果が得られる。雑音符号帳Ｂ１３１についても同様であ
る。

【０１０３】また、本実施の形態では、雑音符号帳Ａ１
２１の固定波形配置部Ａ１２３が（表１）に示す固定波
形始端候補位置情報を有する場合について説明したが、
その他の固定波形始端候補位置情報を有する場合につい
ても同様の作用・効果が得られる。雑音符号帳Ｂ１３１
についても同様である。

【０１０４】なお、本実施の形態では、２種類の雑音符
号帳を有するＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置につい
て説明したが、雑音符号帳が３種類以上あるＣＥＬＰ型
音声符号化／復号化装置を用いた場合にも同様の作用・
効果を得ることができる。

【０１０５】また、複数の雑音符号帳と、前記複数の雑
音符号帳から一つを選択する切り替え手段とを備えたＣ
ＥＬＰ型音声符号化／復号化装置について、少なくとも
一つの雑音符号帳を、複数個の固定波形を格納し始端候
補位置情報に基づいてそれぞれの固定波形を各始端位置
に配置しこれら固定波形を加算して音源ベクトルを生成
するように構成した音源ベクトル生成装置としてもよ
く、また、少なくとも一つの雑音符号帳を、複数のラン
ダム数列を格納したベクトル格納部または複数のパルス
列を格納したパルス列格納部としてもよく、または、前
記音源ベクトル生成装置を有する雑音符号帳を少なくと
も二つ有し、格納する固定波形の個数をそれぞれの雑音
符号帳で異なるようにしてもよく、切り替え手段を、雑
音符号帳検索時の符号化歪みが最小となるようにいずれ
かの雑音符号帳を選択するか、あるいは音声区間の分析
結果により適応的にいずれかの雑音符号帳を選択するよ
うにしてもよい。

【０１０６】また、上記実施の形態によれば、コード番
号の伝送によって音声情報の伝送を行うことが可能とな
るため、音源ベクトル生成装置を、雑音符号帳として符
号化装置／復号化装置に用いることが可能となるととも
に、実音声に近い音源ベクトルの生成が可能となる。ま
た、上記実施の形態の音声復号化装置によれば、前記音
源ベクトル生成装置を雑音符号帳として用いることによ
り、低い計算コストでの雑音符号帳探索が可能となると
ともに、合成音源ベクトルが実際のターゲットと統計的
に近い特性を持つこととなるため、より実音声に近い音
源ベクトルが生成可能となり、品質の高い合成音声を得
ることができる。

【０１０７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、より実音声に近い音源ベクトルが生成可能と
なり、品質の高い合成音声を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による音源ベクトル生成
装置の構成ブロック図

【図２】本発明の一実施の形態による音声符号化装置及
び音声復号化装置の構成ブロック図

【図３】本発明の一実施の形態による音声符号化装置及
び音声復号化装置の構成ブロック図

【図４】本発明の一実施の形態による音声符号化装置及
び音声復号化装置の構成ブロック図

【図５】本発明の一実施の形態による音声符号化装置及
び音声復号化装置の構成ブロック図

【図６】本発明の一実施の形態による音声符号化装置及
び音声復号化装置の構成ブロック図

【図７】従来のＣＥＬＰ型音声符号化／復号化装置の構
成ブロック図

【符号の説明】

１１、３１、４１、６７、８２、１０２ 固定波形格納
部 １２、３２、４２、５９、８３、１０３ 固定波形配置
部 １３、３３、４３、８４、１０４、１２４、１３４ 加
算部 １４ 音源ベクトル ２２、５２ 時間逆順化 ２３、２７、３７、９０、１１０、１４３ 合成フィル
タ ２４ 時間逆順化 ２６、５８、９１、１１１、１４５ 歪み計算部 ２８、３８、６１、８９、１０９、１４２ 雑音符号ベ
クトルゲイン ５３ 波形別合成フィルタ ６０ パルス列生成器 ６２ 相関行列算出器 ６９ 波形別インパルス応答算出部 ８１、１０１、１２１ 雑音符号帳Ａ ８５、１０５、１３１ 雑音符号帳Ｂ ８６ ランダム数列格納部 ８８、１０８、１４１ スイッチ １０６ パルス列格納部 １１２ 適応符号帳 １１３ ピッチゲイン １１４ ピッチゲイン量子化器 １１５ 適応符号ベクトル １２２ 固定波形格納部Ａ １２３ 固定波形配置部Ａ １３２ 固定波形格納部Ｂ １３３ 固定波形配置部Ｂ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−280200（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−282800（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130994（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−195098（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10L 19/00 - 19/14 H03M 7/30 H04B 14/04

Claims (44)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適応符号ベクトルを生成する適応符号帳
   と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記適
   応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して合
   成する合成フィルタと、合成フィルタの出力信号と入力
   音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪みを計
   算する歪み計算部とを有する音声符号化装置であって、 前記雑音符号帳は、パルス列ベクトルを供給する入力ベ
   クトル供給手段と、予め作成された波形パターンを固定波形として 格納する
   固定波形格納手段と、 前記固定波形格納手段から読み出された固定波形を前記
   パルス列ベクトルのパルスの位置と極性符号に従って配
   置させ雑音符号ベクトルとして出力する固定波形配置手
   段と、 有声性を判定する有声性判定手段を有し、前記有声性判定手段により有声性が強いと判定された場
   合には、前記パルス列ベクトルをそのまま雑音符号ベク
   トルとして出力する ことを特徴とするＣＥＬＰ型音声符
   号化装置。
2. 【請求項２】 雑音符号帳は、配置する固定波形を変え
   ることで異なる雑音符号ベクトルを生成し出力すること
   を特徴とする請求項１記載のＣＥＬＰ型音声符号化装
   置。
3. 【請求項３】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込む
   ことによって固定波形を配置させることを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載のＣＥＬＰ型音声符号化装置。
4. 【請求項４】 適応符号ベクトルを生成する適応符号帳
   と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記適
   応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して合
   成する合成フィルタと、合成フィルタの出力信号と入力
   音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪みを計
   算する歪み計算部とを有する音声符号化装置であって、 前記雑音符号帳は、パルス列ベクトルを供給する入力ベ
   クトル供給手段と、予め作成された波形パターンを固定波形として 格納する
   固定波形格納手段と、 前記固定波形格納手段から読み出された固定波形を前記
   パルス列ベクトルのパルスの位置と極性符号に従ってシ
   フトさせ雑音符号ベクトルとして出力する固定波形シフ
   ト手段と、 有声性を判定する有声性判定手段を有し、前記有声性判定手段により有声性が強いと判定された場
   合には、前記パルス列ベクトルをそのまま雑音符号ベク
   トルとして出力する ことを特徴とするＣＥＬＰ型音声符
   号化装置。
5. 【請求項５】 雑音符号帳は、シフトする固定波形を変
   えることで異なる雑音符号ベクトルを生成し出力するこ
   とを特徴とする請求項４記載のＣＥＬＰ型音声符号化装
   置。
6. 【請求項６】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込む
   ことによって固定波形をシフトさせることを特徴とする
   請求項４又は請求項５記載のＣＥＬＰ型音声符号化装
   置。
7. 【請求項７】 有声性判定手段は、ピッチゲインを用い
   て有声性を判定することを特徴とする請求項１乃至請求
   項６のいずれか記載のＣＥＬＰ型音声符号化装置。
8. 【請求項８】 有声性判定手段は、適応コードブックゲ
   インを用いて有声性を判定することを特徴とする請求項
   １乃至請求項６のいずれか記載のＣＥＬＰ型音声符号化
   装置。
9. 【請求項９】 有声性判定手段は、ＬＴＰ（Long Term
   Prediction）ゲインを用いて有声性を判定することを特
   徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか記載のＣＥＬ
   Ｐ型音声符号化装置。
10. 【請求項１０】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、前記
    合成した信号と入力音声信号から求めたターゲット信号
    との符号化歪みを計算する段階とを有する音声符号化方
    法であって、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、パルス列ベク
    トルを入力する段階と、予め作成された波形パターンを
    固定波形として供給する段階と、供給 された前記固定波形を前記パルス列ベクトルのパル
    ス位置と極性符号に従って配置し雑音符号ベクトルとし
    て出力する段階と、有声性を判定する段階を有し、前記有声性を判定する段階により有声性が強いと判定さ
    れた場合には、前記パルス列ベクトルをそのまま雑音符
    号ベクトルとして 出力することを特徴とするＣＥＬＰ型
    音声符号化方法。
11. 【請求項１１】 雑音符号ベクトルを生成する段階は、
    配置する固定波形を変えることで異なる雑音符号ベクト
    ルを生成し出力することを特徴とする請求項１０記載の
    ＣＥＬＰ型音声符号化方法。
12. 【請求項１２】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込
    むことによって固定波形を配置させることを特徴とする
    請求項１０又は請求項１１記載のＣＥＬＰ型音声符号化
    方法。
13. 【請求項１３】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、前記
    合成した信号と入力音声信号から求めたターゲット信号
    との符号化歪みを計算する段階とを有する音声符号化方
    法であって、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、パルス列ベク
    トルを入力する段階と、予め作成された波形パターンを
    固定波形として供給する段階と、供給 された前記固定波形を前記パルス列ベクトルのパル
    ス位置と極性符号に従ってシフトし雑音符号ベクトルと
    して出力する段階と、有声性を判定する段階を有し、前記有声性を判定する段階により有声性が強いと判定さ
    れた場合には、前記パルス列ベクトルをそのまま雑音符
    号ベクトルとして 出力することを特徴とするＣＥＬＰ型
    音声符号化方法。
14. 【請求項１４】 雑音符号ベクトルを生成する段階は、
    シフトする固定波形を変えることで異なる雑音符号ベク
    トルを生成し出力することを特徴とする請求項１３記載
    のＣＥＬＰ型音声符号化方法。
15. 【請求項１５】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込
    むことによって固定波形をシフトさせることを特徴とす
    る請求項１３又は請求項１４記載のＣＥＬＰ型音声符号
    化方法。
16. 【請求項１６】 有声性を判定する段階は、ピッチゲイ
    ンを用いて有声性を判定することを特徴とする請求項１
    ０乃至請求項１５のいずれか記載のＣＥＬＰ型音声符号
    化方法。
17. 【請求項１７】 有声性を判定する段階は、適応コード
    ブックゲインを用いて有声性を判定することを特徴とす
    る請求項１０乃至請求項１５のいずれか記載のＣＥＬＰ
    型音声符号化方法。
18. 【請求項１８】 有声性を判定する段階は、ＬＴＰ（Lo
    ng Term Prediction）ゲインを用いて有声性を判定する
    ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１５のいずれか
    に記載のＣＥＬＰ型音声符号化方法。
19. 【請求項１９】 適応符号ベクトルを生成する適応符号
    帳と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記
    適応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して
    合成する合成フィルタと、前記合成フィルタの出力信号
    と入力音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪
    みを計算する歪み計算部とを有し、 前記雑音符号帳は、パルス列ベクトルを供給する入力ベ
    クトル供給手段と、予め作成された波形パターンを固定波形として 格納する
    固定波形格納手段と、前記パルス列ベクトルの各パルスの位置と極性符号とに
    従って前記固定波形を配置し、これら配置された固定波
    形を加算し雑音符号ベクトルとして出力する 固定波形配
    置手段とを有する音源ベクトル生成装置、により構成さ
    れることを特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化装置。
20. 【請求項２０】 適応符号ベクトルを生成する適応符号
    帳と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記
    適応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して
    合成する合成フィルタと、前記合成フィルタの出力信号
    と入力音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪
    みを計算する歪み計算部とを有し、 前記雑音符号帳は、 パルス列ベクトルを供給する入力ベクトル供給手段と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数格納する固定波形格納手段と、 前記パルス列ベクトルの各パルスの位置と極性符号とに
    従って、前記固定波形を配置し、雑音符号ベクトルとし
    て出力する固定波形配置手段とを有し、 前記固定波形配置手段は、前記複数の固定波形のいずれ
    かを選択的に使用して 生成された雑音符号ベクトルを出
    力する音源ベクトル生成装置、により構成されることを
    特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化装置。
21. 【請求項２１】 適応符号ベクトルを生成する適応符号
    帳と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記
    適応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して
    合成する合成フィルタと、前記合成フィルタの出力信号
    と入力音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪
    みを計算する歪み計算部とを有し、 前記雑音符号帳は、 パルス列ベクトルを供給する入力ベクトル供給手段と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数格納する固定波形格納手段と、 前記複数の固定波形のいずれかを、前記パルス列ベクト
    ルの各パルスの位置と極性符号とに従ってサブフレーム
    単位で配置し、雑音符号ベクトルとして出力する固定波
    形配置手段とを有する音源ベクトル生成装置、により構
    成されることを特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化装置。
22. 【請求項２２】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込
    むことによって固定波形を配置させることを特徴とする
    請求項１９乃至請求項２１のいずれか記載のＣＥＬＰ型
    音声符号化装置。
23. 【請求項２３】 有声性判定手段を更に有し、この有声
    性判定手段の判定結果に応じて、固定波形が配置された
    雑音符号ベクトルか入力パルス列ベクトルかのいずれか
    を、雑音符号ベクトルとして出力することを特徴とする
    請求項２２記載のＣＥＬＰ型音声符号化装置。
24. 【請求項２４】 適応符号ベクトルを生成する適応符号
    帳と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記
    適応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して
    合成する合成フィルタと、前記合成フィルタの出力信号
    と入力音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪
    みを計算する歪み計算部とを有し、 前記雑音符号帳は、パルス列ベクトルを供給する入力ベ
    クトル供給手段と、予め作成された波形パターンを固定波形として 格納する
    固定波形格納手段と、前記パルス列ベクトルの各パルスの位置と極性符号とに
    従って前記固定波形をシフトし、これら配置された固定
    波形を加算し雑音符号ベクトルとして出力する 固定波形
    シフト手段とを有する音源ベクトル生成装置、により構
    成されることを特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化装置。
25. 【請求項２５】 適応符号ベクトルを生成する適応符号
    帳と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記
    適応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して
    合成する合成フィルタと、前記合成フィルタの出力信号
    と入力音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪
    みを計算する歪み計算部とを有し、 前記雑音符号帳は、パルス列ベクトルを供給する入力ベ
    クトル供給手段と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数格納する固定波形格納手段と、前記パルス列ベクトル
    の各パルスの位置と極性符号とに従って、前記固定波形
    をシフトし、雑音符号ベクトルとして出力する固定波形
    シフト手段とを有し、 前記固定波形シフト手段は、前記複数の固定波形のいず
    れかを選択的に使用して生成された雑音符号ベクトルを
    出力する音源ベクトル生成装置、により構成されること
    を特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化装置。
26. 【請求項２６】 適応符号ベクトルを生成する適応符号
    帳と、雑音符号ベクトルを生成する雑音符号帳と、前記
    適応符号ベクトルと前記雑音符号ベクトルとを入力して
    合成する合成フィルタと、前記合成フィルタの出力信号
    と入力音声信号から求めたターゲット信号との符号化歪
    みを計算する歪み計算部とを有し、 前記雑音符号帳は、パルス列ベクトルを供給する入力ベ
    クトル供給手段と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数格納する固定波形格納手段と、前記複数の固定波形の
    いずれかを、前記パルス列ベクトルの各パルスの位置と
    極性符号とに従ってサブフレーム単位でシフトし、雑音
    符号ベクトルとして出力する固定波形シフト手段とを有
    する音源ベクトル生成装置、により構成されることを特
    徴とするＣＥＬＰ型音声符号化装置。
27. 【請求項２７】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込
    むことによって固定波形をシフトさせることを特徴とす
    る請求項２４乃至請求項２６のいずれか記載のＣＥＬＰ
    型音声符号化装置。
28. 【請求項２８】 有声性判定手段を更に有し、この有声
    性判定手段の判定結果に応じて、固定波形がシフトされ
    た雑音符号ベクトルか入力パルス列ベクトル かのいずれ
    かを、雑音符号ベクトルとして出力することを特徴とす
    る請求項２７記載のＣＥＬＰ型音声符号化装置。
29. 【請求項２９】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、合成
    された信号と入力音声信号から求めたターゲット信号と
    の符号化歪みを計算する段階とを有し、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、 パルス列ベクトルを入力する段階と、予め作成された波形パターンを固定波形として供給する
    段階と、供給された 前記固定波形を前記パルス列ベクトルのパル
    ス位置と極性符号に従って配置し、これら配置された固
    定波形を加算し雑音符号ベクトルとして出力する段階と
    を有する音源ベクトル生成段階、により構成されること
    を特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化方法。
30. 【請求項３０】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、合成
    された信号と入力音声信号から求めたターゲット信号と
    の符号化歪みを計算する段階とを有し、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、 パルス列ベクトルを入力する段階と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数供給する段階と、 前記パルス列ベクトルの各パルスの位置と極性符号とに
    従って、前記固定波形を配置し、雑音符号ベクトルとし
    て出力する固定波形配置段階とを有し、 前記固定波形配置段階は、前記複数の固定波形のいずれ
    かを選択的に使用して生成された雑音符号ベクトルを出
    力する音源ベクトル生成段階、により構成されることを
    特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化方法。
31. 【請求項３１】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、合成
    された信号と入力音声信号から求めたターゲット信号と
    の符号化歪みを計算する段階とを有し、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、 パルス列ベクトルを入力する段階と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数供給する段階と、 前記複数の固定波形のいずれかを、前記パルス列ベクト
    ルの各パルスの位置と極性符号とに従ってサブフレーム
    単位で配置し、雑音符号ベクトルとして出力する固定波
    形配置段階とを有する音源ベクトル生成段階、により構
    成されることを特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化方法。
32. 【請求項３２】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込
    むことによって固定波形を配置させることを特徴とする
    請求項２９乃至請求項３１のいずれか記載のＣＥＬＰ型
    音声符号化方法。
33. 【請求項３３】 有声性判定段段階を更に有し、この有
    声性判定段階の判定結果に応じて、固定波形が配置され
    た雑音符号ベクトルか入力パルス列ベクトルかのいずれ
    かを、雑音符号ベクトルとして出力することを特徴とす
    る請求項３２記載のＣＥＬＰ型音声符号化方法。
34. 【請求項３４】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、合成
    された信号と入力音声信号から求めたターゲット信号と
    の符号化歪みを計算する段階とを有し、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、パルス列ベク
    トルを入力する段階と、予め作成された波形パターンを
    固定波形として供給する段階と、供給された 前記固定波形を前記パルス列ベクトルのパル
    ス位置と極性符号に従ってシフトし、これらシフトされ
    た固定波形を加算し雑音符号ベクトルとして出力する段
    階とを有する音源ベクトル生成段階、により構成される
    ことを特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化方法。
35. 【請求項３５】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、合成
    された信号と入力音声信号から求めたターゲット信号と
    の符号化歪みを計算する段階とを有し、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、 パルス列ベクトルを入力する段階と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数供給する段階と、 前記パルス列ベクトルの各パルスの位置と極性符号とに
    従って、前記固定波形をシフトし、雑音符号ベクトルと
    して出力する固定波形シフト段階とを有し、 前記固定波形シフト段階は、前記複数の固定波形のいず
    れかを選択的に使用して生成された雑音符号ベクトルを
    出力する音源ベクトル生成段階、により構成されること
    を特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化方法。
36. 【請求項３６】 適応符号ベクトルを生成する段階と、
    雑音符号ベクトルを生成する段階と、前記適応符号ベク
    トルと前記雑音符号ベクトルとを合成する段階と、合成
    された信号と入力音声信号から求めたターゲット信号と
    の符号化歪みを計算する段階とを有し、 前記雑音符号ベクトルを生成する段階は、 パルス列ベクトルを入力する段階と、 予め作成された複数の波形パターンを固定波形として複
    数供給する段階と、 前記複数の固定波形のいずれかを、前記パルス列ベクト
    ルの各パルスの位置と極性符号とに従ってサブフレーム
    単位でシフトし、雑音符号ベクトルとして出力する固定
    波形シフト段階とを有する音源ベクトル生成段階、によ
    り構成されることを特徴とするＣＥＬＰ型音声符号化方
    法。
37. 【請求項３７】 固定波形とパルス列ベクトルを畳み込
    むことによって固定波形をシフトさせることを特徴とす
    る請求項３４乃至請求項３６のいずれか記載のＣＥＬＰ
    型音声符号化方法。
38. 【請求項３８】 有声性判定段段階を更に有し、この有
    声性判定段階の判定結果に応じて、固定波形がシフトさ
    れた雑音符号ベクトルか入力パルス列ベクトルかのいず
    れかを、雑音符号ベクトルとして出力することを特徴と
    する請求項３７記載のＣＥＬＰ型音声符号化方法。
39. 【請求項３９】 有声性判定手段は、ピッチゲインを用
    いて有声性を判定することを特徴とする請求項２３又は
    請求項２８記載のＣＥＬＰ型音声符号化装置。
40. 【請求項４０】 有声性判定手段は、適応コードブック
    ゲインを用いて有声性を判定することを特徴とする請求
    項２３又は請求項２８記載のＣＥＬＰ型音声符号化装
    置。
41. 【請求項４１】 有声性判定手段は、ＬＴＰ（Long Ter
    m Prediction）ゲインを用いて有声性を判定することを
    特徴とする請求項２３又は請求項２８記載のＣＥＬＰ型
    音声符号化装置。
42. 【請求項４２】 有声性判定段階で、ピッチゲインを用
    いて有声性を判定することを特徴とする請求項３３又は
    請求項３８記載のＣＥＬＰ型音声符号化方法。
43. 【請求項４３】 有声性判定段階で、適応コードブック
    ゲインを用いて有声性を判定することを特徴とする請求
    項３３又は請求項３８記載のＣＥＬＰ型音声符号化方
    法。
44. 【請求項４４】 有声性判定段階で、ＬＴＰ（Long Ter
    m Prediction）ゲインを用いて有声性を判定することを
    特徴とする請求項３３又は請求項３８記載のＣＥＬＰ型
    音声符号化方法。