JP3479495B2

JP3479495B2 - 音響信号符号化方法、その装置、音響信号復号化方法、その装置及びそれらのプログラム記録媒体

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Publication number: JP3479495B2
Application number: JP2000136723A
Authority: JP
Inventors: 茂明佐々木; 一則間野; 伸二林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2003-12-15
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP2001027899A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、入力音響信号と
符号化による合成信号との誤差が最小になるように符号
を決定する音響信号符号化法により、少ない情報量で符
号化し、符号化情報を品質良く音響信号に復号化する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において音響信号を線形予測符号化
により低ビットレートに符号化する方法の典型としてＣ
ＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction：符号励振線
形予測）があげられる。この概略処理を図１に示す。入
力端子１１からの入力音響信号は５〜２０ｍｓ程度のフ
レーム毎に線形予測分析部１２で線形予測分析され、ｐ
次の線形予測係数α∧_i，i=1,…,pが求められる。この
線形予測係数α∧_iは量子化部１３で量子化され、得ら
れた量子化線形予測係数α_iは線形予測合成フィルタ１
４にフィルタ係数として設定される。合成フィルタ１４
の伝達関数は以下の式(1) で表わされる。

【０００３】

【数１】合成フィルタ１４の励振信号が適応符号帳１５に記憶さ
れ、制御部１６からの入力符号に応じたピッチ周期に基
づいて励振信号（ベクトル）が適応符号帳１５から切り
出され、その切り出しセグメント（ベクトル）をフレー
ム長になるまで繰り返し複製接続してピッチ成分ベクト
ルを生成する。そのピッチ成分ベクトルに対し利得符号
帳１７から選択された利得g₁が乗算器２２で乗算され、
加算器１８を通じて励振信号として合成フィルタ１４へ
供給される。減算部１９で入力音響信号から合成フィル
タ１４よりの合成信号が差し引かれ、誤差信号が生成さ
れる。その誤差信号は聴覚重み付けフィルタ２０で聴覚
特性のマスキング特性と対応した重み付けがなされ、制
御部１６によりこの重み付けされた誤差信号のエネルギ
ーが最小となるように適応符号帳１５の入力符号（つま
りピッチ周期）が探索される。その後、制御部１６によ
り固定符号帳２１から雑音ベクトルが順次取り出され、
その雑音ベクトルに対し利得符号帳１７から選択された
利得g₂が乗算器２３で乗算された後、先に選択した適応
符号帳１５からのピッチ成分ベクトルに加算器１８で加
算されて励振信号として合成フィルタ１４へ供給され、
先の場合と同様で聴覚重み付けフィルタ２０よりの聴覚
重み付き誤差信号のエネルギーが最小となる雑音ベクト
ルが選択される。最後に、前述と同様に聴覚重み付けフ
ィルタ２０の出力信号のエネルギーが最小となるよう
に、これら選択された適応符号帳１５及び固定符号帳２
１からのそれぞれの励振ベクトルに対して、利得符号帳
１７を探索して利得g₁, g₂が決められる。

【０００４】このＣＥＬＰ符号化に対する復号は図２に
示すように行われる。入力端子３１からの入力符号中の
線形予測係数符号が復号化部３２で復号化され、この復
号化により得られた量子化線形予測係数α_i は線形予測
合成フィルタ３３にフィルタ係数として設定される。入
力符号中のピッチ符号により適応符号帳３４から雑音ベ
クトルが切り出され、また固定符号帳符号により固定符
号帳３５から励振ベクトルが選択され、これら符号帳３
４，３５からの各励振ベクトルは利得符号帳３６から入
力符号中の利得符号に応じて選択された利得g₁, g₂が乗
算器５２，５３により乗算された後、加算器３７で加算
されて線形予測合成フィルタ３３に励振信号として与え
られる。合成フィルタ３３からの合成信号にポストフィ
ルタ３８で、量子化雑音が聴覚特性を考慮して小さくな
るように処理され、出力端子３９より復号音響信号とし
て出力される。

【０００５】上述したようにＣＥＬＰ等の時間領域にお
ける音響信号符号化において、従来の合成フィルタは、
音声のスペクトル包絡をモデル化できる１０〜２０次程
度の線形予測による自己回帰型線形フィルタもしくはそ
れと声帯音源をモデル化した周波数特性がピッチ周波数
間隔でピークを有するコムフィルタとの組み合わせで構
成されるため、周波数領域において定常的で多数かつ不
等間隔のピークを持つような楽音の微細スペクトル構造
を表現することはできない。この微細スペクトル構造を
合成フィルタに反映させる方法として、図１における線
形予測合成フィルタ１４の替わりに、例えば、ｐ次（例
えば１０乃至２０次程度）より十分高いｎ次の線形予測
合成フィルタと、ｐ次の線形予測合成フィルタとの縦続
接続フィルタを構成し、入力信号のｐ次の線形予測係数
分析により得た線形予測係数を上記ｐ次の予測合成フィ
ルタの係数として与え、合成信号を線形予測逆フィルタ
処理して得た残差信号を更にｎ次の線形予測分析して得
た線形予測係数を上記ｎ次の線形予測合成フィルタの係
数として与えることにより、入力信号のスペクトル概形
と微細構造を縦続接続合成フィルタで表現することがこ
の出願の発明者等による日本国特許出願公開9-258795号
及び文献"A 16 KBIT/S WIDEBAND CELP CODERWITH A HIG
H-ORDER BACKWARD PREDICTOR AND ITS FAST COEFFICIEN
T CALCULATION", IEEE, pp.107-108, 1997（以下文献１
と呼ぶ）に示されている。

【０００６】この方法によれば、図１の符号化装置にお
いて、線形予測合成フィルタ１４を比較的次数の低いｐ
次の線形予測合成フィルタ（従来音声符号化で一般的に
使用されている１０〜２０次程度の合成フィルタ、以下
低次合成フィルタと呼ぶ）とｐより十分大きいｎ次の線
形予測合成フィルタ（例えば１００次以上の合成フィル
タであり、以下高次合成フィルタと呼ぶ）の縦続接続で
構成し、前者で入力音響信号のスペクトル概形を規定
し、後者で合成音のスペクトルの、ｐ次係数では表現し
きれない微細構造を表現できるため、より品質の高い合
成音の符号化ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この方法によればスペ
クトル微細構造の概形の表現が可能となるため、例えば
楽音のような複数の音源を含み、複数のピッチが混在す
るスペクトル微細構造を有する信号に対する符号化を高
品質で行うことができる。しかしながら、高次の合成フ
ィルタを使用することは、長い分析窓内で入力信号サン
プルの平均的スペクトルを得ることを意味し、逆に短時
間でのスペクトル構造の変化、例えば音声のようなピッ
チの微細変動が隠れてしまう。そのため、人間の声帯振
動や楽音のアタック音のように時間的変動の激しい成分
を有する信号に適用した場合、エコー的なノイズによる
劣化がみられる。

【０００８】この出願の発明者らによる文献「残差信号
の高次後方予測を用いた広帯域ＣＥＬＰ符号化」(Wideb
and CELP Coding using Higher Order Backward Predic
tionof Residual), 電子情報通信学会、信学技報SP97-6
4,pp.51-56, 1997年11月（以下文献２）、には前記日本
特許出願公開及び文献１と同様に高次合成フィルタと低
次合成フィルタの縦続接続を合成フィルタとして使用す
る技術が示されており、更に、音声信号の符号化におけ
る品質劣化の問題に対しては、入力信号が楽音信号であ
るか音声信号であるかにより縦続接続合成フィルタと従
来の低次合成フィルタを切り替えて符号化を行うことに
より対処できると述べられている。しかしながら、どの
ようにして楽音信号と音声信号の判定をするのか示され
ていない。又、一般に、スペクトル構造の微細変動が多
い信号と、複数のピッチが混在する信号を判別する方法
は示されていない。

【０００９】また前記日本国特許出願公開には、図１に
おける適応符号帳１５の出力に利得を与えてｐ次線形予
測合成フィルタに励振信号として入力し、雑音符号帳の
出力に利得を与えて前述の縦続接続合成フィルタに励振
信号として入力し、これらの合成フィルタの出力を加算
して合成音を生成し、減算器１９に与える方法も示され
ている。しかしこの方法は入力音響信号が楽音信号の場
合には、縦続接続合成フィルタを単独で使用する場合に
比べて合成音品質が劣り、従って符号化品質が劣る。

【００１０】この発明は、線形予測を用いる時間領域の
音響信号符号化において、音声、楽音に関わらず高品質
な符号化を実現するために、符号化すべき信号の特性に
応じて、最適な合成フィルタを選択して用いる符号化、
復号化方法、及び装置、方法を実施するプログラム記録
媒体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明による符号化方
法及び装置においては、入力音響信号と合成音響信号の
少なくとも一方からｐ次の線形予測合成フィルタに対す
るｐ次の線形予測係数と、縦続接続合成フィルタを構成
する互いに縦続接続されたp'次とｎ次の線形予測合成フ
ィルタに対するp'次とｎ次の線形予測係数を決定し、p'
はｐと同程度の値であり、ｎはｐより大きい値であり、
入力音響信号から推定した合成音響信号を、上記ｐ次の
線形予測合成フィルタと逆特性の第１逆フィルタと、上
記縦続接続合成フィルタと逆特性の第２逆フィルタによ
りそれぞれ逆フィルタ処理して第１残差信号と第２残差
信号を、上記推定合成音響信号を出力したときの上記ｐ
次線形予測合成フィルタと上記縦続接続合成フィルタの
入力励振信号と推定し、これら第１及び第２残差信号か
ら上記ｐ次線形予測合成フィルタと上記縦続接続合成フ
ィルタのどちらがより高品質の符号化を与えるかを判定
し、符号帳手段から選択した励振ベクトルから励振信号
を生成し、その励振信号によりにより判定された合成フ
ィルタを駆動して合成音響信号を生成し、合成音響信号
の入力音響信号に対する誤差が最小となるよう符号帳手
段を探索し、符号化符号及び利得符号を決定する。

【００１２】上記の入力音響信号の符号化において、ｐ
次の線形予測係数は入力音響信号をｐ次の線形予測分析
して求め、p'次の線形予測係数は過去の合成音響信号を
p'次の線形予測分析して求め、ｎ次の線形予測係数は過
去の合成音響信号を逆フィルタ処理して得た残差信号
か、又は過去の励振信号をｎ次の線形予測分析して求め
る。ｐ＝p'とし、ｐ次の線形予測合成フィルタとp'次の
線形予測合成フィルタを同一のｐ次合成フィルタで兼用
する場合、入力音響信号又は過去の合成音響信号を線形
予測分析してｐ次線形予測係数を決定し、そのｐ次線形
予測係数を逆フィルタ処理して得た残差信号か、又は過
去の励振信号を線形予測分析してｎ次の線形予測係数を
決定する。

【００１３】この発明の復号化方法及び装置において
は、ｐ次の線形予測合成フィルタと、縦続接続合成フィ
ルタを構成するp'次とｎ次の線形予測合成フィルタに対
し、入力された符号を復号するか、過去の合成音響信号
を線形予測分析してｐ次の線形予測係数を求め、入力符
号を復号するか過去の合成音響信号線形予測分析してp'
次の線形予測係数を求め、入力符号を復号してｎ次の線
形予測係数を得るか過去の合成音響信号を逆フィルタ処
理して得た残差信号か又は過去の励振信号を線形予測分
析してｎ次の線形予測係数を求め、入力モード符号によ
り上記ｐ次の線形予測合成フィルタか上記縦続接続合成
フィルタを選択し、入力符号化符号に対応して符号帳手
段から選択した励振ベクトルにより励振信号を生成し、
その励振信号により上記選択した合成フィルタを駆動し
て合成音響信号を生成する。

【００１４】復号処理においても、ｐ＝p'とし、ｐ次の
線形予測合成フィルタとp'時の線形予測合成フィルタを
同一のｐ次合成フィルタで兼用してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の原理に基づく符号化装
置の基本構成と符号化方法を図３及び図５を参照して説
明する。この発明は、適応符号帳、固定符号帳及び利得
符号帳の符号を探索し、誤差が最小となる符号の組を決
める点は従来のＣＥＬＰと同様である。図３に示すよう
に、この発明による符号化装置は、符号帳から励振ベク
トルを選択して励振信号を生成する励振信号生成部１０
０と、低次合成フィルタと縦続接続合成フィルタを有
し、一方が選択されて励振信号により駆動され、合成音
響信号を出力する合成フィルタ部２００と、合成フィル
タ部２００のフィルタ係数を決定する係数決定部３００
と、入力音響信号に応じて合成フィルタ部２００内のど
ちらの合成フィルタを使用すべきかを判定するモード判
定部４１と、入力音響信号と合成音響信号の誤差を生成
する減算器１９と、励振信号生成部１００における符号
帳の探索をし、誤差が最小となる励振ベクトルを与える
符号を選択する制御部１６とを含む。

【００１６】励振信号生成部１００は図１における符号
帳１５，２１，１７と、乗算器２２，２３と、加算器１
８を含んでいる。係数決定部３００は図１における線形
予測分析部１２及び量子化部１３を含んでいる。合成フ
ィルタ部２００は、例えば図４Ａに示すように低次（ｐ
次）の線形予測合成フィルタ１４と縦続接続合成フィル
タ２９とをモード判定部４１からの選択指令によりスイ
ッチＳＷで選択する構成とされている。縦続接続合成フ
ィルタ２９は低次（p'次）合成フィルタ２９Ａと高次
（ｎ次）合成フィルタ２９Ｂとの縦続接続で構成されて
いる。ｐはp'と等しいか同程度の値であり、ｎはｐより
十分大きい値である。

【００１７】縦続接続される高次と低次の合成フィルタ
の順番は逆でもよい。あるいは図４Ｂに示すように縦続
接続された低次の合成フィルタ２９Ａと高次の合成フィ
ルタ２９Ｂから成る縦続接続合成フィルタ２９の出力
と、低次合成フィルタ２９Ａの出力をスイッチＳＷで選
択する構成でもよい。あるいは図４Ｃに示すように、励
振信号をスイッチＳＷにより縦続接続合成フィルタ２９
に入力するか、低次合成フィルタ２９Ａに入力するかを
切り替える構成としてもよい。

【００１８】このように、低次（p'次）合成フィルタ２
９Ａと高次（ｎ次）合成フィルタ２９Ｂを縦続接続で使
用する理由は以下の党利である。例えば(n+p')次の線形
予測分析を入力音響信号に対して行なった場合、パワー
の大きいスペクトル成分の近傍については詳細なスペク
トル構造を表現できるが、パワーの小さいスペクトル領
域では微細なスペクトル構造を表現できない。これに対
し、低次と高次の縦続接続合成フィルタを構成した場
合、パワーの大きいスペクトル成分近傍も、パワーの小
さいスペクトル成分近傍も、スペクトルの微細構造を表
現することができる利点がある。

【００１９】この発明の特徴とするところは、モード判
定部４１において入力音響信号に対し、合成フィルタ部
２００内の低次合成フィルタ１４（又は２９Ａ）と高次
合成フィルタ２９Ｂのどちらを使用した場合に、より高
品質な符号化が得られるかを判定し、その判定結果に従
って合成フィルタ部２０での合成フィルタの選択を行な
うことである。図５は図３の符号化装置による符号化処
理手順の例を示す。ステップＳ１：入力音響信号に対し、モード判定部４１
で合成フィルタ部２００の出力である合成音響信号を推
定する。最も簡単な場合は、合成音響信号は入力音響信
号とほぼ等しいと推定する。後述の実施例で説明するよ
うに、聴覚重み付けフィルタを使用する場合は、そのフ
ィルタ特性を考慮した推定合成音響信号を求めてもよ
い。ステップS２：係数決定部３００は入力音響信号及び／
又は過去の合成音響信号を線形予測分析して合成フィル
タ部２００内の低次合成フィルタ１４（２９ａ）及び高
次合成フィルタ２９ｂの係数を決定する。例えば、低次
合成フィルタ１４（２９ａ）の係数は入力音響信号又は
合成音響信号を線形予測分析して求め、高次合成フィル
タ２９ｂの係数は過去の合成音響信号から推定した励振
信号又は過去の励振信号を線形予測分析して求める。ステップS３：モード判定部４１は係数が決定された低
次合成フィルタ１４及び縦続合成フィルタ２９の逆フィ
ルタにより推定合成音響信号を逆フィルタ処理して得た
残差信号e₁, e₂をそれぞれ低次合成フィルタ１４及び縦
続接続合成フィルタ２９の入力励振信号と推定する。ステップＳ４：推定励振信号のパワーが小さいほど、符
号化品質は高いので、両推定励振信号のパワーを比較す
る。ステップＳ５：|e₁|²が|e₂|²より小さければ低次合成フ
ィルタ１４を選択するようスイッチＳＷを制御する。ステップＳ６：|e₁|²が|e₂|²より小さくなければ高次フ
ィルタ２９を選択するようスイッチＳＷを制御する。ステップＳ７：制御部１６は選択された合成フィルタに
より生成された合成音響信号の入力音響信号に対する誤
差信号（減算器１９の出力）が最小となるよう励振信号
生成部１００内の符号帳の符号を探索することにより励
振信号を符号化する。

【００２０】図６はこの発明による復号化装置の機能構
成ブロック図を示す。復号化装置は励振信号生成部３０
０と、合成フィルタ部５００と、係数設定部３２０と、
モード選択部５１とを含んでいる。励振信号生成部３０
０は図２における符号帳３４，３５，３６、乗算器５
２，５３及び加算器３７を含んでおり、図２の場合と同
様に入力された符号化符号に対応するピッチ成分ベクト
ルと雑音ベクトルに復号した利得を乗算して加算し励振
信号を生成し、合成フィルタ部５００に与える。合成フ
ィルタ部５００は図３の符号化装置における合成フィル
タ２００の構成に対応し、従って例えば図４Ｂ又は４Ｃ
と同様に低次合成フィルタと高次合成フィルタにより構
成されている。

【００２１】係数決定部３２０は入力された符号化符号
を復号して得た線形予測係数を合成フィルタ部５００内
の低次及び／又は高次合成フィルタに設定していもよい
し、過去の合成音響信号から線形予測分析により係数を
決めて低次及び／又は高次合成フィルタに設定してもよ
い。モード選択部５１は入力されたモード符号に従って
合成フィルタ部５００内の低次合成フィルタと縦続接続
合成フィルタのいずれかを選択するようにスイッチＳＷ
３を制御し、選択した合成フィルタの合成音響信号を出
力する。

【００２２】図７はこの発明による復号化処理手順を示
す。ステップＳ１：符号化符号が入力されると、励振信号生
成部で符号化符号に対応する励振ベクトルと利得ベクト
ルを符号帳から選択し、図２の場合と同様に励振信号を
生成する。ステップＳ２：係数設定部３２０は入力された符号化符
号を復号して線形予測係数を得、及び／又は過去の合成
音響信号を線形予測分析及び／又は逆フィルタ処理して
低次及び／高次フィルタ係数を得て、合成フィルタ部５
００の低次合成フィルタ及び縦続接続合成フィルタに設
定する。ステップＳ３：モード選択部５１は入力されたモード符
号に従って合成フィルタ部５００内のスイッチを制御
し、低次合成フィルタ又は縦続接続合成フィルタを選択
する。ステップＳ４：励振信号生成部３００からの励振信号に
より合成フィルタ部５００の選択した合成フィルタを駆
動して合成音響信号を生成する。

【００２３】図８にこの発明の符号化装置の実施例にお
ける機能構成を示す。この実施例は図１に示した従来の
符号化方式における線形予測合成フィルタ１４に対し更
に前述した日本国特許出願公開及び文献１で示されてい
ると同様の高次と低次線形予測合成フィルタ２９b, ２
９a の縦続接続合成フィルタ２９を併設する。まず入力
端子１１からの現フレームの入力音響信号を線形予測分
析部１２で線形予測分析してｐ次の線形予測係数α
∧_i，i=1,…,pを求める。この線形予測係数α∧_iは量子
化部１３で量子化され、この量子化線形予測係数α_i，
i=1,…,pはフィルタ係数として、伝達関数が前記式(1)
で表されるｐ次線形予測合成フィルタ１４に設定され
る。この合成フィルタ１４は図１中の合成フィルタ１４
と同じものを用いることができ、その予測次数ｐは１０
から２０程度とする。次に合成信号バッファ２５からの
過去（直前の１乃至数フレーム）の合成信号を線形予測
分析手段２６で線形予測分析してp'次の線形予測係数
α'_k， k=1,…,p'を求める。p'はｐと等しくてもよい
し、多少異なっていてもよい。線形予測分析を行う際、
分析対象の信号系列にかける窓は、非対称窓もしくはハ
ミング窓等の対称窓のどちらを用いてもよい。次にこの
線形予測係数α'_kをフィルタ係数として、伝達特性が次
式

【００２４】

【数２】で表わされるp'次線形予測逆フィルタ２７で、合成信号
バッファ２５に得られている直前の１つ又は複数のフレ
ームの合成信号に対し逆フィルタ処理を行い、予測残差
信号を求める。この時、α'_kの代わりにα_iを用いても
よい。次に、得られた過去の合成信号の予測残差信号を
線形予測分析部２８で線形予測分析してｎ次の線形予測
係数β_j，j=1,…,nを求める。線形予測分析部２６によ
るp'次の線形予測で予測しきれない高次の相関を、ｎ次
の線形予測によって表わすため、ｎはp'又はｐの少なく
とも２倍よりも大であることが望ましい。例えば符号化
対象が楽音信号である場合、１００次以上の予測が必要
な場合がある。次に得られた係数α'_k、β_jを用いて、
伝達特性がそれぞれ次式

【００２５】

【数３】で表わされるp'次の合成フィルタ２９ａ（低次合成フィ
ルタ）及びｎ次の合成フィルタ２９ｂ（高次合成フィル
タ）を構成し、これらを縦続に接続し、次式

【００２６】

【数４】で表される伝達特性の縦続接続合成フィルタ２９が構成
される。この時、上記の式(2) で表される逆フィルタリ
ングの過程と同様に、α'_kの代わりにα_iを用いること
ができる。加算器１８よりの励振信号は合成フィルタ１
４と２９へ供給される。入力端子１１に与えられた現フ
レームの入力音響信号から図９を参照して後述するこの
発明によるモード判別器４１により、合成フィルタ１４
と縦続接続合成フィルタ２９のどちらが選択されるべき
かが判定され、その判定結果によりスイッチＳＷを切り
替え、スイッチＳＷにより選択された合成フィルタ１４
又は２９の出力側が減算器１９に接続される。

【００２７】このようにして符号化された結果として
は、適応符号帳１５の選択符号（ピッチ符号）と、固定
符号帳２１の選択符号と、利得符号帳１７での付与利得
符号と、量子化部１３での線形予測係数符号と、モード
判別器４１での選択したモード符号とが出力される。な
おスイッチＳＷは入力音響信号に対し、高品質な符号化
を与える合成フィルタ１４又は２９を選択することを単
に象徴的に示しているだけであり、実際の処理において
は、最適符号が決定されると、その励振信号によりその
時選択された合成フィルタ、例えば１４を駆動し、その
内部状態を確定し、その合成信号を、選択されていない
方の合成フィルタ、例えば２９にその出力側からに逆に
通して（逆フィルタ処理して）、そのフィルタ２９の内
部状態を確定する。このときは、スイッチＳＷは線形予
測合成フィルタ１４の出力側を縦続接続合成フィルタ２
９の出力側に接続する。これにより両合成フィルタ１
４，２９の内部状態が更新される。合成フィルタ２９が
選択された場合についても同様に両合成フィルタ１４、
２９の更新が行なわれる。符号帳１５、２１，１７の符
号探索時は、選択した合成フィルタ１４又は２９のみを
動作させる。

【００２８】図８の実施例において、スイッチＳＷを減
算器１９の入力側に設けた場合を示したが、加算器１８
の出力側に設けてもよい。また、聴覚重み付けフィルタ
２０を減算器１９の出力側に設ける代わりに、図８中に
破線ブロックで示すように減算器１９の２つの入力側に
それぞれ聴覚重み付けフィルタ２０₁ ，２０₂ を設け、
入力音響信号及び合成信号にそれぞれ聴覚重み付けして
減算器１９に入力してもよい。

【００２９】次に、この発明によるモード判定器４１の
動作原理を説明する。図８において、線形予測合成フィ
ルタ１４に与えられる線形予測係数α_i は、入力された
励振信号に対し、入力音響信号のスペクトル概形を与え
る。この線形予測係数αを仮に線形予測合成フィルタ１
４と逆特性の逆フィルタに設定し、合成音響信号に対し
逆フィルタリング処理したとすると、その合成音響信号
のスペクトル概形が平坦化された残差信号が得られる。
この残差信号は、合成音響信号を生成した合成フィルタ
１４の入力励振信号を表しており、この励振信号のパワ
ーが小さいほど、線形予測合成フィルタ１４に設定され
た線形予測係数α_i での入力音響信号に対する符号化利
得が大きいことを意味し、これは、より高品質での符号
化が行われることを意味する。縦続接続方合成フィルタ
２９についても同様である。

【００３０】そこで、この発明では、現フレームで合成
フィルタ１４，２９に与えた線形予測係数と前フレーム
で更新されたその内部状態をそれぞれモード判定器４１
内に設けた２つの逆フィルタに設定し、入力音響信号か
ら推定した合成音信号をそれぞれの合成フィルタ１４、
２９に対応する逆フィルタ処理して得られる残差信号を
合成フィルタ１４、２９の推定入力励振信号として求
め、それらの残差信号のパワーを比較してどちらの合成
フィルタを使用したほうが高品質な符号化ができるかを
判定する。

【００３１】注意すべき点は、この発明では入力音響信
号が楽音信号であるか音声信号であるかを判定するので
はなく、あくまで、各入力信号フレームに対し縦続接続
合成フィルタ２９と低次の合成フィルタ１４のどちらを
使用した方が高品質の符号化ができるかを判定している
ことである。その判定結果により低次合成フィルタ１４
が選択された場合に入力信号フレームが音声信号である
頻度が高く、縦続接続合成フィルタ２９が選択された場
合に入力信号フレームが楽音信号である頻度が高いが、
入力音響信号フレームが音声信号フレームの場合に縦続
接続合成フィルタ２９が選択されることも、又逆に楽音
信号フレームの場合に低次合成フィルタ１４が選択され
ることも起こりえる。又、この発明では、入力音響信号
が楽音信号、音声信号に限るものでなく、任意の音響信
号に対し、その符号化がより高品質で符号化されるよう
合成フィルタの選択が行われる。

【００３２】図９に図８中のモード判別器４１の具体的
構成例を示す。図９に示す実施例のモード判定器４１は
線形予測合成フィルタ（低次合成フィルタ）１４と逆特
性の線形予測逆フィルタ４１Ａと、縦続接続合成フィル
タ２９と逆特性の線形予測逆フィルタ４１Ｂと、これら
逆フィルタ４１Ａ，４１Ｂの出力残差信号e₁, e₂が与え
られ、合成フィルタ１４，２９のどちらが入力信号に対
し高品質の符号化が得られるかを判定する比較器４１Ｃ
を有し、判定結果によりスイッチＳＷを制御する比較器
４１Ｃとから構成されている。この符号化品質は、それ
ぞれの合成フィルタ１４，２９を使用して現フレームに
ついて符号化をしなくても入力音響信号から推定するこ
とができるので、入力音響信号に対し現フレームで係数
が決定された低次合成フィルタ１４を使用した場合の符
号化品質と、現フレームで係数が決定された縦続接続フ
ィルタ２９を使用した場合の符号化品質とを比較する。
品質の基準としては、前述のようにそれぞれの合成フィ
ルタ１４、２９の逆特性を有する逆フィルタ４１Ａ，４
１Ｂにより推定合成信号を逆フィルタ処理して得た残差
信号（合成フィルタ４１、２９の推定入力励振信号に対
応）e₁, e₂のパワーを比較して判定する。以下にその具
体的な構成例を説明する。

【００３３】入力端子１１からの入力音響信号と、現フ
レームで合成フィルタ１４で用いられるｐ次のフィルタ
係数α_i及び現フレーム処理開始時のフィルタ１４の内
部状態（前フレームの処理で更新された内部状態）と、
縦続接続合成フィルタ２９で用いられるp'次のフィルタ
係数α'_k(k=1,2,...,p')、ｎ次のフィルタ係数β_j(j=
1,2,...,n)及び現フレーム処理開始時の合成フィルタ２
９の内部状態とがモード判別器４１に入力される。図９
の実施例では、減算器１９の出力誤差信号が０であると
仮定し、即ち入力音響信号が合成信号と等しいと仮定
し、入力音響信号を推定合成信号として使用する。線形
予測逆フィルタ４１Ａは線形予測合成フィルタ１４のフ
ィルタ係数α_iをフィルタ係数とする次式

【００３４】

【数５】で表わされる伝達特性を有している。この逆フィルタ４
１Ａにより現フレームの推定合成信号（入力音響信号）
に対して逆フィルタ処理を行い、残差信号ｅ₁ を得る。
この逆フィルタ処理の際、逆フィルタ４１Ａのフィルタ
内部状態には前フレームで線形予測合成フィルタ１４に
おいて処理を行なったときのフィルタ内部状態が初期状
態として設定される。

【００３５】線形予測逆フィルタ４１Ｂは、線形予測合
成フィルタ２９ａ及び２９ｂのフィルタ係数α'_k及びβ
_jをフィルタ係数とする次式

【００３６】

【数６】で表わされる伝達特性を有している。この逆フィルタ４
１Ｂにより現フレームの推定合成信号（入力音響信号）
に対して逆フィルタ処理を行い、残差信号ｅ₂ を得る。
このフィルタ処理の際、線形予測逆フィルタ４１Ｂのフ
ィルタの内部状態には前フレームで縦続接続合成フィル
タ２９により処理を行なったときのフィルタ内部状態が
初期状態として設定される。

【００３７】比較器４１Ｃは、得られた残差信号e₁及び
e₂について、それぞれのパワー‖e₁‖²と‖e₂‖²を比較
し、パワーが小さい残差信号を出力した逆フィルタ４１
Ａ又は４１Ｂの係数をフィルタ係数として有する合成フ
ィルタ１４又は２９を選択するようにスイッチＳＷを切
り替える。なお、逆フィルタ４１Ａ，４１Ｂの各内部状
態の初期状態を前述のように設定することにより、符号
化系における入力音響信号に対し理想的な励振信号と対
応する残差信号e₁，e₂が得られる。

【００３８】このパワーの比較に際し、‖W₁e₁‖²及び
‖W₂e₂‖²のように可変の重み係数W₁, W₂を適応的につ
けることで、より適切なフィルタを選択することが可能
であり、また、選択フレーム毎にフィルタが頻繁に切り
替わることによる不連続感を防ぐことができる。例え
ば、あるフレームでe₁＜e₂となりフィルタ１４が選択さ
れると、０＜W₁＜１なるW₁をe₁に掛算し、又は／及びW₂
＞１なるW₂をe₂に掛算し、その後‖W₁e₁‖²＞‖W₂e₂‖²
となりフィルタ２９が選択されると、W₁をW₁＞１、W₂を
０＜W₂＜１とする。

【００３９】図９のモード判定器４１では、図８におけ
る減算器１９の出力誤差信号がほぼ零であると仮定し、
端子１１への入力音響信号を推定合成信号として使い合
成フィルタ１４、２９の逆特性を有する逆フィルタ４１
Ａ，４１ｂにより処理して合成フィルタ１４、２９の推
定入力励振信号に対応する残差信号e₁, e₂を求める場合
を示した。しかしながら、図８の符号化装置における符
号化系は聴覚重み付けした誤差信号に基づいて符号帳１
４２１、１７の探索を制御している。従って、モード判
別器４１においても、聴覚重み付けされた入力音響信号
が再現されるような理想的な励振信号ｅ₁ ，ｅ₂ を作成
して判定するのが好ましい。図１０は図８の聴覚重み付
けフィルタ２０の出力信号レベルがほぼゼロとなると仮
定することにより聴覚重み付けフィルタ２０の作用も考
慮して合成信号推定し、その推定合成信号を逆フィルタ
４１Ａ，４１Ｂで逆フィルタ処理して残差信号を求める
場合のモード判定器４１の構成を示す。図１０のモード
判定器４１では、聴覚重み付け逆フィルタ４１Ｅが設け
られ、次式

【００４０】

【数７】で表される伝達特性を有する聴覚重み付けフィルタ２０
の係数ω_1,i, ω_2,iが設定されると共に、誤差信号バッ
ファ４１Ｇに保持されている前フレームでの減算器１９
の出力を聴覚重み付けフィルタ４１Ｆにより処理し、そ
のときの聴覚重み付けフィルタ４１Ｆの内部状態を逆フ
ィルタ４１Ｅに初期状態として設定する。聴覚重み付け
逆フィルタ４１Ｅは、設定されたフィルタ係数ω、ωに
より次式

【００４１】

【数８】で表される、式(8) とは逆特性の伝達特性を有し、その
逆フィルタ４１Ｅに"0"を入力して逆処理を行うことで
フィルタ２０の入力（即ち減算器１９の出力誤差信号）
を推定し、その推定誤差信号を端子１１からの入力音響
信号から減算器４１Ｈにより減算して減算器１９への合
成信号を推定する。この推定合成信号を合成フィルタ１
４、２９の逆特性を有する逆フィルタ４１Ａ，４１Ｂに
入力してそれぞれ残差信号e₁, e₂を得ることは図９の場
合と同様である。

【００４２】聴覚重みを考慮した図９及び１０のモード
判定器４１は何れも図８の実施例における聴覚重み付け
フィルタを減算器１９の出力側のフィルタ２０として設
けた場合でも、減算器１９の入力側のフィルタ２０₁，
２０₂として設けた場合でも適用でき、このことは以下
に説明するすべての実施例にも適用できる。図８の実施
例では、減算器１９の出力誤差信号に対し聴覚重み付け
フィルタ２０により聴覚重み付けを行なってから重み付
け誤差信号のパワーが最小となるように符号帳１５，２
１，１７の探索を行なうが、これは図８に破線ブロック
で示したように、減算器１９の２つの入力側にそれぞれ
聴覚重み付けフィルタ２０₁, ２０₂ を挿入したことと
等価である。即ち、端子１１からの入力音響信号と合成
フィルタ１４又は２９からの合成音信号にそれぞれ聴覚
重み付けをしてから減算器１９に与えても同じである。
この点に着目した場合のモード判定器４１の構成例を図
１１に示す。この例では、それぞれ聴覚重み付けされた
と仮定した入力音響信号と合成信号の誤差信号を求め、
その誤差信号パワーが"0" になったと仮定して合成信号
を推定する。

【００４３】図１１のモード判定器４１は入力音響信号
に聴覚重み付け処理する聴覚重み付けフィルタ４１Ｄ
と、聴覚重み付け入力音響信号から逆処理により合成信
号を推定する聴覚重み付け逆フィルタ４１Ｅと、聴覚重
み付け逆フィルタ４１Ｅに初期内部状態を設定するため
の聴覚重み付けフィルタ４１Ｆが設けられ、聴覚重み付
け逆フィルタ４１Ｅにより生成された推定合成信号を図
９と同様に逆フィルタ４１Ａと４１Ｂに与えて残差信号
を得る構成とされている。

【００４４】聴覚重み付けフィルタ２０で用いられるｑ
次のフィルタ係数ω_1,i及びω_2,iは聴覚重み付けフィ
ルタ４１Ｄ、４１Ｆ及び聴覚重み付け逆フィルタ４１Ｅ
にフィルタ係数として与えられる。図９の場合と同様
に、合成フィルタ１４で用いられるｐ次のフィルタ係数
α_i及び現フレーム開始時のフィルタ１４の内部状態が
線形予測逆フィルタ４１Ａに設定され、縦続接続合成フ
ィルタ２９で用いられるp'次のフィルタ係数α'_kとｎ次
のフィルタ係数β_j及び現フレーム開始時のフィルタ２
９の内部状態が線形予測逆フィルタ４１Ｂに設定され
る。聴覚重み付けフィルタ４１Ｄは仮想的に挿入された
聴覚重み付けフィルタ２０₁ に対応して設けられ、設定
されたフィルタ係数ω_1,i及びω_2,iにより式(8) で表
わされる伝達特性を有し、このフィルタにより入力音響
信号に対して聴覚重み付け処理を行う。このフィルタ処
理により仮想的に挿入された聴覚重み付けフィルタ２０
₁ の出力である聴覚重み付け入力音響信号を推定してい
る。聴覚重み付けフィルタ４１Ｆも式(8) で表される伝
達特性を有している。

【００４５】聴覚重み付け逆フィルタ４１Ｅは設定され
たフィルタ係数ω_1,i及びω_2,iにより式(9) で表わさ
れる伝達特性を有し、この逆フィルタ４１Ｅにより聴覚
重み付き入力音響信号に対して逆フィルタ処理を行い、
仮想的に挿入された聴覚重み付きフィルタ２０₂ の入力
側の推定合成信号を生成する。ただし、この逆フィルタ
処理の際、逆フィルタ４１Ｅの内部状態には、合成信号
バッファ２５からの現フレーム直前までの１つ又は複数
のフレームの合成信号を聴覚重み付けフィルタ４１Ｆで
フィルタ処理した際のフィルタ内部状態が設定されてい
る。得られた推定合成信号を逆フィルタ４１Ａ，４１Ｂ
でそれぞれ逆フィルタ処理して残差信号ｅ₁ 及びｅ₂ を
得、図９の場合と同様の基準で合成フィルタを選択す
る。

【００４６】なお、図１１では図８における聴覚重み付
けフィルタ２０を仮想的に減算器１９の入力側に設けた
と考えて推定合成信号を生成することを説明したが、図
８の構成において聴覚重み付けフィルタ２０₂ を実際に
破線ブロックで示す聴覚重み付けフィルタ２０₁, ２０₂
で置き換えた場合でも図１１のモード判定器４１を使用
できる。ただしその場合、聴覚重み付けフィルタ４１Ｄ
には入力音響信号に対する聴覚重み付けフィルタ２０₁
のフィルタ係数と内部状態が設定され、聴覚重み付け逆
フィルタ４１Ｅには、合成信号に対する聴覚重み付けフ
ィルタ２０₂ のフィルタ係数と内部状態が設定されるこ
とになるので、聴覚重み付けフィルタ４１Ｆは不用とな
る。更に、聴覚重み付けフィルタ２０₁ をモード判定器
４１より入力端子１１側に挿入すれば、その聴覚重み付
けフィルタ２０₁ の出力を聴覚重み付け逆フィルタ４１
Ｅに入力すればよいので、聴覚重み付けフィルタ４１Ｄ
も不要となる。

【００４７】図１２にこの発明の符号化装置の他の実施
例を示す。図８に示した実施例とは、ｎ次の線形予測係
数β_jを求める過程において、励振信号バッファ４２か
らの過去の励振信号に対して線形予測分析部４３でｎ次
の線形予測を行いβ_jを求める点が異なる。バッファ２
５，４２への各信号の格納は、各符号帳１４２１からの
選択符号と乗算器２２，２３に与える利得g₁, g₂が確定
した時に行われる。励振信号バッファ４２には線形予測
合成フィルタ１４が選択された時は、加算器１８の出力
信号が格納され、縦続接続合成フィルタ２９が選択され
た時はｎ次合成フィルタ２９ｂの出力信号が格納され
る。モード判定器４１としては、図９、１０又は１１に
示したいずれのものを使用してもよい。

【００４８】図８及び１２で示したようにこの発明の符
号化装置によれば、入力音響信号の時間波形の変動が図
１３に示すように大きい信号（例えばカスタネット音）
や、入力音響信号の周波数特性が図１４に示すような音
声に特徴的な単一ピッチ周波数の高調波で構成され、か
つそのピッチ周期が短時間に変動する場合には、スペク
トル包絡を表現する低次の合成フィルタ１４が合成フィ
ルタとして選択され、また、入力信号の周波数特性が図
１５に示すような楽音に特徴的な不等間隔に複数の鋭い
ピークで構成される場合には、スペクトル包絡とスペク
トル微細構造を表現できる縦続接続フィルタ２９が合成
フィルタとして選択されることで、最適な符号化が実現
される。

【００４９】なお聴覚重み付けフィルタとしては式(8)
で示す上述した自己回帰移動平均型のものに限るもので
ない。図１６は、図８及び１２の実施例においてモード
判別器４１で選択された合成フィルタ１４又は２９と対
応して適応符号帳１５Ａと１５Ｂ、固定符号帳２１Ａと
２１Ｂ、利得符号帳１７Ａと１７Ｂとをそれぞれスイッ
チSW21，SW22，SW23により切り替えて用いる構成の関連
する部分のみを示す。このように構成することにより、
入力音響信号の特性に応じて合成フィルタ１４，２９を
選択するだけでなく、入力音響信号の特性に応じた符号
帳１５Ａ，１５Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，１７Ａ，１７Ｂを
用意することが可能になる。つまり適応符号帳１５Ａの
更新は、フィルタ１４が選択されている時は、そのフィ
ルタ１４の入力励振信号を適応符号帳１５Ａに入力し、
フィルタ２９が選択されている時は、フィルタ２９中の
p'次の合成フィルタ２９ａの入力励振信号を適応符号帳
１５Ａに入力して行なわれる。適応符号帳１５Ｂの更新
は、フィルタ２９が選択されている時は、フィルタ２９
の入力励振信号を適応符号帳１５Ｂに入力し、フィルタ
１４が選択されている時は、フィルタ１４の入力励振信
号をｎ次の線形予測逆フィルタ５４を通して適応符号帳
１５Ｂに入力して行なわれる。

【００５０】学習により符号帳を作成するような場合
は、固定符号帳２１Ａは、合成フィルタ１４を使用し学
習データを用いて予め作成し、固定符号帳２１Ｂは合成
フィルタ２９を利用し学習データを用いて予め作成す
る。利得符号帳１７Ａは固定符号帳２１Ａを作成する時
に同時に作成し、利得符号帳１７Ｂは固定符号帳２１Ｂ
を作成する時に同時に作成する。先に述べたようにｐ次
の合成フィルタ１４とp'次の合成フィルタ２９ａとは兼
用することができる。前者の合成フィルタ１４で後者の
合成フィルタ２９ａを兼用した例を図１７に図８と対応
する部分に同一符号を付けて示す。この実施例ではスイ
ッチＳＷにより加算器１８の出力側とｎ次合成フィルタ
２９ｂの出力側が切替えられてｐ次合成フィルタ１４の
入力側に接続される。また線形予測逆フィルタ２７では
量子化部１３で量子化されたｐ次の線形予測係数α_i が
設定され、入力端子１１からの入力音響信号が線形予測
逆フィルタ処理される。この際、逆フィルタ２７の入力
音響信号は破線ブロック５６で示すバッファを設け、数
フレーム分処理するようにしてもよい。またこの場合は
線形予測分析部２８の分析結果のｎ次の線形予測係数β
が量子化部５５で量子化され、その量子化線形予測係数
β_j がｎ次フィルタ２９ｂに設定され、またこのｎ次の
量子化線形予測係数β _j を示す符号が符号化出力に加え
られる。

【００５１】図１８に図１２の実施例において、ｐ次合
成フィルタ１４でp'次合成フィルタ２９ａを兼用した例
を、図１２と対応する部分に同一番号を付けて示す。ｐ
次合成フィルタ１４とｎ次合成フィルタ２９ｂとスイッ
チＳＷとの接続関係は図１７の実施例と同一である。励
振バッファ４２への入力はスイッチＳＷの出力信号とす
る。図１９にp'次合成フィルタ２９ａでｐ次合成フィル
タ１４を兼用する例を、図１の実施例に適用した場合を
示す。図１７に示した実施例におけるｐ次合成フィルタ
１４の代りにp'次合成フィルタ２９ａが設けられ、図８
と同様に、合成信号を線形予測分析部２６で線形予測分
析して、そのp'次の線形予測係数がp'次合成フィルタ２
９ａに設定され、図８中の線形予測分析部１２、量子化
部１３、線形予測合成フィルタ１４が省略される。この
場合は、線形予測係数符号α_i のは出力されない。

【００５２】図１２の実施例においても、図１９と同様
にｐ次合成フィルタ１４をp'次合成フィルタ２９ａで兼
用させることができ、その構成を図２０に示す。p'次合
成フィルタ２９ａ、ｎ次合成フィルタ２９ｂ、スイッチ
ＳＷの接続関係は図１９の場合と同様になり、線形予測
逆フィルタ２７が省略され、線形予測分析部４３にスイ
ッチＳＷの出力信号が必要に応じて励振信号バッファ４
２を介して入力されることになることは容易に理解され
よう。この場合、線形予測係数符号の送出は不要であ
る。

【００５３】図１７乃至図２０に示したｐ次合成フィル
タ１４とp'次合成フィルタ２９ａを兼用した場合のモー
ド判別器４１としては図２１に示すように、用いるｐ次
（又はp'次）合成フィルタ１４（又は２９ａ）のフィル
タ係数α_i （又はα'_k）と、フィルタ内部状態が設定さ
れた線形予測逆フィルタ４１Ａを用いて入力音響信号に
線形予測逆フィルタ処理を施し、その予測残差信号（p'
次合成フィルタ２９Ａの推定入力励振信号に対応）ｅ₁
を線形予測逆フィルタ４１Ｂに入力し、逆フィルタ４１
Ｂには、ｎ次合成フィルタ２９ｂのフィルタ係数と内部
状態をが設定されており、線形予測逆フィルタ処理を行
い、それにより得られた予測残差（ｎ次合成フィルタ２
９の推定入力励振信号に対応）ｅ₂ と、前記ｅ₁ とを比
較器４１Ｃで比較する。

【００５４】次にこの発明の音響信号復号化方法、装置
の実施例を説明する。図２２は図８の符号化装置と対応
する復号化装置であって従来の復号化装置を示した図２
と対応する部分には同一番号を付けてある。この実施例
では、ｐ次の線形予測合成フィルタ３３の他に、p'次の
線形予測合成フィルタ５９ａとｎ次の線形予測合成フィ
ルタ５９ｂとを縦続接続した縦続接続合成フィルタ５９
が設けられ、これら合成フィルタ３３と５９は加算器３
７からの励振信号により駆動される。入力されたモード
符号に応じてモード選択部５１によりスイッチＳＷ３が
制御され、合成フィルタ３３又は合成フィルタ５９の何
れかの出力が取出され、合成信号としてポストフィルタ
３８へ供給される。

【００５５】入力された線形予測係数符号が復号化部３
２で復号され、その復号されたｐ次の線形予測係数α_i
によりｐ次合成フィルタ３３のフィルタ係数が設定され
る。合成信号バッファ５４、線形予測分析部５５、線形
予測逆フィルタ５６及び線形予測分析部５７の動作は図
８の符号化装置における合成信号バッファ２５、線形予
測分析部２６、線形予測逆フィルタ２７及び線形予測分
析部２８の動作と同様である。スイッチＳＷ３から取出
された合成信号は合成信号バッファ５４に格納され、更
に線形予測分析部５５で線形予測分析され、これにより
得られたp'次の線形予測係数に基づきp'次の合成フィル
タ５９ａのフィルタ係数が設定される。またこのp'次の
線形予測係数α'_k は線形予測逆フィルタ５６に設定さ
れ、その逆フィルタ５６に合成信号が通され、線形予測
残差信号を生成する。その線形予測残差信号は線形予測
分析部５７で線形予測分析され、これに得られたｎ次の
線形予測係数β_j がｎ次合成フィルタ５９ｂにフィルタ
係数として設定される。その他は図２に示した従来技術
と同一であるから説明を省略する。

【００５６】次に図２３に図１２の符号化装置と対応す
る復号化装置を図２２と対応する部分に同一番号を付け
て示す。この場合は図２２中の線形予測逆フィルタ５６
が省略され、代って加算器３７よりの励振信号又はｎ次
合成フィルタ５９ｂの出力信号がスイッチＳＷ４により
切り替えられて励振信号バッファ５８に一時格納された
後、線形予測分析部５７で線形予測分析され、ｎ次の線
形予測係数β_j が得られ、これがｎ次合成フィルタ５９
ｂにフィルタ係数として設定される。スイッチＳＷ４は
スイッチＳＷ３と同期して切り替えられる。

【００５７】図８の実施例で合成信号バッファ２５に合
成信号の代りに入力音響信号が入力される場合は、線形
予測分析部２６，２８の各線形予測分析係数α'_k 、β_j
も符号化されて出力される必要がある。この場合の復
号化装置は図２４に示すように、復号化部５０ａにより
入力符号からp'次線形予測係数α'_k が復号され、p'次
合成フィルタ５９ａに設定され、復号化手段５０ｂによ
り入力符号からｎ次線形予測係数β_j が復号され、ｎ次
合成フィルタ５９ｂに設定される。その他は図２２と同
様である。

【００５８】次に図１８に示した符号化装置と対応する
復号化装置を図２５に示す。この場合は加算器３７の出
力側と、ｎ次合成フィルタ５９ｂの出力側とがスイッチ
ＳＷ３により切替えられてｐ次合成フィルタ３３の入力
側に接続され、ｐ次合成フィルタ３３の出力側がポスト
フィルタ３８の入力側に接続される。ｐ次合成フィルタ
３３の出力合成信号が合成信号バッファ５４に一時格納
され、線形予測逆フィルタ５６に入力される。線形予測
逆フィルタ５６は復号化部３２からのｐ次の線形予測係
数α_i に基づきフィルタ係数が決定される。その他は図
２２と同様である。

【００５９】図１７に示した符号化装置と対応する復号
化装置を図２６に示す。図２５中の合成信号バッファ５
４、線形予測逆フィルタ５６、線形予測分析部５７が省
略され、復号化部５０ｂでｎ次線形予測係数β_j を表す
符号を復号してｎ次合成フィルタ５９ｂのフィルタ係数
が設定される。図２７に、図１９の符号化装置と対応し
た復号化装置を示す。この場合、図２５中のｐ次合成フ
ィルタ３３の代りにp'次合成フィルタ５９ａが用いら
れ、合成信号を線形予測分析部５５で分析して得られた
p'次線形予測係数α'_k がp'次合成フィルタ５９ａに設
定される。合成信号バッファ５４の合成信号に対し線形
予測逆フィルタ５８により逆フィルタ処理し、得られた
残差信号を線形予測分析部５７で分析し、その結果のｎ
次線形予測係数β_j をｎ次合成フィルタ５９ｂに設定す
ることは図２２と同様である。

【００６０】この場合は線形予測係数符号は入力され
ず、図２２中の復号化部３２、ｐ次合成フィルタ３３は
省略される。図１９の符号化装置で線形予測逆フィルタ
２７を省略して励振信号を線形予測分析部２８に入力し
た場合と対応する復号化装置を図２８に図２７と対応す
る部分に同一符号を付けて示す。図２７に対し線形予測
逆フィルタ５６が省略され、代りにスイッチＳＷ３の出
力信号である励振信号が線形予測分析部５７に入力さ
れ、ｎ次の線形予測係数が得られる。

【００６１】図２８において線形予測係数符号が入力さ
れる場合は、図中に破線で示すように、復号化部３２で
ｐ次線形予測係数α_i が復号され、そのｐ次線形予測係
数α _i がp'次合成フィルタ５９ａの代りにｐ次合成フィ
ルタ３３に設定されることになる。図１６に示したよう
に符号化装置において、線形予測合成フィルタ１４を選
択した時と、縦続接続合成フィルタ２９を選択した時で
それぞれに適合した適応符号帳、固定符号帳、利得符号
帳を、各２種類のうちから選択使用した場合は、復号化
装置も同様に構成する。その例として図２５の復号化装
置に適用したものを図２９に示す。即ち適応符号帳３４
Ａ，３４Ｂ、固定符号帳３５Ａ，３５Ｂ、利得符号帳３
６Ａ，３６Ｂの各種を設ける。これらは図１６中の適応
符号帳１５Ａ，１５Ｂ、固定符号帳２１Ａ，２１Ｂ、利
得符号帳１７Ａ，１７Ｂとそれぞれ同一のものである。
適応符号帳３４Ａ，３４Ｂ、固定符号帳３５Ａ，３５
Ｂ、利得符号帳３６Ａ，３６ＢはそれぞれスイッチSW5
1，SW52，SW53によりスイッチＳＷ３と連動して切替え
られ、その各一方が選択される。その他の動作は、図２
５と同様である。適応符号帳、固定符号帳及び利得符号
帳をそれぞれ２種設けてモード符号に応じて切替え使用
することは、図２２〜２４，２７，２８に示した実施例
にも適用できる。

【００６２】上述した符号化装置、復号化装置は共に、
その各機能をコンピュータによりプログラムを解読実行
させることにより行わせることもできる。図３０はこの
発明による符号化方法及び復号方法をコンピュータで実
施する場合の構成を示し、コンピュータ６０は、バス６
８を介して互いに接続されたＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２，
ＲＯＭ６３，入出力インタフェース６４、ハードディス
ク６５を含んでいる。ＲＯＭ６３にはコンピュータ６０
を動作させる基本プログラムが書き込まれてあり、ハー
ドディスク６５には前述したこの発明による符号化方法
及び復号化方法を実行するプログラムが予め格納されて
いる。例えば符号化時にはＣＰＵ６１はハードディスク
６５から符号化プログラムをＲＡＭ６２にロードし、イ
ンタフェース５４から入力された入力音響信号を符号化
プログラムに従って処理することにより符号化し、イン
タフェース６４から出力する。復号化時には、復号プロ
グラムをハードディスク６５からＲＡＭ６２にロード
し、入力符号を復号プログラムに従って処理しオーディ
オサンプル信号を出力する。この発明による符号化・復
号化方法を実行するプログラムは内部バス６８に駆動装
置６６を介して接続された外部ディスク装置６７に記録
されたものを使用してもよい。この発明による符号化・
復号化方法を実行するプログラムが記録された記録媒体
としては、磁気記録媒体や、ＩＣメモリや、コンパクト
ディスクなどどのような形態の記録媒体であってもよ
い。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、入
力信号に対し合成信号を推定し、その合成信号から、低
次の合成フィルタを使用した場合の符号化品質と、高次
の合成フィルタと低次の合成フィルタの縦続接続合成フ
ィルタを使用した場合の符号化品質を推定し、品質の高
い符号化がえら得るほうの合成フィルタを選択して符号
化を行なう。この構成によれば、例えば時間的変動が激
しい信号を符号化する場合にはスペクトルの概形を表現
する低次の線形予測のみから得られた予測係数が設定さ
れる低次合成フィルタが選択され、周波数特性の偏りが
大きな楽音信号を符号化する場合にはスペクトル概形を
表現する低次の線形予測とその予測残差のスペクトルの
微細な構造を表現する高次の線形予測とから得られた予
測係数が設定される縦続接続合成フィルタが選択され
る。従って、入力信号の特性に関わらず高品質な音響信
号の符号化が実現できる。

【００６４】またこの発明による復号化装置、復号化方
法は、低次の合成フィルタと、低次及び高次の合成フィ
ルタの縦続接続合成フィルタを設けておくことにより、
入力されたモード符号に応じて、復号化されるべき合成
信号に適切な合成フィルタが選択されて音合成がなされ
るための高品質な音響信号が再生される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＣＥＬＰ符号化器の処理概略を示すブロ
ック図。

【図２】従来のＣＥＬＰ復号化法の処理概略を示すブロ
ック図。

【図３】この発明による符号化装置の基本的機能構成例
を示すブロック図。

【図４】Ａは図３における合成フィルタ部２００の構成
例を示すブロック図、Ｂは図３における合成フィルタ部
２００の他の構成例を示すブロック図、Ｃは図３におけ
る合成フィルタ部２００の更に他の構成例を示すブロッ
ク図。

【図５】図３の符号化装置による符号化処理手順を示す
フロー図。

【図６】この発明による復号化装置の基本的構成例を示
すブロック図。

【図７】図６の復号化装置による復号化処理手順を示す
フロー図。

【図８】この発明の符号化装置の実施例の機能構成を示
すブロック図。

【図９】モード判別器４１の構成例例を示すブロック
図。

【図１０】図１０はモード判別部４１の他の構成例を示
すブロック図。

【図１１】モード判別器４１の変形例を示すブロック
図。

【図１２】この発明の符号化装置の実施例の機能構成を
示すブロック図。

【図１３】時間的変動の激しい信号の波形の例を示す
図。

【図１４】音声信号の典型的なパワースペクトラムの例
を示す図。

【図１５】楽音信号の典型的なパワースペクトラムの例
を示す図。

【図１６】合成フィルタの選択に対応して符号帳の選択
を行なう場合の実施例要部の機能構成を示すブロック
図。

【図１７】縦続接続合成フィルタの一部を切替えるべき
合成フィルタと兼用した実施例の機能構成を示すブロッ
ク図。

【図１８】縦続接続合成フィルタの一部を切替えるべき
合成フィルタと兼用した他の例を示すブロック図。

【図１９】縦続接続合成フィルタの一部を切り替えるべ
き合成フィルタと兼用した更に他の例を示すブロック
図。

【図２０】縦続接続合成フィルタの一部を切り替えるべ
き合成フィルタと兼用した更に他の例を示すブロック
図。

【図２１】モード判別器４１の更に他の例を示すブロッ
ク図。

【図２２】この発明の復号化装置の実施例の機能構成を
示すブロック図。

【図２３】復号化装置の他の実施例を示すブロック図。

【図２４】復号化装置の更に他の実施例の機能構成を示
すブロック図。

【図２５】復号化装置で縦続接続合成フィルタの一部を
切替えるべき合成フィルタと兼用した実施例の機能構成
を示すブロック図。

【図２６】復号化装置で縦続接続合成フィルタの一部を
切替えるべき合成フィルタと兼用した更に他の実施例の
機能構成を示すブロック図。

【図２７】その他の例を示すブロック図。

【図２８】その更に他の例を示すブロック図。

【図２９】復号化装置において符号帳を２種設けてモー
ド符号により選択する実施例の機能構成を示すブロック
図。

【図３０】この発明による符号化方法及び復号化方法
を、記録媒体に記録されたプログラムを実行することに
より実施する場合のコンピュータの構成を示すブロック
図。

フロントページの続き (56)参考文献特開平10−49198（ＪＰ，Ａ) 特開平９−258795（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10L 19/06 G10L 19/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力音響信号に対し符号帳手段を用いて
合成音響信号を生成し、誤差が最小となるよう符号帳手
段を探索することにより入力音響信号を符号化する方法
であり、以下のステップを含む： (a) 入力音響信号に対する合成音響を推定し、 (b) 上記入力音響信号及び／又は上記合成音響信号から
ｐ次の第１線形予測合成フィルタの係数と、p'次の第２
線形予測合成フィルタとｎ次の第３線形予測合成フィル
タの縦続接続合成フィルタの係数とを決定し、p'はｐと
等しいか同程度の値であり、ｎはｐより十分大きい値で
あり、 (c) 上記推定合成音響信号を上記第１線形予測合成フィ
ルタに対応する第１逆フィルタと、上記縦続接続合成フ
ィルタに対応する第２逆フィルタによりそれぞれ逆フィ
ルタ処理して得られる第１及び第２残差信号を上記第１
線形予測合成フィルタ及び上記縦続接続合成フィルタを
駆動する第１及び第２励振信号と推定し、 (d) 上記第１及び第２推定励振信号から上記第１線形予
測合成フィルタと、上記縦続接続合成フィルタのいずれ
が高品質の符号化を与えるかを判定し、その判定結果に
基づいて上記第１線形予測合成フィルタと上記縦続接続
合成フィルタのいずれか一方を選択し、 (e) 符号帳手段から選択した励振ベクトルに利得を与え
て励振信号とし、上記第１線形予測合成フィルタ及び上
記縦続接続合成フィルタの選択した上記一方に供給して
合成音響信号を生成し、 (f) 上記ステップ(e) を繰り返して生成された上記合成
音響信号と上記入力音響信号との誤差を最小とする上記
励振ベクトルと上記利得を決定し、 (g) 上記決定された励振ベクトルと上記利得をそれぞれ
示す符号化符号と、利得符号と、上記何れの合成フィル
タを選択したかを表すモード符号とを少なくとも出力す
る。
【請求項２】請求項１の符号化方法におて、上記ステ
ップ(b) は以下のステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、上記第１線形予測合成フィルタに
設定し、 (b-2) 過去の合成音響信号をp'次の線形予測分析して第
２線形予測係数を求め、 (b-3) 上記過去の合成音響信号に対し、上記第２線形予
測係数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って線形予
測残差信号を得、 (b-4) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第３線形予測係数を求め、 (b-5) 上記第２線形予測係数と上記第３線形予測係数を
それぞれ上記縦続接続合成フィルタを構成する上記第２
及び第３線形予測合成フィルタに設定する、を含み、上
記ステップ(g) で出力する上記符号化符号は上記第１線
形予測係数を示す符号を含む。
【請求項３】請求項１の符号化方法において、上記ス
テップ(b) は以下のステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、上記第１線形予測合成フィルタに
設定し、 (b-2) 過去の合成音響信号をp'次の線形予測分析して第
２線形予測係数を求め、 (b-3) 過去の励振信号をｎ次の線形予測分析して第３線
形予測係数を求め、 (b-4) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第３線形予測係数を求め、 (b-5) 上記第２線形予測係数と上記第３線形予測係数を
それぞれ上記縦続接続合成フィルタを構成する上記第２
線形予測合成フィルタと上記第３線形予測合成フィルタ
に設定する、を含み、上記ステップ(g) で出力する上記
符号化符号は上記第１線形予測係数を示す符号を含む。
【請求項４】請求項１の符号化方法において、ｐ＝p'
であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同一
のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下の
ステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、 (b-2) 上記入力音響信号に対し、上記第1線形予測係数
に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って線形予測残差
信号を得、 (b-3) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-4) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成フィ
ルタに設定する、を含み、上記ステップ(g) で出力する
上記符号化符号は、上記第１線形予測係数を示す符号
と、上記ｎ次の線形予測係数を表す符号とを含む。
【請求項５】請求項１の符号化方法において、ｐ＝p'
であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同一
のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下の
ステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、 (b-2) 過去の励振信号に対し、ｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-3) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれ上記ｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成
フィルタに設定する、を含み、上記ステップ(g) で出力
する上記符号化符号は、上記第１線形予測係数を示す符
号を含む。
【請求項６】請求項１の符号化方法において、ｐ＝p'
であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同一
のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下の
ステップ： (b-1) 過去の合成号をｐ次の線形予測分析して第１線形
予測係数を求め、 (b-2) 上記過去の合成音響信号に対し、上記第1線形予
測係数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って線形予
測残差信号を得、 (b-3) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-4) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれ上記ｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成
フィルタに設定する、を含む。
【請求項７】請求項１の符号化方法において、ｐ＝p'
であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同一
のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下の
ステップ： (b-1) 過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析して第
１線形予測係数を求め、 (b-2) 過去の励振信号に対し、ｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-3) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれ上記ｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成
フィルタに設定する、を含む。
【請求項８】請求項２〜７のいずれかの符号化方法に
おいて、上記ステップ(c) は、 (c-1) 上記入力音響信号を上記推定合成音響信号と見な
し、上記第１線形予測係数に基づき線形予測逆フィルタ
処理を行って第１線形予測残差信号を得、 (c-2) 上記入力音響信号に対し、上記縦続接続合成フィ
ルタのフィルタ係数に基づき線形予測逆フィルタ処理を
行って第２線形予測残差信号を得る、ステップを含み、上記ステップ(d) は上記第１線形予測残差信号と、上記
第２線形予測残差信号のパワーの大きさを符号化品質の
悪さの指標として比較し、前者が後者より小さければ上
記第１線形予測合成フィルタを選択し、逆の場合は上記
縦続接続合成フィルタを選択する。
【請求項９】請求項４〜７のいずれかの符号化方法に
おいて、上記ステップ(c) は、 (c-1) 上記入力音響信号を上記推定合成音響信号と見な
し、上記第１線形予測係数に基づき線形予測逆フィルタ
処理を行って得た第１線形予測残差信号を上記ｐ次合成
フィルタの出力が選択されたときの第１推定励振信号と
して得、 (c-2) 上記第１線形予測残差信号に対し、上記第２線形
予測係数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って得た
第２線形予測残差信号を上記縦続接続合成フィルタが選
択されたときの第２推定励振信号として得る、ステップ
を含み、上記ステップ(d) は上記第１推定励振信号と、上記第２
推定励振信号のパワーの大きさを符号化品質の悪さの指
標として比較して、前者が後者より小さければ上記第１
線形予測合成フィルタを選択し、逆の場合は上記縦続接
続合成フィルタを選択する。
【請求項１０】請求項２〜７のいずれかの符号化方法
において、上記ステップ(f) は上記誤差に聴覚重み付け
を行ない、その聴覚重み付けされた誤差が最小となるよ
うに上記符号化符号と上記利得符号を決定し、上記ステ
ップ(c) は： (c-1) 上記入力音響信号に聴覚重み付けし、その聴覚重
み付けされた入力音響信号に聴覚重み付けの逆特性を付
与して上記推定合成音響信号を得、 (c-2) 上記推定合成音響信号に対し上記第１線形予測係
数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って第１線形予
測残差信号を得、 (c-3) 上記推定合成音響信号に対し、上記縦続接続合成
フィルタのフィルタ係数に基づき線形予測逆フィルタ処
理を行って第２線形予測残差信号を得る、ステップを含
み、上記ステップ(d) は上記第１線形予測残差信号と、上記
第２線形予測残差信号のパワーの大きさを符号化品質の
悪さの指標として比較し、前者が後者より小さければ上
記第１線形予測合成フィルタを選択し、逆の場合は上記
縦続接続合成フィルタを選択する。
【請求項１１】請求項２〜７のいずれかの符号化方法
において、上記ステップ(f) は上記誤差に聴覚重み付け
を行ない、その聴覚重み付けされた誤差が最小となるよ
うに上記符号化符号と上記利得符号を決定し、上記ステ
ップ(c) は： (c-1) 零入力に対し聴覚重み付け逆フィルタ処理して聴
覚重み付け誤差を推定し、 (c-2) 推定した上記聴覚重み付け誤差を上記入力音響信
号から減算して上記推定合成音響信号を得、 (c-3) 上記推定合成音響信号に対し上記第１線形予測係
数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って上記第１線
形予測残差信号を得、 (c-3) 上記推定合成音響信号に対し、上記縦続接続合成
フィルタのフィルタ係数に基づき線形予測逆フィルタ処
理を行って上記第２線形予測残差信号を得る、ステップ
を含み、上記ステップ(d) は上記第１線形予測残差信号と、上記
第２線形予測残差信号のパワーの大きさを符号化品質の
悪さの指標として比較し、前者が後者より小さければ上
記第１線形予測合成フィルタを選択し、逆の場合は上記
縦続接続合成フィルタを選択する。
【請求項１２】請求項８、９，１０又は１１の符号化
方法において、上記ステップ(d) は上記第１、第２線形
予測残差信号のパワーに適応的に重みを付けて比較を行
うステップである。
【請求項１３】請求項１〜７のいずれかの符号化方法
において、上記符号帳手段は上記ｐ次の合成フィルタを
使用して作成された第１符号帳手段と、上記ｎ次の合成
フィルタを使用して作成された第２符号帳手段を含み、
上記モード判定による上記合成フィルタ出力の選択に対
応して、上記第１及び第２符号帳手段を切り替えて上記
励振ベクトルの探索に使用する。
【請求項１４】請求項１〜７のいずれかの符号化方法
において、上記次数ｎは上記第１線形予測合成フィルタ
の次数の少なくとも２倍以上とされている。
【請求項１５】入力音響信号に対し符号帳手段を用い
て合成音響信号を生成し、誤差が最小となるよう符号帳
手段を探索することにより入力音響信号を符号化する符
号化装置であり、ｐ次の第１線形予測合成フィルタと、互いに縦続接続さ
れたp'次の線形予測合成フィルタとｎ次の線形予測合成
フィルタから成る縦続接続合成フィルタと、を選択的に
提供し、入力された励振信号により駆動されて合成音響
信号を生成する合成フィルタ手段と、p'はｐと等しいか
同程度の値であり、ｎはｐより十分大きい値であり、上記入力音響信号及び／又は上記合成音響信号から、上
記第１線形予測合成フィルタの係数と上記縦続接続合成
フィルタの係数とを決定し、それぞれ上記第１線形予測
合成フィルタと上記縦続接続合成フィルタに設定する係
数決定手段と、上記第１線形予測合成フィルタと逆特性を有し、上記入
力音響信号から推定した推定合成信号を逆フィルタ処理
して第１残差信号を第１推定励振信号として生成する第
１逆フィルタと、上記縦続接続合成フィルタと逆特性を
有し、上記推定合成信号を逆フィルタ処理して第２残差
信号を第２推定励振信号として生成する第２逆フィルタ
と、上記第１及び第２推定励振信号から上記第１線形予
測合成フィルタと、上記縦続接続合成フィルタのいずれ
が高品質の符号化を与えるかを判定する比較判定手段と
を含み、その判定結果に基づいて上記第１線形予測合成
フィルタと上記縦続接続合成フィルタのいずれか一方を
選択するモード判定手段と、励振ベクトルが保持されている符号帳手段と、上記符号帳手段から選択された励振ベクトルに利得を付
与し、上記励振信号として上記合成フィルタ手段に与え
る利得付与手段と、上記合成フィルタ手段が生成した上記合成音響信号と上
記入力音響信号との誤差を求める減算手段と、上記誤差が最小になるように、上記符号帳手段から選択
する励振ベクトルと、上記利得付与手段で付与する利得
とを決定し、少なくとも上記決定した励振ベクトルを示
す符号と、上記決定された利得を示す符号と、上記モー
ド判別手段で選択した合成フィルタを示す符号とを出力
するする制御手段、とを含む。
【請求項１６】請求項１５の符号化装置において、上記係数決定手段は、上記入力音響信号を線形予測分析してｐ次の線形予測係
数を求め上記第１線形予測合成フィルタに設定する第１線形予測分析手段と、
上記合成音響信号を一時格納する合成音響信号バッファ
と、上記合成音響信号バッファに格納された合成音響信号を
線形予測分析してp'次の線形予測係数を求め、上記第２
線形予測合成フィルタに設定する第２線形予測分析手段
と、上記p'次の線形予測係数に基づくフィルタ係数が設定さ
れ、上記合成音響信号バッファから入力された合成音響
信号に対し線形予測逆フィルタ処理を行い、線形予測残
差信号を求める線形予測逆フィルタと、上記線形予測残差信号を線形予測分析してｎ次の線形予
測係数を求め、上記第３線形予測フィルタに設定する第
３線形予測分析手段、とを含み、上記制御手段が出力す
る符号は上記ｐ次の線形予測係数を表す符号を含む。
【請求項１７】請求項１５の符号化装置において、上
記係数決定手段は、上記入力音響信号を線形予測分析してｐ次の線形予測係
数を求め、上記第１線形予測合成フィルタに設定する第
１線形予測分析手段と、上記合成音響信号を一時格納する合成音響信号バッファ
と、上記合成音響信号バッファに格納された合成音響信号を
線形予測分析してp'次の線形予測係数を求め、上記第２
線形予測合成フィルタに設定する第２線形予測分析手段
と、上記励振信号が一時格納される励振信号バッファと、上記励振信号バッファの励振信号を線形予測分析してｎ
次の線形予測係数を求め、上記第３線形予測合成フィル
タに設定する第３線形予測分析手段、とを含み、上記制
御手段が出力する符号は上記ｐ次の線形予測係数を表す
符号を含む。
【請求項１８】請求項１５の符号化装置において、p'
＝ｐであり、上記第１線形予測合成フィルタと上記第２
線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、上記合成フィルタ手段は、上記第３線形予測合成フィル
タの入力側を上記ｐ次合成フィルタの入力側に接続して
上記第３線形予測合成フィルタを迂回するか、上記第３
線形予測合成フィルタの出力側を上記ｐ次合成フィルタ
の入力側に接続して上記縦続接続合成フィルタを形成す
るかを切り換える切り換え手段を含み、上記係数決定手
段は、上記入力音響信号を線形予測分析してｐ次の線形予測係
数を求め上記ｐ次合成フィルタに設定する第１線形予測
分析手段と、上記ｐ次の線形予測係数に基づきフィルタ係数が設定さ
れ、上記入力音響信号に対して逆フィルタ処理を行い、
線形予測残差信号を出力する線形予測逆フィルタと、上記線形予測残差信号を線形予測分析してｎ次の線形予
測係数を求め、上記第３線形予測合成フィルタに設定す
る第２線形予測分析手段、とを含み、上記制御手段が出
力する上記符号は、上記ｐ次の線形予測係数を示す符号
と、上記ｎ次の線形予測係数を示す符号とを含む。
【請求項１９】請求項１５の符号化装置において、p'
＝ｐであり、上記第１線形予測合成フィルタと上記第２
線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、上記合成フィルタ手段は、上記第３線形予測合成フィル
タの入力側を上記ｐ次合成フィルタの入力側に接続して
上記第３線形予測合成フィルタを迂回するか、上記第３
線形予測合成フィルタの出力側を上記ｐ次合成フィルタ
の入力側に接続して上記縦続接続合成フィルタを形成す
るかを切り換える切り換え手段を含み、上記係数決定手
段は、上記入力音響信号を線形予測分析してｐ次の線形予測係
数を求め、上記ｐ次合成フィルタに設定する第１線形予
測分析手段と、上記ｐ次合成フィルタの過去の入力励振信号を線形予測
分析して、ｎ次の線形予測係数を求め、上記第３線形予
測合成フィルタに設定する第２線形予測分析手段、とを
含み、上記制御手段が出力する上記符号は、上記ｐ次の
線形予測係数を示す符号を含む。
【請求項２０】請求項１５の符号化装置において、p'
＝ｐであり、上記第１線形予測合成フィルタと上記第２
線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、上記合成フィルタ手段は、上記第３線形予測合成フィル
タの入力側を上記ｐ次合成フィルタの入力側に接続して
上記第３線形予測合成フィルタを迂回するか、上記第３
線形予測合成フィルタの出力側を上記ｐ次合成フィルタ
の入力側に接続して上記縦続接続合成フィルタを形成す
るかを切り換える切り換え手段を含み、上記係数決定手段は、上記ｐ次合成フィルタの過去の出力合成音響信号を線形
予測分析してｐ次の線形予測係数を求め、上記ｐ次合成
フィルタに設定する第１線形予測分析手段と、上記ｐ次の線形予測係数が設定され、上記過去の出力合
成音響信号を逆フィルタ処理して線形予測残差信号を出
力する線形予測逆フィルタと、上記線形予測残差信号を線形予測分析してｎ次の線形予
測係数を求め、上記第３線形予測合成フィルタに設定す
る第２線形予測分析手段、とを含む。
【請求項２１】請求項１５の符号化装置において、p'
＝ｐであり、上記第１線形予測合成フィルタと上記第２
線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、上記合成フィルタ手段は、上記第３線形予測合成フィル
タの入力側を上記ｐ次合成フィルタの入力側に接続して
上記第３線形予測合成フィルタを迂回するか、上記第３
線形予測合成フィルタの出力側を上記ｐ次合成フィルタ
の入力側に接続して上記縦続接続合成フィルタを形成す
るかを切り換える切り換え手段を含み、上記係数決定手段は、上記ｐ次合成フィルタの過去の出力合成音響信号を線形
予測分析してｐ次の線形予測係数を求め、上記ｐ次合成
フィルタに設定する第１線形予測分析手段と、上記ｐ次合成フィルタの過去の入力励振信号を線形予測
分析してｎ次の線形予測係数を求め、上記第３線形予測
合成フィルタに設定する第２線形予測分析手段、とを含
む。
【請求項２２】請求項１６〜２１のいずれかの符号化
装置において、上記第１逆フィルタは上記ｐ次の線形予測係数が設定さ
れ、上記入力音響信号を上記推定合成音響信号として線
形予測逆フィルタ処理を行って上記第１線形予測残差信
号を生成し、上記第２逆フィルタは上記縦続接続合成フィルタのフィ
ルタ係数が設定され、上記入力音響信号を上記推定合成
音響信号として線形予測逆フィルタ処理を行って上記第
２線形予測残差信号を生成し、上記比較判定手段は上記第１線形予測残差信号と、上記
第２線形予測残差信号のパワーの大きさを符号化品質の
悪さの指標として比較し、前者が後者より小さければ上
記第１線形予測合成フィルタの出力を選択し、逆の場合
は上記縦続接続合成フィルタの出力を選択するよう上記
切り換え手段を制御する。
【請求項２３】請求項１８〜２１のいずれかの符号化
装置において、上記第１逆フィルタは、上記ｐ次の線形予測係数が設定
され、上記入力音響信号を上記推定合成音響信号として
線形予測逆フィルタ処理を行って上記第１線形予測残差
信号を上記ｐ次合成フィルタが選択されたときの上記第
１推定励振信号として生成し、上記第２逆フィルタは、上記ｎ次の線形予測係数が設定
され、上記第１線形予測残差信号に対し線形予測逆フィ
ルタ処理を行って第２線形予測残差信号を上記縦続接続
合成フィルタが選択されたときの第２推定励振信号とし
て生成し、上記比較判定手段は上記第１推定励振信号と、上記第２
推定励振信号のパワーの大きさを符号化品質の悪さの指
標として比較して、前者が後者より小さければ上記第１
線形予測合成フィルタの出力を選択し、逆の場合は上記
縦続接続合成フィルタの出力を選択するよう上記切り換
え手段を制御する。
【請求項２４】請求項１５〜２１のいずれかの符号化
装置において、上記誤差に対し聴覚重み付けして聴覚重
み付け誤差を生成する聴覚重み付けフィルタが設けら
れ、上記モード判別手段は上記入力音響信号に聴覚重み付け
して推定聴覚重み付け合成音響信号を生成する推定聴覚
重み付けフィルタと、上記推定聴覚重み付け合成音響信
号に聴覚重み付けの逆特性を付与して上記推定合成音響
信号を生成する聴覚重み付け逆フィルタを含み、上記第１逆フィルタは、上記ｐ次の線形予測係数が設定
され、上記推定合成音響信号に対し線形予測逆フィルタ
処理を行って上記第１線形予測残差信号を生成し、上記第２逆フィルタは、上記縦続接続合成フィルタの係
数が設定され、上記推定合成音響信号に対し、線形予測
逆フィルタ処理を行って上記第２線形予測残差信号を生
成し、上記比較判定手段は、上記第１線形予測残差信号と、上
記第２線形予測残差信号のパワーの大きさを符号化品質
の悪さの指標として比較し、前者が後者より小さければ
上記第１線形予測合成フィルタを選択し、逆の場合は上
記縦続接続合成フィルタを選択するよう上記切り換え手
段を制御する。
【請求項２５】請求項１５〜２１のいずれかの符号化
装置において、上記誤差に対し聴覚重み付けして聴覚重
み付け誤差を生成する聴覚重み付けフィルタが設けら
れ、上記モード判別手段は、零入力に対し聴覚重み付け逆フ
ィルタ処理して推定聴覚重み付け誤差を生成する聴覚重
み付け逆フィルタと、上記推定聴覚重み付け誤差を上記
入力音響信号から減算して上記推定合成音響信号を生成
する減算手段とを含み、上記第１逆フィルタは上記ｐ次の線形予測整数が設定さ
れ、上記推定合成音響信号に対し線形予測逆フィルタ処
理を行って上記第１線形予測残差信号を生成し、上記第２逆フィルタは上記縦続接続合成フィルタのフィ
ルタ係数が設定され、上記推定合成音響信号に対し線形
予測逆フィルタ処理を行って上記第２線形予測残差信号
を生成し、上記比較判定手段は上記第１線形予測残差信号と、上記
第２線形予測残差信号のパワーの大きさを符号化品質の
悪さの指標として比較し、前者が後者より小さければ上
記第１線形予測合成フィルタの出力を選択し、逆の場合
は上記縦続接続合成フィルタの出力を選択するよう上記
切り換え手段を制御する。
【請求項２６】請求項１５〜２１のいずれかの符号化
装置において、上記符号帳手段と上記利得付与手段はそ
れぞれ上記ｐ次の合成フィルタを使用して作成された第
１励振ベクトル符号帳と第１利得符号帳と、上記ｎ次の
合成フィルタを使用して作成された第２励振ベクトル符
号帳及び第２利得符号帳を含み、上記モード判定による
上記合成フィルタ出力の選択に対応して、上記第１及び
第２符号帳手段を切り替えて上記励振ベクトルの探索に
使用する。
【請求項２７】入力された少なくとも符号化符号、利
得符号、モード符号を含む符号から音響信号を復号する
復号化方法であり、以下のステップを含む： (a) 上記符号化符号により励振ベクトル符号帳手段から
励振ベクトルを選択し、 (b) 上記励振ベクトルに対し、上記利得符号により利得
符号帳から選択した利得を付与して励振信号を生成し、 (c) 入力符号及び／又は過去の合成音響信号からｐ次の
線形予測係数、p'次の線形予測係数及びｎ次の線形予測
係数を生成し、それぞれｐ次の線形予測合成フィルタ、
p'次の線形予測合成フィルタ、及びn次の線形予測合成
フィルタに設定し、ｐとp'は等しいか同程度の値であ
り、ｎはｐより十分大きい値であり、 (d) 上記ｐ次の線形予測合成フィルタと、互いに縦続接
続されたp'次とｎ次の線形予測合成フィルタから成る縦
続接続合成フィルタの一方を上記モード符号に応じて選
択し、 (e) 上記励振信号により上記選択された合成フィルタを
駆動して合成音響信号を生成する。
【請求項２８】請求項２７の復号化方法において、入
力された上記符号は線形予測係数符号を含み、上記ステ
ップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-2) 過去の上記合成音響信号を線形予測分析してp'次
の第２線形予測係数を求め、上記p'次の線形予測合成フ
ィルタに設定し、 (c-3) 上記p'次の線形予測係数が設定された線形予測逆
フィルタにより上記過去の合成音響信号を逆フィルタ処
理して予測残差信号を求め、 (c-4) 上記予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次
の線形予測係数を求め、上記ｎ次の線形予測合成フィル
タに設定する。
【請求項２９】請求項２７の復号化方法において、入
力された上記符号は線形予測係数符号を含み、上記ステ
ップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-2) 合成音響信号バッファに保持されている過去の上
記合成音響信号を線形予測分析してp'次の第２線形予測
係数を求め、上記p'次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-3) 励振信号バッファに保持されている過去の上記励
振信号をｎ次の線形予測分析してｎ次の線形予測係数を
求め、上記ｎ次の線形予測合成フィルタに設定し、 (c-4) 上記励振信号と上記ｎ次の線形予測合成フィルタ
の出力信号を上記モード符号に応じて選択し、上記過去
の励振信号として上記励振信号バッファに保持する。
【請求項３０】請求項２７の復号化方法において、入
力された上記符号は線形予測係数符号を含み、上記ステ
ップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-2) 上記線形予測係数符号を復号化してp'次及びｎ次
の線形予測係数を得、上記縦続接続合成フィルタを構成
する上記p'次及びｎ次の線形予測合成フィルタにそれぞ
れ設定する。
【請求項３１】請求項２７の復号化方法において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、入力された上記符号は線形予測係数符号を含み、
上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得て、上記ｐ合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記線形予測係数により、過去の合成音響信号を
線形予測逆フィルタ処理して予測残差信号を生成し、 (c-3) 上記予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次
の線形予測係数を求め、そのｎ次の線形予測係数を上記
ｎ次の線形予測合成フィルタに設定する。
【請求項３２】請求項２７の復号化方法において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、入力された上記符号は線形予測係数符号を含み、
上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記ｐ次合成フィルタの入力信号をｎ次の線形予
測分析してｎ次の線形予測係数を求め、それを上記ｎ次
の線形予測合成フィルタに設定する。
【請求項３３】請求項２７の復号化方法において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析してｐ
次の線形予測係数を求め、そのｐ次の線型予測係数を上
記ｐ次合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記ｐ次の線形予測係数により、上記過去の合成
音響信号を線形予測逆フィルタ処理して線形予測残差信
号を求め、 (c-3) 上記線形予測残差信号を線形予測分析してｎ次の
線形予測係数を求め、そのｎ次の線形予測係数を上記ｎ
次の線形予測合成フィルタに設定する。
【請求項３４】請求項２７の復号化方法において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析してｐ
次の線形予測係数を求め、そのｐ次の線形予測係数を上
記ｐ次合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記ｐ次合成フィルタへの入力信号をｎ次の線形
予測分析してｎ次の線形予測係数を求め、そのｎ次の線
形予測係数を上記ｎ次の線形予測合成フィルタに設定す
る。
【請求項３５】請求項２７の復号化方法において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、入力された上記符号は線形予測係数符号を含み、
上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、そのｐ次の線形予測係数を上記ｐ次合成フ
ィルタに設定し、 (c-2) 上記線形予測係数符号を復号化してｎ次の線形予
測係数を得、そのｎ次の線形予測係数を上記ｎ次の線形
予測合成フィルタに設定する。
【請求項３６】請求項２７乃至３５のいずれかの復号
方法において、上記励振ベクトル符号帳と上記利得符号
帳とはそれぞれ２種類設けられ、上記モード符号により
選択されて使用される。
【請求項３７】入力された少なくとも符号化符号、利
得符号、モード符号を含む符号から音響信号を復号する
復号装置であり、励振ベクトルが保持しており、上記符号化符号により選
択された励振ベクトルを出力する励振ベクトル符号帳
と、上記励振ベクトル符号帳から選択された励振ベクトルに
対し、上記利得符号に対応した利得を付与して励振信号
を生成する利得付与手段と、ｐ次の線形予測合成フィルタと、互いに縦続接続された
p'次の線形予測合成フィルタとｎ次の線形予測合成フィ
ルタとから成る縦続接続合成フィルタ、とを含み、いず
れか一方が選択されて上記励振信号により駆動され、合
成音響信号を生成する合成フィルタ手段と、ｐとp'は等
しいか同程度の値であり、入力符号及び／又は過去の合成音響信号からｐ次の線形
予測係数、p'次の線形予測係数及びｎ次の線形予測係数
を生成し、それぞれ上記ｐ次の線形予測合成フィルタ、
上記p'次の線形予測合成フィルタ、及び上記n次の線形
予測合成フィルタに設定する係数設定手段と、ｎはｐよ
り十分大きい値であり、上記合成フィルタ手段の上記ｐ次の線形予測合成フィル
タと上記縦続接続合成フィルタの一方を上記モード符号
に応じて選択するモード切り換え手段、とを含む。
【請求項３８】請求項３７の復号化装置において、上
記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設定手段
は、上記線形予測係数符号を復号化して上記ｐ次の線形予測
係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定する
係数復号化手段と、過去の合成音響信号をp'次の線形予測分析してp'次の線
形予測係数を求め、それを上記p'次の線形予測合成フィ
ルタに設定するp'次の線形予測分析手段と、上記p'次の線形予測係数により、上記過去の合成音響信
号を線形予測逆フィルタ処理して線形予測残差信号を求
める線形予測逆フィルタと、上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次の
線形予測係数を求め、それを上記ｎ次の線形予測合成フ
ィルタに設定するｎ次の線形予測分析手段、とを含む。
【請求項３９】請求項３７の復号化装置において、上
記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設定手段
は、上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予測係数
を得、それを上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定す
る係数復号化手段と、過去の合成音響信号をp'次の線形予測分析してp'次の線
形予測係数を求め、それを上記p'次の線形予測合成フィ
ルタに設定するp'次の線形予測分析手段と、上記励振信号をｎ次の線形予測分析してｎ次の線形予測
係数を求め、それを上記ｎ次の線形予測合成フィルタに
設定するｎ次の線形予測分析手段、とを含む。
【請求項４０】請求項３７の復号化装置において、上
記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設定手段
は、上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予測
係数、p'次の線形予測係数及びｎ次の線形予測係数を
得、それらを上記ｐ次の線形予測合成フィルタ、上記p'
次の線形予測合成フィルタ及び上記ｎ次の線形予測合成
フィルタにそれぞれ設定する係数復号化手段を含む。
【請求項４１】請求項３７の復号化装置において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設
定手段は、上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予測係数
を得、上記ｐ次合成フィルタに設定する係数復号化手段
と、上記ｐ次の線形予測係数により、過去の合成音響信号を
線形予測逆フィルタ処理して予測残差信号を生成する逆
フィルタ手段と、上記予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次の線形
予測係数を求め、上記ｎ次の線形予測合成フィルタに設
定する線形予測分析手段、とを含む。
【請求項４２】請求項３７の復号化装置において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設
定手段は、上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予測係数
を得、それを上記ｐ次合成フィルタに設定する係数復号
化手段と、上記ｐ次の線形予測合成フィルタの入力信号をｎ次の線
形予測分析してｎ次の線形予測係数を求め、上記ｎ次の
線形予測合成フィルタに設定するｎ次の線形予測分析手
段、とを含む。
【請求項４３】請求項３７の復号化装置において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記係数設定手段は、過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析してｐ次の線
形予測係数を求め、それを上記ｐ次合成フィルタに設定
するｐ次の線形予測分析手段と、上記ｐ次の線形予測係数により、過去の合成音響信号を
線形予測逆フィルタ処理して予測残差信号を生成する逆
フィルタ手段と、上記予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次の線形
予測係数を求め、上記ｎ次の線形予測合成フィルタに設
定するｎ次の線形予測分析手段、とを含む。
【請求項４４】請求項３７の復号化装置において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設
定手段は、過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析してｐ次の線
形予測係数を求め、それを上記ｐ次合成フィルタに設定
するｐ次の線形予測分析手段と、上記ｐ次合成フィルタの入力信号をｎ次の線形予測分析
してｎ次の線形予測係数を求め、上記ｎ次の線形予測合
成フィルタに設定するｎ次の線形予測分析手段、とを含
む。
【請求項４５】請求項３７の復号化装置において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、上記符号は線形予測係数符号を含み、上記係数設
定手段は、上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線
形予測係数とｎ次の線形予測係数を得、それぞれ上記ｐ
次合成フィルタ及びｎ次の線形予測合成フィルタに設定
する係数復号化手段を含む。
【請求項４６】請求項３８乃至４５のいずれかの復号
装置において、符号帳及び利得符号帳がそれぞれ２種設
けられ、上記モード選択手段のモード符号に応じて符号
帳、利得符号帳の各一方が選択して用いられる。
【請求項４７】入力音響信号の符号化を実行するプロ
グラムが記録された記録媒体であり、上記プログラム
は、以下のステップを含む： (a) 入力音響信号に対する合成音響を推定し、 (b) 上記入力音響信号及び／又は上記合成音響信号から
ｐ次の第１線形予測合成フィルタの係数と、p'次の第２
線形予測合成フィルタとｎ次の第３線形予測合成フィル
タの縦続接続合成フィルタの係数とを決定し、p'はｐと
等しいか同程度の値であり、ｎはｐより十分大きい値で
あり、 (c) 上記推定合成音響信号を上記第１線形予測合成フィ
ルタに対応する第１逆フィルタと、上記縦続接続合成フ
ィルタに対応する第２逆フィルタによりそれぞれ逆フィ
ルタ処理して得られる第１及び第２残差信号を上記第１
線形予測合成フィルタ及び上記縦続接続合成フィルタを
駆動する第１及び第２励振信号と推定し、 (d) 上記第１及び第２推定励振信号から上記第１線形予
測合成フィルタと、上記縦続接続合成フィルタのいずれ
が高品質の符号化を与えるかを判定し、その判定結果に
基づいて上記第１線形予測合成フィルタと上記縦続接続
合成フィルタのいずれか一方を選択し、 (e) 符号帳手段から選択した励振ベクトルに利得を与え
て励振信号とし、上記第１線形予測合成フィルタ及び上
記縦続接続合成フィルタの選択した上記一方に供給して
合成音響信号を生成し、 (f) 上記ステップ(e) を繰り返して生成された上記合成
音響信号と上記入力音響信号との誤差を最小とする上記
励振ベクトルと上記利得を決定し、 (g) 少なくともその決定された励振ベクトルと利得をそ
れぞれ示す符号化符号と、上記何れの合成フィルタを選
択したかを示すモード符号とを出力する。
【請求項４８】請求項４７の記録媒体におて、上記ス
テップ(b) は以下のステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、上記第１線形予測合成フィルタに
設定し、 (b-2) 過去の合成音響信号をp'次の線形予測分析して第
２線形予測係数を求め、 (b-3) 上記過去の合成音響信号に対し、上記第２線形予
測係数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って線形予
測残差信号を得、 (b-4) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第３線形予測係数を求め、 (b-5) 上記第２線形予測係数と上記第３線形予測係数を
それぞれ上記縦続接続合成フィルタを構成する上記第２
及び第３線形予測合成フィルタに設定する、を含み、上
記ステップ(g) で出力する上記符号化符号は上記第１線
形予測係数を示す符号を含む。
【請求項４９】請求項４７の記録媒体において、上記
ステップ(b) は以下のステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、上記第１線形予測合成フィルタに
設定し、 (b-2) 過去の合成音響信号をp'次の線形予測分析して第
２線形予測係数を求め、 (b-3) 過去の励振信号をｎ次の線形予測分析して第３線
形予測係数を求め、 (b-4) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第３線形予測係数を求め、 (b-5) 上記第２線形予測係数と上記第３線形予測係数を
それぞれ上記縦続接続合成フィルタを構成する上記第２
線形予測合成フィルタと上記第３線形予測合成フィルタ
に設定する、を含み、上記ステップ(g) で出力する上記
符号化符号は上記第１線形予測係数を示す符号を含む。
【請求項５０】請求項４７の記録媒体において、ｐ＝
p'であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同
一のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下
のステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、 (b-2) 上記入力音響信号に対し、上記第1線形予測係数
に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って線形予測残差
信号を得、 (b-3) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-4) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成フィ
ルタに設定する、を含み、上記ステップ(g) で出力する
上記符号化符号は、上記第１線形予測係数を示す符号
と、上記ｎ次の線形予測係数を表す符号とを含む。
【請求項５１】請求項４７の記録媒体において、ｐ＝
p'であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同
一のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下
のステップ： (b-1) 上記入力音響信号をｐ次の線形予測分析して第１
線形予測係数を求め、 (b-2) 過去の励振信号に対し、ｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-3) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれ上記ｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成
フィルタに設定する、を含み、上記ステップ(g) で出力
する上記符号化符号は、上記第１線形予測係数を示す符
号を含む。
【請求項５２】請求項４７の記録媒体において、ｐ＝
p'であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同
一のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下
のステップ： (b-1) 過去の合成号をｐ次の線形予測分析して第１線形
予測係数を求め、 (b-2) 上記過去の合成音響信号に対し、上記第1線形予
測係数に基づき線形予測逆フィルタ処理を行って線形予
測残差信号を得、 (b-3) 上記線形予測残差信号をｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-4) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれ上記ｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成
フィルタに設定する、を含む。
【請求項５３】請求項４７の記録媒体において、ｐ＝
p'であり、上記第１及び第２線形予測合成フィルタは同
一のｐ次合成フィルタであり、上記ステップ(b) は以下
のステップ： (b-1) 過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析して第
１線形予測係数を求め、 (b-2) 過去の励振信号に対し、ｎ次の線形予測分析して
第２線形予測係数を求め、 (b-3) 上記第１線形予測係数と上記第２線形予測係数を
それぞれ上記ｐ次合成フィルタと上記第２線形予測合成
フィルタに設定する、を含む。
【請求項５４】入力された符号化符号、利得符号、線
形予測係数符号、モード符号から音響信号を復号する方
法を実施するプログラムが記録された記録媒体であり、
上記プログラムは以下のステップを含む： (a) 上記符号化符号により励振ベクトル符号帳手段から
励振ベクトルを選択し、 (b) 上記励振ベクトルに対し、上記利得符号により利得
符号帳から選択した利得を付与して励振信号を生成し、 (c) 入力符号及び／又は過去の合成音響信号からｐ次の
線形予測係数、p'次の線形予測係数及びｎ次の線形予測
係数を生成し、それぞれｐ次の線形予測合成フィルタ、
p'次の線形予測合成フィルタ、及びn次の線形予測合成
フィルタに設定し、ｐとp'は等しいか同程度の値であ
り、ｎはｐより十分大きい値であり、 (d) 上記ｐ次の線形予測合成フィルタと、互いに縦続接
続されたp'次とｎ次の線形予測合成フィルタから成る縦
続接続合成フィルタの一方を上記モード符号に応じて選
択し、 (e) 上記励振信号により上記選択された合成フィルタを
駆動して合成音響信号を生成する。
【請求項５５】請求項５４の記録媒体において、入力
された上記符号は線形予測係数符号を含み、上記ステッ
プ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-2) 過去の上記合成音響信号を線形予測分析してp'次
の第２線形予測係数を求め、上記p'次の線形予測合成フ
ィルタに設定し、 (c-3) 上記p'次の線形予測係数が設定された線形予測逆
フィルタにより上記過去の合成音響信号を逆フィルタ処
理して予測残差信号を求め、 (c-4) 上記予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次
の線形予測係数を求め、上記ｎ次の線形予測合成フィル
タに設定する。
【請求項５６】請求項５４の記録媒体において、入力
された上記符号は線形予測係数符号を含み、上記ステッ
プ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-2) 合成音響信号バッファに保持されている過去の上
記合成音響信号を線形予測分析してp'次の第２線形予測
係数を求め、上記p'次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-3) 励振信号バッファに保持されている過去の上記励
振信号をｎ次の線形予測分析してｎ次の線形予測係数を
求め、上記ｎ次の線形予測合成フィルタに設定し、 (c-4) 上記励振信号と上記ｎ次の線形予測合成フィルタ
の出力信号を上記モード符号に応じて選択し、上記過去
の励振信号として上記励振信号バッファに保持する。
【請求項５７】請求項５４の記録媒体において、入力
された上記符号は線形予測係数符号を含み、上記ステッ
プ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次の線形予測合成フィルタに設定
し、 (c-2) 上記線形予測係数符号を復号化してp'次及びｎ次
の線形予測係数を得、上記縦続接続合成フィルタを構成
する上記p'次及びｎ次の線形予測合成フィルタにそれぞ
れ設定する。
【請求項５８】請求項５４の記録媒体において、p'＝
ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'次
の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、入力された上記符号は線形予測係数符号を含み、上
記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得て、上記ｐ合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記線形予測係数により、過去の合成音響信号を
線形予測逆フィルタ処理して予測残差信号を生成し、 (c-3) 上記予測残差信号をｎ次の線形予測分析してｎ次
の線形予測係数を求め、そのｎ次の線形予測係数を上記
ｎ次の線形予測合成フィルタに設定する。
【請求項５９】請求項５４の復号化方法において、p'
＝ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'
次の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタで
あり、入力された上記符号は線形予測係数符号を含み、
上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、上記ｐ次合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記ｐ次合成フィルタの入力信号をｎ次の線形予
測分析してｎ次の線形予測係数を求め、それを上記ｎ次
の線形予測合成フィルタに設定する。
【請求項６０】請求項５４の記録媒体において、p'＝
ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'次
の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析してｐ
次の線形予測係数を求め、そのｐ次の線型予測係数を上
記ｐ次合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記ｐ次の線形予測係数により、上記過去の合成
音響信号を線形予測逆フィルタ処理して線形予測残差信
号を求め、 (c-3) 上記線形予測残差信号を線形予測分析してｎ次の
線形予測係数を求め、そのｎ次の線形予測係数を上記ｎ
次の線形予測合成フィルタに設定する。
【請求項６１】請求項５４の記録媒体において、p'＝
ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'次
の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、上記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 過去の合成音響信号をｐ次の線形予測分析してｐ
次の線形予測係数を求め、そのｐ次の線形予測係数を上
記ｐ次合成フィルタに設定し、 (c-2) 上記ｐ次合成フィルタへの入力信号をｎ次の線形
予測分析してｎ次の線形予測係数を求め、そのｎ次の線
形予測係数を上記ｎ次の線形予測合成フィルタに設定す
る。
【請求項６２】請求項５４の記録媒体において、p'＝
ｐであり、上記ｐ次の線形予測合成フィルタと上記p'次
の線形予測合成フィルタは同一のｐ次合成フィルタであ
り、入力された上記符号は線形予測係数符号を含み、上
記ステップ(c) は以下のステップを含む： (c-1) 上記線形予測係数符号を復号化してｐ次の線形予
測係数を得、そのｐ次の線形予測係数を上記ｐ次合成フ
ィルタに設定し、 (c-2) 上記線形予測係数符号を復号化してｎ次の線形予
測係数を得、そのｎ次の線形予測係数を上記ｎ次の線形
予測合成フィルタに設定する。