JPH01233499A - 音声信号符号化復号化方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音声信号を低いピットレートで効率的に符号化
及び復号化するための音声信号符号化復号化方法及びそ
の装置に関し、特に聴覚の特性と対応の良い特徴パラメ
ータに基づいて音声信号を非一様に分割し分割した区間
において音声信号の特徴を表すパラメータと音源とを求
めて効率的に符号化及び復号化するための音声信号符号
化復号化方法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

音声信号を低い伝送と、トレード、例えば４．８ｋｂ／
ｓ程度以下で伝送する方式としては、ビ、チ補間マルチ
パルス符号化法などが知られている。

これらは音源信号を複数個のパルスの組合せ（マルチパ
ルス）で表し、Ｐ帯の特性をデジタルフィルタで表し、
音源パルスの情報（振幅と位ｉｔ）とフィルタの係数を
一定時間区間（フレーム）毎に求めて伝送している。こ
の方法の詳細については。

例えばＯｚａｗａ　、Ａｒａｓｅｋｉ氏による”Ｌｏｗ
　ｔ３ｉｔ　ＲａｔｅｔｌＪｕｌｔｉ　−ｐｕｌｓｅ　
５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｎａｔｕｒａｌ
Ｓｐｅｅｃｈ　Ｑｕａｌｉｔｙ’（Ｐｒｏｃ、Ｉ、Ｃ，
Ａ＋８，８．Ｐ、、講演番号９，７．１９８６）（文献
１）に記載されているのでここでは説明は略す。これら
の方法では、伝送情報量、特に音源情報の伝送量を大福
に低減するために、固定長フレーム（２０ｍｓ）内には
いるいくつかのピッチ区間の内、１つのピッチ区間に対
してのみ音源パルス列をもとめて伝送していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの従来法でハ１．音源パルス、フィルタ
係数を求める区間長を一定（文献ｌでＦｉ２０ｍｓ）と
していた。従って、母音区間ではほぼ周期的な波形が連
続し音声の特徴が余シ変化していないにも拘ず、２Ｑｍ
ｓという短時間毎に情報を伝送するということで非常に
効率が悪＜、また子音区間では数ｍｓという速い音声の
特徴（フォルマントなど）の変化に追随出来ずに音質劣
化が起こるという問題点があった。また、特にこの問題
点はビットレートが８ｋ　ｂ　／　ｓよシもかなシ低い
場合に顕著であった。よく知られているように、母音区
間は発声速度にも依存するが、一般に１００〜３ＱＱｍ
ｓと時間長が長く、この手分以上は音声信号の特徴が殆
ど変化しない定常区間と見なせる。

従って、これを短い２　Ｑ　ｍ　ｓ　程度のフレーム区
間毎に分析しているのでは効率が非常に悪かった。

一方、子音区間では音声の特徴の変化が速いために、２
０ｍ５のフレームでは長すぎて音声の変化に対応した精
度の良い分析が難しく、再生音声の音質が劣化していた
。

従来、これらの問題点を改善するために１例えばＭａｒ
ｋｅｌ　、Ｇｒａｙ氏による”Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄ
ｉｃｔｉｏｎｏｆ　５ｐｅｅｃｈ’第１Ｏ章（Ｓｐｒｉ
ｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社。

１９７６年）（文献２）にあるように、　　１０ｍ５程
度の固定長フレームで求めたスペクトルのフレーム間で
の差分の変化をもとに、この変化が小さいときは、フレ
ーム長を固定長区間の整数倍に可変にする方法が提案さ
れている。しかしながら。

このようにしたときに、聴感との対応ずけの良くない特
徴パラメータを用いてフレーム長の可変を行っているこ
と（この場合はフレーム間のスペクトルの差）と、フレ
ーム長の可変性が固定区間長を基にしてその整数倍とし
ており自由度がないために、フレーム長の増大区間を増
してと、トレードを低減すると音質が大きく劣化すると
いう問題点があった。

さらに、これらの従来方式では、声道の特性を表すスペ
クトルパラメータの量子化には、それぞれのスペクトル
パラメータの瞬時的な歪を小さくするスカラ量子化を通
常用いていた。スペクトルパラメータ間の周波数軸上の
相関を利用してあらかじめ所定のと、ト数のコードブッ
クを作成しておき、スペクトルパラメータをこのコード
７°ツクの一つの符号で表現することにより伝送情報量
を遥かに低減するベクトル量子化や、スペクトルパラメ
ータの時間系列の周波数軸上及び時間軸上の相関を利用
してマトリクス状のコード７゛ツクを作成しておき、ス
ペクトルパラメータの時間系列をこの符号で表すマトリ
クス量子化の手法は取シ入れられていなかった。しかし
ながら、従来のベクトル量子化やマトリクス量子化法で
は、ビットレート低減には有効なものの１通常は例えば
Ｙ、Ｌｉｎｄｅ”Ａｎ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　
Ｖｅｃｔｏｒ　ＱｕａｎｔｉｚａｔｅｒＤｅｓｉｇｎ’
（ＩＥＥＲＴｒａｎｓ、Ｃｏｍｍ、、Ｃ０Ｍ−２８。

１９８０）（文献３）にあるよりに、音声の特徴の全く
異なる母音、過度部、子音部等を区別せずに一種類の有
限ビット数（例えば１０ビット程度）のコードン、りで
表しているため、このような−種類のみの有限ビット数
のコードン、りを用いて音声の特徴の大きく異なる部分
のスペクトルパラメータを良好に表現することは難しく
、子音や過度部などでは特に音質が劣化していた。さら
にスペクトルパラメータにベクトル量子化を適用する際
に１通常２０　ｍ　ｓ位の固定長フレーム毎に分析した
スペクトルパラメータに対して行っているので、前述の
固定長フレームの場合と同様な問題点があった。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の音声信号符号化復号化方法は、離散的な音声信
号を人力し聴覚の特性と対応の良い方法により前記音声
信号を非一様な区間に分割し１分割された区間の全部ま
たは一部の区間における前記音声信号のスペクトルを表
すパラメータを求め。

前記パラメータの周波数軸上の相関ろるいは周波数軸上
及び時間軸上の相関を利用して作成しておいた複数種類
のコードブックを用いて前記パラメータを表し、前記分
割された区間の全部または一部の区間における音源信号
を複数個のパルス列の組合せで表して伝送し、前記パル
ス列を用いて前記音源信号を復元し、前記コードン、り
を用いてスペクトルパラメータを復号して前記音声信号
を良好に表す合成音声信号を出力する構成である。

本発明の音声信号符号化装置は１人力した離散的な音声
信号系列から聴覚の特性と対応の良い特徴パラメータを
抽出し前記特徴パラメータを用いて前記音声信号系列を
非一様な時間区間に分割するセグメンテーシ曹ン手段と
、前記分割された区間の全部または一部の区間における
音声信号からピッチ周期を表すビ、チパラメータを計算
するビ、チ計算手段と、短時間スペクトル特性を表すス
ペクトルパラメータを求め前記スペクトルパラメータの
周波数軸上の相関あるいは周波数軸上及び時間軸上の相
関を利用して作成しておいた複数種類のコードン、りの
中から前記音声信号の性質に応じて一種類を選択して前
記スペクトルパラメータを量子化するスペクトルパラメ
ータ計算手段と。

前記分割された区間の全部または一部の区間における音
源信号を表す複数個のパルス列を計算する音源パルス計
算手段と、前記スペクトルパラメータと前記ビ、チパラ
メータと前記パルス列を表す符号とを組み合わせて出力
するマルチプレクサ手段とを備える。

本発明の音声信号復号化装置１ｉＦｉ、音声信号のスペ
クトルパラメータとビ、チパラメータと音源パルス列を
表す符号とを人力して分離するデマルチプレクサ手段と
、前記スペクトルパラメータの周波数軸上の相関あるい
は周波数軸上及び時間軸上の相関を利用して作成してお
いた複数棟類のコードン、りを用いて前記スペクトルパ
ラメータを復号するスペクトルパラメータ復号手段と、
前記ビ、チパラメータと前記音源パルス列を表す符号と
を用いて非一様に分割された区間全体の音源信号を復元
する音源復元手段と、復元された音源信号と前記スペク
トルパラメータとを用いて前記区間の音声信号を合成す
る合成フィルタ手段とを備える。

〔作用〕

本発明の作用を第２図ｆａ）を用いて説明する。同図に
おいて、セグメンテーション尺度計算部４００は音声信
号を人力し、音声特徴変化の速い子音部でも精度よく分
析できるような短時間区間（例えば５ｍｓ　）毎に、聴
覚の特性との対応の良いセグメンテーション部度を計算
する。ここでは、この尺度として動的尺度Ｄ　［ｔｌを
用いる。この尺度は５ｍｓ毎に求めたＬＰＣケプストラ
ムＣｉを用いて下式の様に書ける。

尚、この計算法についての詳細な説明はＦｕｒｕｉ氏に
よる’Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｒｏｌｅ　ｏｆ　５ｐｅｃｔｒａ
ｌ　Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｏｒ　５ｐｅｅｃｈ　Ｐｅ
ｃｅｐｔｉｏｎ’と題した論文（Ｊ。

Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅ
ｒｉｃａ、ｖｏｌ、８０゜［）Ｉ）、１０１６−１０２
５．１９８６）（文献４）に記載されているので、ここ
では詳細は省略する。また（１）式の代りにパワ環ａＱ
を含めた（３）式や他の良好な方法を用いることも出来
る。

セグメンテーション部４１０はセグメンテーション尺度
を人力して、音声信号を非一様に分割（セグメンテーシ
ョン）する。これは上記（１）するいは（３）式の尺度
を用いて行う。まず、上記尺度の極大１直の付近毎に音
声信号をあらかじめ分割する。

ここで、上記文献４に記されているように、上記尺度の
極大値の前後数Ｉ　Ｑｍｓの部分は、子音から母音、母
音から子音への調音結合部分にほぼ対応しており、音韻
知覚の際の聴覚的に非常に重要な部分であることが報告
されている。従って、このような聴覚的に重要な部分を
除き上記尺度がある程度連続的にあらかじめ定められた
しきい値よりも小さくなる箇所で音声信号をセグメンテ
ーションする。動的尺度音用いてセグメンテーションし
た様子を第２図ｔｂｌに示す。ここで、第２図（ｂｌの
上段は音声波形、下段はセグメンテーションされた一例
を示す。ここで、動的尺度は実線で、かつセグメンテー
ションした箇所は垂直の破線で示されている。

次に、ＬＰＣ分析部４３０はセグメンテーションされた
区間全体あるいはこの中の一部分（例えばｉｏｍｓ、２
０ｍ５．あるいは有声音のときは代表的な一ピッチ区間
程度）の音声信号を分析してＬＬ’Ｃ係数を求める。な
お、一部分の音声信号から求める場合は、セグメンテー
ション部４００で求めたケプストラムから周知の方法に
よってＬＰＧ係数に変換することもできる。ピッチ計算
部４３５はセグメンテーションされた区間の一部あるい
は全体の音声信号から周知の方法によってビ、チ周期お
よびピッチゲイン（ピッチ周期だけ離れた所の自己相関
係数の値）の計算を行う。判別部４４５はピッチゲイン
を用いてあらかじめ定められたしきい這と比較すること
によってセグメンテーションされた区間が母音定常部か
の判別を行なう。ここで、この判別にはセグメンテーシ
ョン区間内の１力とピッチゲインの１直があらかじめ定
められたしきい値よシも大きいか否かによって判別する
方法を用いることができるが、他の良好な方法を用いる
こともできる。

マトリクス／ベクトル童子化部４４０はＬＰＣ係数のベ
クトル量子化またはマトリクス量子化を行う。この量子
化部４４０ではＬＰＣ係数間の周波数軸上の相関を利用
してあらかじめ定められた複数種類（Ｍｌ）のベクトル
コードブック（符号帳）４４１１と、上記係数の時系列
に対して２周波数上及び時間フレーム間の相関を利用し
てあらかじめ定められた複数種類（Ｍ２）のマトリクス
コードブック４４１２を有していることを特徴としてい
る。ここで、セグメンテーションされた区間が母音定常
部では周波数方向のみならず時間方向の相関も非常に強
いので１両方向の相関を利用して伝送すべき情報を遥か
に低減するために、マトリクスコードブック４４１２を
用いて符号化する。それ以外の区間では１周波数方向の
相関が強いので。

複数種類のベクトルコードブック４４１１を用いる。こ
れは例えば子音部に最適なベクトルコードズック、過渡
部に最適なベクトル量子化法、りという具合いである。

また、各コードブックは各部の音声を良好に表せるよう
に異なるビット数であられされている。ベクトルコード
ブック作成法としては１例えば上記文献３を参照するこ
とができる。また、マトリクスコードブックの作成法は
。

例えばＳ、Ｒｏｕｃｏｓ氏らによる’Ｓｅｇｍｅｎｔ　
Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎｆｏｒ　Ｖｅｒｙ−１ｏｗ−
ｒａｔｅ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｉｎｇ’、（Ｐｒｏｃ
＋ＩＣＡＳＳＦ、１５６５−１５６８．１９８２）（文
献５）や白木氏らによる１音声の時空間パターン符号化
の最適法１（日本音響学会資料８８５−４５）（文献６
）などを参照することができる。ここでは簡単の為にＭ
Ｌ”１　＃”！”Ｌとし、母音定常部に最適なマトリク
ス量子化プ、り４４１２とそれ以外の区間に対して最適
なベクトルコードブック４４１１を有する場合を考える
。まず１判別情報を用いて選択部４４２においてコード
ブック４４１１　。

４４１２のいずれかのコードブックを選択する。

そして選択されたコードブックの内からＬＰＣ係数との
距離が最も小さくなるコードベクトルを求め、これを表
す符号を出方する。ここで、この距離尺度としては２乗
距離が最も単純であシ周知であるが、これ以外にも種々
のものが提案されている。これらの距離尺度についての
詳細は入、Ｇｅｒｓｈ。

氏による’Ｖｅｃｔｏｒ　Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ：
Ａ　ｐａｔｔｅｒｎ−ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉ
ｑｕｅ　ｆｏｒ　５ｐｅｅｃｈ　ｃｏｄｉｎｇ’（ＩＥ
Ｅｈ：　　ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭａｇａｚｉｎ
ｅ、ｐｐ、１５−２１．１９８３）（文献７）に述べら
れているのでここでは説明を省略する。さらに、効率的
なベクトル量子化法として予測ベクトル符号化なども知
られておシ、これら種々の効率的なベクトル量子化法に
ついては上記文献７の他に例えば几０Ｍ。

Ｇｒａｙ氏による”Ｖｅｃｔｏｒ　Ｑｕａｎｔｉｚａｔ
ｉｏｎ　ｆｏｒＳｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　
Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ’（Ｊ、Ａｃｏｕｓｔｉｃａ１
８ｏｃ、Ａｍｅｒｉｃａ、ｖｏｌ、８０，８１ｐｌ）１
，１．Ｑｌ、１９８６　）（文献８）にも述べられてお
り、これらの効率的な方法を用いることもできる。更に
、量子化部４４０では母音定常部に対してはマトリクス
量子化を区間全体のＬｉ’Ｃ係数の時系列にたいして行
っても良いし、ビットレート全ざらに減らすために、母
音のスペクトル特徴がそれほど変化していないことを利
用して上記区間の一部の区間のＬＰＣ係数の時系列に対
してのみマトリクス量子化を行うようにしても良い。こ
の符号から復号化部４２５においてＬＰＣ係数を復号化
して出力す４復号化部４２５ではマトリクスコード１ツ
ク４４１１に対応する復号化テーブルとベクトルコード
ブック４４１２に対応する復号化テーブルとを有してい
る。

音源計算部４２０はセグメンテーションされた区間が母
音定常部のときは、上記セグメンテーシ曹ン区間ヲピッ
チ区間の周期毎のサブフレームに分割し、そのうちの１
つのピッチ区間について音源パルス列を計算する。ここ
で音源パルス列の計算には、特願昭５９−２７２４３５
号明細書（文献９）を鯵照することができる。

従って１本発明によれば、従来方式に比べ１ピッチ区間
（代表区間）の音源パルスの数を大幅に増やすことが可
能であるため、後述のように他のど、チ区間は補間処理
を用いて後元するとしても、上記区間全体の音源信号を
良好に表すことができる。他の方法としては、代表区間
で求めた音源パルスを基準として各ピッチ区間に毎に次
式で定義される重みすけ２乗誤差Ｅを最小化するように
振幅係数Ｃｋ１位置Ｔｋを求めて伝送しても良い。

Ｅ＝Σ（（ｘｈｆｎ）　　Ｃｈｉ：ｇｌｂ（ｎ　　ｍｔ
　　Ｔｈ））＊Ｗ（ｎｌ）”、・・・・・・・・・・・
（４） ここで、ｈ（ｎｌは合成フィルタのインパルス応答。

Ｗ（ｎｌは重みすけフィルタのインパルス応答１ｇ、。

町は代表区間のｉ番目のパルスの振幅１位置、Ｘｋ（ｎ
ｌは代表区間以外のに番目のピッチ区間の音声信号を表
す。Ｃｋ、Ｔｋはマルチパルス法の音源パルスの振幅と
位置を求める方法と同じ方法で求めることができ、これ
については上記文献９を参照できる。この方法によれば
、前述の音源パルスを補間する方法よりは情報量を若干
増加するが、特性は延らに改善されると期待される。ま
た、上式において情報量を減らすためにＴｋとしてはピ
ッチ計算部４３５で求めたピッチ周期Ｔを１（１いても
良い。このようにすると各ピッチ毎にＴｋを送らなくて
も良い。一方、上記セグメンテーション区間が母音定常
部でないときは１区間全体で音源パルス列を求める。送
信側の伝送情報はマトリクスあるいはベクトル量子化さ
れた符号、音源パルス列の振幅１位置、セグメンテーシ
オンされた区間の長さを示すセグメンテーション情報、
ピッチ周期１刹別情報である。さらに、ピッチ区間毎に
（４）式の係数を求める構成のときには周知の技術を用
いてこれらを効率的に符号化して伝送する。受信側では
、母音定常部のときは伝送された音源パルス列の振幅と
位相をピッチ周期毎に滑らかに変化させたシ、セクメン
テーシ冒ンされた区間の間での音源信号に補間処理を施
し、伝送されたピッチ区間以外のピッチ区間のパルス列
を復元しセグメンテーションされた区間の音源信号を復
元して信号を合成する。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

本発明の一実施例を示す第１図（ａｌにおいて、入力端
子５００から離散的な音声信号を人力する。

セグメンテーション尺度計算回路５０５ｒｉ第２図のセ
グメンテーション尺度計算部４００と同一の計算を行い
、セグメンテーション尺度を出力する。

セグメンテーション回路５１０は第２図のセグメンテー
ション部４１０と同一の処理を行い、音声信号を非一様
な区間にセグメンテーションし、セグメンテーション区
間の長さを表すセグメンテーション情報とセグメンテー
ションされた音声信号を出力する。ＬＰＧ計算回路５２
０は第２図のＬＰＣ分析部４３０と同一の処理を行い、
セグメンテーションされた音声信号について、Ｌｋ’Ｃ
分析を行い、ＬＰＣ係数マトリクス／ベクトル童子化器
５３０へ出力する。ピッチ計算回路５３５は第２図のピ
ッチ計算部４３５と判別部４４５とを含む動作を行い、
音声信号に対して、良く刈られているように自己相関法
によりビッテ周期Ｔ、ピッチゲインＰｇを計算し、Ｐｇ
Ｏ値を用いて上記区間の音声信号が母音定常部か否かを
判別し、ピッチ周期と判別情報を出力する。

マトリクス／ベクトル量子化器５３０は作用の項で述べ
たマトリクス／ベクトル量子化部４４０と同一の動作を
行い、ＬＰＣＰＣ係数定のピット数で量子化し符号をマ
ルチプレクサ６００へ出力する。マトリクス／ベクトル
復号器５３７は第２図の復号化部４２５と同一の動作を
行い１判別情報を用いて復号化テーブルを切シ替えて量
子化した結果を復号化して出力する。

重みすけ回路５４０はセグメンテーションされた音声信
号と復号化された１、、ＰＣ係数を用いて上記音声信号
に重みずけを施す。重みずけの方法は上記文献９の重み
すけ回路を参照することができる。インパルス応答計算
回路５６０は復号化されたＬＰＧ係数を用いてインパル
ス応答を計算する。

インパルス応答計算の方法は上記文献８のインパルス応
答計算回路を参照することができる。自己相関関数計算
回路５７０ｊｒｉインパルス応答の自己相関関数を計算
し音源パルス計算回路５８０へ出力する。自己相関関数
の計算法は上記文献８の自己相関関数計算回路を３照す
ることができる。相互相関関数計算回路５５０は重みず
けられた信号とインパルス応答との相互相関関数を計算
して音源パルス計算回路５８０へ出方する。この計算法
については、上記文献９の相互相関関数計算回路を参照
することができる。ピッチ復号器５８５はピッチ周期を
復号して音源パルス計算回路５８０へ出力する。音源パ
ルス計算回路５８０はセグメンテーションされた区間が
母音定常部のときは。

作用の項で述べた様に、上記区間をピッチ周期毎のサブ
フレームに分割して中央付近のサブフレーム区間につい
て音源パルス列を計算する。一方。

母音定常部でないときは、上記区間全体に対して音源パ
ルス列を計算する。音源パルス列の計算法については上
記文献９の駆動信号計算回路２２０を参照することがで
きる。童子化器５９０は音源パルス列の嶽幅１位置を所
足のビット数で量子化してマルチプレクｔ６００へ出力
する。量子化器５９０の動作は上記文献８の符号化回路
を参照することができる。マルチプレクサ６００はｆ＃
パルス列、Ｌ＋ｉ’Ｃ係数、ピッチ周期、セグメンテー
ジョン情報１判別情報を表す符号を組み合わせて出力す
る。

一方、受信側において、デマルチプレクサ６１０は音源
パルス情報、ＬＰＣ係数、ピッチ周期、セグメンテーシ
ョン情報１判別情報？表す符号を分離して出力する。音
源パルス復号器６２０は音源パルス列の振幅１位置を復
号する。マ）　ＩＪクス／ベクトル復号器６４０は送信
側の復号器５３７と同一の動作を行う。ピッチ復号器６
４５は送信側のピッチ復号器５８５と同一の動作全行い
、ピッチ周期を復号する。音源復元器６３０は判別情報
。

ピッチ周期を人力して、セグメンテーションされた区間
が母音定常部のときは、復号した１ピッチ区間の音源パ
ルス列を用いてセグメンテーション区間全体の音源信号
を復元して出力する。（ここで。

伝送されていないピッチ区間の音源）＜ルス列の復元法
としては、隣接セグメンテーション区間の音源パルス列
を用いて補間処理によって復元する方法などが知られて
おシ、この詳細については上記文献９を参照できる。ま
た、これ以外にも他の周知の方法を用いることもでさる
。一方、上記区間が母音定常部でないときには、受信し
た音源パルス列を用いて上記区間の音源信号を発生して
出力する。補間器６５０は復号したＬｉ’Ｃ係数１係数
１報別情報チ周期を用いて、セグメンテーション区間が
母音定常部のときは、ピッチ周期毎にＬｋ’Ｃ保数をＰ
入ｂＣＯル係数上で補間する。一方。

上記区間が母音定常部でないときＶこは、係数を補間せ
ずに合成フィルタ６６０へ出力する。これは母音足常部
以外では音声信号のスペクトル特徴の変化が速いので補
間によってかえって大きな歪が入ることを防ぐ為である
。合成フィルタ６６０はＬｌ’Ｃ係数、復元きれた音源
信号、セグメンテーション情報を用いてセグメンテーシ
ョン区間全体における音声信号を合成し、端子６７０を
通して出力する。

上述した実施例はあくまで本発明の一実施例に洒ぎずそ
の変形例も極々考えられる。例えば、セグメンテーショ
ンされた区間が母音定常部であるときには、相互相関関
数計算回路５５０は上記区間全体に対してではなく、上
記区間の中央付近の１ピッチ区間に対してのみ相互相関
関数を計算しても良い。これは母音定常部の場合は実際
に音源パルス列を求めるのはｌピッチ区間であるためで
ある。この方法では特性は少し劣化するが、演算量はほ
ぼＰ／Ｈに低減できる（ここでＰはピッチ周期、Ｎｔｒ
ｉ母音定常部のセグメンテーション区間の長さ）。また
、音源パルスの計算法としては上述の実施例の他に周知
の良好な方法を用いることもできる。これにライては、
　Ｋ、Ｏｚａｗａ　”Ａ　５ｔｕｄｙｏｆ　Ｐｕ１ｓｅ
　５ｅａｒｃｈλＩｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｆｏｒ　Ｍｕｌ
ｔｉ−ｐｕｌｓｅＳｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｅｃ凡ｅａｌ　
１ｚａｔｉｏｎ’（Ｊ、５ｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａ　ｏ
ｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、　ｌ　９８７　）
　（文献１０）を参照することができる。まだ、セグメ
ンテーションされた区間が母音定常部のときは、音源ノ
（ルス列を求める１ピッチ区間としては固定ではなく。

最も良好な合成音声が得られるように、求めるべきピッ
チ区間をセグメンテーションされた区間内で探索して求
めるようにすることもできる。この処理によって音質は
さらに良好になるが演算量は若干増加する。具体的な方
法に付いては上記文献９を参照することができる。また
、上記作用の項でも説明したように、送信側で代表区間
の音源パルス列を基準にして、伝送されていない他のピ
ッチ区間を良好に表すような係数を上記（４）式を用い
て計算して周知の方法により効率的に符号化して伝送す
るようにしても良い。但し、この場合１％性は更に改善
されるが、伝送情報ｆ１は若干増加する。また、上記作
用の項で説明したように、マトリクス量子化器、ベクト
ル量子化器を２種類以上、例えば母音定常部数種類、過
渡部、子音部などに増やすことによってさらに精度の良
い童子化を行うことができる。また１合成フィルタ６６
０の係数の補間法としては、対数断面積比や他のパラメ
ータ上で補間することもできる。ざらに、補間法として
は線形補間以外に対数補間等を用いることもできる。こ
れらの方法の詳細についてはＢ、８゜Ａｔａ１氏らによ
る　５ｐｅｅｃｈ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄＳｙｎｔ
ｈｅｓｉｓ　ｂｙ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏ
ｎ　ｏｆ　ｔｈｅＳｐｅｅｃｈ　Ｗａｖｅ’（Ｊ、Ａｃ
ｏｕｓｔ　、Ｓｏｃ、Ａｍｅｒｉｃａ、ｐｐ。

６３７−６５５．１９７１）（文献１１）を参照するこ
とができる。さらに、受信側でピッチ周期をピッチ区間
毎に、例えば線形補間によって滑らかに変化させること
によって合成音質はさらに改善される。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、聴覚の特性と対応ず
けのよい特徴パラメータを用いて音声信号を非一様にセ
グメンテーションし、さらにセグメンテーションされた
区間のスペクトルの特徴によって、複数種類のマトリク
ス量子化器、ベクトル量子化器を切υ替えてスペクトル
パラメータの非常に効率的な童子化を行い、さらに上記
区間が母音定常部のときはその区間のうちの１ビ、チ区
間について音源パルス列を求め、そうでないときは区間
全体で音源パルス列を求めているので、音源信号伝送に
必要な情報量を大幅に低減することができる。従って、
ビットレートを大幅に下げても合成音声の聴覚的な劣化
は非常に少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図ｔａｌ
及び第２図（ｂｌは本発明の詳細な説明するだめの図で
ある。 ５０５・・・・・・セグメンテーション尺度計算回路、
５１０・・・・・・セグメンテーション回路、５８ｏ・
・・・・・音源パルス計算回路、５２ｏ・・・・・・Ｌ
ＰＣ計算回路。 ５３５・・・・・・ピッチ計算回路、５３ｏ・・・・・
・マトリクス／ベクトル量子化器、５４０・・・川重み
ずけ回路。 ５５０・・・・・・相互相関関数計算回路、５６ｏ・・
・・・・インパルス応答計算回、Ｊ、５７０・・・・・
・自己相関関数計算回路、５８５．６４５・・・・・・
ピッチ復号器。 ５９０・・・・・・量子化器、６００・・自・・マルチ
プレクサ。 ６１０・・・・・・デマルチプレクブ、５３７．６４０
・・・・・・マトリクス／ベクトル復号器、６２ｏ・・
・・・・音源パルス復号器、６３０・・・・・・音源復
元器、６５ｏ・・・・・・補間器、６６ｏ・・・・・・
合成フィルタ。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）離散的な音声信号を入力し聴覚の特性と対応の良い
   方法により前記音声信号を非一様な区間に分割し、分割
   された区間の全部または一部の区間における前記音声信
   号のスペクトルを表すパラメータを求め、前記パラメー
   タの周波数軸上の相関あるいは周波数軸上及び時間軸上
   の相関を利用して作成しておいた複数種類のコードブッ
   クを用いて前記パラメータを表し、前記分割された区間
   の全部または一部の区間における音源信号を複数個のパ
   ルス列の組合せで表して伝送し、前記パルス列を用いて
   前記音源信号を復元し、前記コードブックを用いてスペ
   クトルパラメータを復号して前記音声信号を良好に表す
   合成音声信号を出力することを特徴とする音声信号符号
   化復号化方法。 （２）入力した離散的な音声信号系列から聴覚の特性と
   対応の良い特徴パラメータを抽出し前記特徴パラメータ
   を用いて前記音声信号系列を非一様な時間区間に分割す
   るセグメンテーション手段と、前記分割された区間の全
   部または一部の区間における音声信号からピッチ周期を
   表すピッチパラメータを計算するピッチ計算手段と、短
   時間スペクトル特性を表すスペクトルパラメータを求め
   前記スペクトルパラメータの周波数軸上の相関あるいは
   周波数軸上及び時間軸上の相関を利用して作成しておい
   た複数種類のコードブックの中から前記音声信号の性質
   に応じて一種類を選択して前記スペクトルパラメータを
   量子化するスペクトルパラメータ計算手段と、前記分割
   された区間の全部または一部の区間における音源信号を
   表す複数個のパルス列を計算する音源パルス計算手段と
   、前記スペクトルパラメータと前記ピッチパラメータと
   前記パルス列を表す符号とを組み合わせて出力するマル
   チプレクサ手段とを備えることを特徴とする音声信号符
   号化装置。 （３）音声信号のスペクトルパラメータとピッチパラメ
   ータと音源パルス列を表す符号とを入力して分離するデ
   マルチプレクサ手段と、前記スペクトルパラメータの周
   波数軸上及び時間軸上の相関を利用して作成しておいた
   複数種類のコードブックを用いて前記スペクトルパラメ
   ータを復号するスペクトルパラメータ復号手段と、前記
   ピッチパラメータと前記音源パルス列を表す符号とを用
   いて非一様に分割された区間全体の音源信号を復元する
   音源復元手段と、復元された音源信号と前記スペクトル
   パラメータとを用いて前記区間の音声信号を合成する合
   成フィルタ手段とを備えることを特徴とする音声信号復
   号化装置。