JPH01293400A - 音声符号化復号化方法並びに音声符号化装置及び音声復号化装置 - 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ビットレートで効率的に符号化
、復号化するための音声符号化復号化方法並びに音声符
号化装置及び音声復号化装置に関する。

〔従来の技術〕

音声信号を低いビットレート、例えば１６ｋｂ／ｓ程度
以下で伝送する方法としては、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、声道の特徴をデジタ
ルフィルタで表し、音源パルスの情報とフィルタの係数
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、例えばアラセキ、オノ、
オザワ。

オチアイ氏による“マルチパルス・エフサイテッド・ス
ピーチコーダー・ベイスト・オン・マキシマム・クロス
コリレイジョン・サーチ・アルゴリズム″　（アイ・イ
ー・イー・イー　グローバル・テレコミュニケイシジン
”８３講演番号２３．３）　　（Ａｒａｓｅｋｉ、　Ｏ
ｚａｗａ、　Ｏｎｏ　ａｎｄ　０ｃｈｉａｉ、　”Ｍｕ
ｌｔｉ−ｐｕｌｓｅＥｘｃｉｔｅｄ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃ
ｏｄｅｒ　Ｂａ５ｅｄ　ｏｎ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｃｒｏ
ｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　５ｅａｒｃｈ　Ａｌｇ
ｏｒｉｔｈｍ”、　（ＧＬＯＢＩＥＣＯＭ　８３゜ＪＥ
ＥＲＧｌｏｂａｌ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎ、　２３．３＋　１９８３））（文献１）に記載され
ている。この方法では、声道情報と音源信号を分離して
それぞれ表現すること、及び音源信号を表現する手段と
して複数のパルス列の組合せ（マルチパルス）を用いる
ことにより、復号後に良好な音声信号を出力する。

音源信号を表すマルチパルス列を求める基本的な考え方
について第３図を用いて説明する。図中の入力端子８０
０からはフレーム毎に分割された区間の音声信号が入力
される。合成フィルタ回路８２０には現フレームの音声
信号から求められたスペクトルパラメータが入力されて
いる。音源計算回路８１０において初期音源マルチパル
ス列を発生し、これを合成フィルタ８２０に入力するこ
とによって出力として合成音声波形が得られる。減算器
８４０では入力端子８００からの音声信号から合成音声
波形を減する。この結果を重み付は回路８５０へ入力し
、出力として現フレームでの重み付は誤差電力を得る。

そしてこの重み付は誤差電力を最小とするように、音源
計算回路８１０において音源マルチパルス列の振幅と位
置を求める。

一方、ピッチの微細構造を表すピッチパラメータを用い
てピッチ予測を行うことにより前記文献１の方法の音質
を改善するピッチ予測マルチパルス法については、特願
昭５８−１３９０２２号明細書く文献２）において説明
されているので、ここでは説明を省略する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記文献ｌの従来方法ではビットレート
が充分に高く音源パルスの数が充分なときは音質が良好
であったが、ビットレートを下げていくと音質が低下し
ていた。特に、この従来方法においては、ピッチ周波数
の高い入力信号の場合、例えば女性の声を入力した場合
には、再生音声が劣化するという欠点があった。これは
ピッチ周波数が高い場合には、パルス計算のフレーム内
に多くのピッチ波形が含まれることになり、このピッチ
波形を良好に再生するためには、ピッチ周波数が低い話
者の場合と比べて、より多くの個数のマルチパルスを必
要とするという理由による。

従ってこの理由から、音質を低下させることなく伝送ビ
ットレートを大幅に下げる、すなわち１フレーム内のパ
ルス数を大幅に減少させることが困難であった。

一方、前記文献２の従来方法では、ピッチ毎の相関に基
づきピッチパラメータを用いてピッチ予測を行っている
ものの、大振幅音源信号、小振幅音源信号を問わず、マ
ルチパルスとピッチ予測とを用いて音源信号を表してい
た。大振幅音源信号はピッチ毎の相関が高いと考えられ
るが、小振幅音源信号では相関は低いと考えられる。こ
の方法による音質をさらに改善するためには、音源信号
を表すマルチパルス列の内、小振幅のマルチパルス列あ
るいは小振幅の音源信号の役割がさらに重要である。こ
の従来方法では音源信号を表現するマルチパルス列とし
て、振幅が大きいものから順に、設定した個数のみを求
めて伝送していた。従って予め設定した情報量の上限に
より、充分な個数の小振幅パルスを求めることができず
、音源信号の近似度が充分でなく、再生音声の品質の点
で限界があり、それ以上の音質の向上は図れなかった。

また、このことはビットレートが低いときに特に顕著で
あった。

本発明の目的は、比較的少なし）演算量で、ビットレー
トが高いところでも、またビットレートを下げていって
も、従来よりも良好な音声を再生することが可能である
音声符号化復号化方法並びに音声符号化装置及び音声復
号化装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の音声符号化復号化方法は、 離散的な音声信号を入力し、前記音声信号のピッチの微
細構造を表すピッチパラメータと、前記音声信号のスペ
クトルを表すスペクトルパラメータとを求め、前記音声
信号の音源信号をピッチ予測して求めたマルチパルス列
とコードブックを用いて表して伝送し、 前記コードブックと前記マルチパルス列と前記ピッチパ
ラメータとを用いて前記音源信号を復元し、前記スペク
トルパラメータを用い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している。

本発明の音声符号化装置は、入力した離散的な音声信号
系列からピッチの微細構造を表すピッチパラメータを求
めて符号化するピッチパラメータ計算回路と、 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
めて符号化するスペクトルパラメータ計算回路と、 前記ピッチパラメータと前記スペクトルパラメータを用
いて前記音声信号の音源信号をピッチ予測して求めたマ
ルチパルス列と複数個のコードブ１．りから一種類を選
択したコードブックで表す音源信号計算回路と、 前記ヒツチパラメータと前記スペクトルパラメータと前
記マルチパルス列と前記コードブックと、を組み合わせ
て出力するマルチプレクサ回路とを有することを特徴と
している。

本発明の音声復号化装置は、音源信号を表す符号と音声
信号のピッチの微細構造を表すピッチパラメータを表す
符号と前記音声信号の短時間スペクトル特性を表すスペ
クトルパラメータを表す符号と音源信号を表す符号とを
入力して分離し復号化するデマルチプレクサ回路と、 前記復号化された音源信号のうちマルチパルス列を復元
し前記復号化されたピッチパラメータを用いてピッチを
再生した音源信号を求めるピッチ再生回路と、 複数種類のコードブックから一種類を選択し前記ピッチ
再生回路の出力を用いて駆動音源信号を復元する音源信
号復元回路と、 前記復元された駆動音源信号と前記復号されたスペクト
ルパラメータを用いて音声信号を合成するスペクトル包
絡フィルタ回路とを有することを特徴としている。

〔作用〕

本発明は、ピッチ予測マルチパルス符号化に際し、少な
い伝送情報量で、音源信号を従来方法よりも効果的に表
現するために、大振幅の音源信号をピッチ予測して求め
たマルチパルスで表し、小振幅の音源信号をコードブッ
クで表している。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明による音声信号符号化復号化方法並びに
音声信号符号化装置及び音声信号復号化装置の一実施例
の構成を示すブロック図であり、また、第２図はその原
理の説明に供するブロック図である。

本発明に係る音声信号の符号化復号化方法においては、
送信側では離散的な音声信号を入力し、音声信号のピッ
チの微細構造を表すピッチパラメータと、音声信号のス
ペクトルを表すスペクトルパラメータとを求め、音声信
号の音源信号をピ・ソチ予測して求めたマルチパルス列
とコードブックを用いて表して伝送し、受信側ではコー
ドブックとマルチパルス列とピッチパラメータとを用い
て音源信号を復元し、スペクトルパラメータを用いて音
声信号を良好に表す合成音声信号を出力する。

以下、まず、本発明に従う符号化処理の原理について、
第２図を用いて説明する。第２図の上部は音源信号を表
現するための大振幅のマルチパルスをピッチ予測により
求める回路のブロック図となっている。図中の入力端子
３００からはフレーム毎に分割された区間の音声信号ｘ
　（ｎ）が入力される。ピッチ再生フィルタ３１５には
現フレームの音声信号から求められたピッチパラメータ
が入力されている。スペクトル包絡フィルタ回路３２０
には現フレームの音声信号から求められたスペクトルパ
ラメータが入力されている。マルチパルス音源３１０に
おいて初期音源マルチパルス列を発生し、これをピッチ
再生フィルタ３１５に入力することによって駆動音源信
号が得られる。スペクトル包絡フィルタ３２０に駆動音
源信号を入力することによって合成音声波形５Ｅ　（ｎ
）が出力として得られる。

減算器３４０では入力端子３００からの音声信号から合
成音声波形を減する。この結果を重み付は回路３５０へ
入力し、出力として現フレームでの重み付は誤差電力を
得る。そしてこの重み付は誤差電力を最小とするように
、マルチパルス音源３１０において音源マルチパルス列
の振幅と位置を求める。

スイッチ３８０は、マルチパルス列を求めるときは常に
上側に接続されている。スイッチ３８０はマルチパルス
列が求まった後に下側に接続され、求められたマルチパ
ルス列と、ピッチ再生フィルタ３１５とスペクトル包絡
フィルタ回路３２０により得られる合成音声波形５！　
（ｎ）とを減算器２２０へ出力する。

小振幅音源計算回路２３０は、フレーム区間をさらにい
くつかに分割した小区間（例えば５　ｍ５ｅｃ。

程度）の各々について、音源信号の小振幅成分の特徴を
表す小振幅の音源信号を計算する。ここで、この小振幅
音源信号はほぼランダムな位相特性を有し、はとんど雑
音信号に近いと考えられる。このような信号を非常に効
率よく符号化するためには、予め複数個作成した小振幅
音源信号のコードブック（符号帳）を用意して符号化す
るベクトル量子化の手法を用いることができる。ベクト
ル量子化については、例えばアール・エム・グレイ氏に
よる“ベクトル・クオンタイゼイション・フォー・スピ
ーチ・コーディング・アンド・リコグニション”　（ア
メリカ音響学会誌８０．付録１．Ｑｌ。

１９８６）　　（Ｒ，Ｍ、Ｇｒａｙ、　”νｅｃｔｏｒ
　ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒｓｐｅｅｃｈ　ｃ
ｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ”　（Ｊ
、　ＡｃｏｕｓｔｉｃａｌＳｏｃ、　Ａ＋１ｅｒｉｃａ
、　ｖｏｌ、８０＋　５ｕｐｐ１．１　、　Ｑ　１　、
１９８６）　）（文献３）に詳しいのでここでは説明を
略す。

以下に、小振幅音源信号回路２３０の動作を説明する。

減算器２２０で再生信号５ｍ　（ｎ）を元の音声波形ｘ
　（ｎ）から減じた結果化じる残差信号ｅ（ｎ）を、時
間分割回路２４０によってフレームよりも短い小区間に
時間的に一様に分割する。コードブック（符号帳）２５
０は、予め複数個作成して用意されており、時間分割回
路２４０によって分割された各小区間について、コード
ブックの中から一種類を入力として、ゲイン回路２５５
を通してゲインを合わせた後、スペクトル包絡フィルタ
３２０と同様のスペクトルパラメータを用いたスペクト
ル包絡フィルタ２６０により合成残差信号ｉｉＥ　（ｎ
）を合成する。

減算器２７０は、入力残差信号ｅ　（ｎ）から合成残差
信号＠　（ｎ）を減する。この結果は重み付は回路２８
０に入力され、出力として重み付は誤差電力を得る。こ
こで重み付は回路２８０は重み付は回路３５０と同一の
動作を行う。そして重み付は誤差電力を最小とするよう
にコードブック２５０の中から最適なものを選び、その
インデクスを出力とする。

次に、小振幅音源信号をコードブックを用いて表現し、
コードブックを選択するための実際の方法について、以
下に弐を用いて説明する。コードブックの選択方法とし
ては次式で定義される誤差電力Ｅを最小化するように計
算する。

Ｅ＝Σ（（ｅ　（ｎ）−ｇ−’？；　（ｎ））１ｗ　（
ｎ））”・・・（１） ここで、ｅ　（ｎ）は第２図の入力残差信号であり、ｇ
はゲイン回路２５５において乗するゲイン、δ（ｎ）は
選択された一種類のコードブックとスペクトル包絡フィ
ルタによって再生した残差信号である。ｗ　（ｎ）は聴
感を考えた重み付はフィルタ（第２図中の重み付は回路
２８０と同一である。）のインパルス応答を示す。１１
）式をｇについて最小化すると（２）式の形となる。

ここで、 ６ｗ（ｎ）＝ざ（ｎ）１ｗ　（ｎ） ＝ｎ　（ｎ）　＊ｈ　（ｎ）　１ｗ　（ｎ）　　　・・
・（３ａ）ｅＷ　（ｎ）　＝ｅ　（ｎ）　１ｗ　（ｎ）
　　　・・・（３ｂ）記号＊は畳み込みを表す。（２）
式の分母はδ、（ｎ）の自己相関（厳密には共分散）、
分子はｅ、（ｎ）とｅ、（ｎ）との相互相関である。ま
た（３ａ）式のｎ　（ｎ）はコードブック中の、選択さ
れたある１種類のコードが表す信号である。また、ｈ　
（ｎ）はスペクトル包絡フィルタ回路２６０のインパル
ス応答を示す。

このとき誤差電力Ｅは次式のように書けるので、・　・
　・（４） Ｅを最小化するコードブックは、（４）酸第２項を最大
化、即ちｇを最大化するように選択すればよい。

コードブックを選択するための計算量をさらに大幅に削
減するための方法としては、次のような構成も考えられ
る。音源信号を表すマルチパルス列は相互相関を用いて
探索する。この求め方は前記文献１，２等に詳しいので
ここでは説明は省略するが、ピッチ予測マルチパルス列
を求めた後の相互相関関数Φｘｈ′を用いることにより
、前述の方法により大幅に演算量を削減した上で、コー
ドブックを選択することが可能となる。

以下に示す方法ではコードブック選択の際に信号δ８（
ｎ）を再生しなくてよいので、特性を前述の方法とほぼ
同じに保ちながら演算量を大幅に低減できる。以下にそ
の導出方法を説明する。まずΦＸｈ’＋　　’ｊ’ｗ　
（ｎ）は次のように書くことができる。

Φ１′＝Σｅ、（ｎ）ｈ、（ｎ）　　　　　　・−・ｔ
５）ｇｗ　（ｎ）　＝ｎ　　（ｎ）　　＊　ｈｗ　（ｎ
）　　　　　−−・（６１（６）弐を（２）式に代入し
、（５）式を用いると、次のように変形が可能である。

ここでΦ＊ｈ′は、ピッチ予測によりマルチパルス列を
求めた後の相互相関関数、Ｒい（０）は、スペクトル包
絡フィルタ２６０と重み付は回路２８０の従属接続から
なるフィルタのインパルス応答の電力である。Ｒ，、、
（０）は、コードブック２５０のうちある一種類のコー
ドを選択した場合の、前記コードにより表される信号ｎ
　（ｎ）の電力である。

（７）式の分子はΦ□′と選択されたコードにより表さ
れる信号ｎ　（ｎ）との相互相関関数である。前述の（
２）式と同じように、コードブックは（７）弐〇ｇを最
大化するものを選べばよい。

なお、コードブック２５０は、大振幅のピッチ予測マル
チパルス列を予め定められた個数だけ求めた後の残差信
号を用いて、予めトレーニングすることによって作成し
てもよいし、例えばガウス性の統計的性質を持つような
雑音信号を、位相特性を種々に変化させて複数個用いて
作成しておいてもよい、後者の方法についてはエム・ア
ール・シュレーダー、ビー・ニス・アタール両氏による
“コードエフサイテッド・リニア・プレディクション（
ＣＢＬＰ）　　：ハイークオリティ・スピーチ・アット
・ベリー・ロー・ビット・レイク′　（アイ・シー・ニ
ー・ニス・ニス・ピー講演論文集、第１巻、講演番号２
５．１．１．１９８５年）　　ＣＭ、Ｒ，５ｈｒｏｅｄ
ｅｒａｎｄ　Ｂ、Ｓ、　　八ｔａｌ：　　”Ｃｏｄｅ−
Ｅｘｃｉｔｅｄ　　１ｉｎｅａｒ　　ｐｒｅｄｉｃｔｉ
ｏｎ（ＣＥＬＰ）：　ｈｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ　５ｐ
ｅｅｃｈ　ａｔ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｂｉｔｒａｔｅｓ
、”、　Ｐｒｏｃ、ｌｃ、Ａ、ｓ、ｓ、Ｐ、　ｖｏｌ、
１＋　ｐａｐｅｒｌｎｏ。

２５．１．１．　Ｍａｒｃｈ、　１９８５　）　　（文
献４）に記載されている。

送信側の伝送情報器よ、ピッチ予測した大振幅のマルチ
パルスの振幅２位置、小振幅音源信号のコードブックの
インデクスとゲインと、ピッチパラメータースペクトル
パラメータである。

次に、第１図を参照して説明する。

第１図において、送信側は音声信号符号化装置を、また
受信側は音声信号復号化装置をそれぞれ含み、両者間に
は適宜の伝送路が設けられている。

音声符号化装置は、入力した離散的な音声信号系列から
ピッチの微細構造を表すピッチパラメータを求めて符号
化するピッチパラメータ計算回路と、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て符号化するス
ペクトルパラメータ計算回路と、ピッチパラメータとス
ペクトルパラメータを用いて音声信号の音源信号をピッ
チ予測して求めたマルチパルス列と複数個のコードブッ
クから一種類を選択したコードブックで表す音源信号計
算回路と、ピッチパラメータとスペクトルパラメータと
マルチパルス列とコードブックとを組み合わせて出力す
るマルチプレクサ回路とを有している。

音声復号化装置は、音源信号を表す符号と音声信号のピ
ッチの微細構造を表すピッチパラメータを表す符号と音
声信号の短時間スペクトル特性を表すスペクトルパラメ
ータを表す符号と音源信号を表す符号とを入力して分離
し符号化するデマルチプレクサ回路と、復号化された音
源信号のうちマルチパルス列を復元し前記復号化された
ピッチパラメータを用いてピッチを再生した音源信号を
求めるピッチ再生回路と、複数種類のコードブックから
一種類を選択しピッチ再生回路の出力を用いて駆動音源
信号を復元する音源信号復元回路と、復元された駆動音
源信号と復号されたスペクトルパラメータを用いて音声
信号を合成するスペクトル包絡フィルタ回路とを有して
いる。

音声信号符号化、復号化処理は、以下のようにしてなさ
れる。

本発明の一実施例を示す第１図において、送信側では入
力端子５００から離散的な音声信号ｘ　（ｎ）を入力す
る。時間分割回路５１０は入力された音声信号を時間的
に−様なフレーム毎（例えば２０ｍ５ｅｃ。

毎）に分割する。ピッチパラメータ計算回路５１５はピ
ッチの微細構造を表すピッチパラメータを計算する。計
算方法は前記文献２に示されているような方法を用いる
。量子化器５１６は前記重められたピッチパラメータを
量子化する。逆量子化器５１８は、量子化した結果を用
いて逆量子化して出力する。スペクトルパラメータ計算
回路５２０では前記分割した区間の音声信号のスペクト
ルを表すスペクトルパラメータを、周知のＬＰＧ分析法
によって求める。

求められたスペクトルパラメータに対しては、スペクト
ルパラメータ量子化器５２５において量子化を行う。量
子化の方法は、特願昭５９−２７２４３５号明細書（文
献５）に示されているようなスカラー量子化や、あるい
は前記文献４に示されたベクトル量子化を行ってもよい
。逆量子化器５３０は、量子化した結果を用いて逆量子
化して出力する。重み付は回路５４０は、逆量子化され
たスペクトルパラメータを用いて前記分割された音声信
号に重み付けを行う。重み付けの方法は、前記文献５の
重み付は回路２００を参照することができる。インパル
ス応答計算回路５５０は、逆量子化されたピッチパラメ
ータと逆量子化されたスペクトルパラメータを用いてイ
ンパルス応答を計算する。具体的な方法は前記文献２を
参照できる。自己相関関数計算回路５６０は、前記イン
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前記文献２の自己相関関数計算
回路１８０を参照することができる。相互相関関数計算
回路５７０は、前記重み付けられた信号と前記インパル
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へ出力する。具体的な方法は前記文献２を参照で
きる。

音源パルス計算回路５８０では、大振幅のマルチパルス
をピッチ予測により、予め定められた個数だけ求める。

マルチパルス列の計算方法については、前記文献２の音
源パルス計算回路２１０を参照することができる。量子
化器５８５は音源マルチパルス列を量子化して符号を出
力する。この出力は逆量子化器５９０によって逆量子化
され、パルス発生器６００によって大振幅のマルチパル
スを再生する。ピッチ再生フィルタ６０５では前記再生
された大振幅のマルチパルスと逆量子化器５１８によっ
て逆量子化されたピッチパラメータを入力としピッチを
再生した音源信号を出力する。前記音源信号と逆量子化
器５３０から出力されたスペク］・ルパラメータをスペ
クトル包絡フィルタ６１０に通すことによって、前記大
振幅の音源パルスによる合成音源信号文（ｎ）が求まる
。

減算器６１５は、音声信号ｘ　（ｎ）から合成音声信号
１　（ｎ）を減することによって、残差信号ｅ（ｎ）に
対して小振幅音源信号を計算する。

小振幅音源計算回路６２０では、第２図において説明し
たように、フレームよりも短い区間に分割された小区間
（例えば５　ｍ５ｅｃ、　）の小振幅音源信号を複数個
のコードブックを用いて表す。

小振幅音源信号を表すコードブックのインデクスとゲイ
ン、量子化器５８５の出力であるマルチパルス列を量子
化した符号、量子化器５１６の出力であるピッチパラメ
ータを量子化した符号、さらに量子化器５２５の出力で
あるスペクトルパラメータを量子化した符号は、それぞ
れマルチプレクサ６３０の入力となる。マルチプレクサ
６３０は以上の各符号を組み合わせて出力する。

一方、受信側では、デマルチプレクサ７１０は、大振幅
マルチパルス列の符号、ピッチパラメータの符号、スペ
クトルパラメータの符号、小振幅音源信号を表すインデ
クス及びゲインの符号を分離して出力する。音源パルス
復号器７２０は、大振幅のマルチパルスの振幅９位置を
復号する。スペクトルパラメータ復号器７５０は、送信
側の逆量子化器５３０と同じ働きをする。小振幅音源復
号器７３０は、送信側の小振幅音源計算回路６２０と同
一のコードブックを有しており、受信したインデクスを
用いて小振幅音源信号を表すコードを選択して出力する
。ゲイン回路７３５は、受信したゲインの符号を用いて
小振幅音源信号の振幅を決定する。ピッチパラメータ復
号器７４５は、送信側の逆量子化器５１８と同じ働きを
する。パルス発生器７２５は、前記大振幅のマルチパル
ス列による音源信号を発生させる。ピッチ再生フィルタ
７５５は、前記求められた音源信号と前記復号されたピ
ッチパラメータを入力としてピッチを再生した合成音源
信号を再生する。加算器７４０は前記ピッチを再生した
音源信号とゲイン回路７３５の出力信号を加算して駆動
音源信号を求め、スペクトル包絡フィルタ回路７６０を
駆動する。スペクトル包絡フィルタ回路７６０では前記
駆動音源信号及び前記復号されたスペクトルパラメータ
を用いて合成音声波形を求めて出力する。

以上述べた構成は本発明の一実施例に過ぎず、種々の変
形も可能である。

例えば、小振幅音源信号を求めるための計算量をさらに
大幅に削減するためには、前記（５）式から（７）式で
説明したように、ピッチ予測による大振幅マルチパルス
を求めた後の相互相関関数Φｘｈ′を用いてコードブッ
クを選択するような構成とすることが可能である。この
ようにすると、前述した通り、コードブック選択の際に
信号？！、、（ｎ）を再生しなくてよいので、第１図に
示した構成と比べて演算量を大幅に低減できる。

また、マルチパルスの計算方法としては、前記文献１に
示した方法の他に、種々の周知な方法を用いることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来技術に比べ、音源信号の内、大振
幅の音源を比較的少ない個数のピッチ予測マルチパルス
列を用いて表し、音質改善にさらに効果のある小振幅の
音源信号をコードブックを用いて非常に少ない伝送情報
量で表すことができるので、従来方法とビットレートを
同一としても、従来方法よりもより良好な再生音声信号
を得ることができるという大きな効果がある。さらに、
この効果はビットレートを下げていった場合により顕著
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音声符号化復号化方法並びに音声
符号化装置及び音声復号化装置の−実施例の構成を示す
ブロック図、 第２図は本発明に係わる符号化方法の原理を説明するた
めのブロック図、 第３図はマルチパルス列探索法の従来例を表すブロック
図である。 ５００、３００．８００　　・・入力端子５１０、２４
０・・・・・時間分割回路５１５　　・・・・・・・ピ
ッチパラメータ計算回路 ５２０　　・・・・・・・スペクトルパラメータ計算回
路 ５１６、５２５．５８５　　・・量子化器５１８、５３
０．５９０　　・・逆量子化器５４０、３５０．２８０
．８５０・・・重み付は回路５５０　・・・・・・・イ
ンパルス応答計算回路５６０　　・・・・・・・自己相
関関数計算回路５７０　　・・・・・・・相互相関関数
計算回路５８０　　・・・・・・・音源パルス計算回路
６００、７２５・・・・・パルス発生器７５５、３１５
．６０５　　・・ピッチ再生フィルタ６１０、７６０．
３２０．２６０・・・スペクトル包絡フィルタ ８２０　　・・・・・・・合成フィルタ回路６２０、２
３０・・・・・小振幅音源計算回路６３０　　・・・・
・・・マルチプレクサ７１０　　・・・・・・・デマル
チプレクサ７２０　　・・・・・・・音源パルス復号器
７３０　　・・・・・・・小振幅音源復号器７４０　　
・・・・・・・加算器 ７４５　　・・・・・・・ピッチパラメータ復号器７５
０　　・・・・・・・スペクトルパラメータ復号器 ７７０　　・・・・・・・出力端子 ３１０　　・・・・・・・マルチパルス音源８１０　　
・・・・・・・音源計算回路６１５、３４０．２２０．
２７０．８４０　　・・・減算器７３５、２５５・・・
・・ゲイン回路 ３８０　　・・・・・・　・スイッチ 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）離散的な音声信号を入力し、前記音声信号のピッ
   チの微細構造を表すピッチパラメータと、前記音声信号
   のスペクトルを表すスペクトルパラメータとを求め、前
   記音声信号の音源信号をピッチ予測して求めたマルチパ
   ルス列とコードブックを用いて表して伝送し、 前記コードブックと前記マルチパルス列と前記ピッチパ
   ラメータとを用いて前記音源信号を復元し、前記スペク
   トルパラメータを用い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符号化復号化
   方法。
2. （２）入力した離散的な音声信号系列からピッチの微細
   構造を表すピッチパラメータを求めて符号化するピッチ
   パラメータ計算回路と、 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
   めて符号化するスペクトルパラメータ計算回路と、 前記ピッチパラメータと前記スペクトルパラメータを用
   いて前記音声信号の音源信号をピッチ予測して求めたマ
   ルチパルス列と複数個のコードブックから一種類を選択
   したコードブックで表す音源信号計算回路と、 前記ピッチパラメータと前記スペクトルパラメータと前
   記マルチパルス列と前記コードブックとを組み合わせて
   出力するマルチプレクサ回路とを有することを特徴とす
   る音声符号化装置。
3. （３）音源信号を表す符号と音声信号のピッチの微細構
   造を表すピッチパラメータを表す符号と前記音声信号の
   短時間スペクトル特性を表すスペクトルパラメータを表
   す符号と音源信号を表す符号とを入力して分離し復号化
   するデマルチプレクサ回路と、 前記復号化された音源信号のうちマルチパルス列を復元
   し前記復号化されたピッチパラメータを用いてピッチを
   再生した音源信号を求めるピッチ再生回路と、 複数種類のコードブックから一種類を選択し前記ピッチ
   再生回路の出力を用いて駆動音源信号を復元する音源信
   号復元回路と、 前記復元された駆動音源信号と前記復号されたスペクト
   ルパラメータを用いて音声信号を合成するスペクトル包
   絡フィルタ回路とを有することを特徴とする音声復号化
   装置。