JPH01296300A - 音声信号符号化方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は音声信号の符号化、特に低いビット速度の符号
化に関する。

Ｂ、従来技術 音声信号をディジタル符号化する。即ち音声信号をサン
プリングし、サンプルの流れを、該サンプルの２進符号
を表わすビットの流れに変換する多数の方法が知られて
いる。これは符号化された信号をその最終目的に提供す
る前に最初のアナログ形式に再変換する手段が利用可能
であるものと仮定する。符号化動作及び復号動作はどち
らも歪み又は雑音を発生するので、それらを最小にして
符号化プロセスを最適化する。

明らかに、音声信号の符号化に割当てられるビット数、
即ちピッ１−速度が大きければ大きいほど、符号化は良
好となる。あいにく、例えば送信チャンネルの費用のよ
うな費用効率の要求により、別々のユーザーの原始音声
信号を多重化動作によって同じ送信チャンネルに集中す
ることが必要となる。その結果、各音声符号化に割当て
られるビット速度が低ければ低いほど、すぐれたシステ
ムとなる。よって、所望のビット速度で符号化の品質及
び効率を最適化することが必要となる。符号化／復号品
質の最適化を可能にする。換言すれば、所与の速度で符
号化雑音の最小化を可能にする符号化方法の開発に多大
の努力が払われている。

１つの方法が、Ｍ、５ｃｈｒｏｅｄｅｒ　＆　Ｂ、Ａｔ
ａｌ、　”Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔｅｄ　　　Ｌｉｎｅａ
ｒ　　　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　　　（ＣＥＬＰ）　　
；　　　ｌｌｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ　　５ｐｅｅｃｈ
　　ａｔ　　ｖｅｒｙ　　ｌｏｗ　　ｂｉｔ　　ｒａｔ
ｅｓ”。

ａｔ　ＩＣＡＳＳＰ　１９８５によって発表された。基
本的には。

前記方法は符号化されたデータ（コードワード）の多く
のセットをコードブック内の既知の参照位置に事前に記
憶することを含む、符号化すべき音声信号のサンプルの
流れは連続するサンプルのブロックに分割され、各ブロ
ックはそれに最もよく一致するコードワードの参照符に
より表わされる。

この方法の主な欠点は計算に高度の複雑さを含むことで
ある。

該方法は、Ｊ、ｌ’、Ａｄｏｕｌ　ｅｔ　ａｌ、”Ｆａ
ｓｔ　ＣＥＬＰ　ｃｏｄｉｎｇｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｌ
ｇｅｂｒａｉｃ　ｃｏｄｅｓ″、　ＩＣＡＳＳＩ）　１
９８７で更に改善され、″関連する莫大な計算量”の削
減を可能にした。しかしながら、それでもなお前記計算
には逆フィルタリング、即ち符号化すべき信号サンプル
のブロック毎に検査されるコードブック・コードワード
毎にかなり大きい計算力を消費する動作が含まれる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 本発明の１つの目的は、最小のフィルタ動作が。

コードワードで行われるコード励起による予測（コード
に基づいてコードを予測する）の研究に基づいた音声符
号化システムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、コード励起された符号化動
作が、音声信号の限定されたぜＩＦ域部分で行われる音
声符号化システムを提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は、コードブックの大きさ
を最小にするコードブック概念を提供することである。

Ｄ０問題点を解決するための手段 最初の音声信号又は少なくともその限定された帯域部分
が、そこから（デエンファシスされた）短期残差信号を
取出すように処理される。取出された信号は、長期残差
信号のＣＥＬｒ’符号化により実行される合成動作によ
る解析及び長期選択コードワードの合成によって長期残
差信号を取出すように処理される。

Ｅ、実施例 第１図は本発明を実現するトランシーバ（符号器／復号
器を含む送／受信装置）で用いられる基本素子のブロッ
ク図である。

送信すべき音声信号は、８にｈｚでサンプリングされ、
在来のアナログ／ディジタル変換器（図示せず）でサン
プル当り１２ビットでディジタルＰＣＭ符号化され、サ
ンプル５（ｎ）を供給する。これらのサンプルは先ずＰ
ＲＥ−ＥＭＰ装置（１０）でプレエンファシスされ１次
に相関装置（１２）で処理され、短期予測　（ＳＴＩ’
）フィルタ（１３）を調整するのに用いられる部分的な
自己相関派生係数（１’ＡＲｃＯＲ派生）ａ、のセット
が取出される。ＳＴＰフィルタ（１３）は５（ｎ）をフ
ィルタし第１の残差信号ｒ（、）、即ち短期残差信号を
供給する１次に前記短・期成差信号が処理され、所定の
長期遅延Ｈだけ遅延され利得係数すを乗じた合成信号ｒ
’　（ｎ）をｒ（ｎ）から引き去ることにより第２の、
即ち長期残差信号ｅ（ｎ）が取出される。

前記す及び阿の値は計算装置（９）で計算される。

本発明の目的のためブロック符号化手法が１６０サンプ
ル長のサンプル・ブロックｒ（ｎ）で用いられる。パラ
メータｂ及びには８ｏサンプル毎に評価される。残差信
号サンプルｅ（ｎ）の流れはこのように所定の長さ１．
の連続サンプルのブロックに分割され、次いで前記ブロ
ックの各々は、Ｌサンプルのにシーケンスが正規化され
たコードワードとして使用可能になるコード励起線形予
測（ＣＥＬＰ）符号器（１４）で処理される。そして、
低速度でｅ（ｎ＞を記録することは、該考慮されたｅ（
ｎ）シーケンスに最もよく一致するコードワードを選択
し前記ｅ（ｎ）シーケンスをコードワード参照番号ｋに
より置換えることを必要とする。事前記憶されたコード
ワードは正規化されているものとすると、利得係数Ｇも
決定され検査されなければならない、１６０サンプルの
各シーケンスについて、Ｎ　＝　１６０／Ｌ対（ｋ、Ｇ
）及び２つの対（ｂ、Ｍ）が得られる。

ｋが決定されると、後に利得係数Ｇを乗する該選択され
たに番目のコードワードＣＢｋ−合成長期残差信号ｅ’
　（ｎ）を表わす−は加算機４８（１Ｂ）を介して長期
予測ループ（１５）に供給される。そのもう１つの入力
は装置（１５）の出力５換言すれば、該遅延され加重合
成された短期残差信号により供給される。その結果、加
算機構（１６）は合成短期残差信号ｒ’　（ｎ）を供給
する。

最後に、最初の信号は、Ｇ、　ｋ、　ｂ、　Ｍデータ、
例えば１６０　ｓ（ロ）サンプルのブロック当たりＮ対
の（Ｇ。

ｋ）及び２対の（ｂ、Ｍ）、並びにＰＡＲＣＯＲ係数に
、の、またはＰＡＲＣＯＲ関連係数ａ、のセットを含む
低いビット速度のデータの流れに変換され、全てマルチ
プレクサ旧）Ｘ（１７）により多重化され、受信装置／
復号器に送信される。

復号は先ずＤＭＰＸで受取ったデータ・フレームをデマ
ルチプレクシングし、Ｇ、　ｋ、　ｂ、　Ｍ及びａ、を
互いに分離することを必要とする。ブロック毎に。

ｋの値を用いて事前記録されたテーブル（１９）からコ
ードワードＣＢｋを選択し、続いて対応する利得係数Ｇ
ｔ＆ＣＢｋに乗じて、しサンプル・ブロックの合成され
たｅ’　（ｎ）を回復する０次いで、各ｅ′（ｎ）で逆
長期予測が実行され、遅延におよび利得すに調整された
遅延素子、並びに加算機構を含む装置（２０）を用いて
合成された短期残差ｒ’　（ｎ）を回復する。最後に、
　ｒ’（ｎ）は係数ａ、により調整された逆短期ディジ
タル・フィルタ（２１）に供給され１合成された音声信
号ｓ’　（ｎ）を供給する。

第２図の流れ図は第１図の装置の動作のシーケンスの概
略である。　Ａ（ｚ）により表示された２定義域で転送
機能を有するディジタル・フィルタ（１３）により５（
ｎ）で実行される、プレエンファシスされた短期解析は
ｒ（ｎ）を供給する０次に、長期解析がｒ（ｎ）、残留
信号ｅ（ｎ）及びその合成表示に対して実行され、下式
が計算され供給される： ｅ（ｎ）　　＝ｒ（ｎ）　　−ｂ−ｒ’（ｎ−Ｍ）ｒ’
（ｎ）　：ｅ’（ｎ）÷ｂ−ｒ’（ｎ−Ｍ）ｅ（ｎ）は
コードワード参照番号ｋ及び利得係数Ｇで符号化された
ＣＥＬＰである。

受信装置側では、信号合成はコードワードの選択及びそ
の増幅を含み、下式により合成される：、ｅ’（ｎ）　
＝　Ｇ−Ｃａｌ　（ｋ、ｎ）次いで、２つの逆フイルタ
リング動作−１つは長期合成（ＬＴＰ）動作のため１／
Ｂ（ｚ）により、他の１つは短期動作のため１１＾（Ｚ
）により指定される−によってｓ’　（ｎ）が合成され
る。

第２図の上部の２つのブロックに関連する動作の詳細を
第３図に示す。

先ず、プレエンファシスはプレエンファシスされたＰＡ
ＲＣＯＲ派生の係数ａ、の取得を可能にする０次に、前
期プレエンファシスされたａ、は短期ディジタル・フィ
ルタをセット（調整）するのに用いられ、下式が引出さ
れる： 記号Σは合計動作を示し、　ｒ’ＡＲｃＯＲのセットの
合計は８つの係数を含めて行なわれ、該フィルタは・８
つの反復タップを有するディジタル・フィルタである。

前期フィルタリング手法はディジタル信号処理分野の当
業者にはよく知られている。それは多重入力加算機構、
８タツプのシフト・レジスタ及びタップ・インバータを
用いるハードウェアで実現し、又はマイクロプログラム
で作動されるプロセッサを用いて実現することができる
。

残差信号ｒ（ｎ）は８０サンプル毎に評価される長期パ
ラメータｂ及びにを決定するのに用いられる。

次に、これらのパラメータは長期フィルタ装置（１５）
−第１図参照−をセットするのに使用され、下式を計算
する： ｃ（ｎ）　　＝ｒ（ｎ）　　−ｂ　・ｒ’（ｎ−Ｍ）ｒ
’（ｎ）　　　＝　　ｅ’（ｎ）　　　＋　　ｂ　　−
ｒ’（ｎ−Ｍ）ｂ及びＮの値を計算するための多くの方
法が利用可能である０例えば、１つの方法はＢ、Ｓ、　
Ａｔａｌ。

”Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ　　Ｃｏｄｉｎｇ　　ｏｆ　　
５ｐｅｅｃｈ　　ａｔ　　ｌｏｗ　　ＢｉｔＲａｔｅ”
、ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　　ｏｎ　　
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ。

Ｖｏｌ、　Ｃ０Ｍ−３０，Ａｐｒｉｌ　１９８２　；ま
たは［１，５，Ａｔａｌ　＆Ｍ、Ｒ，５ｃｈｒｏｅｄｅ
ｒ、”Ａｄａｐｔｉｖｅ　　ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　　
ｃｏｄｉｎｇｏｆ　　５ｐｅｅｃｈ　　ｓｉｇｎａｌｓ
”、Ｂｅ１ｌ　　５ｙｓｔｅ＋ｓ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌＪｏｕｒｎａｌ、　Ｖｏｌ、４９．１９７０による。

−殻内に、阿はピッチの値又はその倍音であり。

その計算方法は当業者にはよく知られている。

非常に有効な方法が欧州特許出願第８７４３０００６．
４号にも記載されている。

前期出願により： Ｏ ｂ及び阿は８０のサンプル及びそれらの８０の先行サン
プルを用いる１６０サンプルの各ブロックで２度決定さ
れる。

そこで、阿の値、即ちピッチに関連した値が２ステツプ
のプロセスに基づいて計算される。第１のステップでは
粗ピツチに関連したＨの値の概略決定をｕＪ能にし、続
いて第２のステップで限定数の値に自己相関法を用いて
（精密な）Ｍの値が調整される。

（１）第１ステップ： 概略決定は可変しきい値及びＯ交差検出を含む非線形手
法の使用に基づく、更に詳細に説明すれば、この第１ス
テツプは下記を含む： ・変数Ｈを０ないしは所定の値し、又は前の精密なＨに
初期設定する； ・現在のサブ・ブロックの８０サンプル、及び前の８０
サンプルを含む１６０サンプルのブロック・ベクトルを
ロードする； ・前期１６０サンプルの正（Ｖｍａｘ）及び負（Ｖｍｉ
ｎ）のピークを検出する； ・下記しきい値を計算する： 正のしきい値Ｔｈ”　＝α・Ｖｍａｘ 負のしきい値Ｔｈ−＝α・Ｖｍｉｎ αは経験的に選択された値（例えば、α＝　ｏ、５）で
ある。

・下式により現在のサブ・ブロックを表わす新しいベク
トルＸ（ｎ）をセットする； もしｒ（ｎ）　−Ｔｈなら、Ｘ（ｎ）＝１もしｒ　（ｎ
）　＝　Ｔｈ−なら、Ｘ（ｎ）＝−１さもなければ、　
　　　　Ｘ（ｎ）＝０−１．０又は１の値だけを含むこ
の新しいベクトルは”クリーン・ベクトル”と呼ばれる
；・２つのクリーン・ベクトル値間の重要な０交差（即
ち、符号遷移）、即ち互いに接近しているＯ交差を検出
する： ・連続的に検出されたＯ交差の間のｒ（ｎ）サンプル間
隔の数を表わすＨ′の値を計算する；・ΔＭ＝１Ｍ’−
Ｍｌを計算してＭ′とその前の粗いＨとを比較し、ΔＨ
が所定の値Ｄ（例えば、Ｄ＝５）よりも大きい場合にそ
のに′を落す；（２）第２ステップ： 精密なＮの決定は該ピッチのパルスの近くに位置するサ
ンプルのまわりで取得されたサンプルにだけ行なわれる
自己相関法の使用に基づく。

第２ステツプは下記を含む： ・計算されたばかりの粗いＨの値−〇ではないものと仮
定するーに等しくなるようにＨの値を初期設定するか、
さもなければＨの値をその前に測定した精密なＨに等し
くする： ・粗いピッチの周りのクリーン・バク１−ル、即ち所定
サンプル数の自己相関領域を見つける。

・下式により一組のＩｔ（に′）値を計算する：Ｒ（ｋ
’）　＝Σ　ｒ（ｎ）　・ｒ’　（ｎ−に’）ｎ＝１ に′はクリーン・ベクトル・サンプルの指標であり１選
択された自己相関領域の下限Ｍｎ＋ｉｎから上限ＭＩｌ
ａｘまで変化する。自己相関領域は１例えば。

Ｍｍｉｎ　＝　Ｌ、　Ｍｍａｘ　＝　１２０の限界を有
する。

・探している精密なＭ値を限定するとき、最大のＲ（ｋ
’）、即ち自己相関ピークを見つける。

前記アルゴリズムの実行により、いったん装置（９）で
ｂ及び阿が計算されると１Ｍは遅延線（１５）の長さを
それに応じて調整するのに用いられ、その結果、加算機
構（１６）のｒ’　（ｎ）出方を遅延させてｒ’　（ｎ
−Ｍ）を供給する０次に、ｂはｒ’（ｎ−Ｍ）　ニ乗じ
て装置（１５）の出力でｂ−ｒ’（ｎ−Ｍ）を取得する
のに使われる。

第４図の流れ図はプレエンファシス及びＰＡＲＣＯＲ関
連の計算に含まれた詳細な動作を示す、１６０信号サン
プル５（ｎ）の各ブロックが先ず処理され、信号自己相
関関数の２つの最初の値を下式から引出す： 次に、プレエンファシス係数Ｉが下式により計算され： Ｒ＝　Ｒ２／Ｒ１ １６０サンプル５（ｎ）の最初のセットが下式によりプ
レエンファシスされたセラｌ”　ｓρ（ｎ）に変換され
る： ５ｐ（ｎ）＝＝　　５（ｎ）−Ｒ０５（ｎ−１）プレエ
ンファシスされたパラメータａ、は、従来（７）　ＬＥ
ＲＯＵＸ−ＧＵＥＧＥＮ法を用いてプレエンファシスさ
れた信号５ｐ（ｎ）から引出されたいわゆるＰＡＲＣＯ
Ｒ係数ｋ（ｉ）からステップアップ手Ｊｌｌｉにより引
出される。

ｋ、係数はＩＮ／’／ＡＮＧアルゴリズムを用いて２８
ビットにより符号化することができる。これらの方法及
びアルゴリズムについては下記文献を参照されたい： ｅ　　Ｊ、　　Ｌｅｒｏｕｘ　　　＆　　　Ｃ，Ｇｕｃ
ｇｃｎ　　：　　　Ａ　　　ｆｉｘｅｄｐｏｉｎｔ　　
ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　　ｏｆ　　ｐａｒｔｉａ、］
　　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ
″ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ＡＳＳ
Ｐ　ｐｐ　２５７−２５９．　Ｊｕｎｅ　１９７７゜−
ｃ、に、　Ｏｎ　＆　Ｓ、Ｃ，Ｙａｎｇ　：Ｐｉｅｃｅ
ｗｉｓｅ　１ｉｎｅａｒｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ　ｏ
ｒ　ＬＩ’Ｃｒｅｆｌｅｘｉｏｎ　　ｃｏｅｆｆｉｃｉ
ｅｎｔｓ″Ｐｒｏｃ、　Ｉｎｔ、　Ｃｏｎｆ、　ｏｎ　
ＡＳＳＰ　ｌ１ａｒｔｆｏｒｄ　、Ｍａｙ　１９７７゜
・Ｊ、　Ｄ、　Ｍａｒｋｅｌ　　＆　　Ａ、　＋１．　
Ｇｒａｙ　　：　　”ｌ、１ｎｅａｒｐｒｅｄｉｃｔｉ
ｏｎ　ｏｆ　５ｐｅｅｃｈ″Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　　Ｖｃ
ｒｌａｇ　　１９７６゜５ｔｅｐ−ｕｐ　ｐｒｏｃｅｄ
ｕｒｅ　ｐｐ　９／１−９５゜・Ｅｕｒｏｐｅａｎ　ｐ
ａｔｅｎｔ　０００２９９８　（１ｊ５　ｃｏｕｎｔｅ
ｒｐａｒｔ短期フィルタ（１３）は下式により短期残差
信号サンプルを引出す： １＝１ 次に、サンプルｒ（ｎ）のシーケンスはサブ・シーケン
ス・ブロックＬに分割され、ｅ（ｎ）を引出して低いビ
ット速度で符号化し、コードワード参照符ｋ及び利得係
数Ｇ（ｋ）にするのに用いられる＝コードワード及び利
得係数選択は平均二乗誤差基準の検討に基づく、即ち下
式に示す項を最小化するように選択される： Ｅ＝［ｅ（ｎ）−Ｇ（ｎ）　・ＣＢ（ｋ、ｎ）］”　［
ｅ（ｎ）−Ｇ（ｋ）・ＣＢ（ｋ、ｎ）］・・・・・（１
） ■は数学的な転置操作を表わす、　Ｃ１１（ｋ、ｎ）は
第１図の符号器（１４）内のテーブルである。換言すれ
ば、Ｅは２つのＬ成分ベクトル−Ｌは各コードワードＣ
Ｂののサンプル数−のスカラー積である。

Ｅを最小にする最適スケール係数Ｇ（ｋ）は下式により
決定される： Ｅ □＝Ｏ Ｇ 等式Ｇ（ｋ）の分母は正規化係数−、１【前記憶された
テーブル内のコードワードを事前に正規化することによ
り回避することができる−である。

式（１）は下記のように変形することができる：最適コ
ードワードは等式（２）の最後の項を最大にするｋを見
つけることにより得られる。

ＣＢ（ｋ）はｌ　Ｃ１１（ｋ、ｎ）　Ｉｆ　２を表わし
、　５ｌｌ（ｋ）はスカラー積ｅ１（ｎ）・０口（ｋ、
ｎ）を表わすものとすると、先ず、下記の項を最大にす
るｋを見つけなければならない： ５Ｐ（ｋ）２ ０口２（ｋ） 次に、下記の項からＧ（ｋ）の値を決定する：前記動作
を実行するためのアルゴリズムは第５図に示す。

最初の２つの指標カウンタｉおよびｊはｉ＝１及びｊ＝
１にセットされる。テーブルは順次に走査される。コー
ドワードＣ１１（１，ｎ）はテーブルから読出される。

最初のスカラー積は下式により計算される：５Ｐ（１）
　”Σ　ＣＩＩ（１，ｎ）　・ｅ（ｎ）　　　　　　（
３）ｎ＝１ この値は二乗されて５Ｐ２（１）となり、対応するコー
ドワードの二乗値［即ち、　ｃｎ２（１）］により除さ
れる１次に、ｉは１だけ増訂数され、前記動作はｉ＝ｋ
になるまで反復される。にはコードブックにあるコード
ワードの数である０次にシーケンス：５Ｐ２（ｉ）／Ｃ
Ｂ２（ｉ）　　−ただし、ｉ　＝　１．　、、、、ｋ　
　−の範囲内で５Ｐ２（ｋ）／ＣＢ２（ｋ）を最大にす
る最適コードワードＣＤ（ｋ）が選択される。この動作
はテーブル参照番号にの検出を可能にする。

いったんｋが選択されると、利得係数は下式を用いて計
算されるニ ジ−ケンスｅ（ｎ）内のサンプル数をＬの倍数になるよ
うに選択するものとすると、前記シーケンスｅ（ｎ）は
それぞれがＬサンプルの長さのＪＬウィンドーに再分割
され、次いで、ｊは１だけ増訂数され。

前記プロセスはｊ　＝　ＪＬになるまで反復される。

註：もしピッチの値ＭがＭｍｉｎ　＝　Ｌにより低く制
限されるなら、全てのＣＥ　／　Ｌ　Ｔ　ＰループはＬ
サンプル毎に適用され、　ＣＥ／ＬＴＰ適用毎にＪＬ　
＝　１が得られる。　ＬＴＩ’パラメータは８０　ｒ（
ｎ）サンプルＣＥ／ＬＴＰ処理の後にだけ再計算される
。

前記説明とは別に下記のように表現することができる： （ｃｎ）−ただし、　ｎ　＝１．２．　、、、、Ｌ　　
−は符号化すべきｅ（ｎ）サンプルのシーケンスを表わ
し、（Ｙ　）−ただし、ｎ　＝　１．２．　、、、　、
ｋ　＝　１．２．　、、。

−はしサンプルそれぞれのにコードラードを含むに×１
．テーブルを表わすものとすると、ＣＥ　Ｌ　Ｉ）符号
化は下記のようになる。

・下式により相関積を計算する： ただし、　ｋ　＝　１．　、、、、に ・下式を導く　ｋの最適値を選択する：Ｅｋｏｐｔ　＝
　Ｍａｘ　（Ｅｋ） ただし、　ｋ　＝　１．　、、、、　Ｋ・対応する利得
は： Ｇ（ｋ）　＝　Ｅｋｋｐｔ ・（ｅｎ）シーケンスを下記のブロックに変換する＝Ｃ
ビット”　ｌｏｇ２　Ｋビット ＋　Ｇ（ｋ）符号化ビット この方法はテーブルを記憶するのにかなり大きい記憶容
量を必要とする。に：２５６の場合には、に×しはたぶ
ん４０　Ｋｂ程度となる。

本明細書では別の方法が推奨される。システムの初期設
定で、残留する原始信号のＬ＋にサンプルの最初のブロ
ック、例えばｅ（ｎ）がテーブルＹ（ｎ）。

（ｎ＝１．Ｌ＋Ｋ）に記憶される０次いで、各々の後続
するＬワード長のシーケンス（ｅｎ）が、下式により、
（ｅｎ）シーケンスを１つのサンプル位置からその次の
サンプル位置にシフトすることによって　（Ｌ＋Ｋ）長
のテーブルのシーケンスと相関される；Ｅｋ　　＝Σ　
　ｅｎ　　−Ｙ（ｎ＋に−１）ｎ＝ま ただし、　ｋ　＝　１．　、、、、に この方法は、　Ｋ　＝　２５６の場合に、テーブルに必
要な記憶サイズを２　Ｋｂにまで減少することを可能に
する。

第１図に関連して述べたように、受信装置即ち音声合成
動作は、に、Ｇ（ｋ）、　ｂ、　Ｍ及びａ、データを互
いに分離するため、先ず受信データをマルチプレクシン
グする必要がある。にはテーブルから対応するコードワ
ードＣＢ（ｋ、ｎ）を選択するのに使用される。前記コ
ードワードにＧ（ｋ）を乗すると、下式のように合成信
号が合成される： ｅ’　（ｎ）　＝Ｃ（ｋ）　・Ｃ［ｌ（ｋ、ｎ）パラメ
ータｂ及び阿は受信装置で使用され、遅延素子ｂ−ｒ″
（ｎ−Ｍ）の調整を可能にし、下式の合成短期残差信号
を引出す： ｒ’（ｎ）　＝　ｅ’（ｎ）　＋　ｂ　ｒ’（ｎ−Ｍ）
最後に、ａ、係数は下式を用いて音声信号を合成するた
め短期残留フィルタ（２１）を調整するのに使用される
： 只 本発明の低いビット速度の符号化プロセスは、Ｃ，Ｇａ
１ａｎｄ、　　”Ｖｏｉｃｅ　　Ｅｘｃｉｔｅｄ　　Ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　　Ｃｏｄｉｎｇ（ＶＥＰＣ）”、
　ＩＢＭ　　Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ　　ａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、　Ｖｏｗ、　
２９．　Ｎｏ、２　Ｍａｒｃｈ　１９８５が適用される
と更に省力が可能になる。この場合、コード励起線形予
測符号化はベースバンド信号により実行され、バンドは
例えば第６図に示すようなシステム用いて３００＝　１
０００１１ｚに制限される。

この場合、信号ｒ（ｎ）は完全な（３００〜３４００１
１ｚ）バンド信号からはそれ以上引出されず、むしろ低
域フィルタ　（６０）により供給された低い（３００〜
１０００１１ｚ）バンド信号から引出される。原始信号
から低い帯域幅信号を取除くだけで得られる高い帯域幅
信号（１０００〜３４００１１ｚ）は装置（６２）で処
理され、前記高い周波数帯域幅に含まれたエネルギーに
関連した情報を引出す、高い周波数エネルギーは符号化
されて係数Ｅのセット（例えば２つのＥ）となり、受信
装置／シンセサイザに向けて多重化される。さもなけれ
ば、残る全ての動作は第３図〜第５図に関連した前記説
明のように実行される。

合成動作では、ベースバンド残留信号ｒ”（ｎ）が第１
図及び第２図に関連して説明したように合成されると、
高い周波数帯域幅成分が付加されなければならない、そ
のために、ベースバンド・スペクトルが非線形歪み装置
（７０）の手法（余波整流）−ピッチ周律により倍音構
造を４にｌｌｚにまで拡大する−により展開される。非
音声音の場合。

特に摩擦音では、ベースバンド・スペク１−ルはあまり
に乏しく高周波信号を正確に生成できないことがある。

これは、雑音発生装置（７１）を非常に低いレベルで使
用し両者を加えることにより補償される。展開された帯
域幅は　（１０００〜３４００１１ｚ）の帯域幅を保持
するようにｌｌｒ’Ｆ（７２）でフィルタされる。

そのエネルギー内容は、処理中のサンプルのブロックの
受信されたＥ係数に基づいて最初の高い周波数のスペク
トルに一致するように、調整装置（７３）で調整される
。このようにして得られた高いバンドの残差信号は、装
置（７０）、（７２）及び（７３）に関連する処理によ
る遅延を考慮して遅延装置（７４）で遅延された該合成
されたベースバンド残差信号に加えられ、該合成された
短期残差信号ｒ’　（ｎ）が得られる。　ｒ’（ｎ）は
短期予測フィルタ　（７５）でフィルタされ１合成され
た音声ｓ’　（ｎ）が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成された送信装置及び受信装
置の双方の基本素子のブロック図、第２図及び第３図は
第１図の装置によって実行される動作の流れ図、 第４図及び第５図は本発明に関連する動作の流れ図、 第６図及び第７図は本発明を実現するもう１つの装置を
示す図である。 ９・・・・計算装置、　１０・・・・ＰＩＩＥ−ＥＭＰ
装置、１２・・・・相関装置、１３・・・・ＳＴＰ、　
１４・・・・符号器、１５・・・・長期予測フィルタ、
１６・・・・加算機構、１７・・・・Ｍｌ”Ｘ、　　１
８・・・・ＤＭＰＸ、　１９・・・・テーブル、２０・
・・・逆長期予測装置、２１・・・・ＳＴＰ、６０・・
・・ＬＰＦ、６２・・・・ＨＩ’Ｅ、６４・・・・符号
器、７０・・・・歪み装置、７１・・・・雑音発生装置
、７２・・・・１ＩＰＦ、７３・・・・調整装置、７４
・・・・遅延装置、７５・・・・ＳＴｒ’。 出願人　　インター亥ショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 復代理人　　弁理士　　澤　　１）　俊　　夫第２図 入力　：　ｅ（ｎｌ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 符号化すべき音声信号ｓ（ｎ）のサンプル・ブロックの
   各々に対し少なくとも１個のテーブル・アドレスにおよ
   びこのテーブル・アドレスに関連する利得Ｇを生成する
   コード励起符号化によって低ビット速度で音声信号ｓ（
   ｎ）を符号化する方法において、 音声信号ｓ（ｎ）から導出された部分相関係数の組によ
   り調整された短期予測フィルタを用いて音声信号ｓ（ｎ
   ）をフィルタ処理し、上記短期予測フィルタから短期残
   差ｒ（ｎ）を取り出すステップと、重み付けし、遅延さ
   せて得た合成短期残差を上記短期残差ｒ（ｎ）から差し
   引いて長期残差ｅ（ｎ）を導出するステップと、 上記長期残差ｅ（ｎ）を分割して継続したブロックを生
   成するステップと、 上記長期残差ｅ（ｎ）の各ブロックをコード励起符号化
   処理し、少なくとも１個のテーブル・アドレスおよび１
   個の利得を生成するステップとを有することを特長とす
   る音声信号符号化方法。