JPH0291699A

JPH0291699A - 音声符号化復号化方式

Info

Publication number: JPH0291699A
Application number: JP63245078A
Authority: JP
Inventors: Eisuke Hanada; 英輔花田; Kazunori Ozawa; 一範小澤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-03-30

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式及びその装置
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ｉｅｉ＜ｂ／Ｓ程
度以下で伝送する方式としては、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、オザワ、
オノ、オチアイ氏による”Ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅＥｘ
ｃｉｔｅｄ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｅｒ　Ｂａ５ｅｄ　
ｏｎ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔ
ｉｏｎ　　５ｅａｒｃｈ　　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”、（
ＧＬＯＢＥＣＯＭ　　８３．　ＩＥＥＥ　Ｇｌｏｂａｌ
　Ｔｅｌｅ−ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＋講演番号２
３．３．１９８３）（文献Ｉ）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、および音源信号を表現する手段としてｉ数の
パルス列の組合せ（マルチパルス）ヲ用いることにより
、復号後に良好な音声信号を出力できる。音源信号を表
すパルス列を求める基本的な考え方については第４図を
用いて説明する。図中の入力端子８００からはフレーム
毎に分割された音声信号が入力される。合成フィルタ８
２０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
おいて初期マルチパルスを発生し、これを前記合成フィ
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では前記入力信号から合
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、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、音源発生回路８１０において規
定個数のマルチパルスの振幅と位置を求める。

（発明が解決しようとする問題）しかしながら、この従来法ではピッ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行くと音質が低下するという問題
があった。

この問題点を改善するために、マルチパルス音源のピッ
チ毎の準周期性（ピッチ相関）を利用したピッチ予測マ
ルチパルス法が提案されている。

この方法の詳細は、例えば、特願昭５８−１３９０２２
号明細書（文献２）に詳しいのでここでは説明を省略す
る。しかしながら、マルチパルス音源のピッチ毎の準周
期性は大振幅のパルスでは大きいと考えられるが、全て
のパルスについてこのような周期性が存在するわけでは
なく、振幅の小さなパルスはピッチ毎の周期性は少ない
と考えられる。前記文献２のピッチ予測マルチパルス法
では、フレーム内で予め定められたすべての個数のパル
スについてピッチ毎の周期性を仮定して全てのパルスを
ピッチ予測により求めているので、特に周期性の少ない
パルスではピッチ予測によりかえって特性が悪化すると
いう問題点があった。特にこのことは、母音同士の遷移
区間や過渡部、子音部において顕著であり、このような
部分で音質が劣化するという問題点があった。

さらに、前記文献２の方法では、ピッチ情報をインパル
ス応答に含ませているため非常に時間長の長いインパル
ス応答を必要とし、予め定められた個数の全てのパルス
をピッチ予測により求めているので、パルスの探索に要
する演算量は非常に多く、現在のデバイス技術をもって
しても装置をコンパクトに実現することはかなり困難で
あった。

本発明の目的は、ビットレートが高いところでも下げて
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
、少ない演算量で実現可能な音声符号化復号化方式を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の音声符号化復号化方式は、送信側では離散的な
音声信号を入力し前記音声信号からフレーム毎にスペク
トル包絡を表すスペクトルパラメータ６ピツチを表すピ
ッチパラメータとを抽出し、′前記フレームの音声信号
を前記ピッチパラメータに応じた小区間に分割し、前記
フレームの音声信号の音源を前記スペクトルパラメータ
と前記ピッチパラメータとを用い前記小区間のうち１つ
の区間について求めたマルチパルスと前記マルチパルス
による影響の除去後に前記スペクトルパラメータまたは
除去後の信号から求め直したスペクトルパラメータと前
記ピッチパラメータまたは除去後の信号から求め直した
ピッチパラメータとを用いて前記フレームにおいてコー
ドブックの中から求めた最適なコードとで表し、受信側
では前記マルチパルスと前記ピッチパラメータ及び前記
フードブックを用いて音源信号を復元しさらに前記スペ
クトルパラメータを用いて合成音声信号を求めることを
特徴とする。

（作用）本発明による音声符号化復号化方式は、フレーム区間の
音声信号の音源信号を、ピッチ予測して求めたマルチパ
ルスと、コードブックとを用いて表すことを特徴として
いる。さらに、前記ピッチ予測マルチパルスの計算には
、マルチパルス音源のピッチ毎の準周期性を非常に効率
良く利用すると共に演算量を大きく低減するために、フ
レームをあらかじめピッチ周期に応じた小区間（サブフ
レーム）に分割し、前記サブフレームのうちの１つの区
間についてのみピッチ予測によりマルチパルスを求める
。そして前記ピッチ予測マルチパルスにより信号を再生
して影響を音声信号から除去した後に、除去後の信号を
最も良好に表すコードブックを求めるわけである。

以下で本方式の基本的な考え方を第２図を用いて説明す
る。第２図は、本発明の作用を示すブロック図である。

入力端子１００から音声信号を入力し、前記音声信号を
予め定められた時間長の（例えば２０ｍ５ｅｃ、）フレ
ームに分割する。フレームの音声信号からＬＰＣ分析部
１５０はスペクトル包絡を表す予め定められた次数のＬ
ＰＣ係数を衆知のＬＰＧ分析によりもとめる。ＬＰＧ係
数としては、線形予測係数の他にＬＳＰ、ホルマント、
ＬＰＣケプストラムなど他の良好なパラメータを用いる
こともできる。また、ＬＰＧ以外の分析法、例えばケプ
ストラムやＰＳＥ１ＡＲＭＡ法などを用いることもでき
る。以下では線形予測係数を用いるものとして説明を行
う。ピッチ計算回路２００は、フレームの音声信号から
ピッチ周期Ｍ及びピッチ係数（ゲイン）ｂを計算する。

これには衆知の自己相関法を用いることができる。

また、ピッチ係数ｂ（ゲイン）の計算には前記自己相関
法で時間遅れＭにおける自己相関係数の値を用いる方法
や、音声信号をピッチ周期Ｍ毎の小区間（サブフレーム
）に分割し、各サブフレームにおける音声信号あるいは
予測残差信号のｒｍｓ値を１次回帰直線で近似したとき
の傾きの値を用いることもできる。後者の方法について
は、オノ氏らによる”２．４ｋｂｐｓ　ｐｉｔｃｈ　ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｕｌｓｅ　５ｐｅｅ
ｃｈ　ｃｏｄｉｎｇ”（ｐｒｏｃ、　ＩＥＥＥ　ＩＣＡ
ＳＳＰ　８８゜Ｓ４．９．１９８８３と題した論文（文
献３）などを参照できる。

ピッチ予測マルチパルス計算部２５０及びコードブック
選択部２７０の動作を第３図を引用して説明する。第３
図（ａ）は１フレ一ム区間の音声信号を表す。ここでは
−例としてフレーム長を２０ｍ５　ｅ　ｃ、としている
。ピッチ予測マルチパルス計算部２５０では、まず、（
ｂ）のように、フレームをピッチ周期Ｍを用いて小区間
（サブフレーム）に分割する。ここではサブフレーム長
はピッチ周期Ｍと同一としている。次に、前記文献２と
同一の方法により、ピッチ再生フィルタと聴感重み付は
スペクトル包絡合成フィルタとの縦続接続フィルタのイ
ンパルス応答り、（ｎ）を求める。ここでスペクトル包
格合成フィルタ、ピッチ再生フィルタの伝達特性は（１
）　、（２）式でそれぞれ表される。

Ｈｓ　　（ｚ）＝　　　　　　　　　　　　　　（＋）
１ΣａｒＺ−’ Ｈ，（ｚ）＝　　　　　　　　　　　　　　（２）１−
ｂＺ−’ ここではピッチ再生フィルタの次数は１としている。

（１）　式、（２）式のインパルス応答をｈ８・（ｎ）
Ｉ　ｈｔ、　　（ｎ）とし、聴感重み付は縦続接続フィ
ルタのインパルス応答をＷ　（ｎ　）とすると、前記イ
ンパルス応答ｈｗ　　（ｎ）は次式で表される。

ｈｗ（ｎ）：ｈｓ（ｎ）木ｈｐ（ｎ）束１ｆ（ｎ）　　
　　　（３）また、聴感重み付けを行ったスペクトル包
絡合成フィルタのインパルス応答ｈ□（ｎ）はｈｗｓ（
ｎ）：ｈｓ（ｎ）京Ｗ（ｎ）　　　　　　（４）ここで
記号“＊”は、畳み込みを表す。次に、前記文献２と同
一の方法により、インパルス応答ｈｗ（ｎ）の自己相関
関数Ｒｈｔ、（ｍ）、聴感重み付は音声信号と前記イン
パルス応答ｈｗ（ｎ）との相互相関関数Φｈｘ（ｍ）を
求める。次に、前記サブフレームのうちの予め定められ
た１つの区間（例えば第３図（ｂ）の区間■）について
のみ、予め定められた個数Ｌ（ここでは４としている）
のマルチパルスの振幅ｇａ、位置ｍ１をピッチ予測によ
り求める。第３図（Ｃ）は求めたマル手バルスを示す。

次に、求めたマルチパルスを（２）式で定義されるピッ
チ再生フィルタに通して第３図（ｄ）のように他のサブ
フレームでのパルスを再生する。次に、この再生パルス
を用いて（１）式で定義されるスペクトル包絡合成フィ
ルタを駆動して再生信号Ｘ’（ｎ）を得る。

減算器２６０は音声信号Ｘ　（ｎ）からＸ’（ｎ）を減
算して残差信号ｅ　（ｎ）を得る。コードブ・ツク選択
部２７０は予め用意された複数種類（例えば２５６種類
）のコード（コードブック）の中からｅ（ｎ）を最適に
表すコード及びそのゲインを求める。

このｅ（ｎ）に対して最適なコードのインデクスとゲイ
ンを求める実際の方法について、以下で式を用いて説明
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：ΣＣ（ｅ（ｎ）−ｇ−；；　（ｎ）　）　＊Ｗ（ｎ
）］２（５）ここで、ｅ（ｎ）は第２図のコードブック
選択部２７０の入力残差信号であり、ｇはゲイン、ｅ（
ｎ　）は選択された一種類のコードとピッチ再生フィル
タと合成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のインパル
ス応答を示す。（５）式をｇについて最小化すると（６
）式の形となる。

ｇ＝　ＣΣｅ、（ｎ）　５（ｎ）　）　／　（Σｅｗ（
ｎ）　ｅｗ（ｎ）　）　　（Ｇ）ここで、轟（ｎ）：ｅ　（ｎ）寧Ｗ（ｎ）　＝　ｎ（ｎＬ神（ｎ
）＊ｈ（ｎ）ｘ！Ｉ（ｎ）　　（７ａ）ｅｗ（ｎ）：ｅ
　（ｎ戸Ｗ（ｎ）　　　（７ｂ）記号＊は畳み込みを表
す。（６）式の分母はτＷ　（ｎ）自己相関（厳密には
共分散）、分子はｅｖｉ　　（ｎ）（！：？Ｗ　　（ｎ
）の相互相関である。また（７ａ）式のｎ（ｎ）はコー
ドブック中の、選択された１種類のコードが表す信号で
ある。また、ｐ（ｎ）はピンチ再生フィルタのインパル
ス応答を、ｈ　（ｎ）は合成フィルタのインパルス応答
を示す。

このとき誤差電力Ｅは次式のように書けるので、Ｅ：Σｅｗ（ｎ）２−ｇ・　Σｅｗ（ｎ）；（ｎ）　　
　　（８）口ｎＥを最小化するコミドブツクは、（８）式第２項を最大
化、即ちＩｇ＋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ｌ：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１１２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
計算部２５０においてピッチ予測マルチパルス列を求め
た後の修正相互相関関数Φｘｈ９を用いることにより、
前述の方法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ｅｗ（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。以下に導出方法を説明する。

まず、Φｘｈ’　、ｅｗ（ｎ）は次のように書くことが
できる。

Φｘｈ’　”Σｅｗ（ｎ）ｈｗ（ｎ）　　　（９）ｅｗ
（ｎ）　＝　ｎ（ｎ）＊ｈｗ（ｎ）　　　（１０）（１
０）式を（６）式に代入し、（９）式を用いると、次の
様に変形が可能である。

ｇ：（ΣΦＸｈ’　ＩＩ　ｎ（ｎ））　／　（Ｒｈ＋、
（ｏ）”　Ｒｎｎ（０））　（＋１）ここでΦｘｈ′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、Ｒｈ、、（０）は、ピッチ再生フィルタとスペク
トル包絡フィルタと重み付は回路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。Ｒｈｈ（ｏ）は
コードブックのうちある１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。（ＩＩ）式の分子はΦｘｈ°　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（６）式と同じように、コードブックは（Ｉｔ）
式のｇを最大化するものを選べばよい。

なお、フードブックは、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音源の残差信
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作成しコ
ードブックに格納しておいてもよい。後者の方法につい
てはエム・アール・シュレーダー　ビー・ニス拳アター
ル両氏による“コードエフサイテッド・リニアΦプレデ
イクシｄン（ＣＥＬＰ）：ハイークオリティ・スピーチ
・アット会ベリーーロー・ビット・レイ７”　（アイφ
シーーニー・ニス・ニス・ピー講演論文集、第１巻、講
演番号２５．１．１．１９８５年、文献５　）　Ｍ、Ｒ
，５ｈｒｏｅｄｅｒ　ａｎｄ　Ｂ、Ｓ、Ａｔａｌ：”Ｃ
ｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔｅｄ　１ｉｎｅａｒ　ｐｒｅ旧ｃｔ
ｉｏｎ　（ＣＥＬＰ）：　ｈｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ　
５ｐｅｅｃｈ　ａｔ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｂｌｔｒａｔ
ｅｓ、”Ｐｒｏｃ、　ｌｃ、Ａ、ｓ、ｓ、Ｐ、　ｖｏｌ
、１＋　ｐａｐｅｒ　Ｎｏ、２５．１．１゜Ｍａｒｃｈ
、　１９８５）を参照することができる。

また、コードブックは予測残差からから学習して求めて
もよい。具体的な方法については、例えば、マクール氏
らによる”Ｖｅｃｔｏｒ　ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎＩ
ｎ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏ旧ｎｇ”　（Ｐｒｏｃ、　ＩＥ
ＥＥ、　［）、１５５１−１５８８゜１９８５）　　（
文献６）などの論文を参照できる。

送信側の伝送情報は、スペクトル包絡を表すスペクトル
パラメータ、ピッチ再生フィルタのピッチ周期Ｍ１ゲイ
ンｂ、Ｌ個のピッチ予測マルチパルスの振幅と位置、コ
ードブックのインデクス及びゲインｇである。

（実施例）本発明の一実施例を示す第１図において、入力端子５０
０から離散的な音声信号ｘ　（ｎ）を入力する。スペク
トル、ピンチパラメータ計算回路５２０では分割したフ
レーム区間（例えば２０ｍ５ｅｃ、）の音声信号のスペ
クトル包絡を表すスペクトル包絡合成フィルタのスペク
トルパラメータａｔを、衆知のＬＰＧ分析法によって求
める。また、ピッチ再生フィルタの係数すとピッチ周期
Ｍを衆知の自己相関法あるいは前述の文献３に示した方
法により求める。

求められたスペクトルパラメータ及び係数に対しては量
子化器５２６において、ピッチ周期に対しては、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７）に示されているようなスカラー量子化や、ある
いはベクトル量子化を行ってもよい。ベクトル量子化の
具体的な方法については、例えば、前記文献６などの論
文を参照できる。逆量子化器５３０，５３２は、それぞ
れ量子化した結果を用いて逆量子化して出力する。

減算器５３５はフレームの音声信号から影響信号を減算
して出力する。

重み付は回路５４０は、音声信号と逆量子化されたスペ
クトルパラメータを用いて前記信号に聴感重み付けを行
う。重み付けの方法は、前記文献２の重み付は回路２０
０を参照することができる。

インパルス応答計算回路５５０は、逆量子化されたスペ
クトルパラメータａ　ｌｌを用いてｆｌ前記（１）、（
２）式の縦続接続からなるフィルタの重み付はインパル
ス応答ｈｗ（ｎ）とをａ　＋１とピッチ周期Ｍ　ｌ、係
数ｂ′を用いて計算する。具体的な方法は前記文献２の
インパルス応答計算回路を参照できる。

自己相関関数計算回路５８０は前記のインパルス応答に
対して自己相関関数を計算し、エピッチ区間パルス計算
回路５８０へ出力する。自己相関関数の計算法は前記文
献２や前記文献４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は前記聴感重み付けられた
信号と、前記インパルス応答りい　（ｎ）との相互相関
関数Φｘｈ　（ｍ　）を計算する。

１ピッチ区間パルス計算回路５８０では、まず、フレー
ムを逆量子化したピッチ周期Ｍ′を用いて前記第３図（
ｂ）のようにピッチ周期に応じたサブフレーム区間に分
割する。そして予め定められた１つのサブフレーム区間
（例えば第３図（ｂ）のサブフレーム■）について、Φ
ｘｈ（ｍ）とＲｔ、ｈ（ｍ）とを用いて、Ｌ個のマルチ
パルス列の振幅ｇ、と位置ｍｌを求める。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を
参照することができる。

量子化器５８５は、前記マルチパルス列の振幅と位置を
量子化して符号を出力する。具体的な方法は前記文献４
などを参照できる。この出力はさらに逆量子化され、ピ
ッチ再生フィルタ６０５、スペクトル包絡合成フィルタ
６１０に通すことによって、前記ピッチ予測マルチパル
スによる合成音声信号ｘ’　　（ｎ）が求まる。

減算器６１５は、前記音声信号ｘ　（ｎ）から合成音声
信号ｘ’　　（ｎ）を減することによって、残差信号ｅ
　（ｎ）を得る。

フードブック選択部６００は前記残差信号に対して（５
）〜（１１）式に基づき最適なコードを求め、そのイン
デクス及びゲインを出力する。また、前記最適なコード
を合成フィルタに出力して合成した信号を加算器６２０
へ出力する。

マルチプレクサ６３５は、量子化器５８５の出力である
マルチパルス列の振幅、位置を表す符号、フードブック
選択部６００の出力であるコードのインデクス及びゲイ
ン、量子化器５２５の出力で、１５ルスペクトルパラメ
ータ、量子化器５２７の出力であるピッチ周期、係数を
表す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、ピッチ
予測マルチパルスの振幅、位置を表す符号、コードブッ
クのインデクス、ゲインを表す符号、スペクトルパラメ
ータ、ピッチ周期、係数を表す符号を分離して出力する
。

パルス復号器７２０はピッチ予測マルチパルスの振幅、
位置を復号する。コードブック復号器７２５はコードブ
ックのインデクス、ゲインを復号する。スペクトル、ピ
ッチパラメータ復号器７５０は、送信側の逆量子化器５
３０と同じ働きをして、スペクトルパラメータ、ピッチ
周期Ｍ＋１係数ｂ°を復号して出力する。パルス発生器
７３０ハ、前記マルチパルス（ピッチ予測マルチパルス
）による音源信号をフレーム長だけ発生させ出力する。

小振幅音源発生器７２７は前記コードのインデクス及び
ゲインとピッチ周期Ｍ　＋、係数ｂ９を用いてピッチ再
生し音源信号をフレーム長だけ発生させる。

ピッチ再生フィルタ７３５は、送信側のピッチ再生フィ
ルタ６０５と同一の動作を行、い、パルス発生器７３０
の出力、復号されたピッチ周期Ｍ９及び係数ｂ°を入力
し、フレームでピッチを再生した音源信号を求め加算器
７４０へ出力する。

加算器７４０は前記音源信号と小振幅音源発生器７２７
の出力信号を加算してフレームの駆動音源信号を求め、
合成フィルタ回路７６０を駆動する。

合成フィルタ回路７６０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、フレーム毎
に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。

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、種々の衆知な方法を用いることができる。

これには、例えば、オザワ氏らによ゛る”Ａ　　５ｔｕ
ｄｙ　　ｏｎ　　Ｐｕ１ｓｅ　　５ｅａｒｃｈ　　Ａｌ
ｇｏｒｉｔｈｍｓ　　ｆｏｒＭｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　
５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｅｒ　Ｒｅａ目ｚａｔｌｏｎ”（
ＩＥＥＥＪＳＡＣ，ｐｐ、１３３−１４１．１９８８）
　　（文献８）を参照することができる。

また、ピッチゲインｂ１周期Ｔの計算法としては、前述
の実施例で示した方法の他に、例えば、下記（１２）式
のように、過去の音源信号ｖ　（ｎ）とピッチ再生フィ
ルタ、スペクトル包絡合成フィルタで再生した信号と、
現フレームの入力音声信号ｘ　（ｎ）との誤差電力Ｅを
最小化するような位置Ｍを探索し、そのときの係数すを
求めることもできる。

Ｅ＝Σ　［ｉ　ｘ（ｎ）−ｂ−Ｖ（ｎ−Ｔ）木ｈｓ（ｎ
））　　”Ｗ（ｎ）コ　２（１２）ここで、ｈｓ（ｎ）
はスペクトル合成フィルタのインパルス応答、ｗ（ｎ）
は聴感重み付は回路のインパルス応答を示す。

また、サブフレームのピッチ周期Ｍに線形のずれτを許
容するようにしてもよい。具体的な方法については、前
記文献３などを参照できる。ただし、このときはピッチ
情報として、周期Ｍ以外にも前記τも伝送する必要があ
る。

また、コード選択部６００、小振幅音源発生器７２７に
おいて、最適なコードブックを選択、復号する際に使用
するピッチパラメータとしてのピッチ周期、ピッチゲイ
ンの少な（とも一方を残差信号ｅ　（ｎ）から求めなお
して使ってもよい。

また、入力信号を例えば母音、子音部分（または有声、
無声部分）に判別し、子音部分にのみコードブックを使
用する形にしてもよい。この場合、母音、子音部分の判
別には、衆知の方法、例えばフレームのパワー、前フレ
ームとのパワーの差、前フレームとのスペクトルの変化
、ピッチ性などのパラメータを用いることができる。一
方、有声、無声部分の判別には、ピッチゲイン等のパラ
メータを用いることができる。

さらに、フードブックを用いることによる有効性を判別
して有効である部分にのみコードブックを用いる形にす
ることもでき、母音、子音部分に判別した後に有効性を
判別する形にすることもでき、母音、子音部分に判別し
た後に有効性を判別する形にすることも可能である。有
効性の判別には、各区間における、コードブックを用い
て再生した信号のパワーあるいはＲＭＳの比や、コード
ブックのゲインの大きさなどを用いることができる。

（発明の効果）本発明によれば、音源信号のうちピッチ毎の周期性の強
い成分については、ピッチ予α１により１つのサブフレ
ーム区間のパルスを求めることにより非常に効率的に表
し、ピッチ毎の相関の強くない成分についてはコードブ
ックとピッチパラメータにより効果的に表しているので
、全てのパルスをピッチ予測を用いて求める従来法と比
較して母音遷移部や過渡部、子音部など周期性が少し弱
くなる部分で音質を太き（改善することができるという
効果がある。さらに、ピッチ区間におけるマルチパルス
のみピッチ予測により求めているので、ピンチ予測マル
チパルスの探索に必要な演算量を大幅に低減することが
可能で、従来方式として比較して大幅に演Ｗｆｆｉを低
減できるという大きな効果がある。

【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とその装置
の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は本発明の
作用を示すブロック図である。第３図はパルス列探索法
の例を示すブロック図である。第４図は従来方式の例を
示すブロック図である。図において、１５０・・・ＬＰＣ分析部、２００・・・
ピッチ計算部、２５０・・・ピッチＦ　／Ｊ！＋１マル
チパルス計算部、２７０・・・マルチパルス計算部、５
２０・・・スペクトル、ピンチパラメータ計算回路、５
３０．５３２・・・逆量子化器、５３５．２６０．６１
５．８４０・・・減算器、５４０．８５０・・・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・・・１ピッチ区間パルス計算回路
、５２５．５２６．５８５・・・量子化器、６２０．７
４０・・・加算器、ｅｏｏ−コードブック選択部、６０
５．７３５・・・ピッチ再生フィルタ、６１０．７６０
．８２０・・・合成フィルタ、６３５・・・マルチプレ
クサ、７１０・・・デマルチプレクサ、７２０・・・パ
ルス復号器、７２５・・・インデクス・ゲイン復号器、
７５０・・・スペクトル、ピッチパラメータ復号器、７
３０・・・パルス発生器、７２７・・・小振幅音源発生
器。

Claims

【特許請求の範囲】

送信側では離散的な音声信号を入力し前記音声信号から
フレーム毎にスペクトル包絡を表すスペクトルパラメー
タとピッチを表すピッチパラメータとを抽出し、前記フ
レームの音声信号を前記ピッチパラメータに応じた小区
間に分割し、前記フレームの音声信号の音源をスペクト
ルパラメータとピッチパラメータとを用い前記小区間の
うち１つの区間について求めたマルチパルスと前記マル
チパルスによる影響の除去後に前記ピッチパラメータま
たは除去後の信号から求め直したピッチパラメータと前
記スペクトルパラメータまたは除去後の信号から求め直
したスペクトルパラメータとを用いたコードブックの中
から選んだ最適なコードとで表し、受信側では前記マル
チパルスと前記ピッチパラメータ及び前記コードブック
を用いて音源信号を復元しさらに前記スペクトルパラメ
ータを用いて合成音声信号を求めることを特徴とする音
声符号化復号化方式。