JPH05303399A

JPH05303399A - 音声時間軸圧縮伸長装置

Info

Publication number: JPH05303399A
Application number: JP4107921A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okano; 秀生岡野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1993-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】音声時間軸圧縮伸長の処理時間の高速化を図る
こと。【構成】時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２は駆動パル
ス情報復号化器２１によりＲＰＥパラメータ３９を復号
化して得た残差信号４２を時間軸圧縮伸長する。時間軸
圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４はＬＴＰパラメータ３６か
ら時間軸の調整されたピッチ周期パラメータ信号４４を
得る。時間軸圧縮伸長処理回路“Ｃ”２７はＬＰＣ係数
の補間を行い、ＬＰＣ係数パラメータ４７を出力する。
短周期合成フィルタ２６は、このＬＰＣ係数パラメータ
４７と、上記回路２２からの時間軸圧縮伸長残差信号４
３と、上記回路２４の出力信号４４から長周期合成フィ
ルタを介して得られるピッチ予測残差信号４５とを合成
して線形ＰＣＭ信号４８を得る。後処理回路２８はこの
線形ＰＣＭ信号４８を対数圧縮してＰＣＭ出力信号４９
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＣＭ録音・再生機
（本明細書では、記号「・」は「及び／又は」を表すも
のとする）の音声ディジタル信号の記録・再生装置など
に利用される音声時間軸圧縮伸長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、テープレコーダの用途の一つと
して口述記録がある。例えば、暇な時に送るべき手紙の
内容をテープレコーダにてテープに音声で記録してお
き、秘書などにこの録音したテープを渡し、この秘書な
どはそのテープを再生して音声を聞きながら手紙をタイ
プ作成する。あるいは、会議の内容を録音しておき、後
でこの録音を聞きながら議事録を作成する等、様々な利
用法がある。

【０００３】ところが、タイプ速度はタイピストの技量
により大きな個人差があり、従って、タイプを行うため
にテープに録音された音の再生を行う時は、タイプ速度
に合わせてテープの回転速度を変化させる。このとき、
再生速度をゆっくりしたものでは、音声の高さ（トー
ン）が下がり音声の明瞭度が低下する。逆に、再生速度
を早くすると、音声の高さが上がりこれも明瞭度が低下
する。

【０００４】従来、この問題を解決するために、例えば
音声信号を間引くVariable SpeechControl と呼ばれる
方式や、音声の入力信号のピッチ周期を抽出し、そのピ
ッチ周期に応じて、ピッチ２周期分の音声データに重み
窓関数をかけて時間軸圧縮を行うTime Domain Harmonic
Scale（ＴＤＨＳ）方式などが利用されてきた。

【０００５】図６の（Ａ）は、このＴＤＨＳ方式の時間
軸圧縮処理を示す図である。この図の例は、周期性のあ
る２ピッチ分の音声信号を１ピッチに圧縮した場合を示
している。まず、２ピッチ分の音声信号ＳINを取り込
み、前部の周期Ｐ１の音声信号には重み窓関数Ｗ（ｍ）
をかけ、後部の周期Ｐ２には前部の周期Ｐ１とは反対の
重み窓関数（１−Ｗ（ｍ））をかけて、それぞれ加算し
て１つの信号Ｓ_OUTとして時間軸を圧縮をしている。

【０００６】また、図６の（Ｂ）は、時間軸伸長処理を
示すものである。３周期分の音声信号ＳINを取り込み、
前部の２周期分Ｐ３の信号に重み窓関数（１−Ｗ
（ｍ））をかけたものと、後部の２周期分Ｐ４の音声信
号に重み窓関数Ｗ（ｍ）をかけたものとを加算して、１
周期分の音声信号を２周期分に時間軸伸長している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようなＴＤＨＳ方式の時間軸圧縮伸長処理を、分析合
成型のような音声を符号化して音声データの蓄積を行う
ものに適用しようとすると、分析合成型データを音声に
一度復元した後に上記の時間軸伸長圧縮処理を行うた
め、多大な処理時間を必要とし、また音質の劣化が生じ
るという問題がある。

【０００８】図６の（Ｃ）は、この分析合成型音声符号
化による音声データ蓄積装置に上記時間軸圧縮伸長処理
を適用した場合の構成を示す図である。まず音声のＣＯ
ＤＥＣやアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータで
ディジタル信号変換された音声データが、２０ｍｓｅｃ
ごとに、ブロックデータとして分析フィルタ１０１、ピ
ッチ抽出器１０２、及び残差符号化器１０３に取り込ま
れる。

【０００９】ピッチ抽出器１０２は、入力音声データの
ピッチ分析を行い、ピッチ周期を求める。分析フィルタ
１０１は、入力音声データを線形予測（ＬＰＣ）し、８
次から１２次の線形予測分析係数を得る。そして、入力
音声データを分析フィルタ（逆フィルタ）にかけ、上記
成分（線形予測分析係数及びピッチ周期）を取り除いた
残差信号を求める。残差符号化器１０３は、この求めた
残差信号をベクトル量子化やパルス符号化などの手法を
使って符号に変換する。また、分析フィル１０１によっ
て求めた線形予測分析係数とピッチ抽出器１０２で求め
たピッチ周期も符号化して情報圧縮する。そして、これ
ら符号化されたデータを伝送・記録機１０４に送り、伝
送もしくは記録を行う。

【００１０】こうして伝送・記録機１０４にて伝送もし
くは記録された符号化データは、音源復号器１０５に送
られる。音源復号器１０５は、送られてきた符号化デー
タを復号化して残差信号１０６を得る。線形予測合成フ
ィルタ１０７は、この残差信号を線形音声データ信号１
０８に復元する。

【００１１】そして、時間軸圧縮伸長処理回路１０９
は、この復元され線形信号１０８をもとに時間軸圧縮伸
長の処理を行い、再生速度が可変ながら音程が一定の音
の出力１１０を再生する。

【００１２】しかし、このような符号化した音声を復号
化しＴＤＨＳ方法を利用して時間軸圧縮伸長を行う方法
では、前述したように復号化したデータを時間軸圧縮す
る場合、少なくとも２ブロック分のデータが復元し線形
ＰＣＭ信号に変換されていなければならない。これは、
システム全体では処理時間の遅延を招くもので、例えば
２０ｍｓｅｃごとのブロックデータを扱う時は４０ｍｓ
ｅｃ分のデータを取り込み、さらに時間軸圧縮の処理を
行うことになる。また、これらの処理を行うためのメモ
リ空間も確保しなければならない。

【００１３】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、音声の分析合成符号化や復号を行う際に、発生デー
タのうち、線形予測分析データとピッチ周期データとこ
れらのデータ成分を取り除いた残差信号を用いて時間軸
圧縮伸長処理を行うことで、処理時間の軽減と再生時の
音質向上が可能な音声時間軸圧縮伸長装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の、音声データに関しての線形予測分析情
報と，ピッチ情報と，これらのデータ成分を取り除いた
符号化された音声の残差信号とを含む圧縮符号化音声デ
ータから、元の音声データの時間軸圧縮伸長した音声デ
ータを得る音声時間軸圧縮伸長装置は、前記符号化され
た音声の残差信号を受け、それを復号化して、残差信号
を得る復号化手段と、前記復号化手段からの残差信号を
受け、それを時間軸圧縮伸長して時間軸圧縮伸長残差信
号を得る第１の時間軸圧縮伸長手段と、前記線形予測分
析情報を受け、前記第１の時間軸圧縮伸長手段による時
間圧縮伸長の大きさに合わせて、前記線形予測分析情報
の時間軸補間を行う第２の時間軸圧縮伸長手段と、前記
ピッチ情報を受け、前記第１の時間軸圧縮伸長手段によ
る時間圧縮伸長の大きさに合わせて、前記ピッチ情報の
時間軸補正を行う第３の時間軸圧縮伸長手段と、前記第
１乃至第３の時間軸圧縮伸長手段の出力を受け、それら
を合成して、時間軸圧縮伸長された音声データを得る合
成手段とを備えることを特徴としている。

【００１５】また、本発明の、音声データに関しての線
形予測分析情報と，ピッチ情報と，これらのデータ成分
を取り除いた符号化された音声の残差信号とを含む圧縮
符号化音声データから、元の音声データの時間軸圧縮伸
長した音声データを得る音声時間軸圧縮伸長装置は、前
記符号化された音声の残差信号を受け、それを復号化し
て、残差信号を得る復号化手段と、前記ピッチ情報と前
記復号化手段からの残差信号とを受け、前記残差信号を
時間軸圧縮伸長すると共に前記ピッチ情報の時間軸補正
を行う第１の時間軸圧縮伸長手段と、前記線形予測分析
情報を受け、前記第１の時間軸圧縮伸長手段による時間
圧縮伸長の大きさに合わせて、前記線形予測分析情報の
時間軸補間を行う第２の時間軸圧縮伸長手段と、前記第
１及び第２の時間軸圧縮伸長手段の出力を受け、それら
を合成して、時間軸圧縮伸長された音声データを得る合
成手段とを備えることを特徴としている。

【００１６】

【作用】即ち、本発明による音声時間軸圧縮伸長装置に
於いては、第１の時間軸圧縮伸長手段は、復号化手段で
符号化された音声の残差信号を復号化して得た残差信号
を時間軸圧縮伸長して時間軸圧縮伸長残差信号を得、ま
た第２の時間軸圧縮伸長手段は、前記第１の時間軸圧縮
伸長手段による時間圧縮伸長の大きさに合わせて線形予
測分析情報の時間軸補間を行い、且つ第３の時間軸圧縮
伸長手段は、前記第１の時間軸圧縮伸長手段による時間
圧縮伸長の大きさに合わせてピッチ情報の時間軸補正を
行う。そして、合成手段は、これら第１乃至第３の時間
軸圧縮伸長手段の出力を合成して、時間軸圧縮伸長され
た音声データを得る。

【００１７】また、本発明による音声時間軸圧縮伸長装
置に於いては、復号化手段で符号化された音声の残差信
号を復号化して得た残差信号を時間軸圧縮伸長すると共
にピッチ情報の時間軸補正を行い、また第２の時間軸圧
縮伸長手段は、前記第１の時間軸圧縮伸長手段による時
間圧縮伸長の大きさに合わせて線形予測分析情報の時間
軸補間を行う。そして、合成手段は、これら第１及び第
２の時間軸圧縮伸長手段の出力を合成して、時間軸圧縮
伸長された音声データを得る。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明の理
解を助けるために、まず本発明の概念を説明する。図１
は、本発明の概念図である。本発明は、種々の変形が考
えられるが、図６の（Ｃ）に示した従来の例と比較する
ため、符号化を行う部分の分析フィルタ１とピッチ抽出
器２と残差符号化器３及び伝送・記録機４は、図６の
（Ｃ）の１０１〜１０４とそれぞれ同様の動作を行うも
のとする。そして、復号化部に時間軸圧縮伸長を融合さ
せた例について図１に示した。以下、復号化部のみに注
目して説明を行う。

【００１９】伝送・記録機４より送られて来る符号化デ
ータは、音源復号器５に入力される。この音源復号器５
は、符号化データを復号して、残差信号６を得る。この
残差信号６は、時間軸圧縮伸長処理回路７に入力され
る。この時間軸圧縮伸長回路７は、入力された残差信号
６を時間軸圧縮もしくは時間軸伸長して、合成フィルタ
９に入力する前に時間軸圧縮伸長処理を行った残差信号
８Ａを得る。この時間軸圧縮伸長処理回路７は、従来の
ＴＨＤＳ方式の時間軸圧縮伸長処理を行う第１処理部７
Ａだけではなく、線形予測（ＬＰＣ）係数８Ｂの補間を
行う第２処理部７Ｂやピッチ周期８Ｃの平均化を行う第
３処理部７Ｃを有している。ここで、第２処理部７Ｃ
は、合成フィルタ９で用いるＬＰＣ係数８Ｂを、５〜１
０ｍｓｅｃごとに前後に処理されたＬＰＣ係数のデータ
で補間する処理を行うものである。そして、時間軸圧縮
処理された残差信号８Ａ，ＬＰＣ係数８Ｂ，ピッチ周期
８Ｃは、合成フィルタ９に入力され、合成される。これ
により、再生速度が可変ながら音程が一定の音の出力を
再生する。

【００２０】このように復号化部に時間軸圧縮伸長を融
合させたことによって、ＴＤＨＳ方法を利用して時間軸
圧縮伸長を行うため復号化したデータ少なくとも２ブロ
ック分のデータを変換しなければならないことによる処
理時間の遅延を短縮することができ、即ち、ブロックデ
ータを扱う時は、２０ｍｓｅｃ分の残差信号データを取
り込み直後から時間軸圧縮の処理を行うことができるよ
うになる。また、残差信号は復元された音声信号よりも
データ量が少ないため、従来と比べてこれらの処理を行
うためのメモリ空間も少なくすることができる。

【００２１】以下、図面を参照して、本発明の実施例を
説明する。図２は、本発明の第１の実施例の構成を示す
図である。本第１の実施例は、ＲＰＥ−ＬＴＰ（Regula
r Pulse Exicted-Long Term Prediction：レギュラーパ
ルス駆動形音声符号化）と時間軸圧縮伸長とを組み合わ
せた実施例である。ここで、ＲＰＥ−ＬＴＰとは、音声
合成モデルを、パルス位置が一定間隔で集束し、振幅の
異なる複数のパルスの組み合わせによる音源モデルと、
線形予測（ＬＰＣ）合成フィルタによる音道モデルとで
表す方式である。この方式の概略は、まず音声信号をＬ
ＰＣ逆フィルタにより予測して、さらに長期間予測フィ
ルタによりピッチ予測を行い予測残差信号を求め、そし
て、この予測残差信号を合成フィルタにかけ音声信号を
復元するというものである。

【００２２】図２に於いて、前処理回路１１の出力端子
は、短周期ＬＰＣ分析器１２の入力端子及び短周期分析
フィルタ１３の第１の入力端子に接続されている。短周
期ＬＰＣ分析器１２の出力端子は、上記短周期分析フィ
ルタ１３の第２の入力端子に接続されている。短周期分
析フィルタ１３の出力端子は、ピッチ抽出器１４の第１
の入力端子に接続されると共に、加算器１５の第１の入
力端子に接続される。ピッチ抽出器１４の第１の出力端
子は、長周期分析フィルタ１６の第１の入力端子に接続
されている。この長周期分析フィルタ１６の出力端子
は、上記加算器１５の第２の入力端子に接続されると共
に、加算器１７の第１の入力端子に接続されている。上
記加算器１５の出力端子は駆動パルス情報符号化器１８
の入力端子に接続されている。この駆動パルス情報符号
化器１８の出力端子は、駆動パルス情報復号化器１９の
入力端子に接続されている。この駆動パルス情報復号化
器１９の出力端子は、上記加算器１７の第２の入力端子
に接続されている。加算器１７の出力端子は、上記ピッ
チ抽出器１４の第２の入力端子及び上記長周期分析フィ
ルタ１６の第２の入力端子に接続されている。

【００２３】そして、伝送又は音声データ記録再生蓄積
機２０の第１の入力端子に上記駆動パルス情報符号化器
１８の出力端子が、また第２の入力端子に上記ピッチ抽
出器１４の第２の出力端子が、そして第３の入力端子に
上記短周期ＬＰＣ分析器１２の出力端子がそれぞれ接続
されている。

【００２４】伝送又は音声データ記録再生蓄積機１４の
第１の出力端子は、駆動パルス情報復号化器２１の入力
端子に接続されている。この駆動パルス情報復号化器２
１の出力端子は、時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２の
入力端子に接続されている。この時間軸圧縮伸長処理回
路“Ａ”２２の出力端子は、加算器２３の第１の入力端
子に接続されている。

【００２５】また、伝送又は音声データ記録再生蓄積機
１４の第２の出力端子は、時間軸圧縮伸長処理回路
“Ｂ”２４の入力端子に接続されている。この時間軸圧
縮伸長処理回路“Ｂ”２４の出力端子は、長周期合成フ
ィルタ２５の入力端子に接続されている。この長周期合
成フィルタ２５の出力端子は、上記加算器２３の第２の
入力端子に接続されている。加算器２３の出力端子は、
上記長周期合成フィルタ２５の第２の入力端子に接続さ
れると共に、短周期合成フィルタ２６の第１の入力端子
に接続されている。

【００２６】また、伝送又は音声データ記録再生蓄積機
１４の第３の出力端子は、時間軸圧縮伸長処理回路
“Ｃ”２７の入力端子に接続されている。この時間軸圧
縮伸長処理回路“Ｃ”２７の出力端子は、上記短周期合
成フィルタ２６の第２の入力端子に接続されている。そ
して、短周期合成フィルタ２６の出力端子は、後処理回
路２８に接続されている。

【００２７】次に、このような構成に於ける動作を説明
する。まず、符号化動作について説明する。前処理回路
１１には、不図示のＰＣＭＣＯＤＥＣでアナログ／デ
ィジタル（Ａ／Ｄ）変換及び対数圧縮されたＰＣＭ入力
信号３１が入力される。この前処理回路１１は、この入
力された対数圧縮入力信号３１を線形ＰＣＭ信号３２に
変換し、短周期ＬＰＣ分析器１２に送る。

【００２８】短周期ＬＰＣ分析器１２は、入力された線
形ＰＣＭ信号３２を線形予測分析し、ＬＰＣ係数パラメ
ータ３３を出力する。ここで、線形予測分析とは、下記
のように、ある時点のサンプル値を、それよりも前の幾
つかのサンプル値の線形結合に雑音が加わった式で表
す。即ち、ある時点の予測値Ｘ_(P)は、Ｘ_(P)＝−ａ₁Ｘ_(P-1)−ａ₂Ｘ_(P-2)−…−ａ_nＸ_(P-n)＋ｅ_(p) …(1) 但し、ａ_n：線形予測係数，ｅ_p：予測誤差と表される。

【００２９】線形予測係数ａ_nはこの場合８次（ｎ＝
８）まで求められ、量子化してＬＰＣ係数パラメータ３
３として短周期分析フィルタ１３に送られる。この短周
期分析フィルタ１３は、線形予測逆フィルタとして動作
するもので、前処理回路１１から送られてくる線形ＰＣ
Ｍ信号３２を、短周期ＬＰＣ分析器１２からのＬＰＣ係
数パラメータ３３を用いて逆フィルタリングし、ピッチ
成分が残っている予測残差信号３４を得る。この短周期
分析フィルタ１３による予測残差信号３４は、上記
（１）式より、

【００３０】

【数１】のように求められる。

【００３１】この予測残差信号３４は、ピッチ抽出器１
４に送られる。このピッチ抽出器１４は、上記予測残差
信号３４よりピッチパラメータ３５とＬＴＰパラメータ
３６を得る。ピッチパラメータ３５は長周期分析フィル
タ１６に送られる。この長周期分析フィルタ１６は、ピ
ッチパラメータ３５をフィルタリングしてピッチ予測残
差信号３７を出力する。加算器１５は、上記短周期分析
フィルタ１３からの予測残差信号３４からこのピッチ予
測残差信号３７を差し引き、予測残差信号３８を得る。
つまり、加算器１５は、ピッチ予測を行った結果より、
予測残差信号３８を求めることを行っている。なお、上
記ピッチ抽出器１４では、ピッチ周期とピッチゲインを
以下の方法で求めている。即ち、

【００３２】

【数２】

【００３３】そして、予測残差信号３８は、ｄ_(P)＝ｅ_(P)−β・ｄ’（_P−Ｍ） …(4) で求められる。

【００３４】この予測残差信号３８は、駆動パルス情報
符号化器１８に送られる。この駆動パルス情報符号化器
１８は、予測残差信号３８からＲＰＥパラメータ３９を
得る処理を行う。この処理は、予測残差信号３８を一定
の間隔のパルスで表す処理であり、この間隔はＡ／Ｄコ
ンバータのサンプル周波数の３分の１に落とされる。こ
こで、Ｘ_m(i)＝ｄ_(m+3・i) …(5) で求められたものを、ＡＰＭＣ（適応量子化）で表した
ものをＲＰＥパラメータ３９とする。

【００３５】このＲＰＥパラメータ３９は、駆動パルス
情報復号化器１９に送られる。この駆動パルス情報復号
化器１９は、ＲＰＥパラメータ３９を復号して、予測残
差信号４０を出力する。加算器１７は、この予測残差信
号４０と上記ピッチ予測残差信号３７を加え合わせて、
予測残差信号４１を得る。この予測残差信号４１は、上
記長周期フィルタ１６に送られる。

【００３６】また、上記のＬＰＣ係数パラメータ３３
と、ＲＰＥパラメータ３９、及びＬＴＰパラメータ３６
は、音声のデータ圧縮された情報として、伝送又は音声
データ記録再生蓄積機２０に送られて、伝送もしくは記
録される。

【００３７】次に、復号化について説明する。伝送又は
音声データ記録再生蓄積機２０から送られるＲＰＥパラ
メータ３９は、駆動パルス情報復号化器２１に送られ
る。この駆動パルス情報復号化器２１は、上記音源復号
器５として動作するもので、ＲＰＥパラメータ３９を復
号して残差信号４２を出力する。この残差信号４２は、
上記第１処理部７Ａとしての時間軸圧縮伸長処理回路
“Ａ”２２に送られ、時間軸圧縮伸長処理が施される。
この時間軸圧縮伸長された残差信号４３は、加算器２３
に送られる。

【００３８】一方、ＬＴＰパラメータ３６は、上記第２
処理部７Ｂとしての時間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４
に送られる。この時間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４
は、ＬＴＰパラメータ３６に時間軸圧縮伸長処理を施
し、時間軸の調整されたピッチ周期パラメータ信号４４
を得る。長周期合成フィルタ２５は、このピッチ周期パ
ラメータ信号４４をフィルタリングしてピッチ予測残差
信号４５を得、これを上記加算器２３に出力する。この
加算器２３は、このピッチ予測残差信号４５と上記時間
軸圧縮伸長残差信号４３とを加え合わせて残差信号４６
を得る。

【００３９】また、ＬＰＣ係数パラメータ３３は、上記
第３処理部７Ｃとしての時間軸圧縮伸長処理回路“Ｃ”
２７に入力される。この時間軸圧縮伸長処理回路“Ｃ”
２７は、上記時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２での時
間軸圧縮伸長処理を考慮したＬＰＣ係数の補間を行い、
ＬＰＣ係数パラメータ４７を出力する。このＬＰＣ係数
パラメータ４７は、上記合成フィルタ９としての短周期
合成フィルタ２６に送られる。

【００４０】短周期合成フィルタ２６は、このＬＰＣ係
数パラメータ４７と、上記加算器２３からの残差信号４
６とを合成して、線形ＰＣＭ信号４８を得る。そして、
この線形ＰＣＭ信号４８は、後処理回路２８に送られ
て、対数圧縮したＰＣＭ出力信号４９が得られる。

【００４１】ここで、短周期合成フィルタ２６の動作
は、上記（１）式のように求められる。ＬＰＣ係数パラ
メータ４７は、補間された線形予測係数ａn から与えら
れ、残差信号４６を予測誤差として算出する。

【００４２】本実施例の特徴部である再生復号化部の時
間軸圧縮伸長処理は、以下のようにして行われる。即
ち、駆動パルス情報復号化器２１より出力された残差信
号４２が時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２に入力され
る。この時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２では、ＴＤ
ＨＳを用いて残差信号４２を時間軸圧縮もしくは伸長す
る。つまり、残差信号４２の２分の１から２倍の長さに
変換を行う。

【００４３】時間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４は、ピ
ッチ周期を上記時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２での
時間軸圧縮伸長処理と適合させるために、前後のデータ
の平均値をピッチ周期パラメータ信号４４を出力する。
この時間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４に於ける計算
は、ＬＴＰパラメータ３６については、前述したよう
に、ゲインβとピッチ周期Ｍで表される。例えば、２分
の１の圧縮を行う場合には、このパラメータβ₁とβ₂
を、またＭ₁とＭ₂をそれぞれ加算して２分の１とする
ことで、平均ピッチβ’とＭ’とを求める。即ち、 β’＝（β₁＋β₂）／２ …(6) Ｍ’＝（Ｍ₁＋Ｍ₂）／２ …(7) と求められる。

【００４４】このピッチ周期パラメータ信号４４には、
ピッチの位置情報は常に補間し、次のピッチ位置のオフ
セット値も含まれる。また、このオフセット位置情報が
ピッチ周期を越えるときには、そのオフセット情報はリ
セットして処理される。

【００４５】時間軸圧縮伸長処理回路“Ｃ”２７は、上
記時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２での時間軸圧縮伸
長処理に合わせたＬＰＣ係数パラメータの補間を行う。
この補間は、取り込まれる音声ブロックデータの４分の
１ごとに行う。ここで、二つの音声ブロックを２分の１
の圧縮の場合想定してみると、図３の（Ａ）に示すよう
に、まずブロックｒ１の部分は、処理される直前ブロッ
クＢ０から求められるＬＰＣ係数（ＬＰＣ前）を対数変
換した各係数の７５％と、圧縮する最初のブロックＢ１
から求められたＬＰＣ係数（ＬＰＣ₁）を対数変換した
各係数の２５％とをそれぞれ足し合わせて、線形に変換
しなおして１２分の１のブロックｒ１のＬＰＣ係数を得
る。なお、各ＬＰＣ係数の時間的な関係は、図３の
（Ｂ）に示すようになっている。以下同様に、次の１２
分の１のブロックｒ２の係数はＬＰＣ前，ＬＰＣ₁それ
ぞれ５０％、その次のブロックｒ３はＬＰＣ前の２５％
とＬＰＣ₁の７５％とを前記と同様の処理を加えて足し
合わせ、図３の（Ａ）のような配分でブロックｒｎを、
また同様に図３の（Ｂ）のブロックＢ１，ブロックＢ２
の補間と、ブロックＢ２とその直後のブロックＢ３の補
間を行い、ＬＰＣ係数パラメータ４７を出力する。な
お、このＬＰＣ係数パラメータの補間は、次式により表
される。即ち、まず、各線形予測係数ａ_pを対数変換す
る。ＬＡＲ_(P)＝ｌｏｇ10（１＋ａ_P）／（１−ａ_p） γ（ｉ）＝ω₁×ＬＡＰ_(P-1)＋ω₂×ＬＡＰ_(P) 但し、ω₁とω₂は補間の配分の重み付け係数とする。

【００４６】例えば図３の（Ａ）のブロックｒ１はそれ
ぞれω₁とω₂が７５％，２５％であり、この場合は、ｒ１＝０．７５×ＬＡＰ_(P-1)＋０．２５×ＬＡＰ_(P) となる。そして、このｒ（ｉ）は対数から線形に再変換
する。

【００４７】以上のように復号化部に時間軸圧縮伸長処
理を融合させたことによって、ＴＤＨＳ方法を利用して
時間軸圧縮伸長を行うために復号化したデータ少なくと
も２ブロック分のデータを変換するのに必要であった処
理時間の遅延を、ブロックデータを扱う時は、２０ｍｓ
ｅｃ分の残差信号データを取り込み直後から時間軸圧縮
の処理を行うことができるため少なくすることができ
る。また、本実施例では、残差信号４２は復元された音
声信号の３分の１のデータ量と少なく、よって時間軸圧
縮処理のときにデータの補間処理に必要なモリ空間は、
音声データに復元してから行うときと比べて、少なくす
ることができる。

【００４８】図４は、本発明の第２の実施例の構成を示
す図である。本第２の実施例では、符号化方式は前述の
第１の実施例と同様にＲＰＥ−ＬＴＰ符号化方式を利用
する。従って、符号化部については、その図示並びに説
明を省略する。

【００４９】本第２の実施例に於いては、伝送又は音声
データ記録再生蓄積機１４の第１の出力端子は、駆動パ
ルス情報復号化器２１の入力端子に接続されている。こ
の駆動パルス情報復号化器２１の出力端子は、加算器２
３の第１の入力端子に接続されている。

【００５０】また、伝送又は音声データ記録再生蓄積機
１４の第２の出力端子は、長周期合成フィルタ２５の入
力端子に接続されている。この長周期合成フィルタ２５
の出力端子は、上記加算器２３の第２の入力端子に接続
されている。加算器２３の出力端子は、時間軸圧縮伸長
処理回路“Ａ”２２の入力端子に接続されている。この
時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２の出力端子は、上記
長周期合成フィルタ２５の第２の入力端子に接続される
と共に、短周期合成フィルタ２６の第１の入力端子に接
続されている。

【００５１】また、伝送又は音声データ記録再生蓄積機
１４の第３の出力端子は、時間軸圧縮伸長処理回路
“Ｃ”２７の入力端子に接続されている。この時間軸圧
縮伸長処理回路“Ｃ”２７の出力端子は、上記短周期合
成フィルタ２６の第２の入力端子に接続されている。そ
して、短周期合成フィルタ２６の出力端子は、後処理回
路２８に接続されている。

【００５２】つまり、本第２の実施例は、前述の第１の
実施例に於ける時間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４（図
２参照）を無くし、時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２
には、加算器２３によってピッチ予測残差信号４５を加
えた残差信号４６を入力するようにしている。そして、
この時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２３で、このピッチ
予測残差信号を加えた残差信号４６を時間軸圧縮伸長す
るようにしている。従って、本第２の実施例では、ピッ
チ補間を行わずに済むため、前述の第１の実施例より演
算の軽減になる。

【００５３】図５は、本発明の第３の実施例を示す図で
ある。この実施例では、符号化方式としてＣＥＬＰ（Co
de Exicted LPC：符号駆動形ＬＰＣ）形符号化方式を利
用している。このＣＥＬＰ方式は、残差信号をコードブ
ックを用いて符号化する方式である。

【００５４】このＣＥＬＰ方式では、伝送又は音声デー
タ記録再生蓄積機２０の第１の出力端子から出力される
残差信号は、コードブックのインデックス信号５１とゲ
インパラメータ５２の形となる。

【００５５】この伝送又は音声データ記録再生蓄積機１
４の第１の出力端子は、復号化器２９の第１の入力端子
に接続されている。この復号化器２９の出力端子は、時
間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２の第１の入力端子に接
続されている。

【００５６】また、伝送又は音声データ記録再生蓄積機
１４の第２の出力端子は、上記復号化器２９の第２の入
力端子及び時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２の第２の
入力端子に接続されている。この時間軸圧縮伸長処理回
路“Ａ”２２の出力端子は、短周期合成フィルタ２６の
第１の入力端子に接続されている。

【００５７】また、伝送又は音声データ記録再生蓄積機
１４の第３の出力端子は、時間軸圧縮伸長処理回路
“Ｃ”２７の入力端子に接続されている。この時間軸圧
縮伸長処理回路“Ｃ”２７の出力端子は、上記短周期合
成フィルタ２６の第２の入力端子に接続されている。そ
して、短周期合成フィルタ２６の出力端子は、後処理回
路２８に接続されている。

【００５８】つまり、本第２の実施例は、前述の第１の
実施例に於ける時間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”２４（図
２参照）を無くし、時間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”２２
は、復号化器２９でインデックス信号５１とゲインパラ
メータ５２及びＬＴＰパラメータ３６から得られたピッ
チ周期も含まれた残差信号４６を時間軸圧縮伸長するよ
うに構成されている。このようにしても、前述の第２の
実施例と同様に、ピッチ補間を行わずに済むため、前述
の第１の実施例より演算の軽減になる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、例えばＰＣＭ録音・再
生機の音声ディジタル信号の記録・再生装置や、時間軸
圧縮伸長と分析合成型の音声符号化及び復号化とを融合
させたシステムなどに於いて、音声の分析合成型符号化
や復号化を行う際に生成される有効なデータのうち、線
形予測分析データとピッチ周期データと、これらのデー
タ成分を取り除いた残差信号とを用いて時間軸圧縮伸長
をさせることで、音声符号化と時間軸処理のそれぞれの
処理を個々に行う時よりも処理時間の軽減と再生時の音
質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声時間軸圧縮伸長装置の概念を説明
するための音声伝送・記録装置のブロック構成図であ
る。

【図２】本発明の音声時間軸圧縮伸長装置の第１の実施
例の構成を示す図である。

【図３】（Ａ）はＬＰＣ係数の補間の配分を説明するた
めの図であり、（Ｂ）はＬＰＣ係数の補間の様子を示す
図である。

【図４】本発明の音声時間軸圧縮伸長装置の第２の実施
例の構成を示す図である。

【図５】本発明の音声時間軸圧縮伸長装置の第３の実施
例の構成を示す図である。

【図６】（Ａ）はＴＤＨＳ方式の時間軸圧縮処理を説明
するための図であり、（Ｂ）はＴＤＨＳ方式の時間軸伸
長処理を説明するための図であり、（Ｃ）は従来の音声
時間軸圧縮伸長装置を適用した音声伝送・記録装置のブ
ロック構成図である。

【符号の説明】

５…音源復号器、７…時間軸圧縮伸長処理回路、９…合
成フィルタ、２１…駆動パルス情報復号化器、２２…時
間軸圧縮伸長処理回路“Ａ”、２３…加算器、２４…時
間軸圧縮伸長処理回路“Ｂ”、２５…長周期合成フィル
タ、２６…短周期合成フィルタ、２７…時間軸圧縮伸長
処理回路“Ｃ”、２８…後処理回路、２９…復号化器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声データに関しての線形予測分析情報
と，ピッチ情報と，これらのデータ成分を取り除いた符
号化された音声の残差信号とを含む圧縮符号化音声デー
タから、元の音声データの時間軸圧縮伸長した音声デー
タを得る音声時間軸圧縮伸長装置に於いて、前記符号化された音声の残差信号を受け、それを復号化
して、残差信号を得る復号化手段と、前記復号化手段からの残差信号を受け、それを時間軸圧
縮伸長して時間軸圧縮伸長残差信号を得る第１の時間軸
圧縮伸長手段と、前記線形予測分析情報を受け、前記第１の時間軸圧縮伸
長手段による時間圧縮伸長の大きさに合わせて、前記線
形予測分析情報の時間軸補間を行う第２の時間軸圧縮伸
長手段と、前記ピッチ情報を受け、前記第１の時間軸圧縮伸長手段
による時間圧縮伸長の大きさに合わせて、前記ピッチ情
報の時間軸補正を行う第３の時間軸圧縮伸長手段と、前記第１乃至第３の時間軸圧縮伸長手段の出力を受け、
それらを合成して、時間軸圧縮伸長された音声データを
得る合成手段と、を具備すること特徴とする音声時間軸圧縮伸長装置。
【請求項２】音声データに関しての線形予測分析情報
と，ピッチ情報と，これらのデータ成分を取り除いた符
号化された音声の残差信号とを含む圧縮符号化音声デー
タから、元の音声データの時間軸圧縮伸長した音声デー
タを得る音声時間軸圧縮伸長装置に於いて、前記符号化された音声の残差信号を受け、それを復号化
して、残差信号を得る復号化手段と、前記ピッチ情報と前記復号化手段からの残差信号とを受
け、前記残差信号を時間軸圧縮伸長すると共に前記ピッ
チ情報の時間軸補正を行う第１の時間軸圧縮伸長手段
と、前記線形予測分析情報を受け、前記第１の時間軸圧縮伸
長手段による時間圧縮伸長の大きさに合わせて、前記線
形予測分析情報の時間軸補間を行う第２の時間軸圧縮伸
長手段と、前記第１及び第２の時間軸圧縮伸長手段の出力を受け、
それらを合成して、時間軸圧縮伸長された音声データを
得る合成手段と、を具備すること特徴とする時間軸圧縮
伸長装置。