JPH06295199A - 音声符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、音源信号にパルス性成分が存在して
も、良好に音声信号を符号化できる高品質な音声符号化
装置を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、原音声信号に対して線形予測分析を
行いパラメータαを抽出する線形予測器３と、適応コー
ドベクトルを作成する遅延回路１１と、所定ゲイン値の
適応コードベクトルに線形予測パラメータを用いて合成
する合成フィルタ１２と、誤差ベクトルを算出する減算
器１３と、誤差ベクトルに対して重み付け処理する聴感
重み付けフィルタ１４と、長期予測パラメータを決定す
る誤差評価器１５からなり、音声信号のピッチ周期成分
が予測できない時に、線形予測残差信号の所定位置に対
応したパルス信号を発生する駆動パルス発生器１９と、
合成フィルタ１２により合成処理した信号内、原音声信
号との誤差が最小の最適パルス位置とゲイン値からなる
パルス性音源信号を発生する音声符号化装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声信号を情報圧縮し
て伝送または蓄積する音声符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、音声信号を能率良く圧縮するた
めに広く用いられている技術として、音声信号を、スペ
クトル包絡を表す線形予測パラメータと、線形予測残差
信号に対応する音源パラメータとで符号化する方式があ
る。

【０００３】このような線形予測を用いた音声符号化方
式は、少ない伝送容量で比較的高品質な合成音声を得ら
れる。この方式の中でも、良い音質が得られるものとし
て、ｋｌｅｉｊｉｎ氏等による“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓ
ｐｅｅｃｈ ｑｕａｌｉｔｙａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ ｖｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ
ＳＥＬＰ”（ＩＣＡＳＰ′８８ｓ４．４，ｐｐ．１５５
−１５８，１９８８）と題した論文に記載されている、
過去の音源信号を繰り返して得られる適応コードブック
を用いるＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎ
ｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｃｏｄｉｎｇ）方式が
良く知られている。

【０００４】図５には、従来の適応コードブックを用い
たＣＥＬＰ符号化装置の構成を示し説明する。

【０００５】このＣＥＬＰ符号化装置において、入力端
子１から、例えば８ｋＨｚでサンプリングされた原音声
信号を入力し、予め定められたフレーム間隔（例えば２
０ｍｓ、すなわち１６０サンプル）に区分し、その音声
信号をバッファメモリ２に格納する。バッファメモリ２
は、フレーム単位で原音声信号を線形予測器３に送出す
る。線形予測器３は、原音声信号に対して線形予測分析
を行い、スペクトル特性を表すパラメータαを抽出し、
合成フィルタ１２およびマルチプレクサ１６に送出す
る。サブフレーム分割器４は、フレームの原音声信号を
予め定められたサブフレーム間隔（例えば５ｍｓ、すな
わち４０サンプル）に分割する。

【０００６】長期予測パラメータとして遅延Ｌとゲイン
βは、以下の処理によって決定される。

【０００７】まず、遅延回路１１で、先行サブフレーム
における合成フィルタ１２の入力信号にピッチ周期に相
当する遅延を与えた信号を適応コードベクトルとして作
成する。例えば、想定するピッチ周期を４０〜１６７サ
ンプルとすると、４０〜１６７サンプル遅れの信号を作
成することにより、１２８種類の適応コードベクトルが
作成され、適応コードブック５に格納する。このとき、
スイッチ９は開いた状態となっている。従って、各適応
コードベクトルは乗算器７でゲイン値を可変して乗じた
のち、加算器１０を通過してそのまま合成フィルタ１２
に入力される。前記合成フィルタ１２は線形予測パラメ
ータを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減算器１
３に送出する。この減算器１３は原音声ベクトルと合成
ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感
重み付けフィルタ１４に送出する。聴感重み付けフィル
タ１４は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重み
付け処理を行い、誤差評価器１５に送出する。

【０００８】この誤差評価器１５は、誤差ベクトルの２
乗平均を計算し、その２乗平均値が最小となる適応コー
ドベクトルを検索して、その遅れＬとゲインβをマルチ
プレクサ１６に送出する。このようにして、長期予測パ
ラメータとして、遅延Ｌとゲインβが決定される。

【０００９】そして、確率コードブック６のインデック
スｉとゲインγは、以下の処理によって決定される。

【００１０】確率コードブック６は、サブフレーム長に
対応する次元数（すなわち４０次元）の確率的信号ベク
トルが、例えば５１２種類、予め格納されており、各々
にインデックスが付与されている。また、スイッチ９は
閉じた状態となっている。

【００１１】まず、前記処理によって決定された最適な
適応コードベクトルを、乗算器７で最適ゲインβを乗じ
たのち、加算器１０に送出する。

【００１２】次に、各確率コードベクトルを乗算器８で
ゲイン値を可変して乗じたのち、加算器１０に入力す
る。加算器１０は前記最適ゲインβを乗じた最適な適応
コードベクトルと各確率コードベクトルの加算を行い、
合成フィルタ１２に送出する。この後の処理は、前記の
長期予測パラメータの決定処理と同様に行われる。

【００１３】すなわち、合成フィルタ１２、は線形予測
パラメータを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減
算器１３に送出する。減算器１３は原音声ベクトルと合
成ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴
感重み付けフィルタ１４に送出する。

【００１４】前記聴感重み付けフィルタ１４は、誤差ベ
クトルに対して聴感特性を考慮した重み付け処理を行
い、誤差評価器１５に送出する。誤差評価器１５は誤差
ベクトルの２乗平均を計算し、その２乗平均値が最小と
なる確率コードベクトルを検索して、そのインデックス
ｉとゲインγをマルチプレクサ１６に送出する。このよ
うにして、確率コードブックのインデックスｉとゲイン
γが決定される。マルチプレクサ１６は、線形予測パラ
メータα、長期予測パラメータとしての遅れＬ、ゲイン
β、確率コードブックのインデックスｉ、ゲインγの各
々をマルチプレクスして伝送する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した適応
コードブックは過去の音源信号を用いて作成するため、
確率コードブックの非周期成分の影響が大きく、パルス
性の成分を表すことが困難である。

【００１６】したがって、音声の立ち上がり区間等の、
適応コードベクトルのゲインが低下する部分では、有声
音のピッチ周期性を付加することができず、合成音声の
品質が劣化するという問題があった。

【００１７】そこで本発明は、音源信号にパルス性成分
が存在しても、良好に音声信号を符号化できる高品質な
音声符号化装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、予め定められたフレーム間隔に分割して、
入力された音声信号から線形予測および長期予測を施し
て得られる分析パラメータを用いて、複数の確率的信号
からなるコードブックから順次読み出した信号ベクトル
を合成処理して得た合成信号と原音声信号との誤差が、
最小となるベクトルを検索、決定するものであって、前
記長期予測は、過去の音源信号からなる適応コードブッ
クを基に合成処理して得た信号のうち、原音声信号との
誤差が最小となる最適な長期予測パラメータを出力する
適応コードベクトル選択手段で構成される音声符号化装
置において、前記適応コードベクトル選択手段によって
音声信号のピッチ周期成分を予測できないときには、線
形予測残差信号の所定位置に対応したパルス信号を発生
し、可変ゲインを与えて合成処理して得た信号のうち、
原音声信号との誤差が最小となる最適なパルス位置とゲ
イン値を出力するパルス性信号選択手段を有する音声符
号化装置を提供する。

【００１９】

【作用】以上のような構成の音声符号化装置は、前記適
応コードベクトル選択手段によって音声信号のピッチ周
期成分を予測できないときには、パルス性信号選択手段
が前記適応コードベクトル選択手段に代わって、線形予
測残差信号の所定位置に対応したパルス信号を発生し、
可変ゲインを与えて合成処理して得た信号のうち、原音
声信号との誤差が最小となる最適なパルス位置と、ゲイ
ン値を出力する。さらに、適応コードベクトル選択手段
は、適応コードブックの各ベクトルから、最大振幅位置
以外のサンプルを“０”あるいは“１／Ｎ”（Ｎは１よ
り大きい数）に減衰させてパルス性ベクトルを作成し、
原音声信号との誤差が最小となる最適な長期予測パラメ
ータを出力する。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２１】図１には、本発明による第１実施例として
の音声符号化装置の構成を示し説明する。ここで、この
音声符号化装置の構成部材において、図５に示した構成
部材と同等の部材には同じ参照符号を付し、その説明を
省略する。

【００２２】この音声符号化装置において、スイッチ２
１の端子は、ａ側に閉じている。適応コードブック５か
ら最適適応コードベクトルが決定された時点で、遅れＬ
とゲインβをマルチプレクサ１６に送出する前に、最適
適応コードベクトルを、乗算器７で最適ゲインβを乗じ
たのち、加算器１０に送出する。このとき、スイッチ９
は開いた状態となっている。

【００２３】従って、ゲインβを乗じた最適適応コード
ベクトルは、加算器１０を通過してそのまま合成フィル
タ１２に入力される。そして合成フィルタ１２は、線形
予測パラメータを用いて合成処理を行い、長期予測ベク
トルとして合成ベクトルを得て、その長期予測ベクトル
を減算器１３に送出する。減算器１３は、原音声ベクト
ルと、前記長期予測ベクトルとの減算を行い、長期予測
誤差ベクトルを得て、自己相関計算回路２２に送出す
る。

【００２４】前記自己相関計算回路２２は、長期予測誤
差ベクトルの自己相関を計算し、自己相関の最大値を判
定器２３に送出する。判定器２３は、入力された自己相
関の最大値と予め定められたれ閾値との大小を比較し
て、周期性の有無を判定する。自己相関の最大値が閾値
より小さければ、スイッチ２１をａ側に閉じた状態を保
持し、従来法と同様に適応コードブック５の遅れＬとゲ
インβをマルチプレクサ１６に送出する。

【００２５】一方、自己相関の最大値が閾値より大きけ
れば、長期予測誤差ベクトルに周期性が残っている、す
なわち、長期予測が正確に機能しなかった、と判定し、
スイッチ２１をｂ側に閉じる。その時、線形予測器３
は、線形予測分析により得られた線形予測残差信号をサ
ブフレーム分割器１７に送出する。サブフレーム分割器
１７は、線形予測残差信号をサブフレーム間隔に分割す
る。最大値検出器１８は、線形予測残差ベクトルの最大
振幅を検出し、最大振幅位置ｓと最大振幅値を駆動パル
ス発生器１９に送出するとともに、最大振幅位置ｓを、
適応コードブックの遅れＬに代わってマルチプレクサ１
６に送出する。

【００２６】前記駆動パルス発生器１９は、最大振幅位
置のサンプル以外を全て“０”として、乗算器２０に送
出する。駆動パルス発生器１９の出力ベクトルは、乗算
器２０でゲイン値を可変して乗じた後、加算器１０をそ
のまま通過して合成フィルタ１２に入力される。この合
成フィルタ１２は、線形予測パラメータを用いて合成処
理を行い、合成ベクトルを減算器１３に送出する。減算
器１３は原音声ベクトルと合成ベクトルとの減算を行
い、得られた誤差ベクトルを聴感重み付けフィルタ１４
に送出する。聴感重み付けフィルタ１４は誤差ベクトル
に対して聴感特性を考慮した重み付け処理を行い、誤差
評価器１５に送出する。誤差評価器１５は誤差ベクトル
の２乗平均を計算し、その２乗平均値が最小となる駆動
ベクトルを検索して、そのゲインδを、適応コードブッ
クのゲインβに代わってマルチプレクサ１６に送出す
る。

【００２７】前記確率コードブック６のインデックスｉ
とゲインγは、以下の処理によって決定される。

【００２８】確率コードブック６は、サブフレーム長に
対応する次元数（すなわち４０次元）の確率的信号ベク
トルが例えば５１２種類、予め格納されており、各々に
インデックスが付与されている。また、スイッチ９は閉
じた状態となっている。

【００２９】まず、前記処理によって決定された最適な
適応コードベクトルを、乗算器７で最適ゲインβを乗じ
たのち、加算器１０に送出する。

【００３０】次に、各確率コードベクトルを乗算器８で
ゲイン値を可変して乗じたのち、加算器１０に入力す
る。加算器１０は前記最適ゲインβを乗じた最適な適応
コードベクトルと各確率コードベクトルの加算を行い、
合成フィルタ１２に送出する。合成フィルタ１２は線形
予測パラメータを用いて合成処理を行い、合成ベクトル
を減算器１３に送出する。減算器１３は原音声ベクトル
と合成ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトル
を聴感重み付けフィルタ１４に送出する。聴感重み付け
フィルタ１４は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮し
た重み付け処理を行い、誤差評価器１５に送出する。誤
差評価器１５は誤差ベクトルの２乗平均を計算し、その
２乗平均値が最小となる確率コードベクトルを検索し
て、そのインデックスｉとゲインγをマルチプレクサ１
６に送出する。このようにして、確率コードブックのイ
ンデックスｉとゲインγが決定される。

【００３１】次に、このように構成された音声符号化装
置の音声符号化について説明する。前述した従来法と同
様に決定された最適適応コードベクトルのみを合成フィ
ルタ１２に入力し、長期予測ベクトルとして合成ベクト
ルを得る。続いて、原音声ベクトルと長期予測ベクトル
との減算により得られる誤差ベクトルの周期性を判定す
る。

【００３２】この判定で、周期性がない場合は、そのま
ま適応コードブックの遅れＬとゲインβをマルチプレク
サ１６に送出する。しかし周期性がある場合には、線形
予測残差信号の最大振幅位置のサンプル以外を“０”と
したベクトルを合成フィルタ１２にて合成処理し、原音
声ベクトルと合成ベクトルとの誤差が最小となるゲイン
を計算し、適応コードブックの遅れＬとゲインβに代わ
って、線形予測残差信号の最大振幅位置ｓとゲインδを
マルチプレクサ１６に送出する。

【００３３】この第１実施例によれば、適応コードベク
トルのゲインが低下する音声の立ち上がり区間や、適応
コードブックによる長期予測が正確に機能しない区間で
は、適応コードブックに代わって、線形予測残差信号か
らパルス信号を発生するようにしたので、少ない演算量
の増加で、良好に音声信号を符号化することができる。

【００３４】なお、本実施例では、誤差ベクトルの周期
性判定に自己相関を用いたが、原音声ベクトルと誤差ベ
クトルとの相互相関等を用いることも可能である。

【００３５】次に図２には、本発明による第２実施例と
しての音声符号化装置の構成を示し説明する。ここで、
この音声符号化装置の構成部材において、図５に示した
構成部材と同等の部材には同じ参照符号を付し、その説
明を省略する。

【００３６】この音声符号化装置において、最適適応コ
ードベクトルを決定する際に、各適応コードベクトルに
ついて、スイッチ２４の端子をａ側に閉じたときと、ｂ
側に閉じたときの２種類の検索を行う。

【００３７】また、スイッチ２４の端子をｂ側に閉じた
ときは、従来の適応コードブックの検索と同じであるの
で、ここでは説明を省略し、端子をａ側に閉じたときに
ついて説明する。最大値検出器２５は、適応コードベク
トルの最大振幅を検出し、最大振幅位置と最大振幅値を
パルス性ベクトル発生器２６に送出する。前記パルス性
ベクトル発生器２６は、最大振幅位置のサンプル以外を
全て“０”として、乗算器７に送出する。また、パルス
性ベクトル発生器２６の目的は、ピーク成分を強調させ
ることにあるので、最大振幅位置のサンプル以外は全て
１／Ｎ（Ｎは１より大きい数）に減衰させるようにして
もよい。

【００３８】このような構成をとることにより、適応コ
ードブックの１つの遅れＬから、２種類の適応コードベ
クトルが作成される。従って、想定するピッチ周期を例
えば４０〜１６７サンプルとすると、従来の２倍の２５
６種類の適応コードベクトルが作成される。このとき、
スイッチ９は開いた状態となっているので、各適応コー
ドベクトルは乗算器７でゲイン値を可変して乗じたの
ち、加算器９を通過してそのまま合成フィルタ１２に入
力される。合成フィルタ１２は線形予測パラメータを用
いて合成処理を行い、合成ベクトルを減算器１３に送出
する。減算器１３は原音声ベクトルと合成ベクトルとの
減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感重み付けフィ
ルタ１４に送出する。

【００３９】この聴感重み付けフィルタ１４は、誤差ベ
クトルに対して聴感特性を考慮した重み付け処理を行
い、誤差評価器１５に送出する。誤差評価器１５は誤差
ベクトルの２乗平均を計算し、その２乗平均値が最小と
なる適応コードベクトルを検索して、その遅れＬとゲイ
ンβおよびスイッチ情報ｓをマルチプレクサ１６に送出
する。このようにして、長期予測パラメータとして、遅
れＬとゲインβおよびスイッチ情報ｓが決定される。

【００４０】前記確率コードブックのインデックスｉと
ゲインγは、以下の処理によって決定される。

【００４１】この確率コードブック６は、サブフレーム
長に対応する次元数（すなわち４０次元）の確率的信号
ベクトルが例えば５１２種類、予め格納されており、各
々にインデックスが付与されている。また、スイッチ９
は閉じた状態となっている。まず、前記処理によって決
定された最適な適応コードベクトルを、乗算器７で最適
ゲインβを乗じたのち、加算器１０に送出する。

【００４２】次に、各確率コードベクトルを乗算器８で
ゲイン値を可変して乗じたのち、加算器１０に入力す
る。加算器１０は前記最適ゲインβを乗じた最適な適応
コードベクトルと各確率コードベクトルの加算を行い、
合成フィルタ１２に送出する。合成フィルタ１２は線形
予測パラメータを用いて合成処理を行い、合成ベクトル
を減算器１３に送出する。

【００４３】前記減算器１３は原音声ベクトルと合成ベ
クトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴感重
み付けフィルタ１４に送出する。聴感重み付けフィルタ
１４は誤差ベクトルに対して聴感特性を考慮した重み付
け処理を行い、誤差評価器１５に送出する。誤差評価器
１５は、誤差ベクトルの２乗平均を計算し、その２乗平
均値が最小となる確率コードベクトルを検索して、その
インデックスｉとゲインγをマルチプレクサ１６に送出
する。このようにして、確率コードブックのインデック
スｉとゲインγが決定される。

【００４４】この第２実施例の音声符号化装置によれ
ば、１つの適応コードベクトルから、ピーク成分を強調
させたパルス性適応コードベクトルを作成するようにし
たので、通常の適応コードベクトルではパルス性成分を
表すことができずにゲインが低下する部分では、パルス
性適応コードベクトルが選択されるため、少ない情報量
の増加で、良好に音声信号を符号化することができる。

【００４５】次に図３には、本発明による第３実施例と
しての音声符号化装置の構成を示し説明する。ここで、
この音声符号化装置の構成部材において、図５に示した
構成部材と同等の部材には同じ参照符号を付し、その説
明を省略する。

【００４６】前述した第２実施例では、スイッチ情報ｓ
を伝送するようにしていたが、本実施例では、伝送しな
いようにすることも可能である。

【００４７】この音声符号化装置において、スイッチ２
４の動作は、以下の処理によって決定される。

【００４８】先行サブフレームにおける合成フィルタ１
２の最適駆動音源信号は、シフトレジスタ２７に入力さ
れる。シフトレジスタ２７は、予め定められた間隔（例
えば２０ｍｓ）の過去の駆動音源信号を古い順に格納す
る。シフトレジスタ２７は、サブフレーム間隔の最適駆
動音源信号が入力されると、最も古い駆動音源信号から
サブフレーム分が破棄され、その分シフトして駆動音源
信号を格納し、自己相関計算回路２８に送出する。

【００４９】この自己相関計算回路２８は、過去の駆動
音源信号の自己相関を計算し、自己相関の最大値を判定
器２９に送出する。判定器２９は、入力された自己相関
の最大値と予め定められた閾値との大小を比較して、周
期性の有無を判定する。自己相関の最大値が閾値より小
さければ、スイッチ２４の端子をａ側に閉じる。また、
自己相関の最大値が閾値より大きければ、スイッチ２４
の端子をｂ側に閉じる。

【００５０】以上のスイッチ２４の動作ののち、スイッ
チ２４は固定させたまま、適応コードブックの検索を行
う。

【００５１】図４には、図３に示した音声符号化装置に
対応する復号化装置の構成を示す。この復号化装置にお
いて、デマルチプレクサ３０は、受信した信号を線形予
測パラメータα、適応コードブックの遅れＬとゲイン
β、確率コードブックのインデックスｉとゲインγに分
解して、分解された線形予測パラメータαを合成フィル
タ３９に、適応コードブックの遅れＬとゲインβをそれ
ぞれ適応コードブック３１と乗算器３６に、確率コード
ブックのインデックスｉとゲインγをそれぞれ確率コー
ドブック３２と乗算器３７に出力する。

【００５２】前記デマルチプレクサ３０から出力された
適応コードブックの遅れＬに基づいて、適応コードブッ
ク３１の適応コードベクトルを選択する。ここで、適応
コードブック３１は符号化装置における適応コードブッ
ク５の内容と同じ内容を有する。すなわち、適応コード
ブック３１には、合成フィルタ３９の入力信号を遅延回
路４４を介して、過去の音源信号が入力される。

【００５３】前記加算器３８は、サブフレーム間隔の駆
動音源信号をシフトレジスタ４１に送出する。シフトレ
ジスタ４１は、予め定められた間隔（例えば２０ｍｓ）
の過去の駆動音源信号を古い順に格納する。シフトレジ
スタ４１は、加算器３８からサブフレーム間隔の駆動音
源信号が入力されると、最も古い駆動音源信号からサブ
フレーム分が破棄され、その分シフトして駆動音源信号
を格納し、自己相関計算回路４２に送出する。前記自己
相関計算回路４２は、駆動音源信号の自己相関を計算
し、自己相関の最大値を判定器４３に送出する。判定器
４３は、入力された自己相関の最大値と予め定められた
閾値との大小を比較して、周期性の有無を判定する。自
己相関の最大値が閾値より小さければ、スイッチ３３の
端子をａ側に閉じる。また、自己相関の最大値が閾値よ
り大きければ、スイッチ３３の端子をｂ側に閉じる。

【００５４】そして、スイッチ３３の端子がａ側に閉じ
ているときは、選択された適応コードベクトルは最大値
検出器３４に出力される。最大値検出器３４は、適応コ
ードベクトルの最大振幅を検出し、最大振幅位置と最大
振幅値をパルス性ベクトル発生器３５に送出する。パル
ス性ベクトル発生器３５は、最大振幅位置のサンプル以
外を全て“０”として、乗算器３６に送出する。

【００５５】または、前述した第２実施例のように、最
大振幅位置のサンプル以外は、全て１／Ｎ（Ｎは１より
大きい数）に減衰させるようにしてもよく、符号化側で
最大振幅位置のサンプル以外は、全て１／Ｎに減衰させ
ているときには、復号化装置においても最大振幅位置の
サンプル以外は全て１／Ｎに減衰させる。

【００５６】そして、スイッチ３３の端子がｂ側に閉じ
ているときは、適応コードブック３１は、選択された適
応コードベクトルをそのまま乗算器３６に送出する。乗
算器３６は、受信したゲインβにより、入力された適応
コードベクトルを増幅し、加算器３８に送出する。

【００５７】また、デマルチプレクサ３０から出力され
た確率コードブックのインデックスｉに基づいて、確率
コードブック３２のコードベクトルを選択する。ここ
で、確率コードブック３２は、符号化装置における確率
における確率コードブック６の内容と同じ内容を有して
いる。選択されたコードベクトルは、乗算器３７に出力
される。

【００５８】この乗算器３７は、受信したゲインγによ
り、入力されたコードベクトルを増幅し加算器３８に送
出する。加算器３８は、増幅されたコードベクトルと増
幅された適応コードベクトルとを加算して合成フィルタ
３９および遅延回路４４に送出するとともに、シフトレ
ジスタ４１に送出する。

【００５９】前記合成フィルタ３９は、受信した線形予
測パラメータαを係数として合成処理を行い、合成音声
信号を端子４０に出力する。

【００６０】次に、本実施例の音声符号化について説明
する。前述した第２実施例では、それぞれの適応コード
ベクトルについてスイッチ２４の端子をａ側に閉じたと
きと、ｂ側に閉じたときとの両方の誤差評価を行うもの
であったが、本実施例では、適応コードブックの検索を
行う前に、先行サブフレームの駆動音源信号の周期性の
有無によりスイッチの動作を決定するようにした。

【００６１】すなわち、加算器１０から出力された最適
駆動音源信号をシフトレジスタ２７に格納し、過去の駆
動音源信号を得る。自己相関計算回路２８と判定器２９
で、過去の駆動音源信号の周期性の有無を判定する。周
期性が無いと判定したときは、スイッチ２４の端子をａ
側に閉じて適応コードベクトルをパルス性ベクトルに変
換して検索を行う。音声信号に周期性がなければ、一般
に、その音声信号は、無声，無音状態となるが、そのと
きのパルス性適応コードベクトルの最適ゲインは小さな
値をとり、確率コードブックで雑音成分を近似しうる。
また、音声の立ち上がりなどの区間においては、パルス
性適応コードベクトルの最適ゲインは大きな値をとるこ
とができるので、従来の適応コードベクトルに比べてよ
りよく音声信号に近似することができる。

【００６２】一方、周期性が有ると判定したときは、ス
イッチ２４の端子をｂ側に閉じて従来と同様の適応コー
ドブックによる検索を行う。音声信号に周期性があれ
ば、一般にその音声信号は、有声状態にあり、先行サブ
フレームの音声信号との相関は非常に高いので、過去の
音源信号を用いた、従来どおりの適応コードブックを使
用する。

【００６３】また、本実施例に対応する復号化装置は、
上述のスイッチ情報を受信せずに、スイッチの動作を決
定する処理機能を有する。

【００６４】すなわち、シフトレジスタ４１に格納され
た過去の駆動音源信号について、自己相関計算回路４２
と判定器４３で、周期性の有無を判定する。周期性が無
いと判定したときは、スイッチ３３の端子をａ側に閉じ
て適応コードベクトルをパルス性ベクトルに変換する。

【００６５】一方、周期性が有ると判定したときは、ス
イッチ３３の端子をｂ側に閉じて従来と同様の適応コー
ドベクトルを使用する。このように、スイッチ３３の動
作を決定する処理は、符号化装置におけるスイッチ２４
の動作を決定する処理と同様のものにしておくことによ
り、スイッチ３３の誤動作を防ぐことができ、適応コー
ドブックの内容は、常に符号化装置と復号化装置とで同
じ内容にしておくことができる。

【００６６】この第３実施例によれば、情報量を増加さ
せることなく、良好に音声信号を符号化することができ
る。

【００６７】なお、本実施例では、過去の駆動音源信号
の周期性判定に自己相関を用いたが、その他の公知な周
期性判定方法を用いることも可能である。

【００６８】以上のように本実施例の音声符号化装置
は、特に音声の立ち上がり区間や、従来では長期予測が
機能しない区間等の、長期予測ゲインが低下する区間に
おいては、パルス性音源信号を発生できるようにしたの
で、良好に音声信号を符号化できる。

【００６９】また本発明は、前述した実施例に限定され
るものではなく、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、音
源信号にパルス性成分が存在しても、良好に音声信号を
符号化できる高品質な音声符号化装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例としての音声符号化装
置を示すブロック図である。

【図２】本発明による第２実施例としての音声符号化装
置を示すブロック図である。

【図３】本発明による第３実施例としての音声符号化装
置を示すブロック図である。

【図４】図３の音声符号化装置に対応する音声復号化装
置の構成例を示すブロック図である。

【図５】音声符号化装置の従来例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…入力端子、２…バッファメモリ、３…線形予測器、
４…サブフレーム分割器、５…適応コードブック、６…
確率コードブック、７，８，２０…乗算器、９，２１，
２４…スイッチ、１０…加算器、１１…遅延回路、１２
…合成フィルタ、１３…減算器、１４…聴感重み付けフ
ィルタ、１５…誤差評価器、１６…マルチプレクサ、１
７…サブフレーム分割器、１８…最大値検出器、１９…
駆動パルス発生器、２２…自己相関計算回路、２３…判
定器、２５…最大値検出器、２６…パルス性ベクトル発
生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定められたフレーム間隔に分割し
   て、入力された音声信号から線形予測および長期予測を
   施して得られる分析パラメータを用いて、複数の確率的
   信号からなるコードブックから順次読み出した信号ベク
   トルを合成処理して得た合成信号と原音声信号との誤差
   が、最小となるベクトルを検索、決定するものであっ
   て、前記長期予測は、過去の音源信号からなる適応コー
   ドブックを基に合成処理して得た信号のうち、原音声信
   号との誤差が最小となる最適な長期予測パラメータを出
   力する適応コードベクトル選択手段を有する音声符号化
   装置において、 前記適応コードベクトル選択手段によって音声信号のピ
   ッチ周期成分を予測できないときには、線形予測残差信
   号の所定位置に対応したパルス信号を発生し、可変ゲイ
   ンを与えて合成処理して得た信号のうち、原音声信号と
   の誤差が最小となる最適なパルス位置とゲイン値を出力
   するパルス性信号選択手段を具備することを特徴とする
   音声符号化装置。