JPH08248998A - 音声符号化/復号化装置 - Google Patents

音声符号化/復号化装置

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JPH08248998A
JPH08248998A JP7074673A JP7467395A JPH08248998A JP H08248998 A JPH08248998 A JP H08248998A JP 7074673 A JP7074673 A JP 7074673A JP 7467395 A JP7467395 A JP 7467395A JP H08248998 A JPH08248998 A JP H08248998A
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JP
Japan
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voiced
voice
transient
sound source
signal
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Application number
JP7074673A
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English (en)
Inventor
Toshio Yagi
敏男 八木
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IDO TSUSHIN SYST KAIHATSU KK
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IDO TSUSHIN SYST KAIHATSU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CELP方式を用いた音声符号化/復号化装
置において、音声信号の過渡的部分での励起信号を精度
良く符号化し、音韻性のよい高品質な復号音声を得るこ
とができる音声符号化/復号化装置を提供する。 【構成】 入力音声信号を判定し有声部と過渡部と無声
部とに区分する有声/無声/過渡部判定器17と、有声
部と過渡部と無声部とに区分された部分に対して最適な
音源を選択する有声部音源コードブック19と、過渡部
音源コードブック20と、ランダム信号発生器21と、
有声/無声/過渡部切替器18を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声信号をディジタル
信号に変換して伝送又は蓄積する場合に用いる音声符号
化/復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、音声信号をある一定の長さのフレ
ーム毎に分析し、音源信号とスペクトル包絡情報とに分
離して符号化し、その符号化されたデータを復号化して
音声信号を生成する音声符号化/復号化装置としては、
例えば、図2に示されたものが知られている。図2は、
入力された音声をある一定時間間隔のフレームに区切
り、各フレーム毎に、音声信号のスペクトル包絡情報と
音声の励起信号をコードベクトルで符号化するCELP
(Code Excited Linear Predictive coding )と呼ばれ
る音声符号化方式を用いた音声符号化/復号化装置の構
成を示すブロック図である。
【0003】図に示すように、この音声符号化/復号化
装置200は、符号化部210と復号化部220を備え
て構成されている。符号化部210は、線形予測係数抽
出器1と、線形予測係数量子化器2と、音源コードブッ
ク5と、線形予測フィルタ6と、増幅器7と、ゲイン量
子化器8と、誤差評価器9を有している。復号化部22
0は、線形予測係数逆量子化器10と、選択器11と、
ゲイン逆量子化12と、増幅器13と、フィルタ16を
有している。図に示すように、音源コードブック5は、
符号化部210と復号化部220とにより兼用されてい
る。
【0004】上記の符号化部210における線形予測係
数抽出器1は、符号化において、入力音声からスペクト
ル包絡情報である線形予測係数を求める。線形予測係数
量子化器2は、線形予測係数抽出器1の結果を量子化す
る。音源コードブック5は、フレーム長の複数のコード
ベクトルからなる。これらのコードベクトルは、音声の
励起信号を予め学習してコード化したコードベクトル
と、過去の音声の励起信号をコード化したコードベクト
ルを含んでいる。線形予測フィルタ6は、線形予測係数
抽出器1で抽出された線形予測係数によるフィルタであ
る。ゲイン量子化器8は、増幅器7のゲインを量子化す
る。
【0005】上記の復号化部220における線形予測係
数逆量子化器10は、伝送された線形予測係数量子化器
2の量子化データを逆量子化する。選択器11は、音源
コードブック5から伝送された音源コードデータにより
音源コードベクトルを選択する。ゲイン逆量子化器12
は、伝送されたゲイン情報を逆量子化する。増幅器13
は、選択器11によるコードベクトルを、ゲイン逆量子
化器12によるゲインで増幅する。フィルタ16は、線
形予測係数逆量子化器10の線形予測係数によるフィル
タである。
【0006】次に、この従来例の音声符号化/復号化装
置の動作について説明する。符号化部210では、符号
化されるフレームに対応する入力音声から線形予測係数
抽出器1により線形予測係数を求め、その線形予測係数
が線形予測係数量子化器2で量子化されて復号部220
へ伝送される(図2における信号aを参照)。また、音
源コードブック5のなかの音源コードベクトルを励起信
号として線形予測フィルタ6で処理された各合成音声
が、入力音声との誤差が最小になるように調整された増
幅器7で増幅され、誤差評価器9で各合成音声と入力音
声の誤差が評価され、音源コードブック5内で誤差が最
小となるコードベクトルの番号が復号化部220へ伝送
される(図2における信号cを参照)。また同時に、こ
のコードベクトルに対応する増幅器のゲインが、ゲイン
量子化器8で量子化されて復号化部220に伝送される
(図2における信号dを参照)。
【0007】次に、復号化部220では、伝送された量
子化ゲインがゲイン逆量子化器12により逆量子化され
る。また、増幅器13は、伝送されたコードベクトル番
号より選択器11で選択されたコードベクトルを、ゲイ
ン逆量子化器12において逆量子化されたゲインを用い
て増幅する。伝送された線形予測係数量子化器2の量子
化データは、線形予測係数逆量子化器10により逆量子
化される。この逆量子化された線形予測係数はフィルタ
16に出力され、これにより増幅器13から出力された
コードベクトルが合成され音声が復号化される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音声符号化/復号化装置においては、コードベクト
ルを、音声を含む有声部分と、音声を含まない無声部分
とで区別せず、学習により作成していたため、音声信号
の無声部から有声部に移行する過渡的部分において励起
信号の表現が十分ではなく、音韻性が損なわれるなど復
号音声の品質が劣化する、という問題点を有していた。
【0009】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、CELP方式を用いた音声符号化/復
号化装置において、音声信号の過渡的部分での励起信号
を精度良く符号化し、音韻性のよい高品質な復号音声を
得ることができる音声符号化/復号化装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、入力音声信号を一定時間間
隔であるフレーム毎に分析し、前記入力音声信号のスペ
クトル包絡情報を符号化するとともに、音声の励起信号
を予め学習してコード化したコードベクトル又は過去の
音声の励起信号をコード化したコードベクトルにより符
号化し、復号化する音声符号化/復号化装置において、
前記入力音声信号を判定し有声部と過渡部と無声部とに
区分する入力音声判定手段と、前記入力音声判定手段に
より有声部と過渡部と無声部とに区分された部分に対し
て最適な音源を選択する音源選択手段と、を備えて構成
される。
【0011】また、請求項2記載の発明は、請求項1に
記載した音声符号化/復号化装置において、前記音源選
択手段は、音源信号の有声部のみの学習によってコード
化された有声部コードベクトルを有する有声部音源手段
と、前記入力音声判定手段により有声部と区分された部
分に対しては、前記有声部音源コードブックの有声部コ
ードベクトルの中から最適なものを選択するコード選択
手段と、を備えて構成される。
【0012】また、請求項3記載の発明は、請求項2に
記載した音声符号化/復号化装置において、前記有声部
コードベクトルは、前記音源信号の1ピッチ周期の代表
波形を学習して作成されるように構成される。
【0013】また、請求項4記載の発明は、請求項1に
記載した音声符号化/復号化装置において、前記音源選
択手段は、音声信号の過渡部のみの学習によってコード
化された過渡部コードベクトルを有する過渡部音源手段
と、前記入力音声判定手段により過渡部と区分された部
分に対しては、前記過渡部音源コードブックの過渡部コ
ードベクトルの中から最適なものを選択するコード選択
手段と、を備えて構成される。
【0014】また、請求項5記載の発明は、請求項1に
記載した音声符号化/復号化装置において、前記音源選
択手段は、ランダムな信号を発生するランダム信号発生
手段と、前記入力音声判定手段により無声部と区分され
た部分に対しては、前記ランダム信号発生手段のランダ
ム信号を選択するコード選択手段と、を備えて構成され
る。
【0015】
【作用】上記構成を有する請求項1記載の発明によれ
ば、入力音声判定手段が、入力音声信号を判定し有声部
と過渡部と無声部とに区分する。また、音源選択手段
が、入力音声判定手段により有声部と過渡部と無声部と
に区分された部分に対して最適な音源を選択する。
【0016】また、上記構成を有する請求項2記載の発
明によれば、音源選択手段は、有声部音源手段とコード
選択手段を備えている。有声部音源手段は、音源信号の
有声部のみの学習によってコード化された有声部コード
ベクトルを有する。コード選択手段は、入力音声判定手
段により有声部と区分された部分に対しては、有声部音
源コードブックの有声部コードベクトルの中から最適な
ものを選択する。
【0017】また、上記構成を有する請求項3記載の発
明によれば、有声部コードベクトルは、音源信号の1ピ
ッチ周期の代表波形を学習して作成される。
【0018】また、上記構成を有する請求項4記載の発
明によれば、音源選択手段は、過渡部部音源手段とコー
ド選択手段を備えている。過渡部音源手段は、音声信号
の過渡部のみの学習によってコード化された過渡部コー
ドベクトルを有する。コード選択手段は、入力音声判定
手段により過渡部と区分された部分に対しては、過渡部
音源コードブックの過渡部コードベクトルの中から最適
なものを選択する。
【0019】また、上記構成を有する請求項5記載の発
明によれば、音源選択手段は、ランダム信号発生手段と
コード選択手段を備えている。ランダム信号発生手段
は、ランダムな信号を発生する。コード選択手段は、入
力音声判定手段により無声部と区分された部分に対して
は、ランダム信号発生手段のランダム信号を選択する。
【0020】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。図1は、本発明の一実施例である音声符号化
/復号化装置の構成を示すブロック図である。図に示す
ように、この音声符号化/復号化装置100は、符号化
部110と復号化部120を備えて構成されている。
【0021】符号化部110は、線形予測係数抽出器1
と、線形予測係数量子化器2と、有声/無声/過渡部判
定器17と、有声部音源コードブック19と、過渡部音
源コードブック20と、ランダム信号発生器21と、有
声/無声/過渡部切替器18と、線形予測フィルタ6
と、増幅器7と、ゲイン量子化器8と、誤差評価器9を
有している。
【0022】また、復号化部120は、線形予測係数逆
量子化器10と、選択器11と、ゲイン逆量子化12
と、増幅器13と、フィルタ16と、有声部音源コード
ブック19と、過渡部音源コードブック20と、ランダ
ム信号発生器21と、有声/無声/過渡部切替器18を
有している。図に示すように、有声部音源コードブック
19と過渡部音源コードブック20とランダム信号発生
器21と有声/無声/過渡部切替器18は、符号化部1
10と復号化部120とにより兼用されている。
【0023】本実施例の音声符号化/復号化装置100
が従来例の音声符号化/復号化装置200と異なる点
は、有声/無声/過渡部判定器17と、有声部音源コー
ドブック19と、過渡部音源コードブック20と、ラン
ダム信号発生器21と、有声/無声/過渡部切替器18
を備えた点である。本実施例の音声符号化/復号化装置
100の他の構成要素は、上記の従来例の音声符号化/
復号化装置200と同様であるので、上記従来例の音声
符号化/復号化装置200と同一の符号を付し、その構
成及び動作に関する説明は省略する。
【0024】上記の符号化部110における有声/無声
/過渡部判定器17は、符号化されるある一定区間の入
力音声信号から、その区間が有声部か、無声部か、過渡
部であるかを判定し、その判定結果の符号を出力する。
上記の符号化部110又は復号化部120における有声
部音源コードブック19は、1ピッチ周期の音声の代表
波形をコード化した有声部コードベクトルを複数個有し
ている。この有声部コードべクトルは、音源信号の有声
部のみの学習によって作成される。過渡部音源コードブ
ック20は、音声信号の過渡部のみの学習によって作成
された過渡部コードベクトルを複数個有している。ラン
ダム信号発生器21は、ランダムな信号を発生する。有
声/無声/過渡部切替器18は、有声部音源コードブッ
ク19又は過渡部音源コードブック20又はランダム信
号発生器21のいずれかを選択する。
【0025】図1に従い、本実施例の音声符号化/復号
化装置100の動作について説明する。符号化部110
では、有声/無声/過渡部判定器17が、符号化される
ある一定区間の入力音声信号から、その区間が有声部
か、無声部か、過渡部であるかを判定し区分する。この
判定結果の符号は復号部120へ伝送される(図1にお
ける信号bを参照)。同時に、有声/無声/過渡部判定
器17における判定結果は、有声/無声/過渡部切替器
18に出力され、これにより有声部音源コードブック1
9又は過渡部音源コードブック20又はランダム信号発
生器21のいずれかが最適音源として選択される。すな
わち、有声部分である場合には有声部音源コードブック
19の有声部コードベクトルが、過渡的部分である場合
には過渡部音源コードブック20の過渡部コードベクト
ルが、無声部分である場合にはランダム信号発生器21
のランダム信号が、それぞれ選択される。
【0026】線形予測係数抽出器1で抽出されたスペク
トル包絡情報である線形予測係数は、上記のようにして
選択された音源コードブックのコードベクトルを励起信
号として線形予測フィルタ6で処理され合成音声とな
る。この合成音声は、入力音声との誤差が最小になるよ
うに調整された増幅器7で増幅され、誤差評価器9に出
力される。誤差評価器9は、入力された合成音声と入力
音声の誤差を調べ、誤差が最小となるコードベクトルの
番号を復号化部120へ伝送する(図1における信号c
を参照)。上記において、線形予測係数抽出器1と線形
予測係数量子化器2とゲイン量子化器8の動作は、図2
に示す音声符号化/復号化装置200における符号化部
210の場合と同様である。
【0027】次に、復号部120では、伝送された有声
/無声/過渡の判定符号(図1における信号bを参照)
をもとに、有声/無声/過渡部切替器18により有声部
音源コードブック19の有声部コードベクトル又は過渡
部音源コードブック20の過渡部コードベクトル又はラ
ンダム信号発生器21のランダム信号のいずれかが選択
され選択器11に入力される。伝送されたコードベクト
ルの番号(図1における信号cを参照)により選択器1
1で選択されたコードベクトルが増幅器13で増幅され
フィルタ16に入力される。増幅されたコードベクトル
は、フィルタ16によって合成され、復号音声が生成さ
れる。上記において、線形予測フィルタ逆量子化器10
とゲイン逆量子化器12の動作は、図2に示す音声符号
化/復号化装置200における復号化部220の場合と
同様である。
【0028】上記において、有声/無声/過渡部判定器
17は、入力音声判定手段に相当している。また、有声
部音源コードブック19と、過渡部音源コードブック2
0と、ランダム信号発生器21と、有声/無声/過渡部
切替器18は、音源選択手段を構成している。また、有
声部音源コードブック19は有声部音源手段に相当し、
過渡部音源コードブック20は過渡部音源手段に相当
し、ランダム信号発生器21はランダム信号発生手段に
相当し、有声/無声/過渡部切替器18は、コード選択
手段に相当している。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、入力音声判定手段が入力音声信号を判定し
て有声部と過渡部と無声部とに区分し、音源選択手段が
入力音声判定手段により有声部と過渡部と無声部とに区
分された部分に対して最適な音源を選択するので、音声
信号の過渡部分の符号化を精度良く行うことができ、復
号化音声の音韻性を向上させ、高品質の復号化音声を再
生することができる。また、請求項2記載の発明によれ
ば、入力音声判定手段により有声部と区分された部分に
対してコード選択手段が有声部コードベクトルの中から
最適なものを選択するので、精度の良い有声部音源を選
択できる。また、請求項3記載の発明によれば、有声部
コードベクトルは音源信号の1ピッチ周期の代表波形を
学習して作成されるので精度の良い有声部音源を選択で
きる。また、請求項4記載の発明によれば、入力音声判
定手段により過渡部と区分された部分に対してコード選
択手段が過渡部音源コードブックの過渡部コードベクト
ルの中から最適なものを選択するので、精度の良い過渡
部音源を選択できる。また、請求項5記載の発明によれ
ば、入力音声判定手段により無声部と区分された部分に
対してコード選択手段がランダム信号を選択するので、
精度の良い無声部音源を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である音声符号化/復号化装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】従来例の音声符号化/復号化装置の構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1 線形予測係数抽出器 2 線形予測係数量子化器 5 音源コードブック 6 線形予測フィルタ 7 増幅器 8 ゲイン量子化器 9 誤差評価器 10 線形予測係数逆量子化器 11 選択器 12 ゲイン逆量子化器 13 増幅器 16 線形予測フィルタ 17 有声/無声/過渡部判定器 18 有声/無声/過渡部切替器 19 有声部音源コードブック 20 過渡部音源コードブック 21 ランダム信号発生器 100 音声符号化/復号化装置 110 符号化部 120 復号化部 200 音声符号化/復号化装置 210 符号化部 220 復号化部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力音声信号を一定時間間隔であるフレ
    ーム毎に分析し、前記入力音声信号のスペクトル包絡情
    報を符号化するとともに、音声の励起信号を予め学習し
    てコード化したコードベクトル又は過去の音声の励起信
    号をコード化したコードベクトルにより符号化し、復号
    化する音声符号化/復号化装置において、 前記入力音声信号を判定し有声部と過渡部と無声部とに
    区分する入力音声判定手段と、 前記入力音声判定手段により有声部と過渡部と無声部と
    に区分された部分に対して最適な音源を選択する音源選
    択手段と、 を備えたことを特徴とする音声符号化/復号化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した音声符号化/復号化
    装置において、前記音源選択手段は、 音源信号の有声部のみの学習によってコード化された有
    声部コードベクトルを有する有声部音源手段と、 前記入力音声判定手段により有声部と区分された部分に
    対しては、前記有声部音源コードブックの有声部コード
    ベクトルの中から最適なものを選択するコード選択手段
    と、 を備えたことを特徴とする音声符号化/復号化装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載した音声符号化/復号化
    装置において、前記有声部コードベクトルは、前記音源
    信号の1ピッチ周期の代表波形を学習して作成されるこ
    とを特徴とする音声符号化/復号化装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載した音声符号化/復号化
    装置において、前記音源選択手段は、 音声信号の過渡部のみの学習によってコード化された過
    渡部コードベクトルを有する過渡部音源手段と、 前記入力音声判定手段により過渡部と区分された部分に
    対しては、前記過渡部音源コードブックの過渡部コード
    ベクトルの中から最適なものを選択するコード選択手段
    と、 を備えたことを特徴とする音声符号化/復号化装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載した音声符号化/復号化
    装置において、前記音源選択手段は、 ランダムな信号を発生するランダム信号発生手段と、 前記入力音声判定手段により無声部と区分された部分に
    対しては、前記ランダム信号発生手段のランダム信号を
    選択するコード選択手段と、 を備えたことを特徴とする音声符号化/復号化装置。
JP7074673A 1995-03-08 1995-03-08 音声符号化/復号化装置 Pending JPH08248998A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002045078A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Audio decoder and audio decoding method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002045078A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Audio decoder and audio decoding method

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