JPH08254997A - 音声符号化・復号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送信中断時に、違和感のない自然な背景雑音
を聞き手に与えることのできる音声符号化・復号化方法
を提供することを第１の目的とする。 【構成】 適応コードブック及び固定符号帳を有する適
応符号帳を利用すると共に雑音符号帳を利用して、コー
ド駆動線形予測符号化方式により音声信号を符号化・復
号化するシステムの音声符号化・復号化方法において、
音声信号が無音状態と判定された場合に、送信中断を予
告するポストアンブル信号を送信し、次の音声信号を、
適応コードブックを使用せずに固定符号帳を使用して符
号化し、その音声符号化コードを送信し、送信再開時
に、送信再開を予告するプリアンブル信号を送信するこ
とを含むように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声符号化・復号化方
法に関し、特に、適応コードブック及び固定符号帳を有
する適応符号帳を利用すると共に雑音符号帳を利用し
て、コード駆動線形予測符号化方式により音声信号を符
号化・復号化するシステムの音声符号化・復号化方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル音声符号化方式では、前処理と
して無音時に音声符号化コードの送信を中断するＶＯＸ
処理を行うことがある。ＶＯＸ処理とは、以下のような
処理である。

【０００３】即ち、入力音声信号の有無を判断し、図２
に示すように、音声が有れば送信制御信号を“Ｈ”と
し、音声が無ければ送信制御信号を“Ｌ”とする。そし
て、無音となっている場合には音声符号化コードを送信
しないようにしている。更に、図２のａ点では、送信の
中断を予告するポストアンブル信号を受信側に送信し、
次に入力された音声の符号化コードを背景雑音コードと
して送信する。その後、符号化処理と送信処理を停止す
る。

【０００４】また、図２のｂ点では、送信の再開を予告
するプリアンブル信号を受信側に送信する。このポスト
アンブル信号を受信した受信側は、再びプリアンブル信
号を受信するまで、受信した背景雑音コードを再生す
る。

【０００５】ところで、音声符号化方式としては、符号
駆動線形予測符号化方式（以下、ＣＥＬＰ；Code-Excit
ed Linear Predictive Codingと称する） が知られてい
る。ＣＥＬＰ符号化方式は、音声信号を線形予測理論に
基づいて分析し、周波数特性を表すパラメータを抽出す
る。これと共に、図３に示すように、適応符号帳と雑音
符号帳から読み出した励起音源をベクトル量子化により
波形的に符号化する。

【０００６】具体的には、まず、適応符号帳、雑音符号
帳から、それぞれ適応符号ベクトル、雑音符号ベクトル
を１つづつ選択する。そして、それらのベクトルに重み
付けして足し合わせてから合成フィルタに通して合成音
声を生成する。この合成音声と、入力音声信号との誤差
が最小になる適応符号コード及び雑音符号コードが選択
される。

【０００７】ここで、適応符号帳は、適応コードブック
と固定符号帳から構成される場合もある。その場合、適
応コードブックは、入力音声信号に適応するように、入
力音声信号との誤差が最小になるコードに対する合成フ
ィルタの入力サンプルを用いて更新される。

【０００８】このようにして符号化された音声は、図４
に示すようなポストフィルタに入力される。ここで、ポ
ストフィルタは、ピッチ強調やスペクトル整形を行っ
て、自然な音声を作成する。

【０００９】なお、以上の処理において、音声符号化コ
ードは、一定区間（フレームと呼ぶ）の入力音声信号毎
に作成され、１フレームを数個の小区間（サブフレーム
と呼ぶ）に分けて符号化処理が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記ＶＯＸ処理を行う
音声符号化方式では、音声符号化コードの送信再開時
に、符号・復号に使用されるパラメータが不連続となる
ため、違和音が発生する問題があり、違和音を抑えるた
めに、プリアンブル信号送信後の入力音声信号を抑圧し
て対処している。

【００１１】また、ポストアンブル信号の次に送信され
る背景雑音は、復号器側が何回も再生される。従って、
この背景雑音は、聞き手に違和感を与えないような自然
な雑音であることが望まれる。

【００１２】一方、前記従来技術のＶＯＸ処理では、ポ
ストアンブル信号送信後の音声符号化処理も通常の場合
と同様に行われており、適応符号ベクトルが適応コード
ブックから選ばれる場合がある。この場合、再生音声
に、有る程度の周期性が現れて、聞き手に違和感を与え
る問題が生じている。

【００１３】また、送信中断期間も復号化処理中はポス
トフィルタ処理を行っているため、背景雑音として再生
している音声の周期性を強調してしまう問題も生じてい
る。更に、音声符号化コードの送信再開時に、話頭位置
を考慮せずに入力音声信号を抑圧するため話頭が切断さ
れる問題、例えば、「しちがつ」と入力した音声が、
「いちがつ」と聞こえる問題も発生している。そして、
音声符号化コードの送信再開時に、保持パラメータの不
一致により、復号器側で再生音声に違和音が発生する問
題も生じている。

【００１４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、送信中断時に、違和感のない自然な背景雑音
を聞き手に与えることのできる音声符号化・復号化方法
を提供することを第１の目的とする。

【００１５】また、本発明は、送信再開時に、パラメー
タの不連続による違和音を抑えることのできる音声符号
化・復号化方法を提供することを第２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の音声符号化・復
号化方法は、適応コードブック及び固定符号帳を有する
適応符号帳を利用すると共に雑音符号帳を利用して、コ
ード駆動線形予測符号化方式により音声信号を符号化・
復号化するシステムの音声符号化・復号化方法におい
て、前記第１の課題を解決するため、下記の処理ステッ
プＳ１（Ｓ１−１、Ｓ１−２）、Ｓ２及びＳ３を含んで
構成されている（請求項１に対応）。以下、この構成を
本発明の音声符号化・復号化方法の第１の構成と呼ぶ。
図１は、第１の構成の音声符号化・復号化方法の原理フ
ロー図である。

【００１７】（処理ステップＳ１）処理ステップＳ１で
は、前記音声信号が無音状態と判定された場合に、送信
中断を予告するポストアンブル信号を送信する。

【００１８】（処理ステップＳ２）処理ステップＳ２で
は、次の音声信号を、前記適応コードブックを使用せず
に前記固定符号帳を使用して符号化し、その音声符号化
コードを送信する。

【００１９】（処理ステップＳ３）処理ステップＳ３で
は、送信再開時に、送信再開を予告するプリアンブル信
号を送信する。

【００２０】なお、適応コードブック、固定符号帳、適
応符号帳及び雑音符号帳は、いずれも電子的に「読み」
あるいは「書き」されるものであり、例えば、テーブル
形式でメモリ上に展開された形態で実現することができ
る。

【００２１】次に、本発明の第１の音声符号化・復号化
方法は、下記の（イ）〜（リ）のように構成しても良
い。 （イ）前記第１の課題を解決するため、送信中断時の音
声信号の符号化処理において、前記ポストアンブル信号
を送信後、次の音声信号を、前記適応コードブックの出
力である適応符号ベクトルを０ベクトルで置き換えて符
号化することである（請求項２に対応）。以下、この構
成を本発明の音声符号化・復号化方法の第２の構成と呼
ぶ。

【００２２】（ロ）前記第１の課題を解決するため、送
信中断時の音声信号の符号化処理において、前記ポスト
アンブル信号を送信後、次の音声信号に対する線形予測
係数に重み付けを行うことである（請求項３に対応）。
以下、この構成を本発明の音声符号化・復号化方法の第
３の構成と呼ぶ。

【００２３】（ハ）前記第１の課題を解決するため、送
信中断時の音声信号の復号化処理において、前記ポスト
アンブル信号を受信後、前記プリアンブル信号を受信す
るまでポストフィルタ処理を行わないことである（請求
項４に対応）。以下、この構成を本発明の音声符号化・
復号化方法の第４の構成と呼ぶ。

【００２４】（ニ）前記第１の課題を解決するため、送
信中断時の音声信号の復号化処理において、前記ポスト
アンブル信号を受信後、前記プリアンブル信号を受信す
るまでポストフィルタの影響を徐々に抑えていくことで
ある（請求項５に対応）。以下、この構成を本発明の音
声符号化・復号化方法の第５の構成と呼ぶ。

【００２５】（ホ）前記第２の課題を解決するため、送
信再開時の音声信号の符号化処理において、前記プリア
ンブル信号を送信後、次の音声信号の符号化処理時に、
最初の数サブフレームに対しては、前記適応コードブッ
クを使用せずに、前記固定符号帳を使用することである
（請求項６に対応）。以下、この構成を本発明の音声符
号化・復号化方法の第６の構成と呼ぶ。

【００２６】（ヘ）前記第２の課題を解決するため、送
信再開時の音声信号の符号化処理において、前記プリア
ンブル信号を送信後、次の音声信号の符号化処理時に、
最初の数サブフレームに対しては、前記適応コードブッ
クの出力である適応符号ベクトルを０ベクトルで置き換
えることである（請求項７に対応）。以下、この構成を
本発明の音声符号化・復号化方法の第７の構成と呼ぶ。

【００２７】（ト）前記第２の課題を解決するため、送
信再開時の音声信号の符号化処理において、前記プリア
ンブル信号送信後の入力サンプルを、この入力サンプル
の状態に応じて選択された窓関数により抑圧することで
ある（請求項８に対応）。以下、この構成を本発明の音
声符号化・復号化方法の第８の構成と呼ぶ。

【００２８】（チ）前記第２の課題を解決するため、前
記プリアンブル信号受信時の線形予測係数に重み付けを
することである（請求項９に対応）。以下、この構成を
本発明の音声符号化・復号化方法の第９の構成と呼ぶ。

【００２９】（リ）前記第２の課題を解決するため、送
信再開時の音声信号の復号化処理において、前記プリア
ンブル信号受信時の再生音声を抑圧し、次の音声信号の
復号化処理時に、前フレームの線形予測係数を全て現フ
レームの係数で置き換えることである（請求項１０に対
応）。以下、この構成を本発明の音声符号化・復号化方
法の第１０の構成と呼ぶ。

【００３０】

【作用】本発明の第１の構成による音声符号化・復号化
方法によれば、音声信号が無音状態と判定された場合
に、ポストアンブル信号が送信される。そして、次の音
声信号が、適応コードブックを使用せずに固定符号帳を
使用して符号化され、その音声符号化コードが送信され
る。さらに、送信再開時に、プリアンブル信号が送信さ
れる。

【００３１】本発明の第２の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信中断時の音声信号の符号化処理
において、ポストアンブル信号を送信後、次の音声信号
が、適応コードブックに登録された適応符号ベクトルを
０ベクトルで置き換えて符号化される。

【００３２】本発明の第３の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信中断時の音声信号の符号化処理
において、ポストアンブル信号を送信後、次の音声信号
に対する線形予測係数に重み付けが行われる。

【００３３】本発明の第４の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信中断時の音声信号の復号化処理
において、ポストアンブル信号を受信後、プリアンブル
信号を受信するまで、ポストフィルタ処理が行われな
い。

【００３４】本発明の第５の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信中断時の音声信号の復号化処理
において、プリアンブル信号を受信するまでポストフィ
ルタの影響が徐々に抑えられる。

【００３５】本発明の第６の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信再開時の音声信号の符号化処理
において、プリアンブル信号を送信後、次の音声信号の
符号化処理時に、最初の数サブフレームに対しては、適
応コードブックを使用せずに、固定符号帳が使用され
る。

【００３６】本発明の第７の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信再開時の音声信号の符号化処理
において、プリアンブル信号を送信後、次の音声信号の
符号化処理時に、最初の数サブフレームに対しては、適
応コードブックの出力である適応符号ベクトルが０ベク
トルで置き換えられる。

【００３７】本発明の第８の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信中断時の音声信号の符号化処理
において、プリアンブル信号送信後の入力サンプルが、
この入力サンプルの状態に応じて選択された窓関数によ
り抑圧される。

【００３８】本発明の第９の構成による音声符号化・復
号化方法によれば、送信再開時の音声信号の復号化処理
において、プリアンブル信号受信時の線形予測係数に重
み付けされる。

【００３９】本発明の第１０の構成による音声符号化・
復号化方法によれば、送信再開時の音声信号の復号化処
理において、プリアンブル信号受信時の再生音声を抑圧
し、次の音声信号の復号化処理時に、前フレームの線形
予測係数を全て現フレームの係数で置き換えられる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の音声符号化装置及び音声復号
化装置の実施例を図面を参照して説明する。

【００４１】《音声符号化処理の原理》本実施例の音声
符号化処理は、声帯で発生した複数のパルスが、喉や口
などの声道を通って人間の出す声になるという原理に基
づいている。この原理をモデル化して実行するため、人
間の音声は、ピッチ（周期）成分と周期以外の成分から
合成されていると考える。そして、周期成分のパルスを
適応符号帳に格納するとともに、周期以外の成分のパル
スを雑音符号帳に格納する。なお、適応符号帳は、入力
音声に応じて変化する適応コードブックと固定符号帳に
分かれている場合もある。

【００４２】符号帳に格納される値は、例えば１６進で
“ｅ７ａ９”、“１８ｅ２”等の値であり、符号化処理
方法に応じてその長さは異なるようになっている。ここ
で、符号帳の出力をベクトルとみなして、適応符号帳の
出力や符号帳の出力をそれぞれ、適応符号ベクトル、雑
音符号ベクトルと呼ぶ。また、それぞれの符号帳には、
例えば０、１、・・・、ｎ等の通し番号があり、この通
し番号を、コードと呼ぶ。

【００４３】入力音声を音声符号化するには、適応符号
帳や雑音符号帳から入力音声に合ったコードを選択する
ことがポイントとなる。選択方法の一例は下記のように
なる。

【００４４】まず、適応符号帳のみを用いて入力音声に
近くなるようなコードを選択する。即ち、図３のＳＷ１
を順次切り換えて、その時の出力を合成フィルタに通し
て合成音声を作成する。この合成音声と実際の入力音声
を比較して、誤差を計算する。誤差計算方法としては、
例えばサンプル毎の差の２乗和を計算すればよい。いず
れの誤差計算方法をとるにせよ誤差が最小になる適応符
号ベクトルが選択されたら、その適応符号ベクトルを固
定して、ＳＷ２を順次切り換えて雑音符号コードを選択
する。選択方法としては、誤差が最小になるコードを選
択すればよい。

【００４５】《音声復号化処理の原理》本実施例の音声
復号化処理は、音声符号化処理と同様の符号帳を用意
し、受信したコードから符号帳コードを取り出して符号
帳出力を決定する。そして、この符号帳出力を合成フィ
ルタに通すことで合成音声が作成される。

【００４６】《実施例１》次に、実施例１で使用される
音声符号化装置１００及び音声復号化装置２００につい
て説明する。

【００４７】＜音声符号化装置１００＞実施例の音声符
号化装置１００は、図５に示すように、（ａ）音声入力
部１０、（ｂ）音声符号部２０、（ｃ）音声有無判定部
３０、（ｄ）音声情報送信部４０及び（ｅ）制御部５０
を備えて構成されている。

【００４８】以下、各構成要素を説明する。 （ａ）音声入力部１０ 音声入力部１０は、音声を入力する。

【００４９】（ｂ）音声符号部２０ 音声符号部２０は、図６に示すように、適応符号帳２
１、雑音符号帳２２、加算器２３、合成フィルタ２４、
パワー量子化部２５、比較器２６、線形予測係数計算部
２８及び符号インデックス選択部２９を備えて構成され
ている。

【００５０】（ｂ−１）適応符号帳２１ 適応符号帳２１は、音声波形パターンの周期成分に相当
する適応符号ベクトルとこれを特定するインデックス情
報とを登録するものであり、適応コードブック２１Ａ及
び固定符号帳２１Ｂを有している。

【００５１】（ｂ−２）雑音符号帳２２ 雑音符号帳２２は、音声波形パターンの雑音成分に相当
する雑音符号ベクトルとこれを特定するインデックス情
報とを登録する。

【００５２】（ｂ−３）加算器２３ 加算器２３は、適応符号帳２１から読み出された適応符
号ベクトル及び雑音符号帳２２から読み出された雑音符
号ベクトルそれぞれに重み付け（図６では、ゲイン０及
びゲイン１）して足し合わせる。

【００５３】（ｂ−４）合成フィルタ２４ 合成フィルタ２４は、加算器２３の出力を式（１）の伝
達関数によりフィルタリング処理し、合成音声を出力す
る。

【００５４】

【数１】 ここで、α_i は線形予測係数であり、この線形予測係数
により、ｚ平面上の極の位置が決定される。

【００５５】（ｂ−５）パワー量子化部２５ パワー量子化部２５は、入力音声の大きさを量子化した
ものを入力音声符号化コードとして出力する。

【００５６】（ｂ−６）比較器２６ 比較器２６は、合成フィルタ２４から出力された合成音
声と入力音声との差、即ち誤差を求める。

【００５７】（ｂ−７）線形予測係数計算部２８ 線形予測係数計算部２８は、入力音声に基づいて、合成
フィルタ２４で使用するパラメータ（＝線形予測係数）
を計算する。

【００５８】（ｂ−８）符号インデックス選択部２９ 符号インデックス選択部２９は、比較器２６で求められ
た合成音声と入力音声との差に基づいて、適応符号コー
ド及び雑音符号コードに重みづけされる重み（図６で
は、ゲイン０及びゲイン１）を調整する。また、雑音符
号帳２２から雑音符号コードを選択するためのインデッ
クスを選択する。更に、適応符号帳２１から適応符号コ
ードを選択するためのインデックスを選択する。

【００５９】（ｃ）音声有無判定部３０ 音声有無判定部３０は、前記音声入力部１０に入力され
た音声の有無を判断する。

【００６０】（ｄ）音声情報送信部４０ 音声情報送信部４０は、音声符号化コードを含む情報を
無線で、図示していない基地局等を介して音声復号化装
置２００に送信する。

【００６１】（ｅ）制御部５０ 制御部５０は、前記音声有無判定部３０で入力音声が無
いと判断された場合に、送信中断を予告するポストアン
ブル信号を送信した後、次の入力音声に対して前記音声
符号部２０で生成された音声符号化コードを１フレーム
送信するように前記音声情報送信部４０を制御する。そ
の後、符号化処理及び送信処理を停止する。

【００６２】また、制御部５０は、ポストアンブル信号
を送信した後、前記音声有無判定部３０で入力音声が有
音であると判断された場合に、送信を再開し、送信再開
を予告するプリアンブル信号を送信するように前記音声
情報送信部４０を制御する。また、符号化処理も再開す
る。

【００６３】＜音声復号化装置２００＞音声復号化装置
２００は、図７に示すように、（ａ）音声情報受信部６
８、（ｂ）適応符号帳６１、（ｃ）雑音符号帳６２、
（ｄ）加算器６３、（ｅ）合成フィルタ６４及び（ｆ）
ポストフィルタ６７を備えて構成されている。

【００６４】以下、各構成要素を説明する。 （ａ）音声情報受信部６８ 音声情報受信部６８は、音声符号化装置１００から送ら
れてくる音声符号化コードを含む情報を無線で、図示し
ていない基地局等を介して受信する。

【００６５】（ｂ）適応符号帳６１ 適応符号帳６１は、音声波形パターンの周期成分に相当
する適応符号ベクトルとこれを特定するインデックス情
報とを登録するものであり、適応コードブック６１Ａ及
び固定符号帳６１Ｂを有している。

【００６６】そして、音声情報受信部６８で受信された
音声符号化コードのインデックス情報から適応符号ベク
トルを出力する。 （ｃ）雑音符号帳６２ 雑音符号帳６２は、音声波形パターンの雑音成分に相当
する雑音符号ベクトルとこれを特定するインデックス情
報とを登録する。

【００６７】そして、音声情報受信部６８で受信された
音声符号化コードのインデックス情報から雑音符号ベク
トルを出力する。 （ｄ）加算器６３ 加算器６３は、前記適応符号帳６１から読み出された前
記適応符号ベクトル及び前記雑音符号帳６２から読み出
された前記雑音符号ベクトルそれぞれに重み付けをした
ものを足し合わせる。

【００６８】（ｅ）合成フィルタ６４ 合成フィルタ６４は、加算器６３の出力を式（１）の伝
達関数によりフィルタリング処理し、合成音声を出力す
る。

【００６９】（ｆ）ポストフィルタ６７ ポストフィルタ６７は、合成フィルタ６４から出力され
た合成音声に対して、ピッチ強調、高域強調、スペクト
ル整形を行って、自然な音声を合成する。

【００７０】ここで、ピッチ強調を行う場合のポストフ
ィルタ６７の伝達関数Ｐ（ｚ）は、式（２）のようにな
る。

【００７１】

【数２】 Ｐ（ｚ）＝１／（１＋ａΣｂ_iｚ^-i） ただし、ａは定数、ｂ_iはフィルタ係数 ・・・（２） また、高域強調を行う場合のポストフィルタ６７の伝達
関数Ｂ（ｚ）は、式（３）のようになる。

【００７２】

【数３】 Ｂ（ｚ）＝１−ｃｚ^-1 ただし、ｃは定数 ・・・（３） そして、スペクトル整形を行う場合のポストフィルタ６
７の伝達関数Ｈ（ｚ）は、式（４）のようになる。

【００７３】

【数４】 Ｈ（ｚ）＝（１＋Σｄⁱα_iｚ^-i）／（１＋Σｅⁱα_iｚ^-i） ただし、ｄ、ｅは定数、αは線形予測係数 ・・・（４） ＜実施例１の動作及び効果＞実施例１において、音声符
号化装置１００は、音声有無判定部３０で入力音声が無
音であると判定された場合に、音声復号化装置２００に
対して、送信中断を予告する信号であるポストアンブル
信号を音声情報送信部４０から送信する。そして、ポス
トアンブル信号送信後に、音声符号部２０では、固定符
号帳２１Ｂのみを用いて１フレーム長の適応符号コード
を選択する。選択された適応符号コードは、音声符号化
コードとして音声復号化装置２００に送信される。

【００７４】ポストアンブル信号を受信した音声復号化
装置２００では、周期性が現れにくい音声が再生される
ため、違和感の無い背景雑音を聞き手に与えることが可
能となる。

【００７５】《実施例２》実施例２は、実施例１と同様
に構成される。実施例２において、音声符号化装置１０
０は、音声有無判定部３０で入力音声が無音であると判
定された場合に、音声復号化装置２００に対して、送信
中断を予告する信号であるポストアンブル信号を音声情
報送信部４０から送信する。そして、ポストアンブル信
号送信後に、音声符号部２０では、適応符号ベクトルを
０ベクトルで置き換えて１フレーム長の音声符号化コー
ドを生成する。作成された音声符号化コードは、音声復
号化装置２００に出力される。

【００７６】ポストアンブル信号を受信した音声復号化
装置２００では、雑音符号ベクトルのみからなる音声が
再生されるため、再生音声に周期性はほとんど現れず、
違和感の無い背景雑音を聞き手に与えることが可能とな
る。

【００７７】また、実施例２では、適応符号帳探査を行
う必要が無くなるため、その分、処理量を削減すること
が可能となる。 《実施例３》実施例３は、実施例１の構成において、線
形予測係数計算部２８を設けて構成される。

【００７８】ここで、線形予測係数計算部２８は、式
（２）に基づいて線形予測係数α_i を算出する。そし
て、音声情報送信部４０は、算出された線形予測係数α
_i を音声復号化装置２００に送信する。

【００７９】

【数５】 α_i＝ａⁱ・α_i（０＜ａ＜１、ｉ＝１、２、・・・、Ｎ：Ｎは次数） ・・・（２） ａは、抑圧の程度を決めるパラメータである。

【００８０】音声復号化装置２００は、受信した線形予
測係数α_i をそのまま使用して音声を再生する。実施例
３では、周期性が現れにくい音声が再生されるため、違
和感の無い背景雑音を聞き手に与えることが可能とな
る。

【００８１】《実施例４》実施例４は、実施例１と同様
に構成される。実施例４において、音声復号化装置２０
０は、ポストアンブル信号を受信した場合にポストフィ
ルタ６７の処理を中止し、プリアンブル信号を受信した
場合にポストフィルタ６７の処理を再開する。

【００８２】ポストアンブル信号を受信した場合にポス
トフィルタ６７の処理を中止するため、背景雑音の再生
中は、ピッチ強調やスペクトル整形が行われず、再生音
声に周期性が現れにくくなる。従って、違和感の無い背
景雑音を聞き手に与えることが可能となる。

【００８３】《実施例５》実施例５は、実施例４に関連
する実施例であり、実施例１の構成において音声復号化
装置２００にフィルタ係数変更部６５を付加して構成さ
れる。

【００８４】フィルタ係数変更部６５は、ピッチ強調、
高域強調、スペクトル整形の影響を徐々に小さくするた
め、式（２）、式（３）及び式（４）では定数となって
いるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値を変更する。変更方法とし
ては、例えば図８に示すようにすればよい。即ち、フレ
ーム数がある一定数Ｎ以下の場合は単調に減少させ、Ｎ
を越えたら一定となるように変更する。

【００８５】実施例５は、実施例４と比較して次のよう
な特徴を有する。即ち、実施例４では、ポストアンブル
信号受信時に突然ポストフィルタ処理が行われるため、
その前の処理音声との間にずれが生じて違和音を発生す
る可能性がある。一方、実施例５では、ポストアンブル
信号を受信後は、徐々にポストフィルタ６７の影響を小
さくしていく。そのため、違和音を発生する可能性が低
められている。

【００８６】《実施例６》実施例６は、実施例１と同様
に構成される。実施例６において、音声符号化装置１０
０は、プリアンブル信号が送信された後の最初の数サブ
フレームに相当する適応符号コードを、適応コードブッ
ク２１Ａを使用せずに固定符号帳２１Ｂのみを使用して
選択する。

【００８７】ここで、音声復号化装置２００は、受信し
たインデックスを用いている。そのため、音声符号化装
置１００が固定符号帳２１Ｂからコードを選択すれば、
音声復号化装置２００も固定符号帳６１Ｂからコードを
自動的に選択する。

【００８８】実施例６の効果を説明するため、まず、従
来の問題点を述べる。従来の音声符号化装置１００で
は、プリアンブル信号が送信された後は符号化処理が行
われないため、適応コードブック２１Ａは更新されなか
った。一方、従来の音声復号化装置２００では、背景雑
音コードの復号化処理を繰り返し行っているため、適応
コードブック６１Ａは更新される。従って、プリアンブ
ル信号の受信時には、本来同じ内容を持つべき２つの適
応コードブック２１Ａ及び６１Ａの内容が異なり、違和
音を発生する場合があった。

【００８９】しかるに実施例６によれば、音声復号化装
置２００側で固定符号帳６１Ｂを用いている数サブフレ
ームの間に、適応コードブック６１Ａの内容が、音声符
号化装置１００の適応コードブック２１Ａの内容に近づ
くように更新されていくので、符号側の適応コードブッ
ク２１Ａと復号側の適応コードブック６１Ａの違いは、
充分緩和され、違和音の発生が抑えられる。

【００９０】《実施例７》実施例７は、実施例６に関連
する実施例である。実施例７において、音声符号化装置
１００は、プリアンブル信号が送信された後の最初の数
サブフレームに相当する音声符号化コードを、適応符号
ベクトルを０ベクトルに置き換えて生成する。

【００９１】実施例７によれば、実施例６と同様に、違
和音の発生が抑えられるようになる。また、適応符号帳
探査を行う必要が無くなるため、その分、処理量を削減
することが可能となる。

【００９２】《実施例８》実施例８は、実施例１と同様
に構成される。音声符号化装置１００では、音声符号化
コードの再送信時に、保持パラメータの不連続性から生
じる違和音を解消するため、プリアンブル信号送信後の
入力音声のサンプルを抑圧する。この時、図９（ａ）に
示すように、区間１、区間２の入力サンプルの二乗値
（それぞれ、Ｐ₁、Ｐ₂とする）を式（３）のように計算
する。

【００９３】

【数６】 ただし、Ｓ（ｋ）は、入力サンプル値 ・・・（３） また、区間１、区間２の幅は以下のように決定する。

【００９４】区間１の幅：Ｐ₁ が十分小さければ抑圧す
る必要が無いと判断できる程度 区間２の幅：区間１、２の入力音声のサンプルを抑圧す
れば、音声復号化装置２００の再生音声に違和音が発生
しないと判断できる程度 Ｐ₁、Ｐ₂に基づき、抑圧は以下の（１）から（４）のよ
うに行われる。 （１）Ｐ₁＜δ₁の場合 抑圧は行わない。 （２）δ₁≦Ｐ₁＜δ₂ かつ Ｐ₂＜δ₂の場合 図９（ｂ）に示す抑圧を行う。 （３）δ₁≦Ｐ₁＜δ₂ かつ Ｐ₂≧δ₂の場合 図９（ｃ）に示す抑圧を行う。 （４）Ｐ₁≧δ₂の場合 図９（ｄ）に示す抑圧を行う。

【００９５】即ち、区間１のパワーが十分に小さけれ
ば、違和音が発生しないと判断して、無駄な抑圧を行わ
ない。また、Ｐ₁ が、ある程度大きいが有音と判断でき
ない程度で、Ｐ₂ も同じ様なレベルの場合は、区間１、
区間２に話頭が無いと判断して、図９（ｂ）に示すよう
な緩やか関数で抑圧する。

【００９６】更に、Ｐ₁ が、ある程度大きいが有音と判
断できない程度で、Ｐ₂ がδ₂ よりも大きな場合には、
区間２に話頭があると考えて、図９（ｃ）に示すような
急峻な関数で抑圧する。

【００９７】そして、Ｐ₁ が大きければ、区間１に話頭
が有ると考えて、図９（ｄ）に示すような関数で抑圧す
る。なお、話頭切れを防ぐため、抑圧の度合いを緩くさ
れている。図９（ｂ）〜（ｄ）の関数は、式（４）で表
現されるが、ａ、ｃの値で急峻さを調整し、ｂ、ｄで横
軸方向への移動量を調整する。

【００９８】

【数７】 ｆ（ｘ）＝１／（１＋ｅ^a(x-b)） （０＜ｘ＜ｌ_i） ｆ（ｘ）＝１／（１＋ｅ^-c(x-d)） （ｌ_i＜ｘ＜Ｎ） ・・・（４） 《実施例９》実施例９は、実施例５と同様に、実施例１
の構成において音声復号化装置２００にフィルタ係数変
更部６５を付加して構成される。

【００９９】フィルタ係数変更部６５は、プリアンブル
信号を受信したフレームの復号化処理後に、線形予測係
数α_i を重み付けすることにより、次の復号化処理への
影響を小さくする。線形予測係数α_i の重み付けは、式
（２）で計算される。

【０１００】実施例９の効果を説明するため、まず、従
来の問題点を述べる。従来、線形予測係数α_i は、入力
音声のサンプルから算出されるため、前フレームとの相
関を考えて、前フレームで計算された線形予測係数α_i
を用いて補完が行われる。ところが、ＶＯＸ処理により
符号化処理が行われない場合、プリアンブル信号受信後
の音声復号化処理では、前フレームの線形予測係数との
間の相関が弱くなる。即ち、図１０（ａ）のような入力
に対して区間１の間音声符号化を行わない場合は、復号
化側では、図１０（ｂ）のような音声に対して復号処理
が行われることになる。境界での不連続性のために、前
フレームとの音声の相関が弱く、従って、前フレームの
線形予測係数α_i を用いて補完を行うと、逆に違和音を
発生してしまう恐れがある。

【０１０１】しかるに実施例９によれば、線形予測係数
α_i の重み付けし直されることにより、違和音の発生が
緩和される効果を有している。 《実施例１０》実施例１０は、実施例９に関連する実施
例であり、実施例９と同様に構成される。

【０１０２】実施例１０においては、前フレームとの相
関が全く無いと考え、前フレームの線形予測係数を用い
ない。即ち、補完を行う前に、前フレームの線形予測係
数を現フレームの線形予測係数で置き換える。このと
き、前フレーム信号の影響を抑えるために、プリアンブ
ル信号受信時の音声の最後を、０近くまで徐々に抑圧す
る。

【０１０３】

【発明の効果】本発明の第１から第５の構成による音声
符号化・復号化方法によれば、背景雑音の符号化処理に
適応コードブックを用いないことで、再生音声に周期性
が現れず、送信中断時に、違和感のない自然な背景雑音
を聞き手に与えることが可能となる。

【０１０４】次に、本発明の第６から第１０の構成によ
る音声符号化・復号化方法によれば、パラメータの不連
続による違和音を抑えることが可能となる。特に、プリ
アンブル信号送信後の符号化処理中に適応コードブック
を用いないことで、音声符号側と音声復号側の適応コー
ドブックの不一致から生じる違和音の発生が抑えられる
ようになる。

【０１０５】また、第６及び第８の構成による音声符号
化・復号化方法によれば、入力サンプルを話頭位置に応
じて抑圧することにより、話頭が切れない効果を生ず
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声符号化・復号化装置の原理フロー
図である。

【図２】ＶＯＸ処理の動作概念図である。

【図３】ＣＥＬＰ系音声符号化の概念図である。

【図４】ＣＥＬＰ系音声復号化の概念図である。

【図５】実施例の音声符号化装置の構成図である。

【図６】音声符号化装置の符号処理部の構成図である。

【図７】実施例の音声復号化装置の構成図である。

【図８】フレーム数と重み付け計数との関係を示すグラ
フである。

【図９】実施例の抑圧関数を示すグラフである。

【図１０】実施例において、ＶＯＸ処理における音声の
不連続性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０・・・・音声入力部 ２０・・・・音声符号部 ２１・・・・（音声符号化装置の）適応符号帳 ２１Ａ・・・適応コードブック ２１Ｂ・・・固定符号帳 ２２・・・・（音声符号化装置の）雑音符号帳 ２３・・・・加算器 ２４・・・・合成フィルタ ２５・・・・パワー量子化部 ２６・・・・比較器 ２８・・・・線形予測係数計算部 ２９・・・・符号インデックス選択部 ３０・・・・音声有無判定部 ４０・・・・音声情報送信部 ５０・・・・制御部 ６０・・・・音声復号部 ６１・・・・（音声復号化装置の）適応符号帳 ６１Ａ・・・適応コードブック ６１Ｂ・・・固定符号帳 ６２・・・・（音声復号化装置の）雑音符号帳 ６３・・・・加算器 ６４・・・・合成フィルタ ６５・・・・フィルタ係数変更部 ６６・・・・比較器 ６７・・・・ポストフィルタ ６８・・・・音声情報受信部 １００・・・音声符号化装置 ２００・・・音声復号化装置 ２０１・・・音声情報受信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 雅子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 釘宮 淳一 福岡県福岡市博多区博多駅前三丁目22番８ 号 富士通九州ディジタル・テクノロジ株 式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】適応コードブック及び固定符号帳を有する
   適応符号帳を利用すると共に雑音符号帳を利用して、コ
   ード駆動線形予測符号化方式により音声信号を符号化・
   復号化するシステムの音声符号化・復号化方法におい
   て、 前記音声信号が無音状態と判定された場合に、送信中断
   を予告するポストアンブル信号を送信し、 次の音声信号を、前記適応コードブックを使用せずに前
   記固定符号帳を使用して符号化し、その音声符号化コー
   ドを送信し、 送信再開時に、送信再開を予告するプリアンブル信号を
   送信することを含むことを特徴とする音声符号化・復号
   化方法。
2. 【請求項２】送信中断時の音声信号の符号化処理におい
   て、前記ポストアンブル信号を送信後、次の音声信号
   を、前記適応コードブックの出力である適応符号ベクト
   ルを０ベクトルで置き換えて符号化することを特徴とす
   る請求項１に記載の音声符号化・復号化方法。
3. 【請求項３】送信中断時の音声信号の符号化処理におい
   て、前記ポストアンブル信号を送信後、次の音声信号に
   対する線形予測係数に重み付けを行うことを特徴とする
   請求項１に記載の音声符号化・復号化方法。
4. 【請求項４】送信中断時の音声信号の復号化処理におい
   て、前記ポストアンブル信号を受信後、前記プリアンブ
   ル信号を受信するまでポストフィルタ処理を行わないこ
   とを特徴とする請求項１に記載の音声符号化・復号化方
   法。
5. 【請求項５】送信中断時の音声信号の復号化処理におい
   て、前記ポストアンブル信号を受信後、前記プリアンブ
   ル信号を受信するまでポストフィルタの影響を徐々に抑
   えていくことを特徴とする請求項１に記載の音声符号化
   ・復号化方法。
6. 【請求項６】送信再開時の音声信号の符号化処理におい
   て、前記プリアンブル信号を送信後、次の音声信号の符
   号化処理時に、最初の数サブフレームに対しては、前記
   適応コードブックを使用せずに、前記固定符号帳を使用
   することを特徴とする請求項１に記載の音声符号化・復
   号化方法。
7. 【請求項７】送信再開時の音声信号の符号化処理におい
   て、前記プリアンブル信号を送信後、次の音声信号の符
   号化処理時に、最初の数サブフレームに対しては、前記
   適応コードブックの出力である適応符号ベクトルを０ベ
   クトルで置き換えることを特徴とする請求項１に記載の
   音声符号化・復号化方法。
8. 【請求項８】送信再開時の音声信号の符号化処理におい
   て、前記プリアンブル信号送信後の入力サンプルを、こ
   の入力サンプルの状態に応じて選択された窓関数により
   抑圧することを特徴とする請求項１に記載の音声符号化
   ・復号化方法。
9. 【請求項９】送信再開時の音声信号の復号化処理におい
   て、前記プリアンブル信号受信時の線形予測係数に重み
   付けをすることを特徴とする請求項１に記載の音声符号
   化・復号化方法。
10. 【請求項１０】送信再開時の音声信号の復号化処理にお
    いて、前記プリアンブル信号受信時の再生音声を抑圧
    し、次の音声信号の復号化処理時に、前フレームの線形
    予測係数を全て現フレームの係数で置き換えることを特
    徴とする請求項１に記載の音声符号化・復号化方法。