JPH08511110A

JPH08511110A - オーディオ信号の圧縮／解凍装置及び圧縮／解凍方法

Info

Publication number: JPH08511110A
Application number: JP7515650A
Authority: JP
Inventors: ビアリック、レオン
Original assignee: ディーエスピー・グループ・インコーポレイテッド
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1996-11-19
Also published as: CA2154881A1; EP0681728A4; US5673364A; EP0681728A1; CA2154881C; AU1257295A; WO1995015549A1

Abstract

(57)【要約】特別なハードウェアを必要としない、音声圧縮／解凍システム及び音声圧縮／解凍方法が開示されている。圧縮ユニットは、入力オーディオ信号（１９）を、複数の変数として表し、ここでこの複数の変数は、残余励起パルス列（２７）と、１組のスペクトル係数（Ａ）と、１組のピッチ変数（Ｂ及びＣ）からなる。解凍ユニットは、ピッチ変数と残余励起パルス列を用いて、再構成された励起信号を発生する。解凍ユニットは更に、スペクトル係数を用いて、再構成された励起信号をフィルタリングして音声波形を形成する。圧縮ユニットは、短期予測器（２２）と、２ステップ長期予測器（２４）と、マルチパルスアナライザ（２６）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】オーディオ信号の圧縮／解凍装置及び圧縮／解凍方法産業上の利用分野本発明は音声信号の処理装置及び処理方法に関する。発明の背景音声信号は複雑であり、話された言葉の要素、イントネーションのピッチ、及び話し手に固有の他の要素に分解される。音声信号に含まれるいくつかの情報を損なわずに音声信号をデジタル化するには、概ね８ｋＨｚの高いサンプリング周波数が必要となる。従って、わずか数秒間の音声信号は、多量のサンプル値を有する。音声信号の伝達及び記憶を容易にするために、これまで音声信号の圧縮に関する多くの努力がなされてきた。しかし、圧縮された信号は、元の音声信号の情報を保持しなければならず、さもなければ、解凍された音声信号が、その音声信号の聞き手（人間または電子計算機）に理解できないものとなる。典型的には、音声信号は、音声信号を分解し、記憶または転送に対して「適切な」部分のみを利用することによって圧縮される。音声信号の聞き手が、音声の命令を聞き取りかつ音声の命令に応答する電子計算機の場合、再生及び分解の質は高くなければならず、さもなければ電子計算機が命令を理解できず、誤った応答をすることになる。質の高い分解が必要なめに、さまざまな解析方法が開発されてきたが、その何れもが、高い圧縮率と高品質の再生との理想的な組み合わせを提供するものではなかった。これらの各方法は、概ね８サンプル長から２４０サンプル長の信号のフレームを処理するものである。これらの方法のうちのある方法は、フレームのスペクトルを線形予測係数（ＬＰＣ）として発生させる線形予測分解法、フレーム内の音声信号のピッチを求めるピッチ推定法、多様な信号波形を符号化し、予め決められた信号波形の組み合わせとしてフレームを定義するベクトル量子化法、及び予め決められた数のスパイクを有する空信号としてフレームを定義し、どこにスパイクが存在するかを求めかつスパイクの大きさをマルチパルス解析法である。これらの方法、及び一般に広く用いられているその他の方法は、ＳａｄａｏｋｉＦｕｒｕｉによる「ＤｉｇｉｔａｌＳｐｅｅｃｈＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ」（ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒＩｎｃ．アメリカ合衆国ニューヨーク州ニューヨーク市、１９８９年）に記載されている。この引用文献及びこの引用文献に記載された内容は、ここで言及したことによって本出願の一部とされたい。多くの方法に於いて、フレームを記述するために用いられるデータポイントの数が多いほど、より良好な分解が行われる。しかし、分解の結果得られた信号の圧縮率は低い。更に、上述された解析方法は、大量の計算処理を実施しなければならないので、リアルタイムでまたはリアルタイムに近い状態で実実施するためは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などの特別なハードウェアを用いなければならない。このような必要性のために、音声認識装置及びデジタル音声再生装置は高価なものとなる。発明の概要本発明、特別なハードウェアを必要としない音声信号圧縮／解凍装置及び音声信号圧縮／解凍方法を提供する。従って、本発明の実施例に基づけば、この装置は、入力オーディオ信号を、複数の変数で表表現するオーディオ信号圧縮ユニットと、ピッチ変数及び残余励起パルス列を用いて再構成された励起信号を発生し、スペクトル係数を用いて再構成された励起信号をフィルタリングして音声波形を発生する解凍ユニットとを有する。変数は、残余励起パルス列、１組のスペクトル係数、及び１組のピッチ変数からなる。更に、本発明に基づけば、解凍ユニットは、（ａ）残差励起信号を記憶しているファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＳＯ）バッファと、（ｂ）ピッチ変数を用いて、記憶された残差励起信号の一部から再構成された励起信号を再構成し、少なくとも残余励起パルス列から形成された残余励起信号と再構成された励起信号を線型的に組み合わせて残差励起信号を形成し、残差励起信号をＦＩＳＯバッファへ供給するセレクタと、（ｃ）スペクトル係数によって残差励起信号をフィルタリングして音声波形を発生するフィルタとを有する。解凍ユニットは、再構成された励起信号をＦＩＳＯバッファに供給するバッファ制御ユニットを更に含む。解凍ユニットは、音声波形をフィルタリングする後フィルタを更に含む。更に、本発明に基づけば、圧縮ユニットは、（ａ）入力オーディオ信号に応答し、８個のスペクトル係数を求め、かつそれらのスペクトル係数を用いて残差信号を発生して、入力オーディオ信号の短期的な相関性をフィルタリングによって除去する短期予測器と、（ｂ）残差信号に作用し、大まかな推定値と、２次補正値によって形成されたピッチ変数とを求め、ピッチ変数を用いて残余信号を形成し、残余信号の長期的な相関性をフィルタリングして除去する２ステップ長期予測器とを有する。圧縮ユニットは、残余信号から残余励起パルス列を発生させるマルチパルスアナライザを更に有する。ある実施例では、マルチパルスアナライザは、残余励起パルス列を表すための７個のパルスと、１つのゲインとを発生する。更に、本発明に基づけば、圧縮ユニットは、スペクトル係数、大まかなピッチ推定値、２次補正値、ゲイン、及び残余励起パルス列からなる変数を符号化して出力する符号化手段を含み、解凍ユニットは、符号化された変数を復合化するデコーダを有する。本発明の第２の実施例に基づけば、音声信号圧縮／解凍装置は、（ａ）入力オーディオ信号に接続され、残余励起パルス列出力ラインと、スペクトル係数出力ラインと、ピッチ変数出力ラインとを有するオーディオ信号圧縮ユニットと、（ｂ）残余励起パルス列入力ラインと、スペクトル係数入力ラインと、ピッチ変数入力ラインと、音声波形出力ラインとを有する解凍ユニットとを有する。更に、本発明の第２の実施例に基づけば、解凍ユニットは、（ａ）残差励起信号を記憶しているファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＳＯ）バッファと、（ｂ）ピッチ変数を用いて、記憶された残差励起信号の一部から再構成された励起信号を再構成し、少なくとも残余励起パルス列から形成された残余励起信号と、再構成された励起信号とを線形的に組み合わせて残差励起信号を形成し、残差励起信号をＦＩＳＯバッファに供給するセレクタと、（ｃ）スペクトル係数によって動作し、残余励起信号をフィルタリングして音声波形を出力するフィルタとを有する。本発明の方法は、本発明に基づく装置の構成要素の動作を実行する。図面及び資料の簡単な説明本発明は、以下の添付の図面に関する後述される詳細な説明からより十分に理解及び評価される。第１図は、本発明の好適な実施例に基づいて構成され動作する、音声信号圧縮及び解凍装置のブロック図である。第２図は、第１図の装置の一部を構成する線形予測器の動作を表すフローチャートである。第３Ａ図は、音声入力信号を表すグラフである。第３Ｂ図は、ノイズ形成後の音声信号を表すグラフである。第３Ｃ図は、短期的相関性及び長期的相関性が除去された後の音声信号のグラフである。第３Ｄ図は、第３Ｂ図の信号をモデリングした励起信号のグラフである。第４Ａ図は、第１図の装置の一部を構成する履歴バッファの模式図である。第４Ｂ図は、第１図の装置の一部を構成する長期ピッチ予測器の動作を表すフローチャートである。第５図は、第１図の装置の一部を構成するマルチパルスアナライザの動作を例示するフローチャートである。資料Ａは、本発明の装置のある例を表現したプログラムを表している。好適実施例の詳細な説明第１図には、本発明の圧縮／解凍装置がブロック図によって表されている。本発明は典型的には、音声信号を圧縮する圧縮ユニット１０と、圧縮された信号を再構成する解凍ユニット１２とを有し、この両ユニットは、特別なハードウェアが加えられていないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に制御されて動作している。圧縮ユニット１０は複数の音声信号解析ユニットを含み、これらの音声解析ユニットのほとんどは、公称値よりも長い実行時間を必要とする。一方、解凍ユニット１２は、わずかな音声信号再構成ユニットのみを含み、これらの音声信号構成ユニットの内の１つのユニットのみが公称実行時間よりも長い実行時間を必要とする。従って、解凍ユニット１２は、新たに特別なハードウェアを追加せずに、パーソナルコンピュータの制御の元でリアルタイムで動作できる。本発明の装置は、後に再構成するために音声信号を記憶する必要のあるシステムでの有用性が高い。例えば、本発明の装置は、音声にデジタル的に記憶された文字または映像のブロックを加えるマルチメディアシステムで有用性が高い。これらのシステムに対して、音声信号を記憶するために要する時間は、重要ではあるが、決定的なものではない。しかし、音声は再構成されて人間の耳に提供されなければならないので、再構成はリアルタイムに行われなければならない。本発明の装置を簡単に説明する。圧縮ユニット１０は概ね、フレーマ２０と、短期予測フィルタ２２と、２ステップ長期予測器２４と、マルチパルスアナライザ２６とを有する。フレーマ２０は、入力デジタル信号を各々が概ね２４０のサンプルからなる複数の大型フレームに分解する。短期予測フィルタ２２は、各大型フレームのスペクトルエンベロープを定義するスペクトル係数を求め、このスペクトル係数を用いて、各フレームをフィルタリングするためのノイズ形成フィルタを形成する。その結果、以下の説明で「残差」信号と呼ばれ信号２３が形成される。２ステップ長期予測器２４は、始めに残差信号を解析し、大型フレームの平均ピッチの粗推定値を求めるる。予測器２４は、次に概ね６０サンプルからなるサブフレーム内の音声信号のスペクトルの詳細な構造をモデリングする長期予測値を求める。その結果形成されたモデリングされた波形は、サブフレーム内の信号から減算され、以下の説明で「残余」信号と呼ばれる信号２７が形成される。マルチパルスアナライザ２６は、複数の位置及び複数の量子化された大きさのパルス列によって残余信号の形状の特性を表す。このパルス列は、以下の説明で「残余励起」パルス列と呼ばれる。長期予測器２４はまた、残余励起パルス列と長期予測器とを用いて、以下の説明で「残差」励起信号と呼ばれる励起信号２９を求める。残差励起信号は、残差信号をモデリングする。スペクトル係数、ピッチ推定値、長期予測値、及びパルス列は、常にではないが、概ね、それらを求めたユニットによって符号化されており、この符号化された値は、解凍ユニット１２に供給される。以下に詳しく説明されるように、この符号化された値は、入力音声信号のフレームの大きさを８から１０で減算した値を表している。解凍ユニット１２は、概ね、デコーダ２０、セレクタ３１、履歴バッファ３２、ＬＰＣ合成性ユニット３４及び後フィルタ３６を有する。デコーダ３０は、圧縮ユニット１０から供給された符号化された値を復合化し、以下により詳しく説明されるように、関連するユニット３１乃至３６へ復合化されたデータを供給する。経過バッファ３２は、現時点まで前の残差励起信号を記憶し、セレクタ３１は復合化されたピッチ推定値と長期予測値とを用いて、履歴バッファ３２の残差励起信号の関連する部分を選択する。前の残差励起信号のうちの選択された部分が、復合化された残余励起パルス列に加えられ、その結果得られた値が、新たな残差励起信号として履歴バッファ３２に記憶される。新たな残差励起信号は更に、ＬＰＣ合成ユニット３４に供給され、このＬＰＣ合成ユニット３４は、復合化されたスペクトル係数を用いて、音声波形を生み出す。次に、後フィルタ３６が復合化されたスペクトル係数を用いて波形を歪ませ、人間の耳に適した入力音声信号を再生する。解凍ユニット１２がマイクロプロセッサの最小の実行時間で残差励起信号を構成できるように、圧縮ユニット１０が変数を発生させることが高く評価される。本発明の圧縮／解凍装置の動作が、本発明の圧縮／解凍装置の動作を理解するために有効な第１図及び第２図乃至第５図を参照して以下に詳しく説明される。特に注意した部分を除いて、使用された方法は、既に参照された「ＤｉｇｉｔａｌＳｐｅｅｃｈＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ」に記載されている。図には示されていないが、本発明の装置の動作の前に、音声信号は、通常のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器のような任意の適切な通常の音声デジタル化装置を用いて受け取られ、かつサンプリングまたはデジタル化される。デジタル化された音声信号は、フレーマ２０によって大型フレームに区分される。例えば、ある実施例では、２４０個のデジタル化されたサンプルが、１つの信号大型フレームを構成する。フレーマ２０からの各大型フレームは、順番に短期予測器２２を通過する。短期予測器２２の線形予測ユニット４０は、各大型フレーム内の信号のスペクトルエンベロープを決定する。短期予測器２２のノイズ形成器４２は、線形予測ユニット４０によって求められたスペクトル係数を用いて、大型フレーム内の信号をフィルタリングし、この信号のエネルギーの相関性を除去し、この信号のノイズの効果を低減する。第２図は、線形予測ユニット４０によって実施される方法のある実施例を例示している。初めに、線形予測過程５０では、大型フレームのデジタル信号が処理され、大型フレームのスペクトルエンベロープを表す８個の線形予測係数（ＬＰＣ）が求められる。この処理を行うために、初めに、ハミング（Ｈａｍｍｉｎｇ）ウインドウが各大型フレームに適用され、その後にリッジ（Ｒｉｄｇｅ）回帰法を用いて９個の自動相関係数が算出される。自動相関係数は、二項ウインドウによって変形され、その後、シュー（Ｓｃｈｕｒ）帰納ユニットによって処理され、８個の線形予測係数が求められる。従来技術では、１０個から１２個の線形予測係数が計算され、８個の係数では、スペクトルエンベロープを正確に表現できないと考えられていたことが注意される。従って、本発明の従来技術は、より少数の正確なＬＰＣモデルによってもとの信号を表現できることを見いだせなかった。過程５２では、線形予測係数ＬＰＣは、対応するパーカー（Ｐａｒｋｏｒ）係数Ｋに変換される。次に浮動小数点形式のパーカー係数Ｋは、非線形スカラー量子化器によって量子化され（過程５４）、量子化されたパーカー係数Ｑとなる。それぞれのパーカー係数の重要度は異なるので、以下に示すように合計で３１ビットのそれぞれ異なるビット数に量子化される。フレーマ２０からの各大型フレームは、順番に短期予測器２２を通過する。短期予測器２２の線形予測ユニット４０は、各大型フレーム内の信号のスペクトルエンベロープを決定する。短期予測器２２のノイズ形成器４２は、線形予測ユニット４０によって求められたスペクトル係数を用いて、大型フレーム内の信号をフィルタリングし、この信号のエネルギーの相関性を除去し、この信号のノイズの効果を低減する。第２図は、線形予測ユニット４０によって実施される方法のある実施例を例示している。初めに、線形予測過程５０では、大型フレームのデジタル信号が処理され、大型フレームのスペクトルエンベロープを表す８個の線形予測係数（ＬＰＣ）が求められる。この処理を行うために、初めに、ハミングウインドウが各大型フレームに適用され、その後にリッジ回帰法を用いて９個の自動相関係数が算出される。自動相関係数は、二項ウインドウによって変形され、その後シュー帰納ユニットによって処理され、８個の線形予測係数が求められる。従来技術では、１０個から１２個の線形予測係数が計算され、８個の係数では、スペクトルエンベロープを正確に表現できないと考えられていたことが注意される。従って、本発明の従来技術は、より少数の正確なＬＰＣモデルによってもとの信号を表現できることを見いだせなかった。過程５２では、線形予測係数ＬＰＣは、対応するパーカー係数Ｋに変換される。次に浮動小数点形式のパーカー係数Ｋは、非線形スカラー量子化器によって量子化され（過程５４）、量子化されたパーカー係数Ｑとなる。それぞれのパーカー係数の重要度は異なるので、以下に示すように合計で３１ビットのそれぞれ異なるビット数に量子化される。次に、量子化されたパーカー係数Ｑは解凍ユニット１２に転送される。ここで「転送」は、信号の伝達または記憶を意味する。圧縮ユニット１０は、解凍ユニット１２と等しい係数によって動作することが望まれるので、過程５６及び過程５８（逆量子化及び逆パーカー変換）で、量子化されたパーカー係数ＱはＬＰＣ′係数に変換される。逆量子化によって、量子化された係数Ｑの値のみが求められる。適切な逆パーカー変換は、ダービン・レビンソン（Ｄｕｒｂｉｎ−Ｌｅｖｉｎｓｏｎ）ステップアップ回帰法によって行われる。過程６０では、帯域幅の拡張が行われる。帯域幅の拡張によって、線形予測係数ＬＰＣ′によって決定されるフィルタの極を複素単位円の中心に向かってわずかに移動をするように、線形予測係数ＬＰＣ′がわずかに変更される。この過程６０によって、スペクトルエンベロープの鋭く不自然なピークが滑らかとなり、より現実に近いスペクトルが表現される。サブフレーム平滑過程（過程６２）では、隣接する大型フレームのための係数の集合ＬＰＣ′の間の変化が大きくなる可能性があるので、後に各大型フレームが分割されて形成される複数のサブフレームの各々に対して、係数ＬＰＣ″の集合が決定される。例えば、各大型フレームは、等しい長さの４個のサブフレームに分割される。第３のサブフレーム及び第４のサブフレームに対して、係数ＬＰＣ″が、これらのサブフレームが属する大型フレームの係数ＬＰＣ′と等しいことがある。第１のサブフレーム及び第２のサブフレームに対しては、現大型フレームの係数ＬＰＣ′と、前大型フレームの係数ＬＰＣ′との加重平均を用いて、内装された係数ＬＰＣ″が求めらる。ここで現大型フレームの係数ＬＰＣ′には、前大型フレームの係数ＬＰＣ′の２倍の重み付けがされている。次に、内装された係数ＬＰＣ″に、逆ダービン・レビンソン回帰法のような適切な方法を用いて、安定性の試験が行われる。安定性の試験方法は、必ずしも過程５８で用いられた方法の逆の方法でなくてもよいということは高く評価される。安定性の試験によって、係数ＬＰＣ″の各々の係数が不安定でと判定された場合、そのサブフレームに対しては、そのサブフレームが属する大型フレームの元の（即ち内装されていない）係数ＬＰＣ″が用いられる。上述されたスペクトル係数と等しい線形予測係数ＬＰＣ″は、次に、圧縮ユニット１０及び解凍ユニット１２のその他の構成要素によって用いられる。ノイズ形成器４２は、人間のオーディオ信号に対する知覚、特に音声信号に関する特性を考慮したものであることが好ましい、。従って、ノイズ形成器４２は、過程６２によって求められた係数ＬＰＣ″を用いたフィルタからなる。このフィルタでは、ノイズ形成器４２の出力が人間によって知覚されたとき、入力信号のノイズが音声信号によって最大限に遮断されるように、係数ＬＰＣ″が調節されている。例えば、この目的のための適切なフィルタの伝達関数は、（１−Σａｉｚ^-i）／（１−Σａｉαⁱｚ^-i）（式１）で表現され、ここで加算はｉが１から８について行われ、ａｉは係数ＬＰＣ″であり、αは、概ね０．８の値の重み係数であり、ｚ^-1は、現在のサンプルからｉ番だけ前の入力デジタル音声信号のサンプルである。ノイズ形成器４２は、概ね、（式１）によって表された伝達関数に基づいて音声信号をフィルタリングする。その結果、残余信号２３が得られ、この残余信号は「目標ベクトル」として２ステップ長期予測器２４に供給される。ここで、便宜上、信号及びこの信号を伝達する信号線には等しい符号が付されている。多くのフレームからなる入力音声信号１９と、その対応する残差信号２３の例が第３Ａ図及び第３Ｂ図に例示されている。これらの図からわかるように、音声信号は、複数の反復性のスパイク６４を有する。第３Ｂ図の残差信号２３の対応するスパイク６６は、より小さい振幅を有する。スパイク６４は、概ね周期的であり、スパイク６４の周波数は、音声の「ピッチ」と呼ばれている。以下の説明では、ピッチは、任意の２つのスパイク６４の間のサンプルの数として定義される。ピッチは、時間の経過によって変化するので、連続して求められなければならない。低ピッチメイルに対応する最大のピッチの値は、概ね１４６サンプル長である。高ピッチフィーメイルに対応する最小のピッチの値は、概ね２０サンプル長である。２ステップ長期予測器２４（第１図）は概ね、フレーマ７０と、ピッチ算出器７２及びその関連する第１過程を実施するための第１履歴バッファ７４と、二次履歴ピッチ予測器（抽出器）７６及び関連する第２過程を実施するための第２履歴バッファ７８とを含む。以下により詳しく説明されるように、フレーマ７０は、大型フレームを、各々が６０サンプル長を有する４個の等しいサブフレームに分割する。ピッチ算出器７２は、大型フレームのピッチを大まかに算出し、算出した大まかなピッチ値を符号化して解凍ユニット１２に出力する。ピッチ値は限定された範囲内にあるので、各大まかなピッチ算出値にはインデックスが与えられ、選択されたインデックスの値は符号値を有する。各サブフレームに対して、ピッチ予測器７６は、大まかなピッチ算出値の近傍でサーチを行い、２ステップ長期予測器の遅れ及びゲインを決定する。次に、ピッチ予測器７６は、サブフレームの目標ベクトルに最も整合する信号または波形を発生する。ピッチの値の遅れ及びゲインは符号化されて、解凍ユニット１２へ出力され、整合した波形は減算器７９によって目標ベクトルから減算される。短期的相関性及び長期的相関性が取り除かれた残余信号２７が形成され、マルチパルスアナライザ２６に供給される。より詳しく説明すると、ピッチ算出器７２は以下のように動作する。第１の履歴パッファ７４は、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）バッファからなり、このＦＩＦＯバッファは、例えば１４６サンプルの期待される最大のピッチ長を有する。バッファ７４には、前大型フレームからの残差信号が記憶されている。大型フレームの目標ベクトルは、半分に分割され、分割された各々のベクトルは履歴バッファ７４に記憶されたデータと相関性を有する。半分に分割された各ベクトルに対して最も大きな相関性を提供するオフセットが、半分に分割された各ベクトルに対する大まかなピッチ算出値ＲＰＩＴＣＨとして定義される。正規化された相関法などの、ピッチを求めるために用いられる適切な相関法をピッチ算出器７２で使用する。ピッチ算出器７２は、２つの大まかなピッチ算出値ＲＰＩＴＣＨを（１２６種類の可能なピッチ長をカバーする）２つの７ビット変数として符号化し、ピッチ予測器７６にＲＰＩＴＣＨを供給する。ピッチ予測器７６は、目標ベクトル（残余信号２３）を処理し、ここで、ピッチ予測器７６は始めの２つのサブフレームに対しては第１の大まかなピッチ算出値を用い、次の２つのサブフレームに対しては第２の大まかなピッチ算出値を用いる。第２の履歴バッファ７８は１４６個のサンプルのＦＩＦＯバッファからなり、以下により詳しく説明するように、前サブフレームからの残差励起信号を記憶している。ピッチ予測器７６は二次予測器であり、大まかなピッチ算出器ＲＰＩＴＣＨに比べてより正確なピッチの表現を決定する。ピッチの正確な表現を求めるために、ピッチ予測器７６はサブフレームを処理し、最大のシフトが２サンプル値である各方向に沿って数サンプル値だけ大まかなピッチ予測値ＲＰＩＴＣＨを拡張または収縮する。即ち、第４Ａ図に示されているように、ピッチ予測器７６は、履歴バッファ７８の入力側７９からＲＰＩＴＣＨ＋Ｓの位置にあるサンプル値から始まるサブフレームを取り出す。ここでＳは−２から２の範囲で変化する。その結果、第１の残差励起信号ＡＳが形成される。更に、サンプリングが正確ではないので、内装が行われ、かつ内装をおこなうために、ＡＳと等しい長さであって、履歴バッファから１サンプル分だけ以前にシフトした第２の残差励起信号ＢＳだけが取り出される。これらの処理は、第４Ｂ図に例示されたピッチ予測器７６によって行われる方法の第１の過程即ち過程８０を形成する。より詳しく説明すれば、可能なシフト即ちＳの各々に対して、残差励起信号Ａ_s及びＢ_sが第２の履歴バッファ７８から取り出され、その後、過程８２で、これらの残差励起信号は、係数ＬＰＣ″を用いて、ノイズ形成フィルタによって別個にフィルタリングされ、フィルタされた励起信号Ａ_s′及びＢ_s′ が形成される。ピッチ予測器７６は、ピッチの正確な値を求めるだけでなく、予め決められた内装係数ｃ_k及びｄ_kが与えられた最も良好な内装を決定する。ここでKは０からＮの範囲内で変化し、Ｎは概ね２５である。係数ＣK及びＤKは音声信号の大量のサンプルを解析することによって概ね実験から決定される。次に、過程８４では、ある実施例では各々のフィルタリングされた励起信号のセット、即ちＡ_s′とＢ_s′が、内装係数の各セットと線形的に組み合わされて、内装された信号が形成される。この実施例では、各々の内装された信号は、ｃ_kＡ_s′＋ｄ_KＢ_s ′として定義される。内装信号の各々は、任意の適切な内装法によって、サブフレームの目標ベクトルと別々に関連づけられ（過程８６）、その結果が記憶される。過程８８では、最も高い相関性を有する内装された信号が選択される。各々のサブフレームに対するシフトＳ及びインデックスＫの値が転送されるために符号化される（過程９０）。この実施例では、符号化された信号はシフトＳの５種類の可能な大きさ（−２〜＋２）と組み合わされた２５種類のｃ_kとｄ_kの可能な組み合わせから選択された１つの組み合わせを表す７ビットのインデックスである。過程９２では、選択された組み合わせが再生される。より詳しくは、「長期予測」励起信号Ｅが以下の式のように求められる。Ｅ＝ｃ_kＡ_s＋ｄ_kＢ_s （式２）過程９４では、励起信号Ｅが、係数ＬＰＣ″を用いたノイズ形成フィルタによってフィルタリングされる。ここでは「整合したベクトル」として例示されている結果的に形成されたベクトルが、減算器７９によって目標ベクトルから減算され、残余信号７２が求められる。第３Ｂ図の残差信号２３に対するこの残余信号２７の例が第３Ｃ図に表されている。長期的相関性及び短期的相関性は、こうして残余信号２３から除去されたことが注目される。この結果、前入力音声信号に存在した何れの要素とも異なる信号の要素のみが残り、従ってこの信号は「残余」信号と呼ばれる。サブフレームの寸法以下の大まかなピッチ値に対しては、履歴バッファ７８の最後のＲＰＩＴＣＨ＋Ｓ番目のサンプルは、データのサブフレームを形成しないことに注意するべきである。この場合、履歴バッファから取り出されたサンプルは、データのサブフレームを形成するために必要な回数だけ繰り返される。マルチパルスアナライザ２６は、サブフレームの長さの残余信号２７と最もよく整合するマルチパルス励起信号を決定する。言い換えれば、残余信号２７は、各々がサブフレーム内の異なる位置で発生する複数のインパルス応答の合計としてモデリングされる。第５図は、マルチパルスアナライザ２６の動作を例示している。残余信号２７のエネルギーは、サブフレーム内の各サンプルの値を自乗したものの合計によって過程１００で決定される。エネルギーの値は、量子化されたゲインの値からなり、この実施例では４ビットのインデックスからなるこの量子化されたゲインの値のインデックスが伝達される。次に、過程１０２では、（サブフレーム内の各サンプルをゲイン値によって除算することによって）残余信号２７を正規化するためにゲインが用いられ、第１の目標ベクトルが形成される。この第１の目標ベクトルは後の多くの過程で利用される。過程１０４では、係数ＬＰＣ″がインパルス応答信号を生み出すために用いられ、ここで、このインパルス応答信号は、サブフレームの第１サンプルの位置に配置されたディラックのデルタ関数に対する、係数ＬＰＣ″から形成されたノイズ形成フィルタの応答である。本発明に基づけば、過程１０６では、目標ベクトルは、適切な相関技術によって、大きさＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３及びＡＭＰ４のうちの１つを有しかつ任意の可能なサンプル点に配置されたパルスとの間に相関関係を与えられる。ある実施例では、ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３及びＡＭＰ４は、±０．２５及び ±０．７５の値を有する。各パルスは、選択されたサンプル点にシフトされかつ選択された大きさを有するインパルス応答関数から形成されている。過程１０８では、目標ベクトルと最もよく整合するパルスが選択され、その大きさ及び位置が記憶される。過程１１０では、選択されたパルスの波形が形成され、過程１１２では、選択されたパルスの波形が目標ベクトルから減算され、新たな目標ベクトルが形成される。過程１０６から過程１１２は、各サブフレームに対して複数回実施される。ある実施例では、過程１０６から過程１１２は７回実施され、ここで３回の繰り返しがサブフレームの下半分に配置されたパルスに対して実施され、残りの４回の繰り返しがサブフレームの上半分に配置されたパルスに対して実施される。その結果記憶された異なる大きさのパルス列は、残余励起パルス列を形成する。最後に、過程１１４では、パルスの位置とパルスの大きさが符号化され、解凍ユニット１１２に伝達される。ある実施例では、各パルスの４通りの可能な大きさを表すために２ビットが用いられ、サブフレームの上半分の４個のパルスの可能な位置を表すために１８ビットが用いられ、サブフレームの下半分の３個のパルスの可能な位置を表すために１５ビットが用いられる。即ち、この実施例では、７×２＋１８＋１５＝４７ビットが、サブフレーム毎に用いられ、残余励起パルス列を符号化する。残余励起パルス列は、選択された位置にパルスを配置することによって、残余励起信号として形成され、ここで、各パルスには対応する大きさ及びゲインが乗算されている。次に、残余励起信号が加算器１２０（第１図）に供給され、ピッチ予測器７６によって形成された長期予測励起信号Ｅ（第４Ｂ図）に加算される。その結果形成された残余励起信号２９は、第３Ｄ図に例示されているように、第２の履歴バッファ７８に供給され、バッファ７８に記憶されていたデータをシフトし最も古いサブフレームをバッファから除去する。各大型フレームは以下に示すように、２７７ビットに圧縮される。量子化されたパーカー係数Ｑを表す３１ビット、大まかなピッチ値を表す７×２ビット、シフトＳ及びインデックスＫを表す７×４ビット、ゲインを表す４×４ビット、残余励起パルス列を表す４７×４ビット。各大型フレームが２４０サンプルからなり各サンプルが８ビットからなる入力音声信号に対して、本発明は約８対１の圧縮率を表す。解凍ユニット１２のデコーダ３０（第１図）は、符号化された変数を受け取り、かつ復号化する。大まかなピッチ算出値及び正確なピッチ算出値と、ゲインと、残余励起パルス列に対して、デコーダ３０はルックアップテーブルの符号化された値を検索する。ルックアップテーブルは、受け取られたインデックスと符号化された値とを関連付けている。パーカー係数Ｑに対して、符号化過程は、線形予測法の過程５６から過程６２（第２図）を実施し、圧縮ユニット１０で利用された係数と等しいスペクトル係数ＬＰＣ″を形成する。解凍ユニット１２の選択器３１は、履歴バッファ３２の入力端からＲＰＩＴＣＨ＋Ｓ個のサンプルだけ離れた復号化されたサンプルから始めて、履歴バッファ３２（以下に説明されるように記憶されている）から第１の残差励起信号ＡＳを取り出す。履歴バッファ内で１サンプル分だけ早い位置にシフトされている第２の残差励起信号ＢＳもまた取り出される。残差励起信号Ａ_s及びＢ_sは、ピッチ予測器７６で選択された残差励起信号と等しい。セレクタ３１は、復号化されたＣK及びＤKを用いて、上述された式２に定義されたように長期予測励起信号Ｅを形成する。加算器１２２（第１図）で、新たな残差励起信号１２３が、長期予測励起信号Ｅと、選択された位置にパルスを配置することによって形成された残余励起信号とを加えることによって生み出され、ここで各パルスはその対応する大きさとゲインとが乗算されている。次に、残差励起信号１２３は、ＬＰＣ合成フィルタ３４によってフィルタリングされ、このフィルタリングされた信号は更に後フィルタ３６によってフィルタリングされる。新たな残差励起信号１２３が履歴バッファ３２の始めの部分に入力され、履歴バッファ３２に記憶されていたデータをシフトし、最も古いサブフレームを履歴バッファ３２から除去する。ＬＰＣ合成フィルタ３４の伝達関数は、１／（１＋Σａｉｚ^-i）（式３）である。後フィルタ３６の伝達関数は、（１＋ΣａｉＧⁱｚ^-i（１−Ｋ１）／（１＋Σａｉβⁱｚ^-i）（式４）である。ここで、ａｉは係数ＬＰＣ″であり、Ｇは概ね０．５５であり、βは概ね０．５５であり、Ｋ１は第１パーカー係数である。こうして、入力オーディオ信号を近似した再構成された信号がリアルタイムで形成される。資料Ａは、本出願の一部をなすものであり、本発明の圧縮／解凍装置の例示的なアセンブリ言語を表している。このアセンブリ語は、アメリカ合衆国インテル社によって製造された８０３８６マイクロプロセッサを備えたパーソナルコンピュータによって動作する。この装置は、より強力なマイクロプロセッサを備えたパーソナルコンピュータによっても動作する。本発明が、これまで例示され説明された発明に限定されるものでないことは当業者には明らかであろう。本発明の技術的視点は、添付の請求の範囲によって定義される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項【提出日】１９９５年６月３０日【補正内容】請求の範囲１．オーディオ信号の圧縮／解凍装置であって、入力オーディオ信号を、予め決められた複数の振幅から選択された制限された振幅を各々が備えた残余励起パルス列からなる複数の変数と、１組のスペクトル係数と、大まかなピッチ算出値と前記大まかなピッチ算出値の二次補正値とからなる１組のピッチ変数とに圧縮するオーディオ信号圧縮ユニットと、前記ピッチ変数と前記残余励起パルス列とから残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記スペクトル係数によってフィルタリングし音声信号を形成する解凍ユニットとを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍装置。２．前記解凍ユニットが、残差励起信号を記憶するためのＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファと、前記ピッチ変数をポインタとして用いて、前記記憶された残差励起信号の一部を選択し、前記記憶された残差励起信号の前記一部から再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号と、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号とを線形的に組み合わせ残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに記憶するセレクタと、その変数として前記スペクトル係数を有し、前記残差励起信号をフィルタリングして前記音声波形を形成するフィルタとを有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号の圧縮／解凍装置。３．前記解凍ユニットが、前記音声波形をフィルタリングする後フィルタを更に有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号の圧縮／解凍装置。４．前記圧縮ユニットが、前記入力オーディオ信号に応答し、その変数としてスペクトル係数を備えたフィルタを形成するべく８個のスペクトル係数を決定し、前記フィルタによって前記入力オーディオ信号から短期的相関性をフィルタリングして除去し、残差信号を形成する短期予測器と、前記残差信号を受け取り、前記ピッチ変数を決定し、前記ピッチ変数を用いて前記残差信号をフィルタリングして長期的相関性を除去し、残余信号を形成する２ステップ長期予測器とを有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。５．前記圧縮ユニットが、前記残余信号から前記残余励起パルス列を形成するための振幅の限定されたマルチパルスアナライザを更に有することを特徴とする請求項４に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。６．前記マルチパルスアナライザが、７個の振幅が制限されたパルスと、ゲインとを形成し、前記残余励起パルス列を表すことを特徴とする請求項５に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。７．前記圧縮ユニットが、前記スペクトル係数と、前記大まかなピッチ算出値と、前記二次補正値と、前記残余励起パルス列及びゲインとを、前記短期予測器と、前記２ステップ長期予測器と、前記マルチパルスアナライザとから各々受け取り、かつ前記変数を符号化する符号化手段を有し、前記解凍ユニットが、前記符号化された変数を解凍し前記変数から前記音声波形を形成する前に、前記符号化された変数を復合化するデコーダを有することを特徴とする請求項５に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。８．オーディオ信号解凍ユニットであって、８個のスペクトル係数と、大まかなピッチ算出値と前記大まかなピッチ算出値の二次補正値とからなる１組のピッチ変数と、振幅の制限された残余励起パルス列とを受け取るための受容ユニットと、残差励起信号を記憶するためのＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファと、前記ピッチ変数をポインタとして用いて、前記記憶された残差励起信号の一部を選択し、前記記憶された残差励起信号の前記一部から再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号と、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号とを線形的に組み合わせて、残差励起信号を形成し、前記残差励起信号をＦＩＦＯバッファに記憶するためのセレクタと、前記スペクトル係数によって、前記残差励起信号をフィルタリングして前記音声波形を形成するフィルタとを有することを特徴とするオーディオ信号解凍ユニット。９．前記解凍ユニットが、前記音声波形をフィルタリングする後フィルタを更に有することを特徴とする請求項８に記載のオーディオ信号解凍ユニット。１０．オーディオ信号圧縮／解凍方法であって、入力オーディオ信号を、予め決められた複数の振幅から選択された制限された振幅を有する残余励起パルス列と、１組のスペクトル係数と、大まかなピッチ算出値及び前記大まかなピッチ算出値の二次補正値とからなる１組のピッチ変数とからなる複数の変数に圧縮する過程と、前記ピッチパラメータと、前記振幅の制限された残余励起パルス列とから残差励起信号を形成する過程と、前記スペクトル係数を用いて前記残差励起信号をフィルタリングし、音声波形を形成する過程とを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍方法。１１．前記残差励起信号を形成する過程が、前記ピッチ変数をポインタとして用いて、記憶された残差励起信号の一部を選択する過程と、前記記憶された残差励起信号の前記一部から、再構成された励起信号を再構成する過程と、前記再構成された励起信号を、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号と線形的に組み合わせ、残差励起信号を形成する過程と、前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに記憶する過程とを有することを特徴とする請求項１０に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１２．前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに伝達する過程を更に有することを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１３．前記音声波形をフィルタリングする後フィルタリング過程を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の音声信号圧縮／解凍方法。１４．前記圧縮過程が、８個のスペクトル係数を決定する過程と、その変数として前記スペクトル係数を備えたフィルタを形成する過程と、前記フィルタを用いて前記入力オーディオ信号をフィルタリングして短期的な相関性を除去し、残差信号を形成する過程と、前記残差信号から前記ピッチ変数を決定する過程と、前記ピッチ変数を用いて前記残差信号をフィルタリングして長期的な相関性を除去し、残余信号を形成する過程とを有することを特徴とする請求項１０に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１５．前記圧縮過程が、振幅の制限されたマルチパルス解析を前記残余信号に対して実施し、前記残余励起パルス列を形成するマルチパルス解析過程を更に有することを特徴とする請求項１４に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１６．前記マルチパルス解析過程が、前記残余励起パルス列の表現として、７個のパルスとゲインとを形成することを特徴とする請求項１５に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１７．前記圧縮過程が、前記スペクトルと、前記大まかなピッチ算出値と、前記二次補正値と、前記残余励起パルス列及びゲインとを符号化する過程を有し、前記残差励起信号を形成する過程が、前記符号化された変数を復号化する過程を有することを特徴とする請求項１４に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１８．オーディオ信号の圧縮／解凍装置であって、入力オーディオ信号を受け取り、残余励起パルス列出力ラインと、スペクトル係数出力ラインと、ピッチ変数出力ラインとを備え、前記入力オーディオ信号を、複数のスペクトル係数と、大まかなピッチ算出値及び前記大まかなピッチ算出値の二次補正値からなる複数のピッチ変数と、予め決められた複数の振幅から選択された制限された振幅を有する残余励起パルス列とに圧縮するオーディオ信号圧縮ユニットと、残余励起パルス列入力ラインと、スペクトル係数入力ラインと、ピッチ変数入力ラインと、音声波形出力ラインとを備え、前記ピッチ変数と、前記残余励起パルス列とから残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記スペクトル係数によってフィルタリングし、音声波形を形成する解凍ユニットとを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍装置。１９．前記解凍ユニットが、残差励起信号を記憶するためのＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファと、前記ピッチ変数に基づいて前記記憶された残差励起信号の一部を選択し、前記記憶された残差励起信号の前記一部から前記再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号を、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号と線形的に組み合わせて、残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに記憶するセレクタと、その変数として前記スペクトル係数を備え、前記残差励起信号をフィルタリングして、前記音声波形を形成するフィルタとを有することを特徴とする請求項１８に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。２０．オーディオ信号圧縮／解凍装置であって、入力オーディオ信号を、予め決められた複数の振幅から選択された制限された振幅の残余励起パルス列と、１組のスペクトル係数と、１組のピッチ変数とからなる複数のパラメータに圧縮するオーディオ信号圧縮ユニットと、前記ピッチ変数と、前記残余励起パルス列とから残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記スペクトル係数によってフィルタリングし、音声波形を形成する解凍ユニットを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍装置。２１．オーディオ信号圧縮／解凍装置であって、残余励起パルス列と、１組のスペクトル係数と、大まかなピッチ算出値を有する１組のピッチ変数とからなる複数の変数へ入力オーディオ信号を圧縮するためのオーディオ信号圧縮ユニットと、前記ピッチ変数と、前記残余励起パルス列とから残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記スペクトル係数によってフィルタリングし、音声信号を形成する解凍ユニットとを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍装置。２２．振幅の制限されたマルチパルスアナライザであって、入力信号のエネルギーを決定し、前記エネルギーのゲインを決定し、前記ゲインで前記入力信号を正規化するエネルギー決定器と、始めは前記正規化された入力信号と等しい目標ベクトルと、各パルスは全てのパルス位置に配置されかつ各パルス位置で制限された別個の振幅を有する複数のパルスとに相関性を与え、前記目標ベクトルと最もよく整合する前記パルスを選択し、前記目標ベクトルから前記パルスを除去し、新たな目標ベクトルを形成するパルス決定器とを有することを特徴とする振幅の制限されたマルチパルスアナライザ。２３．振幅の制限されたマルチパルス解析を実施する方法であって、入力信号のエネルギーを決定する決定過程と、前記エネルギーからゲインを算出する算出過程と、前記ゲインによって前記入力信号を正規化する正規化過程と、始めに前記正規化された入力信号と等しい目標ベクトルと、各パルスは各パルス位置に配置されかつ各位置で制限された複数の振幅を有する複数のパルスとに相関性を与える相関性付与過程と、前記目標ベクトルに最もよく整合した前記パルスを選択する選択過程と、前記目標ベクトルから前記パルスを除去し、新たな目標ベクトルを形成する除去過程と、予め決められた回数だけ、前記相関性付与過程と、前記選択過程と、前記除去過程とを繰り返す反復過程とを有することを特徴とする振幅の制限されたマルチパルス解析を実施する方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．オーディオ信号圧縮／解凍装置であって、残余励起パルス列と、１組のスペクトル係数と、１組のピッチ変数とからなる複数の変数によって入力オーディオ信号を表すオーディオ信号圧縮ユニットと、前記ピッチ変数と、前記残余励起パルス列とを用いて、再構成された励起信号を形成し、前記スペクトル係数を用いて前記再構成された励起信号をフィルタリングして音声波形を形成する解凍ユニットとを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍装置。２．前記解凍ユニットが、残差励起信号を記憶するＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファと、前記ピッチ変数を用いて、前記記憶された残差励起信号の一部から前記再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号を、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号と線形的に組み合わせて、残差励起信号を形成し、かつ前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに供給するセレクタと、前記スペクトル係数とよって動作して、前記残差励起信号をフィルタリングして前記音声波形を形成するフィルタとを有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。３．前記解凍ユニットが、前記再構成された励起信号を、前記ＦＩＦＯバッファに供給するためのバッファ制御ユニットを更に有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。４．前記解凍ユニットが、前記音声波形をフィルタリングする後フィルタを更に有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。５．前記圧縮ユニットが、前記入力オーディオ信号に応答して、８個のスペクトル係数を決定し、前記スペクトル係数を用いて残差信号を発生して、前記入力オーディオ信号の短期的な相関性を除去する短期予測器と、前記残差信号に対して動作し、大まかな算出値及び二次補正値によって形成された前記ピッチパラメータを決定し、前記ピッチパラメータを用いて残余信号を形成して、前記残差信号の長期的な相関性を除去する２ステップ長期予測器とを有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。６．前記圧縮ユニットが、前記残余信号から前記残余励起パルス列を形成するためのマルチパルスアナライザを更に有することを特徴とする請求項５に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。７．前記マルチパルスアナライザが、前記残余励起パルス列を表現するための７個のパルス及び１つのゲインを形成することを特徴とする請求項６に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。８．前記圧縮ユニットが、前記スペクトル係数と、大まかなピッチ算出値と、二次補正値と、残余励起パルス列及びゲインとを符号化して求めた符号化された変数を求める符号化手段を有し、前記解凍ユニットが、前記符号化された変数を復号化する復号化器とを有することを特徴とする請求項８に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。９．オーディオ信号解凍ユニットであって、８個のスペクトル係数と、複数のピッチ変数と、残余励起パルス列とを受け取る受容ユニットと、残差励起信号を記憶するＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファと、前記ピッチ変数を用いて、前記記憶された残差励起信号の一部から再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号を、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号と線形的に組み合わせて、残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに供給するセレクタと、前記スペクトル係数によって動作し、前記残差励起信号をフィルタリングして前記音声波形を形成するフィルタとを有することを特徴とするオーディオ信号解凍ユニット。１０．前記解凍ユニットが、前記音声波形をフィルタリングする後フィルタを更に有することを特徴とする請求項９に記載のオーディオ信号解凍ユニット。１１．オーディオ信号圧縮／解凍方法であって、残余励起パルス列と、１組のスペクトル係数と、１組のピッチ変数とからなる複数の変数で入力オーディオ信号を表す過程と、前記ピッチ変数と、前記残余励起パルス列とを用いて、再構成された励起信号を形成し、前記スペクトル係数を用いて前記再構成された励起信号をフィルタリングして音声波形を形成する過程とを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍方法。１２．前記音声波形を形成する過程が、ＦＩＦＯバッファに記憶された残差励起信号を取り出す過程と、前記ピッチ変数を用いて、前記記憶された残差励起信号の一部から前記再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号と、少なくとも前記残余励起パルス列から形成された残余励起信号とを線形的に組み合わせることによって残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに供給する過程と、前記スペクトル係数を用いて前記残差信号をフィルタリングして音声波形を形成する過程とを有することを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１３．前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに伝達する過程を有することを特徴とする請求項１２に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１４．前記残差励起信号をフィルタリングする後フィルタ過程を有することを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１５．前記残差励起信号を供給する過程が、前記入力信号から８個のスペクトル係数を求め、前記スペクトル係数を用いて前記入力オーディオ信号の短期相関性をフィルタリングによって除去いて残差信号を発生する過程と、前記残差信号から、大まかな算出値と二次補正値とからなるピッチ変数を求め、前記ピッチ変数を用いて前記残差信号の長期相関性をフィルタリングによって除去して残余信号を形成する過程とを有することを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１６．前記残差励起信号を供給する過程が、前記残余信号を解析して、前記残余励起パルス列を形成するマルチパルス解析過程を更に有することを特徴とする請求項１５に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１７．前記マルチパルス解析過程が、前記残余励起パルス列の表現として、７個のパルスとゲインとを形成することを特徴とする請求項１６に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１８．前記残差励起信号を供給する過程が、前記スペクトルと、前記大まかなピッチ算出値と、前記二次補正値と、前記残余励起パルス列及びゲインとを符号化して供給する過程を有し、前記解凍過程が、前記符号化された変数を復号化する過程を有することを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号圧縮／解凍方法。１９．オーディオ信号圧縮／解凍装置であって、入力オーディオ信号を供給され、かつ残余励起パルス列出力ラインと、スペクトル係数出力ラインと、ピッチ変数出力ラインとを有するオーディオ信号圧縮ユニットと、残余励起パルス列入力ラインと、スペクトル係数入力ラインと、ピッチ変数入力ラインと、音声波形出力ラインとを備えた解凍ユニットとを有することを特徴とするオーディオ信号圧縮／解凍装置。２０．前記解凍ユニットが、残差励起信号が記憶されているＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファと、前記ピッチ変数を用いて、前記記憶された残差励起信号の一部から前記再構成された励起信号を再構成し、前記再構成された励起信号を、前記残余励起パルス列の少なくとも一部から形成された残余励起信号と線形的に組み合わせて残差励起信号を形成し、前記残差励起信号を前記ＦＩＦＯバッファに供給するセレクタと、前記スペクトル係数によって動作し、前記残差励起信号をフィルタリングして前記音声波形を形成するフィルタとを有することを特徴とする請求項１９に記載のオーディオ信号圧縮／解凍装置。