JPH09190198A - 狭い帯域幅チャネルで音声を送信する方法、狭い帯域幅チャネルからデジタル化された音声を受信する方法、および狭い帯域幅チャネルで音声を送信する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビット幅を付加せずに知覚される忠実度を改
善する。 【解決手段】 従来のＣＥＬＰ音声符復合器は、スケー
ルされたイノベーション信号、典型的にはランダム信号
を合成しかつそれを前のピッチ間隔の合成された音声か
ら得られたスケールされたピッチ信号に加えることによ
り音のピッチ間隔を合成する。この発明はこの実施が有
利である場合はこれを継続するが、音声のオンセットで
または他の必要な場合はいつでも、スケールされたイノ
ベーション信号をスケールされたスパイク信号と置換す
る。これを行なうのは、スパイクが、音のオンセットよ
りもむしろ音内の隣接したピッチ間隔の間の差を表わす
ように定義上は作られているイノベーション信号よりも
有用な場合があるからである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明はコード励起の線形予測（ＣＥ
ＬＰ）を用いる音声圧縮に関し、特定的には、低ビット
速度を用いるＣＥＬＰ音声圧縮に関する。

【０００２】

【発明の背景】ＣＥＬＰ音声圧縮は、時間領域において
人間の声道が連続の音声を生じさせ、かつ各音声は連続
の非常に類似したピッチ間隔に容易に分割されるという
ことを利用する。ＣＥＬＰ符復合器は２ステッププロセ
ス、すなわちピッチ予測評価とイノベーション信号サー
チとにおいて各ピッチ間隔を圧縮しかつ再構成する。

【０００３】ピッチ予測評価ステップはあらゆるピッチ
間隔の特徴を利用する。すなわちその基本ピッチで取ら
れた音声のピッチ間隔各々について、瞬間の正規化振幅
は、その前のピッチ間隔の同じ部分での瞬間の正規化振
幅と密接に相関する。正規化とは、何らかのスケールフ
ァクタで乗算し、何らかの遅れ（または進み）ファクタ
だけ時間シフトすることを意味する。前のピッチ間隔の
瞬間の振幅はわかっており、または十分な忠実度で合成
され得る。したがって、現在のピッチ間隔の瞬間の振幅
は、スケールファクタおよび遅れファクタがわかってい
るだけでも十分な忠実度で合成され得る。

【０００４】イノベーション信号サーチステップにおい
て、サーチは、イノベーション信号と称される信号の集
まりの中から最良の信号を求めるために行なわれる。イ
ノベーション信号のライブラリは一般に全くランダムで
ある。音の各ピッチ間隔に対して、あるピッチ間隔の正
規化振幅とその前のピッチ間隔の正規化振幅との間の典
型的な差に瞬間から瞬間で最も近似するイノベーション
信号が選択される。したがってイノベーション信号は固
有に正規化されている。イノベーション信号を乗算する
適切なスケールファクタを確立しなければならない。多
くの場合イノベーション信号用の遅れファクタをさらに
確立する必要はないが、必要ならば遅れファクタを与え
てもよい。

【０００５】ピッチ予測ステップからのスケールファク
タおよび遅れファクタと、イノベーション信号サーチス
テップからのスケールファクタおよびイノベーション信
号とは、直接電話回線上で送信されるだろう。それらは
直接テープまたは他の記録媒体上に直接に記録されるだ
ろう。ここで用いられる「送信」はしたがって「記録」
を含み、「受信」はしたがって「再生」を含む。しかし
ながら、送信が企図されようと、記録が企図されよう
と、コード化することにより直接の送信は改善され得
る。スケールファクタの各々は、スケールファクタの特
定のレンジビン内のすべてのスケールファクタに１つの
コードを与えるような態様でコード化される。異なった
コードが各レンジに与えられる。ピッチ遅れのレンジも
同様にコード化される。レンジの境界は、ワーカーが便
利と考えるどんな態様ででも選択されてもよい。コード
の各々が他のコードに劣らないほどの頻度で送信される
ようなレンジの境界を選択することにより、良好な結果
が得られるだろう。

【０００６】コードはさらに、どのイノベーション信号
が選択されたかを示して送信される。イノベーション信
号の集まりまたはライブラリはしたがってコードブック
を形成し、「イノベーション信号サーチステップ」はし
たがって多くの場合「イノベーションコードブックサー
チステップ」と称される。

【０００７】コードはアナログ技術を用いて送信されて
もよいがデジタル送信が好ましい。受信（再生）端で、
ＣＥＬＰ処理はイノベーション信号コードを取り、その
コードを逆にしてイノベーション信号を生成する。ＣＥ
ＬＰ処理はイノベーションスケールファクタコードを取
り、そのコードを逆にしてイノベーションスケールファ
クタを生成する。ＣＥＬＰ処理はイノベーション信号を
イノベーションスケールファクタで乗算して、合成され
スケールされたイノベーション信号を生成する。ＣＥＬ
Ｐ処理は前のピッチ間隔の合成された信号全体を取り、
この信号を（ピッチ遅れコードから逆にされた）ピッチ
遅れだけ遅らせ、その結果を（ピッチスケールファクタ
コードから逆にされた）ピッチスケールファクタで乗算
して、合成されたピッチ信号を生成する。合成されたピ
ッチ信号と合成されスケールされたイノベーション信号
とはともに加えられて、現在のピッチ間隔の合成された
信号全体を形成する。この合成された信号全体は、線形
予測コーディング（ＬＰＣ）合成フィルタに与えられ
る。当該技術で既知のように、ＬＰＣ合成フィルタの係
数は送信（または記録）端で適応的に選択される。これ
らの係数はコード化され、係数コードは他のコードとと
もに送信される。このプロセスはコードの次の組、つま
りＬＰＣフィルタ係数、ピッチ遅れ、ピッチスケールフ
ァクタ、イノベーションインデックスおよびイノベーシ
ョンスケールファクタを用いて繰返される。

【０００８】送信（または記録）端で、これら５つのコ
ードの近似した組が選択され、入来する実際の音声は、
これら５つのコードから生成された合成された信号から
の音声と比較される。コードは次いで、実際の入来音声
と合成された信号からの音声との間の（知覚重みフィル
タにより決定される）差が最小値に達するまで適応的に
修正される。この最小差を生じさせるコードは次いで受
信（または再生）端へ送信される（または記録され
る）。

【０００９】前述のＣＥＬＰプロセスは、了解可能では
あるが高忠実度ではないものとして人間の耳が知覚する
合成された音声を生成する。付加的なビットを５つのコ
ードのいずれかまたはすべてに当てて、さらなる忠実度
を得ることは可能であるが、そのような帯域幅は高価で
あり必ずしも利用可能でない。必要なのは、付加的なビ
ット帯域幅を必要とせずに人間の耳が知覚するような改
良された忠実度を得る方法である。

【００１０】

【発明の概要】この発明は、付加的なビット帯域幅を必
要とせずに、信号が予測可能な場合に限り信号を予測す
ることが可能であるというトートロジーを用いることに
より、改善された知覚される忠実度を提供する。出願人
は、音の内部とその音のオンセットとの間の基本的な差
を発見することによりこのトートロジーを用いた。ひと
たび音が始まってしまえば、次のピッチ間隔は前のピッ
チ間隔から合理的に予測可能である。しかしながら、音
のオンセット前は、利用可能なものはホワイトノイズで
あるかまたは、さらに悪い場合には、全く異なった音か
らのピッチ間隔だけである。これらは新しい音の最初の
ピッチ間隔を予測するのに有用でない。

【００１１】「発明の背景」で説明されたイノベーショ
ン信号を用いて最初のピッチ間隔を予測してもよいが、
このイノベーション信号のする仕事は不十分である。こ
のイノベーション信号は、結局、音内部の（スケールフ
ァクタおよび遅れの正規化の後の）隣接するピッチ間隔
の間の典型的な差を表現するために入念に作られたもの
であった。音の最初のピッチ間隔の（正規化された）信
号と、その音のすぐ前の同等な長さの時間の（正規化さ
れた）ホワイトノイズとの間の典型的な差を表現するの
には作られていなかった。予測プロセスの第１のステッ
プとして従来のイノベーション信号をホワイトノイズに
加えるのは適切ではないだろう。予測プロセスの他の何
らかの第１のステップを用いて最初のピッチ間隔を予測
しなければならない。

【００１２】出願人は、従来のイノベーション信号をス
パイクと置換することによりこれを行なうことができる
と発見した。デジタル領域において、これはプラス１に
続くマイナス１、もしくはプラス２に続く２つのマイナ
ス１、または何らかの類似のパルス列で表現される。し
たがって、出願人は適切なスケールファクタ（これもコ
ード化される）で各々が乗算される正規化されたスパイ
クのコードブックを提供する。最良のスケールされたス
パイクが推定のオンセットピッチ間隔と比較され、（イ
ノベーションコードブックからの）最良のスケールされ
たイノベーション信号も推定のオンセットピッチ間隔と
比較される。スケールされたスパイクの方がより近く一
致するものである場合、オンセットピッチ間隔に遭遇し
かつコードがイノベーションコードブックではなくスパ
イクコードブックからのものであるという表示が送信さ
れる。次のコードはイノベーションコードブックから送
られる。

【００１３】前述の説明は、音内で、すぐ前のピッチ間
隔だけが現在のピッチ間隔を予測するためのベースとし
て用いられるということを企図する。所望されるなら
ば、複数の前のピッチ間隔の最良の組合せが用いられて
もよく、ここで用いられている「ピッチ間隔」という言
葉は、したがって好適なものとして「ピッチ間隔の組合
せ」を含む。これによってシステムは一層複雑になる
が、重要なことにビット速度は増さない。同様に、ピッ
チ間隔がオンセットピッチ間隔であるかまたは内部のピ
ッチ間隔であるかを決定する場合、推定のオンセットピ
ッチ間隔のみを考慮する必要はない。合成された音声の
複数のピッチ間隔が、実際の入来音声の対応するピッチ
間隔と比較され得る。最良のスケールされたスパイク
（もしあれば）と、実際、最良のオンセットピッチ間隔
（もしあれば）とが次いで選択され得る。よく選択され
たオンセットピッチ間隔でよく選択されスケールされた
スパイクは、そのオンセットでだけではなく、音全体に
わたって有利な効果を有する。

【００１４】前のピッチ間隔が通常はホワイトノイズと
ほとんど変わらない場合、音の最初のピッチ間隔におい
て一般に前のピッチ間隔ではなくスパイクがテンプレー
トとして用いられる。しかしながら、時として、スパイ
クが音内の２つのピッチ間隔の間の差にかなり近似した
ものであることも起こり得る。実際、スパイクはイノベ
ーション信号のどんなものよりもかなり近似したもので
あり得る。イノベーション信号ではなくスパイクのため
のコードを送ることがビット速度を増すことはほとんど
ない。なぜなら、とりわけ何時次の音がスタートしてス
パイクが事実上必要になるのかを決定することはできな
いからである。実際、新しい音が始まったかどうかを装
置に純理論的に決定させるように強いるのではなく、近
くのピッチ間隔の最良の近似がスパイクであるのかまた
はそれよりも従来のイノベーション信号であるのかを単
に尋ねる方が容易でありかつ有効である。

【００１５】前述の説明は、スパイクコードブックおよ
びイノベーションコードブックが等しい大きさであり、
しかも何らかのインジケータビットを用いてそれらの間
でトグルすることを企図する。しかしながら、スパイク
コードブックがより小さくかつスパイクコードブックお
よびイノベーションコードブックが１つのコードブック
に併合されることが好ましい。その場合は１つの装置を
用いて利得調整および遅れ調整を与え得る。

【００１６】１つのコードブックを用いる場合、スパイ
ク部分およびイノベーション部分の相対的な大きさは、
知覚される忠実度を最大化するように選択されねばなら
ない。スパイク部分およびイノベーション部分の大きさ
が等しくなければならず、したがってコードの１ビット
を用いてそれらの間でトグルしなければならないと言う
のは適切ではない。しかしながら、内部のピッチ間隔の
頻度がオンセットピッチ間隔の頻度よりもずっと高く、
したがってイノベーション部分がスパイク部分よりもず
っと大きくなければならないと言うのも適切ではない。
これによってスパイクのコード化が有効になくなるので
ある。それらの相対的な大きさの間でトレードオフを行
なわなければならない。このことは固定的にまたは適応
的に行なわれ得る。

【００１７】所望されるならば、スパイクコードブック
（または部分）およびイノベーションコードブック（ま
たは部分）の両方からのコードを各ピッチ間隔に送るこ
とができる。これは低ビット速度応用例には好ましくな
い。なぜなら知覚された忠実度のほんのわずかな増大で
ビット速度を多いに増大させるからである。中〜高ビッ
ト速度応用例には望ましいだろう。

【００１８】

【好ましい実施例の詳細な説明】図１において、音声１
０がマイクロフォン１２に与えられ、その出力がアナロ
グデジタル変換器（ＡＤＣ）１４によりデジタル化され
る。ＡＤＣ１４からのデジタル化された音声がアナライ
ザ１６に与えられ、このアナライザは複数のコード１８
を生成する。コード１８がマルチプレクサ（ＭＵＸ）２
０により多重化され、その出力がモデム２２により変調
され、その出力が電話回線２４に接続される。アナログ
音声が今デジタル電話信号として送信されている。

【００１９】図２において、電話回線２４上のデジタル
信号がモデム２６により復調される。デマルチプレクサ
（ＤＥＭＵＸ）２８が、復調された信号をその成分の複
数のコード１８にデマルチプレクスする。このコード１
８はシンセサイザ３０を駆動してオリジナルの音声１０
のデジタル再生を合成する。このデジタル再生はデジタ
ルアナログ変換器（ＤＡＣ）３２に与えられ、この変換
器がスピーカ３４を駆動し、このスピーカは、オリジナ
ルの音声１０にかなり近い合成された音声３６を生成す
る。

【００２０】図３は先行技術により用いられるシンセサ
イザ３０を示す。図１および図２に示されるコード１８
が、識別しやすいようにコード８Ａから８Ｅとして特定
されている。イノベーション信号コード８Ａがイノベー
ション信号コードブック３８を駆動し、このイノベーシ
ョン信号コードブックがイノベーション信号４０を再生
しかつ出力する。イノベーションスケールファクタコー
ド８Ｂが利得またはスケールファクタエレメント４２を
駆動し、このエレメントはイノベーションスケールファ
クタを再生しかつこれをイノベーション信号４０で乗算
して、スケールされたイノベーション信号４４を生成す
る。

【００２１】スケールされたイノベーション信号４４が
再生されている間、メモリ４６が、メモリが前のピッチ
間隔からストアした合成された信号全体４８を出力す
る。メモリ４６には速やかに書込または読出ができるよ
うにしなければならない。ランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）または先入れ先出しメモリ（ＦＩＦＯ）が好まし
い。遅れエレメント５０が前の合成された信号全体４８
を受取り、この合成された信号全体を、遅れエレメント
が遅れファクタコード８Ｃから再生するファクタだけ遅
くし（または進め）、遅くされたピッチ信号５２を出力
する。遅くされたピッチ信号５２はピッチスケールファ
クタまたは利得装置５４に与えられ、この装置は、この
装置がピッチスケールファクタコード８Ｄから再生する
ピッチスケールファクタでピッチ信号５２を乗算する。
ピッチ利得装置５４は、スケールされたピッチ信号５６
を出力し、この信号は総和器５８に与えられる。総和器
５８は、スケールされたイノベーション信号４４も受取
り、新しい合成された信号全体として和６０をＲＡＭ４
６に出力する。所望されるならば、遅れエレメント５０
および利得エレメント５４を逆にしてもよい。

【００２２】和６０は合成フィルタ（ＳＦ）６２にも与
えられる。ＳＦ６２は、ＬＰＣコード８Ｅを受取り、こ
のコードをタップ重みにデコードし、タップ重みを厳密
な意味でのＳＦ６２に与えるための装置を含む。ＳＦ６
２は、シンセサイザ３０の出力信号全体６４を生成す
る。

【００２３】図４は、アナライザ１６内でコード１８を
生成する先行技術の方法を示す。コード１８は一連のス
カラ量子化（ＳＱ）インデックスであっても、単一ベク
トル量子化（ＶＱ）インデックスであってもよく、これ
らはすべて当該技術で公知のものである。デジタル化さ
れた入力音声６６が、線形予測解析およびコーディング
（ＬＰＣ）デバイス６８と知覚重みフィルタ（ＰＷＦ）
７０とに与えられる。ＬＰＣデバイス６８は、デジタル
化された音声をフレームに分解し、次いで線形予測解析
およびコーディングの従来のプロセスによって各フレー
ムを取る。ＳＱインデックスのうちの１つ、またはＶＱ
インデックスのコンポーネントのうちの１つはＬＰＣコ
ード１８Ｅであり、これはＰＷＦ７０のタップ重みを設
定し、それによって、人間が知覚するであろうデジタル
化された信号をＰＷＦ７０が生成できるようになるが、
これらすべては当該技術において公知である。

【００２４】ＬＰＣコード１８Ｅはまた第１の（ピッ
チ）合成フィルタおよび知覚重みフィルタ（ＳＦ＆ＰＷ
Ｆ）７２に与えられかつそれ用のタップ重みを与え、フ
ィルタ７２の出力７４がピッチミニマイザ７８内でＰＷ
Ｆ７０の出力７６と組合される。ピッチミニマイザ７８
は２つの出力８０および８２を生成し、これらの出力
は、出力７４と出力７６との間の差を最小化するような
態様でＳＦ＆ＰＷＦ７２を間接的に駆動する。つまり、
ＳＦ＆ＰＷＦ７２は、ＰＷＦ７０にできるだけ近くなる
ようエミュレートするように駆動される。出力８０はピ
ッチスケールファクタコード１８Ｄであり、利得エレメ
ント８４に与えられる。出力８２はピッチ遅れコード１
８Ｃであり、遅れエレメント８６に与えられる。遅れエ
レメント８６は利得エレメント８４を駆動し、前と同じ
ように好ましくはＲＡＭまたはＦＩＦＯであるメモリ８
８により駆動される。ＲＡＭ８８は１ピッチ間隔に対し
合成された信号全体を保持し、かつ総和器９０により駆
動される。総和器９０は、ピッチ利得エレメント８４の
出力と以下に説明されるイノベーション利得エレメント
の出力とを受取る。図３の遅れエレメント５０および利
得エレメント５４と同じように、図４の遅れエレメント
８６および利得エレメント８４を逆にすることは可能で
ある。

【００２５】図４におけるエレメント７２から９０まで
の動作は図３のエレメント４６から６２までの動作と同
じである。唯一の相違点は、図３においてピッチ遅れコ
ード１８Ｃとピッチ利得コード１８Ｄとは所与のもので
あるが、図４においてはそれらは、ＳＦ＆ＰＷＦ７２の
出力を駆動してＰＷＦ７０の出力と一致させるようにす
るミニマイザ７８の労力の副産物である。

【００２６】ＬＰＣコード１８Ｅはさらに、第２の（イ
ノベーション）ＳＦ＆ＰＷＦ９２のタップの重みを設定
するために与えられ、ＳＦ＆ＰＷＦ９２の出力９４が第
２の（イノベーション）ミニマイザ９６内で、ＰＷＦ７
０の出力７６と第１のＳＦ＆ＰＷＦ７２の出力７４との
両方と組合される。第１の（ピッチ）ミニマイザ７８に
当てはまるように、第２のミニマイザ９６は２つの出力
９８および１００を生成し、これらの出力は、出力９４
と出力７４および７６の何らかの組合せとの間の差を最
小化するような態様で第２のＳＦ＆ＰＷＦ９２を間接的
に駆動する。つまり第２のＳＦ＆ＰＷＦ９２は、ＰＷＦ
７０および第１のＳＦ＆ＰＷＦ７２の組合せにできるだ
け近くなるようにエミュレートするように駆動される。
出力９８はイノベーションスケールファクタコード１８
Ｂであり、イノベーション利得またはスケールファクタ
エレメント１０２に与えられる。出力１００はイノベー
ション信号コード１８Ａであり、イノベーション信号コ
ードブック１０４に与えられる。イノベーション信号コ
ードブック１０４は利得エレメント１０２を駆動する。

【００２７】図４におけるエレメント９２から１０２ま
での動作は図３のエレメント３８から４４までの動作と
同じである。唯一の相違点は、図３においてイノベーシ
ョン信号コード１８Ａおよびイノベーション利得コード
１８Ｂは所与のものであるが、図４においては、それら
は、第２のＳＦ＆ＰＷＦ９２の出力を駆動してＰＷＦ７
０と第１のＳＦ＆ＰＷＦ７２との組合せの出力と一致さ
せるようにする第２のミニマイザ９８の労力の副産物で
ある。

【００２８】図５は、この発明の受信機部分内のシンセ
サイザ３０の実施例を示す。スパイクコードブック１０
６を駆動してスパイク信号１０８を生成するスパイクコ
ード１８Ｆを加えることを除いては、これは図３と同一
である。スパイク利得コード１８Ｇも加えられるが、こ
のスパイク利得コードはスパイク利得エレメント１１０
を駆動してスパイク利得を再生し、このスパイク利得を
スパイク信号１０８で乗算して、スケールされたスパイ
ク信号１１２を生成する。セレクタスイッチ１１４は、
スケールされたイノベーション信号４４またはスケール
されたスパイク信号１１２が総和器５８に与えられるべ
きかどうかを選択する。

【００２９】図６は、この発明の送信機部分内のアナラ
イザ１０の実施例を示す。スイッチ１１４のために、ス
パイク信号コード１８Ｆ、スパイク利得コード１８Ｇお
よびインジケータコードを発生させるための付加的な装
置を除いてはこれは図４と同一である。この発明におい
て、デジタル化された入力信号はＬＰＣ６８およびＰＷ
Ｆ７０を駆動するだけでなく、他のフィルタと同様に、
ＬＰＣ６８により発生されたＬＰＣコード１８Ｅからそ
のタップ重みを得るＬＰＣ解析フィルタ（ＡＦ）１１６
も駆動する。ＡＦ１１６の出力１１８はＬＰＣ残余信号
であり、（他のミニマイザと同様に）２つの出力１２２
および１２４を生成する第３のミニマイザを駆動する。
出力１２２は利得エレメント１２６を駆動し、出力１２
４はスパイクコードブック１２８を駆動する。出力１２
４はスパイクコード１８Ｆであり、スパイクコードブッ
ク１２８がスパイク信号１３０を再生するようにする。
出力１２２はスパイク利得コード１８Ｇであり、スパイ
ク利得またはスケールファクタエレメント１２６がスパ
イク利得を再生するようにし、このスパイク利得をエレ
メント１２６がスパイク信号１３０で乗算して、スケー
ルされたスパイク信号１３２を生成する。

【００３０】第３のミニマイザ１２０は、スケールされ
たスパイク信号１３２とＡＦ１１６の出力１１８との間
の差を最小化しようとする。これは、スケールされたス
パイク信号１１８が第３のＳＦ＆ＰＷＦ１３４に与えら
れる前にＬＰＣ残余領域において行なわれる。第１の
（ピッチ）ミニマイザ７８は、信号が第２のＳＦ＆ＰＷ
Ｆ９２を通過した後第２の（イノベーション）ミニマイ
ザ９６がその仕事をするのとちょうど同じように、信号
が第１のＳＦ＆ＰＷＦ７２を通過した後その仕事をす
る。

【００３１】ピッチミニマイザ７８はもはや第１の（ピ
ッチ）ＳＦ＆ＰＷＦ７２の出力を駆動してＰＷＦ７０の
出力をエミュレートすることはない。ピッチミニマイザ
７８は今やＰＷＦ７０および第３の（スパイク）ＳＦ＆
ＰＷＦ１３４の出力の何らかの組合せをエミュレートす
る必要がある。同様に、イノベーションミニマイザ９６
はもはや第２の（イノベーション）ＳＦ＆ＰＷＦ９２の
出力を駆動してＰＷＦ７０および第１のＳＦ＆ＰＷＦ７
２の組合せの出力をエミュレートすることはない。イノ
ベーションミニマイザ９６は今やＰＷＦ７０、第１のＳ
Ｆ＆ＰＷＦ７２、および第３のＳＦ＆ＰＷＦ１３４の出
力の何らかの組合せをエミュレートする必要がある。

【００３２】第２の（イノベーション）ミニマイザ９６
は、ＳＦ＆ＰＷＦ７２，９２および１３４の出力がいか
によくＰＷＦ７０の出力と一致するかを決定する位置に
ある。ピッチＳＦ＆ＰＷＦ７２の出力は常に考慮しなけ
ればならないが、イノベーションＳＦ＆ＰＷＦ９２とス
パイクＳＦ＆ＰＷＦ１３４との間でいかに選択するかに
ついては、ピッチ間隔からピッチ間隔的に選択され得
る。

【００３３】スパイク出力１３６がイノベーション出力
９４よりも貴重である（つまりＰＷＦ７０の出力７６に
より近く一致するものである）場合、第２のミニマイザ
９６が制御デバイス１３８を活性化して、セレクタスイ
ッチ１１４（図５）にスパイク出力１１２を受取るよう
にかつ第１のミニマイザ７８にスパイク出力１３６を考
慮するように告げる。スパイク出力１３６がイノベーシ
ョン出力９４よりも貴重でない場合、スイッチ１１４は
イノベーション出力４４を受取るように設定され、第１
のミニマイザ７８は制御デバイス１３８から同じ信号を
受取ることによりスパイク信号１３６を無視するように
設定される。

【００３４】上で述べたように、図６に示される送信ア
ナライザ内のＲＡＭ８８は、すぐ前のピッチ間隔のみか
らの合成された信号全体４８をストアしてもよく、また
は複数の前のピッチ間隔からのこのような合成された信
号全体４８の組合せをストアしてもよい。後者のオプシ
ョンが選択された場合、ＲＡＭ８８は、複数の前のピッ
チ間隔からの合成された信号全体４８を組合せかつその
組合せをストアするための装置をさらに含むことにな
る。この状況において、図５に示される受信シンセサイ
ザ内のＲＡＭ４６は、その複数の前のピッチ間隔からの
合成された信号全体４８を組合せかつその組合せをスト
アするために並列な装置をさらに含むことになる。

【００３５】この発明の実施例は詳細に説明されたが、
この発明の真の範囲および精神はそれに限定されず、前
掲の特許請求の範囲およびその均等物により限定される
だけである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＥＬＰを用いる先行技術の送信機またはレコ
ーダのブロック図である。

【図２】ＣＥＬＰを用いる先行技術の受信機または再生
デバイスのブロック図である。

【図３】図２の装置で用いられる先行技術のシンセサイ
ザのブロック図である。

【図４】２ステップパラメータ抽出手順を用いて、図１
に示される装置を動作させるのに用いられるパラメータ
を発生させる、先行技術のアナライザのブロック図であ
る。

【図５】この発明に従ったシンセサイザのブロック図で
ある。

【図６】この発明に従ったアナライザのブロック図であ
る。

【符号の説明】

６８ 線形予測コーダ ７０ 知覚重みフィルタ １１６ 解析フィルタ １２８ スパイク １２６ 利得 １２０ スパイクミニマイザ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 狭い帯域幅チャネルで音声を送信する方
   法であって、 （ａ） 音声をアナログ聴覚信号からアナログ電子信号
   に変換するステップと、 （ｂ） アナログデジタル変換器を用いて、前記電子信
   号をデジタル化された音声にデジタル化するステップ
   と、 （ｃ） 前記デジタル化された音声を複数のフレームに
   分解するステップと、 （ｄ） 次のフレームを選択しかつそれを、 （１） 複数のタップ重みを生成しかつ前記タップ重み
   をコード化してタップ重みコードを生成すべく線形予測
   コーダと、 （２） 前記タップ重みに設定されかつ人間が知覚する
   であろうデジタル化された信号を出力として生成するよ
   うに構成された知覚重みフィルタと、 （３） 前記タップ重みに設定されかつＬＰＣ残余信号
   を生成するように構成された解析フィルタとに与えるス
   テップと、 （ｅ） スパイクミニマイザの第１の入力で前記解析フ
   ィルタの出力を受取るステップとを含み、前記スパイク
   ミニマイザは、 （１） 第１の出力で、スパイク利得エレメントに与え
   られるスパイク利得コードと、 （２） 第２の出力で、スパイクコードブックに与えら
   れるスパイク信号コードとを生成し、前記スパイク利得
   エレメントと前記スパイクコードブックとは、スケール
   されたスパイクを結合して生成するように接続され、前
   記スケールされたスパイクは前記スパイクミニマイザの
   第２の入力に与えられ、前記スパイクミニマイザは、前
   記スケールされたスパイクと前記解析フィルタの出力と
   の間の誤差を最小化するスパイク利得コードおよびスパ
   イク信号コードを発生させ、前記方法はさらに、 （ｆ） 前記タップ重みに設定されたスパイク合成フィ
   ルタおよび知覚重みフィルタで前記スケールされたスパ
   イクを受取るステップを含み、前記スパイク合成フィル
   タおよび知覚重みフィルタは出力を生成し、前記方法は
   さらに、 （ｇ） ピッチミニマイザの第１の入力で前記スパイク
   合成フィルタおよび知覚重みフィルタの前記出力を受取
   るステップを含み、前記ピッチミニマイザは、 （１） 第１の出力で、ピッチ利得エレメントに与えら
   れるピッチ利得コードと、 （２） 第２の出力で、ピッチ遅れエレメントに与えら
   れるピッチ遅れコードとを生成し、前記ピッチ利得エレ
   メントと前記ピッチ遅れとは、（Ａ）前記ピッチ利得コ
   ードと、（Ｂ）前記ピッチ遅れコードと、（Ｃ）メモリ
   の前の出力とからスケールされたピッチ信号を結合して
   生成するように接続され、前記スケールされたピッチ信
   号は、前記タップ重みに設定されたピッチ合成フィルタ
   および知覚重みフィルタに与えられ、前記ピッチ合成フ
   ィルタおよび知覚重みフィルタは、前記ピッチミニマイ
   ザの第２の入力に与えられる出力を生成し、前記方法は
   さらに、 （ｈ） 前記ピッチミニマイザ内で、 （１）前記知覚重みフィルタの出力と、 （２）前記スパイク合成フィルタおよび知覚重みフィル
   タの出力と、 （３）前記ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタ
   の出力との間の誤差を最小化するピッチ遅れコードおよ
   びピッチ利得コードを発生させるステップと、 （ｉ） イノベーションミニマイザの第１の入力で前記
   ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタの前記出力
   を受取るステップとを含み、前記イノベーションミニマ
   イザは、 （１） 第１の出力で、イノベーション利得エレメント
   に与えられるイノベーション利得コードと、 （２） 第２の出力で、イノベーションコードブックに
   与えられるイノベーション信号コードとを生成し、前記
   イノベーション利得エレメントと前記イノベーションコ
   ードブックとは、スケールされたイノベーション信号を
   結合して生成するように接続され、前記スケールされた
   イノベーション信号はイノベーション合成フィルタおよ
   び知覚重みフィルタに与えられ、前記イノベーション合
   成フィルタおよび知覚重みフィルタは、前記イノベーシ
   ョンミニマイザの第２の入力に与えられる出力を生成
   し、前記方法はさらに、 （ｊ） 総和器内で、前記スケールされたイノベーショ
   ン信号と前記スケールされたピッチ信号とを合計してス
   ケールされた信号全体を生成するステップと、 （ｋ） 前記スケールされた信号全体を前記メモリ内に
   ストアするステップと、 （ｌ） 前記イノベーションミニマイザ内で、 （１）前記知覚重みフィルタの出力と、 （２）前記スパイク合成フィルタおよび知覚重みフィル
   タの出力と、 （３）前記ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタ
   の出力と、 （４）前記イノベーション合成フィルタおよび知覚重み
   フィルタの出力との間の誤差を最小化するイノベーショ
   ン信号コードおよびイノベーション利得コードを発生さ
   せるステップと、 （ｍ） 前記イノベーションミニマイザ内で、スパイク
   信号を受信端で用いるべきかどうかを示す制御信号を発
   生させるステップと、 （ｎ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を前記受信
   端で用いるべきであると示す場合にかぎり、前記制御信
   号を前記ピッチミニマイザに与えて、それが前記スパイ
   ク合成フィルタおよび知覚重みフィルタの出力を用いる
   ようにするステップと、 （ｏ） 前記狭い帯域幅チャネル上で前記タップ重みコ
   ード、前記ピッチ利得コード、前記ピッチ遅れコードお
   よび前記制御信号を送信するステップと、 （ｐ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を用いるべ
   きであると示す場合、前記狭い帯域幅チャネル上に前記
   スパイク利得コードおよび前記スパイク信号コードを送
   信するステップと、 （ｑ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を用いるべ
   きでないと示す場合、前記狭い帯域幅チャネル上に前記
   イノベーション利得コードおよび前記イノベーション信
   号コードを送信するステップと、 （ｒ） 前記音声がストップするまでステップ（ｄ）か
   ら（ｑ）までを繰返すステップとを含む、狭い帯域幅チ
   ャネルで音声を送信する方法。
2. 【請求項２】 狭い帯域幅チャネルからデジタル化され
   た音声を受信する方法であって、 （ａ） 前記狭い帯域幅チャネルからタップ重みコー
   ド、ピッチ利得コード、ピッチ遅れコードおよび制御信
   号を受信するステップと、 （ｂ） 前記制御信号が、スパイク信号を用いるべきで
   あると示す場合、（１） 前記狭い帯域幅チャネルから
   スパイク利得コードおよびスパイク信号コードを受信
   し、（２） 前記スパイク信号コードからスパイク信号
   を再構成し、（３） 前記スパイク利得コードからスパ
   イク利得を再構成し、（４） 前記スパイク信号を前記
   スパイク利得で乗算して、スケールされたスパイク信号
   を生成し、（５） 前記スケールされたスパイク信号を
   総和器の第１の入力に与えるステップと、 （ｃ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を用いるべ
   きでないと示す場合、（１） 前記狭い帯域幅チャネル
   からイノベーション利得コードおよびイノベーション信
   号コードを受信し、（２） 前記イノベーション信号コ
   ードからイノベーション信号を再構成し、（３） 前記
   イノベーション利得コードからイノベーション利得を再
   構成し、（４） 前記イノベーション信号を前記イノベ
   ーション利得で乗算して、スケールされたイノベーショ
   ン信号を生成し、（５） 前記スケールされたイノベー
   ション信号を総和器の第１の入力に与えるステップと、 （ｄ） 前記総和器の出力をメモリに与えるステップ
   と、 （ｅ） 前記狭い帯域幅チャネルからピッチ利得コード
   およびピッチ信号コードを受信するステップと、 （ｆ） 前記ピッチ信号コードと前記メモリからの前の
   出力とからピッチ信号を再構成するステップと、 （ｇ） 前記ピッチ利得コードからピッチ利得を再構成
   するステップと、 （ｈ） 前記ピッチ信号を前記ピッチ利得で乗算して、
   スケールされたピッチ信号を生成するステップと、 （ｉ） 前記タップ重みコードから複数のタップ重みを
   再構成するステップと、 （ｊ） 前記タップ重みを合成フィルタに与えるステッ
   プと、 （ｋ） 前記総和器の前記出力を前記合成フィルタに与
   えて、デジタル化された音声信号を生成するステップ
   と、 （ｌ） デジタルアナログ変換器を用いて、前記デジタ
   ル化された音声信号をアナログ電子音声信号に非デジタ
   ル化するステップと、 （ｍ） 前記アナログ電子音声信号をアナログ聴覚信号
   に変換するステップと、 （ｎ） 前記チャネルがさらなる信号を与えなくなるま
   でステップ（ａ）から（ｍ）までを繰返すステップとを
   含む、狭い帯域幅チャネルからデジタル化された音声を
   受信する方法。
3. 【請求項３】 狭い帯域幅チャネルで音声を送信するた
   めの装置であって、 （ａ） 音声をアナログ聴覚信号からアナログ電子信号
   に変換するための手段と、 （ｂ） アナログデジタル変換器を用いて、前記電子信
   号をデジタル化された音声にデジタル化するための手段
   と、 （ｃ） 前記デジタル化された音声を複数のフレームに
   分解するための手段と、 （ｄ） 次のフレームを選択してかつそれを、 （１） 複数のタップ重みを生成しかつ前記タップ重み
   をコード化してタップ重みコードを生成すべく線形予測
   コーダと、 （２） 前記タップ重みに設定されかつ人間が知覚する
   であろうデジタル化された信号を出力として生成するよ
   うに構成された知覚重みフィルタと、 （３） 前記タップ重みに設定されかつＬＰＣ残余信号
   を生成するように構成された解析フィルタとに与えるた
   めの手段と、 （ｅ） スパイクミニマイザの第１の入力で前記解析フ
   ィルタの前記出力を受取るための手段とを含み、前記ス
   パイクミニマイザは、 （１） 第１の出力で、スパイク利得エレメントに与え
   られるスパイク利得コードと、 （２） 第２の出力で、スパイクコードブックに与えら
   れるスパイク信号コードとを生成し、前記スパイク利得
   エレメントおよび前記スパイクコードブックは、スケー
   ルされたスパイクを結合して生成するように接続され、
   前記スケールされたスパイクは前記スパイクミニマイザ
   の第２の入力に与えられ、前記スパイクミニマイザは、
   前記スケールされたスパイクと前記解析フィルタの出力
   との間の誤差を最小化するスパイク信号コードおよびス
   パイク利得コードを発生させ、前記装置はさらに、 （ｆ） 前記タップ重みに設定されたスパイク合成フィ
   ルタおよび知覚重みフィルタで前記スケールされたスパ
   イクを受取るための手段を含み、前記スパイク合成フィ
   ルタおよび知覚重みフィルタは出力を生成し、前記装置
   はさらに、 （ｇ） ピッチミニマイザの第１の入力で前記スパイク
   合成フィルタおよび知覚重みフィルタの前記出力を受取
   るための手段を含み、前記ピッチミニマイザは、 （１） 第１の出力で、ピッチ利得エレメントに与えら
   れるピッチ利得コードと、 （２） 第２の出力で、ピッチ遅れエレメントに与えら
   れるピッチ遅れコードとを生成し、前記ピッチ利得エレ
   メントおよび前記ピッチ遅れは、スケールされたピッチ
   信号を、（Ａ）前記ピッチ利得コードと（Ｂ）前記ピッ
   チ遅れコードと（Ｃ）メモリの前の出力とからスケール
   されたピッチ信号を結合して生成するように接続され、
   前記スケールされたピッチ信号は、前記タップ重みに設
   定されたピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタに
   与えられ、前記ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィ
   ルタは、前記ピッチミニマイザの第２の入力に与えられ
   る出力を生成し、前記装置はさらに、 （ｈ） 前記ピッチミニマイザ内で、 （１）前記知覚重みフィルタの出力と、 （２）前記スパイク合成フィルタおよび知覚重みフィル
   タの出力と （３）前記ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタ
   の出力との間の誤差を最小化するピッチ遅れコードおよ
   びピッチ利得コードを発生させるための手段と、 （ｉ） イノベーションミニマイザの第１の入力で前記
   ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタの前記出力
   を受取るための手段とを含み、前記イノベーションミニ
   マイザは、 （１） 第１の出力で、イノベーション利得エレメント
   に与えられるイノベーション利得コードと、 （２） 第２の出力で、イノベーションコードブックに
   与えられるイノベーション信号コードとを生成し、前記
   イノベーション利得エレメントおよび前記イノベーショ
   ンコードブックは、スケールされたイノベーション信号
   を結合して生成するように接続され、前記スケールされ
   たイノベーション信号はイノベーション合成フィルタお
   よび知覚重みフィルタに与えられ、前記イノベーション
   合成フィルタおよび知覚重みフィルタは、前記イノベー
   ションミニマイザの第２の入力に与えられる出力を生成
   し、前記装置はさらに、 （ｊ） 総和器内で、前記スケールされたイノベーショ
   ン信号と前記スケールされたピッチ信号とを合計してス
   ケールされた信号全体を生成するための手段と、 （ｋ） 前記メモリ内で、前記スケールされた信号全体
   をストアするための手段と、 （ｌ） 前記イノベーションミニマイザ内で、 （１）前記知覚重みフィルタの出力と、 （２）前記スパイク合成フィルタおよび知覚重みフィル
   タの出力と、 （３）前記ピッチ合成フィルタおよび知覚重みフィルタ
   の出力と （４）前記イノベーション合成フィルタおよび知覚重み
   フィルタの出力との間の誤差を最小化するイノベーショ
   ン信号コードおよびイノベーション利得コードを発生さ
   せるための手段と、 （ｍ） 前記イノベーションミニマイザ内で、受信端で
   スパイク信号を用いるべきかどうかを示す制御信号を発
   生させるための手段と、 （ｎ） 前記制御信号が、前記受信端で前記スパイク信
   号を用いるべきであると示す場合に限り、前記制御信号
   を前記ピッチミニマイザに与えて、それが前記スパイク
   合成フィルタおよび知覚重みフィルタの出力を用いるよ
   うにするための手段と、 （ｏ） 前記タップ重みコード、前記ピッチ利得コー
   ド、前記ピッチ遅れコードおよび前記制御信号を送信す
   るための手段と、 （ｐ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を用いるべ
   きであると示す場合に応答して、前記スパイク利得コー
   ドおよび前記スパイク信号コードを送信するための手段
   と、 （ｑ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を用いるべ
   きでないと示す場合に応答して、前記イノベーション利
   得コードおよび前記イノベーション信号コードを送信す
   るための手段と、 （ｒ） 前記音声がストップするまで（ｄ）から（ｑ）
   までに説明される前記装置の前記動作を繰返すための手
   段とを含む、狭い帯域幅チャネルで音声を送信するため
   の装置。
4. 【請求項４】 狭い帯域幅チャネルからデジタル化され
   た音声を受信するための装置であって、 （ａ） 前記狭い帯域幅チャネルからタップ重みコー
   ド、ピッチ利得コード、ピッチ遅れコードおよび制御信
   号を受信するための手段と、 （ｂ） 前記制御信号が、スパイク信号を用いるべきで
   あると示す場合に応答して、（１） 前記狭い帯域幅チ
   ャネルからスパイク利得コードおよびスパイク信号コー
   ドを受信し、（２） 前記スパイク信号コードからスパ
   イク信号を再構成し、（３） 前記スパイク利得コード
   からスパイク利得を再構成し、（４） 前記スパイク信
   号を前記スパイク利得で乗算して、スケールされたスパ
   イク信号を生成し、（５） 前記スケールされたスパイ
   ク信号を総和器の第１の入力に与えるための手段と、 （ｃ） 前記制御信号が、前記スパイク信号を用いるべ
   きでないと示す場合に応答して、（１） 前記狭い帯域
   幅チャネルからイノベーション利得コードおよびイノベ
   ーション信号コードを受信し、（２） 前記イノベーシ
   ョン信号コードからイノベーション信号を再構成し、
   （３） 前記イノベーション利得コードからイノベーシ
   ョン利得を再構成し、（４） 前記イノベーション信号
   を前記イノベーション利得で乗算して、スケールされた
   イノベーション信号を生成し、（５） 前記スケールさ
   れたイノベーション信号を総和器の第１の入力に与える
   ための手段と、 （ｄ） 前記総和器の出力をメモリに与えるための手段
   と、 （ｅ） 前記狭い帯域幅チャネルからピッチ利得コード
   およびピッチ信号コードを受信するための手段と、 （ｆ） 前記ピッチ信号コードと前記メモリからの前の
   出力とからピッチ信号を再構成するための手段と、 （ｇ） 前記ピッチ利得コードからピッチ利得を再構成
   するための手段と、 （ｈ） 前記ピッチ信号を前記ピッチ利得で乗算し、ス
   ケールされたピッチ信号を生成するための手段と、 （ｉ） 前記タップ重みコードから複数のタップ重みを
   再構成するための手段と、 （ｊ） 前記タップ重みを合成フィルタに与えるための
   手段と、 （ｋ） 前記総和器の前記出力を前記合成フィルタに与
   え、デジタル化された音声信号を生成するための手段
   と、 （ｌ） デジタルアナログ変換器を用いて、前記デジタ
   ル化された音声信号をアナログ電子音声信号に非デジタ
   ル化するための手段と、 （ｍ） 前記アナログ電子音声信号をアナログ聴覚信号
   に変換するための手段と、 （ｎ） 前記チャネルがさらなる信号を与えなくなるま
   で、（ａ）から（ｍ）に説明される前記装置の前記動作
   を繰返すための手段とを含む、狭い帯域幅チャネルから
   デジタル化された音声を受信するための装置。