JPH10222195A - 音声信号の符号化装置、復号化装置、符号化方法および復号化方法 - Google Patents

音声信号の符号化装置、復号化装置、符号化方法および復号化方法

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JPH10222195A
JPH10222195A JP9318598A JP31859897A JPH10222195A JP H10222195 A JPH10222195 A JP H10222195A JP 9318598 A JP9318598 A JP 9318598A JP 31859897 A JP31859897 A JP 31859897A JP H10222195 A JPH10222195 A JP H10222195A
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弘美 青柳
Gakutou You
学東 楊
Atsushi Yokoyama
篤史 横山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変レート型音声符号化・復号化方式を固定
容量の伝送路に適用した場合の音声品質の向上を図る。 【解決手段】 雑音符号帳１１１は、内部の量子化テー
ブルから入力音声ベクトルｓ１０１の特性に最も適合す
るコードを選択する。また、雑音符号帳更新回路１１８
は、雑音符号帳１１１によって選択された雑音コードｓ
１１３と入力音声ベクトルｓ１０１との相関値を求め、
雑音コードごとに相関値の積算値を順次計算し、前回の
更新処理の後に行われた有音時の符号化処理で最も多く
選択された雑音コードについての積算値を用いて更新用
コードｓ１１７を生成し、この更新用コードを最も古い
のコードと入れ替えることにより雑音符号帳１１１の更
新処理を行う。また、この更新用コードｓ１１７は、更
新フラグ値ｓ１２３とともに多重化回路１０６に送ら
れ、無音フレームの剰余ビットを用いて復号器に送られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば移動体通
信システム等の通信システムにおいて、音声信号を符号
化・復号化する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電話での会話においては、通常は、通話
者が自分で話している時間と通話相手の話を聞いている
時間とが交互に存在する。ここで、通話相手の話しを聞
いている時は、相手側に送る情報は「無音」の情報とな
る（すなわち自分は話していない）ので、それ程多くの
情報量を必要としない。この様なことから、有音時（話
している時）は伝送レートを高くし、無音時（聞いてい
る時）は伝送レートを低くするような可変レート型音声
符号化・復号化方式が提案されている（下記文献１参
照）。この可変レート型音声符号化・復号化方式によれ
ば、音声品質を保ったまま平均伝送レートを下げること
ができるという効果を得ることができる。
【０００３】参考文献１：ＤｅＪａｃｏ Ａ．， Ｇａ
ｒｄｎｅｒ Ｗ．， ＪａｃｏｂｓＰ．， Ｌｅｅ
Ｃ． ”ＱＣＥＬＰ”：Ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒ
ｉｃａｎ ＣＤＭＡ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａ
ｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｒａｔｅ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏ
ｄｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ”， ＩＥＥＥ Ｗｏｒｋ
ｓｈｏｐ ｏｎ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ
Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎ．， ｐｐ．５−６（１９９
３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような可変レー
ト型音声符号化・復号化方式は、伝送容量を可変とする
ことができる伝送路を用いる場合には、大きい効果を得
ることができる。しかし、伝送容量が固定である伝送路
を用いる場合には、十分な効果を得ることができない。
つまり、音声情報を伝送する伝送路の伝送容量が固定で
あった場合には、その伝送路を伝送する情報量が伝送容
量よりも小さい場合であっても常に一定量の伝送路を占
有してしまうこととなるため、伝送レートを可変とする
意味がない。
【０００５】また、音声符号化・復号化方式では、符号
化に用いる量子化コードと音声情報との相関性が良い場
合には良好な音声品質を得ることができるが、この相関
性が悪い場合には十分な音声品質を得ることができな
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）第１の発明に係る音声信号の符号化装置は、外部
から入力された入力音声ベクトルの特性に最も適合する
コードを量子化テーブルから選択することにより、入力
音声ベクトルの有音時の符号化処理を行う符号帳と、符
号帳によって選択されたコードと入力音声ベクトルとの
相関値を求め、コードごとに相関値の積算値を順次計算
し、前回の更新処理の後に行われた有音時の符号化処理
で最も多く選択されたコードについての積算値を用いて
更新用コードを生成し、この更新用コードを符号帳の所
望のコードと入れ替えることにより更新処理を行う符号
帳更新回路とを有する。
【０００７】（２）第２の発明に係る音声信号の復号化
装置は、外部から入力された受信情報から最適コード情
報または更新用コードを取り出す受信回路と、最適コー
ド情報に対応するコードを量子化テーブルから選択する
ことによって入力音声ベクトルの有音時の復号化処理を
行うとともに、更新用コードを所望のコードと入れ替え
ることにより更新処理を行う符号帳とを備える。
【０００８】（３）第３の発明に係る音声信号の符号化
方法は、外部から入力された入力音声ベクトルの特性に
最も適合するコードを量子化テーブルから選択すること
により、入力音声ベクトルの有音時の符号化を行う符号
化処理過程と、符号化処理過程によって選択されたコー
ドと入力音声ベクトルとの相関値を求め、コードごとに
相関値の積算値を順次計算し、前回の更新処理の後に行
われた有音時の符号化処理で最も多く選択されたコード
についての積算値を用いて更新用コードを生成し、この
更新用コードを符号帳の所望のコードと入れ替えること
により更新を行う更新処理過程とを有する。
【０００９】（４）第４の発明に係る音声信号の復号化
方法は、外部から入力された受信情報から最適コード情
報または更新用コードを取り出す受信過程と、最適コー
ド情報に対応するコードを量子化テーブルから選択する
ことによって入力音声ベクトルの有音時の復号化を行う
復号化過程と、量子化テーブルに格納された所望のコー
ドを、更新用コードと入れ替えることによって更新する
更新処理過程とを備える。
【００１０】（５）これらの各発明によれば、有音情報
の量子化に使用する量子化テーブルのコードを随時更新
することとしたので、有音時の周波数特性をサンプル単
位で向上させることができ、従って雑音感を向上させて
ノイズの低減を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】一般に、音声合成では、ピッチや
パワーなどの情報をもつ音源部と、音韻を表わすスペク
トル情報をもつフィルタ部（人間の声道に相当）とを独
立に制御して合成音を得る。母音などの有声音に対して
はパルス発生器により周期的音源を、無声音に対しては
雑音発生器より非周期性音源を生成し、声道の伝達特性
と等価な合成フィルタを駆動して音声を合成する。
【００１２】第１の実施の形態 この発明の第１の実施の形態に係る音声信号の符号化・
復号化装置および符号化・復号化方法について、図面を
用いて説明する。
【００１３】まず、この実施の形態に係る符号器につい
て説明する。
【００１４】図１に示したように、符号器は、有音・無
音判定器１０１、ＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｖｅ Ｃｏｄｉｎｇ：線形予測符号化）分析・量子
化部１０２、合成フィルタ１０３、加算器１０４、重み
付き誤差計算回路１０５、多重化回路１０６、送信端子
１０７、ランダム雑音発生器１０８、積算器１０９、ラ
ンダム雑音用ゲイン符号帳１１０、雑音符号帳１１１、
積算器１１２、ピッチ合成フィルタ１１３、スイッチ１
１４、雑音ゲイン符号帳１１５、ピッチラグ符号帳１１
６、ピッチゲイン符号帳１１７および雑音符号帳更新回
路１１８の各ブロックから構成される。
【００１５】以下に各ブロックの機能を説明する。
【００１６】有音・無音判定器１０１には、入力音声ベ
クトルｓ１０１がフレーム単位で入力される。この入力
音声ベクトルｓ１０１は、音声波形を示すデータであ
り、各フレームはｎ個の標本値｛ｙi ｝，ｉ＝１，２，
・・・，ｎによって構成されている。有音・無音判定器
１０１は、この入力音声ベクトルｓ１０１が示す音声信
号パワー（すなわち音声波形の振幅）をしきい値と比較
する。そして、この入力音声パワーがしきい値よりも大
きいときは、そのフレームを有音であると判定し、入力
音声パワーがしきい値よりも小さいときはそのフレーム
を無音であると判定する。さらに、この有音・無音判定
器１０１は、この鑑定結果に基づいて、有音・無音フラ
グｓ１０２をセットまたはリセットする。
【００１７】ＬＰＣ分析・量子化部１０２としては、例
えばＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａ
ｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ：コード励振線形予測）型の
ものが使用される。このＬＰＣ分析・量子化部にも、入
力音声ベクトルｓ１０１がフレーム単位で入力される。
そして、この入力音声ベクトルｓ１０１が示す入力音声
の声道分析（ＬＰＣ分析）と量子化とを行い、この量子
化の結果を示すデータであるＬＰＣインデックスｓ１０
３を多重化回路１０６に対して出力するとともに、ＬＰ
Ｃ分析の結果を示すデータであるＬＰＣ係数量子化値
（すなわち、後述の線形予測係数｛αｉ｝，ｉ＝１，
２，・・・，ｐ）ｓ１０４を合成フィルタ１０３に対し
て出力する。
【００１８】ここで、ＬＰＣ分析は、以下のようにして
行われる。
【００１９】式（Ａ）において、ｙn は音声波形（入力
音声ベクトルｓ１０１によって得られる）の任意の標本
値であり、ｙn-1 ，・・・，ｙn-p は標本値ｙn より前
（過去）のｐ個の標本値である（同じフレーム内の前の
標本数がｐ個に満たない場合は前のフレーム内の標本値
を使用する）。また、α1 ，α2 ，・・・，αp は係数
である。この式（Ａ）は、任意の標本値ｙn が、それ以
前の標本値ｙn-1 ，・・・，ｙn-p と係数α1 ，α2 ，
・・・，αp とを掛け合わせたもの（加重平均すなわち
線形一次結合）で近似できることを意味している。すな
わち、式（Ａ）によれば、それ以前の標本値ｙn-1 ，・
・・，ｙn-p を用いて、標本値ｙn を予測することが可
能である。ここで、ｙn の予測値と実際の測定値との誤
差は、上述の係数α1 ，α2 ，・・・，αp に応じて異
なる値となる。そして、この誤差の自乗平均が最小の値
（これを最小自乗誤差と称する）をとるときのα1 ，α
２，・・・，αｐ を線形予測係数と称し、この線形予
測係数｛αｉ｝，ｉ＝１，２，・・・，ｐを求めること
をＬＰＣ分析（線形予測分析）という。
【００２０】 ｙn ≒α1 ｙn-1 ＋α2 ｙn-2 ＋・・・＋αp ｙn-p −（Ａ） 最小自乗誤差は、以下のようにして求めることができ
る。まず、標本値ｙn の予測値をｙ´n とすると、 ｙ´n ＝α1 ｙn-1 ＋α2 ｙn-2 ＋・・・＋αp ｙn-p −（Ｂ） となる。従って、予測値ｙ´n と実際の測定値ｙn との
誤差（予測誤差）をεnとすると、このεn は下式
（Ｃ）で表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】ここで、上式Ｃの−αi をαi に置き換え
ると、この予測誤差は、下式（Ｄ）で表される。
【００２３】
【数２】
【００２４】したがって、予測誤差の自乗平均は下式
（Ｅ）で表される。
【００２５】 εn 2＝（ｙn ＋α1 ｙnー1 ＋α2 ｙnー2 ＋・・・＋αp ｙn-p ）2 −（Ｅ） これは正もしくは０の量であり、極値が一つしかなけれ
ば、それが最小値である。よって、予測誤差の自乗平均
を最小にするような係数｛αｉ｝は、式（Ｅ）の各αｉ
についての偏微分係数を０とおく連立ｐ元一次方程式の
解として求められる。
【００２６】合成フィルタ１０３は、音韻を表わすスペ
クトル情報をもつフィルタ部（人間の声道に相当する）
である。有音時には、この声道による調整は、全極型(a
ll pole type) もしくは極零型(zero pole type)のフィ
ルタ特性で近似される。このフィルタの特性には、音源
のマクロな周波数特性（スペクトルエンベロープ特性）
も織り込まれており、更に放射特性も含まれる。また、
無音時には、ベクトルｓ１１１にゲインｓ１１２を乗じ
た後で合成フィルタ１０３に通すことにより、合成音ベ
クトルｓ１０５を得る。
【００２７】上述したように、この合成フィルタ１０３
は、線形予測係数｛αｉ｝，ｉ＝１，２，・・・，ｐを
ＬＰＣ係数量子化値ｓ１０４として入力する。そして、
かかる線形予測係数を用いて所定の演算処理を行い、さ
らに演算結果をｚ変換することにより、下式（Ｆ）に示
したような声道特性Ｈ（ｚ）を得る。
【００２８】 Ｈ（ｚ）＝ε（ｚ）-1ｙ（ｚ） −（Ｆ） そして、スイッチ１１４を介して入力したデータにこの
声道特性Ｈ（ｚ）を乗じることにより、後述の合成音ベ
クトルｓ１１５またはｓ１１６を生成し、出力する。
【００２９】重み付き誤差計算回路１０５は、外部から
入力した誤差ベクトルｓ１０７を用いて重み付き誤差Ｅ
ｗｒ［ｉ］を計算する。そして、この重み付き誤差計算
回路１０５は、重み付き誤差Ｅｗｒ［ｉ］が最小となる
ときのｉを判断し、このｉを最適ゲインインデックスｓ
１１９として多重化回路１０６に出力する。
【００３０】多重化回路１０６は、有音・無音フラグｓ
１０２により、現在処理している入力音声ベクトルｓ１
０１のフレームが無音フレームであるのか或いは有音フ
レームであるのかを判断する。そして、無音フレームの
場合には、有音・無音フラグ値ｓ１０２、ＬＰＣインデ
ックスｓ１０３および最適ゲインインデックスｓ１１９
を多重化し、トータルコードｓ１０９として、後述のよ
うにして伝送路へ出力する。一方、有音フレームの場合
には、有音・無音フラグ値ｓ１０２、ＬＰＣインデック
スｓ１０３、最適ゲインインデックスｓ１１９、最適雑
音コードインデックスｓ１１８、最適ピッチラグｓ１２
１および最適ピッチゲインｓ１２２を多重化し、トータ
ルコードｓ１１０として、後述のようにして伝送路へ出
力する。図９に、有音フレームおよび無音フレームの伝
送方法の例を概念的に示す。同図に示したように、多重
化回路１０６は、トータルコードｓ１０９をＴs ビット
の無音フレームとして伝送し、また、トータルコードｓ
１１０をＴs ビットの有音フレームとして伝送する。
【００３１】また、図１８に、有音フレームの各パラメ
ータのビット割り当てを示す。同図において、ＬＰＣイ
ンデックスｓ１０３は例えば３９ビットの声道パラメー
タとして、最適ピッチラグｓ１２１および最適ピッチゲ
インｓ１２２はピッチフィルタパラメータとして、最適
雑音コードインデックスｓ１１８および最適ゲインイン
デックスｓ１１９はコードブックパラメータとして、伝
送される。
【００３２】ランダム雑音発生器１０８は、無声部分用
の音源である。このランダム雑音発生器１０８が出力す
るランダム雑音コードベクトルｓ１１１は、無音状態
を、空気の乱流に相当する白色ランダム雑音で近似する
ことによって生成される。また、このランダム雑音コー
ドベクトルｓ１１１の平均エネルギーは、人間の声の強
さに対応している。
【００３３】ランダム雑音用ゲイン符号帳１１０には、
ランダム雑音のゲインを示すスカラ量のデータである、
ランダム雑音ゲインｓ１１２（Ｇｒ［ｉ］（ｉ＝１〜
Ｎ））が格納される。
【００３４】雑音符号帳１１１は、有声部分用の音源で
ある。この雑音符号帳１１１には、雑音を表わすベクト
ル量である、雑音コードベクトルｓ１１３（Ｃｓ［ｊ］
（ｊ＝１〜Ｍ））が格納される。この雑音コードベクト
ルｓ１１３は、後述するようにして、更新されるととも
に復号器側へ伝送される。図１０は、雑音符号帳１１１
の量子化テーブルを示す概念図である。同図に示したよ
うに、Ｍ（＝Ｍf ＋Ｍa ）個あるコードベクトルＣｓ
［１］〜Ｃｓ［Ｍf ＋Ｍa ］のうち、Ｍf 個のコードベ
クトルＣｓ［１］〜Ｃｓ［Ｍf ］は固定のベクトルであ
り、Ｍa 個のコードベクトルＣｓ［Ｍf ＋１］〜Ｃｓ
［Ｍf ＋Ｍa ］は可変のベクトルである。可変のベクト
ルＣｓ［Ｍf ＋１］〜Ｃｓ［Ｍf ＋Ｍa ］は、ある初期
値、例えばランダム雑音を持つ。
【００３５】ピッチ合成フィルタ１１３は、人間の声帯
に相当し、雑音（すなわち雑音コードベクトルｓ１１
３）に周期性を与える。この繰り返し周期が声の高さ
（ピッチ周期）に対応し、波形のピーク値が声の強さに
対応する。
【００３６】スイッチ１１４は、有音・無音判定器１０
１が現在処理している入力音声ベクトルのフレームが無
音フレームであると判定した場合には、ランダム雑音発
生器１０８側へ倒され、かかるフレームが有音フレーム
と判定された場合には雑音符号帳１１１側へ倒される。
【００３７】雑音ゲイン符号帳１１５は、雑音のゲイン
を表わすスカラ量のデータである、ゲインｓ１１４（Ｇ
ｓ［ｋ］（ｋ＝１〜Ｘ））を格納する。
【００３８】ピッチラグ符号帳１１６はピッチ周期を表
わすスカラ量のデータである、ピッチラグｓ１１５（Ｌ
［ｍ］（ｍ＝１〜Ｙ））を格納し、ピッチ合成フィルタ
１１３へ出力する。
【００３９】ピッチゲイン符号帳１１７は、相関の度合
を表わすスカラ量のデータである、ピッチゲインｓ１１
６（ｂ［ｎ］（ｎ＝１〜Ｚ））を格納し、ピッチ合成フ
ィルタ１１３へ出力する。
【００４０】雑音符号帳更新回路１１８は、雑音符号帳
１１１の可変領域に格納されたコードベクトルＣｓ［Ｍ
f ＋１］〜Ｃｓ［Ｍf ＋Ｍa ］（図１０参照）のうち、
前回までの有音フレームで一番選択回数の多かったコー
ドベクトルを用いて、以下のような演算を行うことによ
り、更新用の雑音ベクトルを生成する。
【００４１】まず、有音時の処理において、有音フレー
ムで選択されたコードベクトルに対する相関値を計算す
る。そして、有音フレームが連続する場合には、各コー
ドベクトルごとに、相関値を積算していく。
【００４２】相関の演算としては、例えばＬＰＣ分析・
量子化部１０２と同様に最小自乗誤差を求める方法があ
る。この方法では、入力音声ベクトルｓ１０１に対する
相関値ｓは、各音声フレーム（１〜ｎ）の入力信号ｓ
１、ｓ２、・・・、ｓｎを用いて、（ｓ１＋ｓ２＋・・
・＋ｓｎ）／ｎより求められ、また、インパルス応答マ
トリクスの相関値Ｈは、各フレーム（１〜ｎ）のインパ
ルス応答マトリクスＨ1、Ｈ2 、・・・、Ｈn を用い
て、（Ｈ1 ＋Ｈ2 ＋・・・＋Ｈn ）／ｎより求められ
る。ここで、インパルス応答マトリクスＨ1 、Ｈ2 、・
・・、Ｈn は、合成フィルタ１０３のフィルタ特性を表
すインパルス応答マトリクスである。
【００４３】ここで、更新用の雑音コードベクトルをＣ
´i とすると、 ｓ＝Ｈ・ｃ´i −（Ｇ） となればよいので、式（Ｇ）より、 ｃ´i ＝Ｈー1・ｓ −（Ｈ） となり、式（Ｈ）より最適な更新用コードベクトルｃ´
i が求められる。
【００４４】このコードベクトルｃ´i は、可変ベクト
ル中で最も古いベクトルと置き換えられる。
【００４５】以下に、コードベクトルを更新する際の動
作例を、図１４〜図１８を用いて説明する。なお、ここ
では、説明を簡単にするために、固定コードベクトルを
４組とし、可変コードベクトル１組とする。また、これ
らの５組のコードベクトルは、二次元であるものとす
る。
【００４６】図１４は、ある時点における符号器および
復号器（図２を用いて後述する）の雑音符号帳１１１，
１２６の状態を示す図である。図１４に示したように、
雑音符号帳１１１内の量子化テーブルには、固定コード
ベクトル０，１，２，３として（ｘ，ｙ）＝（１，
１），（１，２），（２，１），（２，２）が格納さ
れ、また、可変コードベクトル（ｘ，ｙ）＝（−１，−
１）が格納されている。
【００４７】図１６は、図１４に示した雑音符号帳１１
１，１２６にそれぞれ格納された２次元コードベクトル
の分布状態を示す図である。図１６において、固定コー
ドベクトル０〜３について入力信号に対して良好な相関
を有しているものとすると、一般的には、可変コードベ
クトル４については良好な相関を有しているとはいえな
い。このため、この実施の形態では、上述のようにし
て、雑音符号帳更新回路１１８（図１参照）が、雑音符
号帳１１１，１２６にそれぞれ格納された可変コードベ
クトル４を、より量子化誤差の少ないコードベクトルに
更新する。ここでは、図１７に示したように、この可変
コードベクトル４を（−１，−１）から（ａ1 ，ａ2 ）
に更新したとする。更新後の可変コードベクトル４は、
図１４に示したように、雑音符号帳１１１に伝送される
とともに、多重化回路１０６および多重分離回路１２１
を介して雑音符号帳１２６へも送られる。これにより、
図１５に示したように、復号器の雑音符号帳１１１，１
２６内の可変コードベクトル４が、それぞれ、（−１，
−１）から（ａ1 ，ａ2 ）に更新される。
【００４８】このように、この実施の形態では、可変コ
ードベクトル４を入力音声ベクトルｓ１０１に応じてリ
アルタイムに適切なベクトルに置き換え、さらに、更新
後の可変コードベクトル４を復号器側に伝送し（後述す
るように変更フラグｓ１２３とともに伝送される）、復
号器の雑音符号帳１２６も同様に更新することにより、
予測誤差の少ない、より精度の高い符号化・復号化を行
うことができる。
【００４９】さらに、この実施の形態では、更新された
コードベクトルを、無音フレームの剰余ビットを用いて
伝送する。上述したように、伝送路の伝送容量が固定で
あった場合には、その伝送路を伝送する情報量が伝送容
量よりも小さい場合であっても常に一定量の伝送路を占
有してしまうこととなる。そして、伝送する情報が無音
フレームであるときは、有音フレームを伝送する場合よ
りも情報量が少ないため、剰余ビットが生じる。この実
施の形態では、この無音フレーム伝送時の剰余ビットを
利用して、更新されたコードベクトルを符号器から復号
器に伝送する。
【００５０】上述の図９に示したように、有音フレーム
を伝送するときの伝送容量と無音フレームを伝送すると
きの伝送容量とは同一であり、ともにＴs ビットであ
る。また、上述の図１８に示したように、有音フレーム
を伝送する場合には、伝送容量と同じビット数の情報が
伝送される（図１８はＴs ＝１６０の例を示してい
る）。これに対して、無音フレームを伝送するときに必
要な伝送容量はＴr ビットであり（図９参照）、伝送容
量Ｔs ビットよりも小さいため、Ｔs −Ｔr ビットの剰
余ビット（空き容量）が生じる。この実施の形態では、
このＴs −Ｔr ビットの領域を用いて、各コードベクト
ル０，１，２，３，４を符号器から復号器に伝送するの
である。
【００５１】次に、この実施の形態に係る復号器につい
て説明する。
【００５２】図２に示したように、復号器は、入力端子
１２２、多重分離回路１２１、ランダム雑音発生器１２
３、ランダム雑音用ゲイン符号帳１２５、乗算器１２
４、雑音符号帳１２６、雑音ゲイン符号帳１３０、乗算
器１２７、ピッチ合成フィルタ１２８、ピッチラグ符号
帳１３１、ピッチゲイン符号帳１３２、スイッチ１２
９、ＬＰＣ逆量子化部１１９、および合成フィルタ１２
０から構成される。
【００５３】以下、図２に示した各ブロックの機能につ
いて説明する。
【００５４】多重分離回路１２１は、入力端子１２２を
介して符号器から音声フレームを入力する。そして、こ
のフレームの情報の一部である有音・無音フラグｓ１０
２により、入力されたフレームが無音フレームであるの
か或いは有音フレームであるのかを判断する。そして、
このフレームが無音フレームである場合（すなわち、こ
のフレーム内の情報がトータルコードｓ１０９である場
合）には、このフレーム内の情報を有音・無音フラグ値
ｓ１０２、ＬＰＣインデックスｓ１０３、最適ゲインイ
ンデックスｓ１１９等に多重分離する。一方、入力され
たフレームが有音フレームである場合（すなわち、この
フレーム内の情報がトータルコードｓ１１０である場
合）には、このフレーム内の情報を有音・無音フラグ値
ｓ１０２、ＬＰＣインデックスｓ１０３、最適ゲインイ
ンデックスｓ１１９、最適雑音コードインデックスｓ１
１８、最適ピッチラグｓ１２１、最適ピッチゲインｓ１
２２等に多重分離する。
【００５５】ＬＰＣ逆量子化部１１９は、ＬＰＣインデ
ックスｓ１０３を用いてＬＰＣ係数量子化値ｓ１０４を
計算する。
【００５６】スイッチ１２９は、多重分離回路１２１か
ら入力した有音・無音フラグｓ１０２が有音フレームで
ある場合は雑音符号帳１２６側へ倒され、無音フレーム
である場合はランダム雑音発生器１２３側へ倒される。
【００５７】雑音符号帳１２６は、雑音を表わすベクト
ル量のデータである雑音コードベクトルが格納される。
また、更新用の雑音コードベクトルｓ１１７と更新フラ
グｓ１２３とを多重分離回路１２１から入力し、これら
の情報ｓ１１７，ｓ１２３に基づいて、内部の量子化テ
ーブルに格納された雑音コードベクトルを更新する。
【００５８】雑音ゲイン符号帳１３０は、雑音のゲイン
を表すスカラ量である、雑音ゲインを格納する。
【００５９】ピッチ合成フィルタ１２８は、人間の声帯
に相当し、雑音（すなわち雑音コードベクトルs１１
３）に周期性を与える。この繰り返し周期が声の高さ
（ピッチ周期）に対応し、波形のピーク値が声の強さに
対応する。
【００６０】ピッチラグ符号帳１３１は、ピッチ周期を
表わすスカラ量のデータである、ピッチラグを格納す
る。
【００６１】ピッチゲイン符号帳１３２は、長期相関の
度合を表わすスカラ量データである、ピッチゲインを格
納する。
【００６２】ランダム雑音発生器１２３は、無声音源で
あり、ランダム雑音コードベクトルを格納する。
【００６３】ランダム雑音用ゲイン符号帳１２５は、ラ
ンダム雑音のゲインを表わすスカラ量のデータである、
ランダム雑音ゲインｓ１２４を格納する。
【００６４】合成フィルタ１２０は、合成音ベクトルを
生成する。この合成音ベクトルは、音韻を表わすスペク
トル情報であり、この合成フィルタ１２０は人間の声道
に相当する。
【００６５】次に、符号器および復号器の全体動作につ
いて説明する。
【００６６】最初に、符号器の全体動作について説明す
る。
【００６７】まず、上述のように、符号器のＬＰＣ分析
・量子化部１０２が、フレーム単位で入力した入力音声
ベクトルｓ１０１を用いてＬＰＣ係数量子化値ｓ１０４
およびＬＰＣインデックスｓ１０３を算出し、合成フィ
ルタ１０３および多重化回路１０６へ出力する。
【００６８】これと平行して、上述のように、有音・無
音判定器１０１が、入力音声ベクトルｓ１０１をフレー
ム単位で入力して、かかるフレームが有音フレームであ
るのか或いは無音フレームであるのかを判定する。
【００６９】そして、かかるフレームを無音フレームと
判定した場合には、この有音・無音判定器１０１は、有
音・無音フラグを「無音」にセットして、このフラグ値
ｓ１０２を多重化回路１０６へ出力するとともに、スイ
ッチ１１４をランダム雑音発生器１０８側へ倒す。続い
て、ランダム雑音発生器１０８が、ランダム雑音コード
ベクトルｓ１１１を出力する。これと同時に、ランダム
雑音用ゲイン符号帳１１０が、ランダム雑音ゲインｓ１
１２（Ｃｒ〔ｉ〕（ｉ＝１〜Ｎ））を出力する。積算器
１０９は、ランダム雑音コードベクトルｓ１１１にラン
ダム雑音ゲインｓ１１２を積算した結果を、スイッチ１
１４を介して合成フィルタ１０３に送る。そして、この
合成フィルタ１０３が、上述したような合成音ベクトル
ｓ１０５を生成する。加算器１０４は、入力音声ベクト
ルｓ１０１から合成音ベクトルｓ１０５を減算すること
により、誤差ベクトルｓ１０７を算出する。重み付き誤
差計算回路１０５は、この誤差ベクトルｓ１０７を用い
て重み付き誤差Ｅｗｒ〔ｉ〕を算出した後、この重み付
き誤差Ｅｗｒ〔ｉ〕を最小とするｉを判定し、さらに、
この判定結果を最適ゲインインデックスｓ１１９として
多重化回路１０６に送る。そして、多重化回路１０６
が、上述の有音・無音フラグｓ１０２、ＬＰＣインデッ
クスｓ１０３および最適ゲインインデックスｓ１１９を
多重化する。また、このとき、多重化回路１０６は、雑
音符号帳更新回路１１８が生成した雑音コードベクトル
ｓ１１７および更新フラグｓ１２３も、併せて多重化す
る。そして、多重化されたデータは、トータルコードｓ
１０９として伝送路へ出力される。なお、雑音符号帳更
新回路１１８が雑音コードベクトルｓ１１７および更新
フラグｓ１２３を生成する動作については、後述する。
【００７０】一方、有音・無音判定器１０１が入力音声
ベクトルｓ１０１のフレームを有音フレームであると判
定した場合には、この有音・無音判定器１０１は有音・
無音フラグを「有音」にセットして、このフラグ値ｓ１
０２を多重化回路１０６へ出力するとともに、スイッチ
１１４を雑音符号帳１１１側へ倒す。続いて、雑音符号
帳１１１が、雑音コードベクトルｓ１１３（Ｃｓ〔ｊ〕
（ｊ＝１〜Ｍ））を出力する。雑音ゲイン符号帳１１５
は、ゲインｓ１１４（Ｇｓ〔ｋ〕（ｋ＝１〜Ｘ））を出
力する。そして、積算器１１２が、雑音コードベクトル
ｓ１１３にゲインｓ１１４を積算した結果を、ピッチ合
成フィルタ１１３に送る。また、ピッチラグ符号帳１１
６は、ピッチラグｓ１１５（Ｌ〔ｍ〕（ｍ＝１〜Ｙ））
をピッチ合成フィルタ１１３へ出力する。さらに、ピッ
チゲイン符号帳１１７は、ピッチゲインｓ１１６（ｂ
〔ｎ〕（ｎ＝１〜Ｚ））をピッチ合成フィルタ１１３へ
出力する。そして、ピッチ合成フィルタ１１３が、上述
のようにして雑音コードベクトルｓ１１３に周期性を与
え、合成フィルタ１０３に送る。合成フィルタ１０３
は、上述のようにして、合成音ベクトルｓ１０６（Ｓｓ
〔ｊ，ｋ，ｍ，ｎ〕）を生成する。続いて、加算器１０
４が、入力音声ベクトルｓ１０１から合成音ベクトルｓ
１０６を減じることによって誤差ベクトルｓ１０８（Ｅ
ｓ〔ｊ，ｋ，ｍ，ｎ〕）を生成する。次に、重み付き誤
差計算回路１０５が、重み付き誤差Ｅｗｓ〔ｊ，ｋ，
ｍ，ｎ〕を算出した後で、この重み付き誤差Ｅｗｓ
〔ｊ，ｋ，ｍ，ｎ〕が最小となるｊ，ｋ，ｍ，ｎの組合
わせを判定する。そして、この判定の結果として得られ
た値ｊを最適雑音コードインデックスｓ１１８として雑
音符号帳１１１に送り、判定結果として得られた値ｋを
最適ゲインインデックスｓ１１９として雑音ゲイン符号
帳１１５に送り、判定結果として得られた値ｍを最適ピ
ッチラグｓ１２１としてピッチラグ符号帳１１６へ送
り、さらに、判定結果として得られた値ｎを最適ピッチ
ゲインｓ１２２としてピッチゲイン符号帳１１７に送
る。また、これらのデータｓ１１８，ｓ１１９，ｓ１２
１，ｓ１２２は、多重化回路１０６へも送られる。その
後、多重化回路１０６が、有音・無音フラグｓ１０２、
ＬＰＣインデックスｓ１０３、最適雑音コードインデッ
クスｓ１１８、最適ゲインインデックスｓ１１９、最適
ピッチラグｓ１２１および最適ピッチゲインｓ１２２を
多重化し、トータルコードｓ１１０として伝送路へ出力
する。
【００７１】次に、雑音符号帳更新回路１１８を用いて
雑音符号帳１１１の雑音コードベクトルを更新する動作
について、図２１のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】まず、有音・無音判定器１０１により入力
音声ベクトルｓ１０１のフレームが有音フレームである
と判定された場合には（ステップｓ２１０１、ｓ２１０
２）、雑音符号帳更新回路１１８は、選択されたコード
ベクトルと入力音声ベクトルｓ１０１との相関を計算す
る（ステップｓ２１０３）。そして、この計算結果を、
前回までの計算結果の積算値に、さらに積算する（ステ
ップｓ２１０４）。これにより、入力音声ベクトルｓ１
０１のフレームとして有音フレームが連続している場合
には、各コードベクトルについての相関値を順次積算し
ていくこととなる。
【００７３】一方、ステップｓ２１０１，ｓ２１０２で
入力音声ベクトルｓ１０１が無音フレームであると判定
された場合には、続いて、前回の判定結果が有音フレー
ムであったのか或いは無音フレームであったのか（すな
わち更新用コードベクトルｓ１１７を搭載すべき無音フ
レームであるのか或いは搭載しないフレームであるの
か）を判断する（ｓ２１０５）。
【００７４】そして、更新用コードベクトルｓ１１７を
搭載すべき無音フレームであると判断された場合は、前
回の更新用コードベクトルｓ１１７の搭載から今回の無
音フレームまでの間の各有音フレームにおいて選択回数
が一番多かったコードベクトルを判定し、さらに、上述
のステップｓ２１０４で得られた積算結果を用いて、更
新用雑音コードベクトルｓ１１７を算出する（ステップ
ｓ２１０６）。そして、更新フラグｓ１２３を、「更
新」にセットする（ステップｓ２１０７）。続いて、更
新用コードベクトルｓ１１７を、Ｍa 個の可変ベクトル
中で最も古いベクトルと置き換えることにより、雑音符
号帳１１１の雑音コードベクトルを更新する（ステップ
ｓ２１０８）。また、これと同時に、更新用コードベク
トルｓ１１７と更新フラグｓ１２３とは、多重化回路１
０６に送られる。多重化回路１０６は、上述したよう
に、無音フラグの剰余ビットを利用して、これらのデー
タｓ１１７，ｓ１２３を、復号器側へ伝送する（スッテ
ップｓ２１０９）。
【００７５】一方、ステップｓ２１０５で、更新用コー
ドベクトルｓ１１７を搭載しない無音フレームであると
判断された場合は、更新フラグを「無変更」にセットし
た後（ｓ２２１０）、この更新フラグ値ｓ１２３を多重
化回路１０６に送る。この場合には、多重化回路１０６
は、無音フラグの剰余ビットを利用して、この更新フラ
グ値ｓ１２３を送る（ステップｓ２１１１）。
【００７６】図１９は、更新用コードベクトルｓ１１７
をフレームに搭載する場合と搭載しない場合の区分を説
明するための概念図である。同図において、○印は更新
用コードベクトルｓ１１７を搭載するフレームを示して
おり、×印は更新用コードベクトルｓ１１７を搭載しな
いフレームを示している。このように、無音フレームが
連続する場合には、最初の無音フレームで更新コードベ
クトルｓ１１７と更新フラグ値ｓ１２３とを伝送し、２
番目以降の無音フレームでは更新フラグ値ｓ１２３のみ
を伝送する。
【００７７】次に、復号器の全体動作について説明す
る。
【００７８】上述したようなトータルコードｓ１０９ま
たはｓ１１０が入力端子１２２から入力されると、この
トータルコードｓ１０９またはｓ１１０を多重分離回路
１２１が多重分離する。
【００７９】そして、符号器から入力された有音・無音
フラグｓ１０２が「有音」であった場合には、復号器
は、以下のような動作を行う。
【００８０】まず、ＬＰＣ逆量子化部１１９は、上述し
たように、多重分離回路１２１から入力されたＬＰＣイ
ンデックスｓ１０３を用いて、ＬＰＣ係数量子化値ｓ１
０４を計算する。また、スイッチ１２９は、有音・無音
フラグｓ１０２によって雑音符号帳１２６側に倒され
る。次に、雑音符号帳１２６が、多重分離回路１２１か
ら最適雑音コードインデックスｓ１１８を入力して、こ
れに対応する雑音コードベクトルｓ１２６を出力する。
また、雑音ゲイン符号帳１３０は、多重分離回路１２１
から最適ゲインインデックスｓ１１９を入力し、これに
対応する雑音ゲインｓ１２７を出力する。さらに、ピッ
チラグ符号帳１３１は、多重分離回路１２１から入力し
た最適ピッチラグｓ１２１に対応するピッチラグｓ１２
８を、ピッチ合成フィルタ１２８へ出力する。同様に、
ピッチゲイン符号帳１３２は、多重分離回路１２１から
入力した最適ピッチゲインｓ１２２に対応するピッチゲ
インｓ１２９をピッチ合成フィルタ１２８へ出力する。
雑音符号帳１２６が出力した雑音コードベクトルｓ１２
６は、積算器１２７で雑音ゲインｓ１２７を積算された
後、ピッチ合成フィルタ１２８で周期性を与えられ、ス
イッチ１２９を介して合成フィルタ１２０に入力され
る。そして、合成フィルタ１２０が、ＬＰＣ逆量子化部
１１９から入力したＬＰＣ係数量子化値ｓ１０４とピッ
チ合成フィルタ１２８から入力した雑音コードベクトル
ｓ１２６とを用いて、合成音ベクトルを生成する。
【００８１】一方、符号器から入力された有音・無音フ
ラグｓ１０２が「無音」であった場合には、復号器は、
以下のような動作を行う。
【００８２】まず、ＬＰＣ逆量子化部１１９は、上述し
たように、多重分離回路１２１から入力されたＬＰＣイ
ンデックスｓ１０３を用いて、ＬＰＣ係数量子化値ｓ１
０４を計算する。また、スイッチ１２９が、有音・無音
フラグｓ１０２によって、ランダム雑音発生器１２３側
へ倒される。ランダム雑音発生器１２３は、ランダム雑
音コードベクトルｓ１１１を出力する。そして、ランダ
ム雑音用ゲイン符号帳１２５が、多重分離回路１２１か
ら最適ゲインインデックスｓ１１９を入力し、これに対
応するランダム雑音ゲインｓ１２４を出力する。これに
より、ランダム雑音コードベクトルｓ１１１は、積算器
１２４で最適ゲインインデックスｓ１１９を積算された
後、スイッチ１２９を介して合成フィルタ１２０に入力
される。そして、合成フィルタ１２０が、ＬＰＣ係数量
子化値ｓ１０４とランダム雑音コードベクトルｓ１１１
とを用いて、合成音ベクトルを生成する。
【００８３】また、有音・無音フラグｓ１０２が「無
音」である場合には、雑音符号帳１２６は、多重分離回
路１２１から更新フラグ値ｓ１２３を入力する。そし
て、この更新フラグ値ｓ１２３が「更新」を示している
場合には、続いて雑音コードベクトルｓ１１７を入力
し、符号器の場合と同様にして雑音符号帳１２６の雑音
コードベクトルを更新する。一方、更新フラグ値ｓ１２
３が「無変更」を示している場合は、雑音符号帳１２６
は、雑音コードベクトルを更新しない。
【００８４】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、雑音符号帳更新回路１１８を用いて符号器の雑音
符号帳１１１および復号器の雑音符号帳１２６に格納さ
れた雑音コードベクトルを随時更新することとしたの
で、有音時の周波数特性をサンプル単位で向上させるこ
とができ、従って雑音感を向上させてノイズの低減をは
かることができる。
【００８５】また、更新のための雑音コードベクトルｓ
１１７を、無音フレームの剰余ビットを用いて符号器か
ら復号器に送ることとしたので、伝送路を有効に利用す
ることができ、全体としての伝送速度に影響を与えるこ
とがない。
【００８６】第２の実施の形態 次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
この実施の形態は、雑音ゲイン符号帳に格納されたゲイ
ンコード（スカラ量）を更新する例である。
【００８７】図３は、この実施の形態にかかる符号器の
構成を概念的に示している。
【００８８】同図に示したように、この符号器は、有音
・無音判定器１０１、ＬＰＣ分析・量子化部１０２、合
成フィルタ１０３、加算器１０４、重み付き誤差計算回
路１０５、多重化回路１０６、送信端子１０７、ランダ
ム雑音発生器１０８、積算器１０９、ランダム雑音用ゲ
イン符号帳１１０、雑音符号帳２１１、積算器１１２、
ピッチ合成フィルタ１１３、スイッチ１１４、雑音ゲイ
ン符号帳２１５、ピッチラグ符号帳１１６、ピッチゲイ
ン符号帳１１７および雑音ゲイン符号帳更新回路２１８
の各ブロックから構成される。
【００８９】図３において、図１と同じ符号を付したブ
ロックの機能は、図１の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
【００９０】雑音符号帳２１１は、固定コードベクトル
のみを格納しており、可変コードベクトルは格納されて
いない点で、図１の雑音符号帳１１１の場合（図１０参
照）と異なる。これは、この実施の形態では雑音符号帳
２１１に格納されたコードベクトルの更新を行わないか
らである。
【００９１】雑音ゲイン符号帳２１５は、第１の実施の
形態の場合と異なり、Ｘf 個の固定コードに加えて、Ｘ
a 個の可変コード（これらのコードはともにスカラ量で
ある）も格納している。図１１は、この雑音ゲイン符号
帳２１５の量子化テーブルを示す概念図である。同図に
示したように、Ｘ（＝Ｘf ＋Ｘa ）個あるコードベクト
ルＧｓ［１］〜Ｇｓ［Ｘf ＋Ｘa ］のうち、Ｘf 個のコ
ードベクトルＧｓ［１］〜Ｇｓ［Ｘf ］は固定のベクト
ルであり、Ｘa 個のコードベクトルＧｓ［Ｘf＋１］〜
Ｇｓ［Ｘf ＋Ｘa ］は可変のベクトルである。可変のベ
クトルＧｓ［Ｘf ＋１］〜Ｇｓ［Ｘf ＋Ｘa ］は、ある
初期値を有している。
【００９２】また、この実施の形態に係る符号器は、雑
音ゲイン符号帳更新回路２１８を備えている。この雑音
ゲイン符号帳更新回路２１８は、雑音ゲイン符号帳２１
５の可変コードの更新を行う。更新用の新しいゲインコ
ードｓ２１７を生成するための原理は、図１に示した雑
音符号帳更新回路１１８の場合と同様である。すなわ
ち、入力音声ベクトルｓ１０１の有音フレームの相関値
を順次算出し、これらの相関値の積算値を用いて、新し
いゲインコードｓ２１７を生成することができる。
【００９３】更新用ゲインコードｓ２１７を復号器に伝
送する方法は、上述の第１の実施の形態の場合と同様で
ある。すなわち、無音フレームをトータルコードｓ１０
９として伝送する際に生じる（Ｔｓ−Ｔｒ）ビットの剰
余ビットを利用して、更新用ゲインコード２１７および
更新フラグ値ｓ２２５を復号器に伝送する。
【００９４】以下、雑音ゲイン符号帳更新回路２１８を
用いて雑音ゲイン符号帳２１５のゲインコードを更新す
る動作について、図２２のフローチャートを用いて説明
する。
【００９５】まず、有音・無音判定器１０１により入力
音声ベクトルｓ１０１のフレームが有音フレームである
と判定された場合には（ステップｓ２２０１、ｓ２２０
２）、雑音ゲイン符号帳更新回路２１８は、選択された
ゲインコードと入力音声ベクトルｓ１０１との相関を計
算する（ステップｓ２２０３）。そして、この計算結果
を、前回までの計算結果の積算値に、さらに積算する
（ステップｓ２２０４）。これにより、入力音声ベクト
ルｓ１０１のフレームとして有音フレームが連続してい
る場合には、各ゲインコードについての相関値を順次積
算していくこととなる。
【００９６】一方、ステップｓ２２０１，ｓ２２０２で
入力音声ベクトルｓ１０１が無音フレームであると判定
された場合には、続いて、前回の判定結果が有音フレー
ムであったのか或いは無音フレームであったのか（すな
わち更新用ゲインコードｓ２１７を搭載すべき無音フレ
ームであるのか或いは搭載しないフレームであるのか）
を判断する（ｓ２２０５）。そして、更新用ゲインコー
ドｓ２１７を搭載すべき無音フレームであると判断され
た場合は、前回の更新用ゲインコードｓ２１７の搭載か
ら今回の無音フレームまでの間の各有音フレームにおい
て選択回数が一番多かったゲインコードを判定し、さら
に、上述のステップｓ２2０４で得られた積算結果を用
いて、更新用ゲインコードｓ２１７を算出する（ステッ
プｓ２２０６）。そして、更新フラグｓ２２３を、「更
新」にセットする（ステップｓ２２０７）。続いて、更
新用ゲインコードｓ２１７を、Ｍa 個の可変ベクトル中
で最も古いゲインコードと置き換えることにより、雑音
ゲイン符号帳２１５のゲインコードを更新する（ステッ
プｓ２２０８）。また、これと同時に、更新用の新しい
ゲインコードｓ２１７と更新フラグｓ２２３とは、多重
化回路１０６に送られる。多重化回路１０６は、上述し
たように、無音フラグの剰余ビットを利用して、これら
のデータｓ２１７，ｓ２２３を、復号器側へ伝送する
（スッテップｓ２２０９）。
【００９７】一方、ステップｓ２２０５で、更新用ゲイ
ンコードｓ２１７を搭載しない無音フレームであると判
断された場合は、更新フラグを「無変更」にセットした
後（ステップｓ２２１０）、この更新フラグ値ｓ２２３
を多重化回路１０６に送る。この場合には、多重化回路
１０６は、無音フラグの剰余ビットを利用して、この更
新フラグ値ｓ２２３を送る（ステップｓ２２１１）。
【００９８】なお、他の構成要素の動作については、第
１の実施の形態の場合とほぼ同様であるので、説明を省
略する。但し、雑音符号帳２１１に格納されたコードベ
クトルの更新を行わない点で第１の実施の形態の場合と
異なるのは、上述したとおりである。
【００９９】図４は、この実施の形態に係る復号器の構
成を概念的に示している。同図に示したように、この復
号器は、入力端子１２２、多重分離回路１２１、ランダ
ム雑音発生器１２３、ランダム雑音用ゲイン符号帳１２
５、乗算器１２４、雑音符号帳２２６、雑音ゲイン符号
帳２３０、乗算器１２７、ピッチ合成フィルタ１２８、
ピッチラグ符号帳１３１、ピッチゲイン符号帳１３２、
スイッチ１２９、ＬＰＣ逆量子化部１１９および合成フ
ィルタ１２０から構成される。
【０１００】図４において、図２と同じ符号を付したブ
ロックの機能は、図２の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
【０１０１】雑音符号帳２２６は、固定コードベクトル
のみを格納しており、可変コードベクトルは格納されて
いない点で、図２の雑音符号帳１２６の場合と異なる。
これは、この実施の形態では雑音符号帳２２６に格納さ
れたコードベクトルの更新を行わないからである。
【０１０２】雑音ゲイン符号帳２３０は、第１の実施の
形態の場合と異なり、Ｘf 個の固定コードに加えて、Ｘ
a 個の可変コード（これらのコードはともにスカラ量で
ある）も格納している。
【０１０３】以下、復号器の動作について説明する。
【０１０４】まず、多重分離回路１２１が、入力端子１
２２からトータルコードｓ１０９またはｓ１１０を入力
し、このトータルコードｓ１０９またはｓ１１０を多重
分離する。
【０１０５】そして、有音・無音フラグｓ１０２が「無
音」である場合には、雑音ゲイン符号帳２３０が、多重
分離回路１２１から更新フラグ値ｓ２２３を入力する。
そして、この更新フラグ値ｓ２２３が「更新」を示して
いる場合には、続いて雑音ゲインコードｓ２１７を入力
し、符号器の場合と同様にして雑音ゲイン符号帳２３０
のゲインコードを更新する。一方、更新フラグ値ｓ２２
３が「無変更」を示している場合には、雑音ゲイン符号
帳２３０は、ゲインコードを更新しない。
【０１０６】なお、他の構成要素の動作については、第
１の実施の形態の場合とほぼ同様であるので、説明を省
略する。但し、雑音符号帳２２６に格納されたコードベ
クトルの更新を行わない点で第１の実施の形態の場合と
異なるのは、上述したとおりである。
【０１０７】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、雑音ゲイン符号帳更新回路２１８を用いて符号器
の雑音ゲイン符号帳２１５および復号器の雑音ゲイン符
号帳２３０に格納されたゲインコードを随時更新するこ
ととしたので、有音時の周波数特性をサンプル単位で向
上させることができ、従って雑音感を向上させてノイズ
の低減をはかることができる。
【０１０８】また、更新用ゲインコードｓ２１７を、無
音フレームの剰余ビットを用いて符号器から復号器に送
ることとしたので、伝送路を有効に利用することがで
き、全体としての伝送速度に影響を与えることがない。
【０１０９】第３の実施の形態 次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。
この実施の形態は、ピッチラグ符号帳に格納されたピッ
チラグコード（スカラ量）を更新する例である。
【０１１０】図５は、この実施の形態にかかる符号器の
構成を概念的に示している。
【０１１１】同図に示したように、この符号器は、有音
・無音判定器１０１、ＬＰＣ分析・量子化部１０２、合
成フィルタ１０３、加算器１０４、重み付き誤差計算回
路１０５、多重化回路１０６、送信端子１０７、ランダ
ム雑音発生器１０８、積算器１０９、ランダム雑音用ゲ
イン符号帳１１０、雑音符号帳２１１、積算器１１２、
ピッチ合成フィルタ１１３、スイッチ１１４、雑音ゲイ
ン符号帳１１５、ピッチラグ符号帳３１６、ピッチゲイ
ン符号帳１１７およびピッチラグ符号帳更新回路３１８
の各ブロックから構成される。
【０１１２】図５において、図１と同じ符号を付したブ
ロックの機能は、図１の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
【０１１３】また、雑音符号帳２１１は、図３の場合と
同様、固定コードベクトルのみを格納し、コードベクト
ルの更新は行われない。
【０１１４】ピッチラグ符号帳３１６は、第１、第２の
実施の形態の場合と異なり、Ｙf 個の固定コードに加え
て、Ｙa 個の可変コード（これらのコードはともにスカ
ラ量である）も格納している。図１２は、このピッチラ
グ符号帳３１６の量子化テーブルを示す概念図である。
同図に示したように、Ｙ（＝Ｙf ＋Ｙa ）個あるコード
ベクトルＬ［１］〜Ｌ［Ｙf ＋Ｙa ］のうち、Ｙf 個の
コードベクトルＬ［１］〜Ｌ［Ｙf ］は固定のベクトル
であり、Ｙa 個のコードベクトルＬ［Ｙf ＋１］〜Ｌ
［Ｙf ＋Ｙa ］は可変のベクトルである。可変のベクト
ルＬ［Ｙf ＋１］〜Ｌ［Ｙf ＋Ｙa ］は、ある初期値を
有している。
【０１１５】また、この実施の形態に係る符号器は、ピ
ッチラグ符号帳更新回路３１８を備えている。このピッ
チラグ符号帳更新回路３１８は、ピッチラグ符号帳３１
６の可変コードの更新を行う。更新用の新しいピッチラ
グコードｓ３１７を生成するための原理は、図１に示し
た雑音符号帳更新回路１１８の場合と同様である。すな
わち、入力音声ベクトルｓ１０１の有音フレームの相関
値を順次算出し、これらの相関値の積算値を用いて、新
しいピッチラグコードｓ３１７を生成することができ
る。
【０１１６】更新用ピッチラグコードｓ３１７を復号器
に伝送する方法は、上述の第１の実施の形態の場合と同
様である。すなわち、無音フレームをトータルコードｓ
１０９として伝送する際に生じる（Ｔｓ−Ｔｒ）ビット
の剰余ビットを利用して、更新用ピッチラグコードｓ３
１７および更新フラグ値ｓ２２３を復号器に伝送する。
【０１１７】以下、ピッチラグ符号帳更新回路３１８を
用いてピッチラグ符号帳３１６のピッチラグコードを更
新する動作について、図２３のフローチャートを用いて
説明する。
【０１１８】まず、有音・無音判定器１０１により入力
音声ベクトルｓ１０１のフレームが有音フレームである
と判定された場合には（ステップｓ２３０１、ｓ２３０
２）、ピッチラグ符号帳更新回路３１８は、選択された
ピッチラグコードと入力音声ベクトルｓ１０１との長期
的相関を計算する（ステップｓ２３０３）。そして、こ
の計算結果を、前回までの計算結果の積算値に、さらに
積算する（ステップｓ２３０４）。これにより、入力音
声ベクトルｓ１０１のフレームとして有音フレームが連
続している場合には、各ピッチラグコードについての相
関値を順次積算していくこととなる。
【０１１９】一方、ステップｓ２３０１，ｓ２３０２で
入力音声ベクトルｓ１０１が無音フレームであると判定
された場合には、続いて、前回の判定結果が有音フレー
ムであったのか或いは無音フレームであったのか（すな
わち更新用ピッチラグコードｓ３１７を搭載すべき無音
フレームであるのか或いは搭載しないフレームであるの
か）を判断する（ｓ２３０５）。そして、更新用ピッチ
ラグコードｓ３１７を搭載すべき無音フレームであると
判断された場合は、前回の更新用ピッチラグコードｓ３
１７の搭載から今回の無音フレームまでの間の各有音フ
レームにおいて選択回数が一番多かったピッチラグコー
ドを判定し、さらに、上述のステップｓ２３０４で得ら
れた積算結果を用いて、更新用ピッチラグコードｓ３１
７を算出する（ステップｓ２３０６）。そして、更新フ
ラグｓ３３３を、「更新」にセットする（ステップｓ２
３０７）。続いて、更新用ピッチラグコードｓ３１７
を、Ｍa 個の可変ベクトル中で最も古いピッチラグコー
ドと置き換えることにより、ピッチラグ符号帳３１６の
ピッチラグコードを更新する（ステップｓ２３０８）。
また、これと同時に、更新用の新しいピッチラグコード
ｓ３１７と更新フラグｓ３２３とは、多重化回路１０６
に送られる。多重化回路１０６は、上述したように、無
音フラグの剰余ビットを利用して、これらのデータｓ３
１７，ｓ３２３を、復号器側へ伝送する（スッテップｓ
２３０９）。
【０１２０】一方、ステップｓ２３０５で、更新用ピッ
チラグコードｓ３１７を搭載しない無音フレームである
と判断された場合は、更新フラグを「無変更」にセット
した後（ステップｓ２３１０）、この更新フラグ値ｓ３
２３を多重化回路１０６に送る。この場合には、多重化
回路１０６は、無音フラグの剰余ビットを利用して、こ
の更新フラグ値ｓ３２３を送る（ステップｓ２３１
１）。
【０１２１】なお、他の構成要素の動作については、第
１，第２の実施の形態の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。但し、雑音符号帳２１１に格納されたコ
ードベクトルおよび雑音ゲイン符号帳１１５に格納され
たコードの更新は、行われない。
【０１２２】図６は、この実施の形態に係る復号器の構
成を概念的に示している。同図に示したように、この復
号器は、入力端子１２２、多重分離回路１２１、ランダ
ム雑音発生器１２３、ランダム雑音用ゲイン符号帳１２
５、乗算器１２４、雑音符号帳２２６、雑音ゲイン符号
帳１３０、乗算器１２７、ピッチ合成フィルタ１２８、
ピッチラグ符号帳３３１、ピッチゲイン符号帳１３２、
スイッチ１２９、ＬＰＣ逆量子化部１１９および合成フ
ィルタ１２０から構成される。
【０１２３】図６において、図２と同じ符号を付したブ
ロックの機能は、図２の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
【０１２４】雑音符号帳２２６は、固定コードベクトル
のみを格納しており、可変コードベクトルは格納されて
いない点で、図２の雑音符号帳１２６の場合と異なる。
これは、この実施の形態では雑音符号帳２２６に格納さ
れたコードベクトルの更新を行わないからである。
【０１２５】ピッチラグ符号帳３３１は、第１の実施の
形態の場合と異なり、Ｙf 個の固定コードに加えて、Ｙ
a 個の可変コード（これらのコードはともにスカラ量で
ある）も格納している。
【０１２６】以下、復号器の動作について説明する。
【０１２７】まず、多重分離回路１２１が、入力端子１
２２からトータルコードｓ１０９またはｓ１１０を入力
し、このトータルコードｓ１０９またはｓ１１０を多重
分離する。
【０１２８】そして、有音・無音フラグｓ１０２が「無
音」である場合には、ピッチラグ符号帳３３１が、多重
分離回路１２１から更新フラグ値ｓ３２３を入力する。
そして、この更新フラグ値ｓ３２３が「更新」を示して
いる場合には、続いてピッチラグコードｓ３１７を入力
し、符号器の場合と同様にしてピッチラグ符号帳３３１
のピッチラグコードを更新する。一方、更新フラグ値ｓ
３２３が「無変更」を示している場合は、ピッチラグ符
号帳３３１は、ピッチラグコードを更新しない。
【０１２９】なお、他の構成要素の動作については、第
１の実施の形態の場合とほぼ同様であるので、説明を省
略する。但し、雑音符号帳２２６に格納されたコードベ
クトルおよび雑音ゲイン符号帳１３０に格納されたゲイ
ンコードの更新は、行われない。
【０１３０】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、ピッチラグ符号帳更新回路３１８を用いて符号器
のピッチラグ符号帳３１６および復号器のピッチラグ符
号帳３３１に格納されたピッチラグコードｓ３１７を随
時更新することとしたので、有音時の周波数特性をサン
プル単位で向上させることができ、従って雑音感を向上
させてノイズの低減をはかることができる。
【０１３１】また、更新のためのピッチラグコードｓ３
１７を、無音フレームの剰余ビットを用いて符号器から
復号器に送ることとしたので、伝送路を有効に利用する
ことができ、全体としての伝送速度に影響を与えること
がない。
【０１３２】第４の実施の形態 次に、この発明の第４の実施の形態について説明する。
この実施の形態は、ピッチゲイン符号帳に格納されたピ
ッチゲインコード（スカラ量）を更新する例である。
【０１３３】図７は、この実施の形態にかかる符号器の
構成を概念的に示している。
【０１３４】同図に示したように、この符号器は、有音
・無音判定器１０１、ＬＰＣ分析・量子化部１０２、合
成フィルタ１０３、加算器１０４、重み付き誤差計算回
路１０５、多重化回路１０６、送信端子１０７、ランダ
ム雑音発生器１０８、積算器１０９、ランダム雑音用ゲ
イン符号帳１１０、雑音符号帳２１１、積算器１１２、
ピッチ合成フィルタ１１３、スイッチ１１４、雑音ゲイ
ン符号帳１１５、ピッチラグ符号帳１１６、ピッチゲイ
ン符号帳４１７およびピッチゲイン符号帳更新回路４１
８の各ブロックから構成される。
【０１３５】図７において、図１と同じ符号を付したブ
ロックの機能は、図１の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
【０１３６】また、雑音符号帳２１１は、図３、図５の
場合と同様、固定コードベクトルのみを格納し、コード
ベクトルの更新は行われない。
【０１３７】ピッチゲイン符号帳４１７は、上述の各実
施の形態の場合と異なり、Ｙf 個の固定コードに加え
て、Ｙa 個の可変コード（これらのコードはともにスカ
ラ量である）も格納している。図１３は、このピッチゲ
イン符号帳４１７の量子化テーブルを示す概念図であ
る。同図に示したように、Ｚ（＝Ｚf ＋Ｚa ）個あるコ
ードベクトルｂ［１］〜ｂ［Ｚf ＋Ｚa ］のうち、Ｚf
個のコードベクトルｂ［１］〜ｂ［Ｚf ］は固定のベク
トルであり、Ｚa 個のコードベクトルｂ［Ｚf ＋１］〜
ｂ［Ｚf ＋Ｚa ］は可変のベクトルである。可変のベク
トルｂ［Ｚf ＋１］〜ｂ［Ｚf ＋Ｚa ］は、ある初期値
を有している。
【０１３８】また、この実施の形態に係る符号器は、ピ
ッチゲイン符号帳更新回路４１８を備えている。このピ
ッチゲイン符号帳更新回路４１８は、ピッチゲイン符号
帳４１７の可変コードの更新を行う。更新用の新しいピ
ッチゲインコードｓ４１７を生成するための原理は、図
１に示した雑音符号帳更新回路１１８の場合と同様であ
る。すなわち、入力音声ベクトルｓ１０１の有音フレー
ムの相関値を順次算出し、これらの相関値の積算値を用
いて、新しいピッチゲインコードｓ４１７を生成するこ
とができる。
【０１３９】更新用の新しいピッチゲインコードｓ４１
７を復号器に伝送する方法は、上述の第１の実施の形態
の場合と同様である。すなわち、無音フレームをトータ
ルコードｓ１０９として伝送する際に生じる（Ｔｓ−Ｔ
ｒ）ビットの剰余ビットを利用して、ピッチゲインコー
ドｓ４１７および更新フラグ値ｓ４２３を復号器に伝送
する。
【０１４０】以下、ピッチゲイン符号帳更新回路４１８
を用いてピッチゲイン符号帳４１７のピッチゲインコー
ドを更新する動作について、図２４のフローチャートを
用いて説明する。
【０１４１】まず、有音・無音判定器１０１により入力
音声ベクトルｓ１０１のフレームが有音フレームである
と判定された場合には（ステップｓ２４０１、ｓ２４０
２）、ピッチゲイン符号帳更新回路４１８は、選択され
たピッチゲインコードと入力音声ベクトルｓ１０１との
長期的相関を計算する（ステップｓ２４０３）。そし
て、この計算結果を、前回までの計算結果の積算値に、
さらに積算する（ステップｓ２４０４）。これにより、
入力音声ベクトルｓ１０１のフレームとして有音フレー
ムが連続している場合には、各ピッチゲインコードにつ
いての相関値を順次積算していくこととなる。
【０１４２】一方、ステップｓ２４０１，ｓ２４０２で
入力音声ベクトルｓ１０１が無音フレームであると判定
された場合には、続いて、前回の判定結果が有音フレー
ムであったのか或いは無音フレームであったのか（すな
わち更新用ピッチゲインコードｓ４１７を搭載すべき無
音フレームであるのか或いは更新用ピッチゲインコード
ｓ４１７を搭載しないフレームであるのか）を判断する
（ｓ２４０５）。そして、更新用ピッチゲインコードｓ
４１７を搭載すべき無音フレームであると判断された場
合は、前回の更新用ピッチゲインコードｓ４１７の搭載
から今回の無音フレームまでの間の各有音フレームにお
いて選択回数が一番多かったピッチゲインコードを判定
し、さらに、上述のステップｓ２４０４で得られた積算
結果を用いて、更新用の新しいピッチゲインコードｓ４
１７を算出する（ステップｓ２４０６）。そして、更新
フラグｓ４３３を、「更新」にセットする（ステップｓ
２４０７）。続いて、更新用ピッチゲインコードｓ４１
７を、Ｍa 個の可変ベクトル中で最も古いピッチゲイン
コードと置き換えることにより、雑音ゲイン符号帳１１
５のピッチゲインコードを更新する（ステップｓ２４０
８）。また、これと同時に、更新用ピッチゲインコード
ｓ４１７と更新フラグｓ４２３とは、多重化回路１０６
に送られる。多重化回路１０６は、上述したように、無
音フラグの剰余ビットを利用して、これらのデータｓ４
１７，ｓ４２３を、復号器側へ伝送する（スッテップｓ
２４０９）。
【０１４３】一方、ステップｓ２４０５で、更新用ピッ
チゲインコードｓ４１７を搭載しない無音フレームであ
ると判断された場合は、更新フラグを「無変更」にセッ
トした後（ステップｓ２４１０）、この更新フラグ値ｓ
４２３を多重化回路１０６に送る。この場合には、多重
化回路１０６は、無音フラグの剰余ビットを利用して、
この更新フラグ値ｓ４２３のみを送る（ステップｓ２４
１１）。
【０１４４】なお、他の構成要素の動作については、第
１，第２の実施の形態の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。但し、雑音符号帳２１１に格納されたコ
ードベクトルおよび雑音ゲイン符号帳１１５に格納され
たコードの更新は、行われない。
【０１４５】図８は、この実施の形態に係る復号器の構
成を概念的に示している。同図に示したように、この復
号器は、入力端子１２２、多重分離回路１２１、ランダ
ム雑音発生器１２３、ランダム雑音用ゲイン符号帳１２
５、乗算器１２４、雑音符号帳２２６、雑音ゲイン符号
帳１３０、乗算器１２７、ピッチ合成フィルタ１２８、
ピッチラグ符号帳１３１、ピッチゲイン符号帳４３２、
スイッチ１２９、ＬＰＣ逆量子化部１１９および合成フ
ィルタ１２０から構成される。
【０１４６】図８において、図２と同じ符号を付したブ
ロックの機能は、図２の場合とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
【０１４７】雑音符号帳２２６は、固定コードベクトル
のみを格納しており、可変コードベクトルは格納されて
いない点で、図２の雑音符号帳１２６の場合と異なる。
これは、この実施の形態では雑音符号帳２２６に格納さ
れたコードベクトルの更新を行わないからである。
【０１４８】ピッチゲイン符号帳４３２は、第１の実施
の形態の場合と異なり、Ｚf 個の固定コードに加えて、
Ｚa 個の可変コード（これらのコードはともにスカラ量
である）も格納している。
【０１４９】以下、復号器の動作について説明する。
【０１５０】まず、多重分離回路１２１が、入力端子１
２２からトータルコードｓ１０９またはｓ１１０を入力
し、このトータルコードｓ１０９またはｓ１１０を多重
分離する。
【０１５１】そして、有音・無音フラグｓ１０２が「無
音」である場合には、ピッチゲイン符号帳４３２が、多
重分離回路１２１から更新フラグ値ｓ４２３を入力す
る。そして、この更新フラグ値ｓ４２３が「更新」を示
している場合には、続いてピッチゲインコードｓ４１７
を入力し、符号器の場合と同様にしてピッチゲイン符号
帳４３２のピッチゲインコードを更新する。一方、更新
フラグ値ｓ４２３が「無変更」を示している場合は、ピ
ッチゲイン符号帳４３２は、ピッチゲインコードを更新
しない。
【０１５２】なお、他の構成要素の動作については、第
１の実施の形態の場合とほぼ同様であるので、説明を省
略する。但し、雑音符号帳２２６に格納されたコードベ
クトル、雑音ゲイン符号帳１３０に格納されたゲインコ
ードおよびピッチラグ符号帳１３１に格納されたピッチ
ラグコードの更新は、行われない。
【０１５３】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、ピッチゲイン符号帳更新回路４１８を用いて符号
器のピッチゲイン符号帳４１７および復号器のピッチゲ
イン符号帳４３２に格納されたピッチゲインコードを随
時更新することとしたので、有音時の周波数特性をサン
プル単位で向上させることができ、従って雑音感を向上
させてノイズの低減をはかることができる。
【０１５４】また、更新のためのピッチゲインコードｓ
４１７を、無音フレームの剰余ビットを用いて符号器か
ら復号器に送ることとしたので、伝送路を有効に利用す
ることができ、全体としての伝送速度に影響を与えるこ
とがない。
【０１５５】なお、以上説明した各実施の形態におい
て、更新用コード（雑音コードベクトルｓ１１７、ゲイ
ンコードｓ２１７、ピッチラグコードｓ３１７、ピッチ
ゲインコードｓ４１７）の情報量が無音フレームの剰余
ビットの容量よりも大きい場合には、複数の無音フレー
ムに分けて伝送することとしてもよい。また、更新用コ
ードを複数の無音フレームに分けて伝送する場合には、
連続する２個以上の無音フレームに分けて伝送してもよ
いし、不連続の無音フレームに分けて伝送してもよい。
さらに、更新用コードの伝送に使用する無音フレームを
伝送路の特性や伝送情報の特性に応じて選択することと
してもよい。
【０１５６】図２０は、更新用コードの情報量が無音フ
レームの剰余ビットの容量よりも大きい場合に、かかる
更新用コードを連続する２個の無音フレームに分けて伝
送する方法の一例を示す図である。同図において、○印
は更新用コードを搭載するフレームを示しており、×印
は更新用コードを搭載しないフレームを示している。同
図に示したように、無音フレームが連続しない場合に
は、この無音フレームで伝送できる更新用コードのみを
伝送する。また、無音フレームが２個以上連続する場合
には、最初の２個の無音フレームを用いて更新用コード
を伝送する。更新用コードの伝送に使用しない無音フレ
ームでは、図９の（Ｔs −Ｔr ）ビットの領域で送られ
るのは、更新フラグｓ１２３，ｓ２２３，ｓ３２３，ｓ
４２３のみである。
【０１５７】また、上述の各実施の形態で示したよう
に、更新用コードはベクトル量であってもよいし、スカ
ラ量であってもよい。
【０１５８】この発明では、伝送路の種類は特に限定さ
れることはなく、無線の伝送路であってもよいし、有線
の伝送路であってよい。
【０１５９】上述した各実施の形態では、更新用コード
を無音フレームの剰余ビットを利用して伝送することと
したが、剰余ビットを用いずに更新用コードを送ること
も可能である。
【０１６０】また、上述した各実施の形態では、ＬＰＣ
分析・量子化部１０２としてＣＥＬＰ型のものを使用し
たが、他のタイプのもの、例えばパルス駆動型のもの、
残差駆動型のもの、量子化テーブルを使用するもの等を
使用することも可能である。
【０１６１】
【発明の効果】このように、この発明によれば、有音情
報の量子化に使用する量子化テーブルのコードを随時更
新することとしたので、有音時の周波数特性をサンプル
単位で向上させることができ、従って雑音感を向上させ
てノイズの低減を図ることができる。
【０１６２】また、量子化テーブルのコードを更新する
のための情報を、無音フレームの剰余ビットを用いて符
号器から復号器に送ることとしたので、伝送路を有効に
利用することができ、全体としての伝送速度に影響を与
えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態における音声信号
の符号化装置のブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態における音声信号
の復号化装置のブロック図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態における音声信号
の符号化装置のブロック図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態における音声信号
の復号化装置のブロック図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態における音声信号
の符号化装置のブロック図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態における音声信号
の復号化装置のブロック図である。
【図７】この発明の第４の実施の形態における音声信号
の符号化装置のブロック図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態における音声信号
の復号化装置のブロック図である。
【図９】この発明の第１の実施の形態における有音・無
音フレームの伝送方法の例を示す概念図である。
【図１０】この発明の第１の実施の形態における雑音符
号帳の量子化テーブルの構造を示す概念図である。
【図１１】この発明の第２の実施の形態における雑音ゲ
イン符号帳の量子化テーブルの構造を示す概念図であ
る。
【図１２】この発明の第３の実施の形態におけるピッチ
ラグ符号帳の量子化テーブルの構造を示す概念図であ
る。
【図１３】この発明の第４の実施の形態におけるピッチ
ゲイン符号帳の量子化テーブルの構造を示す概念図であ
る。
【図１４】この発明の第１の実施の形態における伝送の
原理を説明するための概念図である。
【図１５】この発明の第１の実施の形態における伝送の
原理を説明するための概念図である。
【図１６】この発明の第１の実施の形態における雑音コ
ードベクトルの更新の原理を説明するための分布図であ
る。
【図１７】この発明の第１の実施の形態における雑音コ
ードベクトルの更新の原理を説明するための分布図であ
る。
【図１８】有音フレームの各パラメータのビット割り当
て例を示す表である。
【図１９】この発明の第１の実施の形態において、更新
用のフレームを符号化装置から復号化装置に伝送する方
法の一例を説明するための概念図である。
【図２０】この発明において、更新用のフレームを符号
化装置から復号化装置に伝送する方法の他の例を説明す
るための概念図である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態におけるコードベ
クトル更新方法を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第２の実施の形態におけるコード更
新方法を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第３の実施の形態におけるコード更
新方法を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第４の実施の形態におけるコード更
新方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１・・・有音・無音判定器 １０２・・・ＬＰＣ分析・量子化部 １０３・・・合成フィルタ １０５・・・重み付き誤差計算回路 １０６・・・多重化回路 １０８・・・ランダム雑音発生器 １１０・・・ランダム雑音用ゲイン符号帳 １１３・・・ピッチ合成フィルタ １１４・・・スイッチ １１５・・・雑音ゲイン符号帳 １１６・・・ピッチラグ符号帳 １１７・・・ピッチゲイン符号帳 １１８・・・雑音符号帳更新回路

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 量子化テーブルを有し、外部から入力さ
    れた入力音声ベクトルの特性に最も適合するコードを前
    記量子化テーブルから選択することにより、前記入力音
    声ベクトルの有音時の符号化処理を行う符号帳と、 前記符号帳によって選択された前記コードと前記入力音
    声ベクトルとの相関値を求め、前記コードごとに前記相
    関値の積算値を順次計算し、前回の更新処理の後に行わ
    れた前記有音時の符号化処理で最も多く選択された前記
    コードについての前記積算値を用いて更新用コードを生
    成し、この更新用コードを前記符号帳の所望のコードと
    入れ替えることにより更新処理を行う符号帳更新回路
    と、 を有することを特徴とする音声信号の符号化装置。
  2. 【請求項２】 前記符号帳更新回路が、前記入力音声ベ
    クトルが有音時のものから無音時のものに切り換わるた
    びに前記更新用コードの生成を行うことを特徴とする請
    求項１に記載の音声信号の符号化装置。
  3. 【請求項３】 前記符号帳更新回路が、前記コードのう
    ち、前回入れ替えられてからの経過時間が最も長いコー
    ドを前記更新用コードと入れ替えることを特徴とする請
    求項１または２に記載の音声信号の符号化装置。
  4. 【請求項４】 前記符号帳更新回路が、前記更新用コー
    ドを生成したときに、更新フラグをセットすることを特
    徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音声信号の符
    号化装置。
  5. 【請求項５】 前記符号帳更新回路から入力した前記更
    新用コードおよび前記更新フラグ値を無音時の送信情報
    の剰余ビットを用いて送信する送信回路をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項４に記載の音声信号の符号化装
    置。
  6. 【請求項６】 前記送信回路が多重化回路であることを
    特徴とする請求項５に記載の音声信号の符号化装置。
  7. 【請求項７】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、前
    記符号帳更新回路によって更新することができない固定
    コードと、前記符号帳更新回路によって更新することが
    できる可変コードとを格納するテーブルであることを特
    徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の音声信号の符
    号化装置。
  8. 【請求項８】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、雑
    音を表わすベクトル量である雑音コードベクトルを格納
    するテーブルであることを特徴とする請求項１〜７のい
    ずれかに記載の音声信号の符号化装置。
  9. 【請求項９】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、雑
    音のゲインを表すスカラ量である雑音ゲインコードを格
    納するテーブルであることを特徴とする請求項１〜７の
    いずれかに記載の音声信号の符号化装置。
  10. 【請求項１０】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    音声のピッチ周期を表すスカラ量であるピッチラグコー
    ドを格納するテーブルであることを特徴とする請求項１
    〜７のいずれかに記載の音声信号の符号化装置。
  11. 【請求項１１】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    ピッチ周期の度合いを表すスカラ量であるピッチゲイン
    コードを格納するテーブルであることを特徴とする請求
    項１〜７のいずれかに記載の音声信号の符号化装置。
  12. 【請求項１２】 外部から入力された受信情報から最適
    コード情報または更新用コードを取り出す受信回路と、 前記最適コード情報に対応するコー．ドを量子化テーブ
    ルから選択することによって入力音声ベクトルの有音時
    の復号化処理を行うとともに、前記更新用コードを所望
    の前記コードと入れ替えることにより更新処理を行う符
    号帳と、 を備えたことを特徴とする音声信号の復号化装置。
  13. 【請求項１３】 前記符号帳が、前記受信情報が有音時
    のものから無音時のものに切り換わるたびに前記更新処
    理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の音声信号
    の復号化装置。
  14. 【請求項１４】 前記符号帳が、前記コードのうち、前
    回入れ替えられてからの経過時間が最も長いコードを前
    記更新用コードと入れ替えることを特徴とする請求項１
    ２または１３に記載の音声信号の復号化装置。
  15. 【請求項１５】 前記符号帳が、前記更新用コードとと
    もに更新フラグ値を入力し、この更新フラグが「更新有
    り」を示しているときに前記更新処理を行うことを特徴
    とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の音声信号の
    復号化装置。
  16. 【請求項１６】 前記受信回路が、前記更新用コードお
    よび前記更新フラグ値を無音時の前記受信情報の剰余ビ
    ットから取り出すことを特徴とする請求項１５に記載の
    音声信号の復号化装置。
  17. 【請求項１７】 前記受信回路が、多重分離回路である
    ことを特徴とする請求項１２または１６に記載の音声信
    号の復号化装置。
  18. 【請求項１８】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    前記更新処理によって更新することができない固定コー
    ドと、前記更新処理によって更新することができる可変
    コードとを格納するテーブルであることを特徴とする請
    求項１２〜１７のいずれかに記載の音声信号の復号化装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    雑音を表わすベクトル量である雑音コードベクトルを格
    納するテーブルであることを特徴とする請求項１２〜１
    ８のいずれかに記載の音声信号の復号化装置。
  20. 【請求項２０】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    雑音のゲインを表すスカラ量である雑音ゲインコードを
    格納するテーブルであることを特徴とする請求項１２〜
    １８のいずれかに記載の音声信号の復号化装置。
  21. 【請求項２１】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    音声のピッチ周期を表すスカラ量であるピッチラグコー
    ドを格納するテーブルであることを特徴とする請求項１
    ２〜１８のいずれかに記載の音声信号の復号化装置。
  22. 【請求項２２】 前記符号帳の前記量子化テーブルが、
    ピッチ周期の度合いを表すスカラ量であるピッチゲイン
    コードを格納するテーブルであることを特徴とする請求
    項１２〜１８のいずれかに記載の音声信号の復号化装
    置。
  23. 【請求項２３】 外部から入力された入力音声ベクトル
    の特性に最も適合するコードを量子化テーブルから選択
    することにより、前記入力音声ベクトルの有音時の符号
    化を行う符号化処理過程と、 前記符号化処理過程によって選択された前記コードと前
    記入力音声ベクトルとの相関値を求め、前記コードごと
    に前記相関値の積算値を順次計算し、前回の更新処理の
    後に行われた前記有音時の符号化処理で最も多く選択さ
    れた前記コードについての前記積算値を用いて更新用コ
    ードを生成し、この更新用コードを前記量子化テーブル
    の所望のコードと入れ替えることにより更新を行う更新
    処理過程と、 を有することを特徴とする音声信号の符号化方法。
  24. 【請求項２４】 前記更新処理過程が、前記入力音声ベ
    クトルが有音時のものから無音時のものに切り換わるた
    びに前記更新用コードの生成を行う過程であることを特
    徴とする請求項２３に記載の音声信号の符号化方法。
  25. 【請求項２５】 前記更新処理過程が、前記コードのう
    ち、前回入れ替えられてからの経過時間が最も長いコー
    ドを前記更新用コードと入れ替える過程であることを特
    徴とする請求項２３または２４に記載の音声信号の符号
    化方法。
  26. 【請求項２６】 前記更新処理過程が、前記更新用コー
    ドを生成したときに、更新フラグをセットする過程を含
    むことを特徴とする請求項２３〜２５のいずれかに記載
    の音声信号の符号化方法。
  27. 【請求項２７】 前記更新処理過程で生成された前記更
    新用コードおよび前記更新フラグ値を無音時の送信情報
    の剰余ビットを用いて送信する送信過程をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項２６に記載の音声信号の符号化
    方法。
  28. 【請求項２８】 前記送信過程が多重化送信を行う過程
    であることを特徴とする請求項２７に記載の音声信号の
    符号化方法。
  29. 【請求項２９】 前記量子化テーブルが、前記更新処理
    によって更新することができない固定コードと、前記更
    新処理によって更新することができる可変コードとを格
    納するテーブルであることを特徴とする請求項２３〜２
    ８のいずれかに記載の音声信号の符号化方法。
  30. 【請求項３０】 前記量子化テーブルが、雑音を表わす
    ベクトル量である雑音コードベクトルを格納するテーブ
    ルであることを特徴とする請求項２３〜２９のいずれか
    に記載の音声信号の符号化方法。
  31. 【請求項３１】 前記量子化テーブルが、雑音のゲイン
    を表すスカラ量である雑音ゲインコードを格納するテー
    ブルであることを特徴とする請求項２３〜２９のいずれ
    かに記載の音声信号の符号化方法。
  32. 【請求項３２】 前記量子化テーブルが、音声のピッチ
    周期を表すスカラ量であるピッチラグコードを格納する
    テーブルであることを特徴とする請求項２３〜２９のい
    ずれかに記載の音声信号の符号化方法。
  33. 【請求項３３】 前記量子化テーブルが、ピッチ周期の
    度合いを表すスカラ量であるピッチゲインコードを格納
    するテーブルであることを特徴とする請求項２３〜２９
    のいずれかに記載の音声信号の符号化方法。
  34. 【請求項３４】 外部から入力された受信情報から最適
    コード情報または更新用コードを取り出す受信過程と、 前記最適コード情報に対応するコードを量子化テーブル
    から選択することによって入力音声ベクトルの有音時の
    復号化を行う復号化過程と、 前記量子化テーブルに格納された所望の前記コードを、
    前記更新用コードと入れ替えることによって更新する更
    新処理過程と、 を備えたことを特徴とする音声信号の復号化方法。
  35. 【請求項３５】 前記更新処理過程が、前記受信情報が
    有音時のものから無音時のものに切り換わるたびに前記
    更新を行う過程であることを特徴とする請求項３４に記
    載の音声信号の復号化方法。
  36. 【請求項３６】 前記更新処理過程が、前記コードのう
    ち、前回入れ替えられてからの経過時間が最も長いコー
    ドと前記更新用コードとを入れ替える過程であることを
    特徴とする請求項３４または３５に記載の音声信号の復
    号化方法。
  37. 【請求項３７】 前記更新処理過程が、前記更新用コー
    ドとともに更新フラグ値を入力し、この更新フラグが
    「更新有り」を示しているときに前記更新を行う過程で
    あることを特徴とする請求項３４〜３６のいずれかに記
    載の音声信号の復号化方法。
  38. 【請求項３８】 前記受信過程が、前記更新用コードお
    よび前記更新フラグ値を無音時の前記受信情報の剰余ビ
    ットから取り出す過程であることを特徴とする請求項３
    ７に記載の音声信号の復号化方法。
  39. 【請求項３９】 前記受信過程が、前記受信情報を多重
    分離する過程であることを特徴とする請求項３４または
    ３８に記載の音声信号の復号化方法。
  40. 【請求項４０】 前記量子化テーブルが、前記更新処理
    によって更新することができない固定コードと、前記更
    新処理によって更新することができる可変コードとを格
    納するテーブルであることを特徴とする請求項３４〜３
    ９のいずれかに記載の音声信号の復号化方法。
  41. 【請求項４１】 前記量子化テーブルが、雑音を表わす
    ベクトル量である雑音コードベクトルを格納するテーブ
    ルであることを特徴とする請求項３４〜４０のいずれか
    に記載の音声信号の復号化方法。
  42. 【請求項４２】 前記量子化テーブルが、雑音のゲイン
    を表すスカラ量である雑音ゲインコードを格納するテー
    ブルであることを特徴とする請求項３４〜４０のいずれ
    かに記載の音声信号の復号化方法。
  43. 【請求項４３】 前記量子化テーブルが、音声のピッチ
    周期を表すスカラ量であるピッチラグコードを格納する
    テーブルであることを特徴とする請求項３４〜４０のい
    ずれかに記載の音声信号の復号化方法。
  44. 【請求項４４】 前記量子化テーブルが、ピッチ周期の
    度合いを表すスカラ量であるピッチゲインコードを格納
    するテーブルであることを特徴とする請求項３４〜４０
    のいずれかに記載の音声信号の復号化方法。
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