JPS61219999A - マルチパルス符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマルチパルス符号化装置に関し、特に音声合成
フィルタの出力波形に対して第１」得調整を施す機能を
有するマルチパルス符号化装置の波形再現性の改費を図
ったマルチパルス符号化装置に関する。

〔従来の技術〕

マルチパルス符号化装置は音源の波形伝送を前提とする
符号化装置であり、通常固定小数点による有限精度演算
を利用する音声合成フィルタを備えて音声波形を合成し
ている。このような符号化装置による音声合成にあって
は、合成される音声波形の品質を高品位のものに保持す
るためＫは不十分となり勝な音声合成フィルタのダイナ
ミックＬ／７ジ、　Ｓ／Ｎ　（Ｓ　ｉｇｎａｌ　ｔｏ　
Ｎｏ１ｓｅ）比を補足する目的から音声合成フィルタの
入力側ではなく出力側で入力音声の音源の強さに対応し
た利得調整を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら従来のこの種の音声合成手段には次の如き
問題点がある。

すなわち、音源情報としてマルチパルス列を第１」用ス
るマルチパルス符号化装置では、マルチパルス列の合成
フィルタによるインパルス応答を線形加算して波形を合
成するのが基本手法であり、従って合成フィルタの利得
調整も各マルチパルスによるインパルス応答ごとに行な
われることが波形伝送を前提として合成すべき音声の品
質確保のためには基本的条件となる。

しかしながらこのような処理条件は演算量があまりにも
膨大化（−実施が極めて困難であるため通常行なわれて
はおらず、分析側から伝送されてくる特徴パラメータと
してのスペクトル包絡情報と音源情報とを利用して連続
的に合成処理を行なっている。

スペクトル包絡情報はαパラメータ、にパラメータの如
きＬ　Ｐ　Ｃ（Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　
０ｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　　、線形予測係数）もしくは
これらＬＰＣから誘導された係数であシ、また音源情報
は音声の有音区間と無音区間とに対応するピッチパルス
列と白色雑音とでモデル化したモデル化音源と。

音源波形を複数のパルス列で表現するマルチパルスの如
く波形伝送を前提としてよシ高品質を狙うものとに大別
される。これらスペクトル包絡情報ならびに音源情報は
分析側で分析フレーム単位ごとに分析、抽出されたのち
分析フレーム単位で、もしくは可変長フレーム等にフレ
ーム変換して合成側に伝送されるが、いずれにせよ基本
的には分析フレームごとに分析された特徴パラメータを
利用してもとの入力音声信号を合成側で再生することが
符号化装置の基本的処理内容となっている。

さて、上述した分析フレームは特徴パラメータの分析、
伝送上の便宜等を図って設定される処理時間区分であり
、忠実な特徴パラメータの伝送とは原則的に無関係に設
定されている。従って、モデル化音源情報を含む特徴パ
ラメータを利用する場合などの如く、ある程度の合成音
質の劣化を承知して運用する場合は別として、マルチパ
ルス符号化装置の如く、音源波形伝送を介して合成音質
の改善を意図するような場合には、このようないわば機
械的に設定された分析フレームごとの特徴パラメータを
合成側で連続的にオリ用する従来の処理手法では分析フ
レーム境界に跨る合成波形の忠実な連続性が基本的に無
視された状態とならざるを得す、この分だけ元来期待し
うる波形再現性の劣化が避けられないという問題がある
。

本発明の目的も上述した欠点を除去し、分析側の分＋７
Ｔフレーム周期に同期し、分析フレーム間の連続性を保
持しつつマルチパルス列の合成フィルタによるインパル
ス応答波形としての合成波形をインパルス応答持続時間
を加味しながら再生していくという手段を備えることに
よって合成音質の劣化を大幅に改善したマルチパルス符
号化装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の装置は、音声合成フィルタの出力波形に対して
利得調整を施す機能を有するマルチパルス符号化装置で
あって、分析側の分析フレーム周期に同期しかつ分析フ
レーム間の連続性を保持しつつ分析フレームごとに独立
的に合成した音声波形をそれぞれ利得調整したのちこれ
らを線形加算して合成音声波形とする音声合成手段を備
えて構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるマルチパルス符号化装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。

第１図に示す実施例は分析側ｌと合成側２とから成り、
さらに分析側ｌは窓処理器１１．マルチパルス分析器１
２．ＬＰｃ分析器１３．マルチパルス符号化器１４．Ｌ
ＰＣ符号化器１５およびマルチプレクサ１６を備えて構
成され、また合成側２は、デマルチブレフサ２１．ＬＰ
Ｃ復号化器２２、正規化パルス復号化器２３．最大振幅
復号化器２４．ＬＰＣ合成フィルタ２５１乗算器２６お
よび波形接続器２７を備えて構成される。

第１因において、入力ライン１００１を介して入力した
入力音声信号は窓処理器１１によって窓処理を受ける。

この窓処理は次のようにして実施される。

窓処理器１１は入力音声信号を低域フィルタリングした
のちＡ　／　Ｄ　（Ａｎａｌｏｇ　　ｔｏ　Ｄｉｇｉ　
ｔａｌ　）　：１ンバータによって所定のど、ト数での
量子化を実施する。

本実施例の場合、低域フィルタリングは遮断周波数３．
４ｋＨｚのＬＰＦ　（Ｌｏｗ　Ｐａ５ｓ　Ｆ’１ｌｔｅ
ｒ　）を通してこの周波数以上の周波数成分をカットし
、そのおと１３　ｋＨｚのサンプリング周波数で憚不化
したものを１サンプル当り１２ビツトで童子化したうえ
−Ｈ内部メモリにストアする０この内部メモリは入力す
る麓子化信号を予め設定する時間分たとえば３０ｍ　Ｓ
　ＥＣ分すなわち２４０サングルの窓時間分を記憶しこ
れに・・セング関数あるいは矩形関数婦の窓関数を乗算
して切出す窓処理を所定の周期、本実施例ではｌｏｍ８
Ｅｃ周期で実施しこれが分析フレーム周期となる０ このようにして窓処理器１１から出力される〃析フレー
ムごとの童子化音声信号はマルチパルス分析器１２とＬ
ＰＧ分析器Ｉ３とに供給される０マルチパルス分析器１
２は分析フレームごとに公知の抽出処理技術を利用して
マルチパルス列を抽出する。

公知のマルチパルス抽出処理技術としてはスペクトル領
域評価にもとづ（Ａ　−ｂ　−Ｓ　（Ａｎａｌｙｓｉｓ
−ｂｙ　−Ｓｙｎ　−ｔｈｅｓｉｓ　）　　処理技術や
、相関領域評価にもとづく相関関数処理技術等があるが
本実施例では後者の相関領域評価を利用してマルチパル
ス列の検索を行なっている。

この相関領域評価は、童子化された入力音声信号と分析
段階における曾成フィルタのインパルス応答との相互相
関、およびこのインパルス応答の自己相関を利用してマ
ルチパルス列を分析、抽出するものである。分析段階に
おいて必要な合成フィルタはＬＰＣ分析器１３に内蔵さ
れており、マルチパルス分析器１２は入出カライン１２
０１を介してＬＰＣ分析器１３からインパルス応答その
他必要なデータを入手しつつマルチパルス列を検索する
。ただし、このマルチパルスの検索は最先頭の分析クレ
ーム分を除き、１分析フレーム長にマルチパルスによる
インパルス応答持続時間を加味した予め設立するいわゆ
る孤立時間で実行し、その詳細は次のとおりである。

ＬＰＣ分析器１３は入力した分析フレームごとの重子化
音声信号をＬＰＣ分析し所定の次数のＬＰＣ１本実施例
では１０次のにパラメータ（部分自己相関係数）を抽出
する０このにパラメータは内蔵合成フィルタの係数とし
て利用されつつμ道フィルタの聴感重みづけインパルス
応答が求められこれが入出カライン１２０１を介してマ
ルチパルス分析器１２に供給される０マルチパルス分析
器１２は相互相関ならびに自己相関係数演算回路を内蔵
し、分析フレームごとに入力する童子化音声信号と聴感
重みづけインパルス応答等を利用して求めた所要の相互
相関係数ならびに自己相胸係数等を利用してまず光線分
析フレームに対するマルチパルス列を検索する。

さて、こりして得られた先頭分析フレームのマルチパル
ス列は入出カライン１２０１を介してＬＰＣ分析器１３
に供給され、内蔵合成フィルタによるインパルス応答を
得て、仁のインパルス応答による波形を分析フレームと
分析フレーム長を超えるインパルス応答持続時間にわた
りて入力する０ただし本実施例では分析フレーム長を超
えるこのインパルス応答持続時間を合成音声の期待品質
が実用上許容しうる程度に抑えうる観点にもとづいて予
め設定する範囲に限定して設定している。マルチパルス
分析器１２は窓処理器１１から受ける次の分析フレーム
の童子化音声信号と、次の分析フレームの時間領域に入
シ込な前分桝フレームのインパルス応答波形の量子化デ
ータとを極性を含め加算合成し１分析器ＩＫおける分析
フレーム境界処理を実施する。すなわちこうして合成さ
れた次の分析フレームは前分析フレームとの連続性をほ
ぼ満足すべき状態に保持した量子化音声信号を有するも
のとなる。このようにして相続く分析フレーム間で次次
にインパルス応答持続時間を考慮した量子化音声信号の
再設定を行ないつつ、先頭分析フレームから最終分析フ
レームまでマルチパルス分析とＬＰＣ分析とが実施され
、マルチパルス列はマルチパルス符号化器３に、またＬ
ＰＣとしてのＫ　ハラメータはＬＰＣ符号化器１５にそ
れぞれ供給される。

マルチパルス符号化器１４はこうして入力したマルチパ
ルス列を所定の形式で符号化するが、この符号化は１分
析フレームに前記インパルス応答持続時間を加味して再
設定した分析フレーム（以後単に再設定分析フレームと
称する）ごとに得られるマルテパ・ルス列中で最大値を
有するパルスの振幅ならびにその時間位！ｌ！を情報を
符号化した讃大振幅符号と、再設定分析フレームごとに
得られるマルチパルスを前記最大値振幅のものを基準と
して正規化した振幅値とその時間位置情報に関する正規
化マルチパルス符号とを出力しこれらをマルチプレクサ
１６に供給する。

本実施例にあっては前述正規化マルチパルス符号は各再
設定分析フレームごとの最大値パルスを１として正規化
されたものの符号化データである０ＬＰＣ分析器１３も
こうした再設定分析フレームごとの量子化音声信号をマ
ルチパルス分析器１２から受けつつＬＰＣとしてのにパ
ラメータを抽出し、これはＬＰＣ符号化器１５に出力さ
れ所定の形式の符号化をうけてＬＰＣ符号としてマルチ
プレクサ１６に供給される。

マルチプレクサ１６はこうして供給を受けた入力を所定
の形式で多重化したうえ伝送Ｐ１１０１を介して合成側
２に伝送する。

合成側２ではデマルチブレフサ２１によって入力の多重
化分離を行ない、ＬＰＣ符号はＬＰＣ復号化器２２に、
正規化マルチパルス符号は正規化マルチパルス復号化器
２３に、また最大振幅符号は最大振幅復号化器２４にそ
れぞれ供給され復号化される。

復号化されたＬＰＣとしてのにパラメータはＬＰＣ合成
フィルタのフィルタ係数として再設定分析フレーム′ご
とにＬＰＣ合成フィルタ２５１Ｃ供給される。

ＬＰＣ合成フィルタ２５はＬＰＣ分析器１３に内厳の分
析用合成フィルタとほぼ同一の内容のものであり、１０
次の全極型ディジタルフィルタとして構成されるものを
利用し、そのフィルタ係数として復号化したＬＰＣのに
パラメータが提供され、また復号化した正規化マルチパ
ルスを音源情報として再設定分析フレームごとに受けつ
つ駆動さレティジタル量の音声信号を出力する。このよ
うにして出力されるディジタル音声信号は正規化マルチ
パルスによって駆動されたＬＰＣ合成フィルタ２５の出
力であシ、再設定分析フレームごとのマルチパルス列の
熾幅情報は利用されていない。

波形伝送を行なわない通常のボコーダ寺ではＬＰＣ合成
フィルタ２５の入力側で、復号化した最大振幅データを
利用して正規化を解除し実レベル情報を付与されたマル
チパルス列が音源情報として再生しオＵ用されているが
本実施例では後述する如くこのような音源情報朽生をＬ
ＰＣ合成フィルタの出力側で実施する。

さて、ＬＰＣ曾成フィルタ２５はこうして同一の正規化
基準によって正規化されたマルチパルス列を音源情報と
し、これとスペクトル包絡情報としてのにパラメータと
を再設定分析フレームごとに受けて＃Ａ動される。つま
シ、分析側ｌの分析フレームに同期し、分析フレームご
とに次次に独立して境界部分の不連続性を排除して合成
される孤立波形としての合成音声の形成が可能となり、
このことは分析側から供給を受ける！時機パラメータで
分析７レ一ム間の不連続性を無視しつつ連続的に処理す
る従来のマルチパルス符号化装置との基本的相違点であ
る。

さて％ＬＰＧ合成フィルタ２５の出力に対しては再設定
分析フレームごとに入力する最大振幅データを乗算器２
６によって乗算しつつ実レベルの振幅情報を付与したう
えこれを波形接続器２７に供給する。

波形接続器２７はこうして入力するディジタル合成音声
を時系列的に次次に線形加算したあとＤ／Ａ　（Ｄｉｇ
ｉｔａｌ　　ｔｏ　Ａｎａｌｏｇ　）　＝ｒｙバータを
介してアナログ合成音声に変換し、さらにＬＰＦで不要
な高周波成分の除去を行なったうえ出方音声信号として
出力ライン２００１に送出する。

このようＫして通常のマルチパルス符号化装置における
分析フレーム境界連続性の保持不可能に起因する波形再
現性の劣化を根本的に排除しうるマルチパルス符号化装
置が容易に実現しうる。

なお、第１図の実施例ではＬＰＣとしてにパラメータを
利用しているがこれは他のＬＰＣを利用してもよ（、筐
たマルチパルス分析を相関領域評価にもとづいて実施し
ているが、これも他のマルチパルス検索手段によって実
施しても差支えない。

〔発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば、音声合成フィルタの
出力波形に対して利得調整を施す機能を施す機能を有す
るマルチパルス符号化装置において、分析側の分析７レ
一ム周期に同期して分析７レ一ム間の連続性を保持しつ
つ合成した音声波形をそれぞれ利得調整したのちこれら
を線形加算して合成音声波形とする手段を備えること罠
より。

合成音声波形の波形再現性の劣化を大幅に改善しうるマ
ルチパルス符号化装置が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマルチパルス符号化装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。 ｌ・・・・・・分析側、２・・・・・・合成側、１１・
・・・・・窓処理器、１２・・・・・・マルチパルス分
析器、１３・・・・・ＬＰＣ分析器、１４・・・・・・
マルチパルス符号化器、１５・・・・・ＬＰＣ符号化器
、１６・・・・・マルチブレフサ、２１・・・・・デマ
ルチブレフサ、２２・・・・・・ＬＰＣ復号化器、２３
・・・・・・正規化マルチパルス復号化器、２４・・・
・最大振幅復号化器、２５・・・・・ＬＰＣ合成フィル
タ、２６・・・・・加算器、２７・・・・波形接続器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声合成フィルタの出力波形に対して利得調整を施す機
   能を有するマルチパルス符号化装置であつて、分析側の
   分析フレーム周期と同期しかつ分析フレーム間の連続性
   を保持しつつ分析フレームごとに独立的に合成した音声
   波形をそれぞれ利得調整したのち、これらを線形加算し
   て合成音声波形とする音声合成手段を備えて成ること特
   徴とするマルチパルス符号化装置。