JPS61236599A - 音声信号符号化復号化方法とその装置 - 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） 本発明は音声信号符号化復号化方法とその装置。

特に音声信号を低いビットレイトで高品質に符号化復号
化するための符号化復号化方法とその装置に関する。

（従来技術とその問題点） 音声信号を１６にビット／秒程度以下の伝送速度で符号
化する方式として、マルチパルス駆動形音声符号化法が
提案されている。この方法の詳細については、ビー　ニ
ス　アタル（Ｂ、　　８．　ＡＴＡＬ）氏らによる１ア
ニ具−モデル　オプ　エル　ピー　シー　エクサイテイ
シ嘗ン　フォー　グロデューシング　ナチユラル　サウ
ンディング　スピーチ　アット　ロウ　ビット　レイン
”（−ＡＮＥＷＭＯＤＥＬ　　ＯＦ　　ＬＰＣＥＸＣＩ
ＴＡＴＩＯＮ　　ＦＯＲＰＲＯＤＵＣＩＮＧ　ＮＡＴＵ
Ｈ，ＡＬ−８ＯＵＮＤＩＮＧ８ＰＥＥＣＨＡＴ　　ＬＯ
Ｗ　　ＢＩＴ　　ＲＡＴＥ８’）　とｍした論文（ＰＲ
Ｏ，１，Ｃ，Ａ、　　８．８．　Ｐ、、　ｐ−ｐ、６１
４−６１７．１９８２）（文献１）等に説明されている
のでここでは簡単に説明する。

第３［Ｆ］は前記文献１に記載の従来方式の符号器側の
処理を示すブロック図である。図において、符号器入力
端子４００から離散的音声信号が入力サレ、バッフ丁メ
モリ回路４１０に１フレ一ム分蓄積される。減算器４２
０及びにパラメータ計算回路４８０は７１７丁メモリ回
路４１０から信号を入力する。但し、前記文献１ではに
パラメータのかわりにレフレクシオンコエフィシェンツ
（ＲＥＦＬＥＣＴＩＯＮ　Ｃ０ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ８）
と記載されているが、これはにパラメータと同一である
。

Ｋパラメータ計算回路４８０ｆｌ共分散法に従って、フ
レーム内の音声スペクトル包絡を表わすにパラメータに
１を１６次（１＜ｉ＜１６　）求め１合成フィルタ４３
０へ出力する。音源パルス発生回路４４０は１フレーム
内にあらかじめ定められた個数のパルス列ｄ　（ｎ　）
を発生させる。パルス列ｄ（ｎ）の−例を第４図に示す
。第４図で横軸は離散的な時刻を、縦軸は振幅をそれぞ
れ示す。

第３図に戻りて、合成フィルタ４３０はパルス列ｄ（ｎ
）により駆動されて合成音声信号マ（ｎ）が求められる
。Ｘ（ｎ）１１減算器４２０へ出力され。

原音声Ｘ（八）との差信号ｅ（ｎ）が計算される。重み
ずけ回路４９０は重みずけ関数ｗ（ｎ）Ｑ用いて重みす
け誤差ｅｗ（ｎ）？計算する。

ここで重みずけ関数ｗ（ｎ）の特性は、Ｚ変換値’ｔＷ
（Ｚ）とすると１合成フィルタの予測係数値を用いて次
式で弄わされる。

ここでｒはＱ（ｒ（１の定数であり、Ｗ（Ｚ）の周波数
特性を決定する。（１）式でＷ（Ｚ）を合成フィルタの
周波数特性に依存させて決めているのは、フォルマント
の近傍での誤差は耳につきにくいという聴感的なマスキ
ング効果を利用するためである。

第５図にあるフレームにおける音声信号のスペクトルと
、Ｗ（Ｚ）の周波数特性の一例とを示す。

ここではｒ＝０．８としである。図において横軸は周波
数（最大４ＫＨｚ）を、縦軸は対数振＠（最大６０ｄＢ
）をそれぞれ示す。また、上部の曲線は音声信号のスペ
クトルを，下部の曲線はＷ（Ｚ）のスペクトルを示す。

ｗｃａ■へ戻って１重みずけ誤差ｅｗ（ｎ）Ｕ誤差最小
化回路４５０ヘフィードバックされる。誤差最小化回路
４５０は次式に従い誤差電力ｔｆ計算する。

サンプル（５ｍｓｅｃ）としている。次に、誤差最小化
回路４５０は誤差富力εを小さくするように音源パルス
計算回路４４０に対しパルス位置及び振幅情報を与える
。合成フィルタ４３０はこの音源パルス列を駆動源とし
て合成信号ｘ（ｎ）　１に計算し。

減算器４２０では先に計算した誤差ｅ（ｎ）からもとま
った合成信号ｘ（ｎ）を減算し重みすけ回路４９０へ出
力する。重みずけ回路４９０Ｈ重みずけ誤差を計算し誤
差最小化回路４５０ヘフイードバツクし、誤差最小化回
路４５０は誤差電力を小さくするように音源パルスを調
整する。

こうして音源パルス列の発生から誤差最小化による音源
パルス列の発生までの一連の処理は音源パルス列があら
かじめ定められた値に達するまで繰り返される。

この方式の場合に伝送すべき情報は合成フィルタのにパ
ラメータＫｉ（１≦ｉ≦１６）と、音源パルス列の位置
及び振幅であるので、伝送ビットレイトが１５Ｋｂｐｓ
以下の領域では有効な方式と考えられる。

しかしながら、この従来方式は演算量が非常に多いとい
う欠点があった。これは音源パルスを計算する際に、一
旦信号を合成し、原音声信号との誤差電力を計算しこれ
を小さくするようにパルスの振幅と位置を調整している
ことに起因している。

すなわち、パルス計算に合成処理が必要であることに最
大の問題がある。また、この従来方式では。

伝送レイトを下げるとピッチ周波数の高い音声に対して
は合成音声の品質が劣化するという欠点があった。これ
は、ピッチ周波数が高い場合には。

パルス計Ｘのフレームに多くのピッチ波形が存在し、こ
れを良好に合成するためには多くのパルス数を必要とす
るためである。

（発明の目的） 本発明の目的は、比較的少ない演算量で、低い伝送ビッ
トレイトでも高品質な音声を合成することのできる高能
率の音声信号符号化復号化方法とその装置１１を提供す
ることにある。

（発明の構成） 本発明によると送信側では離散的な音声信号を入力し、
前記音声信号からピッチを表わすピッチパラメータを求
め、前記ピッチパラメータに応じた時間区間毎に前記音
声信号を分割し前記音声信号の短時間スペクトル包絡を
表わすスペクトルパラメータを求め、前記スペクトルパ
ラメータをもとに前記音声信号ｔｉわすための音源パル
ス列を前記時間区間に応じて求めた区間に含まれる時間
区間の内の一部の区間に対して求めて符号化し。

前記ピッチパラメータを表わす符号と前記スペクトルパ
ラメータを表わす符号と前記音源パルス列を表わす符号
とを組み合わせて出力し、受信側では前記組合わされた
符号を入力し、前記ピッチパラメータを表わす符号と前
記スペクトルパラメータを表わす符号と前記音源パルス
列を表わす符号とを分離して復号し、前記復号されたピ
ッチパラメータをもとに前記時間区間を復元して前記復
号されたスペクトルパラメータと前記復号された音源パ
ルス列とをもとに駆動音源信号を復元し前記時間区間に
応じて求めた区間について前記音声信号を合成すること
を特徴とする音声信号符号化復号化方法が得られる。

また本発明によると入力した音声信号からピッ誉ヲ表わ
すピッチパラメータを抽出し符号化するピッチ計算回路
と、前記ピッチパラメータに応じた時間区間毎に前記音
声信号を分割し前記音声信号の短時間スペクトル包絡を
表わすスペクトルパラメータを求め前記スペクトルパラ
メータをもとに前記音声信号を表わすための音源パルス
列を前記時間区間に応じて求め九区間に含まれる時間区
間の内の一部の区間に対して求めて符号化する駆動信号
計算回路と、前記ピッチ計算回路の出力符号と前記駆動
信号計算回路の出力符号とを組み合わせて出力するマル
チプレクサ回路とを含むことを特徴とする音声信号符号
化装置が得られる。

更に本発明によるとピッチパラメータを表わす符号とス
ペクトルパラメータを表わす符号と音源パルス列を表わ
す符号とが組み合わされた符号系列が入力され前記ピッ
チパラメータヲ麦わす符号と前記スペクトルパラメータ
ヲ弄わす符号と前記音源パルス列を表わす符号と全分離
して復号し前記復号されたピッチパラメータをもとにピ
ッチ周期に応じた時間区間を復元するデマルチプレクサ
回路と、前記復元された時間区間と前記復号されり音源
パルス列をもとに駆動音源信号を復元する駆動音源信号
復元回路と、前記駆動音源信号と前記復号されたスペク
トルパラメータｔもとに前記時間区間に応じて求めた区
間の音声信号を合成する合成フィルタ回路とを含むこと
を特徴とする音声信号復号化装置が得られる。

（不発明の原理） 本発明は音声信号の周期性を利用し、送信側では音声信
号からピッチ周期を表わすピッチパラメータを求め、ピ
ッチ周期にもとすいた時間区間毎に音声信号を分割する
。そして音声信号の短時間スペクトル包絡を表わすスペ
クトルパラメータを求めてこのスペクトルパラメータを
もとに音声信号を表わすための音源パルス列を、前記時
間区間に応じて求めた区間に含まれる時間区間のうちの
一部の区間に対して計算し受信側に伝送する。ここで音
源パルス列の計算には、例えば寛願昭５７−２３１６０
６＝に記載の第（２１）式を参照することができる。受
信側では、受信した音源パルス列の振幅、位置を用いて
音源信号を発生し音源パルス列が伝送されなかった時間
区間ではこの音源信号を補間することにより駆動音源信
号を復元し、この駆動音源信号とスペクトルパラメータ
を用いて前記時間区間に応じて求めた区間について音声
信号を合成する。

（実施例） 以下、不発明の実施例についてｌ／１ｌｉｌｉを参照し
て詳細に説明する。第１図（ａ）は本発明による音声信
号符号化装置の送信側の一実施例を示すブロック図であ
り、ｗ１図中）は受信側の一実施例を示すブロック図で
ある。

！１図（ａ）において、音声信号Ｘ（ｎ）が入力されあ
らかじめ定められたサノグル数だけバッファメモリ回路
１１０に蓄積される。ピッチ分析回路１３０はバッファ
メモリ回路１１０の出力を用いてピッチ周期Ｐｄを計算
する。Ｐｄの計算法は、例えば、アール　ブイ　コック
ス（ＦＬ、　Ｖ、Ｃ０Ｘ）氏らによる１リアル　タイム
　イングリメンティシ薯ン　オプ　タイム　ドメイン　
ハーモニツクスケイリング　オプ　スビーｆ−（’ＲＥ
ＡＬ−ＴＩＭＥＩＭＰＩＪＭＥＮＴＡ’Ｉ’ＩＯＮ　　
ＯＦ　　ＴＩＭＥ　　ＤＯＭＡＩＮＨＡＲＭＯＮＩＣ８
ＣＡＬＩＮＧ　ＯＦ　　５ＰＥＥＣＨ８ＩＧＮＡＬＳ”
）と題した論文（ＩＥＥＥ　　ＴＲＡＮＳ。

Ａ、８−　Ｓ−Ｐ−、ｐ、ｐ、　２５８−２７２．１９
８３バ文献２）等で述べられている方法を用いることが
できる。

ピッチ符号化回路１５０はピッチ周期Ｐｄｉあらかじめ
定められた量子化ビット数で周知の方法により量子化符
号化し、符号ｔｄ　をマルチプレクサ２６０へ出力する
。また復号化して得たＰｄ’をフレーム区間設定回路１
５５及び駆動信号計算回路２２０へ出力する。

フレーム区間設定回路１５５はピッチ周期Ｐｄｌを用い
てピッチ周期Ｐｄ’毎に音声信号を分割するための分割
位Ｉｔを求め、更に分割され死時間区間を幾つか含むよ
うにフレーム区間を設定する。以後、分割された時間区
間をサブフレームと呼ぶ。

フレーム区間はバッファメモリ回路１１０．合成フィル
タ回路２５０．駆動信号復元回路２４０へ出力される。

また分割位置は駆動信号計算回路２２０へ出力される。

次ににパラメータ計算回路１４０４’！バツフアメモリ
回路１１０からフレーム区間にもとすき音声信号を入力
し、入力した音声信号のスペクトル包絡を表わすにパラ
メータＫｉを計算する。ここでにパラメータはＰＡＲＣ
ＯＲ係数と同一のパラメータである。Ｋパラメータの計
算法としては、自己相関法がよく知られている。この方
法の詳細については、ジョン　マクホウルｆ、　（Ｊ　
ＯＨＮ　ＭＡＫＨＯＵＬ）氏らによる”クオンタイゼイ
シ曹ン　プロパテイブ　オプ　トランスミッシ冒ノ　パ
ラメターズイン　リニア　プリディクチイブ　システム
ズ（”ＱＵＡＮＴＩＺＡＴＩＯＮ　　ＰＲＯＰＥＲＴＩ
ＥＳ　　ＯＦＴＲＡＮ８ＭＩＳＳＩＯＮ　　ＰＡＲ，Ａ
ＭＥＴＥＲ８ＩへＬＩＮＥＡＦＬＰＲＥＤＩＣＴＩＶＥ
　８Ｙ８ＴＥＭＳ＝）　ト題した論文（ＩＥＥＥ　ＴＲ
ＡＮＳ、Ａ、Ｓ、８．Ｐ、。

ｐ、ｐ、３０９−３２１．１９７５３）（文献３．）等
に述べられているので、ここでは説明を省略する。

第１図（ａｌに戻って、にパラメータＫｉはにパラメー
タ符号化回路１６０へ出力される。にパラメータ符号化
回路１６０はあらかじめ定められた量子化ビット数に基
き周知の方法によりＫＭを符号化シ、符号１ｉ　ｆマル
チプレクサ２６０へ出力する。また、にパラメータ符号
化回路１６０はｔｉを復号化して得九にパラメータ復号
値Ｋｉ’　　Ｑ用いて周知の方法により予測係数値ａｉ
′に変換し。

インパルス応答計算回路１７０と重みずけ回路２００と
合成フィルタ回路２５０へ出力する。

インパルス応答計算回路１７０はにパラメータ符号化回
路１６０から予測係数値ａｉ’を入力し。

重みすけされた合成フィルタの伝達関数を表わすイノパ
ルス応答ｈｗ（ｎ）ｌ計算する。ここで、　ｈｗ（ｎ）
の計算には、例えば特願昭５９−０４２３０５１のｗＬ
４図（ａ）Ｋ記載のインパルス応答計算回路２１０と同
一の方法を用いることができる。インパルス応答ｈｗ（
ｎ）は自己相関関数計算回路１８０と相互相関関数計算
回路２１０とへ出力される。

自己相関関数計算回路１８０はインパルス応答計算回路
１７０からイノパルス応答ｈｗ（ｎ）ｆ入力し１次式に
従い自己相関関数を計算する。

自己相関関数Ｒｈｈ（ｍ）は駆動信号計算回路２２０へ
出力される。

次に減算器１２０はバッフ丁メモリ回路１１０から音声
信号Ｘ　（ｎ）をフレーム区間設定回路１５５における
フレーム区間にもとすくサンプル数だけ入力し、Ｘ（ｎ
）から合成フィルタ回路２５０の出力Ｘ（ｎ）を減算し
、結果！　（ｎ　）を重みずけ回路２００へ出力する。

重みずけ回路２００はｅ（ｎ）を入力し、また、Ｋパラ
メータ符号化回路１６０から子側係数ａ　ｉ　１を入力
し、ｅ（ｎ）に対し重みずけを施して求めたｅｗ（ｎ）
　　ｆ出力する。ここでｅｗ（ｎ）の計算には、例えば
１特願昭５９−０４２３０５＝　　のＷＬ４図（ａ）に
記載の重みすけ回路４１０と同一の方法を用いることが
できる。

相互相関関数計算回路２１０は重みずけ回路２００から
ａｗ（ｎ）を入力し、インパルス応答計算回路１７０か
らインパルス応答ｈｗ（ｎ）　を人力し、次式に従い相
互相関関数ψｈｘ（ｍ）を計算する。

相互相関関数ψｈｘ　（ｔｒｉ）は駆動信号計算回路２
２０へ出力される。

次に、駆動信号計算回路２２０は、フレーム区間設定回
路１５５から入力した分割位置を用いて区切られた相互
相関関数列と自己相関関数列を用いて音声信号を表わす
ｔめの音源パルス列を、幾つかの時間区間の内の一部の
区間（サブフレーム）について計算する。この手順を次
に示す。尚、ここでは−例として、２つのサブフレーム
に対シ。

片方のサブフレームについて音源パルス列を求め、残り
のサブフレームについては音源パルスをまび〈場合につ
いて説明する。

第２図（ａ）に−例としてサブフレーム４個分の音声波
形、第２図中）に第２図（ａｌの音声波形から求めた相
互相関関数列、第２図（ｃｌに４個のサブフレーム区間
をそれぞれ示す。

次に、２つのサブフレームのうち片方のサブフレーム（
ここでは前方のサブフレームとし、８２図（Ｃ）では１
，３で示したサブフレームである）に対して、音源パル
ス列ｔＩらかしめ定められた個数だけ計算する。ここで
音源パルス列の計算には、例えぼζ願昭５７−２３１６
０６″に記載の第（２１）式で示した方法分用いること
ができる。第２■（ｄ）に１番目と３番目のサブフレー
ムに対して、音源パルス列をあらかじめ定められた個数
だけ求め九例について示す。第２図（ｄ）では各サブフ
レームの割り当てパルス数は４としている。

このようにして求めｔパルスの振幅１位置は符号化回路
２３０へ出力される。

符号化回路２３０は入力したパルスの振幅、位＆を符号
化する。そして、パルスの振幅、位置の符号をマルチプ
レクサ２６０へ出力する。また。

入力したパルスの蛋幅、位置の復号値ｇｊ’、ｍｉ’を
駆動信号復元回路２４０へ出力する。ここで。

パルスの符号化法には、例えば”特願昭５７−２３１６
０５”に記載の符号化回路２５０と同一の方法を用いる
ことができる。他の符号化法として可変長符号化法、あ
るいは、差分符号化法等種々の方法が考えられる。

駆動信号復元回路２４０は符号化回路２３０から入力し
たパルスの振幅および位置の復号値を用いて、第２図（
ｄ）の１．３のサブフレームについて音源パルス列を発
生させる。次に第２図（ｄ）のサブフレーム２．４に対
してｔｌ、それぞれサブフレーム１．３の音源パルス列
をもとに補間して求める。

補間の特別の場合として例えばサブフレームｌ。

３の音源パルス列をピッチ周期Ｐｄｌ　　だけずらして
繰り返すこともできる。そして、フレーム区間設定呵路
１５５から入力したフレーム区間だけ駆動音源信号を求
めて１合成フィルタ回路２５０へ出力する。

合成フィルタ回路２５０は駆動音源信号、にパラメータ
を入力し１フレ一ム区間の応答信号Ｘ　（ｎ　）を計算
する。ここで、この計算には１例えば”特願昭５７−２
３１６０５’に記載の合成フィルタ回路３２０と同一の
方法を用いることができる。

マルチプレクサ回路２６０はにパラメータ符号化回路１
６０の符号ｌＫｉとピッチ符号化回路１５０の符号Ａｄ
と符号化回路２３０の符号を入力して一旦蓄積し、これ
らを組合せてあらかじめ定められ次時刻毎に送信側出力
端子２７０から出力する。

以上で本発明による音声信号符号化装置の送信側の説明
を終了する。

次に１本発明による音声信号符号化装置の受信側の構成
について第１図（ｂ）を参照して説明する。

デマルチプレクサ２９０はあらかじめ定められた時刻毎
に受信側出力端子２８０から入力した符号のうち、にパ
ラメータを表わす符号と、ピッチ周期を表わす符号と、
パルスの振幅１位ｔＵを表わす符号とを分離して、それ
ぞれにパラメータ復号回路３３０．ピッチ復号回路３２
０．パルス復号回路３００へ出力する。

Ｋパラメータ復号回路３３０はにパラメータを復号して
復号値Ｋｉ’ｆ合成フィルタ回路３５０へ出力する。

ピッチ復号回路３２０はピッチ周期Ｐｄ’を復号して駆
動信号復元回路３４０．フレーム区間設定回路３４５へ
出力する。

パルス復号回路３００はパルス振＠ｇｉ’、位置ｍｉ’
？復号して駆動イぎ号復元回路３４０へ出力する。

フレーム区間設定回路３４５に送信側におけるフレーム
区間設定回路１５５と同一の動作を行ない、求めたフレ
ーム区間を駆動信号計算回路３４０゜合成フィルタ回路
３５０へ出力する。

駆動信号復元回路３４０は送ｇ！ｒ９４Ｉｌの駆動信号
復元回路２４０と同一の動作を行ない１フレ一ム区間の
駆動音源信号を求めて合成フィルタ回路３５０へ出力す
る。

合成フィルタ回路３５０は駆動音源信号を入力し、送信
側の合成フィルタ回路２５０と同一の動作をしてｌフレ
ーム区間の合成音声信号Ｘ（ｎ）を計算し、バッファメ
モリ回路３５５へ出力する。

バッファメモリ回路３５５はあらかじめ定められたサン
プル数だけ合成音声信号を蓄積した後に受信側出力端子
３６０から出力する。

以上で本発明による音声信号符号化装置の受信側の説明
を終える。

駆動信号計算回路２２０におけるパルス計算法としては
１本実施例でのべた方法の他に、種々の方法を用いるこ
とができる。例えばパルスｔ１つ求めるごとに過去に求
め九パルスの振幅を調整する方法を用いることができる
。この方法の詳細については小野氏らによる１マルチパ
ルス駆動Ｗｆ声符号化法における音源パルス探索法の検
討１と題した論文（日本音響学会講演論文集　１５７．
１９８３）（文献４）等に述べられているのでここでは
説明を省略する。

ま次、駆動信号計算回路２２０にて音源パルス列を求め
る際に、サブフレームごとにパルｘ’ｒ求めていたが、
サブフレームをいくつか含む区間全体に対してあらかじ
め定められた個数のパルスを求めるようにしてもよい。

更に１本実施例の送信側では、にパラメータの分析に用
いたフレーム区間に属するサブフレームではにパラメー
タの値は一定としたが、にパラメータの値をサブフレー
ム毎に滑らかに変化させながらパルスを求めてもよい、
具体的には、Ｋパラメータの値を前後のフレームのにパ
ラメータの値を用いてサブフレーム毎に補間し、この値
を予測系数に変換して１重みすけ回路２００．インパル
ス応答計算回路１７０゜合成フィルタ回路２５０に出力
し、サブフレーム毎に係数を更新して求めた相互相関関
数、自己相関関数を用いてパルスを計算する。このよう
にした万がより良好な音声を合成できる。このようにし
た場合１合成フィルタのパラメータの補間法としては１
Ｍ線補間以外の方法も考えられる。

また１合成フィルタのパラメータを補間する場合、にパ
ラメータについて補間す・る方法の他に。

例えば、予測係数を補間する方法（但し、仁の場合はフ
ィルタの安定性をチェックする必要がある）や、対数断
面積関数を補間する方法や、自己相関関数を補間する方
法等を用いることもできる。これらの具体的な方法は、
ビー　ニス　アタル（Ｂ。

８、ＡＴＡＬ）氏らによる１スピーチ　アナリシスアン
ド　シンセシスパイ　リニアー　ブリディクシ冒ン　オ
プ　ザ　スピーチ　ウニイブ”（ｍ８ＰＥＥＣＨＡＮＡ
ＬＹ８Ｉ８　　ＡＮＤ　　８ＹＮＴＨＥＳＩＳＢＹ　Ｌ
ＩＮＥＡＲＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ　　ＯＦ　　ＴＨＥＳ
ＰＥＥＣＨＷＡＶＥ”）　とｆｆｌした論文（Ｊ、ＡＣ
ＯＵ８Ｔ。

８０Ｃ，ＡＭ、、　ｐ、　ｐ−６３７−６５５，１９７
１）（文献５）等に述べられているので、説明は省略す
る。

また本実施例では、サブフレーム区間を幾つか含むフレ
ーム区間の音声信号に対して、減算、相互相関関数計算
、音源パルス計算処理を行なったが、サブフレーム区間
毎に上記の処理を行なうようにしてもよい。更に、にパ
ラメータの分析に用いるフレーム区間は上記の減算相互
相関関数計算、音源パルス計算処理をする区間と同じに
してもよいし、変えてもよい、またにパラメータの分析
に用いるフレーム区間については、音声の変化部では、
フレーム区間を短くシ、定常部ではフレーム区間を長く
設定してもよい。このようにし九はうが音声の変化部で
の品質を同上できるとともに伝送ビットレイトを下げる
ことができる。このようカ構成とする場合、にパラメー
タ分析フレーム区間をピッチ周期に厄じて決めてもよい
し、ピッチ周期と関係なく決めてもよい。

また２つのサブフレームに対して１つのサブフレーム分
のパルスを伝送する例について説明したが、３つ以上の
サブフレームに対して１つのサブフレーム分のパルスを
伝送してもよい。このようにした万がより伝送ピットレ
イトを低減できる。

またこの間引き率は一定でなくてもよい。例えばピッチ
周期に応じて変えることもできる。つまシ。

ピッチ周期が短いときには間引くサブフレーム数を多く
シ、ピッチ周期が長いときには間引く数を減らす構成と
することもできる。

本発明の他の構成として１次のようにすることもできる
。送信側で最初に一旦音源パルスの励振位置を求める。

これには駆動信号計算回路２２０において第一番目の音
源パルスを求めればよい。

次にこの励振位置をもとにしてピッチ周期に応じた時間
区間の開始位置を求め、この開始位置からピッチ周期毎
にあらかじめ定められた区間数だけ音声信号を分割する
。そして音声信号を良好に表わす音源パルス列を、幾つ
かの時間区間の内の一部の区間に対して、前記実施例と
同一の方法を用いて求めるようにしてもよい。但しこの
上う々構成とした場合には時間区間の開始位置の情報を
受信側に伝送する必要がある。

尚、ディジタル信号処理の分野でよく知られているよう
に、自己相関関数はパワスペクトルから計算することも
できる。また、相互相関関数はクロスパワスペクトルか
ら計算することもできる。

これらの対応関係については、ニー　ブイ　オツペンハ
イム（Ａ、Ｖ、ＯＰＰＥＮＨＥＩＭ）氏らによる”ディ
ジＩ　ｋ信号処理”ＤＩＧＩＴＡＬ　８ＩＧＮＡＬＰＲ
ＯＣＥＳＳ工ＮＣｊｍ　と題し几単行本（文献６）等の
第８章にて詳細に説明されているので、ここでは説明を
省略する。

（本発明の効果） 以上説明し九ように本発明は音声信号の周期性を利用し
、ピッチ周期に応じた時間区間毎に音声信号を分割し音
声信号の短時間スペクトル包絡を表わすスペクトルパラ
メータをもとに音声信号を表わす音源パルス列を前記時
間区間の幾つかのうちの一部の区間について求めている
ので、比較的少ない演算量で低い伝送ビットレイトにお
いても高品質な音声を合成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

ａｌｌ園（ａ）、　（ｂ）は、本発明による高能率音声
信号化および復号化装置の一実施例を表わすブロック図
、第２■は駆動信号計算回路２２０における処理内容の
一例を示す図、第３図は従来方式の構成を示すブロック
図、第４図はマルチパルスで表ワし丸背源信号の一例を
示す図、第５図は音声信号の周波数特性とｗ、３図に記
載の重みすけ回路の特性の一例金示す図である。 図において、１１０，３５５．４１０・・・・・・パラ
フチメモリ回路、１２０．４２０・・・・・・減算回路
、２５０．３５０，４３０・・・・・・合成フィルタ回
路。 ２００．４９０・・・・・・重みずけ回路、１７０・・
・・・・インパルス応答計算回路ｈ　１８０・・・・・
・自己相関関数計算回路、２１Ｏ・・・・・・相互相関
関数計算回路、２２０・・・・・・駆動信号計算回路、
２４０．３４０・・・・・・駆動信号復元回路、１３０
・・・・・・ピッチ分析回路、１４０゜４８０・・・・
＊＊Ｋ　パラメータ計算回路、１５０・・・・・・ピッ
チ符号化回路、１５５，３４５・・・・・・フレーム区
間設定回路、１６０・・・・・・Ｋパラメータ符号化回
路。 ２３０・・・・・・符号化回路、２６０・・・・・・マ
ルチプレクサ、２９０・・・・・・デマルチプレクサ、
３００・・・・・・パルス復号回路、３２０・・・・・
・ピッチ復号回路、３３０・・・・・・Ｋ／＜ラメータ
復号回路、４４０・・・・・・音源パルス発生回路、４
５０・・・・・・誤差最小化回路をそれぞれ示す。 （ｋノ （Ｃ） ｃｄ） 茅　２ｍ を＋＋＋＋＋＋　　＋　　＋＋＋＋　　＋＋＋＋＋＋＋
−１電 察３ｖＡ 芽　５　Ｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側では離散的な音声信号を入力し、前記音声
   信号からピッチを表わすピッチパラメータを求め、前記
   ピッチパラメータに応じた時間区間毎に前記音声信号を
   分割し前記音声信号の短時間スペクトル包絡を表わすス
   ペクトルパラメータを求め、前記スペクトルパラメータ
   をもとに前記音声信号を表わすための音源パルス列を前
   記時間区間に応じて求めた区間に含まれる時間区間の内
   の一部の区間に対して求めて符号化し、前記ピッチパラ
   メータを表わす符号と前記スペクトルパラメータを表わ
   す符号と前記音源パルス列を表わす符号とを組み合わせ
   て出力し、受信側では前記組合わされた符号を入力し、
   前記ピッチパラメータを表わす符号と前記スペクトルパ
   ラメータを表わす符号と前記音源パルス列を表わす符号
   とを分離して復号し、前記復号されたピッチパラメータ
   をもとに前記時間区間を復元して前記復号されたスペク
   トルパラメータと前記復号された音源パルス列とをもと
   に駆動音源信号を復元し前記時間区間に応じて求めた区
   間について前記音声信号を合成することを特徴とする音
   声信号符号化復号化方法。
2. （２）入力した音声信号からピッチを表わすピッチパラ
   メータを抽出し符号化するピッチ計算回路と、前記ピッ
   チパラメータに応じた時間区間毎に前記音声信号を分割
   し前記音声信号の短時間スペクトル包絡を表わすスペク
   トルパラメータを求め前記スペクトルパラメータをもと
   に前記音声信号を表わすための音源パルス列を前記時間
   区間に応じて求めた区間に含まれる時間区間の内の一部
   の区間に対して求めて符号化する駆動信号計算回路と、
   前記ピッチ計算回路の出力符号と前記駆動信号計算回路
   の出力符号とる組み合わせて出力するマルチプレクサ回
   路とを含むことを特徴とする音声信号符号化装置。
3. （３）ピッチパラメータを表わす符号とスペクトルパラ
   メータを表わす符号と音源パルス列を表わす符号とが組
   み合わされた符号系列が入力され前記ピッチパラメータ
   を表わす符号と前記スペクトルパラメータを表わす符号
   と前記音源パルス列を表わす符号とを分離して復号し前
   記復号されたピッチパラメータをもとにピッチ周期に応
   じた時間区間を復元するデマルチプレクサ回路と、前記
   復元された時間区間と前記復号された音源パルス列をも
   とに駆動音源信号を復元する駆動音源信号復元回路と、
   前記駆動音源信号と前記復号されたスペクトルパラメー
   タをもとに前記時間区間に応じて求めた区間の音声信号
   を合成する合成フィルタ回路とを含むことを特徴とする
   音声信号復号化装置。