JPS63142399A

JPS63142399A - 音声分析合成方法及び装置

Info

Publication number: JPS63142399A
Application number: JP61289708A
Authority: JP
Inventors: 隆矢頭
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1988-06-14
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0636158B2; US5054073A

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）この発明は音声分析合成方法及びその装置、特に音声の
符号化に関するものである。

（従来の技術）従来、この種の技術としてザ・ベル・システム・テクニ
カル・ジャーナル（Ｔｈｅ　Ｂｅ１ｌ　ＳｙｓｔｅｍＴ
ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　）　、　５５［８
］（１９７Ｂ−１０）　（米）Ｐ、！０６９−１０８５
に記載される帯域分割型音声分析合成方式（５ｕｂ−Ｂ
ａｎｄ　Ｃｏｄｉｎｇ方式とも呼ばれ、以降ＳＢＣ方式
と略す）が知られている。このＳＢＣ方式は第４図に示
されるように音声信号の周波数帯域を複数（通常４〜８
）の帯域（図中■、■、■及び■で示す。）に分割し、
各分割チャネルの出力を別々に符号化、復号化する方式
である。

第５図にこのＳＢＣ方式の基本的な回路構成を示す。ま
た、第６図（Ａ）〜（Ｅ）は第５図の回路の動作を説明
するための図である。以下、第５図、第６図（Ａ）〜（
Ｅ）を用いてＳＢＣ方式の動作を説明す′る。

先ず、分析器の動作は次の通りである。マイク（図示せ
ず）等から人力されたアナログ音声信号は、ローパスフ
ィルタ（図示せず）に入力されて所定のサンプリング周
波数の１ｌ２以上の周波数成分を除去された後、Ａ／Ｄ
変換器（図示せず）で所定のサンプリング周波数におい
てアナログ信号からディジタル信号Ｓ（ｎ＋　に変換さ
れる。ここでｎはサンプル番号である。このディジタル
化された人力信号Ｓｌｎ＋はバンドパスフィルタ５０に
入力され、第６図（Ａ）に示す如く特定の帯域成分（こ
こではＷｌに−Ｗ２ｋ）が抽出される。次にこのバント
パスフィルタ５０の出力信号は乗算器５Ｉにおいて第６
図（Ｂ）に示したＷ３．なる周波数をもったコサイン波
（ＣＯＳ波）と乗算されることによりｃｏｓ変調が１Ｊ
ｈされ、第６図（Ｃ）の如く（０−Ｗｉの基底帯域にシ
フトされる。このとき生じる２Ｗｌｋ以りの不要な周波
数成分Ｒ。

（ω）（例えば、第６図（Ｃ）で点線で示した成分）を
ローパスフィルタ５２によって除去する。このようにし
て得られる信号ｒｋ（。、はＷｋ以下の周波数成分しか
必要としないものであるから、２Ｗ、のサンプリング周
波数でサンプリングすれば必要かつ十分な情報が保たれ
る。このためにダウンサンプリング部５３によって必要
以上に高いサンプリング周波数を２Ｗｋに落としてダウ
ンサンプリングを行い、このダウンサンプリングした信
号を符号器５４で符号化し、符号化された信号を合成器
へ伝送する。

次に、合成器において分析器と全く逆の処理を行うこと
により、分析器から送られてきた信号を復号する。すな
わち、符号化された信号を復号器５５によって復号した
後、補間部５６によって分析器でダウンサンプリングさ
れた（３　％を元のサンプリング周波数に戻すためにア
ップサンプリングを行う。この補間部５６からの出力信
号は、乗算器５７において第６図（Ｄ）に示したＷＩｋ
なる周波数をもったｃｏｓ波と乗算されることにより復
調され、第６図（Ｅ）に示した如く基底帯域（〇−ＷＫ
）から再びもとの周波数帯域（Ｗ−＋　ｈ−Ｗ　ｚｍ）
に戻された後、バンドパスフィルタ５８によって信号中
の（Ｗ　＋　ｋ−Ｗ　２　ｋ）以外の帯域の成分を除去
する。

このようにして、合成器から信号Ｓ□。、が出力される
。

上記一連の処理を各分割帯域（チャネル）毎にそれぞれ
行い、最後に全チャネルの出力を加算して出力音声信号
を得る。

以上がＳＢＣ方式の基本的な動作内容であるが、第５図
の回路構成を直接装置化することはあまりなく、回路量
を削減するためにバンドパスフィルタ５０．５８を用い
ない第７図のような構成のＳＢＣ方式も提案されている
。

次に、この第７図の回路の動作を説明する。

先ず、分析器において、ディジタル化された入力信号Ｓ
（。、はａ素信号ｅ′ωに″［ここでω、＝（Ｗ　＋　
ｈ　＋Ｗ　２　ｂ　）　／　２　］にて複複変調される
。この複素変調は、乗算器６１ａによるｃｏｓ変調（変
調波はｃｏｓωｋｎ）、乗算器６１ｂによるサイン（ｓ
　ｉ　ｎ）変調（変調波はｓｉｎのｌ、ｎ）により行わ
れる。乗算器６１ａ　、　６１ｂの出力は帯域幅（０−
ω、、／２）（７）ローパスフィルタ６２ａ　、　６２
ｂにそれぞれ入力されフィルタリングされる。このよう
にして、ローパスフィルタ６２ａがらは複素信号ａ　ｋ
ｆｎｌ　＋　ｊ　ｂ　ｋ（ｎｌの実部ａｋ（ｎｌが、ロ
ーパスフィルタ６２ｂからは複素信号ａ　ｋ（ｎｌ　＋
　ｊ　ｂ　ｋｆｎｌの虚部１）ｋ（ｎｌがそれぞれ出力
される。各信号ａｈｔｎｌ、ｂｋ（。、はそれぞれダウ
ンサンプリング部６３ａ　、　６３ｂによって周波数Ｗ
ｋにダウンサンプリングされた後、符号器６４によって
符号化され、合成器側へ伝送される。合成器においては
符号化された信号は復号器６５によって復号された後、
補間器６６ａ　、　６６ｂによって元のサンプリング周
波数に戻され、次に帯域幅（０−ωに／２）のローパス
フィルタ６７ａ　、　６７ｂを通してフィルタリングさ
れた後、乗算器６８ａによるｃｏｓ波との乗算、乗算器
６８ｂによるｓｉｎ波との乗算によって復調され、さら
に加算器６９で信号のＣＯＳ成分とｓｉｎ成分とが加算
され、当該分割帯域の信号が合成される。

以上がＳＢＣ方式の動作原理であるが、この方式は音声
信号そのものを符号化する方式に比べ以下のような特長
がある。

各チャネルの量子化誤差は白色雑音に近く、周波数スペ
クトル上の全域に広がるが、そのうち各チャネルの帯域
内の雑音だけしか各チャネルには落ちてこないため、量
子化雑音を軽減出来る。また、各チャネルの量子化誤差
はその周波数帯域内の信号のみに関係し、音声のように
低周波成分が大きく、高周波成分が小さい信号において
は周波数の高い帯域のチャネルでの誤差は信号全体から
見れば僅かな誤差にしかならない。さらに、音声信号の
うち高い周波数の成分は雑音成分が主であり、この帯域
での誤差は聴覚上あまり影雷しない。

従って、このような性質を考慮して帯域の分割方法や各
チャネルの信号に与える量子化ビット数を設定すること
により、音声信号を直接符号化する方式に比べ、約１／
２程度の情報量で実現出来る。すなわち、８ｋＨｚでサ
ンプリングされたＰＣＭ音声に対し、これを直接、例え
ばＡＤＰＣＭ符号化した場合、約３０にビット／秒程度
の情報量が必要であるが、ＳＢＣでは聴覚上はぼ同品質
の合成音が１６にピッ６フ秒＠後の情報量で得ることが
出来る。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、当然のなりゆきとして高品質の合成音をさら
に少ない情報量で実現したいという要求かある。しかし
ＳＢＣ方式は基本的には波形符号化方式であるから情報
圧縮もＩＯＫビット／秒程度が限界で、この領域による
とｆｌｕ化ビット数の不足から、量子化雑音により合成
音ザラツキが目立ったり、或は帯域の不足がら音がこも
ったり、音韻性がくずれてしまうという問題点があった
。

このような問題点の解決を図るため、この出願の発明者
等は種々の研究等を行った。これら研究によると、現在
のところ、音声波形を直接符号化するＡＤＰＣＭ方式や
ＡＰＣＭ方式、或は面述の如く帯域分割した波形を符号
化するＳＢＣ方式など波形符号化方式に属する方式では
無音区間の圧縮は全くではないが、あまり行われていな
い。特にＳＢＣ方式では例がないようである。しかし、
よく知られているように通常の会話音声の中には相当量
の無音区間が含まれており、会話が途切れている区間は
もちろんのこと、連続的に会話が続いている区間におい
ても息つぎゃ閉鎖区間を伴う破裂音などで全体の２０％
近い無音区間が生じる。

従って、これらの区間を音声区間に含めて情［を同じよ
うに与えるのは無駄である。また、ＳＢＣ方式のように
帯域分割を行う方式ではチャネル毎に振幅がある部分と
、はとんどないという場合がある。すなわち、人間の耳
は音声をスペクトル上のピーク（ホルマント）の位置、
大きさなどによって、それぞれの音韻を聞き分けており
、スペクトルの谷の部分は比較的音声情報としでの重要
度は低い。さらに、音声の信号レベルが小ざい音ではこ
の谷の部分はほとんどノイズレベル以下という場合がま
まある。実際上このような部分は無音として取り扱って
も音韻性を損なうことはほとんどない。また、周波数帯
域分割を行わない音声分析合成方式での無音圧縮では、
全帯域に対して一律に有音／無音の判定を下すわけであ
るから、ノイズのレベルが大きい場合、有音／無音の判
定レベルを大きくすれば音声パワーの小さい摩擦音など
の音声区間までも無音と判定されて失われてしまい、逆
に、判定レベルを小さくすればノイズのみの区間も有音
と判定され情報圧縮の効果が得られない。

ところで、音声のスペクトルはノイズのスペクトルに比
べ、その音韻性を表わす特徴的な偏りを持っているため
、音声を複数の帯域に分け、各帯域毎に無音判定を行え
ば、帯域全体でみた音声パワーが小さい場合でもパワー
の偏った帯域の成分は保存され、それ以外のノイズ成分
だけしか持たない帯域の情報は削除されるため、音韻性
の確保、情報圧縮両方の効果を得ることが出来る。

従って、この出願の第一発明の目的は音声信号のチャネ
ル毎にその振幅レベルから無音区間の有無を判定し符号
化の必要ないチャネルの信号を圧縮する音声分析合成方
法を提供することにある。

さらに、この出願の第二発明の目的は、このような音声
分析合成方法を実施するための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）第一発明の目的の達成を図るため、この発明によれば、
一定時間区間（フレーム長）毎に、各分割チャネルの出
力信号の振幅レベルを判定し、前記振幅レベルが各チャ
ネル毎に定められた基準レベルを越えているチャネルの
出力信号のみを符号化することを特徴とする。

さらに、第二発明の目的の達成を図るため、この発明の
音声分析合成装置によれば、一定時間区間（フレーム長）毎に各分割チャネル信号の
振幅レベルを検出する振幅レベル検出部と、この振幅レ
ベル及び各分割チャネル毎に定められた基準レベルの大
小を比較して有音又は無音を判定し有音時には分割チャ
ネル信号の符号化情報を及び無音時には分割チャネル信
号の符号化を行わないことにより圧縮するための無音判
定信号を符号化器にそれぞれ出力するレベル判定部とを
有する分析側無音検出器を設けたことを特徴とする。

この第二発明の実施に当っては、分析側からの符号化さ
れた分割チャネル信号を有音時にのみ復号化するための
復号化信号を及び無音時には復号化器の出力を平レベル
にするための無音判定信号を復号化器にそれぞれ出力す
るための合成側無音検出器を設けるのが好適である。

さらに、この第二発明の好適実施例によれば、振幅レベ
ル検出部には、各分割チャネル信号の振幅レベルの絶対
値を出力する絶対値回路と、フレーム長内での振幅レベ
ルの絶対値の最大値を最大振幅レベルとして出力する最
大値検出回路とを設けることが出来る。

さらに、この第二発明の他の実施例によれば、レベル判
定部には、最大振幅レベルに対応しかつ符号化器での量
子化ステップ幅を定めるための量子化レベルに変換した
後この量子化レベルを符号化する量子化レベル変換符号
化回路と、この量子化レベルが基準レベルを越えていな
い無音時の量子化レベルの符号化結果を無音判定信号と
して出力し及び越えている有音時の量子化レベルの符号
化結果を出力する分析側無音判定回路と、この符号化結
果を復号した後量子化ステップ幅に変換して符号化器に
出力する分析側量子化ステップ幅復号変換回路とを具え
、さらに、分析側から合成側に送られてきた符号化結果が
前記基準レベルを越えていない無音時の符号化結果を無
音判定信号として復号化器へ出力し及び越えている有音
時の符号化結果を出力する合成側無音判定回路と、この
有音時の符号化結果を分析側から合成側へ送られてきた
符号化された分割チャネル信号の復号化のための量子化
ステップ幅に変換してこの復号化器に出力する合成側量
子化ステップ幅変換回路とを設けるのが好適である。

尚、上述において、全でのチャネルに対し、同じ判定基
準レベルを設けることは妥当ではなく、それぞれのチャ
ネルの周波数帯域に応じて判定基準レベルすなわち無音
レベルを選定する。

（作用）このように、この出願の第−及び第二発明によれば、音
声がほぼ定常であると見なせる例えば５〜３０ｍ　ｓの
一定時間区間を予め定め、このフレーム長毎に、周波数
分割された各チャネルにおける有音／無音の判定を行い
、各チャネルにおいて有音区間と判定された区間のみそ
のチャネルの出力信号を符号化して伝送する。又無音区
間においてはそのチャネルの出力信号は符号化せずに圧
縮して合成側において「０」レベル信号を復号して出力
する。このように無音区間において音声情報量の圧縮を
行う。

（実施例）以下、図面を参照して、この発明の実施例につき説明す
る。

第１図はこの発明の詳細な説明するための第７図に示し
たＳＢＣ方式の帯域分割型音声合成装置に本発明を通用
した場合の実施例を示すブロック図であり、各チャネル
成分の符号化にはＡＰＣＭを用いている。また第１図は
１つのチャネルのみについて記しである。

第１図において、ｌＯは入力端子、Ｉｌａ及びｌｌｂは
乗算器、＋２ａ及び＋２ｂはローパスフィルタ（ＬＰＦ
）、１３ａ及び１３ｂはＲ：１のダウンサンプリング部
でこれらは分析側の装置構成部分であって、第７図に示
した分析器の構成に対応する。さらに、合成側の装置構
成部分も、第７図の合成器の構成と対応して構成してあ
り、１６ａ及び＋６ｂは１：Ｒの補間器、＋７ａ及び１
７ｂはローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１８ａ及び１８ｂ
は乗算器、１９は加算器及び２０は出力端子である。＋
４ａ及び１４ｂは例えばＡＰＣＭ符号化器であり、１５
ａ及び１５ｂは例えばＡＰＣＭ復号化器であるが、この
発明の実施例ではこれらＡＰＣＭ符号化器１４ａ　＆び
１４ｂ、ＡＰＣＭ復号化器１５ａ及び１５ｂを後述する
ように構成する。

これらの構成は、従来と同様に音声信号の周波数帯域を
複数の帯域に分割し、各分割チャネル信号を別個に符号
化し合成するようになしである。

この発明においては、分析側において周波数帯域分割さ
れた各チャネル毎に無音区間の検出を行って検出された
無音区間に対してはＡＰＣＭ符号化器１４ａ及び１４ｂ
における符号化器１１４ａ及び１１４ｂで符号化を行わ
ないようにするためすなわち圧ｌｒａ″するための無音
検出器２１ａ及び２１ｂを設ける。一方、合成側におい
ては、ＡＰＣＭ復号化器１５ａ及び＋５ｂにおける復号
化器＋１５ａ及びｌ　１５ｂの復号信号の対応する無音
区間での信号レベルを「０」としてこれら信号を生成す
るための無音検出器２２ａ及び２２ｂを設けた構成とす
る。そして、この実施例では、二わら無音検出器２１ａ
　、　２１ｂ及び２２ａ　、　２２ｂはそれぞれのＡＰ
ＣＭ符号化器１４ａ　、　１４ｂ及びＡＰＣＭ復号化器
１５ａ　、　＋５ｂにおいてＡＰＣＭＩＡ埋を行う機能
を果たしている構成となっている。さらに、１１０ａ、
ｌ　ＩＯｂは後述するマルチプレクサ及び１ｌｌａ、１
１１ｂは後述するデマルチプレクサである。

第２図（Ａ）は、この発明の説明に供する装置の要部を
示すブロック図であり、第１図において構成成分ｌｅａ
〜１８ａまでのｃｏｓ成分に対するブロックと、構成成
分１１ｂ〜１８ｂまでのｓｉｎ成分に対するブロックと
では変調波がＣＯＳとｓｉｎで異なるだけで動作は全く
同じであるため、ここではｃｏｓ成分に対する側の要部
の構成を示す。

以下、第１図及び第２図（Ａ）を参照してこの発明の装
置の一実施例の動作について説明する。

先ず、入力端子１０よりディジタル化された音声信号が
入力されると、その信号に対し、乗算器ｌｅａにおいて
チャネルの中心周波数と同じ周波数を持ったｃｏｓ波形
（ｃｏｓωｈ　ｔ）を乗じ振幅変調を行う。但し、ｋは
に番目のチャネルを表わしている。ｃｏｓ変調された音
声信号はωにの１／２の帯域を持ったローパスフィルタ
１２ａに通され、このチャネルのｃｏｓ成分の出力ａ−
（ｎ）が抽出される。次にローパスフィルタ１３ａの出
力ａｋ　（ｎ）は、ダウンサンプリング部１３ａにおい
て（チャネルの帯域幅）／（元の信号のサンプリング周
波数）のサンプルにダウンサンプリング（Ｒ：１）され
、その結果ａｋ　（ＳＲ）をＡＰＣＭ符号化器１４ａの
符号化器１１４ａによって符号化して伝送する。

符号化方式としてここでは、先に述べたようにＡＰＣＭ
を用いるが、この実施例ではある区間毎に量子化ステッ
プ幅を定め、その区間のデータに対しては現在定めた量
子化ステップ幅を用いて量子化を行うセグメンタルＡＰ
ＣＭ　（ＳＡＰＣＭ）を用いている。

さらに、この発明の主旨である無音圧縮もこのＳＡＰＣ
Ｍ符号化の過程で行っている。以下、符号化の動作につ
いて説明する。

第２図（Ａ）は第１図におけるＡＰＣＭ符号化器１４ａ
、ＡＰＣＭ復号化器１５ａでの所要の処理を行わせるた
め、この発明によって設けた無音検出器２１ａ及び２２
ａのブロック構成を主として示したものである。

この実施例においては、分析側無音検出器２１ａを振幅
レベル検出部２３ａと、レベル判定部２４ａとを以って
構成する。この振幅レベル検出部２３ａでは一定時間区
間すなわちフレーム長毎に各分割チャネル信号である出
力信号ａ１．（ＳＲ）の振幅レベルを検出する。一方、
レベル判定部２４ａでは、この検出された振幅レベルと
、各チャネル毎に定められた基準レベルとの大小の比較
を行って有音叉は無音の判定を行う。振幅レベルが基準
レベルを越えている有音時には分割チャネル出力のみを
符号化する符号化情報を符号化器１１４ａに出力する。

一方、振幅レベルが基準レベルを越えていない無音区間
では符号化を行わないことにより圧縮するための無音判
定信号を符号化器１１４ａに出力する。

ところで、通常、ダウンサンプリング後の出力ａ１．（
ＳＲ）を符号化するに際し、フレーム内での量子化ステ
ップ幅△Ｑｋ　（ｉ）（但し、ｉはフレーム番号）を求
める必要がある。

従って、ここでは、好適実施例として、この量子化ステ
ップ幅△ｑ＋、（ｔ）を求める過程を利用して前述した
無音判定信号及び符号化情報を形成する場合の分析側無
音検出器２１ａにつき説明する。この場合、量子化ステ
ップ幅（以下、単にステップ幅と称する。）△Ｑｋ　（
ｔ）はフレーム内の信号ａｉ　　（ＳＲ）の最大値が量
子化のダイナミックレンジに等しくなるように決める。

先ず、この実施例の振幅レベル検出部２３ａでは、各分
割チャネル信号ａｋ　　（ＳＲ）の振幅レベルの絶対値
を絶対値回路２５で算出し、さらにフレーム内でのその
最大値ａ　、、、、を最大振幅レベルとして最大値検出
回路２６で求める。この最大値ａ□８をレベル判定部２
４ａに送る。

当然のことながら符号化で用いたステップ幅△ｑｉ、（
ｉ）は復号化器１１５ａでも用いるため、ステップ幅△
Ｑｋ　（ｉ）を決定する量子化レベル△Ｑ’ｍ（ｔ）を
合成側に送る必要がある。従って、求まった最大値ａｍ
ａｘを、ここでは量子化レベル変換符号化回路２７にお
いて対数圧伸してビット数を削減し、合成側へ送出する
。この最大値ａ、ｆｉａＸの符号化すなわち量子化レベ
ル△Ｑ’ｍ（ｔ）への変換はテーブルを参照することに
よって行う。このため、この実施例ては量子化レベル変
換符号化回路２７には△ｑ’ｋ　（ｉ）符号化部２８及
びテーブルＲＯＭ２９を設ける。

テーブルＲＯＭ２９には第３図（Ａ）の如く出カイ３号
ａ、（ＳＲ）の全ダイナミックレンジに対して対数的に
割りふった最大値量子化レベルが昇順に格納しである。

この割りふりはチャネル及び最大値によって異なるが、
この場合、例えば（Ｍ＋１）（但し、Ｍは正の整数）段
階に割りふる。このＯからＭ段までを第３図（Ａ）の左
枠外に記し、こねに対応する量子化レベルを（量子化レ
ベル）。・・・（量子化レベル）、４の如く示しである
。

△Ｑ’ｂ（ｉ）符号化部２８ではこれらの値と現在求ま
った最大値ａ、ｆｉａ、とを逐次比較し、（量子化レベ
ル）Ｊ−＋＜ａゆａ８≦（量子化レベル）Ｊのときの（
量子化レベル）Ｊを量子化結果とし、これを指し示す値
ｊを符号化結果△ｑｈ（ｉ）として出力する。このとき
テーブルＲＯＭ２９の（量子化レベル）。には、無音閾
値が格納されており、△Ｑ’ｂ（ｉ）符号化部２８にお
いて「０」が出力された場合、このフレームを無音とみ
なす。

従って、レベル判定部２４ａに設けた分析側無音判定回
路３０では△Ｑ’　ｋ　（ｉ）符号化部２８からの量子
化レベルΔＱ′ｋ　（ｉ）が一定の基準レベルを圧えて
いるか否か、すなわちこの実施例では符号化結果△Ｑｋ
　（ｉ）である値ｊが「０」か否かを判定し、「０」で
あるならば分析側無音判定回路３０か６１ビツトの無音
判定信号を符号化器１１４ａに送り、この符号化器１１
４ａにおいて符号化データを生成しないことによって、
情報圧縮を行う。この無音情報に基づく圧縮は任意好適
な方式で行えばよい。この実施例では、ｉフレームの出
力信号が無音フレームと判定されて符号化結果へＱｍ　
　（ｉ）であるｊ＝　ｒｏ」の無音判定信号が符号化器
１１４ａに供給されるとすると、符号化器１１４ａの前
段に設けたバッファ回路３７から、この符号化器１１４
ａに順次に送られてくる・・・（ｉ−１）フレーム、ｉ
フレーム、（ｉ＋１）フレームといった各フレームの信
号成分のうちｉフレームの信号成分の符号化を行わず、
その結果・・・（ｉ−１）フレーム、（ｉ＋１）フレー
ム・・・の時間順次で合成側に信号が符号化器１１４ａ
から出力される。△Ｑ’ｋ　（ｉ）符号化部２８からの
量子化レベル△ｑ’ｂ（ｉ）が一定の基準レベルを越え
ている場合すなわち符号化結果△Ｑｋ　（ｉ）を表わす
値ｊか「０」でない場合には、この符号化結果△Ｃ１ｋ
　（ｉ）すなわち値ｊを分析側量子化ステップ幅復号変
換回路３１に供給してそこで量子化ステップ幅△ｑ＋、
（ｉ）に変換する。この分析側５量子化ステップ幅復号
変換回路３１には△Ｑｋ　（ｉ）復号化部３２及びテー
ブルＲＯＭ３３とを設けである。△Ｑｂ（ｉ）復号化部
３２においては送られてきた符号化結果△Ｑｂ　　（ｉ
）（値ｊ）に対応する量子化ステップ幅△Ｑｋ　（ｉ）
を復号し、符号化器１１４ａに送り当該フレーム区間の
ａ、（ＳＲ）の量子化を行う。

この復号に当り、テーブルＲＯＭ３３には最大値ａ、、
、ａ、、の量子化レベル△Ｑ′ｋ　（ｉ）の符号化結果
△ｑｋ　（ｉ）を表わす値ｊ（＝１〜Ｍ）に応じた量子
化ステップ幅△Ｑｋ　（ｉ）が△Ｑｊとして格納されて
おり、△Ｑｋ　（ｉ）復号化部３２ではこのテーブルＲ
ＯＭ３３を参照することによりこれらステップ幅△Ｑｊ
を生成して符号化器１１４ａに供給する。第３図（Ｂ）
にこのテーブルＲＯＭ３３の内容の一例を示しである。

これら値ｊ（＝１〜Ｍ）を左枠外に記し、これに対応す
る量子化ステップ幅△ｑｉ、（ｔ）のｊに対応するステ
ップ幅△Ｑ１（ｊ＝１〜Ｍ）を順次に示しである。

尚、この場合、△Ｑｊは、符号化Ｗｌｉ４ａでの量子化
ビット数をｐとすると［（ｆｆｉ子化レベル）、／２ｐ
−１］の量をとり得る。

このように、分析側で分割チャネル信号毎に無音時か有
音時かを判定し符号化器１１４ａにおいて有音時のみの
分割チャネル信号の符号化を行い及び無音時の分割チャ
ネル信号の符号化を行わないことにより圧縮して合成側
に送出する。

第２図（Ｂ）は打音時分割チャネル４２号ａ＝　　（Ｓ
Ｒ）を符号化器１１４ａで符号化し、て得られた符号化
結果Ａ、（ＳＲ）と、量子化レベル△Ｑ’　ｋ　（ｉ）
の符号化結果△９ｋ　（ｉ）とをマルチプレクサｌ　Ｉ
Ｏａで信号配列して送出されるフレームデータの状態を
説明するための説明図であり、第２図（Ｃ）は無音時に
おける同様なフレームデータの状態を説明するための説
明図であり、さらに、第２図（Ｄ）は（ｉ＋１）フレー
ムが無音ｌフレーム及び（ｉ＋２）フレームが有音であ
った場合のマルチプレクサ１１０ａから送出されるフレ
ームデータの状態の説明図である。

第２図（Ｂ）からも理解出来るように、ｌフレームが有
音時のフレームデータは、フレーム長をＬ（正の整数）
個のダウンサンプルとすると、先頭に量子化レベルの符
号化結果△ｑｋ　（ｉ）があり、これに続いてＬ個の分
割チャネル信号の符号化結果Ａｋ　（ｎ’　）、Ａｋ　
　（ｎ’　＋ｔ　）、・・・、Ａｋ　　（ｎ’　　＋　
Ｌ−１）（但し、ｎ’　　＝ＳＲ）が続いている。

ｌフレームが無音であると、その場合には符号化器】１
０ａからの分割チャぷル信号の符号化結果Ａｈ（ｉ）は
生じていないので、第２図（Ｃ）に示すようにフレーム
データは量子化レベルの符号化結果△Ｑｍ　　（ｉ）の
みとなる。

さらに、ｌフレームがイア音（ｉ＋１）フレームが無音
、（ｉ＋２）フレームが有音であると、第２図（Ｄ）に
示すようにｌフレームのフレームデータは量子化レベル
の符号化結果へＱｂ　　（ｉ）が先頭で続いてｌフレー
ムの分割チャネル信号のＬ個の符号化結果Ａｋ　（ｎ’
　）、Ａ、（ｎ’　＋１）、−−−１Ａｋ　（ｎ’　＋
Ｌ−１）があり、これに続いて（ｉ＋１）フレームの量
子化レベルの符号化結果△Ｑｋ　（ｉ＋ｔ）が続き、さ
らにこれに続いて（ｉ＋２）フレームの量子化レベルの
符号化結果△Ｑｂ　　（ｉ−１−２）及びその分割チャ
ネル信号のＬ個の符号化結果Ａｋ　（ｎ’　）、・・・
、Ａ、（ｎ’　　＋Ｌ−１）か続いたデータとなる。

一方、合成側では分析側より送られてくるフレームデー
タをデマルチプレクサ１ｌｌａにおいて量子化レベルの
符号化結果△ｑｂ（ｉ）と、分割チャネル信号の符号化
結果Ａ、（ＳＲ）とに分は量子化レベルの符号化結果へ
Ｑｋ　（ｉ）を合成側無音検出器２２ａで受は取る。こ
の実施例ではこの無音検出器２２ａを合成側無音判定回
路３４及び合成側量子化ステップ幅復号変換回路３５を
以って構成する。この合成側無音判定回路３４において
は、分析側無音判定回路３０と同様に受信した符号化結
果△ｑｋ　（ｉ）に対応する量子化レベルΔＱ’　ｋ　
（ｉ）か基準レベルを越えていない場合すなわちこの実
施例では例えばｊ＝「０」であると判定した場合には、
無音判定信号を復号化器１５ａに送出し、復号化器１１
５ａにおいて対応するフレーム区間分の「０」レベルの
出力を発生する。

送られてきた符号化結果へｑｋ　（ｉ）に対応する量子
化レベル△Ｑ’ｋ　（ｉ）が「０」でない場合には分析
側同様△Ｑｋ　（ｉ）復号化部３６においてテーブルＲ
ＯＭ：１７を参照して復号化信号としでのｆｉｌｆ化ス
テップ幅△Ｑｊを復号し、これを復号化器１１５ａに供
給し、そこでこの量子化ステップ幅△Ｑ、を用いて分析
側で量子化された符号化結果Ａｋ　（ＳＲ）を復号して
分割チャネル信号ａｋ’　　（ＳＲ）を得る。この合成
側量子化ステップ幅復号変換回路３５は前述した分析側
量子化ステップ幅復号変換回路３１と同様に作用する。

次に、第１図に戻って、復号された分割チャネル信号ａ
’　ｋ　（ＳＲ）は、補間器＋６ａによって補間されて
元のサンプリング周期に戻され、ローパスフィルタ１７
ａを通り、さらに、乗算器１８ａにおいてｃｏｓωｋｎ
を乗ぜられて再び元の周波数帯域に復元される。

以上の処理を他のチャネルも同様にして行い、最後に全
チャネルの出力結果を加算し、合成結果として出力する
。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、多くの変形又は変更を行うことか出来る。

例えば、上述した実施例ではセグメントＡＰＣＭ方式に
つき説明したが、この出願に係る発明はこれに限定され
るものではなく、帯域分割型の符号化復号化方法及び装
置に広く適用して好適である。

さらに、上述した実施例では合成側無音検出器及び分析
側無音検圧器を用いてＡＰＣＭ処理を行っているが、Ａ
ＰＣＭ処理自体は別の回路構成で行ってこれら検出器で
無音を検出させるのみであっても良い。

さらに、上述した実施例では、無音区間の検出を最大振
幅レベルを用いて行っているが、平均振幅レベルを用い
て行うことも出来る。又、上述した実施例では量子化ス
テップ幅の導出過程を利用しているため、レベル判定部
２４ａを量子化レベル変換符号化回路２７、分析側無音
判定回路３０及び分析側量子化ステップ幅復号変換回路
を以って構成しているか、このレベル判定部２４ａの構
成自体能の任意好適な構成とすることが出来る。又この
ような量子化ステップ幅の導出過程を利用しない構成で
無音区間の符号化を行わずに有音区間のみ符号化を行っ
て圧縮する場合には、レベル判定部２４ａを振幅レベル
と基準レベルとの比較を行ってその大小に応した制御信
号を符号化器１１４ａに送出する分析側無音判定回路と
すると共に、合成側無音判定回路も対応した構成とすれ
ばよい。

（発明の効果）以上述べたように、この発明によれば本来無音である区
間はもちろんのこと、有音区間においても、はとんど出
力のないチャネルの成分をデータから除去しているため
、少ない情報量で合成音が生成出来る。また、各チャネ
ルで無音判定を行っているため、不要なノイズ成分が削
減され、結果的に高品質な合成音を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の説明に供する、ＳＢＣ方式の音声分
析合成装置の実施例を示すブロック図、第２図（Ａ）は
第１図に示した装置の要部を示すブロック図、第２図（Ｂ）〜（Ｄ）は分析側から合成側へ送られるフ
レームデータの状態説明図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明に使用するテーブル
ＲＯＭの内容を説明するための図、第４図はＳＢＣ方式
の説明図、第５図は従来のＳＢＣ方式音声分析合成器の構成図、第６図は第５図の装置の動作を説明するための図、第７図は他の従来のＳＢＣ方式音声分析合成器の構成図
である。ｌＯ・・・入力端子、　　　　ｌｌａ　、　ｌｌｂ・・
・乗算器１２ａ　、　＋２ｂ　・−ローパスフィルタ（
ＬＰＦ）１３ａ　、１３ｂ　−（Ｒ：　１の）ダウンサ
ンプリング部１４ａ　、　１４ｂ　−−−Ａ　Ｐ　ＣＭ
符号化器１５ａ　、　１５ｂ　・・・Ａ　Ｐ　ＣＭ復号
化器１６ａ　、１６ｂ　・−（１：　Ｈの）補間器１７
ａ　、　１７ｂ−−・ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８
ａ　、　１８ｂ　・−乗算器、　　＋９・・・加算器２
０−・・出力端子、　　　　　２１ａ　〜２２ｂ　・−
無音検出器２３ａ＝・振幅レベル検出部２４ａ・・・レベル判定部２５・・・絶対値回路、　　　　２６・・・最大値検出
回路２７・・−！’ｊｔ子化レベル変換符号化回路２８
・・・△Ｑ’ｂ（ｉ）符号化部２９．３３．３７−テーブルＲＯＭ２Ｏ・・・分析側無音判定回路３１・・・分析側量子化ステップ幅復号変換回路３２・
・・△ｑｉ、（ｉ）復号化部３４−・・合成側無音判定回路３５−・・合成側量子化ステップ幅復号変換回路３６・
・・△Ｑｋ　（ｉ）復号化部３７・・・バッファ回路。特許出願人　　　　　　沖電気工業株式会社−で同　ｑ焚　数　（ｋＨｚ）ＳＦ３Ｃ方ｊ×の盲ｙ！ＬＴ３月国第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）音声信号の周波数帯域を複数の帯域に分割し、各
分割チャネル信号を個別に符号化して合成する音声分析
合成方法において、一定時間区間（フレーム長）毎の各分割チャネル信号の
振幅レベルを判定し、前記振幅レベルが各分割チャネル毎に定められた基準レ
ベルを越えている分割チャネル信号のみを符号化することを特徴とする音声分析合成方法。
（２）音声信号の周波数帯域を複数の帯域に分割して得
た各分割チャネル信号を個別に符号化して出力する符号
化器と、符号化された分割チャネル信号を受信して合成
する復号化器とを含む帯域分割型の音声分析合成装置に
おいて、一定時間区間（フレーム長）毎に各分割チャネル信号の
振幅レベルを検出する振幅レベル検出部と、該振幅レベ
ル及び各分割チャネル毎に定められた基準レベルの大小
を比較して有音又は無音を判定し有音時には分割チャネ
ル信号の符号化情報を及び無音時には分割チャネル信号
の符号化を行わないことにより圧縮するための無音判定
信号を符号化器にそれぞれ出力するレベル判定部とを有
する分析側無音検出器を具えることを特徴とする音声分
析合成装置。
（３）分析側からの符号化された分割チャネル信号を有
音時にのみ復号化するための復号化信号を及び無音時に
は前記復号化器の出力を零レベルにするための無音判定
信号を前記復号化器にそれぞれ出力するための合成側無
音検出器を具えることを特徴とする特許請求の範囲第２
項に記載の音声分析合成装置。
（４）前記振幅レベル検出部は、各分割チャネル信号の
振幅レベルの絶対値を出力する絶対値回路と、フレーム
長内での振幅レベルの絶対値の最大値を最大振幅レベル
として出力する最大値検出回路とを具えることを特徴と
する特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の音声分析
合成装置。
（５）前記レベル判定部は、前記最大振幅レベルに対応
しかつ前記符号化器での量子化ステップ幅を定めるため
の量子化レベルに変換した後この量子化レベルを符号化
する量子化レベル変換符号化回路と、該量子化レベルが
前記基準レベルを越えていない無音時の量子化レベルの
符号化結果を無音判定信号として出力し及び越えている
有音時の量子化レベルの符号化結果を出力する分析側無
音判定回路と、該符号化結果を復号した後前記量子化ス
テップ幅に変換して前記符号化器に出力する分析側量子
化ステップ幅復号変換回路とを具え、さらに、分析側か
ら合成側に送られてきた前記符号化結果が前記基準レベ
ルを越えていない無音時の符号化結果を無音判定信号と
して前記復号化器へ出力し及び越えている有音時の符号
化結果を出力する合成側無音判定回路と、該有音時の符
号化結果を前記分析側から合成側へ送られてきた符号化
された分割チャネル信号の復号化のための量子化ステッ
プ幅に変換して前記復号化器に出力する合成側量子化ス
テップ幅変換回路とを具えることを特徴とする特許請求
の範囲第４項に記載の音声分析合成装置。