ΚΙ 403891 ----_ΒΖ_ 五、發明說明（1 ) [發明所屬之技術領域] 本發明有關於可變率語音編碼和可變率解碼方法，在用 於語音資訊之傳送/儲存之語音編碼方式中，將可變率傳 送 fcb 較容晃之 CDMA(Code Division Multiple Acce.ss)方 式使用作為線路多工化方式，用在無線通信糸統，和利用 ^只（48711<：1'0110.113_1>3113€611*{{〇€16)交換之無線/有線通信 系統，另外，在用於語音之儲存用途等之可變率語音編碼 和解碼方法中，MCELP(Code E_xcited Linear Prediction)語音編碼方式作為基本演算法，用來控制音 源資訊參數之傳送/非傳送藉以使編碼率成為可變之方式。 [習知之技術] 在具有以CELP語音編碼方式作為基本方式之習知之可變 率語音編碼方法中，K處理框架為單位判定音源信號之傳 送/非傳送之具有可變率者包含有被揭示在日本國專利案 特開平7-3 6 49 5號公報之可變率語音編碼裝置之方法。圖9 表示該習知之可變率語音編碼方法之處理框架簞位之處理 步驟。該編碼處理是對於被分割成處理框架單位之語音信 號之輸入，以同一處理順序的實行。亦即，在目前之處理 框架之編碼處理結束後，輸入下一個處理框架之語音信號 ，從步驟SP1起開始編碼處理。首先在線型預測分析步驟 SP2進行語音信號之線型預測分析，抽出該處理框架之語 音信號作為表示頻譜資訊之線型預測參數。另外該線型預 测參數被另外編碼和送出。 然後，在音源編碼本探索步驟SP3，對於該處理框架之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 - \ly — — — — — — illl — Ι. I -Γ I I k II I « — — — — — — I— — 1^- i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 A7 403891 _B7_._ 五、發明說明（2 ) 輸入語音信號，以形成失真最小之方式獲得合成語音信號 ，依此方式選擇適應音源向量和雜音音源向量。此種處理 是記憶過去之驅動音源向量，對於適應音源編碼本和雜音 音源編碼本之輸出之最佳組合，順序使用在線型預測分析 步驟SP2所獲得之線型預測參數（量化後），將適應音源向 量和雜音音源向量加算後之信號，輸人到合成濾波器，選 擇被輸出之合成音信號和參考語音信號之輸入語音信號之 間之失真成為最小之組合，MA-b-S(Analysis by Synthesis)方法實現。 另外，適應音源編碼本是Μ語音信號之音距週期，時間 序列的輸出週期化之適應音源向量，雜音音源編碼本是記 憶多個由如同隨機雜音產生之時間序列之雜音音源向量和 將其輸出。其中，作為各個音源編碼本之構造是對於音源 進行增益之正規化，將時間序列並排者保持在編碼本，將 增益另外算出之進行編碼傳送之一般之構造，但是在Μ下 之說明中，各個音源向量包含音源增益。另外，在該過程 中，利用A-b-S方法，在獲得適應音源向量和雜音音源向 量之最佳組合之時刻，同時獲得合成音信號。 其次，在適應音源驅動合成語音信號合成步驟SP4，只 使用上述之音源編碼本探索步驟SP3所選擇之適應音源向 量，與音源編碼本探索步驟SP 3同樣的，使用合成濾波器 進行輸出。在下一個之送出判定步驟SP5，根據合成音品 質之臨界值之判定，經由制止雜音音源編碼本索引之傳送 ，用來實現可變率。 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - -----^-------'裝—‘----ί---訂---------線 (請先閱讀背面之注音3事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 403891 _____B7_· 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 亦即，在該送出判定步驟SP5，其實現是經由具備有： SNtt算出步驟SP5a，對於假想合成音，算出相對輸入語音 之SN比（信號對雜音之比臨界值比較步驟SP5b，用來使 該SN比和預先設定之某一個固定之臨界值進行比較；停止 轉送步驟SP5c，當該臨界值比較步驟SP5b判斷為即使制止 使用雜音音源編碼本索引，所獲得之語音品質亦超過該臨 界值時，就從被送出之編碼本索引中，制止雜音音源編碼 本索引之傳送；和通常送出步驟SP5d，在其他之情況時， 送出全部之編碼本索引。 在該送出判定步驟SP 5，於該處理框架之钃碼被送出之 後，在下一個之步驟SP6使該處理框架之編碼處理結束* 再度從步驟SP1起，開始下一個處理框架之處理*使其順 序的重複用來進行編碼處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，在日本國專利案特開平7-3 6 495號公報之可變率 語音編碼裝置中，對於只使用雜音音源向量合成之合成音 ，利用與上述者同樣之臨界值評估，用來進行制止該適應 音源編碼本索引之傳送之處理。但是，進行該處理之輸入 語音期間，因為大致被限定在週期性欠缺資訊之無音區間 ，所Μ不能改善語音之有音正常區賻之音質° [發明所欲解決之間題] CELP語音編碼方式之適應音源煽碼本所具有之任務是根 據語音之音距週期用來表現週期之構造，另外一方面之雜 音音源編碼本所具有之任務是對於適應音源編碼本不能表 現之成分，亦即除了音源資訊中之週期性成分以外之其餘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ——6 - A7 403891 _B7_ 五、發明說明（4 ) 成分，Μ雜音成分補助。另外，經由使用其相加後所產生 之音源信號，可Μ用來提高編碼後之音源信號之再現性， 可Μ獲得高品質之合成音。 在圖9所示之上述之可變率語音編碼方法中，於如同語 音之有音正常區間之語音之週期性近似無變化之區間，所 進行之處理是大致制止雜音音源編碼本索引之傳送，只進 行適應音源編碼本索引之傳送。然而，在本來之雜音音湄 向量只有適應音源向量時，因為所具有之任務用來補肋不 能充分表現之週期構造，所Μ當雜音音源向量全部不用時 ，週期構造之表現會變為不充分，在該區間之音質，當與 使適應音源向量和雜音音源向量雙方重蠱藉Μ合成之合成 音比較時，會有大幅之音質劣化為其問題。 另外，在Μ上述方式構成之習知之裝置之方法中，因為 不使用傳送附加資訊之另外之構造，進行制止雜音音源 編碼本索引之傳送，只傳送適應音源編碼本索引之動作， 所W輸入語音區間之音質改善之實現會有困難為其問題。 另外，在圖9所示之上述之可變率語音編碼方法中，對 於該處理框架之輸入語音信號，算出只利用適應音源向量 獲得之合成音之相對輸入語音信號之SNR (信號對雜音之比 )，使其與預先設定之固定之臨界值進行比較，用來決定 雜音音源編碼本索引之送出之有無。然而，在通常之CELP 語音編碼方式中，對於處理框架單位Κ失真最小之基準進 行編碼，所Μ對於處理框架單位之合成音之輸入語音信號 之SHR*即使在連續之框架間亦隨時會有大的變化。因此 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 7 - (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 訂---------镍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 408891 五、發明說明（5 ) 在上述之固定之臨界值基準，例如在語音之正常區間等， 框架單位之各個編碼本索引之送出/非送出會變為混亂， 其結果是會有合成音變為不穩定之問題。 本發明用來解決上述之問題，其目的是提供可變率語音 編碼方法和可變率語音解碼方法，在制止雜音音源編碼本 索引之傳送，和只進行適應音源編碼本索引之傳送之輸入 語音狀態*亦不會有編碼效率之劣化，可Μ改善音質，和 可Κ事先防止輸出合成語音之變成不穩定。 [解決問題之手段] 在本發明之可變率語音編碼方法中，採用CELP語音編碼 方式，具有：適應音源編碼本，用來收納Μ音距週期使過 去之框架之音源信號重複之適應音源向量；和雜音音源編 碼本，用來收納雜音音源向量；其特戳是所具備之步驟有 :音源編碼本探索步驟，Κ所獲得之第1合成語音信號對輸 入語音信號之失真成為最小之方式，利用音源編碼本和雜 音音源編碼本，選擇適應音源向量和第1雜音音源向量和 將其輸出；假想參考語音信號合成步驟，使用適應音源向 量所產生之音源信號，製成假想參考語音信號；第2音源 編碼本探索步驟，Μ所獲得之第2合成語音信號對假想參 考語音信號之失真成為最小之方式，選擇對應到適應音源 向量之第2雜音音源向量；和編碼語送出序列選擇步驟， 依照第2合成語音信號之品質，用來制止對應到第1雜音音 源向量之雜音音源編碼本索引之送出。 另外，在本發明之可變率語音編碼方法中，其中編碼語 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 2.97公釐） (請先閲讀背面之注Λ.思事項再填寫本頁) 裝i>----Γ--訂---------線/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 403891 --------線， A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 6 ) 送 出 序 列 選 擇 步 驟 具 備 有 * ♦ 合 成 音 品 質 尺 度 化 步 驟 9 對於 輸 入 語 音 信 號 將 第 1合成語音信號和第2合 成 語 音 信 號及 假 想 參 考 語 音 信 號 之 品 質 替 換 成 數 值 尺 度 * * 臨 界 值 算 出步 驟 使 用 合 成 音 品 質 尺 度 化 步 驟 所 算 出 之 第 1合成語音信 號 之 品 質 和 假 想 參 考 語 音 信 m 之 品 質 1 算 出 比 較 臨 界 值； 臨 界 值 fcb 較 步 驟 9 用 來 使 比 較 臨 界 值 和 第 2合成語音信號 進 行 比 較 和 送 出 判 定 步 驟 9 依 照 臨 界 值 fcb 較 步 驟 之 比較 結 果 判 定 是 否 制 止 對 應 到 第 1雜音音源向量之雜音音源 編 碼 本 索 引 之 送 出 〇 另 外 在 其 次 之 本 發 明 之 可 變 率 語 音 解 碼 方 法 中 $ 採用 CELF 語 音 解 碼 方 式 9 具 有 ♦ ♦ 適 應 音 源 編 碼 本 9 用 來 收 納Μ 音 距 週 期 使 過 去 之 框 架 之 音 源 信 號 重 複 之 適 ntef m 音 源 向 量； 和 雜 音 音 源 編 碼 本 用 來 收 納 雜 音 音 源 向 量 其 特 徵 是所 具 備 之 步 驟 有 * 第 1合成音輸出步驟 在收訊到之序列包 含 有 適 應 音 源 編 碼 本 索 引 和 雜 音 音 源 編 碼 本 索 引 之 情 況時 9 收 訊 到 之 適 應 音 源 編 碼 本 索 引 和 雜 音 音 源 編 碼 本 索引 所 對 應 之 適 ite 懕 音 源 向 量 和 雜 音 音 源 向 量 之 雙 方 用 來 產 生音 源 9 使 用 該 音 源 用 來 輸 出 第 1合成音 ;假想參考語音信號 合 成 步 驟 9 在 收 訊 到 之 % 統 未 包 含 有 雜 音 音 源 編 碼 本 索引 之 情 況 時 9 Μ 收 訊 到 之 適 Itftr 愿 音 源 編 碼 本 索 引 所 對 邮 臞 之 ids ItfR 週懕 音 源 向 量 用 來 產 生 音 源 9 使 用 該 音 源 用 來 合 成 假 想 參 考語 音 信 號 « t 和 第 2合成音輸i B步驟 ，K所獲得之合成語音信 . 號 對 假 想 參 考 纽 音 信 號 之 失 真 成 為 最 小 之 方 式 9 選 擇 收訊 到 之 適 應 音 源 編 碼 本 索 引 所 示 之 適 ntp 懕 音 源 向 量 之 神1 對 應 之雜‘ ——：----1------裝----^——訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 403891 A7 ~~___B7________ 五、發明說明（7 ) 音音源向量，藉Μ輸出使用選擇婼果所合成之第2合成音。 [發明之實施形態] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 下面將參照附圖用來詳细的說明本發明之實施形態。 ijfe形態1 . 阖1是流程圖，用來表示依照本發明之可變率語音編碼 方法之實施形態1。在圖1中，其與圖9之上逑習知之可變 率語音編碼方法之不同之處在於第2音源編碼本探索步驟 SP1 4和編碼語送出序列選擇步驟SP15。該第2音源編碼本 探索步驟SP 14所實行之處理是選擇對應到適應音源向量之 第2雜音音源向量，用來獲得對假想參考語音信號之失真 最小之第2合成語音信號。另外，編碼語送出序列選擇步 驟SP15所實行之處理是依照第2合成語音信號之品質，Γ 制止對應到第1雜音音源向量之索引送出。j 經濟部智慧財產局員工消費舍作社印製 另外，編碼語送出序列選擇步驟SP15之構成包含有合成 音品質尺度化步驟SP15a，臨界值算出步驟SP15b，臨界值 fcfc較步驟SP15c，傳送停止步驟SP15d和通常送出步驟SP5e 。另外，線型預測分析步驟SP11*音源編碼本探索步驟評 12，假想參考語音合成步驟SP13，因為與圖9之可變率語 $ 音編碼方法相同，所以Μ下只進行簡單之動作說明。 另外，在可變率語音編碼方法中，對於被分割成處理框 架單位之語音信號之輸入，Κ相同之處理流程順序的實行 處理。亦即，當先前之處理框架之編碼處理結束後，輸入 下一個框架之語音信號，從步驟SP10起開始編碼處理。實 行下一個之線型預測分析步驟SP11，音源編碼本探索步驟 冢紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7~ A7 403891 —----—J___ 五、發明說明U ) SP12和假想之參考語音信號合成步驟SP13。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該等處理以與習知者同樣之方法進行，在線型預測分析 步驄SP11輸出線型預测參數。然後在下一個之音源編碼本 探索步驟SP12，K參考語音作為輸入語音信號，選擇適應 音源向量和雜音音源向量用以獲得第1合成音信號，使其 與輸入語音信號之間之失真成為最小，和使第丨合成音信. 號一起被輸出。然後，在假想之參考語音信號合成步驟 SP13，輸出假想參考語音信號。 其次實行第2音源編碼本探索步驟SP14。在該處理中所 實行之處理是對於上述之假想合成語音信號，再度選擇雜 音音源向量用Μ獲得失真最小之第2合成音信號。亦即， Μ該第2合成音信號和假想參考語音信號合成步驟SP13所 獲得之假想參考語音信號之間之失真成為最小之方式，對 於音源編碼本探索步驟SP12所獲得之適應音源向量之最佳 組合之雜音音源向最，利用A-b-S方法選擇第2雜音音源向 量，藉K輸出第2合成音信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在本實施形態1中，音源編碼本探索步驟SP12之輸出之 第1雜音音源向量是傳送對象，因為第2雜音音源向量變成 非傳送，所Μ在第2音源編碼本探索步驟SP14，不需要輸 出第2雜音音源向量。 其次在編碼語送出序列選擇步驟SP15，進行判定是否傳 送第1雜音音源尚量。首先在合成音品質尺度化步驟SP15a ，對於先前之各個步驟所輸出之第1合成音信號，第2合成 音信號和假想參考語音信號，使其與該處理框架之輸入語 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 403891 A7 _____B7___ 五、發明說明（9 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 音信號進行比較，Μ數值尺度算出語音品質。該數值尺度 在本實施形態1中使用各個合成音信號和輸入語音信號之 SNR (信號雜音比）。 其次利用合成音品質尺度化步驟SP15a所獲得之各個合 成音信號之’S HR，使用臨界值算出步驟SP15b，用來算出判 定臨界值。在本實施形態中，使用Μ下所逑之算式用來算 出判定臨界值。在本實施形態中，該算式使用大量之資料 ，使用第1合成音信號，第2合成音信號和假想參考語音信 號，和輸入語音信號之SNR之統計性質（平均，分散），可 Μ使用進行定式化之方法實規。 [表1 ] 第1合成 第2合成 假想參考 音品質 音品質 音品質 平均（dB) 11.8 9.32 8.79 分散（dB) 7.22 7.40 7.43 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1是對於本實施形態之可變率語音編碼裝置，男聲/女 聲各5篇文章之輸入語音，涵蓋約6000個框架之箄1合成音 信號，第2合成音信號和假想參考語音信號，和輸入語音 信號之各個框架單位之SNR之平均和分敗之實例。由該表 t 中可K瞭解，第2合成音信號之SNR之平均值是將第1合成 音信號和假想參考語音信號之SNR之平均值内分成大約8: 2之比所取得之值，而且其分散大致相同。 對於各個SNR之分散，因為分別具有大致相等之值*所 Μ可K使用該內分比作為判定臨界值算出之基準。亦即* 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 403891 _B7______ 五、發明說明（i〇 ) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 求各個處理框架單位之第1合成音信號和假相參考語音信 號之相對輸入語音信號之SNR，K某一個固定比對其進内 分之方式，算出Μ該比（在表1之實例為大約8: 2)進行内分 之内分點之值作為判舍臨界值。 在臨界值比較步驟SP15c，使上述之算出之判定臨界值 和第2合成音信號之SNR進行比較。當第2合成音信號之SNR 低於被算出之判定臨界值時，就使用傳送停止.處理步驟 SP15d，停止第1雜音音源向量之傳送，當第2合成音信號 之S HR超過被算出之判定臨界值時*就使用通常送出處理 步驟SP15e *如通常之方式轉送第1雜音音源向量。由表1 之統計亦可Μ明瞭，在未傳送第1雜音音源向量之情況時 ，經由使用第2合成音信號，當與使用假想參考語音信號 之情況比較時，可Μ獲得品質良好之合成語音。 在編碼語送出序列選擇步驟SP15，在該處理框架之編碼 被送出之後，就在下一個之步驟SP1 6，使該處理框架之編 碼處理結束，從步驟SP 10起開始下一個處理框架之處理， 順序的對其進行重複之編碼處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在画2中，對於實施形態1之可變率語音編碼方法，使用 信號之流動用來說明其具體之動作。圖中之符號*是語音 信號輸入端，2是編碼輸出端。另外，符號3是線型預測分 析裝置* 4是適蠃音源編碼本，5是雜音音源編碼本，6是 合成濾波器。另外，符號7是最適音源選擇裝置，8是編碼 語送出序列選擇裝置，9是假想參考語音信號用緩衝器。 符號10、11、12、13是使用音源選擇開關，14是合成音輸 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -1 ^ - 403891 a? B7 ------- 五、發明說明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 出對象選擇開關’ 15是參考語音選擇開醑’ 16是適應音源 婿益選擇裝置’ 17是雜音適應音源增益選擇裝置°另外’ 對於各個信號’ S1是輸入語音信號’ S2是線型預測參數， S3是瘕想參考語音信號’ S4是第1合成音信號’ S5是第2合 $胃信號，S6是音源編碼本選擇控制信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 胃際上從語音信號輸入端1輸入該輸入語音S1。然後， 從編碼輸出端2輸出該編碼語送出序列選擇裝置8所選擇之 編碼序列。在線型預測分析裝置3被輸入有該輸人語音S1 ，藉Μ輸出線型預測參數S2。該線型預测參數S2可K進行 另外之量化，當作編碼序列之一部份的送出。適應音源編 碼本4和雜音音源編碼本5及適應音源增益選擇繡碼裝置16 和雜音適應音源增益選擇編碼裝置17均受音源編碼本選擇 控制信號S6之控制，用來輸出未包含增益之適應音源尚量 ,未包含增益之雜音音源向量，適應音源增益和雜音音源 增益，選擇後保持在等待下一個選擇之開始之狀態。另外 ，在本說明中，未包含增益之適應音源向量和適應音源增 益及未包含增益之雜音音源向量和雜音音源增益集合在一 起，分別稱為適應音源向量，雜音音源向量*該集合分別 Μ適應音源編碼本，雜音音源編碼本表示。 另外，合成滹波器6被輸入有得自線型預測參數S 2和適 應音源向量或雜音音源信號之組合之各種音源信號，藉Κ 對假想參考語音信號S3和合成音信號S4，S5進行合成。最 適音源選擇裝置7評佑參考語音信號S1或S3，和合成音信 號S4 ’ S5之間之失真，Μ使該失真成為最小之方式，選擇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公1' 一 14 一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403891 A7 B7 五、發明說明（12) 未包含增益之適應音源向量，未包含增益之雜音音源向量 ，適應音源增益和雜音音源增益，用來調整和輸出音源編 碼本選擇控制信號S6。編碼語送出序列選擇裝置8被輸入 有輸入信號S1，假想參考語音信號S3，第1合成音信號S4 *和第2合成音信號S5，利用該等之品質和另外算出之臨 界值之評估，用來控制雜音音源編碼本索引之送出。 假想參考語音信號用緩衝器9用來暫時保存假想參考語 音信號作為音源編碼塊選擇用。使用音源選擇開關10、n 、i2、13用來控制作為選擇對象之音源向量和其組合。合 成音輸出對象選擇開關14，在合成該假想參考語音信號S3 之情況，和選擇合成該第1合成音信號S4，第2合成音信號 S5之情況，用來控制其輸出對象。參考語音選擇開關15在 音源選擇遴程中，從輸入語音信號S1和假想參考語音信號 S3之中選擇參考語音信號。適應音源增益選擇裝置16和雜 音適應音源增益選擇裝置17分別接受音源編碼本選擇控制 信號S6，用來調整各個音源向量所具有之增益。這時所選 擇之各個增益被編碼和送出。 下面將使用圖1和圖2用來說明本實施形態1之每一個步 驟之動作。另外，圖1之媒型預測分析步驟SP11·編碼語 送出序列選擇步驟SP15因為分別對應到圖2之線型預溯| & 析裝置3，編碼語送出序列選擇裝置8，所K以下之說明對 其進行省略。首先，在圖1中之音源編碼本探索步驟SP12 ，依下述方式連接圖2之使用音源選擇開關1〇，π, 12, 13和合成音輸出對象選擇開關14，參考語音選擇開關15, 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注音2事項再填寫本頁) 袭----訂---------線 15 A7 B7 403891 五、發明說明（13 ) 然後進行開始。亦即*連接使用音源選擇開關10，將使用 音源選擇開關11連接到端子b側，將使用音源選擇開關12 遽接到端子b側，和連接使用音源選擇開關1 3。另外，將 合成音輸出對象選擇開關14連接到端子b側，和將參考語 .· 音選擇開關15連接到端子b側。 在此種連接狀態之圖2之信號流程是對合成濾波器6輸入 該適應音源向量和雜音信號向量之加算後之音源信號，從 合成滹波器輸出之合成語音信號，K對輸入語音信號S1之 失真成為最小之方式，輸出音源編碼本選擇控制信號S6* 用來選擇適應音源向量和雜音音源向量。該音源編碼本探 索步驟SP 12之處理結果是利用最終之來自合成濾波器6之 合成語音信號之輸出，獲得第1合成語音信號S4，選擇作 為其音源信號之適應音源向量和第1雜音音源向量。 其次，圖1之假想參考語音信號合成步驟SP13之實現是 使画2中之使用音源選擇開關10開路，將使用音源選擇開 關11連接到端子a側，將使用音湄選擇開關12連接到端子a 側，和將使用音源選擇開關13開路。另外，將合成音輸出 對象選擇開關14連接到端子a側，將參考語音選擇開關15 連接到端子b側。在此種連接狀態之圖2之信號流程是對合 成濾波器6輸入在音源編碼本探索步驟SP12所選擇之適應 音源向量作為音源信號，當作假想參考語音信號S3的輸出 *輸出到假想參考語音信號用緩衝器9和輸出到編碼音送 出序列選擇裝置8。 另外，圖1之第2音源編碼本探索步驟SP14之實現是在圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝---^----:11 訂---------線/'_ . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16 403S91 A7 ____B7 五、發明說明（14) 中 子 端 到 接 逋 11 11 關 開子 擇端 選到 源接 音連 J 2 用 1 使關 將開 ，擇 10選 關源 開音 擇用 選使 源將 音 ， 用側 使 ί 接 遵 側 接 a 5 關 開 擇 選 音一語 考 參 ο 條 開則 3 俱 11 1D 關子 開端 擇到 選接 源連 i 4 音 1 用關 使開 將擇 和選 另 象 對 出 輸 音 成 合 將 滹 成 合 對 是 程 流 .號 信 之 源 音 應 適 之 擇 選 所 2 1 P S ns xk. 圖驟 之步 態索 狀探 接本 連碼 種編 此源 在音 。 在 側入 a 輸 子6® 端器 到波 之 量 向 源 音 音 雜 W輸罾 量61衝 向器緩 波 濾 成 合 使 Μ * 號 信 源 音 之 後 算 加 用 ， 號式 信方 音 之 語小 考最 參為 想成 假真 在失 持之 保S3 被號 對信 號音 信語 音考 語參 成想 合假 之之 17 出 號. 信 制 控 擇 選 本 碼 編 源 音 出 輸 該 ° 量 向 源 音 音 雜 合 之 終 最 用 利 是 身 結 I: 理 處 之 4 1X P 5 驟 號 信 音 語. 成 合 2 第 得 獲 > 出 輸 之 號 信 步音. 索語 採成 本合 碼之 扁 6 鋸器 音 2 0 f 第成S5 量 向 源 音 音 雜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 態 形 施 實 本 第在 擇， 選外 , 另 中 Ί- 音 音 雜 之 明 說 所 止 為 前 百 音編 雜源 機音 随音 或雜 習是 學但 前 ， 事·引 用索 利加 於附 對* 設量 假向 是之 態列 形序 成間 構時 之之 本得 碼獲 編所 源等 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17 碼方法亦可K使用其他之方法，例如亦可Μ使用「Fast C E L P C 〇 d i n g B a s e d ο n A 1 g e b 1 i c C 〇 d e s j (J - P . A d 〇 u 1 , P. Mabilleau， M. Delprat, S. Morissette著，被記載 在 Proc. ICASSP* 87, pp 1957-1960(1987))之所謂之代 數激振編碼。 另外，使用該代數激振編碼之語音編碼方式包含有被掲 示在「05 40£1^之基本演算」（片岡章俊，林伸二*守谷 健弘，栗原祥子，間野-則著，NTT R&D，Vol . 45, pp _ 1 7 _ A7 403891 ^----- 五、發明說明.(1A) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 325-330 » (1996))之 CS-ACELPC Conjugate-Structure Algebraic)方式 * 採用 ITU-T G. 729 8fc bps標準方式 ’ Μ 此種方式作為編碼之基本演算*亦可適於使用本實施形 1所示之可變率語音編碼方法。該ITU-T G. 729 8kbps標 準方式中之代數激振源是對於5msec區間（40個樣本）之副 框架，Μ 4儒脈波之位置和極性表示。另外，在音距週期 比副框架長度短之情況時，採用Μ音距週期使其重複之音 距週期化方法。另外*使用共輛構造（Conjugate-Structure) 之增 益量化 方法可 Κ 強化 誤差 耐性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3〜圖6用來表示使用第2合成語音信號之效果•和用 來，說明使用該ΙΤϋ-Τ G. 729方式作為基本演算法，和使用 代數激振編碼作為雜音音源之情況時之波形之觀測結果。 另外，附加在圖中之各個信號之符號與圖2者對應。對於 圖3之輸入語音信號S1*在用Μ獲得圖4之第1合成音信號 S 4之過程中，第1雜音音源向量是在輸入語音信號S1附加 適應音源向量之週期性表現不足之部份，形成Μ微細之音 源構造亦可表現之脈波列。所獲得之第〗合成語音信號S4 對於輸入語音信號S1之微细構造亦可Κ充分的追隨。 其次如圖5所示*只使用在獲得第1合成音信號之過程中 所選擇之適應音源向量，在合成假想參考語音信號S3之情 況時，在框架内使一定之週期和振幅進行單純之重複，變 成接近之波形，促成出規在輸入語音信號S1之週期構造表 現不會有不足。在習知之可變率語音編碼方法中，在雜音 音源編碼本索引之停止傳送區間，因為以假想參考語音信 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 18 A7 B7 403891 五、發明說明（i6) 號S3直接使用作為合成音輸出，所以品質會大幅的劣化。 另外一方面，在如圖6所示之第2合成語音信號S5中，K 第2雜音音源向量用來補助適應音源向量之週期性表現之 不足部份*當與微细構造之表琨不足之假想參考語音信號 S3比較時，可以大幅的改善週期性表規。其中，第2雑音 音源向量之脈波極性可Μ使用副框架內之假想參考語音信 號S3之相同位置之極性。因此，即使在使用代數激振編碼 作為雜音音源之情況時，對於脈波位置和極性，在不傳送 一切資訊之編碼解碼側，可Κ獲得相同之第2雜音音源向 量。 另外*在CS-ACELP方式之本適用例中，構成只停止代數 激振編碼之位置和極性之傳送，在第1雜音音源向量之停 止傳送區間*第2雜音音源增益與通常之情況同樣的，進 行具有共轭構造之增益量化藉Κ傳送。第1雜音音源向 量之停止傳送Μ副框架單位判定。利用這種方式，在該適 用例中，於第1雜音音源向量之停止傳送區間，在每一個 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) -裝1:----L--訂---------線， 可 9 中 元 位 個 ο 8 之 架 框 減 元 位 個 4 3 或 元 位 個 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 向於 源對 音 ， 音式 雜方 之 小 最 為 成 真 失 之 號 信 態音 形語 施考 實參 之想 述假 上對 照M 依 ， 量 第 用 使M 可 為 因 時 補 行 進 造 構 期 週 之 源 音 之 規 表 能 不 最 向 源 音 應 適 用 利 只 亦 f 間 區 之 引 索. 本 碼 源 音 音 雜 11 第 傳 不 在 使M 所 化 劣 之 質 品 音 成 合 使 現 -實。M K 法施-可方實一 碼 編 音 語 率 變 可 之 小 很 成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 403891 A7 B7 五、發明說明（17 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖7表示依照本發明之可變率語音解碼方法之實施形態2 。該可變率語音解碼方法之構成包含有收訊序列判別步驟 SP21，用Μ輸出第1合成音之第1合成音輸出步驟SP22,用 Μ合成假想參考語音信號之假想參考語音信號合成步驟 SP23，和用Μ輸出第2合成音之第2合成音輸出步驟SP24。 在該可變率語音解碼方法中，其假想參考語音信號合成 步驟SP23與實施形態1之上述之假想參考語音合成步驟SP13 相同，故Μ下將其動作說明省略。另外，本發明之可變率 語音解碼方法，對於Μ處理框架單位接受之收訊編碼語条 統之輸入，Μ相同之處理流程順序的實行。亦即，當先前 之處理框架之解碼處理结束後，輸入下一個處理框架之對 應之收訊繡碼語序列，從步驟SP20開始解碼處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，在收訊序列判別步驟SP21，參考收訊序列長度， 判別在收訊序列是否包含有雜音音源編碼本索引。在該收 訊序列判別步驟SP21，當判斷為在收訊序列包含有雜音音 源編碼本索引之情況時*就在第1合成音輸出步驟SP22輸 出合成音。在該第1合成音輪出步驟SP 22，使用對應到所 收訊之適應音源編碼本索引和雜音音源編碼索引之適應音 源向量和雜音音源向量雙方所產生之音源，同時使用作為 收訊序列之一部份之被傳送之線型預測參數，將其輸入到 合成濾波器，藉Κ獲得第1合成語音信號。 另外一方面，在收訊序列判別步驟SP21，當判斷為在收 訊序列未包含有雜音音源編碼本索引之情況時，就利用Μ 下之步驟，進行與實施形態1所說明之編碼側之第2雜音音 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 403891 A7 '--------------B7_______ 五、發明說明（18) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •源編碼本探索步驟SP 13同樣之處理，藉以獲得第2合成語 音信號。亦即，首先利用假想參考語音信號合成步驟SP23 ’使用對應到所收訊之適應音源編碼本索引之適應音源向 量單獨獲得之假想合成音信號，同時使用作為收訊序列之 '部份之被傳送之線型預測參數，將其輸入到合成滤波器 *藉Μ獲得假想參考語音信號。 其次，在第2合成音輸出步驟SP24，Μ與假想參考語音 信號合成步驟SP23所獲得之假想參考語音信號之間之失真 成為最小之方式，對於音源編碼本探索步驟SP12所獲得之 適應音源向量和雜音音源向量之最佳組合，利用A-b-S方 法，選擇作為第2雜音音源，藉K輸出第2合成語音信號。 經由實行Μ上之各個步驟，在輸出該處理框架之合成語音 信號之後，在步驟SP2 5結束該處理框架之解碼處理，從步 驟SP20開始對應到下一個處理框架之處理，對此順序的重 複藉Μ進行解碼處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖8中，其與画2對應之部份附加相同之符號’對於本 實施形態2之可變率語音解碼方法，Μ信號之流程用來說 明其具體之動作。在該圖中，符號18是編碼輸入端，19是 合成音輸出端，另外，20是線型預測參數解碼裝置，21是 收訊序列判別裝置，22是輸入選擇開關，23、24是音源選 擇開關，25是合成音選擇開關。 其中，從編碼輸入端18輸入接收到之編碼’從合成音輸 出端19輸出合成語音。另外，線型預測參數解碼裝置20對 來自收訊序列之線型預測參数512進行解碼°收訊序列判別 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G χ 297公1) - 21 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403891 a7 ___B7_____ 五、發明說明（19) 裝置21用來判斷來自收訊序列長度等之雜音編碼本索引是 否被傳送，和分割成每一個編碼參數的進行輸出。輸入選 擇開關2 2接受收訊序列判別裝置2〗之判別結果，用來變換 對音源編碼本之控制信號輸入。音源選擇開關23、24撵受 收訊序列判別裝置21之判別結果，用來變換輸入到合成濾 波器6之音源信號。合成音選擇開關25用來控制K合成濟 波器6合成之合成音之輸出對象。 下面將使用圖7和圖8用來說明本實施形態2之每一個步 驟之動作。另外，圖7之收訊序列判別步驟SP21，因為單 純的對應到圖8之收訊序列判別裝置21，所Μ K下之說明 將其省略。首先，圖7之第1合成音輸出步驟SP 27是Κ下述 之方式連接圖8之輸入選擇開關22，音源選擇開關23、24 和合成音選擇開關25*藉Κ進行開始。亦即，將輸入選擇 開關22連接到端子b，將音源選擇開闕23連接到端子a，將 音源選擇開闞24連接到端子a，和將合成音選擇開關25連 接到端子a。在此種連接狀態之圖8之信號流程是對合成滹 波器6輸入分別被傳送之索引所對應之適應音源向量和雜 音信號向量之加算後之音源信號，從合成·滅波器6輸出合 成語音信號，藉Μ獲得第1合成語音信號S4。 其次，圖7之假想參考語音合成步驟SP22之實現是將圖8 中之輸入選擇開關22連接到端子b，將音源選擇開關23連 接到端子b，將音源選擇開關24連接到端子b，和將合成音 選擇開關25連接到端子b。在此種連接狀態之圖8之信號流 程是對合成濾波器6輸入對應到被傳送之索引之適應音源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐^ 71 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ··' 裝 ir!hl— 訂·！ I !綠 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403891 A7 _B7_五、發明說明（20) 向量作為音源信號，從合成滹波器6輸出之合成語音信號 作為假想參考語音信號S3，將其輸出到假想參考語音信號 用緩衝器9。 其次，圖7之第2合成音輸出步驟SP24之實現是將圖8之 輸入選擇開關22連接到端子a *將音源選擇開關23連接到 端子a，將音源選擇開關2 4連接到端子a，將合成音選擇開 關25連接到端子a。在此種連接狀態之圖8之信號流程是對 合成濾波器6輸入對應到被傳送之索引之適應音源向量和 順序被輸出之雜音音源向量之加算術後者，作為音源信號 的輸入*從合成濾波器6輸出之合成語音信號，W對假想 (請先閲讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 2 第音 擇合 選 2 第 9 為 作 號 信 音 成 合 之 得 獲 9 所 器果. 衝結 緩其 用， 號量 信向 音源 語音 考音 參雜 式 方 之 小 最 為 成 真 失 之 送 傳 止 停 之 量 向 源 音 音 雜 在 使 » 時 2 ο 態 出形 輸施 被實 的本 S 照 號依 信 態 形 施 實 之 逑 上 用 使 和 出 算 0 獨M 可 側 碼 解 在 2 , 第 間之 區示 向 源 音 音 雜 所方 I碼 解 音 語 率 變 可 之 現 實 所M 所 質 品 之 音 語 成 合 出 輸 高 3 提態 M形 可施 法實 中 5 f— 1 對 S 是 驟要 步只 化是 度但 尺， 質準 品基 音 化 成度 合尺 在為 作 比 態音 形雜 施號 實信 之R( 4^4 N "S 上用 在使 是 Μ 巨氪 距杉. um施 tr實 ec與 SPM k-可 Γ a » (b度 譜尺 頻值 rk數 ba之 ， 真 離失 距之 In)間 ru形 St波 ep定 (C測 譜 Μ 頻可 倒等 數離 用 使 的 fl1v 樣 同 態 形 施 實 之 述. 上 在 值 界 臨 。 和 I b 身 5 效P1 之S 二 裝 樣驟 3¾步 同 1Γ出 態算 形值 施界 實臨 與-得中 獲丨 M 可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 『---^---訂---------綠· 403891
五、發明說明（21) 比較步驟15c是依照SN比為單一之尺度進行比較判定之處 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 理’但是也可以是如上所述之使用多個尺度進行比較判定 之處理。 在上述之實施形態1中，編碼語送出序列選擇步驟SP15 是構成在判斷可否送出雜音音源編碼本索引之前進行，但 是也可K構成將牖碼語送出序列選擇步驟SP15之輸出，作 為表示可停止送出之旗標，適應音源編碼本索引和雜音編 碼本索引’在上位之基頻帶信號處理部等之判斷，構成判 斷最終之雜音編碼本索引之送出，可以獲得與上述實施形 態1同樣之效果。 在上述之實_形態2中，收訊序列判別步驟SP21是構成 利用收訊編碼長度等，用Μ得知雜音編碼本索引之非傳送 ’但是也可Κ利用上位之基頻帶信號處理部等對其進行判 斷，構成接受旗標和必霤之最小限度之索引，可奴獲得與 上述之實施形態2同樣之效果。 [發明之效果] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，依照本發明時可以實瑰可變率語音編碼方法 ’其中Μ使所獲得之第1合成語音信號對輸入語音信號之 失真成為最小之方式，利用音源編碼本和雑音音源編碼本 ’選擇適應音源向量和第1雜音音源向量，和將其輸出， 使用Μ該適應音源向量產生之音源信號，用來製成假想參 考語音信號•以使所獲得之第2合成語音信號對假想參考 語音信號之失真成為最小之方式，選擇對應到適應音源向 量之第2雜音音源向量，依照第2合成語音信號之品質，制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 24 A7 403891 _B7_ 五、發明說明（22) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 止對應到第1雜音音源向量之雜音音源編碼本索引之送出 ，利用這種方式，即使在雜音音源編碼本索引變成非傳送 之情況時，在解碼側可K獨立的選擇，和可K使用共同之 雜音音源向量，和可Μ進行品質劣化很小之編碼。 另外，依照本發明時可Κ實現可變率語音編碼方法，其 中除了上逑者之外，對於輸入語音信號，將第1合成語音 信號和第2合成語音信號及假相參考語音信號之品質替換 成數值之尺度，用來算出比較臨界值，使該比較臨界值和 第2合成語音信號進行比較，依照比較之結果判定是否制 止對應到第1雜音音源向量之雜音音源編碼本索引之_出 ，利用這種方式，當與習知之使用在處理框架間被固定之 臨界值之情況比較時，因為可Κ依照各個處理框架單位之 合成音品質進行判定，所Μ可Κ進行更穩定之送出判定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，依照本發明時可Κ實現可變率語音解碼方法，其 中在收訊到之序列包含有適應音源編碼本索引和雜音音源 編碼本索引之情況時，以收訊到之適應音源編碼本索引和 雜音音源編碼本索引所對應之適應音源向量和雜音向量雙 方用來產生音源，使用該音源用來輸出第1合成音，在收 訊到之序列未包含有雜音音源編碼本索引之情況時，Μ收 訊到之適應音源編碼本索引所對應之適應音源向量用來產 生音源，使用該音源用來合成假想參考語音信號，Μ所獲 得之合成語音信號對該假想參考語音信號之失真成為最小 之方式，選擇收訊到之適應音源編碼本索引所示之適應音 源向量之對應之雜音音源向量，藉Μ輸出使用選擇結果所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ ο π _ A7 403891 _B7_ 五、發明說明（23 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 合成之第2合成音，利用這種方式，即使在雜音音源編碼 本索引變成非傳送之情況時，亦可Μ獨立的選擇，而且由 編碼側使用，和可Μ使用共同之雜音音源向量，可Κ進行 品質劣化很小之編碼。 [附圖之簡單說明] 圖1是流程圖，用來表示本發明之實施形態1之可變率語 音編碼方法之處理步驟。 圖2是方塊圖，用來說明圖1之可變率語音編碼方法之信 號之流程。 圖3是信號波形圖，用來說明輸入語音信號之態樣。 圖4是信號波形圖，用來說明第1合成語音信號之態樣。 圖5是信號波形圖，用來說明假想參考語音信號之態樣。 圔6是信號波形圖，用來說明第2合成語音信號之態樣。 圖7是流程圖，用來表示本發明之實施形態2之可變率語 音解碼方法之處理步驟。 画8是方瑰圖，用來說明圖7之可變率語音解碼方法之信 號之流程。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖9是流程圖，用來表示習知之可變率語音編碼方法之 處理步驟。.
[符號之說明] 1 ........語音信號輸入端 2 ........編碼輸出端 3 ........線型預測分析裝置 4 ........適應音源編碼本 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） 403891 A7 _ B7五、發明說明（·24 ) 5 6 7 8 9 本 碼 編器 源波 音滹 音成 雜合 置 裝 擇 選 源 音 適 最 器 置衝 裝緩 擇用 選號 列信 序 音 出語 送考 語參 碼想
ο 1J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
23456789012345123 1 1 1 1 1 1 11222222s s S a b c C 關 關關關 擇 擇擇擇 選 選選選 源源源源 音 音 音 音 用 用用用 編假使使使使 置 關 裝 開置擇 置 擇裝選 裝 選關擇益 碼置 象開選增 解裝 對擇益源 端數別 出選增音端出參判 輸音源應入輸測列 音語音適 '輸音預序 成考應音碼成型訊 合參適雑編合線收 關 關關開 開開開擇 擇擇擇選 選選選音 入源源成 輸音音合 號 信 號數音 信參語 音 測考 語預參 入型想 輸線假 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 n n n 一'J n 1 I n I J.HB -¾¾ 27 403891 a7 _B7_ 五、發明說明（25) 54 .......第1合成音信號 55 .......第2合成音信號 56 .......音源編碼本選擇控制信號 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 1T---------線 f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28