JP3064947B2 - 音声・楽音符号化及び復号化装置 - Google Patents
音声・楽音符号化及び復号化装置Info
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/16—Vocoder architecture
-
- G—PHYSICS
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- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/06—Determination or coding of the spectral characteristics, e.g. of the short-term prediction coefficients
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音声・楽音符号化及
び復号化装置に関し、特に電話帯域及び広帯域における
音声・楽音の符号化及び復号化装置に関するものであ
る。
び復号化装置に関し、特に電話帯域及び広帯域における
音声・楽音の符号化及び復号化装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】音声を低ビットレートで高音質に符号化
する装置として、ＣＥＬＰ（ＣｏｄｅＥｘｃｉｔｅｄ
Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）
方式がある。ＣＥＬＰ方式については、「Ｃｏｄｅ−Ｅ
ｘｃｉｔｅｄ ＬｉｎｅａｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ：
Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｐｅｅｃｈ ａｔＶｅ
ｒｙ Ｌｏｗ Ｂｉｔ Ｒａｔｅｓ（ＩＥＥＥ Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＡＳＳＰ−８５，ｐｐ．９３７−９４０，１９
８５）」等に詳述されている。
する装置として、ＣＥＬＰ（ＣｏｄｅＥｘｃｉｔｅｄ
Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）
方式がある。ＣＥＬＰ方式については、「Ｃｏｄｅ−Ｅ
ｘｃｉｔｅｄ ＬｉｎｅａｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ：
Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｐｅｅｃｈ ａｔＶｅ
ｒｙ Ｌｏｗ Ｂｉｔ Ｒａｔｅｓ（ＩＥＥＥ Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＡＳＳＰ−８５，ｐｐ．９３７−９４０，１９
８５）」等に詳述されている。
【０００３】ＣＥＬＰ方式では音声信号からフレーム単
位（例えば、４０ｍｓｅｃ）で得たフレーム特徴パラメ
ータと、フレームをさらに分割したサブフレーム単位
（例えば、８ｍｓｅｃ）で得たサブフレーム特徴パラメ
ータとを用いて符号化している。フレーム特徴パラメー
タにはスペクトル概形を表す線形予測（ＬＰ：Ｌｉｎｅ
ａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）フィルタ（合成フィル
タ）の係数がある。サブフレーム特徴パラメータにはピ
ッチ周期等の微細なスペクトル形状を表すピッチ線形予
測フィルタのラグ値と、ピッチ線形予測フィルタの残差
信号（音源信号）を表すコードベクトルと、ピッチ線形
予測フィルタと、コードベクトルのゲイン等とがある。
コードベクトルは実際に符号化される信号や乱数等から
予め作成されている。
位（例えば、４０ｍｓｅｃ）で得たフレーム特徴パラメ
ータと、フレームをさらに分割したサブフレーム単位
（例えば、８ｍｓｅｃ）で得たサブフレーム特徴パラメ
ータとを用いて符号化している。フレーム特徴パラメー
タにはスペクトル概形を表す線形予測（ＬＰ：Ｌｉｎｅ
ａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）フィルタ（合成フィル
タ）の係数がある。サブフレーム特徴パラメータにはピ
ッチ周期等の微細なスペクトル形状を表すピッチ線形予
測フィルタのラグ値と、ピッチ線形予測フィルタの残差
信号（音源信号）を表すコードベクトルと、ピッチ線形
予測フィルタと、コードベクトルのゲイン等とがある。
コードベクトルは実際に符号化される信号や乱数等から
予め作成されている。
【０００４】一方、楽音をＣＥＬＰ方式で符号化・復号
化する場合には楽音が持つスペクトルの構造が複雑なた
め、主に周期構造を表すピッチ線形予測フィルタとコー
ドベクトルとで符号化音質が劣化する。これを改善する
ために、ピッチ線形予測フィルタの代わりに、高次の線
形予測フィルタを用いる符号化・復号化方式がある。
化する場合には楽音が持つスペクトルの構造が複雑なた
め、主に周期構造を表すピッチ線形予測フィルタとコー
ドベクトルとで符号化音質が劣化する。これを改善する
ために、ピッチ線形予測フィルタの代わりに、高次の線
形予測フィルタを用いる符号化・復号化方式がある。
【０００５】このフィルタで使用する線形予測係数は過
去のサブフレームで復号された再生信号を用いて計算す
る。このため、このフィルタを後ろ向き線形予測フィル
タと呼ぶ。後ろ向き線形予測フィルタの係数を計算する
ためには、まず直前のサブフレームまでで復号した再生
信号を低次で線形予測分析する。次に、この分析で得た
線形予測係数で構成する逆フィルタを用いて再生信号の
残差信号を求める。この処理によって再生信号からその
スペクトル概形を削除している。微細形状を除いてスペ
クトルが平坦化されるので、この逆フィルタを以下、平
坦化線形予測フィルタと呼ぶ。
去のサブフレームで復号された再生信号を用いて計算す
る。このため、このフィルタを後ろ向き線形予測フィル
タと呼ぶ。後ろ向き線形予測フィルタの係数を計算する
ためには、まず直前のサブフレームまでで復号した再生
信号を低次で線形予測分析する。次に、この分析で得た
線形予測係数で構成する逆フィルタを用いて再生信号の
残差信号を求める。この処理によって再生信号からその
スペクトル概形を削除している。微細形状を除いてスペ
クトルが平坦化されるので、この逆フィルタを以下、平
坦化線形予測フィルタと呼ぶ。
【０００６】この残差信号を高次で線形予測分析するこ
とによって、後ろ向き線形予測係数を得る。この従来の
符号化・復号化方式については、「ＣＥＬＰ符号化にお
ける音楽信号の品質向上（日本音響学会講演論文集 頁
２６３〜２６４、平成８年３月）」に詳述されている。
また、後ろ向き予測については、「Ａ Ｌｏｗ−Ｄｅｌ
ａｙ ＣＥＬＰ Ｃｏｄｅｒｆｏｒ ｔｈｅ ＣＣＩＴ
Ｔ １６ｋｂ／ｓ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｔ
ａｎｄａｒｄ（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅ
ｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．５，Ｊｕｎｅ，１９
９２）」等に詳述されている。
とによって、後ろ向き線形予測係数を得る。この従来の
符号化・復号化方式については、「ＣＥＬＰ符号化にお
ける音楽信号の品質向上（日本音響学会講演論文集 頁
２６３〜２６４、平成８年３月）」に詳述されている。
また、後ろ向き予測については、「Ａ Ｌｏｗ−Ｄｅｌ
ａｙ ＣＥＬＰ Ｃｏｄｅｒｆｏｒ ｔｈｅ ＣＣＩＴ
Ｔ １６ｋｂ／ｓ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｔ
ａｎｄａｒｄ（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅ
ｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．５，Ｊｕｎｅ，１９
９２）」等に詳述されている。
【０００７】図１１〜図１３を用いて従来の符号化・復
号化装置の動作について説明する。図１１は従来の符号
化装置を実現する一例を示すブロック図である。入力端
子１は符号化する信号を入力する。フレーム分割回路２
は入力した入力信号を予め定めたフレーム長に分割する
ことによってフレーム信号を作成する。
号化装置の動作について説明する。図１１は従来の符号
化装置を実現する一例を示すブロック図である。入力端
子１は符号化する信号を入力する。フレーム分割回路２
は入力した入力信号を予め定めたフレーム長に分割する
ことによってフレーム信号を作成する。
【０００８】まず、フレーム単位での処理を説明する。
サブフレーム分割回路６はフレーム信号を予め定めたサ
ブフレーム長に分割することによってサブフレーム信号
を生成する。線形予測（ＬＰ）分析回路３はフレーム信
号を線形予測分析することによって線形予測係数を得
る。フィルタ係数量子化回路４は線形予測係数を量子化
することによって量子化線形予測係数とそのフィルタ係
数量子化インデクスとを得る。
サブフレーム分割回路６はフレーム信号を予め定めたサ
ブフレーム長に分割することによってサブフレーム信号
を生成する。線形予測（ＬＰ）分析回路３はフレーム信
号を線形予測分析することによって線形予測係数を得
る。フィルタ係数量子化回路４は線形予測係数を量子化
することによって量子化線形予測係数とそのフィルタ係
数量子化インデクスとを得る。
【０００９】フィルタ係数補間回路５は過去のフレーム
で得られた量子化線形予測係数と現フレームの量子化線
形予測係数とを補間することによって、各サブフレーム
で使用する補間量子化線形予測係数ａを得る。フィルタ
係数補間回路７は過去のフレームで得られた線形予測係
数と現フレームで得た線形予測係数とを補間することに
よって、各サブフレームで使用する補間線形予測係数ｗ
を得る。
で得られた量子化線形予測係数と現フレームの量子化線
形予測係数とを補間することによって、各サブフレーム
で使用する補間量子化線形予測係数ａを得る。フィルタ
係数補間回路７は過去のフレームで得られた線形予測係
数と現フレームで得た線形予測係数とを補間することに
よって、各サブフレームで使用する補間線形予測係数ｗ
を得る。
【００１０】以下、サブフレーム単位での処理を説明す
る。バックワード（ＢＷ：ＢａｃｋＷｏｒｄ）分析回路
３４は過去のサブフレームで合成フィルタ回路２２から
渡された再生信号を蓄積し、この蓄積した再生信号から
微細なスペクトル形状を表す後ろ向き線形予測係数ｂを
計算する。荷重フィルタ回路２５は補間線形予測係数ｗ
で構成するフィルタを用いてサブフレーム信号をフィル
タリングすることによって、ノイズが除去された荷重サ
ブフレーム信号を得る。
る。バックワード（ＢＷ：ＢａｃｋＷｏｒｄ）分析回路
３４は過去のサブフレームで合成フィルタ回路２２から
渡された再生信号を蓄積し、この蓄積した再生信号から
微細なスペクトル形状を表す後ろ向き線形予測係数ｂを
計算する。荷重フィルタ回路２５は補間線形予測係数ｗ
で構成するフィルタを用いてサブフレーム信号をフィル
タリングすることによって、ノイズが除去された荷重サ
ブフレーム信号を得る。
【００１１】音源コードブック（ＣＢ）回路１６は予め
乱数等から作成したサブフレーム長のコードベクトル、
つまり波形のパターンを複数個蓄積し、誤差評価回路３
５から渡されるインデクスにしたがってコードベクトル
（波形のパターン）を順次出力する。コードベクトルは
予め定めた個数用意し、各々対応したインデクスを持
つ。
乱数等から作成したサブフレーム長のコードベクトル、
つまり波形のパターンを複数個蓄積し、誤差評価回路３
５から渡されるインデクスにしたがってコードベクトル
（波形のパターン）を順次出力する。コードベクトルは
予め定めた個数用意し、各々対応したインデクスを持
つ。
【００１２】ゲインコードブック（ＣＢ）回路３２はコ
ードベクトルの振幅を調節するゲイン値からなるテーブ
ル（図示せず）を持ち、誤差評価回路３５から渡される
インデクスにしたがってゲイン値を出力する。ゲイン値
は予め定めた個数用意し、各々対応したインデクスを持
つ。積算回路１８は音源コードブック回路１６が出力す
るコードベクトルに、ゲインコードブック回路１７が出
力するコードベクトルのゲイン値を積算することによっ
てコードベクトル音源候補信号を得る。
ードベクトルの振幅を調節するゲイン値からなるテーブ
ル（図示せず）を持ち、誤差評価回路３５から渡される
インデクスにしたがってゲイン値を出力する。ゲイン値
は予め定めた個数用意し、各々対応したインデクスを持
つ。積算回路１８は音源コードブック回路１６が出力す
るコードベクトルに、ゲインコードブック回路１７が出
力するコードベクトルのゲイン値を積算することによっ
てコードベクトル音源候補信号を得る。
【００１３】バックワード（ＢＷ）フィルタ回路１０は
バックワード分析回路３４から渡される後ろ向き線形予
測係数ｂで構成するフィルタを用いて、コードベクトル
音源候補信号をフィルタリングして再生音源候補信号を
得る。合成フィルタ回路１１はスペクトル概形を表す量
子化線形予測係数ａで構成するフィルタを用いて、バッ
クワードフィルタ回路１０からの再生音源候補信号をフ
ィルタリングして再生候補信号を得る。荷重フィルタ回
路１２は補間線形予測係数ｗで構成するフィルタを用い
て、再生候補信号をフィルタリングし、ノイズが除去さ
れた荷重再生候補信号を得る。
バックワード分析回路３４から渡される後ろ向き線形予
測係数ｂで構成するフィルタを用いて、コードベクトル
音源候補信号をフィルタリングして再生音源候補信号を
得る。合成フィルタ回路１１はスペクトル概形を表す量
子化線形予測係数ａで構成するフィルタを用いて、バッ
クワードフィルタ回路１０からの再生音源候補信号をフ
ィルタリングして再生候補信号を得る。荷重フィルタ回
路１２は補間線形予測係数ｗで構成するフィルタを用い
て、再生候補信号をフィルタリングし、ノイズが除去さ
れた荷重再生候補信号を得る。
【００１４】差分回路１３は荷重サブフレーム信号から
荷重再生候補信号を差し引き、差分信号を得る。誤差評
価回路３５は音源コードブック回路１６とゲインコード
ブック回路１７とに夫々対応するインデクスを順次渡
し、渡したインデクスに対応するコードベクトルとゲイ
ン値との組み合わせ毎に差分回路１３で計算される差分
信号の二乗和を計算する。
荷重再生候補信号を差し引き、差分信号を得る。誤差評
価回路３５は音源コードブック回路１６とゲインコード
ブック回路１７とに夫々対応するインデクスを順次渡
し、渡したインデクスに対応するコードベクトルとゲイ
ン値との組み合わせ毎に差分回路１３で計算される差分
信号の二乗和を計算する。
【００１５】この計算を順次行う際に、より小さい二乗
和が見つかると、誤差評価回路３５はゲート回路１９に
更新フラグを渡す。さらに、組み合わせ全てに対して二
乗和を計算した後、誤差評価回路３５は二乗和が最小値
となるコードベクトルとゲイン値とに対応するインデク
スを選択し、これを音源量子化インデクスとしてマルチ
プレクサ３６に渡す。
和が見つかると、誤差評価回路３５はゲート回路１９に
更新フラグを渡す。さらに、組み合わせ全てに対して二
乗和を計算した後、誤差評価回路３５は二乗和が最小値
となるコードベクトルとゲイン値とに対応するインデク
スを選択し、これを音源量子化インデクスとしてマルチ
プレクサ３６に渡す。
【００１６】ゲート回路１９は誤差評価回路３５が更新
フラグを渡した時のみ、積算回路１８が出力するコード
ベクトル音源候補信号を既に蓄積していた信号と入れ替
えて蓄積する。さらに、誤差評価回路３５で全ての組み
合わせに対する二乗誤差の計算が終了すると、ゲート回
路１９は蓄積しているコードベクトル音源候補信号を再
生音源信号として出力する。
フラグを渡した時のみ、積算回路１８が出力するコード
ベクトル音源候補信号を既に蓄積していた信号と入れ替
えて蓄積する。さらに、誤差評価回路３５で全ての組み
合わせに対する二乗誤差の計算が終了すると、ゲート回
路１９は蓄積しているコードベクトル音源候補信号を再
生音源信号として出力する。
【００１７】バックワード（ＢＷ）フィルタ回路２１は
ゲート回路１９が出力する再生音源信号を後ろ向き線形
予測係数ｂで構成するフィルタを用いてフィルタリング
し、再生音源信号を得る。合成フィルタ回路２２は補間
量子化線形予測係数ａで構成されるフィルタを用いて再
生音源信号をフィルタリングし、再生信号を求めてバッ
クワード分析回路３４に渡す。この再生信号は入力信号
に対する復号信号である。
ゲート回路１９が出力する再生音源信号を後ろ向き線形
予測係数ｂで構成するフィルタを用いてフィルタリング
し、再生音源信号を得る。合成フィルタ回路２２は補間
量子化線形予測係数ａで構成されるフィルタを用いて再
生音源信号をフィルタリングし、再生信号を求めてバッ
クワード分析回路３４に渡す。この再生信号は入力信号
に対する復号信号である。
【００１８】マルチプレクサ３６はフィルタ係数量子化
回路４が出力するフィルタ係数量子化インデクスと誤差
評価回路３５が出力する音源量子化インデクスとをまと
めて得た伝送データを出力端子２４から出力する。
回路４が出力するフィルタ係数量子化インデクスと誤差
評価回路３５が出力する音源量子化インデクスとをまと
めて得た伝送データを出力端子２４から出力する。
【００１９】図１２はバックワード分析回路３４の構成
例を示すブロック図である。図において、バックワード
分析回路３４の窓処理回路３４ｂと相関計算回路３４ｃ
とレビンソンダービン（ＬＤ：Ｌｅｖｉｎｓｏｎ Ｄｕ
ｒｂｉｎ）回路３４ｄとからなる一連の処理及び窓処理
回路３４ｆと相関計算回路３４ｇとレビンソンダービン
回路３４ｈとからなる一連の処理はいずれも自己相関法
を用いた線形予測分析法である。ここでは自己相関法の
みを示したが、他の線形予測分析法に置き換えることも
できる。
例を示すブロック図である。図において、バックワード
分析回路３４の窓処理回路３４ｂと相関計算回路３４ｃ
とレビンソンダービン（ＬＤ：Ｌｅｖｉｎｓｏｎ Ｄｕ
ｒｂｉｎ）回路３４ｄとからなる一連の処理及び窓処理
回路３４ｆと相関計算回路３４ｇとレビンソンダービン
回路３４ｈとからなる一連の処理はいずれも自己相関法
を用いた線形予測分析法である。ここでは自己相関法の
みを示したが、他の線形予測分析法に置き換えることも
できる。
【００２０】線形予測分析法については、「Ｄｉｓｃｒ
ｅｔｅ−Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｓｐ
ｅｅｃｈ Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｊ．Ｒ．Ｄｅｌｌｅｒ（Ｍ
ａｃｍｉｌｌａｎ Ｐｕｂ．１９９３）」等に詳述され
ている。
ｅｔｅ−Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｓｐ
ｅｅｃｈ Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｊ．Ｒ．Ｄｅｌｌｅｒ（Ｍ
ａｃｍｉｌｌａｎ Ｐｕｂ．１９９３）」等に詳述され
ている。
【００２１】この図１２を用いてバックワード分析回路
３４の構成例を説明する。窓処理回路３４ｂは入力端子
３４ａから入力した再生信号に分析窓掛けを行う。相関
計算回路３４ｃはこの窓掛けされた信号から第１の自己
相関値を計算する。レビンソンダービン回路３４ｄは第
１の自己相関値からスペクトル平坦化を行う平坦化線形
予測係数を計算する。逆フィルタ回路３４ｅは平坦化線
形予測係数で構成する平坦化線形予測フィルタを用いて
再生信号の予測残差信号を得る。
３４の構成例を説明する。窓処理回路３４ｂは入力端子
３４ａから入力した再生信号に分析窓掛けを行う。相関
計算回路３４ｃはこの窓掛けされた信号から第１の自己
相関値を計算する。レビンソンダービン回路３４ｄは第
１の自己相関値からスペクトル平坦化を行う平坦化線形
予測係数を計算する。逆フィルタ回路３４ｅは平坦化線
形予測係数で構成する平坦化線形予測フィルタを用いて
再生信号の予測残差信号を得る。
【００２２】窓処理回路３４ｆは予測残差信号に分析窓
掛けを行う。相関計算回路３４ｇは窓掛けした予測残差
信号から第２の自己相関値を計算する。レビンソンダー
ビン回路３４ｈは第２の自己相関値から後ろ向き線形予
測係数ｂを計算し、出力端子３４ｉから出力する。
掛けを行う。相関計算回路３４ｇは窓掛けした予測残差
信号から第２の自己相関値を計算する。レビンソンダー
ビン回路３４ｈは第２の自己相関値から後ろ向き線形予
測係数ｂを計算し、出力端子３４ｉから出力する。
【００２３】図１３は従来の復号化装置を実現する一例
を示すブロック図である。デマルチプレクサ３７は入力
端子２６から入力した伝送データを用いて、線形予測係
数とコードベクトルとそのゲイン値とに夫々対応するイ
ンデクスを生成する。フィルタ係数復号回路３８は線形
予測係数のインデクスから量子化線形予測係数を復号す
る。フィルタ係数補間回路５は復号した量子化線形予測
係数と前フレームで復号した量子化線形予測係数とを補
間することによって、各サブフレームで使用する補間量
子化線形予測係数ａを得る。
を示すブロック図である。デマルチプレクサ３７は入力
端子２６から入力した伝送データを用いて、線形予測係
数とコードベクトルとそのゲイン値とに夫々対応するイ
ンデクスを生成する。フィルタ係数復号回路３８は線形
予測係数のインデクスから量子化線形予測係数を復号す
る。フィルタ係数補間回路５は復号した量子化線形予測
係数と前フレームで復号した量子化線形予測係数とを補
間することによって、各サブフレームで使用する補間量
子化線形予測係数ａを得る。
【００２４】音源コードブック（ＣＢ）回路１６はコー
ドベクトルのインデクスにしたがってコードベクトルを
出力する。ゲインコードブック（ＣＢ）回路３２はゲイ
ン値のインデクスにしたがってゲイン値を出力する。積
算回路１８はコードベクトルにゲイン値を積算すること
によって第１の再生音源信号を得る。バックワード（Ｂ
Ｗ）分析回路３４は過去のサブフレームで合成フィルタ
回路１１から渡された再生信号を蓄積し、蓄積した再生
信号から後ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
ドベクトルのインデクスにしたがってコードベクトルを
出力する。ゲインコードブック（ＣＢ）回路３２はゲイ
ン値のインデクスにしたがってゲイン値を出力する。積
算回路１８はコードベクトルにゲイン値を積算すること
によって第１の再生音源信号を得る。バックワード（Ｂ
Ｗ）分析回路３４は過去のサブフレームで合成フィルタ
回路１１から渡された再生信号を蓄積し、蓄積した再生
信号から後ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
【００２５】バックワード（ＢＷ）フィルタ回路１０は
後ろ向き線形予測係数ｂで構成するフィルタを用いて第
１の再生音源信号をフィルタリングし、第２の再生音源
信号を得る。合成フィルタ回路１１は補間量子化線形予
測係数ａで構成するフィルタを用いて第２の再生音源信
号をフィルタリングし、再生信号を得る。出力端子２９
はその再生信号を出力する。
後ろ向き線形予測係数ｂで構成するフィルタを用いて第
１の再生音源信号をフィルタリングし、第２の再生音源
信号を得る。合成フィルタ回路１１は補間量子化線形予
測係数ａで構成するフィルタを用いて第２の再生音源信
号をフィルタリングし、再生信号を得る。出力端子２９
はその再生信号を出力する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の音声符
号化復号化装置では、音声信号の生成モデルに基づいて
いない後ろ向き線形予測フィルタのみを用いて入力音声
信号の周期構造を符号化しているので、音声信号に対す
る符号化性能が低い。
号化復号化装置では、音声信号の生成モデルに基づいて
いない後ろ向き線形予測フィルタのみを用いて入力音声
信号の周期構造を符号化しているので、音声信号に対す
る符号化性能が低い。
【００２７】また、従来の音声符号化復号化装置ではス
ペクトル平坦化した再生信号を線形予測分析することに
よって後ろ向き線形予測係数を計算しているので、多量
の演算を必要とする。
ペクトル平坦化した再生信号を線形予測分析することに
よって後ろ向き線形予測係数を計算しているので、多量
の演算を必要とする。
【００２８】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、音声信号及び楽音信号を高性能にかつ少ない演算
量で符号化することができる音声・楽音符号化及び復号
化装置を提供することにある。
消し、音声信号及び楽音信号を高性能にかつ少ない演算
量で符号化することができる音声・楽音符号化及び復号
化装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明による音声・楽音
符号化及び復号化装置は、入力信号をその入力信号のス
ペクトル概形を表す第１の線形予測フィルタ係数で表現
する第１のフィルタ手段と、前記入力信号をその入力信
号の微細なスペクトル形状を表す第２の線形予測フィル
タ係数で表現する第２のフィルタ手段と、前記第２のフ
ィルタ手段に縦続及び並列の一方で接続されかつ前記入
力信号をその入力信号の周期成分を表す第３の線形予測
フィルタ係数で表現する第３のフィルタ手段とを備え、
前記第１のフィルタ手段と前記第２のフィルタ手段と前
記第３のフィルタ手段とを通して得られる再生信号と前
記入力信号との残差信号を基に生成される前記入力信号
のパラメータを基に前記入力信号の符号化及び復号化を
行うようにしている。
符号化及び復号化装置は、入力信号をその入力信号のス
ペクトル概形を表す第１の線形予測フィルタ係数で表現
する第１のフィルタ手段と、前記入力信号をその入力信
号の微細なスペクトル形状を表す第２の線形予測フィル
タ係数で表現する第２のフィルタ手段と、前記第２のフ
ィルタ手段に縦続及び並列の一方で接続されかつ前記入
力信号をその入力信号の周期成分を表す第３の線形予測
フィルタ係数で表現する第３のフィルタ手段とを備え、
前記第１のフィルタ手段と前記第２のフィルタ手段と前
記第３のフィルタ手段とを通して得られる再生信号と前
記入力信号との残差信号を基に生成される前記入力信号
のパラメータを基に前記入力信号の符号化及び復号化を
行うようにしている。
【００３０】本発明による音声・楽音符号化装置は、音
声・楽音信号の再生信号をその音声・楽音入力信号のス
ペクトル概形を表す第１の線形予測フィルタ係数を用い
て作成する第１のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号
の再生音源信号をその音声・楽音信号の微細なスペクト
ル形状を表す第２の線形予測フィルタ係数を用いて作成
する第２のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号に対応
する再生音源信号をその音声・楽音信号の周期成分を表
す第３の線形予測フィルタ係数及び前記第２の線形予測
フィルタ係数と前記第３の線形予測フィルタ係数のみと
のうちの一方を用いて作成する第３のフィルタ手段と、
前記第１のフィルタ手段と前記第２のフィルタ手段と前
記第３のフィルタ手段とを通して得られる再生信号と前
記音声・楽音信号との残差信号を基に生成される前記音
声・楽音信号のパラメータを出力する手段とを備えてい
る。
声・楽音信号の再生信号をその音声・楽音入力信号のス
ペクトル概形を表す第１の線形予測フィルタ係数を用い
て作成する第１のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号
の再生音源信号をその音声・楽音信号の微細なスペクト
ル形状を表す第２の線形予測フィルタ係数を用いて作成
する第２のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号に対応
する再生音源信号をその音声・楽音信号の周期成分を表
す第３の線形予測フィルタ係数及び前記第２の線形予測
フィルタ係数と前記第３の線形予測フィルタ係数のみと
のうちの一方を用いて作成する第３のフィルタ手段と、
前記第１のフィルタ手段と前記第２のフィルタ手段と前
記第３のフィルタ手段とを通して得られる再生信号と前
記音声・楽音信号との残差信号を基に生成される前記音
声・楽音信号のパラメータを出力する手段とを備えてい
る。
【００３１】本発明による音声・楽音復号化装置は、入
力された音声・楽音信号のパラメータを基に前記音声・
楽音信号に対応する再生音源信号をその音声・楽音信号
の周期成分を表す第１の線形予測フィルタ係数及びその
音声・楽音信号の微細なスペクトル形状を表す第２の線
形予測フィルタ係数と前記第１の線形予測フィルタ係数
のみとのうちの一方を用いて作成する第１のフィルタ手
段と、前記音声・楽音信号の再生音源信号を前記第２の
線形予測フィルタ係数を用いて作成する第２のフィルタ
手段と、前記音声・楽音信号の再生信号をその音声・楽
音入力信号のスペクトル概形を表す第３の線形予測フィ
ルタ係数を用いて作成する第３のフィルタ手段とを備え
ている。
力された音声・楽音信号のパラメータを基に前記音声・
楽音信号に対応する再生音源信号をその音声・楽音信号
の周期成分を表す第１の線形予測フィルタ係数及びその
音声・楽音信号の微細なスペクトル形状を表す第２の線
形予測フィルタ係数と前記第１の線形予測フィルタ係数
のみとのうちの一方を用いて作成する第１のフィルタ手
段と、前記音声・楽音信号の再生音源信号を前記第２の
線形予測フィルタ係数を用いて作成する第２のフィルタ
手段と、前記音声・楽音信号の再生信号をその音声・楽
音入力信号のスペクトル概形を表す第３の線形予測フィ
ルタ係数を用いて作成する第３のフィルタ手段とを備え
ている。
【００３２】本発明による他の音声・楽音符号化及び復
号化装置は、音声・楽音信号の再生信号をその音声・楽
音入力信号のスペクトル概形を表す第１の線形予測フィ
ルタ係数を用いて作成する第１のフィルタ手段と、前記
音声・楽音信号の再生音源信号をその音声・楽音信号の
微細なスペクトル形状を表す第２の線形予測フィルタ係
数を用いて作成する第２のフィルタ手段と、前記音声・
楽音信号に対応する再生音源信号をその音声・楽音信号
の周期成分を表す第３の線形予測フィルタ係数及び前記
第２の線形予測フィルタ係数と前記第３の線形予測フィ
ルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する第３のフ
ィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段と前記第２のフ
ィルタ手段と前記第３のフィルタ手段とを通して得られ
る再生信号と前記音声・楽音信号との残差信号を基に生
成される前記音声・楽音信号のパラメータを出力する手
段とを具備する符号化装置と、入力された前記音声・楽
音信号のパラメータを基に前記音声・楽音信号に対応す
る再生音源信号を前記第３の線形予測フィルタ係数及び
前記第２の線形予測フィルタ係数と前記第３の線形予測
フィルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する第４
のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号の再生音源信号
を前記第２の線形予測フィルタ係数を用いて作成する第
５のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号の再生信号を
前記第１の線形予測フィルタ係数を用いて作成する第６
のフィルタ手段とを具備する復号化装置とを備えてい
る。
号化装置は、音声・楽音信号の再生信号をその音声・楽
音入力信号のスペクトル概形を表す第１の線形予測フィ
ルタ係数を用いて作成する第１のフィルタ手段と、前記
音声・楽音信号の再生音源信号をその音声・楽音信号の
微細なスペクトル形状を表す第２の線形予測フィルタ係
数を用いて作成する第２のフィルタ手段と、前記音声・
楽音信号に対応する再生音源信号をその音声・楽音信号
の周期成分を表す第３の線形予測フィルタ係数及び前記
第２の線形予測フィルタ係数と前記第３の線形予測フィ
ルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する第３のフ
ィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段と前記第２のフ
ィルタ手段と前記第３のフィルタ手段とを通して得られ
る再生信号と前記音声・楽音信号との残差信号を基に生
成される前記音声・楽音信号のパラメータを出力する手
段とを具備する符号化装置と、入力された前記音声・楽
音信号のパラメータを基に前記音声・楽音信号に対応す
る再生音源信号を前記第３の線形予測フィルタ係数及び
前記第２の線形予測フィルタ係数と前記第３の線形予測
フィルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する第４
のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号の再生音源信号
を前記第２の線形予測フィルタ係数を用いて作成する第
５のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号の再生信号を
前記第１の線形予測フィルタ係数を用いて作成する第６
のフィルタ手段とを具備する復号化装置とを備えてい
る。
【００３３】すなわち、本発明の音声・楽音符号化及び
復号化装置は音源信号を表現するために、後ろ向き線形
予測フィルタに加えて、音声信号の周期構造を効率良く
符号化するピッチ線形予測フィルタを使用する。このた
め、音声信号に対する性能を改善することができる。
復号化装置は音源信号を表現するために、後ろ向き線形
予測フィルタに加えて、音声信号の周期構造を効率良く
符号化するピッチ線形予測フィルタを使用する。このた
め、音声信号に対する性能を改善することができる。
【００３４】後ろ向き線形予測係数は各サブフレームに
おいて再生信号から計算する相関値と、この相関値から
計算する平坦化線形予測係数とのみを用いて計算する。
このため、従来の符号化及び復号化装置で必要だった分
析窓処理や再生信号のスペクトル平坦化処理、及び平坦
化された信号の相関計算処理を行う必要がない。その結
果、後ろ向き線形予測係数の計算に要する演算量を大幅
に削減することができる。
おいて再生信号から計算する相関値と、この相関値から
計算する平坦化線形予測係数とのみを用いて計算する。
このため、従来の符号化及び復号化装置で必要だった分
析窓処理や再生信号のスペクトル平坦化処理、及び平坦
化された信号の相関計算処理を行う必要がない。その結
果、後ろ向き線形予測係数の計算に要する演算量を大幅
に削減することができる。
【００３５】再生音源信号は再生信号をスペクトル平坦
化して得た信号を近似することができると考えられる。
そこで、各サブフレームにおいて再生音源信号から計算
した相関値を用いて後ろ向き線形予測係数を計算する。
このため、従来の符号化及び復号化装置で必要だった分
析窓処理や再生信号のスペクトル平坦化処理、及び平坦
化された信号の相関計算処理を行う必要がない。その結
果、後ろ向き線形予測係数の計算に要する演算量を大幅
に削減することができる。
化して得た信号を近似することができると考えられる。
そこで、各サブフレームにおいて再生音源信号から計算
した相関値を用いて後ろ向き線形予測係数を計算する。
このため、従来の符号化及び復号化装置で必要だった分
析窓処理や再生信号のスペクトル平坦化処理、及び平坦
化された信号の相関計算処理を行う必要がない。その結
果、後ろ向き線形予測係数の計算に要する演算量を大幅
に削減することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による
符号化装置の構成を示す図である。図において、本発明
の一実施例による符号化装置はピッチフィルタ（ＰＦ：
Ｐｉｔｃｈ Ｆｉｌｔｅｒ）バッファ回路８と積算回路
９と加算回路１５とを付加し、図１１に示す従来の符号
化装置のゲインコードブック回路３２とバックワード分
析回路３４と誤差評価回路３５とマルチプレクサ３６と
を、夫々ゲインコードブック（ＣＢ）回路１７と誤差評
価回路１４とマルチプレクサ２０とバックワード（Ｂ
Ｗ）分析回路２３とに置き換えた以外は従来の符号化装
置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符
号を付してある。また、同一構成要素の動作は従来の符
号化装置の動作と同様である。したがって、これらの回
路とその影響を受ける回路とに関してのみ以下説明す
る。
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による
符号化装置の構成を示す図である。図において、本発明
の一実施例による符号化装置はピッチフィルタ（ＰＦ：
Ｐｉｔｃｈ Ｆｉｌｔｅｒ）バッファ回路８と積算回路
９と加算回路１５とを付加し、図１１に示す従来の符号
化装置のゲインコードブック回路３２とバックワード分
析回路３４と誤差評価回路３５とマルチプレクサ３６と
を、夫々ゲインコードブック（ＣＢ）回路１７と誤差評
価回路１４とマルチプレクサ２０とバックワード（Ｂ
Ｗ）分析回路２３とに置き換えた以外は従来の符号化装
置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符
号を付してある。また、同一構成要素の動作は従来の符
号化装置の動作と同様である。したがって、これらの回
路とその影響を受ける回路とに関してのみ以下説明す
る。
【００３７】まず、追加した回路及び置き換えた回路の
動作について説明する。ピッチフィルタバッファ回路８
はゲート回路１９が渡す再生音源信号を接続して得た接
続再生音源候補信号を予め定めた長さ分だけ蓄積する。
また、ピッチフィルタバッファ回路８は誤差評価回路１
４から順次渡されるインデクスにしたがって、蓄積した
接続再生音源信号の中からサブフレーム長だけ切り出し
て得たピッチベクトル（周期成分）を出力する。
動作について説明する。ピッチフィルタバッファ回路８
はゲート回路１９が渡す再生音源信号を接続して得た接
続再生音源候補信号を予め定めた長さ分だけ蓄積する。
また、ピッチフィルタバッファ回路８は誤差評価回路１
４から順次渡されるインデクスにしたがって、蓄積した
接続再生音源信号の中からサブフレーム長だけ切り出し
て得たピッチベクトル（周期成分）を出力する。
【００３８】積算回路９はピッチフィルタバッファ回路
８が出力するピッチベクトルにゲインコードブック回路
１７が出力するピッチベクトルのゲイン値を積算し、ピ
ッチ音源候補信号を得る。加算回路１５は積算回路９が
渡すピッチ音源候補信号と積算回路１８が渡すコードベ
クトル音源候補信号とを加算して得た音源候補信号をバ
ックワード（ＢＷ）フィルタ回路１０とゲート回路１９
とに夫々渡す。
８が出力するピッチベクトルにゲインコードブック回路
１７が出力するピッチベクトルのゲイン値を積算し、ピ
ッチ音源候補信号を得る。加算回路１５は積算回路９が
渡すピッチ音源候補信号と積算回路１８が渡すコードベ
クトル音源候補信号とを加算して得た音源候補信号をバ
ックワード（ＢＷ）フィルタ回路１０とゲート回路１９
とに夫々渡す。
【００３９】ゲインコードブック回路１７はコードベク
トル及びピッチベクトル各々の振幅を調整する２個のゲ
イン値を含む２次元ベクトルで構成するテーブル（図示
せず）を持つ。２次元ベクトルは予め定めた個数用意さ
れ、各々対応するインデクスを持つ。また、ゲインコー
ドブック回路１７は誤差評価回路１４から渡されるイン
デクスの２次元ベクトルに含まれるコードベクトルのゲ
イン値を積算回路１８に、ピッチベクトルのゲイン値を
積算回路９に夫々渡す。
トル及びピッチベクトル各々の振幅を調整する２個のゲ
イン値を含む２次元ベクトルで構成するテーブル（図示
せず）を持つ。２次元ベクトルは予め定めた個数用意さ
れ、各々対応するインデクスを持つ。また、ゲインコー
ドブック回路１７は誤差評価回路１４から渡されるイン
デクスの２次元ベクトルに含まれるコードベクトルのゲ
イン値を積算回路１８に、ピッチベクトルのゲイン値を
積算回路９に夫々渡す。
【００４０】誤差評価回路１４はピッチフィルタバッフ
ァ回路８と音源コードブック（ＣＢ）回路１６とゲイン
コードブック回路１７とに夫々対応するインデクスを順
次渡し、各インデクスに対応するピッチベクトルとコー
ドベクトルとゲイン値との組み合わせ毎に、差分回路１
３で計算される差分信号の二乗和を計算する。この計算
を順次行う際、誤差評価回路１４はより小さい二乗和が
見つかると、ゲート回路１９に更新フラグを渡す。
ァ回路８と音源コードブック（ＣＢ）回路１６とゲイン
コードブック回路１７とに夫々対応するインデクスを順
次渡し、各インデクスに対応するピッチベクトルとコー
ドベクトルとゲイン値との組み合わせ毎に、差分回路１
３で計算される差分信号の二乗和を計算する。この計算
を順次行う際、誤差評価回路１４はより小さい二乗和が
見つかると、ゲート回路１９に更新フラグを渡す。
【００４１】また、誤差評価回路１４は組み合わせ全て
に対して二乗和を計算した後、二乗和が最小値となるピ
ッチベクトルとコードベクトルとゲイン値とに対応する
インデクスを選択し、これを音源量子化インデクスとし
てマルチプレクサ２０に渡す。マルチプレクサ２０はフ
ィルタ係数量子化回路４が出力するフィルタ係数量子化
インデクスと誤差評価回路１４が出力する音源量子化イ
ンデクスとをまとめて得た伝送データを出力端子２４か
ら出力する。
に対して二乗和を計算した後、二乗和が最小値となるピ
ッチベクトルとコードベクトルとゲイン値とに対応する
インデクスを選択し、これを音源量子化インデクスとし
てマルチプレクサ２０に渡す。マルチプレクサ２０はフ
ィルタ係数量子化回路４が出力するフィルタ係数量子化
インデクスと誤差評価回路１４が出力する音源量子化イ
ンデクスとをまとめて得た伝送データを出力端子２４か
ら出力する。
【００４２】次に、この追加した回路及び置き換えた回
路によって入出力が変更された回路について説明する。
音源コードブック回路１６は予め作成したサブフレーム
長のコードベクトル、つまり波形のパターンを蓄積し、
誤差評価回路１４から渡されるインデクスにしたがって
コードベクトルを順次出力する。積算回路１８は音源コ
ードブック回路１６が出力するコードベクトルにコード
ベクトルのゲイン値を積算し、再生音源候補信号を得
る。
路によって入出力が変更された回路について説明する。
音源コードブック回路１６は予め作成したサブフレーム
長のコードベクトル、つまり波形のパターンを蓄積し、
誤差評価回路１４から渡されるインデクスにしたがって
コードベクトルを順次出力する。積算回路１８は音源コ
ードブック回路１６が出力するコードベクトルにコード
ベクトルのゲイン値を積算し、再生音源候補信号を得
る。
【００４３】ゲート回路１９は誤差評価回路１４が更新
フラグを渡した時に、加算回路１５が出力する再生音源
候補信号を既に蓄積していた信号と入れ替えて蓄積す
る。また、ゲート回路１９は全ての前記組み合わせに対
する二乗誤差の計算が終了すると、蓄積している再生音
源候補信号を再生音源信号として出力する。
フラグを渡した時に、加算回路１５が出力する再生音源
候補信号を既に蓄積していた信号と入れ替えて蓄積す
る。また、ゲート回路１９は全ての前記組み合わせに対
する二乗誤差の計算が終了すると、蓄積している再生音
源候補信号を再生音源信号として出力する。
【００４４】図２は本発明の一実施例による復号化装置
の構成を示す図である。図において、本発明の一実施例
による復号化装置は上記の符号化装置で得た伝送データ
を復号する。また、本発明の一実施例による復号化装置
は加算回路９とピッチフィルタバッファ回路８とを付加
し、デマルチプレクサ３７とゲインコードブック回路３
２とバックワード分析回路３４とを夫々デマルチプレク
サ２７とゲインコードブック（ＣＢ）回路１７とバック
ワード（ＢＷ）分析回路２３とに置き換えた以外は図１
３に示す従来の復号化装置と同様の構成となっており、
同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構
成要素の動作は従来の復号化装置の動作と同様である。
したがって、これらの回路とその影響を受ける回路とに
関してのみ以下説明する。
の構成を示す図である。図において、本発明の一実施例
による復号化装置は上記の符号化装置で得た伝送データ
を復号する。また、本発明の一実施例による復号化装置
は加算回路９とピッチフィルタバッファ回路８とを付加
し、デマルチプレクサ３７とゲインコードブック回路３
２とバックワード分析回路３４とを夫々デマルチプレク
サ２７とゲインコードブック（ＣＢ）回路１７とバック
ワード（ＢＷ）分析回路２３とに置き換えた以外は図１
３に示す従来の復号化装置と同様の構成となっており、
同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構
成要素の動作は従来の復号化装置の動作と同様である。
したがって、これらの回路とその影響を受ける回路とに
関してのみ以下説明する。
【００４５】まず、追加した回路及び置き換えた回路の
動作について説明する。積算回路９はピッチベクトルに
ゲイン値を積算してピッチ音源候補信号を得る。積算回
路１８は音源コードブック回路１６から渡されるコード
ベクトルにゲイン値を積算してコードブック音源信号を
得る。
動作について説明する。積算回路９はピッチベクトルに
ゲイン値を積算してピッチ音源候補信号を得る。積算回
路１８は音源コードブック回路１６から渡されるコード
ベクトルにゲイン値を積算してコードブック音源信号を
得る。
【００４６】ピッチフィルタバッファ回路８はゲート回
路１９が過去に出力した再生音源信号を接続して得た信
号を予め定めた長さ分だけ蓄積する。また、ピッチフィ
ルタバッファ回路８はデマルチプレクサ２７から出力さ
れるピッチベクトルのインデクスにしたがって、蓄積し
た再生音源信号の中からサブフレーム長分だけ切り出し
て得たピッチベクトル（周期成分）を積算回路９に渡
す。
路１９が過去に出力した再生音源信号を接続して得た信
号を予め定めた長さ分だけ蓄積する。また、ピッチフィ
ルタバッファ回路８はデマルチプレクサ２７から出力さ
れるピッチベクトルのインデクスにしたがって、蓄積し
た再生音源信号の中からサブフレーム長分だけ切り出し
て得たピッチベクトル（周期成分）を積算回路９に渡
す。
【００４７】デマルチプレクサ２７は入力端子２６から
入力した伝送データを用いて線形予測係数とピッチベク
トルとコードベクトルとゲイン値とに夫々対応するイン
デクスを生成する。ゲインコードブック回路１７はゲイ
ン値に対応するインデクスにしたがって、ピッチベクト
ルのゲイン値を積算回路９にコードベクトルのゲイン値
を積算回路１８に夫々渡す。
入力した伝送データを用いて線形予測係数とピッチベク
トルとコードベクトルとゲイン値とに夫々対応するイン
デクスを生成する。ゲインコードブック回路１７はゲイ
ン値に対応するインデクスにしたがって、ピッチベクト
ルのゲイン値を積算回路９にコードベクトルのゲイン値
を積算回路１８に夫々渡す。
【００４８】次に、この追加した回路及び置き換えた回
路によって入出力が変更された回路について説明する。
加算回路１５はピッチ音源候補信号とコードブック音源
信号とを加算して得た再生音源候補信号をバックワード
フィルタ回路１０に渡すよう構成されている。
路によって入出力が変更された回路について説明する。
加算回路１５はピッチ音源候補信号とコードブック音源
信号とを加算して得た再生音源候補信号をバックワード
フィルタ回路１０に渡すよう構成されている。
【００４９】図３は本発明の他の実施例による符号化装
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の他の実施例による符号化装置は上述したピッチ予測フ
ィルタと高次の線形予測フィルタとを並列に接続するよ
うにした以外は図１に示す本発明の一実施例による符号
化装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同
一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発
明の一実施例による符号化装置と同様である。
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の他の実施例による符号化装置は上述したピッチ予測フ
ィルタと高次の線形予測フィルタとを並列に接続するよ
うにした以外は図１に示す本発明の一実施例による符号
化装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同
一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発
明の一実施例による符号化装置と同様である。
【００５０】高次の線形予測フィルタはピッチ予測フィ
ルタと並列に接続した場合、ピッチ線形予測フィルタの
ラグ値に対応するタップ係数にしかピッチ線形予測フィ
ルタの影響を受けない。よって、ピッチ線形予測フィル
タの伝送データに伝送路エラーが生じた場合、その影響
をタップ係数に関するだけの音質劣化に留めることがで
きる。
ルタと並列に接続した場合、ピッチ線形予測フィルタの
ラグ値に対応するタップ係数にしかピッチ線形予測フィ
ルタの影響を受けない。よって、ピッチ線形予測フィル
タの伝送データに伝送路エラーが生じた場合、その影響
をタップ係数に関するだけの音質劣化に留めることがで
きる。
【００５１】本発明の他の実施例による符号化装置はゲ
ート回路３０を付加し、ピッチフィルタバッファ回路８
に入力される信号が異なっている以外は、上述した本発
明の一実施例による符号化装置の構成と同様である。こ
の追加した回路の動作について説明する。
ート回路３０を付加し、ピッチフィルタバッファ回路８
に入力される信号が異なっている以外は、上述した本発
明の一実施例による符号化装置の構成と同様である。こ
の追加した回路の動作について説明する。
【００５２】ゲート回路３０は誤差評価回路１４が更新
フラグを渡した時に、バックワードフィルタ回路１０が
出力する再生音源候補信号を既に蓄積していた信号と入
れ替えて蓄積する。また、ゲート回路３０は全ての組み
合わせに対する二乗誤差の計算が終了すると、蓄積して
いる再生音源候補信号を再生音源信号として出力する。
フラグを渡した時に、バックワードフィルタ回路１０が
出力する再生音源候補信号を既に蓄積していた信号と入
れ替えて蓄積する。また、ゲート回路３０は全ての組み
合わせに対する二乗誤差の計算が終了すると、蓄積して
いる再生音源候補信号を再生音源信号として出力する。
【００５３】この追加した回路に伴って入出力が変更さ
れた回路について説明する。ピッチフィルタバッファ回
路８はゲート回路１９が出力するバックワードフィルタ
回路１０からの再生音源信号を蓄積する。また、ピッチ
フィルタバッファ回路８は誤差評価回路１４から渡され
るインデクスにしたがって、蓄積した再生音源信号の中
からサブフレーム長だけ連続した信号を切り出して得た
ピッチベクトルを積算回路９に渡すよう構成されてい
る。
れた回路について説明する。ピッチフィルタバッファ回
路８はゲート回路１９が出力するバックワードフィルタ
回路１０からの再生音源信号を蓄積する。また、ピッチ
フィルタバッファ回路８は誤差評価回路１４から渡され
るインデクスにしたがって、蓄積した再生音源信号の中
からサブフレーム長だけ連続した信号を切り出して得た
ピッチベクトルを積算回路９に渡すよう構成されてい
る。
【００５４】図４は本発明の他の実施例による復号化装
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の他の実施例による復号化装置は図３に示す本発明の他
の実施例による符号化装置で得た伝送データを復号化す
る。本発明の他の実施例による復号化装置はピッチフィ
ルタバッファ回路８に入力される信号が異なる以外は図
２に示す本発明の一実施例による復号化装置と同様の構
成となっており、同一構成要素には同一符号を付してあ
る。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例によ
る復号化装置と同様である。そこで、この入力される信
号が異なるピッチフィルタバッファ回路８についてのみ
説明する。
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の他の実施例による復号化装置は図３に示す本発明の他
の実施例による符号化装置で得た伝送データを復号化す
る。本発明の他の実施例による復号化装置はピッチフィ
ルタバッファ回路８に入力される信号が異なる以外は図
２に示す本発明の一実施例による復号化装置と同様の構
成となっており、同一構成要素には同一符号を付してあ
る。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例によ
る復号化装置と同様である。そこで、この入力される信
号が異なるピッチフィルタバッファ回路８についてのみ
説明する。
【００５５】ピッチフィルタバッファ回路８はバックワ
ードフィルタ回路１０から出力される再生音源信号を蓄
積し、デマルチプレクサ２７から渡されるインデクスに
したがって、蓄積した再生音源信号の中からサブフレー
ム長だけ連続して切り出して得たピッチベクトルを積算
回路９に渡すよう構成されている。
ードフィルタ回路１０から出力される再生音源信号を蓄
積し、デマルチプレクサ２７から渡されるインデクスに
したがって、蓄積した再生音源信号の中からサブフレー
ム長だけ連続して切り出して得たピッチベクトルを積算
回路９に渡すよう構成されている。
【００５６】図５は本発明の別の実施例による符号化装
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の別の実施例による符号化装置は再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数を計算している点が異なる以外は図１
に示す本発明の一実施例による符号化装置と同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同
一構成要素の動作は上述した本発明の一実施例による符
号化装置と同様である。
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の別の実施例による符号化装置は再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数を計算している点が異なる以外は図１
に示す本発明の一実施例による符号化装置と同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同
一構成要素の動作は上述した本発明の一実施例による符
号化装置と同様である。
【００５７】すなわち、本発明の別の実施例による符号
化装置では上述した本発明の一実施例による符号化装置
のバックワード分析回路２３を、再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数を計算するバックワード分析回路３１
に置き換えている。
化装置では上述した本発明の一実施例による符号化装置
のバックワード分析回路２３を、再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数を計算するバックワード分析回路３１
に置き換えている。
【００５８】この場合、バックワード分析回路３１前段
のバックワードフィルタ回路２１はゲート回路１９が出
力する再生音源信号を後ろ向き線形予測係数ｂで構成す
るフィルタを用いてフィルタリングし、再生音源信号を
求めてバックワード分析回路３１に渡す。バックワード
分析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィ
ルタ回路２１から渡された再生音源信号を蓄積し、この
蓄積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す
後ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
のバックワードフィルタ回路２１はゲート回路１９が出
力する再生音源信号を後ろ向き線形予測係数ｂで構成す
るフィルタを用いてフィルタリングし、再生音源信号を
求めてバックワード分析回路３１に渡す。バックワード
分析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィ
ルタ回路２１から渡された再生音源信号を蓄積し、この
蓄積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す
後ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
【００５９】図６は本発明の別の実施例による復号化装
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の別の実施例による復号化装置は再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数を計算している点が異なる以外は図２
に示す本発明の一実施例による復号化装置と同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同
一構成要素の動作は上述した本発明の一実施例による符
号化装置と同様である。
置の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の別の実施例による復号化装置は再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数を計算している点が異なる以外は図２
に示す本発明の一実施例による復号化装置と同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同
一構成要素の動作は上述した本発明の一実施例による符
号化装置と同様である。
【００６０】すなわち、本発明の別の実施例による復号
化装置では上述した本発明の一実施例による復号化装置
のバックワード分析回路２３を、再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数ｂを計算するバックワード分析回路３
１に置き換えている。
化装置では上述した本発明の一実施例による復号化装置
のバックワード分析回路２３を、再生音源信号から後ろ
向き線形予測係数ｂを計算するバックワード分析回路３
１に置き換えている。
【００６１】この場合、バックワード分析回路３１へ入
力される信号は合成フィルタ回路１１から出力される再
生信号ではなく、バックワードフィルタ回路１０から出
力される再生音源信号である。よって、バックワード分
析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィル
タ回路１０から渡された再生音源信号を蓄積し、この蓄
積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す後
ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
力される信号は合成フィルタ回路１１から出力される再
生信号ではなく、バックワードフィルタ回路１０から出
力される再生音源信号である。よって、バックワード分
析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィル
タ回路１０から渡された再生音源信号を蓄積し、この蓄
積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す後
ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
【００６２】図７は本発明のさらに別の実施例による符
号化装置の構成を示すブロック図である。図において、
本発明のさらに別の実施例による符号化装置は再生音源
信号から後ろ向き線形予測係数ｂを計算するようにした
以外は図３に示す本発明の他の実施例による符号化装置
と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号
を付してある。また、同一構成要素の動作は上述した本
発明の他の実施例による符号化装置と同様である。
号化装置の構成を示すブロック図である。図において、
本発明のさらに別の実施例による符号化装置は再生音源
信号から後ろ向き線形予測係数ｂを計算するようにした
以外は図３に示す本発明の他の実施例による符号化装置
と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号
を付してある。また、同一構成要素の動作は上述した本
発明の他の実施例による符号化装置と同様である。
【００６３】すなわち、本発明のさらに別の実施例によ
る符号化装置では上述した本発明の他の実施例による符
号化装置のバックワード分析回路２３を、再生音源信号
から後ろ向き線形予測係数を計算するバックワード分析
回路３１に置き換えている。
る符号化装置では上述した本発明の他の実施例による符
号化装置のバックワード分析回路２３を、再生音源信号
から後ろ向き線形予測係数を計算するバックワード分析
回路３１に置き換えている。
【００６４】この場合、バックワード分析回路３１前段
のバックワードフィルタ回路２１はゲート回路３０が出
力する再生音源信号を後ろ向き線形予測係数ｂで構成す
るフィルタを用いてフィルタリングし、再生音源信号を
求めてバックワード分析回路３１に渡す。バックワード
分析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィ
ルタ回路２１から渡された再生音源信号を蓄積し、この
蓄積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す
後ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
のバックワードフィルタ回路２１はゲート回路３０が出
力する再生音源信号を後ろ向き線形予測係数ｂで構成す
るフィルタを用いてフィルタリングし、再生音源信号を
求めてバックワード分析回路３１に渡す。バックワード
分析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィ
ルタ回路２１から渡された再生音源信号を蓄積し、この
蓄積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す
後ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
【００６５】図８は本発明のさらに別の実施例による復
号化装置の構成を示すブロック図である。図において、
本発明のさらに別の実施例による復号化装置は再生音源
信号から後ろ向き線形予測係数ｂを計算している点が異
なる以外は図４に示す本発明の他の実施例による復号化
装置と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して
ある。また、同一構成要素の動作は上述した本発明の他
の実施例による符号化装置と同様である。
号化装置の構成を示すブロック図である。図において、
本発明のさらに別の実施例による復号化装置は再生音源
信号から後ろ向き線形予測係数ｂを計算している点が異
なる以外は図４に示す本発明の他の実施例による復号化
装置と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して
ある。また、同一構成要素の動作は上述した本発明の他
の実施例による符号化装置と同様である。
【００６６】すなわち、本発明のさらに別の実施例によ
る復号化装置では上述した本発明の他の実施例による復
号化装置のバックワード分析回路２３を、再生音源信号
から後ろ向き線形予測係数ｂを計算するバックワード分
析回路３１に置き換えている。
る復号化装置では上述した本発明の他の実施例による復
号化装置のバックワード分析回路２３を、再生音源信号
から後ろ向き線形予測係数ｂを計算するバックワード分
析回路３１に置き換えている。
【００６７】この場合、バックワード分析回路３１へ入
力される信号は合成フィルタ回路１１から出力される再
生信号ではなく、バックワードフィルタ回路１０から出
力される再生音源信号である。よって、バックワード分
析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィル
タ回路１０から渡された再生音源信号を蓄積し、この蓄
積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す後
ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
力される信号は合成フィルタ回路１１から出力される再
生信号ではなく、バックワードフィルタ回路１０から出
力される再生音源信号である。よって、バックワード分
析回路３１は過去のサブフレームでバックワードフィル
タ回路１０から渡された再生音源信号を蓄積し、この蓄
積した再生音源信号から微細なスペクトル形状を表す後
ろ向き線形予測係数ｂを計算する。
【００６８】図９は図１〜図４に示すバックワード分析
回路２３の構成を示すブロック図である。図において、
バックワード分析回路２３は再帰的相関計算回路２３ｂ
と、レビンソンダービン（ＬＤ：Ｌｅｖｉｎｓｏｎ Ｄ
ｕｒｂｉｎ）回路２３ｃ，２３ｅと、相関変換回路２３
ｄとから構成されている。
回路２３の構成を示すブロック図である。図において、
バックワード分析回路２３は再帰的相関計算回路２３ｂ
と、レビンソンダービン（ＬＤ：Ｌｅｖｉｎｓｏｎ Ｄ
ｕｒｂｉｎ）回路２３ｃ，２３ｅと、相関変換回路２３
ｄとから構成されている。
【００６９】再帰的相関計算回路２３ｂは入力端子２３
ａから入力した信号から自己相関信号を再帰的に計算す
る。再帰的計算に関しては、「Ａ Ｆｉｘｅｄ−Ｐｏｉ
ｎｔ１６ｋｂ／ｓ ＬＤ−ＣＥＬＰ Ａｌｇｏｒｉｔｈ
ｍ，ＩＥＥＥ ＩＣＡＳＳＰ ’９１， ｐｐ．２１−
２４」に記載されている方法を用いることが可能であ
る。
ａから入力した信号から自己相関信号を再帰的に計算す
る。再帰的計算に関しては、「Ａ Ｆｉｘｅｄ−Ｐｏｉ
ｎｔ１６ｋｂ／ｓ ＬＤ−ＣＥＬＰ Ａｌｇｏｒｉｔｈ
ｍ，ＩＥＥＥ ＩＣＡＳＳＰ ’９１， ｐｐ．２１−
２４」に記載されている方法を用いることが可能であ
る。
【００７０】上記論文による方法では分析窓関数として
指数関数を導入することによって、過去の信号の影響を
忘却するように相関計算を行う。すなわち、過去のサブ
フレームで得た自己相関値に現サブフレームで得た入力
信号に関する相関成分を指数重み付け加算することで、
現サブフレームでの自己相関値を計算する。このため、
過去の入力信号に関する相関演算を省くことができ、演
算量を大幅に削減することができる。レビンソンダービ
ン回路２３ｃは再帰的相関計算回路２３ｂで計算された
相関値の内で低次の相関値を用いて、上述したＬＤ法等
によってスペクトル平坦化で用いる平坦化線形予測係数
を計算する。
指数関数を導入することによって、過去の信号の影響を
忘却するように相関計算を行う。すなわち、過去のサブ
フレームで得た自己相関値に現サブフレームで得た入力
信号に関する相関成分を指数重み付け加算することで、
現サブフレームでの自己相関値を計算する。このため、
過去の入力信号に関する相関演算を省くことができ、演
算量を大幅に削減することができる。レビンソンダービ
ン回路２３ｃは再帰的相関計算回路２３ｂで計算された
相関値の内で低次の相関値を用いて、上述したＬＤ法等
によってスペクトル平坦化で用いる平坦化線形予測係数
を計算する。
【００７１】相関変換回路２３ｄは相関値と平坦化線形
予測係数とを用いてスペクトル平坦化された再生信号の
相関値を計算する。平坦化の計算は、
予測係数とを用いてスペクトル平坦化された再生信号の
相関値を計算する。平坦化の計算は、
【数１】 という式で行われる。ここで、ｄ（ｎ）（ｎ＝０〜Ｐ）
は各々平坦化処理前の自己相関値であり、ｒ（ｎ）（ｎ
＝０〜Ｐ）は平坦化後の自己相関値である。ａ（ｉ）
（ｉ＝１〜Ｑ）は平坦化で用いる線形予測係数である。
また、Ｐ及びＱは各々平坦化線形予測フィルタ及び後ろ
向き線形予測フィルタの次数である。
は各々平坦化処理前の自己相関値であり、ｒ（ｎ）（ｎ
＝０〜Ｐ）は平坦化後の自己相関値である。ａ（ｉ）
（ｉ＝１〜Ｑ）は平坦化で用いる線形予測係数である。
また、Ｐ及びＱは各々平坦化線形予測フィルタ及び後ろ
向き線形予測フィルタの次数である。
【００７２】レビンソンダービン回路２３ｅは相関変換
回路２３ｄで平坦化された自己相関値を用いて、上述し
たＬＤ法等によって後ろ向き線形予測係数ｂを計算し、
出力端子２３ｆから出力する。
回路２３ｄで平坦化された自己相関値を用いて、上述し
たＬＤ法等によって後ろ向き線形予測係数ｂを計算し、
出力端子２３ｆから出力する。
【００７３】図１０は図５〜図８に示すバックワード分
析回路３１の構成を示すブロック図である。図におい
て、バックワード分析回路３１は再帰的相関計算回路２
３ｂと、レビンソンダービン回路２３ｃとから構成され
ている。
析回路３１の構成を示すブロック図である。図におい
て、バックワード分析回路３１は再帰的相関計算回路２
３ｂと、レビンソンダービン回路２３ｃとから構成され
ている。
【００７４】再帰的相関計算回路２３ｂは入力端子３１
ａから入力した信号から自己相関信号を再帰的に計算す
る。レビンソンダービン回路２３ｅは上述したＬＤ法等
によって、自己相関値から後ろ向き線形予測係数ｂを計
算し、出力端子３１ｂから出力する。
ａから入力した信号から自己相関信号を再帰的に計算す
る。レビンソンダービン回路２３ｅは上述したＬＤ法等
によって、自己相関値から後ろ向き線形予測係数ｂを計
算し、出力端子３１ｂから出力する。
【００７５】尚、上述した構成例では入力信号の性質に
応じて、後ろ向き線形予測フィルタ及びピッチ線形予測
フィルタのいずれか一方あるいは両者を使用するように
切り替えることができる。この切り替えによって平均的
な演算量を削減することができる。
応じて、後ろ向き線形予測フィルタ及びピッチ線形予測
フィルタのいずれか一方あるいは両者を使用するように
切り替えることができる。この切り替えによって平均的
な演算量を削減することができる。
【００７６】切り替える例としては、「Ｍ−ＬＣＥＬＰ
Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ ａｔ ４ｋｂ／ｓ ｗ
ｉｔｈ Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉ−
Ｃｏｄｅｂｏｏｋ （ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏ
ｍｍｕｎ．， Ｖｏｌ．Ｅ７７−Ｂ， Ｎｏ．９ Ｓｅ
ｐｔ． １９９４）」に記載されいるように、子音部と
母音部とで切り替える方法がある。子音部では予測効果
が少ないと考えられるため、いずれの線形予測フィルタ
も使用しないようにすることもできる。
Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ ａｔ ４ｋｂ／ｓ ｗ
ｉｔｈ Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉ−
Ｃｏｄｅｂｏｏｋ （ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏ
ｍｍｕｎ．， Ｖｏｌ．Ｅ７７−Ｂ， Ｎｏ．９ Ｓｅ
ｐｔ． １９９４）」に記載されいるように、子音部と
母音部とで切り替える方法がある。子音部では予測効果
が少ないと考えられるため、いずれの線形予測フィルタ
も使用しないようにすることもできる。
【００７７】また、上述した構成例ではコードベクトル
及びピッチベクトルのゲイン値を２次元ベクトルで符号
化しているが、各々独立に符号化することによってゲイ
ン量子化が簡略化されるので、演算量を削減することが
できる。
及びピッチベクトルのゲイン値を２次元ベクトルで符号
化しているが、各々独立に符号化することによってゲイ
ン量子化が簡略化されるので、演算量を削減することが
できる。
【００７８】さらに、上述した構成例では１次のピッチ
予測フィルタを用いているが、２次以上のピッチ予測フ
ィルタを用いることによって性能を向上させることがで
きる。さらにまた、音源信号を１段のコードベクトルで
表しているが、多段にすれば演算量を削減することがで
きるだけでなく、伝送路エラー耐性を高めることができ
る。
予測フィルタを用いているが、２次以上のピッチ予測フ
ィルタを用いることによって性能を向上させることがで
きる。さらにまた、音源信号を１段のコードベクトルで
表しているが、多段にすれば演算量を削減することがで
きるだけでなく、伝送路エラー耐性を高めることができ
る。
【００７９】このように、音声信号のピッチ周期構造を
表現する生成モデルに基づくピッチ線形予測フィルタ係
数を併用して音声・楽音信号を符号化することによっ
て、音声・楽音信号に対する符号化性能を改善すること
ができる。
表現する生成モデルに基づくピッチ線形予測フィルタ係
数を併用して音声・楽音信号を符号化することによっ
て、音声・楽音信号に対する符号化性能を改善すること
ができる。
【００８０】また、再生信号から計算する相関値及び平
坦化線形予測係数のみを用いて、あるいは再生音源信号
から計算した相関値を用いて後ろ向き線形予測係数ｂを
計算することによって、従来の符号化及び復号化装置と
比べて演算量を削減することができる。
坦化線形予測係数のみを用いて、あるいは再生音源信号
から計算した相関値を用いて後ろ向き線形予測係数ｂを
計算することによって、従来の符号化及び復号化装置と
比べて演算量を削減することができる。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力信号をその入力信号のスペクトル概形を表す第１の線
形予測フィルタ係数で表現する第１のフィルタ手段と、
入力信号をその入力信号の微細なスペクトル形状を表す
第２の線形予測フィルタ係数で表現する第２のフィルタ
手段と、第２の線形予測フィルタに縦続及び並列の一方
で接続されかつ入力信号をその入力信号の周期成分を表
す第３の線形予測フィルタ係数で表現する第３のフィル
タ手段とを備え、第１のフィルタ手段と第２のフィルタ
手段と第３のフィルタ手段とを通して得られる再生信号
と入力信号との残差信号を基に生成される入力信号のパ
ラメータを基に入力信号の符号化及び復号化を行うこと
によって、音声信号及び楽音信号を高性能にかつ少ない
演算量で符号化することができるという効果がある。
力信号をその入力信号のスペクトル概形を表す第１の線
形予測フィルタ係数で表現する第１のフィルタ手段と、
入力信号をその入力信号の微細なスペクトル形状を表す
第２の線形予測フィルタ係数で表現する第２のフィルタ
手段と、第２の線形予測フィルタに縦続及び並列の一方
で接続されかつ入力信号をその入力信号の周期成分を表
す第３の線形予測フィルタ係数で表現する第３のフィル
タ手段とを備え、第１のフィルタ手段と第２のフィルタ
手段と第３のフィルタ手段とを通して得られる再生信号
と入力信号との残差信号を基に生成される入力信号のパ
ラメータを基に入力信号の符号化及び復号化を行うこと
によって、音声信号及び楽音信号を高性能にかつ少ない
演算量で符号化することができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例による符号化装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の一実施例による復号化装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の他の実施例による符号化装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例による復号化装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】本発明の別の実施例による符号化装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】本発明の別の実施例による復号化装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】本発明のさらに別の実施例による符号化装置の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図８】本発明のさらに別の実施例による復号化装置の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図９】図１〜図４に示すバックワード分析回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図１０】図５〜図８に示すバックワード分析回路の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図１１】従来例による符号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１２】図１１に示すバックワード分析回路の構成例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図１３】従来例による復号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１，２３ａ，２６，３１ａ 入力端子 ２ フレーム分割回路 ３ 線形予測分析回路 ４ フィルタ係数量子化回路 ５，７ フィルタ係数補間回路 ６ サブフレーム分割回路 ８ ピッチフィルタバッファ回路 ９，１８ 積算回路 １０，２１ バックワードフィルタ回路 １１，２２ 合成フィルタ回路 １２ 荷重フィルタ回路 １３ 差分回路 １４ 誤差評価回路 １５ 加算回路 １６ 音源コードブック回路 １７ ゲインコードブック回路 １９，３０ ゲート回路 ２０ マルチプレクサ ２３，３１ バックワード分析回路 ２７ デマルチプレクサ ２４，２３ｆ，３１ｂ，２９ 出力端子 ２３ｂ 再帰的相関計算回路 ２３ｃ、２３ｅ レビンソンダービン回路 ２３ｄ 相関変換回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−250697（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175916（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−212199（ＪＰ，Ａ) 米国特許5738390（ＵＳ，Ａ) 仏国特許出願公開2742568（ＦＲ，Ａ １) 欧州特許出願公開782128（ＥＰ，Ａ ２) 欧州特許出願公開867862（ＥＰ，Ａ ２) 日本音響学会平成９年度秋季研究発表 会講演論文集▲Ｉ▼ ３−２−７「ＣＥ ＬＰ符号化における高次後ろ向き予測音 源符号化の高速化に関する検討」ｐ. 279−280（平成９年９月17日発行) 日本音響学会平成８年度秋季研究発表 会講演論文集▲Ｉ▼ ３−２−７「ＣＥ ＬＰ符号化における音楽信号の品質向 上」ｐ．263−264（平成８年３月26日発 行) 電子情報通信学会技術研究報告［音声 ］Ｖｏｌ．97，Ｎｏ．396，ＳＰ97−64, 「残差信号の高次後方予測を用いた広帯 域ＣＥＬＰ符号化」ｐ．51−56（1997年 11月21日発行) 1997 ＩＥＥＥ Ｗｏｒｋｓｈｉｏ Ｏｎ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ Ｆ ｏｒ Ｔｅｌｅｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏ ｎｓ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｓｅｐ ｔｅｍｂｅｒ ７−10，1997，”Ａ 16 ｋｂｉｔ／ｓ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃ ＥＬＰ Ｃｏｄｅｒ ｗｉｔｈ ａ Ｈ ｉｇｈ−Ｏｒｄｅｒ Ｂａｃｋｗａｒｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｆａｓｔ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ”，ｐ．107− 108 ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓ ｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃ ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ. 10，Ｎｏ．５，Ｊｕｎｅ 1992，”Ａ Ｌｏｗ−Ｄｅｌａｙ ＣＥＬＰ Ｃｏｄ ｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ＣＣＩＴＴ 16 ｋｂ／ｓ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ”，ｐ．830−849 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/04 G10L 19/12 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (14)
- 【請求項１】 入力信号をその入力信号のスペクトル概
形を表す第１の線形予測フィルタ係数で表現する第１の
フィルタ手段と、前記入力信号をその入力信号の微細な
スペクトル形状を表す第２の線形予測フィルタ係数で表
現する第２のフィルタ手段と、前記第２のフィルタ手段
に縦続及び並列の一方で接続されかつ前記入力信号をそ
の入力信号の周期成分を表す第３の線形予測フィルタ係
数で表現する第３のフィルタ手段とを有し、前記第１の
フィルタ手段と前記第２のフィルタ手段と前記第３のフ
ィルタ手段とを通して得られる再生信号と前記入力信号
との残差信号を基に生成される前記入力信号のパラメー
タを基に前記入力信号の符号化及び復号化を行うように
したことを特徴とする音声・楽音符号化及び復号化装
置。 - 【請求項２】 過去に量子化された前記再生信号と前記
第２及び第３のフィルタ手段を通して得られる再生音源
信号とのうちの一方から第１の相関値を計算する手段
と、前記第１の相関値が持つスペクトル概形を平坦化す
るために前記第１の相関値を変換する手段と、前記スペ
クトル概形を平坦化処理して得た第２の相関値を用いて
前記第２の線形予測フィルタ係数を計算する手段とを含
むことを特徴とする請求項１記載の音声・楽音符号化及
び復号化装置。 - 【請求項３】 前記第２及び第３のフィルタ手段を通し
て得られかつ過去に量子化された再生音源信号から相関
値を計算する手段と、前記相関値を用いて前記第２の線
形予測フィルタの係数を計算する手段とを含むことを特
徴とする請求項１記載の音声・楽音符号化及び復号化装
置。 - 【請求項４】 音声・楽音信号の再生信号をその音声・
楽音入力信号のスペクトル概形を表す第１の線形予測フ
ィルタ係数を用いて作成する第１のフィルタ手段と、前
記音声・楽音信号の再生音源信号をその音声・楽音信号
の微細なスペクトル形状を表す第２の線形予測フィルタ
係数を用いて作成する第２のフィルタ手段と、前記音声
・楽音信号に対応する再生音源信号をその音声・楽音信
号の周期成分を表す第３の線形予測フィルタ係数及び前
記第２の線形予測フィルタ係数と前記第３の線形予測フ
ィルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する第３の
フィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段と前記第２の
フィルタ手段と前記第３のフィルタ手段とを通して得ら
れる再生信号と前記音声・楽音信号との残差信号を基に
生成される前記音声・楽音信号のパラメータを出力する
手段とを有することを特徴とする音声・楽音符号化装
置。 - 【請求項５】 過去に量子化された前記再生信号と前記
第２及び第３のフィルタ手段を通して得られる再生音源
信号とのうちの一方から第１の相関値を計算する手段
と、前記第１の相関値が持つスペクトル概形を平坦化す
るために前記第１の相関値を変換する手段と、前記スペ
クトル概形を平坦化処理して得た第２の相関値を用いて
前記第２の線形予測フィルタ係数を計算する手段とを含
むことを特徴とする請求項４記載の音声・楽音符号化装
置。 - 【請求項６】 前記第２及び第３のフィルタ手段を通し
て得られかつ過去に量子化された再生音源信号から相関
値を計算する手段と、前記相関値を用いて前記第２の線
形予測フィルタの係数を計算する手段とを含むことを特
徴とする請求項４記載の音声・楽音符号化装置。 - 【請求項７】 入力された音声・楽音信号のパラメータ
を基に前記音声・楽音信号に対応する再生音源信号をそ
の音声・楽音信号の周期成分を表す第１の線形予測フィ
ルタ係数及びその音声・楽音信号の微細なスペクトル形
状を表す第２の線形予測フィルタ係数と前記第１の線形
予測フィルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する
第１のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号の再生音源
信号を前記第２の線形予測フィルタ係数を用いて作成す
る第２のフィルタ手段と、前記音声・楽音信号の再生信
号をその音声・楽音入力信号のスペクトル概形を表す第
３の線形予測フィルタ係数を用いて作成する第３のフィ
ルタ手段とを有することを特徴とする音声・楽音復号化
装置。 - 【請求項８】 過去に量子化された前記再生信号と前記
第１及び第２のフィルタ手段を通して得られる再生音源
信号とのうちの一方から第１の相関値を計算する手段
と、前記第１の相関値が持つスペクトル概形を平坦化す
るために前記第１の相関値を変換する手段と、前記スペ
クトル概形を平坦化処理して得た第２の相関値を用いて
前記第２の線形予測フィルタ係数を計算する手段とを含
むことを特徴とする請求項７記載の音声・楽音復号化装
置。 - 【請求項９】 前記第１及び第２のフィルタ手段を通し
て得られかつ過去に量子化された再生音源信号から相関
値を計算する手段と、前記相関値を用いて前記第２の線
形予測フィルタの係数を計算する手段とを含むことを特
徴とする請求項７記載の音声・楽音復号化装置。 - 【請求項１０】 音声・楽音信号の再生信号をその音声
・楽音入力信号のスペクトル概形を表す第１の線形予測
フィルタ係数を用いて作成する第１のフィルタ手段と、
前記音声・楽音信号の再生信号をその音声・楽音信号の
微細なスペクトル形状を表す第２の線形予測フィルタ係
数を用いて作成する第２のフィルタ手段と、前記音声・
楽音信号に対応する再生音源信号をその音声・楽音信号
の周期成分を表す第３の線形予測フィルタ係数及び前記
第２の線形予測フィルタ係数と前記第３の線形予測フィ
ルタ係数のみとのうちの一方を用いて作成する第３のフ
ィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段と前記第２のフ
ィルタ手段と前記第３のフィルタ手段とを通して得られ
る再生信号と前記音声・楽音信号との残差信号を基に生
成される前記音声・楽音信号のパラメータを出力する手
段とを含む符号化装置と、 入力された前記音声・楽音信号のパラメータを基に前記
音声・楽音信号に対応する再生音源信号を前記第３の線
形予測フィルタ係数及び前記第２の線形予測フィルタ係
数と前記第３の線形予測フィルタ係数のみとのうちの一
方を用いて作成する第４のフィルタ手段と、前記音声・
楽音信号の再生音源信号を前記第２の線形予測フィルタ
係数を用いて作成する第５のフィルタ手段と、前記音声
・楽音信号の再生信号を前記第１の線形予測フィルタ係
数を用いて作成する第６のフィルタ手段とを含む復号化
装置とを有することを特徴とする音声・楽音符号化復号
化装置。 - 【請求項１１】 過去に量子化された前記再生信号と前
記第２及び第３のフィルタ手段を通して得られる再生音
源信号とのうちの一方から第１の相関値を計算する手段
と、前記第１の相関値が持つスペクトル概形を平坦化す
るために前記第１の相関値を変換する手段と、前記スペ
クトル概形を平坦化処理して得た第２の相関値を用いて
前記第２の線形予測フィルタ係数を計算する手段とを前
記符号化装置に含むことを特徴とする請求項１０記載の
音声・楽音符号化復号化装置。 - 【請求項１２】 前記第２及び第３のフィルタ手段を通
して得られかつ過去に量子化された再生音源信号から相
関値を計算する手段と、前記相関値を用いて前記第２の
線形予測フィルタの係数を計算する手段とを前記符号化
装置に含むことを特徴とする請求項１０記載の音声・楽
音符号化復号化装置。 - 【請求項１３】 過去に量子化された前記再生信号と前
記第４及び第５のフィルタ手段を通して得られる再生音
源信号とのうちの一方から第３の相関値を計算する手段
と、前記第３の相関値が持つスペクトル概形を平坦化す
るために前記第３の相関値を変換する手段と、前記スペ
クトル概形を平坦化処理して得た第４の相関値を用いて
前記第２の線形予測フィルタ係数を計算する手段とを前
記復号化装置に含むことを特徴とする請求項１０記載の
音声・楽音符号化復号化装置。 - 【請求項１４】 前記第４及び第５のフィルタ手段を通
して得られかつ過去に量子化された再生音源信号から相
関値を計算する手段と、前記相関値を用いて前記第２の
線形予測フィルタの係数を計算する手段とを前記復号化
装置に含むことを特徴とする請求項１０記載の音声・楽
音符号化復号化装置。
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|---|---|---|---|
| JP9072550A JP3064947B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 音声・楽音符号化及び復号化装置 |
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|---|---|---|---|
| JP9072550A JP3064947B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 音声・楽音符号化及び復号化装置 |
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| 日本音響学会平成８年度秋季研究発表会講演論文集▲Ｉ▼ ３−２−７「ＣＥＬＰ符号化における音楽信号の品質向上」ｐ．２６３−２６４（平成８年３月２６日発行） |
| 日本音響学会平成９年度秋季研究発表会講演論文集▲Ｉ▼ ３−２−７「ＣＥＬＰ符号化における高次後ろ向き予測音源符号化の高速化に関する検討」ｐ．２７９−２８０（平成９年９月１７日発行） |
| 電子情報通信学会技術研究報告［音声］Ｖｏｌ．９７，Ｎｏ．３９６，ＳＰ９７−６４，「残差信号の高次後方予測を用いた広帯域ＣＥＬＰ符号化」ｐ．５１−５６（１９９７年１１月２１日発行） |
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