JPH034300A - 音声符号化復号化方式 - 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） 本発明は音声信号を低いビットレートで効率的に符号化
し、復号化するための音声符号化復号北方式に関する。

（従来の技術） 音声信号を低いビットレート、例えば１６Ｋｂ／ｓ程度
以下で伝送する方式としては、マルチパルス符号化法な
どが知られている。これらは音源信号を複数個のパルス
組合せ（マルチパルス）で表し、声道の特徴をデジタル
フィルタで表し、音源パルスの情報とフィルタの係数を
、一定時間区間（フレーム）毎に求めて伝送している。

この方法の詳細については、例えばＡｒａｓｅｋｉ、　
Ｏｚａｗａ、　Ｏｎｏ、　０ｃｈｉａｉ氏による“Ｍｕ
ｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　５ｐｅｅｃｈ　
Ｃｏｄｅｒ　Ｂａ５ｅｄ　ｏｎＭａｘｉｍｕｍ　　Ｃｒ
ｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　　５ｅａｒｃｈ　　Ａ
ｌｇｏｒｉｔｈｍ”。

（ＧＬＯＢＥＣＯＭ　８３．　ＩＥＥＥ　Ｇｌｏｂａｌ
　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ。

講演番号２３．３．１９８３Ｘ文献１）に記載されてい
る。この方法では、声道情報と音源信号を分離してそれ
ぞれ表現すること、および音源信号を表現する手段とし
て複数のパルス列の組合せ（マルチパルス）を用いるこ
とにより、復号後に良好な音声信号を出力できる。音源
信号を表すパルス列を求める基本的な考え方については
第５図を用いて説明する。図中の入力端子９００からは
フレーム毎に分割された音声信号が人力される。合成フ
ィルタ９２０には現フレームの音声信号から求められた
スペクトルパラメータが入力されている。音源計算回路
９１０において初期マルチパルスを発生し、これを前記
合成フィルタ９２０に入力することによって出力として
合成音声波形が得られる。減算器９４０で前記人力信号
から合成音声波形を減する。この結果を重み付は回路９
５０へ入力し、現フレームでの重み付は誤差電力を得る
。そしてこの重み付は誤差電力を最小とするように、音
源計算回路９１０において規定個数のマルチパルスの振
幅と位置を求める。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この従来法ではビットレートが充分に高
く音源パルスの数が充分なときは音質が良好であったが
、ビットレートを下げて行くと音質が低下するという問
題点が合った。

この問題点を改善するために、マルチパルス音源のピッ
チ毎の準周期性（ピッチ相関）を利用したピッチ予測マ
ルチパルス法が提案されている。この方法の詳細は、例
えば、特願昭５８−１３９０２２号明細書（文献２）に
詳しいのでここでは説明を省略する。

しかしながら、マルチパルス音源のピッチ毎の準周期性
は大振幅のパルスでは大きいと考えられるが、全てのパ
ルスについてこのような周期性が存在するわけではなく
、振幅の小さなパルスはピッチ毎の周期性は少ないと考
えられる。前記文献２のピッチ予測マルチパルス法では
、フレーム内で予め定められたすべての個数のパルスに
ついてピッチ毎の周期性を仮定して全てのパルスをピッ
チ予測により求めているので、特に周期性の少ないパル
スに対してはピッチ予測によりかえって特性が悪化する
という問題点があった。特にこのことは、母音同士の遷
移区間や過渡部において顕著であり、このような部分で
音質が劣化するという問題点があった。

さらに、前記文献２の方法では、ピッチ情報をインパル
ス応答に含ませているため非常に時間長の長いインパル
ス応答（例えば２０ｍ５ｅｃ以上）を必要とし、予め定
められた個数の全てのパルスをピッチ予測により求めて
いるので、パルスの探索に要する演算量は非常に多く、
現在のＬＳＩ技術をもってしても装置をコンパクトに実
現することは円錐であった。

本発明の目的は、ビットレートが高いところでも、下げ
ていっても従来よりも良好な音声を再生することが可能
で、すくない演算量で実現可能な音声符号化復号化方式
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の音声符号化復号化方式は、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フレーム毎にスペク
トル包絡を表すスペクトルパラメータとピッチ周期を表
すピッチパラメータとを抽出し、前記フレームの音声信
号を前記ピッチパラメータに応じた小区間に分割し、前
記小区間のうちの１つの区間の音声信号に対して前記ピ
ッチパラメータと前記スペクトルパラメータを用いて第
１のマルチパルスを求め、他の区間では前記マルチパル
スを補正する係数を求め、前記マルチパルスと前記係数
により求めた信号を前記音声信号から除去して得られる
信号に対してスペクトルパラメータを用いて第２のマル
チパルスを求め、受信側では前記第１のマルチパルスと
前記ピッチパラメータと前記係数と前記第２のマルチパ
ルスを用いて音源信号を復元し、さらに前記スペクトル
パラメータを用いて構成される合成フィルタを駆動して
合成音声信号を求めることを特徴とする。

また本発明による音声符号化方式は、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フレーム毎にスペ
クトル包絡を表すスペクトルパラメータとピッチ周期を
表すピッチパラメータを抽出し、前記フレームの音声信
号を前記ピッチパラメータに応じた小区間に分割し、前
記音声信号の音源信号として前記小区間のうち１つの区
間において前記ピッチパラメータと前記スペクトルパラ
メータを用いて第１のマルチパルスを求め、他の区間で
は前記マルチパルスを補正する係数を求め、前記マルチ
パルスと前記係数により求めた信号を前記音声信号から
除去して得られる信号に対して前記スペクトルパラメー
タを用いて第２のマルチパルスを求めて得られるマルチ
パルス音源か、予め定められた種類の雑音信号から構成
される符号帳から前記音声信号と合成信号との誤差電力
を小さくするように選択した雑音信号を用いて表し、受
信側では前記第１のマルチパルスと前記ピッチパラメー
タと前記係数と前記第２のマルチパルスを用いて音源信
号を復元するか、前記選択した雑音信号を用いて音源信
号を復元し、前記スペクトルパラメータを用いて構成さ
れる合成フィルタを前記音源信号により駆動して合成音
声信号を求めることを特徴とする。

（作用） 第１の発明による音声符号化復号化方式は、フレーム区
間（例えば２０ｍ５）の音声信号の音源信号を、有音区
間ではフレームを分割した小区間において、ピッチ補間
により求めたマルチパルス（第１のマルチパルス）と、
フレーム全体においてピッチ予測無しで求めたマルチパ
ルス（第２のマルチパルス）とを用いて表すことを特徴
としている。前記第１のマルチパルスの計算は次のよう
に行う。マルチパルス音源のピッチ毎の単周期性を・非
常に効率よく利用すると共に演算量を大きく低減するた
めに、フレームをあらかじめピッチ周期に応じた小区間
（サブフレーム）に分割し、前記サブフレームのうちの
１つのサブフレーム（代表区間）についてのみマルチパ
ルスを求める。他のサブフレームについては前記代表区
間で求めたマルチパルスのゲインと位相を補正する補正
係数を求め、この係数を用いて他のサブフレームにおい
て、前記代表区間のマルチパルスのゲインと位相を補正
してパルスを発生させ、フレーム全体のパルスを復元す
る。そして前記パルスによりフレームで信号を再生して
前記音声信号から前記信号を減算した後に、前記フレー
ムにおいて前記文献１と同様の方法により、マルチパル
ス（第２のマルチパルス）を求めるわけである。

以下で本方式の基本的な処理を第３図を用いて説明する
。第３図は、本発明の作用を示すブロック図である。入
力端子１００から音声信号を入力し、前記音声信号を予
め定められた時間長の（例えば２０ｍ５）フレームに分
割する。ＬＰＧ、ピッチ分析部１５０はフレームの音声
信号からスペクトル包絡を表すスペクトルパラメータと
して、予め定められた次数のＬＰＧ係数を衆知のＬＰＣ
分析によゆもとめる。ＬＰＧ係数としては、ここで用い
る線形予測係数ａ、の他にＬＳＰ、ホルマント、ＬＰＣ
ケプストラムなどの他の良好なパラメータを用いること
もできる。また、ＬＰＣ以外の分析法、例えばケプスト
ラムやＰＳＥ、ＡＲＭＡ法などを用いることもできる。

以下では線形予測係数を用いるものとして説明を行う。

また１５０は、フレームの音声からピッチパラメータと
してピッチ周期Ｍを計算する。これには衆知の自己相関
法を用いることができる。

ピッチ補間マルチパルス計算部２５０及びマルチパルス
計算部２７０の動作を第４図を引用して説明する。第４
図（ａ）はフレームの音声信号を表す。ここでは−例と
してフレーム長を２０ｍ５としている。ピッチ補間マル
チパルス計算部２５０では、まず、（ｂ）のように、フ
レームをピッチ周期Ｍを用いて小区間（サブフレーム）
に分割する。ここではサブフレームの長さはピッチ周期
Ｍと同一としている。

次に、前記文献１と同一の方法により、前記線形予測係
数から構成される合成フィルタのインパルス応答ｈ（ｎ
）の自己相関関数”ｈｈ（ｍ）、聴感重みすけ音声信号
と前記インパルス応答ｈ（ｎ）との相互相関関数ｏｈｘ
（ｍ）を求める。次に、前記サブフレームのうちの予め
定められた１つの区間（以下、代表区間と呼ぶ。ここで
は例えば第４図（ｂ）の区間■）についてのみ、予め定
められた個数Ｋ（ここでは４としている）のマルチパル
ス（第１のマルチパルス）の振幅ｇ４、位置ｍ。

を求める。ここでマルチパルスの求め方は前記文献１を
参照できる。第４図（Ｃ）は求めたマルチパルスを示す
。次に、代表区間以外のサブフレームでは、代表区間で
求めたマルチパルスのゲイン、位相を補正してパルスを
発生するためのゲイン補正係数、位相補正係数を求める
。フレーム内のｊ番目のサブフレームにおけるゲイン補
正係数Ｃ１、位相補」 正係数ｄ、は次式の誤差電力を最小化するように求める
。

Ｅ＝Ｅ［（ｘｔ（ｎ）　−ｙ（ｎ））＊ｗ（ｎ）］　　
　　　　　　　　　　　（１）ここでｘ、（ｎ）、ｓ、
（ｎ）はｊ番目のサブフレームにおけ」　　　　　」 る音７ｊｇ信号、マルチパルスのゲイン、位相を補正し
て求めた合成音声をそれぞれ示す。ただしＳ、（、ｎ）
＝ｃｉｉｇ、ｇ、・ｈ（ｎ−ｍ、７Ｌ−Ｍ−ｄ、）　　
（Ｌは整数）（２）ここでｈ（ｎ）ｌよ合成フィルタの
インパルス応答である。（２）式を（１）式に代入して
Ｃ０で偏微分してＯとおくことにより、（１）式を最小
化するＣ５、ｄ、を求める事ができる。詳細は特願昭６
３−２０８２０１号明細書（文献３）等を参照できる。

このようにして基本的にはフレーム内の他のサブフレー
ム区間すべてについてゲイン補正係数、位相補正係数を
求める。そして代表区間のマルチパルスとゲイン補正数
、位相補正係数を用いて第４図（ｄ）のようにフレーム
全体のパルスを再生する。なお、代表区間のフレーム内
位置は、いくつかのサブフレームを探索して決定しても
よいし、あらかじめ決めておいてもよい。前者の方法の
詳細は例えば前記文献３等を参照できる。

次に、再生したパルスｖ（ｎ）を用いて（３）式で定義
される合成フィルタを駆動して再生信号ｘ’（ｎ）を得
る。

ｘ’（ｎ）＝ｖ（ｎ）＋　、ｆｉ　ａｉｘ’（ｎ−ｉ）
　　　　　　　（３）ｓ＝１ ここでａ、は線形予測係数である。

減算器２６０は次式にしたがい音声信号ｘ（ｎ）からＸ
・（ｎ）を減算してｅ（ｎ）を得る。

ｅ（ｎ）　＝ｘ（ｎ）　−ｘ’（ｎ）　　　　　　　　
　　　　　　（４）次に、マルチパルス計算部２７０は
ｅ（ｎ）に対して、前記文献１と同一の方法を用いてｅ
（ｎ）に聴感重み付けをした信号と合成フィルタの重み
ずけインパルス応答との相互相関関数と、前記重みすけ
インパルス応答の自己相関関数を用いて、フレーム内で
予め定められた個数Ｑのマルチパルス（第２のマルチパ
ルス）を求める。これを第４図（ｅ）に示す。図ではＱ
を４としている。

一方、無声フレームでは、フレーム全体に対してマルチ
パルスの振幅、位置を求める。

送信側の伝送情報は、合成フィルタのスペクトルパラメ
ータの他に、有声フレームでは、スペクトル包絡を表す
スペクトルパラメータａ、、ピッチＭ、代表区間のに個
のマルチパルスの振幅と位置、ゲイン補正係数、位相補
正係数、代表区間のフレーム内位置、Ｑ個のマルチパル
スの振幅と位置である。また、無声フレームでは、マル
チパルスの振幅、位置を伝送する。

第２の発明では、有声フレームでは第１の発明と同じ動
作をするが、無声フレームではマルチバルスではなくて
、予め定められた種類の雑音信号からなる符号帳から一
種類を選択した雑音信号を用いて音源信号を表すことを
特徴とする。雑音信号としては、例えばガウス性の統計
分布を有する乱数を用いることができる。雑音信号の時
間方向の長さ（次元数）は通常フレームよりも短い長さ
（例えば５〜１０ｍ５）とする。また雑音信号の種類は
２種類とする。このような符号帳から入力音声に対して
最もよい雑音信号を選択する方法としては、雑音信号を
用いて合成フィルタを駆動して音声を合成して原音声と
の誤差電力を求め、誤差電力を最小化する雑音信号を選
択する方法が知られている。この方法の詳細は、例えば
５ｃｈｒｏｅｄｅｒ、　Ａｔａ１氏による”Ｃｏｄｅ−
ｅｘｃｉｔｅｄ　１ｉｎｅａｒ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ
　（ＣＥＬＰ）　：　Ｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙ　５ｐｅ
ｅｃｈ　ａｔ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｂｉｔ　ｒａｔｅｓ
”と題した論文（Ｐｒｏｃ、　ＩＣＡＳＳＰ、　ｐｐ、
　９３７−９４０．１９８５Ｘ文献４）等を参照するこ
とができる。

無声フレームでは、選択された雑音信号を示すインデッ
クス、ゲイン、ピッチ再生フィルタのピッチゲイン、ピ
ッチ周期、合成フィルタのスペクトルパラメータを受信
側へ伝送する。

（実施例） 第１の発明の一実施例を示す第１図において、入力端子
５００から離散的な音声信号ｘ（ｎ）を入力する。

スペクト・ル、ピッチパラメータ計算回路５２０では分
割したフレーム区間（例えば２０ｍ５）の音声信号スペ
クトル包絡を表す合成フィルタのスペクトルパラメータ
ａｉを、衆知のＬＰＣ分析法によって求める。また、ピ
ッチ周期Ｍを衆知の自己相関法により求める。

求められたスペクトルパラメータ及びピッチ周期に対し
て、量子化器５２５において量子化を行う。

量子化の方法は、特願昭５９−２７２４３５号明Ｍｌ書
（文献５）に示されているようなスカラー量子化や、あ
るいはベクトル量子化を行ってもよい。ベクトル量子化
の具体的な方法については、例えば、Ｍａｋｈｏｕ１氏
らによる“Ｖｅｃｔｏｒ　ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ　
ｉｎ　５ｐｅｅｃｈ　ｃｏｄｉｎｇ”（Ｐｒｏｃ、　Ｉ
ＥＥＥ、　ｐｐ、　１５５１−１５５８．１９８５Ｘ文
献６）などの論文を参照できる。

逆量子化器５３０は、量子化した結果を用いて逆量子化
して出力する。

減算器５３５はフレームの音声信号から影響信号を減算
して出力する。

重み付は回路５４０は、音声信号と逆量子化されたスペ
クトルパラメータを用いて前記信号に聴感重み付けを行
う。重み付けの方法は、前記文献２の重み付は回路２０
０を参照することができる。

インパルス応答計算回路５５０は、逆量子化されたスペ
クトルパラメータａ１．を用いて聴感重みずけをした合
成フィルタのインパルス応答ｈ（ｎ）を計算する。

具体的な方法は前記文献２のインパルス応答計算回路を
参照できる。

自己相関関数計算回路５６０は前記インパルス応答に対
して自己相関関数”ｈｈ（ｍ）を計算し、それぞれ音源
パルス計算回路５８０とパルス計算回路５８６へ出力す
る。自己相関関数の計算法は前記文献２の自己相関関数
計算回路１８０を参照することができる。

相互相関関数計算回路５７０は前記聴感重み付けられた
信号と、前記インパルス応答ｈ（ｎ）との相互相関関数
Φ、、（ｍ）を計算する。

音源パルス計算回路５８０では、まず、フレームを逆量
子化したピッチ周期Ｍ′を用いて前記第４図（ｂ）のよ
うにサブフレーム区間に分割する。そして予め定められ
た１つのサブフレーム区間（代表区間）（例えば第４図
（ｂ）のサブフレーム■）について、Φ、、（ｍ）とＲ
，、（ｍ）とを用いてに個のマルチパルス列（第１のマ
ルチパルス）の振幅ｇ該位置ｍｉを求める。パルス列の
計算方法については、前記文献２の音源パルス計算回路
を参照することができる。

補正係数計算回路５８３では作用の項で示した（１）。

（２）式に従い、代表区間以外のサブフレーム区間にお
いてゲイン補正係数Ｃ１、位相補正係数ｄ、を計算しＪ
　　　　　　　　　　　　　　　　」て出力する。

量子化器５８５は、前記マルチパルス列の振幅と位置を
量子化して符号を出力する。具体的な方法は前記文献１
．２などを参照できる。またゲイン補正係数、位相補正
係数、代表区間のフレーム内位置を量子化して符号を出
力する。具体的な方法は例えば前記文献３などを参照で
きる。これらの出力はさらに逆量子化され、ピッチ補間
回路６０５に出力され第４図（ｄ）のようにフレーム全
体のパルスが復元される。

前記復元されたパルスは、合成フィルタ６１０に通すこ
とによって、前記（３）式に従い合成音声信号ｘ’（ｎ
）が求まる。

減算器６１５は、前記音声信号ｘ（ｎ）から合成音声信
号ｘ’（ｎ）を（４）式に従い減することによって、残
差信号ｅ（ｎ）を得る。

重み付は回路６００は前記残差信号に対して聴感重みず
けを行う。

相互相関関数計算回路６０３は重み付は回路６００の出
力と前記インパルス応答ｈ（ｎ）との相互相関関数を計
算する。

パルス計算回路５８６では、前記相互相関関数とインパ
ルス応答ｈ（ｎ）の自己相関関数を用いて、予め定めら
れた個数のマルチパルス（第２のマルチパルス）の振幅
と位置を求める。

量子化器６２０は前記マルチパルスの振幅、位置を量子
化して出力するとともに、これらを逆量子化して合成フ
ィルタ６２５へ出力する。

合成フィルタ６２５は残差信号を合成して出力する。

加算器６２７は合成フィルタ６２５と合成フィルタ６１
０の出力を加算してフレームの再生信号を求め、さらに
次フレームに対する影響信号をもとめて出力する。影響
信号計算の具体的な方法は前記文献２を参照できる。

マルチプレクサ６３５は、量子化器５８５，６２０の出
力であるマルチパルス列の振幅、位置、補正係数、代表
区間の位置を表す符号、パラメータ量子化器５２５の出
力であるスペクトルパラメータ、ピッチ周期を表す符号
を組み合せて出力する。

一方、受信側では、デマルチプレクサ７１０は、ピッチ
補間マルチパルス（第１のマルチパルス）の振幅、位置
、補正係数、代表区間の位置を表す符号、マルチパルス
（第２のマルチパルス）の振幅、位置を表す符号、スペ
クトルパラメータ、ピッチ周期を表す符号を分離して出
力する。

第１のパルス復号器７２０はピッチ補間マルチパルスの
振幅、位置を復号する。第２のパルス復号器７２５は第
２のマルチパルスの振幅、位置を復号する。パラメータ
復号器７５０は、送信側の逆量子化器５３０と同じ働き
をして、スペクトルパラメータａ”１、ピッチ周期Ｍ′
を復号して出力する。

ピッチ補間回路７２６は、送信側のピッチ補間回路６０
５と同一の動作を行う。

パルス発生器７２７は前記第２のマルチパルスによる音
源信号をフレーム長だけ発生させる。

加算器７４０はパルス発生器７２７とピッチ補間回路７
２６の出力信号を加算してフレームの駆動音源信号を求
め、合成フィルタ回路７６０を駆動する。

合成フィルタ回路７６０は、前記駆動音源信号及び前記
復号されたスペクトルパラメータを用いて、フレーム毎
に合成音声波形を求めて出力する。

以上で第１の発明の一実施例の説明を終える。

第２図は第２の発明の一実施例を示すブロック図である
。図において第１図と同一の番号を付した構成要素は、
第１図と同一の動作を行うので説明は省略する。

図において、スペクトル、ピッチパラメータ計算回路５
２２はスペクトルパラメータａを衆知のＬＰＣ分析を用
いて求め、ピッチパラメータとしてピッチ周期Ｍ、ピッ
チゲインｂを衆知の自己相関法を用いて求める。

量子化器５２２は、スペクトルパラメータａをＰＡＲＣ
ＯＲ係数あるいはＬＳＰ係数に変換した後に量子化する
。ここではＰＡＲＣＯＲ係数を用いる。またピンチ周期
Ｍ、ピッチゲインｂを量子化する。またこれらの量子化
値を復号化して復号値ａ、ｔ、Ｍ′、ｂ′を出力する。

Ｂ　　　　。

コードブック８００は、２　（Ｂはヒツト数を示す）種
類の雑音信号をあらかじめ格納している。雑音信号の発
生の方法は前記文献４を参照できる。このうちから一種
類ずつたたみこみ回路８１０へ出力する。

畳み込み回路８１０は、一種類の雑音信号ｃ（ｎ）と前
記インパルス応答ｈ（ｎ）を次式に従いたたみこみ、結
果をスイッチ８２０に出力する。

ｆ（ｎ）＝ｃ（ｎ）＊ｈ（ｎ）　　　　　　　　　　　
　　　（５）ここで記号＊は畳み込み和を表す。

スイッチ８２０は有声フレームではインパルス応答計算
回路５５０の出力を相関関数計算回路５６０へ出力し、
無声フレームでは畳み込み回路８１０の出力を自己相関
関数計算回路５６０へ出力する。ここで有声、無声の判
別は例えば、復号化したピンチゲインｂ′の値が予めか
ためられたしきい値を越えたときは有声、そうでないと
きは無声と判別することができる。

スイッチ８２５は自己相関関数計算回路５６０の出力を
、有声フレームでは音源パルス計算回路５８０へ出力し
、無声フレームでは信号選択回路８３０へ出力する。

信号選択回路８３０は相互相関関数Φｘｈと自己相関関
数Ｒｈｈとを用いて次式の計算を行う。

Ｇ＝（ΦＸｈ）／Ｒｈｈ（６） （６）式の計算を全ての雑音信号に対して行い、（６）
式を最大化する雑音信号を選択し、選択された雑音信号
を表すインデックスと（６）式で求めたゲインＧを出力
する。

符号器８４０は、ゲインＧを予め定められたビット数で
量子化しマルチプレクサ６３５へ出力する。また量子化
値を復号化してピッチ再生フィルタ８５０へ出力する。

ピッチ再生フィルタ８５０は次式に従い音源信号ｖ（ｎ
）を求めて出力する。

Ｖ（ｎ）＝ｃ（ｎ）＋ｂ’・ｖ（ｎ−Ｍ）　　　　　　
　　　　（７）ここでｃ（ｎ）は選択された雑音信号で
ある。

合成フィルタ８６０はｖ（ｎ）を人力して合成音声を求
めて出力する。

スイッチ８６５は、減算器５３５に対して有声フレーム
では加算器６２７の出力を出力し、無声フレームでは合
成フィルタ８６０の出力を出力する。

受信側では、復号回路８７５は、雑音信号のゲイン、イ
ンデックスを復号する。

パラメータ復号回路８７０は、ピッチゲインｂ′、ピッ
チ周期Ｍ’、スペクトルパラメータａ、ｌを復号する。

ピッチ再生フィルタ８８０は、送信側のピッチ再生フィ
ルタ８５０と同一の動作を行ない、無声フレームにおけ
る音源信号を復号する。

スイッチ８７０は有声フレームと無声フレームで音源信
号を切り替える。

以上で第２の発明の一実ｈＩ＆例の説明を終了する。

以上述べた構成は本発明の一実施例に過ぎず、種々の変
形も可能である。

マルチパルスの計算方法としては、前記文献１に示した
方法の他に、種々の衆知な方法を用いることができる。

これには、例えば、Ｏｚａｗａ氏らによる“Ａ　５ｔｕ
ｄｙ　ｏｎ　Ｐｕ１ｓｅ　５ｅａｒｃｈ　Ａｌｇｏｒｉ
ｔｈｍｓ　ｆｏｒ　Ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　５ｐｅｅ
ｃｈ　Ｃｏｄｅｒ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ”　（ＩＥ
ＥＥ　ＪＳＡＣ，ｐｐ。

１３３−１４１．１９８６Ｘ文献７）を参照することが
できる。

また、ピッチ周期、ピッチゲインの計算法としては、前
述の実施例で示した方法の他に、例えば、下記（８）式
のように、過去の音源信号ｖ（ｎ）とピッチ再生フィル
タ、合成フィルタで再生した信号と、現サブフレームの
入力音声信号ｘ（ｎ）との誤差電力Ｅを最小化するよう
な位置Ｍを探索し、そのときの係数すを求めることもで
きる。

Ｅ＝Σ［（ｘ（ｎ）−ｂ−Ｖ（ｎ−Ｔ）＊ｈ（ｎ））本
ｗ（ｎ）］　　　　　　　（８）ここで、ｈ（ｎ）は合
成フィルタのインパルス応答、ｗ（ｎ）は聴感重みすけ
回路のインパルス応答を示す。

また、送信側の合成フィルタ６１０では重みすけ信号を
再生するようにして、重みずけ回路５４０がらこれを減
算するような構成とすると、重みすけ回路６００を省略
することができる。

また送信側における合成フィルタ６１０．６２５．８６
０を共通化することもできる。

また、特性は少し低下するが、送信側で影響信号の減算
を省略することもできる。このような構成とすると、減
算器５３５、合成フィルタ６２５、加算器６２７、ピッ
チ再生フィルタ８５０、合成フィルタ８６０が不要とな
り、構成を簡略化できる。

（発明の効果） 第１の発明によれば、有声フレームでは、ピッチ毎の周
期性の強いパルスについては、ピッチ補間により１つの
サブフレーム区間のパルスを求めることにより非常に効
率的に表し、ピッチ毎の相関のそれほど強くないパルス
についてはピッチ補間を用いずにマルチパルスを求めて
いるので、全てのパルスに対してピッチ予測を用いて求
める従来法と比較して、母音遷移部や過渡部など周期性
が少し弱くなる部分で音質を大きく改善することができ
るという効果がある。さらにピッチ補間では一つのサブ
フレームに対してのみマルチパルスを求めているので、
ピッチ予測マルチパルスに比べ必要な演算量を大幅に低
減することが可能という大きな効果がある。さらに、第
２の発明によれば、周期性がなく音源信号が雑音的な無
声フレームでは、最も良好な雑音信号を選択して音源を
表しているので従来方式に比べ音質がさらに改善される
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明による音声符号化復号化方式の一実
施例の構成を示すブロック図、第２図は第２の発明によ
る音声符号化復号化方式の一実施例の構成を示すブロッ
ク図、第３図は本発明の作用を示すブロック図である。 第４図はピッチ補間マルチパルスの例を表すブロック図
である。第５図は従来方式の例を示すブロック図である
。 図において、１５０・・・ＬＰＧ、ピッチ分析部、２５
０・・・音源パルス計算部、２７０・・・パルス計８部
、５２０，５２２・・・スペクトル、ピッチパラメータ
計算回路、５２５・・・パラメータ量子化器、５３０・
・逆量子化器、５３５．２６０・・・減算器、５４０・
・・重みずけ回路、５５０・０．インパルス応答計算回
路、５６０・・・自己相関関数計算回路、５７０．６０
３・・・相互相関関数計算回路、５８５．６２０・・・
量子化器、６２７・・・加算器、５８６・・・パルス計
算回路、６０５．７２６・・・ピッチ補間回路、６１０
．６２５．７６０．８６０・・・合成フィルタ、６３５
・・・マルチプレクサ、７１０・・・デマルチプレクサ
、７２０・・・第１のパルス復号器、７２５・・・第２
のパルス復号器、７５０．８７０・・・パラメータ復号
器、７２７・・・パルス発生器、８００・・・コードブ
ック、８１０・・・畳み込み回路、８２０．８２５．８
６５・・・スイッチ、８３０・・・信号選択回路、８５
０．８８０・・・ピッチ再生フィルタ、８７５・・・復
号回路。

Claims (2)

【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
   号からフレーム毎にスペクトル包絡を表すスペクトルパ
   ラメータとピッチ周期を表すピッチパラメータとを抽出
   し、前記フレームの音声信号を前記ピッチパラメータに
   応じた小区間に分割し、前記小区間のうち１つの区間の
   音声信号に対して前記ピッチパラメータと前記スペクト
   ルパラメータを用いて第１のマルチパルスを求め、他の
   区間では前記マルチパルスを補正する係数を求め、前記
   マルチパルスと前記係数により求めた信号を前記音声信
   号から除去した後に前記スペクトルパラメータを用いて
   第２のマルチパルスを求め、受信側では前記第１のマル
   チパルスと前記ピッチパラメータと前記補正係数と前記
   第２のマルチパルスを用いて音源信号を復元し、さらに
   前記スペクトルパラメータを用いて構成される合成フィ
   ルタを駆動して合成音声信号を求めることを特徴とする
   音声符号化復号化方式。
2. （２）送信側では離散的な音声信号を入力し前記音声信
   号からフレーム毎にスペクトル包絡を表すスペクトルパ
   ラメータとピッチ周期を表すピッチパラメータとを抽出
   し、前記フレームの音声信号を前記ピッチパラメータに
   応じた小区間に分割し、前記音声信号の音源信号として
   前記小区間のうち１つの区間において前記ピッチパラメ
   ータと前記スペクトルパラメータを用いて第１のマルチ
   パルスを求め、他の区間では前記マルチパルスを補正す
   る係数を求め、前記マルチパルスと前記係数により求め
   た信号を前記音声信号から除去して得られる信号に対し
   て前記スペクトルパラメータを用いて第２のマルチパル
   スを求めて得られるマルチパルス音源か、予め定められ
   た種類の雑音信号から構成される符号帳から前記音声信
   号と前記雑音信号から得られる合成信号との誤差電力を
   小さくするように選択した雑音信号を用いて表し、受信
   側では前記第１のマルチパルスと前記ピッチパラメータ
   と前記補正係数と前記第２のマルチパルスを用いて音源
   信号を復元するか、前記選択した雑音信号を用いて音源
   信号を復元し、前記スペクトルパラメータを用いて構成
   される合成フィルタを前記音源信号により駆動して合成
   音声信号を求めることを特徴とする音声符号化復号化方
   式。