JPH04264600A

JPH04264600A - 音声符号化装置および音声復号装置

Info

Publication number: JPH04264600A
Application number: JP3026327A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tanaka; 良紀田中; Yoshihiro Sakai; 坂井　良広; Yasuko Shirai; 白井　靖子; Tomohiko Taniguchi; 智彦谷口; Hideaki Kurihara; 秀明栗原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1992-09-21
Also published as: EP0500094A2; US5325461A; CA2061462A1; EP0500094A3; CA2061462C

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声信号の情報圧縮伝
送を行うための音声符号化装置および音声復号装置に関
する。近年、企業内通信システム、ディジタル伝送シス
テム、音声蓄積システム等において、情報の高能率な圧
縮を行う音声符号化方式が要望されている。特に、ディ
ジタル移動無線通信システム等においては、伝送路エラ
ーに強い音声符号化システムが求められている。

【０００２】

【従来の技術】音声の予測符号化方式においては、フレ
ーム毎に短期予測分析により抽出された短期予測係数、
長期予測分析により抽出されたピッチ予測係数およびピ
ッチ周期、および、短期予測フィルタおよび長期予測フ
ィルタの逆特性フィルタ（逆フィルタ）によって生成さ
れた予測残差信号を多重化して伝送する方式が一般的で
ある。この予測残差信号の情報を効率的に伝送するため
に、さらに、予測残差ベクトルをベクトル量子化して、
そのインデックスを伝送するコード駆動線型予測符号化
方式（ＣＥＬＰ）や、予測残差ベクトルを有限個のパル
ス列でモデル化し、最適なパルス位置およびパルス振幅
を伝送する方式（マルチパス駆動符号化方式、ＭＰＣ）
等が知られている。

【０００３】ところで、このような方式を、移動通信の
ような伝送路エラーの多い環境下で使用する場合には、
エラーが発生した場合の品質の劣化が少なくなるように
、誤り訂正符号化の併用や、エラーのあるパラメータの
修復等が必要となる。パラメータの修復処理は、時間的
に前後するパラメータからの補間（外挿）や繰り返し等
により誤りのあるパラメータの修復を行うものであるが
、これらの処理は、誤りが無いときの再生音声品質を低
下させるため、誤りが存在するパラメータのみに対して
処理を行う必要がある。

【０００４】前述の音声符号化方式のうち、長期予測分
析により分析されたピッチ予測係数およびピッチ周期を
伝送するようなシステムにおいては、このピッチ情報は
、音声の有声音部において最も重要なパラメータの１つ
であり、ピッチ情報における誤りは再生音声品質を著し
く劣化させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、音声信
号は、波形に周期性のない無声音部を含むため、従来、
音声復号装置においては、ピッチ周期における伝送路エ
ラーに対しては、例え、誤り検出符号等の適用によって
誤りが検出されても補間（外挿）等の処理による誤りの
訂正は困難であるという問題がある。

【０００６】本発明は、伝送されたピッチ情報を受信す
る復号装置側において、ピッチ情報の伝送路誤りを検出
し、誤りを修復する音声符号化装置および音声復号装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明による音
声符号化装置の基本構成を示すものである。図１におい
て、１は音声符号化手段、２は許容範囲情報発生手段、
そして、３は送信手段である。音声符号化手段１は、音
声信号を入力して、長期予測分析により分析されたピッ
チ周期を含む、前記音声信号を符号化した情報を出力す
る。

【０００８】許容範囲情報発生手段２は、前記ピッチ周
期を入力て、該ピッチ周期の値を含む所定の幅を有する
、ピッチ周期の値の許容範囲に関する情報を出力する。送信手段３は、上記の音声符号化手段１、および、許容
範囲情報発生手段２の出力を送信する。図２は、本発明
による音声復号装置の基本構成を示すものである。図２において、４は受信手段、５はピッチ周期情報修復
手段、そして、６は音声復号手段である。

【０００９】受信手段４は、長期予測分析を行ってピッ
チ周期を含む音声符号化情報を出力し、且つ、該ピッチ
周期の値を含む所定の幅を有する、ピッチ周期の値の許
容範囲に関する情報を出力する音声符号化装置によって
符号化された、該ピッチ周期、ピッチ周期の値の許容範
囲に関する情報、および、その他の音声符号化に関する
情報を受信する。

【００１０】ピッチ周期情報修復手段５は、上記のピッ
チ周期およびピッチ周期の値の許容範囲に関する情報を
入力して、該入力したピッチ周期が、同時に入力したピ
ッチ周期の値の許容範囲に関する情報が示す許容範囲に
入るか否かを判定し、もし、許容範囲に入っていれば、
上記の入力したままのピッチ周期を出力し、もし、許容
範囲に入っていなければ、該入力したピッチ周期の代わ
りに、該許容範囲内の所定の値をピッチ周期として出力
する。

【００１１】音声復号手段６は、上記のピッチ周期情報
修復手段５から出力される上記のピッチ周期、および、
上記の受信手段４からの該ピッチ周期以外の前記音声符
号化情報を入力して、これらに基づいて音声信号を再生
する。ここで、望ましくは、上記のピッチ周期の値の許
容範囲は、基本ピッチ周期を含む範囲、および、該基本
ピッチ周期の整数倍のピッチ周期を含む範囲を含んでな
るものとすることができる。

【００１２】更に、望ましくは、上記の許容範囲情報発
生手段２は、長期予測分析によって分析されたピッチ周
期の値が予め決められた特定の許容範囲のどれにも含ま
れない（ピッチの周期性が小さい）音声信号であるか否
かを判定し、この場合は、ピッチの周期性が無いことを
示す情報を、前記ピッチ周期の値の許容範囲に関する情
報として出力する。

【００１３】上記のようなシステムにおいては、音声復
号装置においては、ピッチ周期情報修復手段５は、上記
の、ピッチの周期性が無いことを示す情報を入力すると
、修復処理は行わない。更に、上記のピッチ周期情報修
復手段５において、上記のピッチ周期の値の許容範囲に
関する情報を入力する前段階において、該情報にビット
誤りがあるか否かを検出するビット誤り検出手段を設け
ることができる。図３は、ビット誤り検出手段を設ける
ことに対応する、音声復号装置における付加的な構成の
１例を示すものである。図３において、５は図２と同様
のピッチ周期情報修復手段、７はビット誤り検出手段、
８は外挿手段、そして、９は選択手段である。

【００１４】ビット誤り検出手段７は、ピッチ周期の値
の許容範囲に関する情報を入力して、該情報にビット誤
りがあるか否かを検出する。外挿手段８は、少なくとも
上記の情報に誤りがあったときには、時間的に近い過去
に受信したピッチ周期の値の許容範囲の値からの外挿、
あるいは、直前に受信したピッチ周期の値の許容範囲の
値を出力する。選択手段９は、上記のビット誤り検出手
段７の検出結果によって制御され、上記のピッチ周期の
値の許容範囲に関する情報に誤りがあったときには、上
記のビット誤りがあったピッチ周期の値の許容範囲に関
する情報の代わりに、外挿手段８の出力を選択して出力
し、上記のピッチ周期の値の許容範囲に関する情報に誤
りがなかったときには、受信したピッチ周期の値の許容
範囲の値をそのまま出力する。この選択された情報が、
ピッチ周期情報修復手段５に供給され、ピッチ周期情報
修復手段５は、この情報に基づいて、同時に受信したピ
ッチ周期が該情報が示す許容範囲に入るか否かを判定し
、以後は、図２の構成におけると同様の動作が行われる
。

【００１５】

【作用】図１の音声符号化装置において、入力された音
声信号は、音声符号化手段１にて、長期予測分析を含む
予測符号化が行われ、該長期予測分析により分析された
ピッチ周期を含む、前記音声信号を符号化した情報をと
して出力される。これらの情報のうち、ピッチ周期につ
いては、許容範囲情報発生手段２において、該ピッチ周
期の値を含む所定の幅を有する、ピッチ周期の値の許容
範囲に関する情報が出力される。そして、このピッチ周
期の値の許容範囲に関する情報も、上記の音声信号を符
号化した情報と共に送信手段３から、（例えば、多重化
されて、）送信される。

【００１６】図２の音声復号装置においては、図１のよ
うな音声符号化装置から伝送されてきた音声信号を符号
化した情報を受信手段４て受信し、上記のピッチ周期お
よびピッチ周期の値の許容範囲に関する情報はピッチ周
期情報修復手段５において、該入力したピッチ周期が、
同時に入力したピッチ周期の値の許容範囲に関する情報
が示す許容範囲に入るか否か判定される。もし、許容範
囲に入っていれば、上記の入力したままのピッチ周期が
出力され、もし、許容範囲に入っていなければ、該入力
したピッチ周期の代わりに、該許容範囲内の所定の値を
ピッチ周期として出力する。音声復号手段６は、上記の
ピッチ周期情報修復手段５から出力される上記のピッチ
周期、および、上記の受信手段４からの該ピッチ周期以
外の前記音声符号化情報を入力して、これらに基づいて
音声信号を再生する。

【００１７】ここで、後述するように、長期予測分析に
よれば、音声信号のピッチ周期の予測値は、基本ピッチ
周期の付近の値の他に、該基本ピッチ周期の整数倍のピ
ッチ周期の付近の値においても良い予測結果を示す。し
たがって、音声符号化手段１においては、例えば、（最
適の）分析値として、基本ピッチ周期の付近の値を与え
る続ける時間経過の間に、該基本ピッチ周期の整数倍の
ピッチ周期の付近の値を（最適の）分析値として出力す
ることが起こり得る。したがって、音声復号装置におい
ても、このような基本ピッチ周期の整数倍のピッチ周期
の付近の値を、伝送路エラーと判定しないため、および
、後述するように、ピッチ周期の値の許容範囲に関する
情報自体に伝送路エラーが生じて、ピッチ周期の値の許
容範囲に関する情報の外挿値等を使用したときに、上記
のように最適と判定されたピッチ周期の値が基本ピッチ
周期の整数倍の複数の範囲間を急に遷移しても伝送路エ
ラーと判定しないために、ピッチ周期の値の許容範囲を
、基本ピッチ周期を含む範囲、および、該基本ピッチ周
期の整数倍のピッチ周期を含む範囲を含んでなるように
することが望ましい。

【００１８】更に、音声信号には、無声音が含まれ、こ
の無声音に対しては、ピッチ周期が検出されないので、
上記の許容範囲情報発生手段２で予め設定された許容範
囲のいずれにもピッチ周期の値が含まれなくなる。この
ときはピッチの周期性がない音声信号であると判定し、
この場合は、ピッチ周期性が無いことを示す情報を、前
記ピッチ周期の値の許容範囲に関する情報として出力す
る。

【００１９】上記のような情報を受信すると、音声復号
装置におけるピッチ周期情報修復手段５は、修復処理は
行わない。更に、図３のような音声復号装置においては
、上記のピッチ周期の値の許容範囲に関する情報にビッ
ト誤りがあるか否かを検出し、ビット誤りがあると判定
されたときは、時間的に近い過去に受信したピッチ周期
の値の許容範囲の値からの外挿、あるいは、直前に受信
したピッチ周期の値の許容範囲の値を外挿手段８によっ
て求め、この外挿手段８の出力によって、出力する。選択手段９は、上記のビット誤り検出手段７の検出結果
によって制御され、上記のピッチ周期の値の許容範囲に
関する情報に誤りがあったときには、上記のビット誤り
があったピッチ周期の値の許容範囲に関する情報の代わ
りに、外挿手段８の出力を選択して出力し、ピッチ周期
情報修復手段５は、この外挿手段８が与える許容範囲に
、同時に受信したピッチ周期が該情報が示す許容範囲に
入るか否かを判定し、入っていなければ、誤り修復を行
う。上記のピッチ周期の値の許容範囲に関する情報に誤
りがなければ、図２の構成におけると同様の動作が行わ
れる。

【００２０】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図７は、長期予測分析を含む音声信号の予
測符号化装置の典型的な構成例を示す図である。図７に
おいて、１１は音源、１２は加算器、１３は遅延回路、
１４は増幅器、１５は線型予測フィルタ、１６は減算器
、１７は予測評価量演算部、１８は予測評価量の最大値
探索部である。

【００２１】音源１１からは、例えば、ガウス雑音から
なるベクトルを与える。この信号は、加算器１２、遅延
回路１３、および、増幅器１４からなる長期予測フィル
タにて、ｄサンプル遅延したものにゲインｇを乗じたも
のを加えられ、線型予測フィルタ１５に印加される。線
型予測フィルタ１５の特性は、

【００２２】

【数１】

【００２３】で表され、直前の過去の数サンプルのデー
タに基づいて線型予測（短期予測）を行う。こうして、
長期予測フィルタおよび短期予測フィルタを通して音源
１１からの信号に基づいて実際の音声入力信号ｘｉ　を
予測する信号ｇ・ｙｉ　が生成される。減算器１６にお
いては、実際の音声入力信号ｘｉ　と線型予測フィルタ
１５の出力信号との差（ｘｉ　−ｇ・ｙｉ　）が演算さ
れる。このとき誤差電力は（２）式で表わされる。

【００２４】

【数２】

【００２５】ここで、Ｎはピッチ分析フレーム長、ａｉ
　は線型予測係数、ｐは線型予測の次数である。（２）
式の値を最小にするゲインｇは、（２）式をｇで微分す
ることにより得られる。すなわち、

【００２６】

【数３】

【００２７】このときの誤差電力Ｅｄ　は（４）式で与
えられる。

【００２８】

【数４】

【００２９】ここで、（４）式の第１項は、音声ベクト
ル電力であって、遅延ｄの値に依らず一定である。この
ため、（４）式の右辺第２項を最大にするピッチ周期を
最適ピッチ周期として選べばよい。（４）式の右辺第２
項を（５）式として示す。

【００３０】

【数５】

【００３１】予測評価量演算部１７においては、この（
５）式で表される予測の評価を行なうための予測評価量
が演算される。最大値探索部１８は、長期予測フィルタ
における遅延時間ｄとゲインｇを走査して、以下に示す
ように、予測評価量が最大（誤差電力が最小）となる遅
延時間ｄとゲインｇを求める。これらの遅延時間ｄとゲ
インｇが、前述のピッチ周期およびピッチ予測係数とし
て、各ピッチ分析フレーム（例えば、１音声フレームが
５ピッチ分析フレームを含む）毎に決定される（合成に
よる分析手法Ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ−Ｓｙｎｔｈｓｉ
ｓ）　。

【００３２】次に、図８は、上述の合成による分析手法
（Ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ−Ｓｙｎｔｈｓｉｓ）によっ
て抽出されるピッチ周期の時間特性を示すものである。ここで、音声信号は、有声音部では周期的波形となるた
め、基本ピッチ周期は、時間的にある程度スムースな特
性を示すと考えられるが、上述の合成による分析手法（
Ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ−Ｓｙｎｔｈｓｉｓ）によって
抽出されるピッチ周期は、図８に示すように、基本ピッ
チ周期以外に、基本ピッチ周期の２倍周期、３倍周期等
も頻繁に選択され、スムースな特性とはならない。これ
は、一般に、図９に示されるように、（５）式の値が基
本ピッチ周期以外に、基本ピッチ周期の整数倍周期にお
いても極大値を有するためである。図９は、（５）式の
値のピッチ周期および時間特性を示すものである。図９
において１ｃｈのスケールは８ｍｓに対応する。図９に
も示されるように、無声音部においては、波形に周期性
がないため、分析されたピッチ周期の値はランダムに変
動する。したがって、ピッチ周期における伝送路エラー
に対しては、例え、誤り検出符号等の適用によって誤り
が検出されても補間（外挿）等の処理による誤りの訂正
は困難であるため、従来、ピッチ周期に対しては、音声
復号装置においては補間処理は行わず、専ら誤り訂正符
号等の訂正に頼っていた。

【００３３】本発明の実施例においては、一定時間毎に
音声信号を分析したピッチ周期についての結果の、時間
的に連続した複数（所定の数）分の結果から（例えば、
１音声フレーム４０ｍｓの区間において、８ｍｓ毎に５
回のピッチ分析を行う）、所定の時間内にピッチ周期が
連続して存在する範囲を、基本ピッチ周期および基本ピ
ッチ周期の整数倍周期の間を遷移することを許容（包含
）するように設け、この範囲の情報を音声復号装置側へ
補助情報として、従来の音声符号化情報と共に伝送する
。これにより、音声復号装置側では、ピッチ周期と同時
に伝送されてきた上記の範囲の情報とを比較して、この
ピッチ周期が、この範囲に収まるか否かを判定すること
により、ピッチ周期の情報の伝送路エラーが検出され得
る。そして、伝送路エラーが検出されたときには、ピッ
チ周期の情報を、上記の範囲内の適当な値、例えば、基
本ピッチ周期を含む（部分）範囲の中央値に修正する。

【００３４】一般に、音声の有声音部における基本ピッ
チ周期の値は、時間と共に比較的緩やかに変動する。先
に述べた合成による分析手法（Ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ
−Ｓｙｎｔｈｓｉｓ）によって抽出される最適ピッチ周
期は、（５）式で示したように、入力ベクトルと各ピッ
チ周期におけるピッチベクトル間の相関の二乗値が最大
となる周期である。したがって、有声音区間においては
、その基本ピッチ周期以外に、２倍ピッチ周期、３倍ピ
ッチ周期等の基本周期の整数倍周期における相関も高く
なるため、最適ピッチ周期として、これらの値が選択さ
れることもあり、ピッチ周期の値は、基本ピッチ周期と
その整数倍ピッチ周期の間で大きく変動することがある
。

【００３５】そこで、上記の範囲の情報としては、以下
に表１等を参照して例示するように、予め、基本ピッチ
周期および基本ピッチ周期の整数倍周期の部分にそれぞ
れ所定の幅の窓が存在するような（複数の範囲の組から
なる）範囲を、全ての基本ピッチ周期についてカバーす
るように、基本ピッチ周期の範囲をずらせて複数種類設
ける。例えば、ある基本ピッチ周期の範囲を３０〜３８
とすると、その中心周期３４の２倍ピッチ６８を中心と
した範囲６４〜７２、３倍ピッチ１０２を中心とした範
囲９８〜１０６等を同じ組とする。これらの範囲の組に
それぞれ番号を付けておくことにすれば、この番号を上
記の補助情報として伝送すればよい。

【００３６】ピッチ周期存在範囲の補助情報をＮビット
、すなわち、ピッチ周期ｄの存在範囲を２Ｎ　−１個の
窓Ｒｋ　（ｋ＝０，１，・・・２Ｎ　−１）に量子化す
る場合の各量子化窓は、次の式（６）〜（８）のように
なる。ｍが奇数の場合Ｒｋ　：　　ｎτｋ　−（ｍ−１）／２≦ｄ≦ｎτｋ　
＋（ｍ−１）／２　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｎ＝１，２
，・・・）　　…（６）　　　　　　　　τｋ　＝ｋＴ
＋２０＋（ｍ−１）／２　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　（ｋ＝０，１，・・・２
Ｎ　−１）ｍが偶数の場合Ｒｋ　：　　ｎτｋ　−ｍ／２＋１≦ｄ≦ｎτｋ　＋ｍ
／２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　（ｎ＝１，２，・・・）　
　…（７）　　　　　　　　τｋ　＝ｋＴ＋２０＋ｍ／
２＋１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（ｋ＝０，１，・・・２Ｎ　−１）または
、Ｒｋ　：　　ｎτｋ　−ｍ／２≦ｄ≦ｎτｋ　＋ｍ／２
−１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　（ｎ＝１，２，・・・）　
　…（８）　　　　　　　　τｋ　＝ｋＴ＋２０＋ｍ／
２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（ｋ＝０，１，・・・２Ｎ　−１）ここで、Ｔ
は、隣合う範囲のシフトサンプル数、そして、ｍは、フ
レーム内ピッチ周期許容変動幅（すなわち、各窓の幅）
である。また、ｎτｋ　−（ｍ−１）／２は、ピッチ周
期の探索範囲の下限以上であり、ｎτｋ　＋（ｍ−１）
／２は、ピッチ周期の探索範囲の上限以下であるように
定める。

【００３７】前述のように、無声音部や有声／無声の過
渡部においては、ピッチの周期性が存在しないので、上
記のように設定した各範囲（の組）の何れにも収まらな
い。したがって、ピッチの周期性が存在せず設定した各
範囲（の組）の何れにも収まらない場合には、これを検
出して、このこともピッチ周期の情報の１つとして、復
号側へ伝送する。

【００３８】図５は、（７）式による量子化窓の一部分
を示すものである。さらに、表１は、（７）式において
、ピッチ周期探索範囲を２０〜１４７サンプルとし、ｍ
＝８（各窓の幅が８サンプル），Ｔ＝４（隣の組の量子
化窓との重なりは４サンプル）とおいた場合の量子化窓
Ｒｋ　の設定範囲（許容範囲）を示すものである。Ｎ＝
５となることにより、ｋ＝０，１，・・・３１となるが
、ｋ＝３１は、上述のように、ピッチの周期性が存在せ
ず設定した各範囲（の組）の何れにも収まらない場合を
示す情報として使用している。図６には、表１の範囲の
一部分を図示する。

【００３９】

【表１】

【００４０】符号器側（音声符号化装置）では、例えば
、前述のように、１フレームを４０ｍｓとして、１フレ
ームに５回、すなわち、８ｍｓのサブフレーム毎にピッ
チ分析を行い、各サブフレームについて最適と判断され
たピッチ周期の値をｄｉ　（ｉ＝０，１，２，３，４）
を１フレーム分求めて、それぞれに対応するピッチ予測
係数ｇｉ　（ｉ＝０，１，２，３，４）の値、および、
ＬＰＣ係数等のその他の音声符号化パラメータと共に復
号器側（音声復号装置）へ伝送する。ここで、上記のピ
ッチ分析としては、、前述の合成による分析手法（Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ−ｂｙ−Ｓｙｎｔｈｓｉｓ）を用いる。す
なわち、前述の（５）式の値が最大とてるピッチ周期の
値を最適値とする。また、本発明によって、上記と同時
に、各フレーム内のピッチ周期の値ｄｉ　（ｉ＝０，１
，２，３，４）が全て収まるような各量子化窓Ｒｋ　を
表１のｋ＝０，１，・・・３０の中から探索する。前述
のように、有声音部においては、基本ピッチ周期は、時
間的にある程度スムースな特性を示すと考えられるので
、連続する５サブフレームのピッチ周期は、基本ピッチ
周期の整数倍の間の遷移を除いて、大きな変化はしない
と考えられる。したがって、連続する５サブフレームの
ピッチ周期は、上記の各量子化窓Ｒｋ　の何れかに収ま
ると考えられる。あるいは、上記のｍおよびＴの値を、
そのように選択すればよい。こうして、連続する５サブ
フレームのピッチ周期が全て収まる量子化窓Ｒｋ　の番
号ｋが、このフレームの補助情報（５ビット）として、
上記のピッチ周期、および、その他の符号化情報と共に
、復号器側へ伝送される。

【００４１】復号側（音声復号装置）では、符号化装置
側で上述のようにフレーム毎に付加されたピッチ周期の
存在範囲情報をもとに、フレーム内の各ピッチ周期の値
が指定された範囲（の組）内にあるか否かをチェックし
て、その範囲（の組）内にない場合には、受信したピッ
チ周期の情報に伝送路誤りがあったと見なして、ピッチ
周期の値を、その範囲内の値、例えば、基本ピッチ周期
の範囲の中央値に修正する。上記のチェックにおいて、
フレーム内の各ピッチ周期の値が指定された範囲（の組
）内にある場合は、受信したピッチ周期を、そのまま採
用する。また、無声音部のフレームに対応して、ピッチ
の周期性が存在せず設定した各範囲（の組）の何れにも
収まらないことを示す情報を受信したときには、元々ピ
ッチの周期性がないと考えられるため、ピッチ予測の効
果（ピッチ予測利得）は低い。したがって、この場合は
特に修復は行わず受信した値をそのまま採用する。こう
して、受信したピッチ周期の情報に伝送路誤りがあった
場合でも、ピッチ周期の値を、高々、指定された範囲（
の組）の範囲内で、送信した値に近い値に修復すること
ができる。

【００４２】更に、上記の方式によれば、ピッチ周期存
在範囲を示す情報に対する伝送路誤りは重大な劣化を引
き起こすため、この情報に対しては、音声符号化装置側
でＣＲＣ等の誤り検出符号を付加して、音声復号装置側
では誤りの有無を調べ、誤りが検出された場合には、前
フレームのピッチ周期存在範囲を使用する等の補間（外
挿）処理を行う。

【００４３】図４は、表１の量子化窓Ｒｋ　を使用して
、上記の設定範囲（許容範囲）に関する情報を値ｋによ
って伝送する場合の、本発明による音声復号装置におけ
る制御フローを示すものである。図４において、ステッ
プ１０１においては、ピッチ周期値と共に受信した、上
記の範囲に関するｎフレーム目の情報Ｒｋ　（Ｒｋ　（
ｎ）　）　のビットエラーを、例えば、ＣＲＣチェック
コードによって検証する。もし、誤りがあれば、ステッ
プ１０２からステップ１０３に移行して、上記の情報Ｒ
ｋ　（Ｒｋ　（ｎ）　）　を、１つ前のフレーム（ｎ−
１フレーム）において受信した範囲の情報（Ｒｋ　（ｎ
−１）　）　に置き換えてステップ１０４に移行する。誤りがなければ、ステップ１０２から直接ステップ１０
４に移行する。ステップ１０４にては、ｋの値を３１と
比較して、無声音部のフレームに対応して、ピッチの周
期性が存在せず、設定した各範囲（の組）の何れにも収
まらないことを示す情報か否かを判定する。ステップ１
０４にて、ピッチの周期性が存在せず、設定した各範囲
（の組）の何れにも収まらないことを示す情報ではない
と判定されたときには、ステップ１０５に進んで、当該
フレーム中の複数のサブフレームを示す指標ｉを０と置
く。そして、ステップ１０６において、サブフレームｉ
のピッチ周期情報ｄｉ　が、上記の設定範囲（許容範囲
）Ｒｋ　に収まるか否かを判定する。もし、収まらない
と判定されたならば、このピッチ周期情報ｄｉ　に伝送
路エラーが生じたと判断して、ステップ１０７にて、ピ
ッチ周期の値ｄｉ　を、上記の設定範囲（許容範囲）Ｒ
ｋ　に収まる値、例えば、基本ピッチ周期の範囲の中央
値に修正して、ステップ１０８に進む。ステップ１０６
にて、サブフレームｉのピッチ周期情報ｄｉ　が、上記
の設定範囲（許容範囲）Ｒｋに収まると判断されたとき
には、そのまま、ステップ１０８に進む。ステップ１０
８では、サブフレームを示す指標ｉを更新する。こうし
て、以後、このフレーム内の全てのサブフレームｉ＝０
〜４のピッチ周期情報ｄｉ　について、同様の処理を行
って、このフレームのピッチ周期情報の修復処理を終了
する。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再生音声品質への影響の大きいピッチ周期情報における
伝送路誤りを、僅かの補助情報の付加によって修復する
ことができるため、伝送路誤りに強い音声符号化システ
ムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による音声符号化装置の基本構成を示す
図である。

【図２】本発明による音声復号装置の基本構成を示す図
である。

【図３】本発明による音声復号装置の構成の１例を示す
図である。

【図４】表１の量子化窓Ｒｋ　を使用して、ピッチ周期
の設定範囲（許容範囲）に関する情報を値ｋによって伝
送する場合の、本発明による音声復号装置における制御
フローを示すものである。

【図５】（７）式による量子化窓の一部分を示す図であ
る。

【図６】表１の範囲の一部分を示す図である。

【図７】長期予測分析を含む音声信号の予測符号化装置
の典型的な構成例を示す図である。

【図８】合成による分析手法（Ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ
−Ｓｙｎｔｈｓｉｓ）によって抽出されるピッチ周期の
時間特性を示す図である。

【図９】（５）式の値のピッチ周期および時間特性を示
す図である。

【符号の説明】

１…音声符号化手段２…許容範囲情報発生手段３…送信手段４…受信手段５…ピッチ周期情報修復手段６…音声復号手段７…ビット誤り検出手段８…外挿手段９…選択手段１１…音源１２…加算器１３…遅延回路１４…増幅器１５…線型予測フィルタ１６…減算器１７…予測評価量演算部１８…予測評価量の最大値探索部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　音声信号を入力して、長期予測分析に
より分析されたピッチ周期を含む、前記音声信号を符号
化した情報を出力する音声符号化手段（１）と、前記ピ
ッチ周期を入力して、該ピッチ周期の値を含む所定の幅
を有する、ピッチ周期の値の許容範囲に関する情報を出
力する許容範囲情報発生手段（２）とを有してなること
を特徴とする音声符号化装置。
【請求項２】　　前記ピッチ周期の値の許容範囲は、基
本ピッチ周期を含む範囲、および、該基本ピッチ周期の
整数倍のピッチ周期を含む範囲を含んでなる請求項１に
記載の音声符号化装置。
【請求項３】　　前記音声符号化手段（１）は、長期予
測分析によってピッチの周期性が無い音声信号であるか
否かを判定し、ピッチ周期性が無い音声信号であると判
定された場合は、ピッチの周期性がないことを示す情報
を、前記ピッチ周期の値の許容範囲に関する情報として
出力する請求項１に記載の音声符号化装置。
【請求項４】　　長期予測分析を行ってピッチ周期を含
む音声符号化情報を出力し、且つ、該ピッチ周期の値を
含む所定の幅を有する、ピッチ周期の値の許容範囲に関
する情報を出力する音声符号化装置によって符号化され
た、該ピッチ周期およびピッチ周期の値の許容範囲に関
する情報を入力して、復号し、音声信号を再生する音声
復号装置において、前記ピッチ周期およびピッチ周期の
値の許容範囲に関する情報を入力して、該入力したピッ
チ周期が、同時に入力したピッチ周期の値の許容範囲に
関する情報が示す許容範囲に入るか否かを判定し、もし
、許容範囲に入っていれば、上記の入力したままのピッ
チ周期を出力し、もし、許容範囲に入っていなければ、
該入力したピッチ周期の代わりに、該許容範囲内の所定
の値をピッチ周期として出力するピッチ周期情報修復手
段（５）と、該ピッチ周期情報修復手段（５）から出力
される前記ピッチ周期、および、前記ピッチ周期以外の
前記音声符号化情報を入力して、これらに基づいて音声
信号を再生する音声復号手段（６）とを有してなること
を特徴とする音声復号装置。
【請求項５】　　前記ピッチ周期情報修復手段（５）は
、前記長期予測分析によるピッチ周期性が無かったこと
を示す情報を入力すると、前記ピッチ周期に対して修復
処理は行わず、そのまま出力する請求項４に記載の音声
復号装置。
【請求項６】　　ピッチ周期の値の許容範囲に関する情
報を入力して、該情報にビット誤りがあるか否かを検出
するビット誤り検出手段（７）と、少なくとも前記情報
に誤りがあったときには、時間的に近い過去に受信した
ピッチ周期の値の許容範囲の値からの外挿、あるいは、
直前に受信したピッチ周期の値の許容範囲の値を出力す
る外挿手段（８）と、前記ビット誤り検出手段（７）の
検出結果によって制御され、前記ピッチ周期の値の許容
範囲に関する情報に誤りがあったときには、前記ビット
誤りがあったピッチ周期の値の許容範囲に関する情報の
代わりに、前記外挿手段（８）の出力を選択して前記ピ
ッチ周期情報修復手段（５）に出力し、前記ピッチ周期
の値の許容範囲に関する情報に誤りがなかったときには
、受信したピッチ周期の値の許容範囲の値をそのまま前
記ピッチ周期情報修復手段（５）に出力する選択手段（
９）とを有してなり、該ピッチ周期情報修復手段（５）
は、前記選択手段（９）から供給されたピッチ周期の値
に基づいて、同時に受信したピッチ周期が該情報が示す
許容範囲に入るか否かを判定する請求項５に記載の音声
復号装置。