JPH04301900A - 音声符号化装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音声符号化装置に係り、
特に音声信号を８ｋｂｐｓ　程度以下の低ビットレート
で符号化するのに適した音声符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を低ビットレートで高能率に符
号化する技術は、自動車電話などの移動体通信や、企業
内通信において、電波の有効利用や通信コスト削減のた
めの重要な技術である。８ｋｂｐｓ　以下のビットレー
トで品質の優れた音声符号化方式として、ＣＥＬＰ（Ｃ
ｏｄｅ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｏｎ）方式が知られている。

【０００３】このＣＥＬＰ方式は、ＡＴ＆Ｔベル研のＭ
．Ｒ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ　氏とＢ．Ｓ．Ａｔａｌ氏に
より“Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒ
ｅｄｉｃｔｉｏｎ（ＣＥＬＰ）“Ｈｉｇｈ−Ｑｕａｌｉ
ｔｙ　Ｓｐｅｅｃｈ　ａｔ　Ｖｅｒｙ　ＬｏｗＢｉｔ　
Ｒａｔｅｓ　”Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ；１９８５，ｐ
ｐ．９３７−９３９　（文献１）で発表されて以来、高
品質の音声が合成できる方式として注目され、品質の改
善や、計算量の削減など、種々の検討がなされて来た。 ＣＥＬＰ方式の特徴は、ＬＰＣ（Ｌｉｎｅｒ　Ｐｒｅｄ
ｉｃｔｉｖｅＣｏｄｉｎｇ：線形予測符号化）合成フィ
ルタの駆動信号を駆動信号ベクトルとしてコードブック
に格納し、合成音声信号と入力音声信号の誤差を評価し
ながら、最適な駆動信号ベクトルをコードブックから探
索する点にある。

【０００４】図５は、最新のＣＥＬＰ方式による音声符
号化装置のブロック図である。同図において、入力信号
であるサンプリングされた音声信号系列は入力端子６０
０からフレーム単位で入力される。フレームはＬ個の信
号サンプルからなり、サンプリング周波数が８ｋＨｚの
場合、一般にＬ＝１６０が用いられる。図５には示され
ていないが、駆動信号ベクトルの探索に先立ち、入力さ
れたＬサンプルの音声信号系列に対してＬＰＣ分析が行
われ、ＬＰＣ予測パラメータ｛αｉ　，ｉ＝１，２，…
ｐ｝が抽出される。このＬＰＣ予測パラメータαｉ　は
、ＬＰＣ合成フィルタ６３０に供給される。なお、ｐは
予測次数であり、一般にｐ＝１０が用いられる。ＬＰＣ
合成フィルタ６３０の伝達関数Ｈ（ｚ）　は、［数１］
で与えられる。

【０００５】

【数１】 次に、音声信号を合成しながら最適な駆動信号ベクトル
を探索する過程について説明する。まず、入力端子６０
０に入力された１フレームの音声信号から、減算器６１
０で前フレームでの合成フィルタ６３０の内部状態が現
フレームに与える影響が減算される。減算器６１０から
得られた信号系列は４個のサブフレームに分割され、各
サブフレームの目標信号ベクトルとなる。

【０００６】ＬＰＣ合成フィルタ６３０の入力信号であ
る駆動信号ベクトルは、適応コードブック６４０から選
択された駆動信号ベクトルに乗算器６５０で所定のゲイ
ンを乗算したものと、白色雑音コードブック７１０から
選択された雑音ベクトルに乗算器７２０で所定のゲイン
を乗算したものとを加算器６６０で加算することで得ら
れる。

【０００７】ここで、適応コードブック６４０は文献１
に記載されているピッチ予測分析を閉ループ動作または
合成による分析（Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｂｙ　Ｓｙｎｔｈ
ｅｓｉｓ）　によって行うものであり、詳細はＷ．Ｂ．
Ｋｌｅｉｊｉｎ　Ｄ．Ｊ．Ｋｒａｓｉｎｓｋｉ　ａｎｄ
　Ｒ．Ｈ．Ｋｅｔｃｈｕｍ，”Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｓｐ
ｅｅｃｈＱｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃ
ＥＬＰ”，Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ，１９８８，ｐｐ．
１５５−１５８　（文献２）に述べられている。この文
献２によると、ＬＰＣ合成フィルタ６３０の駆動信号を
ピッチ探索範囲ａ〜ｂ（ａ，ｂは駆動信号のサンプル番
号であり、通常ａ＝２０，ｂ＝１４７）にわたって遅延
回路６７０で１サンプルづつ遅延させることにより、ａ
〜ｂサンプルのピッチ周期に対する駆動信号ベクトルを
作成し、これがコードワードとして適応コードブックに
格納される。

【０００８】最適な駆動信号ベクトルの探索を行う場合
、適応コードブック６４０から各ピッチ周期に対応する
駆動信号ベクトルのコードワードが１個ずつ読み出され
、乗算器６５０で所定のゲインと乗算される。そして、
ＬＰＣ合成フィルタ６３０によりフィルタ演算が行われ
、合成音声信号ベクトルが生成される。生成された合成
音声信号ベクトルは、減算器６２０で目標信号ベクトル
と減算される。この減算器６２０の出力は聴感重み付け
フィルタ６８０を経て誤差計算回路６９０に入力され、
平均２乗誤差が求められる。平均２乗誤差の情報は更に
最小歪探索回路７００に入力され、その最小値が検出さ
れる。

【０００９】以上の過程は、適応コードブック６４０中
の全ての駆動信号ベクトルのコードワードについて行わ
れ、最小歪探索回路７００において平均２乗誤差の最小
値を与えるコードワードの番号が求められる。また、乗
算器６５０で乗じられるゲインも平均２乗誤差が最小に
なるよう決定される。

【００１０】次に、同様の方法で最適な白色雑音ベクト
ルの探索が行われる。すなわち、白色雑音コードブック
７１０から雑音ベクトルのコードワードが１個ずつ読み
出され、乗算器７２０でのゲインとの乗算、ＬＰＣ合成
フィルタ６３０でのフィルタ演算を経て、合成音声信号
ベクトルの生成、目標ベクトルとの平均２乗誤差の計算
が全ての雑音ベクトルについて行われる。そして、平均
２乗誤差の最小値を与える雑音ベクトルの番号及びゲイ
ンが求められる。なお、聴感重み付けフィルタ６８０は
減算器６２０から出力される誤差信号のスペクトルを整
形して、人間に知覚される歪を低減するために用いられ
る。

【００１１】このようにＣＥＬＰ方式は、合成音声信号
と入力音声信号との誤差が最小になるような最適の駆動
信号ベクトルを求めているので、８ｋｂｐｓ　程度の低
ビットレートでも高品質の音声を合成することができる
。しかし、８ｋｂｐｓ　以下のビットレートでは品質の
劣化が知覚され、まだ不十分である。

【００１２】そこで、適応コードブックの解像度を上げ
て品質を向上させる方法がＰ．ｋｒｏｏｎ氏とＢ．Ｓ．
Ａｔａｌ氏によって”ＰＩＴＣＨ　ＰＲＥＤＩＣＴＯＲ
Ｓ　ＷＩＴＨ　ＴＥＭＰＯＲＡＬ　ＲＥＳＯＬＵＴＩＯ
Ｎ”　，ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ，ｐｐ．６６１−６６
４，１９９０（文献３）および”ＩＭＰＲＯＶＥＤ　Ｐ
ＩＴＣＨ　ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ　ＷＩＴＨＦＲＡＣＴ
ＩＯＮＡＬ　ＤＥＬＡＹＳ　ＩＮ　ＳＥＬＰ　ＣＯＤＩ
ＮＧ”　，ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ，ｐｐ．６６５−６
６８，１９９０（文献４）で提案されている。これらの
文献３および４に記載された方法は、図５におけるＬＰ
Ｃ合成フィルタ６３０の駆動信号をピッチ探索範囲ａ〜
ｂにわたって遅延させる際、駆動信号のサンプリング周
波数を入力音声信号のそれより高くし（アップサンプリ
ング）、このアップサンプリングされた駆動信号を１サ
ンプル以下の単位で遅延した後、適応コードブック６４
０に格納する点が特徴である。

【００１３】具体的にはアップサンプリングは、サンプ
ル間に所定数の０を挿入し、内挿フィルタでサンプル値
間を内挿することによって行うことができる。アップサ
ンプリングされた駆動信号は１サンプル単位で遅延回路
によって遅延された後、所定数のサンプル単位でサンプ
ルが間引きされて元のサンプリング周波数に戻され、適
応コードブックに格納される。この場合、例えばアップ
サンプリングの倍率を２倍とすれば、適応コードブック
には入力音声信号と同一サンプル周期の駆動信号ベクト
ルと、これらを１／２サンプル周期ずらせた駆動信号ベ
クトルが格納されることになる。

【００１４】このように、適応コードブックのサンプリ
ング周波数を上げると、入力音声信号の１サンプル以下
の単位でピッチ探索を行うことができるので、ピッチ予
測の精度が向上し、符号化音声の品質が改善される。文
献３によれば、サンプリング周波数を２倍にすることに
よってセグメンタルＳＮＲが女性音声で０．９ｄＢ、男
性音声で０．６ｄＢ向上するとされている。

【００１５】しかしながら、この方法ではアップサンプ
リングによって、適応コードブックのサイズがアップサ
ンプリングの倍率に比例して大きくなり、それに伴い適
応コードブックからの駆動信号ベクトル探索に要する計
算量がアップサンプリングの倍率に比例して増大すると
共に、受信側に駆動信号ベクトルのコード番号（インデ
ックス）を伝送するのに必要な符号量が増加してしまう
。例えばアップサンプリングの倍率を２倍にした場合、
駆動信号ベクトルの探索に要する計算量が２倍になると
共に、１フレーム当り４ビット符号量が増加する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、適応
コードブックを有する従来のＣＥＬＰ方式において、ア
ップサンプリングにより適応コードブックの分解能を上
げた場合、品質は向上するものの符号化処理の大部分を
占める適応コードブックからの駆動信号ベクトル探索に
要する計算量が増大する。

【００１７】このため、音声符号化を実時間処理で実現
しようとすると高速のＤＳＰ（ディジタル信号処理回路
）が複数個必要となり、回路規模の大型化と価格上昇お
よび消費電力の増加を招くという問題があった。

【００１８】また、適応コードブックの分解能向上に伴
い、駆動信号ベクトルのコード番号を伝送するのに必要
な符号量が増加するため、伝送ビットレートが高くなる
という問題もあった。

【００１９】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
ので、計算量および符号量を増加させることなく、適応
コードブックの分解能を上げて品質の向上を図ることが
できる音声符号化装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、駆動信号をコードワードとして格納した
コードブック（適応コードブック）と、入力音声信号を
参照して適応コードブックから最適な駆動信号を探索す
る探索手段と、探索された最適な駆動信号を用いて音声
信号を合成する合成フィルタと、適応コードブックから
読み出される駆動信号をアップサンプリングするサンプ
リング変換手段と、アップサンプリングされた駆動信号
を遅延する遅延手段と、遅延された駆動信号を間引いて
適応コードブックに格納する手段と、適応コードブック
に格納される駆動信号の始点と終点を決定する始点／終
点決定手段とを具備することを特徴とする。

【００２１】適応コードブックに格納される駆動信号の
始点と終点の決定は、例えば入力音声信号をピッチ分析
して求められたピッチ周期、または駆動信号の探索過程
で求められた前フレームでのピッチ周期、あるいは前フ
レームで適応コードブックから探索された駆動信号ベク
トルの符号に基づいて行われる。

【００２２】

【作用】本発明では駆動信号をアップサンプリングして
適応コードブックに格納することにより、入力音声信号
の１サンプル以下の高い分解能でピッチ周期を求めるこ
とができ、符号化品質が向上する。

【００２３】しかも、適応コードブックに格納する駆動
信号の始点と終点を予め決定することによって、アップ
サンプリングにもかかわらず適応コードブックのサイズ
またはピッチ探索数が一定に保たれるようになるので、
適応コードブックから駆動信号を探索する際の計算量の
増大や、符号量の増加が避けられる。

【００２４】また、ピッチ周期はフレーム単位の短い時
間では変化が少ないという音声信号の性質に基づいて、
入力音声信号に対するピッチ分析によって求められるピ
ッチ周期、または前フレームで求められたピッチ周期に
基づいて駆動信号の始点と終点を決定して適応コードブ
ック探索の範囲を定めることにより、適応コードブック
からの駆動信号の探索数をアップサンプリングに関らず
一定にすることに起因する品質劣化が防止される。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は本発明の一実施例に係る音声符号化装
置のブロック図である。

【００２６】図１において、入力音声信号は入力端子１
００からフレームバッファ１０１に入力される。フレー
ムバッファ１０１では、入力音声信号系列をＬ個のサン
プル単位で切出し、１フレームの信号として記憶する。 Ｌは、通常１６０である。フレームバッファ１０１から
の１フレームの入力音声信号系列は、ＬＰＣ分析回路１
０２および重み付けフィルタ１０６へ供給される。

【００２７】ＬＰＣ分析回路１０２は、例えば自己相関
法を用いて入力音声信号に対してＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ
　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　Ｃｏｄｉｎｇ：線形予測符号
化）分析を行い、Ｐ個のＬＰＣ予測係数｛αｉ　、ｉ＝
１，２，…ｐ、｝、または反射係数｛ｋｉ　、ｉ＝１，
２，…，ｐ｝を抽出する。抽出された予測係数または反
射係数は、符号化回路１０３において所定のビット数で
符号化された後、重み付けフィルタ１０６および重み付
け合成フィルタ１０７，１１２，１２２で利用される。

【００２８】重み付けフィルタ１０６は、適応コードブ
ック１１０および雑音コードブック１２０から合成フィ
ルタの駆動信号ベクトルを探索する際に、入力音声信号
系列に重み付けを行うものである。合成フィルタ１０７
，１１２，１２２の伝達関数Ｈ（ｚ）　は、［数１］で
記述される。この時、重み付けフィルタ１０６の伝達関
数Ｗ（ｚ）　は［数２］で表される。

【００２９】

【数２】 但し、γは重み付けの強さを制御するパラメータである
（０≦γ≦１）。

【００３０】重み付け合成フィルタ１１２，１２２は、
Ｈ（ｚ）　なる伝達関数の合成フィルタと、Ｗ（ｚ）　
なる伝達関数の重み付けフィルタを縦続接続したフィル
タであり、その伝達関数ＨＷ　（ｚ）　は［数３］で記
述される。

【００３１】

【数３】 本実施例のように重み付けフィルタ１０６を用いると、
聴感上の符号化歪を低減することが可能になる。また、
本実施例では重み付けフィルタを１０６を駆動信号ベク
トルの探索ループの外に設けた構成になっており、この
結果、探索に要する計算量が大幅に削減される。

【００３２】さらに、重み付け合成フィルタ１１２，１
２２が駆動信号ベクトルの探索に影響を与えないように
、初期メモリを持った重み付け合成フィルタ１０７が設
けられている。この重み付け合成フィルタ１０７は、前
フレームの最後に重み付け合成フィルタ１１２，１２２
が保持していた内部状態を初期状態として持つ。

【００３３】そして、重み付け合成フィルタ１０７の零
入力応答ベクトルを作成し、減算器１０８において重み
付けフィルタ１０６の出力から上記零入力応答ベクトル
を減算する。これにより、重み付け合成フィルタ１１２
，１２２の初期状態を零とすることができ、前フレーム
の影響を考慮せずに駆動信号ベクトルの探索を行うこと
ができる。

【００３４】ＬＰＣ分析回路１０２は、ＬＰＣ分析を行
うと共に予測残差信号を計算し、ピッチ分析回路１０４
に残差信号を供給する。ピッチ分析回路１０４は、共分
散法等公知の方法を用いてピッチ周期Ｔｐ　を求め、こ
れを始点／終点決定回路１０５とマルチプレクサ１４２
へ与える。

【００３５】以上の処理は、全てフレーム単位で行われ
る。次に、フレームをＭ個（通常、Ｍ＝４）のサブフレ
ームに分割し、サブフレーム単位で行う駆動信号ベクト
ル探索の処理について説明する。

【００３６】駆動信号ベクトルの探索は適応コードブッ
ク１１０、雑音コードブック１２０の順に行われる。ま
ず、適応コードブック１１０からピッチ周期ｊに対応す
る駆動信号ベクトルＸｊ　（ベクトルの次元は、Ｌ／Ｍ
＝Ｋ）を順次読み出し、乗算器１１１でＸｊ　に所定の
ゲインβを乗じた後、重み付け合成フィルタ１１２に供
給する。重み付け合成フィルタ１１２では、フィルタリ
ング演算を行って合成音声ベクトルを作成する。

【００３７】一方、フレームバッファ１０１から読み出
された入力音声信号は、重み付けフィルタ１０６によっ
て重み付けられた後、減算器１０８で前フレームの影響
が差し引かれる。この減算器１０８から出力される音声
信号ベクトルＹを目標ベクトルとして、減算器１１３で
重み付け合成フィルタ１１２からの合成音声ベクトルと
の誤差ベクトルＥｊ　が計算される。そして、２乗誤差
計算回路１１４で誤差の２乗和‖Ｅｊ　‖が計算され、
この‖Ｅｊ　‖の最小値および最小値を与えるインデッ
クスｊが最小歪探索回路１１５で検出される。このイン
デックスｊが適応コードブック１１０とマルチプレクサ
１４２に与えられる。

【００３８】具体的には、誤差ベクトルＥｊ　は例えば
［数４］で表わされる。この誤差ベクトル‖Ｅｊ　‖を
βで偏微分して零と置くことによって、βを最適化した
場合の‖Ｅｊ　‖の最小値が［数５］で表される。但し
、βは乗算器１１１で与えられるゲインである。

【００３９】

【数４】

【００４０】

【数５】 ここで、‖Ｘ‖は２乗ノルム、（Ｘ，Ｙ）は内積をそれ
ぞれ表し、Ｈは［数６］で与えられる重み付け合成フィ
ルタ（伝達関数：ＨＷ　（ｚ）　）のインパルス応答行
列である。

【００４１】

【数６】 ［数６］から明らかなように、適応コードブック１１０
からの駆動信号ベクトルの探索は、全てのコードワード
Ｘｊ　に対し［数６］の右辺第２項を計算し、それが最
大になるインデックスｊを検出することによって行う。

【００４２】このようにして適応コードブック１１０か
ら最適な駆動信号ベクトルＸｏｐｔ　が探索されると、
減算器１１３で目標ベクトルＹからＸｏｐｔ　に対応す
る重み付け合成フィルタ１１２の出力が差し引かれ、こ
の減算器１１３の出力が雑音コードブック１２０からの
雑音ベクトル探索の目標ベクトルとされる。雑音コード
ブック１２０からの雑音ベクトルの探索も、適応コード
ブック１１０らの駆動信号ベクトルの探索と全く同様に
行うことができる。この雑音ベクトル１２０からの探索
で得られたコードベクトルをＮｏｐｔ　とすると、合成
フィルタの駆動信号ベクトルＸは Ｘ＝β・Ｘｏｐｔ　＋ｇ・Ｎｏｐｔ　 と表される。但し、β，ｇはそれぞれ乗算器１１１，１
２１において適応コードブック１１０および雑音コード
ブック１２０から探索された駆動信号ベクトルおよび雑
音ベクトルに与えられるゲインである。

【００４３】次に、駆動信号ベクトルＸを適応コードブ
ック１１０に格納する方法について説明する。図１にお
いて、加算器１３０から出力された駆動信号ベクトルは
、アップサンプリング回路１３１でサンプル間に零が挿
入された後、内挿フィルタを通過することによってアッ
プサンプリングされ、サンプリング周波数が例えば２倍
の信号系列とされる。ここで、内挿フィルタはナイキス
ト周波数にカットオフ周波数を持つローパスフィルタで
あり、ナイキストフィルタともいう。

【００４４】こうしてアップサンプリングされた駆動信
号系列は、遅延回路１３２において始点／終点決定回路
１０５により与えられる始点ａから終点ｂに渡って１サ
ンプル単位で遅延される。始点／終点決定回路１０５は
、この例ではピッチ分析回路１０４で求められたピッチ
周期Ｔｐ　のサンプルを中心として、適応コードブック
１１０のサイズがアップサンプリングによって変化しな
いように、適応コードブック１１０に格納する駆動信号
ベクトルの始点ａと終点ｂを例えば次式によって決定す
る。

【００４５】ａ＝ＤＴｐ　−Ｎｐ　／２ｂ＝ＤＴｐ　＋
Ｎｐ　／２ 但し、Ｎｐ　はアップサンプリングしない場合の適応コ
ードブックのサイズであり、一般的にピッチ探索は２０
サンプルから１４７サンプルまで行われることが多いこ
とから、Ｎｐ　＝１２８とする。また、Ｄはアップサン
プリングの倍率であり、本実施例ではＤ＝２である。

【００４６】遅延回路１３２の出力は、間引き回路１３
３で（Ｄ−１）サンプル毎に間引きされた後、適応コー
ドブック１１０の次元（４０サンプル＝１サブフレーム
）毎に切り出され、適応コードブック１１０に格納され
る。

【００４７】前述したように、従来の技術による適応コ
ードブックの分解能を上げる方法では、アップサンプリ
ングによって適応コードブックのサイズがＤ倍になり、
適応コードブックの探索に要する計算量および符号量が
Ｄ倍に増大するという問題があった。サブフレーム長及
び適応コードブックの次元をＫ、入力音声信号のサンプ
リング周波数を８ｋＨｚとすると、［数５］の右辺第２
項を計算するのに必要な１秒間当りの乗算回数は、　　
［｛Ｋ（Ｋ＋１）／２｝＋２Ｋ］・Ｎｐ　・８×１０３
　／Ｋとなる。Ｋ，Ｎｐ　の値が通常用いられるＫ＝４
０，Ｎｐ　＝１２８の場合、この乗算回数は２２，５２
８，０００回となる。従って、この値がＤ倍になると計
算量は膨大になり、これを実現する回路も大規模になる
。

【００４８】これに対し、本実施例によれば始点／終点
決定回路１０５で適応コードブック１１０に格納する駆
動信号ベクトルの始点ａと終点ｂを定めることにより、
アップサンプリング回路１３１で駆動信号をアップサン
プリングしているにも関わらず、適応コードブック１１
０のサイズを一定に保つことができる。従って、計算量
および符号量の増加を防止することができる。しかも、
アップサンプリングによる符号化品質の向上は享受でき
る。

【００４９】以上の処理の過程で求められた符号化パラ
メータは、マルチプレクサ１４２で多重化され、出力端
子１４３から伝送路へ符号化出力として送出される。す
なわち、マルチプレクサ１４２ではＬＰＣ分析回路１０
２で求められたＬＰＣ予測係数の情報を符号化回路１０
３で符号化したコードと、ピッチ分析回路１０４で求め
られたフレーム単位のピッチ周期Ｔｐ　のコードと、最
小歪探索回路１１５で求められた適応コードブック１１
０のインデックスのコードと、乗算器１１１で乗じられ
るゲインの情報をゲイン符号化回路１４０で符号化した
コードと、最小歪探索回路１２５で求められた雑音コー
ドブック１２０のインデックスのコードおよび、乗算器
１２１で乗じられるゲインの情報をゲイン符号化回路１
４１で符号化したコードが多重化される。

【００５０】次に、図１の音声符号化装置に対応した音
声復号化装置の構成を図２により説明する。図２におい
て、入力された符号化パラメータは、まずデマルチプレ
クサ２０１で個々のパラメータに分解された後、復号化
器２０２，２０３，２０４でそれぞれ復号化される。そ
して、復号化された適応コードブックのインデックス及
びゲイン、雑音コードブックのインデックスおよびゲイ
ンに基づいて駆動信号が作成される。この駆動信号が合
成フィルタ２１５でフィルタリングされることによって
、合成音声信号が作成される。この合成音声信号は、ポ
ストフィルタ２１６でスペクトルの整形が行われ、聴感
的な歪が抑圧された後、出力端子２１７より出力される
。

【００５１】図２における始点／終点決定回路２０５、
アップサンプリング回路２２０、遅延回路２２１および
間引き回路２２２は、それぞれ図１の回路１０５，１３
１，１３２，１３３と同一の機能を有するので、説明を
省略する。

【００５２】図３に、本発明の他の実施例に係る音声符
号化装置のブロック図を示す。本実施例と先の実施例の
違いは、始点／終点決定回路１０５に用いるピッチ周期
Ｔｐ　の求め方にある。

【００５３】先の実施例においては、フレーム単位でピ
ッチ分析を行って、ピッチ周期を求めており、ピッチ周
期の情報をフレーム単位で伝送していた。これに対し、
本実施例では前フレームの適応コードブック探索によっ
て求められたサブフレーム毎のピッチ周期をメモリ１５
０に記憶し、記憶したピッチ周期に基づいてピッチ周期
推定回路１５１でフレーム単位のピッチ周期Ｔｐ　を推
定する。このＴｐ　の推定は、例えばサブフレーム毎の
ピッチ周期の平均をとることによって行えばよい。また
、サブフレーム毎のピッチ周期から外挿予測することに
よって、ピッチ周期Ｔｐ　を推定することもできる。

【００５４】このように前フレームでのピッチ周期に基
づいてピッチ周期Ｔｐ　を推定し、始点／終点を求める
方法は、Ｔｐ　の情報を伝送する必要がないため、伝送
ビットレートをより少なくできる効果がある。

【００５５】なお、前フレームでのピッチ周期Ｔｐ　に
代えて、前フレームで適応コードブックから探索された
駆動信号ベクトルの符号を用いて始点／終点を決定して
も、同様の効果が期待できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば適
応コードブックに格納する駆動信号の始点と終点を決定
することにより、駆動信号をアップサンプリングして符
号化品質の向上を図りながら、適応コードブックのサイ
ズが一定に保たれるので、計算量および符号量の増加を
避けることができる。従って、単一または少数のＤＳＰ
を用いて実時間処理を行うことが可能となり、低価格化
と消費電力の低減を図ることができるとともに、伝送ビ
ットレートの増加を抑えることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例に係る音声符号化装置の
ブロック図

【図２】　　同実施例に係る音声復号化装置のブロック
図

【図３】　　本発明の他の実施例に係る音声符号化装
置のブロック図

【図４】　　同実施例に係る音声復号化装置のブロック
図

【図５】　　従来の音声符号化装置における駆動信号
ベクトル探索に係る構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１００…音声信号入力端子　　　　　　　　　　　　１
０２…ＬＰＣ分析回路 １０３…符号化回路　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１０４…ピッチ分析回路 １０５…始点／終点決定回路　　　　　　　　　　１０
６…重み付けフィルタ １０７…重み付け合成フィルタ　　　　　　　　１１０
…適応コードブック １１２…重み付け合成フィルタ　　　　　　　　１１４
…２乗誤差計算回路 １１５…最小歪探索回路　　　　　　　　　　　　　　
１２０…雑音コードブック １２２…重み付け合成フィルタ　　　　　　　　１２４
…２乗誤差計算回路 １２５…最小歪探索回路　　　　　　　　　　　　　　
１３１…アップサンプリング回路 １３２…遅延回路　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１３３…間引き回路 １４０…ゲイン符号化回路　　　　　　　　　　　　１
４１…ゲイン符号化回路 １４２…マルチプレクサ　　　　　　　　　　　　　　
１４３…出力端子 １５０…メモリ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１５１…ピッチ周期推定回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動信号をコードワードとして格納したコ
   ードブックと、入力音声信号を参照して前記コードブッ
   クから最適な駆動信号を探索する探索手段と、この探索
   手段により探索された最適な駆動信号を用いて音声信号
   を合成する合成フィルタと、前記コードブックから読み
   出される駆動信号をアップサンプリングするサンプリン
   グ変換手段と、このサンプリング変換手段によりアップ
   サンプリングされた駆動信号を遅延する遅延手段と、こ
   の遅延手段により遅延された駆動信号を間引いて前記コ
   ードブックに格納する手段と、前記コードブックに格納
   される駆動信号の始点と終点を決定する始点／終点決定
   手段とを具備することを特徴とする音声符号化装置。
2. 【請求項２】駆動信号をコードワードとして格納したコ
   ードブックと、入力音声信号を参照して前記コードブッ
   クから最適な駆動信号を探索する探索手段と、この探索
   手段により探索された最適な駆動信号を用いて音声信号
   を合成する合成フィルタと、前記コードブックから読み
   出される駆動信号をアップサンプリングするサンプリン
   グ変換手段と、このサンプリング変換手段によりアップ
   サンプリングされた駆動信号を遅延する遅延手段と、こ
   の遅延手段により遅延された駆動信号を間引いて前記コ
   ードブックに格納する手段と、前記入力音声信号をピッ
   チ分析してピッチ周期を求めるピッチ分析手段と、この
   ピッチ分析手段により求められたピッチ周期に基づいて
   、前記コードブックに格納される駆動信号の始点と終点
   を決定する始点／終点決定手段とを具備することを特徴
   とする音声符号化装置。
3. 【請求項３】駆動信号をコードワードとして格納したコ
   ードブックと、フレーム単位で入力される入力音声信号
   を参照して前記コードブックから最適な駆動信号を探索
   する探索手段と、この探索手段により探索された最適な
   駆動信号を用いて音声信号を合成する合成フィルタと、
   前記コードブックから読み出される駆動信号をアップサ
   ンプリングするサンプリング変換手段と、このサンプリ
   ング変換手段によりアップサンプリングされた駆動信号
   を遅延する遅延手段と、この遅延手段により遅延された
   駆動信号を間引いて前記コードブックに格納する手段と
   、前記探索手段による探索の過程で求められた前フレー
   ムでのピッチ周期に基づいて、前記コードブックに格納
   される駆動信号の始点と終点を決定する始点／終点決定
   手段とを具備することを特徴とする音声符号化装置。