JPH05127700A

JPH05127700A - 音声符号化復号化方法およびそのための装置

Info

Publication number: JPH05127700A
Application number: JP3288053A
Authority: JP
Inventors: Eisuke Hanada; 英輔花田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1991-11-01
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】ビットレートが高いところでも、低いところ
でも良好な音声を再生することが可能で、少ない演算量
で実現する。【構成】入力した音声信号を時間分割回路１０１で一
定時間単位（フレーム）に分割し、そのフレームの音響
的特徴を示すスペクトルパラメータをスペクトルパラメ
ータ計算回路１０４で、ピッチをピッチ計算回路１０２
でそれぞれ求め、求めたスペクトルパラメータを、予め
用意したコードを用いて表現し、これらのパラメータと
入力された原信号を用いて音源パルス計算回路１１４で
音源信号を求める。以上求めた各パラメータと音源信号
から音声信号を再生した上、乱数発生回路１１５で発生
させたガンマ関数にしたがう乱数にゲイン計算回路１１
８で求める最適なゲインをかけて再生された音声信号に
重畳させる。以上求めたピッチ、音源信号、コード、ゲ
インを表現する符号が音声復号化装置へ伝送される。

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復号化方法と
そのための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を低いビットレート、例えば16
Kb/s程度以下で伝送する方法としては、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
のパルスの組み合わせ（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
ィルタの係数とを、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、例えばア
ラセキ、オザワ、オノ、オチアイ氏による"Multi-pulse
Excited Speech Coder Based on Maximum Crosscorrel
ation Search Algorithm".(GLOBECOM 83, IEEE Global
Telecommunication.講演番号23.3. 1983)(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と、音源信号を表現する手段
として複数のパルス列の組合わせ（マルチパルス）を用
いることとにより、復号後に良好な音声信号を出力する
ことができる。

【０００３】しかし、上述のマルチパルス符号化法の場
合、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あった。

【０００４】この問題点を改善するために、伝送する音
源パルス数を削減する方法として、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、この場合、削
減が可能なパルス数には限界がある。

【０００５】一方、伝送すべきスペクトルパラメータ
は、１フレームに対して分析次数個存在する。スペクト
ルパラメータを量子化する方法としては、衆知の方法で
あるスカラー量子化、または効率よく量子化する方法と
して衆知の方法であるベクトル量子化を用いることが多
い。ベクトル量子化については、例えばR. M. Gray, "V
ector quantization for speech coding and recogniti
on"(J. Acoust. Soc. America, vol.80, Suppl. 1, Q1,
1986) (文献３) に詳しいのでここでは説明を省略す
る。

【０００６】更に、予め定められた個数の関数を用いて
スペクトルパラメータを効率よく表現する手法として、
テンポラルデコンポジションがある。このテンポラルデ
コンポジションについては、例えばB.S.Atal, "EFFICIE
NT CODING OF LPC PAREMETE-RS BY TEMPORAL DECOMPOSI
TION"(ICCASP 83, 2.6 pp.81-84, 1983)(文献4)に詳し
いのでここでは説明を省略する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には下記のような問題点がある。（１）スカラー量子化を用いた場合は、伝送するべき情
報が多くなり、このままでビットレートを下げて行くと
顕著に音質が劣化する。

【０００８】（２）ベクトル量子化を用いた場合、伝送
効率はよくなるものの、最適なベクトルを求めるための
計算量が非常に多く、また再生された音質も低下する。

【０００９】（３）テンポラルデコンポジションを用い
た場合、最適な関数を求めるための計算量が非常に多い
上計算方法が複雑である。

【００１０】（４）ピッチ毎の繰り返しを用いて音源信
号を再現した場合、人間にはブザー音のように聴こえる
ことが知られている。

【００１１】本発明の目的は、ビットレートが高いとこ
ろでも、低いところでも良好な音声を再生することが可
能で、少ない演算量で実現可能な音声符号化復号化方法
及びそのための装置を提供することにある。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明は、離散的な音
声信号から、可変な時間長の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マルチパルスによる音
源信号とを抽出し、該スペクトルパラメータと前記音源
信号とを量子化して組み合わせて伝送し、前記組み合わ
された信号から前記音源信号と前記スペクトルパラメー
タを分離して復元し、前記音声信号を再生して出力する
音声符号化復号化方法において、予め複数個の関数を有
し、該関数の自己相関と、前記関数と前記入力信号との
相互相関とを用いて最適な関数を最適である区間長にわ
たって選択して前記スペクトルパラメータを量子化する
とともに、前記再生する音声信号にガンマ分布にしたが
う揺らぎを与える方法である。

【００１３】また、本発明は、離散的な音声信号から短
時間スペクトル特性を表すスペクトルパラメータを求め
るパラメータ計算回路と、予め複数個の関数を有し、該
複数個関数の中から、前記複数個の関数の自己相関と、
前記複数個の関数と前記入力信号との相互相関と、を用
いて前記スペクトルパラメータを表わす最適な関数を最
適な時間長選択して、前記スペクトルパラメータを量子
化するパラメータ量子化回路と、該パラメータ量子化回
路の出力を用いて前記音声信号の音源信号を複数個のパ
ルス列を用いて表し符号化する音源信号計算回路と、ガ
ンマ分布にしたがう乱数を発生させる乱数発生回路と、
前記乱数の振幅を決定する乱数振幅決定回路と、前記ス
ペクトルパラメータを表わす最適な関数を示す符号と該
最適な関数の最適な時間長と、前記複数個のパルス列を
表す符号と、前記乱数の振幅を表す符号とを組み合わせ
て出力するマルチプレクサ回路とを有することを特徴と
する音声符号化装置であり、さらに、符号化された、音
声信号のスペクトルパラメータを表す最適な関数と該関
数の最適な時間長と複数個のパルス列と前記乱数の振幅
とを分離するデマルチプレクサ回路と、前記分離された
スペクトルパラメータを表す関数と該関数の最適な時間
長とから短時間スペクトル特性を表すスペクトルパラメ
ータを復号するパラメータ復号回路と、前記複数個のパ
ルス列を復号し音源信号を復元する音源信号復元回路
と、前記復元された音源信号と前記復号されたスペクト
ルパラメータとを用いて前記復号化された時間長にわた
る音声信号を合成する合成フィルタ回路と、前記分離さ
れた乱数の振幅を表す符号を復号する振幅復号回路と、
前記復号された振幅の、ガンマ関数にしたがう乱数を発
生させる乱数発生回路と、前記合成された音声信号に前
記発生させた乱数にしたがった揺らぎを与える揺らぎ重
畳回路とを有することを特徴とする音声復号化装置であ
る。

【００１４】

【作用】本発明は、前記文献２のピッチ予測マルチパル
ス符号化法において、少ない伝送情報量で音声信号を効
率的に表現するために、伝送するべきスペクトルパラメ
ータを予め定められた複数個の関数の中から、前記入力
された信号を最適に表現するものを少ない計算量で選択
して表すとともに、再生された音声信号に対して衆知の
ガンマ分布にしたがった乱数を重量することによって揺
らぎを与える。揺らぎを与える方法については、小林、
関根両氏による「基本周波数の揺らぎの統計的性質とそ
の音声の自然性に対する役割の検討」（日本音響学会講
演論文集 2-3-19,平成元年１０月）（文献5)において述
べられているのでここでは説明を省略する。

【００１５】本発明の作用を図２を用いて説明する。図
２はスペクトルパラメータを、予め定められた個数の関
数を用いて表現するための量子化器のブロック図であ
る。

【００１６】図２において、入力端子２００からは量子
化すべきスペクトルパラメータの時系列ｙ_i（ｎ）が入
力される。入力端子２１０からは前記文献２に述べられ
ているようなピッチ予測マルチパルス法により求められ
たパルス列が入力される。入力端子２２０からは符号化
しようとする区間におけるピッチが入力される。入力端
子２３０からは前記符号化しようとする区間の入力音声
信号Ｘ（ｎ）が入力される。ピッチ再生フィルタ２５０
は前記入力されたピッチと前記入力されたパルス列を用
いて音源信号を再生する。スペクトル包絡フィルタ回路
２６０は、前記入力されたスペクトルパラメータの時系
列ｙ_i（ｎ）と前記音源信号を用いて音声信号を再生す
る。乱数発生回路２４０はガンマ関数にしたがう乱数を
発生させる。重畳回路３１０は前記再生された音声信号
と乱数とを受けて、該音声信号に対しガンマ関数にした
がった揺らぎを与える。自己相関計算回路２８０は前記
入力音声信号Ｘ（ｎ）の自己相関を、相互相関計算回路
２９０は前記揺らぎを与えられた音声信号と入力音声信
号との相互相関を、それぞれ計算する。ゲイン計算回路
３００は前記自己相関計算回路２８０の出力と前記相互
相関計算回路２９０の出力を用いて重畳する乱数にかけ
るべき最適なゲインを計算する。

【００１７】以下、本発明の作用を式を用いて説明す
る。まず、入力された音声信号のスペクトルパラメータ
を複数の関数を用いて表現する方法および最適な区間長
を求める方法は次の通りである。

【００１８】入力音声から算出された複数個のスペクト
ルパラメータの時系列うちｉ番目のもの（以下、これを
「ｉ次のパラメータ時系列」と呼ぶ。）をｙ_i（ｎ）と
する。前記ｉ次のパラメータ時系列ｙ_i（ｎ）を表現す
るために用いる関数をφで表し、そのうちｋ番目のもの
をφ_k （ｎ）で表す。これを用いると、次の（１）式が
成り立つ。

【００１９】

【数１】ここで、

【００２０】

【外１】はφ_k （ｎ）を用いてｙ_i（ｎ）を近似した時系列を表
し、ａ_ikは、ｉ次のパラメータ時系列における、φ_k
（ｎ）にかかるゲインである。したがって、最適な近似
を行なうためには最適なφ_K （ｎ）およびａ_ikを見つけ
ればよい。従来例では、前記文献４に示されている様な
テンポラルデコンポジションにおける誤差尺度を用いて
最適な関数を算出し、さらに、前記算出された関数と計
算されたゲインを再度交互的に修正して誤差を小さくし
ている。

【００２１】これに対し、本発明においては、次の
（２）式で表す誤差Ｅ₁ を考える。

【００２２】

【数２】（２）式は、ｉ次のパラメータ時系列に対して関数φ_k
（ｎ）およびゲインａ _ikを用いた場合の入力信号ｙ_i
（ｎ）との誤差を示す式である。ここでｎ₁ は関数φ_k
（ｎ）を用いて表現しようとするパラメータ時系列区間
（フレーム）の始端を表し、ｎ₂ は前記表現しようとす
る区間の終端を表す。

【００２３】前記（２）式をａ_ikについて最小化する
と、ａ_ikは（３）式によって求められる。

【００２４】

【数３】このとき、前記ｉ次のパラメータ時系列ｙ_i（ｎ）に対
する誤差Ｅ_iは次の（４）式のようになるので、

【００２５】

【数４】Ｅ_i を最小化するφ_k （ｎ）は、（４）式第２項を最大
化するように選択すればよい。なお、関数φ_k （ｎ）
は、種々の多項式関数を用いてもよいし、音声信号中か
ら学習によって求めてもよい。

【００２６】このようにして求められた最適な関数φ_k
（ｎ）が有効である時間長は、（４）式中のｎ₂ を順次
延長し、またそれとともに前記最適な関数φ_k （ｎ）を
伸長し、次の（５）式で表される誤差Ｅ_iの次数分の合
計である誤差Ｅが予め定めたしきい値ＴＨを越える点を
もってｎ₂ の値とする。

【００２７】

【数５】ここで（５）式中、ｐは分析次数である。前記しきい値
ＴＨは固定としてもよく、また前記誤差Ｅ_iを評価して
いる区間の長さ、即ちｎ₁ とｎ₂ の差に比例した値とし
てもよい。また、各Ｅ_iの値に重みをつけて合算した値
を誤差Ｅとして評価してもよい。

【００２８】また、前記最適な関数φ_k （ｎ）の伸長方
法は、関数全体を一様に伸長するかまたは、例えば関数
の中央部分といったような関数の一部分を予め伸長可能
な範囲として定めておき、前記予め定めた伸長可能な部
分のみを一様に伸長してもよい。

【００２９】以上示したような方法を用いることによっ
て、大幅に計算量を削減した上、誤差を良好に小さく保
つことが可能である。

【００３０】なお、誤差を求める尺度は、この例では前
記複数個のスペクトルパラメータの次系列の各次の間の
２乗距離の和としたが、これ以外にも例えば和を求める
際に次数毎に重みをつけた尺度や、他の衆知な距離尺度
を用いることができる。

【００３１】また、前記最適な関数φ_k （ｎ）が有効で
ある時間長の終点ｎ₂ の決定方法は、前記予め定めた時
間長において求めた誤差Ｅを初期値として、前記終点ｎ
₂ を順次延長して求めた誤差と時間的に１つの終点ｎ'₂
において求めた誤差との比を計算し、前記計算した誤差
の比が予め定めたしきい値ＴＨ’より大きくなった場合
に、前記１つ前の終点ｎ'₂を前記最適な関数φ_k （ｎ）
が有効である時間長の終点ｎ₂ とする方法をとることが
できる。

【００３２】次に、音声信号に重畳させるガンマ関数に
したがう乱数Γ（ｎ）の最適なゲインγを求める方法を
式を用いて説明する。方法としては次式で定義される誤
差電力Ｅを最小化するように計算する。

【００３３】

【数６】ここで、ｅ（ｎ）は図２の入力信号であり、γはゲイン
計算回路４００において乗ずるゲイン、

【００３４】

【外２】は図２において入力された音源信号とスペクトル包格フ
ィルタによって再生した音声信号である。ｗ（ｎ）は聴
感を考えた重み付けフィルタのインパルス応答を示す。
（６）式をγについて最小化すると（７）式の形とな
る。

【００３５】

【数７】ここで、

【００３６】

【数８】記号＊は畳み込みを表す。（７）式の分母は

【００３７】

【外３】の自己相関（厳密には共分散）、分子は

【００３８】

【外４】とｅ_w （ｎ）の相互関数である。また（８）式のｎ
（ｎ）は入力される音源パルス列である。また、ｈ
（ｎ）はスペクトル包格フィルタ回路２７０のインパル
ス応答を示す。

【００３９】このとき誤差電力Ｅは次式のように書ける
ので、

【００４０】

【数９】Ｅを最小化するコードブックは、（１０）式第２項を最
大化、即ちγを最大化するように選択すればよい。

【００４１】以上示したような方法を用いることによっ
て、大幅に計算量を削減した上、誤差を良好に小さく保
つことが可能である。

【００４２】なお、誤差を求める尺度は、この例では前
記複数個のスペクトルパラメータの次系列の各次の間の
２乗距離の和としたが、これ以外にも例えば和を求める
際に次数毎に重みをつけた尺度や、他の衆知な距離尺度
を用いることができる。

【００４３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００４４】図１は、本発明の音声符号化装置および音
声復号化装置の一実施例を示すブロック図である。

【００４５】本実施例では、音声符号化装置は、時間分
割回路１０１と、ピッチパラメータ計算回路１０２と、
スペクトルパラメータ計算回路１０４と、パラメータ量
子化回路に相当する、ゲイン計算回路１０５、コードブ
ック選択回路１０６、コードブック１０８、自己相関関
数計算回路１１２および相互相関関数計算回路１１３
と、音源信号計算回路に相当する、重み付け回路１１
０、インパルス応答回路１１１、音源パルス計算回路１
１４および量子化回路１１６と、乱数発生回路１１５
と、乱数振幅決定回路であるゲイン計算回路１１８と、
量子化器１０３と、３つの逆量子化器１０７、１０９、
１１７と、マルチプレクサ１１９とを備えており、音声
復号化装置は、デマルチプレクサ１２０と、音源信号復
元回路である音源パルス復号器１２１およびパルス発生
器１２２と、パラメータ復号回路に相当するピッチパラ
メータ復号器１２３、コードブック１２６およびコード
ブック選択回路１２７と、合成フィルタ回路に相当す
る、ピッチ再生フィルタ１２４、スペクトル包絡フィル
タ回路１２５およびゲイン回路１２８と、乱数発生回路
１２９と、揺らぎ重畳回路に相当する、ゲイン回路１３
０および重畳回路１３１とを備えている。

【００４６】まず、前記音声符号化装置の構成について
説明する。

【００４７】時間分割回路１０１に接続された入力端子
１００から離散的な音声信号が入力される。

【００４８】ピッチパラメータ計算回路１０２は、ピッ
チの微細構造を示すピッチパラメータを計算する。この
ピッチパラメータの計算方法は前記文献２に示されてい
るような方法を用いることができ、求めたピッチパラメ
ータは量子化器１０３にて量子化される。さらに、量子
化器１０３で量子化されたピッチパラメータは逆量子化
器１０７にて逆量子化される。

【００４９】スペクトルパラメータ計算回路１０４で
は、前記入力された音声信号のスペクトルを表するスペ
クトルパラメータを衆知のＬＰＣ分析方法によって求め
る。

【００５０】ゲイン計算回路１０５は、求められたスペ
クトルパラメータに対してコードブック１０８の中に予
め定められた個数用意されたコードワードを用いて、前
述した（３）式により最適なゲインを計算し、前記コー
ドワードと求めたゲインとを用いた場合の入力信号との
誤差を出力する。コードブック選択回路１０６は、各コ
ードワードに対する、前記ゲイン計算回路１０５の出力
である誤差の内最小であるものを選択し、選択されたコ
ードワードのインデックスと最適なゲインと選択された
コードワードが有効である時間長を出力する。逆量子化
器１０９は、前記コードブック選択回路１０６の出力で
ある、前記選択されたコードワードのインデックスと最
適なゲインを用いてスペクトルパラメータを逆量子化し
て出力する。自己相関計算回路１１２は前記インパルス
応答の自己相関を計算し音源パルス計算回路１１４へ出
力する。自己相関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。相互相関計算
回路１１３は前記重み付けられた信号と前記インパルス
応答との相互相関を計算して音源パルス計算回路１１４
へ出力する。具体的な相互相関の計算方法は前記文献２
を参照できる。

【００５１】重み付け回路１１０は、逆量子化されたス
ペクトルパラメータを用いて前記分割された音声信号に
重み付けを行なう。重み付けの方法は、昭５９−２７２
４３５号明細書（文献６）に記載されている。重み付け
回路２００を参照することができる。量子化器１０３は
前記求められたピッチパラメータを量子化する。逆量子
化器１０７は、量子化器１３０による量子化した結果を
用いて逆量子化して出力する。インパルス応答計算回路
１１１は、逆量子化されたピッチパラメータと逆量子化
されたスペクトルパラメータを用いてインパルス応答を
計算する。インパルス応答の具体的な方法は前記文献２
を参照できる。音源パルス計算回路１１４では、マルチ
パルス列をピッチ予測により、予め定められた個数だけ
求める。このマルチ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２１０を参照することが
できる。量子化器１１６は音源マルチパルス列を量子化
してその符号を出力する。逆量子化器１１７は前記量子
化器１１６において量子化されたマルチパルス列を表す
符号を逆量子化する。

【００５２】乱数発生回路１１５は前記文献５に述べら
れているようなガンマ関数を発生させる。

【００５３】ゲイン計算回路１１８は前記逆量子化器１
１７の出力であるマルチパルス列と前記逆量子化器１０
９の出力であるスペクトルパラメータと前記時間分割回
路１０１の出力である時間的に分割された入力信号とが
入力され、それらから前記発生させた乱数の最適なゲイ
ンを計算し、量子化して出力する。

【００５４】量子化器１１６の出力であるマルチパルス
列を量子化した符号と、量子化器１０３の出力であるピ
ッチパラメータを量子化した符号、さらにコードブック
選択回路１０６の出力である、前記選択されたコードワ
ードのインデックスと最適なゲインを表す符号と前記選
択されたコードワードが有効である時間長と、ゲイン計
算回路１１８の出力である量子化されたゲインを表す符
号とは、それぞれマルチプレクサ１１９の入力となる。
マルチプレクサ１１９は以上の各符号を組み合わせて出
力する。

【００５５】一方、受信側である音声復号化装置では、
デマルチプレクサ１２０にて、前記マルチプレクサ１１
９から出力される、マルチパルス列の符号と、ピッチパ
ラメータの符号と、前記選択されたコードワードのイン
デクスと最適なゲインと前記選択されたコードワードが
有効である時間長と、前記乱数にかけるゲインを表す符
号とを受け取って分離する。

【００５６】音源パルス復号器１２１は前記マルチパル
ス列の振幅、位置を復号する。コードブック選択回路１
２７は、インデクスを復号し、符号化側と同じコードブ
ック１２６の中から前記復号したインデクスに対応する
コードワードを選択する。ゲイン回路１２８は、ゲイン
を復号し、前記選択されたコードワードと復号されたゲ
インを用いてスペクトルパラメータを復号し出力する。
ピッチパラメータ復号器１２３は送信側の逆量子化器１
０７と同じ働きをする。パルス発生器１２２は前記マル
チパルス列による音源信号を発生させる。ピッチ再生フ
ィルタ１２４は前記求めされた音源信号と前記復号され
たピッチパラメータを入力としてピッチを再生した合成
音源信号を再生する。スペクトル包括フィルタ回路１２
５では前記音源信号および前記復号されたスペクトルパ
ラメータを用いて合成音声波形を求めて出力する。

【００５７】乱数発生回路１２９は符号化側の乱数発生
装置１１５と同じ働きをする。ゲイン回路１３０は、振
幅復号回路であり、乱数ゲインを復号して前記乱数発生
回路１２９において発生させた乱数と乗算する。重畳回
路１３１は、前記求められた合成音声波形に対して、前
記ゲイン回路１３０の出力である乱数を用いた揺らぎを
与える。

【００５８】以上述べた構成は本発明の一構成に過ぎ
ず、種々の変形も可能である。

【００５９】本発明の実施例におけ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。

【００６０】また、求めるマルチパルスの本数はスペク
トルパラメータが有効である時間長に比例した本数とし
てもよい。

【００６１】また、スペクトルパラメータとしては、他
の衆知なパラメータ（線スペクトル対、ケプストラム、
メルケプストラム、対数断面積比等）を用いることもで
きる。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、スペクトルパラメータ
を予め定められた複数個の関数を用いて表すことで、非
常に少ない計算量で、かつ少ない伝送情報量で音声信号
を良好に表すことができるという大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声符号化装置および音声復号化装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の作用を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００、２００、２１０、２２０、２３０入力端子１０１時間分割回路１０２ピッチパラメータ計算回路１０３、１１６量子化器１０４スペクトルパラメータ計算回路１０５、１１８、３００ゲイン計算回路１０６、１２７コードブック選択回路１０７、１０９、１１７逆量子化器１０８、１２６コードブック１１０重み付け回路１１１インパルス応答計算回路１１２、２８０自己相関関数計算回路１１３、２９０相互相関関数計算回路１１４音源パルス計算回路１１５、１２９、２４０乱数発生回路１１９マルチプレクサ１２０デマルチプレクサ１２１音源パルス復号器１２２パルス発生器１２３ピッチパラメータ復号器１２４、２５０ピッチ再生フィルタ１２５、２６０スペクトル包括フィルタ回路１２８、１３０ゲイン回路１３１、３１０重畳回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】離散的な音声信号から、可変な時間長の
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
タとマルチパルスによる音源信号とを抽出し、該スペク
トルパラメータと前記音源信号とを量子化して組み合わ
せて伝送し、前記組み合わされた信号から前記音源信号
と前記スペクトルパラメータを分離して復元し、前記音
声信号を再生して出力する音声符号化復号化方法におい
て、予め複数個の関数を有し、該関数の自己相関と、前記関
数と前記入力信号との相互相関と、を用いて最適な関数
を最適である区間長にわたって選択して前記スペクトル
パラメータを量子化するとともに、前記再生する音声信
号にガンマ分布にしたがう揺らぎを与えることを特徴と
する音声符号化復号化方法。
【請求項２】離散的な音声信号から短時間スペクトル
特性を表すスペクトルパラメータを求めるパラメータ計
算回路と、予め複数個の関数を有し、該複数個の関数の中から、前
記複数個の関数の自己相関と、前記複数個の関数と前記
入力信号との相互相関と、を用いて前記スペクトルパラ
メータを表わす最適な関数を最適な時間長選択して、前
記スペクトルパラメータを量子化するパラメータ量子化
回路と、該パラメータ量子化回路の出力を用いて前記音声信号の
音源信号を複数個のパルス列を用いて表し符号化する音
源信号計算回路と、ガンマ分布にしたがう乱数を発生させる乱数発生回路
と、前記乱数の振幅を決定する乱数振幅決定回路と、前記スペクトルパラメータを表わす最適な関数を示す符
号と該最適な関数の最適な時間長と、前記複数個のパル
ス列を表す符号と、前記乱数の振幅を表す符号とを組み
合わせて出力するマルチプレクサ回路とを有することを
特徴とする音声符号化装置。
【請求項３】符号化された、音声信号のスペクトルパ
ラメータを表す最適な関数と該関数の最適な時間長と複
数個のパルス列と前記乱数の振幅とを分離するデマルチ
プレクサ回路と、前記分離されたスペクトルパラメータを表す関数と該関
数の最適な時間長とから短時間スペクトル特性を表すス
ペクトルパラメータを復号するパラメータ復号回路と、前記複数個のパルス列を復号し音源信号を復元する音源
信号復元回路と、前記復元された音源信号と前記復号されたスペクトルパ
ラメータとを用いて前記復号化された時間長にわたる音
声信号を合成する合成フィルタ回路と、前記分離された乱数の振幅を表す符号を復号する振幅復
号回路と、前記復号された振幅の、ガンマ関数にしたがう乱数を発
生させる乱数発生回路と、前記合成された音声信号に前記発生させた乱数にしたが
って揺らぎを与える揺らぎ重量回路とを有することを特
徴とする音声復号化装置。