JPH069345B2

JPH069345B2 - 音声分析合成装置

Info

Publication number: JPH069345B2
Application number: JP62241571A
Authority: JP
Inventors: 修一河間; 好司藤本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-09-26
Filing date: 1987-09-26
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS6484929A; US5016279A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、音声信号を分析して平均符号長を短縮して
符号化して伝送・保存する音声分析合成装置に関する。

＜従来の技術＞音声信号を表現するには、多大な情報量が必要である
が、音声信号には大きな冗長性があり、これを圧縮する
ことにより高能率伝送や低容量記憶を行うことができ
る。

音声信号の符号化法は波形次元での符号化と周波数領域
での符号化に大別できる。上記波形次元での符号化は、
例えば各サンプル毎に一定情報量の符号を出力するもの
であり、上記周波数領域での符号化は、例えばフレーム
単位で一定情報量の符号を出力するものである。ここ
で、波形次元の符号化を考えると、各サンプル毎に一定
の情報量を出力するよりも、波形の変化が激しく予測が
困難な場合に多くの情報を出力し、波形の変化が少なく
予測が容易な場合には少ない情報を出力するという可変
長符号化を行なう方が、平均符号長を短縮することがで
き、低容量記憶には適している。上記のことは周波数領
域での符号化でも同様である。

従来、音声分析合成装置としては、入力音声信号の分析
符号のうち特定符号をマーカー符号として可変長符号を
出力することにより、入力音声信号の変化量に応じて、
符号化結果の情報量を簡単な処理で変化させて平均符号
長を短縮するものが提案されている。

この音声分析合成装置は、サンプリングされた隣接する
音声信号の差分値を求める差分検出部と、上記差分検出
部によって求められた差分値が一定数の符号で符号化可
能な分析符号化範囲内に入るか否かを判別する判別部
と、上記差分値が上記分析符号化範囲内に入る場合はそ
の分析符号化範囲内で上記差分値を符号化する一方、上
記差分値が上記分析符号化範囲内に入らない場合は上記
差分値を表わすのに必要な上記分析符号化範囲の繰り返
し数を算出し、この繰り返し数を表すマーカー符号を含
む符号列によって上記差分値を符号化する符号化部とを
有している。そして、上記差分値が分析符号化範囲内に
入るときは、一定数の符号の内で符号化を行う一方、差
分値が分析符号化範囲内に入らないときは、上記差分値
を表わすのに必要な上記分析符号化範囲の繰り返し数を
表すマーカー符号を含む符号列に符号化を行う。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、上記従来の音声分析合成装置は、差分値
が分析符号化範囲に入らない場合は、差分値を表現する
のに必要な分析符号化範囲の繰り返しを表わすマーカー
符号を出力するので、一定数の符号の情報量（ビット
長）が少ない場合に、分析符号化範囲を狭めて差分値の
量子化誤差を小さくしようとすると、差分値が分析符号
化範囲内に入らないケースが大幅に増加し、そのケース
の度ごとにマーカー符号を含む符号列を出力するように
なる。したがって、平均符号長の短縮が期待できないと
いう問題がある。

そこで、この発明の目的は、上記差分値が分析符号化範
囲内に入らない場合、現サンプル時の直前に出力した符
号列に基づいて、１サンプル当たりに出力可能な符号の
数を制限することによって、より平均符号長を短縮し、
メモリの低容量化が実現できる音声分析合成装置を提供
することにある。

〈問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するため、この発明の音声分析合成装置
は、サンプリング手段でサンプリングされた隣接する音
声信号の差分値の大きさに応じて１サンプル当たり１以
上の差分値を表す符号を符号化部から出力して可変長の
符号化を行う一方、上記符号から差分値を復号する復号
化部を有する音声分析合成装置において、現サンプリン
グ時に出力可能な符号数と直前のサンプリング時におけ
る符号列とを関係付けた表を格納する格納部と、現サン
プリング時における差分値に基づいて上記符号化部によ
って符号化を行うに際して、上記格納部に格納された上
記表を用いて、現サンプリング時の直前のサンプリング
時に得られた符号列から現サンプリング時に出力可能な
最大符号数を得、現サンプリング時において１サンプル
当たりに出力可能な符号数を上記最大符号数に制限する
制限部を備えて、上記符号化部は、現サンプリング時に
おける差分値が符号化範囲を越えるために複数の符号を
出力するに際しては、上記制限部によって制限された符
号数以下の符号を出力するように成したことを特徴とし
ている。

ここで、上記格納部に格納される表は、例えば現サンプ
リング時より２つ前のサンプリング時における差分値ま
たは現サンプリング時の１つ前のサンプリング時におけ
る差分値が所定範囲外にあるか否かを、符号列により区
分して、１サンプル当たりに出力可能な符号の数を設定
するものである。

あるいは、上記表は、現サンプリング時における差分値
が所定範囲外にあり、かつ、現サンプリング時の１つ前
のサンプリング時における差分値が所定範囲外にあり、
しかも、上記２つのサンプリング時の差分値が同一の極
性を持つか否かを、符号列により区分して、１サンプル
当たりに出力可能な符号の数を設定するものであっても
よい。

あるいは、上記表は、現サンプリング時の１つ前のサン
プリング時における差分値が所定範囲外にあるか否か
を、符号列により区分して、１サンプル当たりに出力可
能な符号の数を設定するものであってもよい。

あるいは、上記表は、現サンプリング時の３つ前と２つ
前のサンプリング時における差分値、または、現サンプ
リング時の１つ前のサンプリング時における差分値が所
定範囲外にあるか否かを、符号列により区分して、１サ
ンプル当たりの出力可能な符号の数を設定するものであ
ってもよい。

あるいは、上記表は、上述の１サンプル当たりに出力可
能な符号の数の設定方法を組合せることによって、１サ
ンプル当たりの出力可能な符号の数を設定するものであ
ってもよい。

＜作用＞制限部によって、サンプリング手段による直前のサンプ
リング時に符号化部によって得られた符号列に基づい
て、格納部に格納された表を用いて、現サンプリング時
に出力可能な最大符号数が得られる。そして、現サンプ
リング時において１サンプル当たりに出力可能な符号の
数が上記最大符号数に制限される。そうすると、符号化
部によって、現サンプリング時における音声信号と隣接
する音声信号との差分値が符号化範囲を越えるために複
数の符号を出力するに際しては、上記制限部によって制
限された符号数以下の上記差分値を表す符号が、符号化
部から出力されて可変長の符号化が行われる。一方、上
記符号化部によって符号化された差分値を表す符号が復
号化部に入力されると、この符号に基づいて、隣接する
音声信号の差分値が算出されて合成音声に復号化され
る。

このように、隣接する音声信号の差分値を表す符号の１
サンプル当たりに出力可能な数を制限部によって制限す
るので、平均符号長がさらに短縮され、記憶容量の低減
が図られる。

＜実施例＞以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図にこの判明の音声分析合成装置のブロック図を示
す。この音声分析合成装置は、音声を分析して符号化す
る符号化部と、この符号に基づいて音声を合成する復号
化部とから成る。

まず、音声を分析して符号化する符号化部の動作を説明
する。入力端子より入力した音声波形は、サンプリング
周波数発振回路５より発生するクロック信号ＣＫによっ
て制御されるＡＤ変換器１によってディジタル化され
る。上記のＡＤ変換器１でディジタル化されたデータは
上記クロック信号ＣＫによってラッチ２に入力され、次
のクロック信号ＣＫで音声波形の次のサンプルがＡＤ変
換されるまで保持される。さらに、上記クロック信号Ｃ
Ｋはオア（ＯＲ）回路６を通り符号化器３にスタート信
号として入力される。このスタート信号により符号化器
３はラッチ２に保持されている入力波形のディジタルデ
ータを取り込んで符号化し、音声符号を符号化結果判定
回路４に出力する。

ここで、上記符号化器３は第２図に示す差分ＰＣＭ（パ
ルス・コード・モデュレーション）分析合成装値、また
は、第３図に示す適応差分ＰＣＭ分析合成装置の符号化
器等を用いる。第２図の差分ＰＣＭ分析合成装置は、量
子化部２１と符号化部２２と符号化側の予測部２３と復
号化部２４と復号化側の予測部２５と加算器２６，２
７，２８とからなり、第３図の適応差分ＰＣＭ分析合成
装置は適応量子化部３１と符号化部３２と符号化側の論
理部３３と符号化側の固定１次予測部３４と復号化部３
５と復号化側の論理部３６と復号化側の固定１次予測部
３７と加算器３８，３９，４０とからなる。

第１図の上記符号化結果判定回路４は入力された音声符
号を通信路８または記憶媒体へ伝送し、さらに、符号出
力制限回路７に出力すると共に、上記符号が分析符号化
範囲の両端符号であるか否かを判定する。その結果、上
記符号が両端符号であり、かつ、後に詳述するようにし
て１回のサンプリングデータを符号化する際に、この両
端符号に引続いてさらに符号を出力する必要があると判
定された場合は、この両端符号はマーカー符号となる。
ここで分析符号化範囲の両端の符号とは、第４図に示す
一様量子化の中間立上りの場合の入出力量子化特性図に
おけるコード（ＣＯＤＥ）１やＣＯＤＥ３のことであ
る。すなわち、入力信号が大き過ぎて量子化（符号化）
範囲を超える場合に出力される符号である。

上記符号化結果判定回路４は、入力された符号が上記両
端符号ではない場合は判定信号“０”を、また、入力さ
れた符号が上記両端符号である場合は、判定信号“１”
を符号出力制限回路７に出力する。

この符号出力制限回路７は、後に詳述する表を格納する
と共に、直前の数サンプリング時に出力した符号列を記
憶しておき、この記憶した符号列に基づいて上記表を引
いて、１サンプルを符号化して出力できる符号の最大数
を予め決定して記憶しておく。そして、符号化結果判定
回路４から判定信号“１”が入力される毎に、１サンプ
ルにおける判定信号“１”の回数（すなわち、両端符号
ＣＯＤＥ１またはＣＯＤＥ３が連続した回数）を数え
る。そして、この回数が予め定められた上記１サンプル
を符号化して出力できる符号の最大数より小さいとき、
符号化結果判定回路４に入力された両端符号をマーカー
符号として、信号“１”をＯＲ回路６に出力する。

一方、１サンプルにおける判定信号“１”の回数が上記
サンプル当たりに出力できる符号の最大数に一致する
と、符号化結果判定回路４に入力された両端符号をマー
カー符号とはせず、それ以後は信号“０”をＯＲ回路６
に出力する。そして、符号出力制限回路７は、次のクロ
ック信号ＣＫによって、記憶している直前の数サンプリ
ング時に出力した符号列を、１つ前のクロック信号ＣＫ
の後に出力された符号列に更新し、この更新した後の符
号列に基づいて１サンプルを符号化して出力できる符号
の最大数を新たに決定する。そして、符号化結果判定回
路４から入力される次のサンプルの判定信号“１”とな
る回数を数える。

また、符号出力制限回路７は、符号化結果判定回路４か
ら判定信号“０”が入力されると、ＯＲ回路６に信号
“０”を出力する。

このように、符号化結果判定回路４が、入力された符号
が上記両端符号ではないと判定した場合、上記符号出力
制限回路７は、ＯＲ回路６に信号“０”を出力する。そ
うすると、上記ＯＲ回路６は上記クロック信号が“１”
になる次のサンプル開始まで“０”を出力して符号化器
３を停止させる。

一方、上記符号化結果判定回路４が、入力された符号を
両端符号であると判定し、かつ、符号出力制御回路７で
数えられる符号化結果判定回路４からの１つのサンプル
における所定信号“１”の数が、予め決められている１
サンプルを符号化して出力できる符号の最大数より小さ
い（したがって、この入力された両端符号はマーカー符
号となる）場合は、入力信号が符号化範囲を超えている
ため、そのままでは符号化することができない。そのた
め例えば第２図に示すような差分ＰＣＭの場合は、符号
化器３における予測値を、前の符号化で更新されている
両端符号の予測値から次の予測値へ下記のように更新す
るために上記符号出力制限回路７はＯＲ回路６を介して
スタート信号“１”を符号化器３に送る。そうすると、
符号化器３にはラッチ２に保持されているデータが再び
入力され、符号化されて符号化器３から符号が出力され
る。

そして、符号化結果判定回路４が入力された符号を両端
符号ではないと判定して判定信号が“０”となるか、あ
るいは符号化結果判定回路４が入力された符号を両端符
号であると判定し、かつ、符号出力制限回路７で数えら
れる上記１サンプルにおける判定信号“１”の回数が、
予め決定されている１サンプルを符号化して出力できる
符号の最大数と等しくなる（符号化結果判定回路４に入
力された両端符号がマーカー符号でなくなる）まで、符
号化器３の予測値を更新するための次の予測値計算が繰
り返し実行される。

すなわち、上記符号出力制限回路７で上記格納部および
制限部を構成するのである。

上述の動作を第５図により詳細に説明する。ここで、符
号出力制限回路７には、１サンプルを符号化して出力で
きる符号の最大数と直前の２サンプルで出力した符号列
の関係を、例えば、第１表のように予め設定して記憶し
ておく。

第５図は、入力音声波形，予測値の更新に伴う分析符号
化範囲の移動、出力できる符号の最大数および出力され
た符号を示す。

いま、時間t＝１の直前のサンプルで出力した符号列
（図示せず）は、第１表ケースNo.３を満たしていると
する。そうすると、第１表よりt＝１において出力でき
る符号の最大数は１である。このとき、符号化器３は１
回目の符号ＣＯＤＥ０を出力し、予測値Ｘ点をＡ点に更
新する。また、出力した符号は両端符号（ＣＯＤＥ１ま
たはＣＯＤＥ３）ではないので、上述したように符号化
結果判定回路４は符号出力制限回路７を介してＯＲ回路
６に信号“０”を出力する。そうすると、符号化器３は
この１回目の予測値計算後、次のサンプリング開始（時
間t＝２）まで停止する。

ｔ＝２において、ｔ＝１の直前のサンプルで出力した符
号列が第１表ケースNo.３を満たし、かつ、ｔ＝１にお
いて出力した符号がＣＯＤＥ０であるので、ｔ＝２にお
ける直前の２サンプルで出力した符号列は第１表ケース
No.３を満たし、出力できる符号の最大数は１である。
このとき、符号化器３は１回目の符号ＣＯＤＥ０を出力
し、予測値をＢ点に更新する。そして、出力した符号は
両端符号ではないので、符号化器３は次のサンプリング
開始まで停止する。

ｔ＝３において、直前の２サンプルで出力された符号列
は第１表ケースNo.３を満たしているので、符号出力限
定回路７は出力できる符号の最大数を１と決定して記憶
する。このとき、音声波形の変化量が大きすぎて、第４
図においてＣＯＤＥ１からＣＯＤＥ３で示される符号化
範囲を超過するので、符号化器３は一旦両端符号ＣＯＤ
Ｅ１を出力して予測値をＣ点に更新する。そして符号化
結果判定回路４は入力された符号が両端符号なので、２
回目の予測値計算を行うべく判定信号“１”を符号出力
制限回路７に出力する。

そうすると、上記符号出力制限回路７は、上記サンプル
における判定信号“１”の回数１を数える。そして、そ
の値１は記憶している出力可能な符号の最大数１と一致
するので、符号化結果判定回路４から出された２回目の
予測値計算を行う要求は認めず、ＯＲ回路６を介して符
号化器３に信号“０”を出力する。

したがって、符号化器３は２回目の符号化を行わずに次
のサンプル開始まで動作を停止する。そして、両端符号
ＣＯＤＥ１はマーカー符号とはならず、予測値Ｃは入力
信号の波高値より小さいまま次のサンプルに進む。

ｔ＝４において、直前のサンプルで出力した符号はＣＯ
ＤＥ１であるので、第１表ケースNo.１により出力でき
る符号の最大数は２となる。このとき、符号化器３はＣ
ＯＤＥ２を符号として出力し予測値はＤ点に更新され
る。そして、出力した符号は両端符号ではないので、符
号化器３は次のサンプリング開始まで停止する。

ｔ＝５において、直前のサンプルで出力した符号列は、
第１表ケースNo.２を満たし、出力できる符号の最大数
は２となる。このとき、音声波形の変化量が大きすぎ
て、第４図においてＣＯＤＥ１からＣＯＤＥ３で示され
る符号化範囲を超過するので、符号化器３は一旦両端符
号ＣＯＤＥ３を出力して予測値をＥ点に更新する。そし
て、符号化結果判定回路４は入力された符号が両端符号
なので、２回目の予測値計算を行うべく判定信号“１”
を符号出力制限回路７に出力する。そうすると、符号出
力制限回路７は、上記１サンプルにおける判定信号
“１”の回数１を数え、その値１は出力できる符号の最
大数２より小さいので、信号“１”をＯＲ回路６を介し
て符号化器３に送る。そして、符号化器３は再度予測値
を計算して符号化を行い符号ＣＯＤＥ２を出力して予測
値をＦ点に決定する。この出力符号は両端符号ではない
ので、次のサンプル開始まで符号化器３は停止し、ｔ＝
５における符号化を終了する。また、この２回目の予測
値計算で符号化器３がＣＯＤＥ３のような両端符号を出
力しても、１サンプルに対して出力できる符号の最大数
２よりも多く符号を出力できない（符号出力制限回路７
がＯＲ回路６に“０”を出力している）ので、やはり次
のサンプル開始まで符号化器３は停止する。

ｔ＝６において、直前のサンプルで出力された２個（１
回目，２回目）の符号のうち、１回目に出力された符号
はＣＯＤＥ３であるから、第１表ケースNo.１により出
力できる符号の最大数は２となる。このとき、符号化器
３はＣＯＤＥ０を出力し、予測値をＧ点に更新する。そ
して、出力した符号は両端符号ではないので、符号化器
３は次のサンプリング開始まで停止する。以下、この動
作を繰り返して符号化を行う。

次に、第１図における符号化を第２図の差分ＰＣＭ方式
に用いた場合の処理の簡略したフローチャートを第６図
に示す。

ステップＳ₁で、まず、時点k−iからk−１で出力された
符号列に基づいて、時点kにおける１サンプル当たりに
出力できる符号の最大数Ｍkを決定する（i：参照するサ
ンプル数）。

ステップＳ₂で、上記ラッチ２より時点kにおける入力音
声の波高値ykを取り込む。

ステップＳ₃で、内部に保持されている前予測波高値xk-
₁と時点kの波高値ykとの差分値Skを算出する。

ステップＳ₄で、上記差分値Skを片側符号化範囲幅Ｒで
除し、商Ｑkおよび余りrkを算出する。

ステップＳ₅で、商Ｑkが上記ステップＳ₁で決定したＭk
より小さいか否かを判別する。その結果、ＱkがＭkより
小さい場合は、ステップＳ₆に進み、そうでなければス
テップＳ₉に進む。

ステップＳ₆で、商Ｑkの回数だけ両端符号をマーカー符
号として出力する。すなわち、現波形値ykが符号化範囲
に入るまでマーカー符号を出力して予測波高値をシフト
することを意味する。そして、予測値の計算に入り、ス
テップＳ₇に進む。

ステップＳ₇でＣk（Ｃk＝ＩＮＴ（rk÷△）但し△は量
子化幅）を算出する。

ステップＳ₈で、符号Ｃkを出力する。

ステップＳ₉で、Ｍkの回数だけマーカー符号を出力す
る。すなわち、Ｑk≧Ｍkの場合はＱk−Ｍk個のマーカー
符号の出力を規制して、平均符号長の短縮を行うのであ
る。

ステップＳ₁₀で、次の予測値xkを、xk＝xk-₁＋Ｒ・Ｑk
＋Ｃk・△の式で算出して更新する。

ステップＳ₁₁で、k＝k+₁としてステップＳ₁に戻り次の
時点の符号化を行なう。

以上が分析側の動作であるが、ここで注意すべきこと
は、２回目の符号化範囲が１回目の符号化範囲の半分に
なっていることである。したがって、２回目以降の符号
の情報量（ビット長）は、１回目の符号長に比べ、１ビ
ット少ない。しかし、予測値の更新の仕方を符号化結果
によって制御する回路を付加することや、２回目以降の
符号化を異なる符号化範囲（片側方向のみ）の符号化器
で行なうようにすれば、１回目と同じビット長の符号が
出力できる。

次に音声を合成する復号化部の動作を説明する。第１図
において、通信路８から送られてきた符号に基づき、復
号化器１１は合成波形のディジタルデータを計算する。
上記復号化器１１は、第２図に示す差分ＰＣＭ分析合成
装置、または、第３図に示す適応差分ＰＣＭ分析合成装
置の復号化器等を用いる。符号化結果判定回路１４は、
現在通信路８から送られてきた符号が両端符号か否かを
判定する。

その結果、両端符号でない場合は上記符号化結果判定回
路１４からラッチ１２に信号“１”が出力され、現在復
号化器１１で計算した合成波形のディジタルデータをラ
ッチ１２に取り込む。このデータはサンプリング周波数
発振回路１５で発生されるクロック信号ＣＫによって制
御されるＤＡ変換器１３に取り込まれ合成音声波形とし
て出力される。一方、現在判定された符号が両端符号で
ある場合は、まず、この両端符号がマーカー符号である
かどうかを判定する必要がある。そこで、まず符号化結
果判定回路１４によって、予め１サンプル当たりに出力
できる符号の最大数を、符号化時の場合の符号出力制限
回路７と同一の方法で決定して保持しておく。そして、
両端符号が繰り返し入力されたとき、符号化結果判定回
路１４はこの両端符号回数を数えておく。そして、その
回数が１サンプル当たりに出力できる符号の最大数と一
致するまで、符号化結果判定回路１４はラッチ１２に信
号“０”を出力し続ける。そして、両端符号の繰り返し
回数が１サンプル当たりに出力できる符号の最大数と一
致したとき、このときの両端符号はマーカー符号ではな
いとして、上記ラッチ１２に信号“１”を出力する。す
なわち、両端符号がマーカー符号の場合は、合成波形の
ディジタルデータを出力しない。それと同時に、例えば
第２図に示すような差分ＰＣＭの復号化器１１における
予測値は、次の符号で合成波形のディジタルデータを計
算する基準となる予測値に一度更新されてその値に保持
され、さらに次の符号を通信路８から取り込み再度復号
化を行なう。そして、入力符号がマーカー符号でなくな
ると、始めて符号化結果判定回路１４は信号“１”を出
力し、その結果合成波形のディジタルデータがラッチ１
２に取り込まれ、ＤＡ変換器１３でＤ／Ａ変換されて合
成波形として出力端子から出力される。サンプル周波数
発振回路１５のクロック信号ＣＫは、ＤＡ変換器１３を
制御すると共に、符号化結果判定回路１４に入力され、
符号化結果判定回路１４で決定される１サンプル当たり
に出力できる符号の最大数を更新させる。

この復号化の具体的な処理の流れを簡略して第７図によ
って説明する。

ステップＳ₂₁で、上述の第６図におけるステップＳ₁と
同一方法により、１サンプル当たりに出力できる符号の
最大数Ｍkを決定する。

ステップＳ₂₂で、内部に保持されている前合成波高値xk
_-1を取り込む。

ステップＳ₂₃で、音声符号Ｃkを入力し、Ｃkが両端符号
であるか否かを判定し、その結果、両端符号であれば、
時点kで受け取る両端符号の回数Ｑkを１増やし、両端符
号でなければステップＳ₂₄をスキップする。

ステップＳ₂₄で、上記ステップＳ₂₃で両端符号であると
判別されたＣkが、マーカー符号であるか否かが判定さ
れる。その結果、マーカー符号の場合はつまり、上記Ｑ
kが上記Ｍkより小さいときはステップＳ₂₃に戻る。そう
でなければ、つまり、ＱkがＭkと等しくＣkはマーカー
符号ではない場合は、Ｃk＝０としてステップＳ₂₅に進
む。

ステップＳ₂₅で、合成波形を式xk_-1＋Ｒ・Ｑk＋Ｃk・△
で算出する。

ステップＳ₂₆で、k＝k＋１としてステップＳ₂₁ら戻り次
の時点の復号化を行う。

このように、第４図に示すような、ビット長の短い符号
を用いる場合、入力音声波形の変化量がΔ〜２Δ、ある
いは−２Δ〜−Δの分析符号化範囲にある場合でも、符
号化器３は符号として両端符号ＣＯＤＥ１やＣＯＤＥ３
を出力するケースが多い。そのとき、この両端符号をそ
のままマーカー符号にすると、２回目以降の符号が出力
されるので、平均符号長が増加する。しかし、このよう
なケースは、直前に出力した符号列によりある程度予測
できるので、このようなケースが予測されるときは、予
め１サンプル当たりに出力できる符号の最大数を１にし
ておけば、２回目の符号は出力されない。したがって、
平均符号長を短縮できるのである。

直前に出力した符号列から１サンプル当たりに出力でき
る符号の最大数を決定する方法として、上述の第１表に
よる方法の他に、次に示す第２表〜第４表がある。

ただし、第２表における符号出力制限回路７および復号
側の符号化結果判定回路１４の働きは、少し異なってい
る。すなわち、符号出力制限回路７は直前に出力した符
号列だけでなく、現サンプリング時で出力した１回目符
号も用いて、現時点で出力できる符号の最大数を決定す
る。また、符号化結果判定回路１４も、符号出力制限回
路７と同様にして出力できる符号の最大数を決定する。

また、直前に出力した符号列と音声波形の変化量の関係
を利用することにより、無駄なマーカー符号を含む符号
列の出力を制限できる。

上記実施例と異なる他の実施例では、符号化方式として
適応差分ＰＣＭ方式を用い、分析結果として上述のよう
に波高値の変化が大きいときに２符号以上出力する際
や、両端符号である１符号を出力する際に、その量子化
幅を変化させて符号化を行なう。例えば量子化幅を定数
倍すれば非線形量子化を行なうと同じ効果が得られる。
この実施例方式によれば分析符号化範囲が広くなり、さ
らに急激な波形の変化に追従できると共に、平均符号長
を短く抑えて聴覚的に性能のよい符号化が実現できる。

さらに、上記符号出力制限回路７や、合成側の符号化結
果判定回路１４において、１回のサンプリングで出力で
きる符号の最大数を計算するときに、直前の数サンプル
において出力した符号列だけでなく、この数サンプル分
の予測波高値も用いると、さらに、無駄なマーカー符号
を含む符号列の出力を制限できる。

＜発明の効果＞以上より明らかなように、この発明の音声分析合成装置
は、サンプリングされた隣接する音声信号の差分値の大
きさに応じて差分値を表す符号を出力する符号化部と、
現サンプリング時に出力可能な符号数と直前のサンプリ
ング時における符号列とを関係付けた表を格納する格納
部と、上記表を用いて得た現サンプリング時に出力可能
な最大符号数によって現サンプリング時に出力可能な符
号数を制限する制限部を備えて、上記符号化部は複数の
符号を出力する際には上記制限部によって制限された符
号数以下の符号を出力するので、余分なマーカー符号の
出力がなくなる。したがって、平均符号長が短縮できメ
モリの低容量化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である音声分析合成装置の
ブロック図、第２図は差分ＰＣＭ分析合成装置のブロッ
ク図、第３図は適応差分ＰＣＭ分析合成装置のブロック
図、第４図は一様量子化の中間立上りの場合の入出力量
子化特性と出力符号とを示した図、第５図は上記実施例
によって音声波形を符号化する動作および出力される符
号の説明図、第６図は上記実施例における符号化処理の
流れ図、第７図は上記実施例における符号化処理の流れ
図である。１…ＡＤ変換器、３…符号化器、４，１４…符号化結果判定回路、５，１５…サンプリング周波数発振回路、６…ＯＲ回路、７…符号出力制限回路、１１…復号化器、１３…ＤＡ変換器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サンプリング手段でサンプリングされた隣
接する音声信号の差分値の大きさに応じて、１サンプル
当たり１以上の差分値を表す符号を符号化部から出力し
て可変長の符号化を行う一方、上記符号から差分値を復
号する復号化部を有する音声分析合成装置において、現サンプリング時に出力可能な符号数と直前のサンプリ
ング時における符号列とを関係付けた表を格納する格納
部と、現サンプリング時における差分値に基づいて上記符号化
部によって符号化を行うに際して、上記格納部に格納さ
れた上記表を用いて、現サンプリング時の直前のサンプ
リング時に得られた符号列から現サンプリング時に出力
可能な最大符号数を得、現サンプリング時において１サ
ンプル当たりに出力可能な符号数を上記最大符号数に制
限する制限部を備えて、上記符号化部は、現サンプリング時における差分値が符
号化範囲を越えるために複数の符号を出力するに際して
は、上記制限部によって制限された符号数以下の符号を
出力するように成したことを特徴とする音声分析合成装
置。