JPH0990997A - 音声符号化装置、音声復号化装置、音声符号化復号化方法および複合ディジタルフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来装置は、位相振幅特性付加フィルタの次
数は固定で、長いピッチ周期に対応するためには、フィ
ルタ次数を大きくとる必要があるが、ピッチ周期が短い
音声信号に対しては位相振幅特性付加フィルタのインパ
ルス応答が複数ピッチに渡って影響を与え、合成音声の
品質が劣化する。これを防ぎ、高品質音声を合成する。 【解決手段】 音源信号生成手段と、前記音源信号生成
手段から出力される音源信号に位相振幅特性を付加する
位相振幅特性付加フィルタと、前記位相振幅特性を付加
した音源信号から合成音声を生成する合成フィルタとを
備える符号駆動線形予測(CELP)符号化装置において、前
記位相振幅特性付加フィルタはその次数を可変に構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、音声信号をディ
ジタル信号に圧縮符号化する符号駆動線形予測音声符号
化装置と、前記圧縮符号を復号化する符号駆動線形予測
音声復号化装置、符号化復号化方法、およびこれらに使
用可能なディジタルフィルタ補間法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の符号駆動線形予測符号化
復号化装置の全体構成の一例を示すものであり、W.B.Kl
eijn, D.J.Krasinski, R.H.Ketchum著``Improved speec
h quality and efficient vector quantization in SEL
P■■ (ICASSP■88, pp.155-158, 1988)に示されたの
と同様のものである。

【０００３】図において、１は符号化部、２は復号化
部、３は多重化手段、４は分離手段であり、５は入力音
声、６は出力音声である。７は線形予測パラメータ分析
手段、８は線形予測パラメータ符号化手段、９、２０は
遅延器、１０、２１は線形予測パラメータ補間手段、１
１、２２は合成フィルタである。１２、１６は適応音源
符号帳、１３、１７は駆動音源符号帳であり、１４は最
適音源探索手段、１５は音源利得符号化手段である。１
８は音源利得復号化手段、１９は線形予測パラメータ復
号化手段である。５０、５１、５４、５５は増幅器、５
２、５６は加算器、５３は減算器である

【０００４】以下、上記従来の符号駆動線形予測符号化
復号化装置の動作について説明する。

【０００５】まず符号化部１において、線形予測パラメ
ータ分析手段７は、入力音声５を一定のフレーム周期で
分析して、線形予測パラメータを抽出する。次いで線形
予測パラメータ符号化手段８が前記線形予測パラメータ
を量子化し、それに対応する符号を多重化手段３に出力
すると共に、量子化した線形予測パラメータを遅延器９
と線形予測パラメータ補間手段１０に出力する。遅延器
９は前記量子化した線形予測パラメータを１フレーム分
時間遅延して線形予測パラメータ補間手段１０に出力す
る。すなわち遅延器９は前フレームの量子化した線形予
測パラメータを線形予測パラメータ補間手段１０に出力
する。線形予測パラメータ補間手段１０は前記遅延器９
から入力される前フレームの量子化した線形予測パラメ
ータと前記線形予測パラメータ符号化手段８から入力さ
れる現フレームの量子化した線形予測パラメータを図１
０に示す方法で、例えば1/4フレーム周期毎に補間し、
補間した線形予測パラメータを合成フィルタ１１に出力
する。図１０は線形予測パラメータを分析、補間する時
間関係の例を示し、線形予測パラメータはフレームの最
後のサブフレームを対象に分析され、それ以外のサブフ
レームの線形予測パラメータは現フレームと前フレーム
で分析された線形予測パラメータを補間することで求め
られる。

【０００６】ここで、合成フィルタ１１は例えばフレー
ムｎで求められた伝達関数Ｈ_n(z)が式(1)で表現される
Ｎ_h次のフィルタであり、線形予測パラメータ補間手段
１０は例えば式(2)に従ってフレームｎー１とフレーム
ｎとで求められたフィルタ係数ａ_n-1(k), ａ_n(k)を線形
に補間してフィルタ係数ａ_i(k)を求める。

【０００７】

【数１】

【０００８】

【数２】

【０００９】次に、音源信号情報の符号化について説明
する。音源信号情報は例えば1/4フレームを単位とする
サブフレーム毎に符号化を行なう。音源信号情報を符号
化するサブフレームと線形予測パラメータを分析、補間
する時間関係の例は図１０に示されるものと同様であ
り、線形予測パラメータはフレームの最後のサブフレー
ムを対象に分析され、それ以外のサブフレームの線形予
測パラメータは現フレームと前フレームで分析された線
形予測パラメータを補間することで求められる。

【００１０】適応音源符号帳１２には過去に生成した音
源信号が記憶されており、最適音源探索手段１４より入
力される適応音源符号Ｌに対応した適応音源ベクトルを
出力する。駆動音源符号帳１３には、例えばランダム雑
音から生成したｎ個の駆動音源ベクトルが記憶されてお
り、最適音源探索手段１４より入力される駆動音源符号
Ｉに対応した駆動音源ベクトルを出力する。前記適応音
源ベクトル及び駆動音源ベクトルのベクトル長はサブフ
レーム長と一致している。合成フィルタ１１は、前記適
応音源ベクトル及び前記駆動音源ベクトルにそれぞれ音
源利得β、γを増幅器５０、５１で乗じ、これ等を加算
器５３で加算した音源信号と、前記補間した線形予測パ
ラメータとを用いてサブフレー ム長の合成音声を生成
する。

【００１１】最適音源探索手段１４は、前記合成音声と
入力音声５との該サブフレーム区間における減算器５３
で算出された誤差信号の聴覚重み付き歪みを評価し、前
記歪みが最小になる適応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、
音源利得β、γを求め、適応音源符号Ｌと駆動音源符号
Ｉを多重化手段３に出力するとともに、音源利得β、γ
を音源利得符号化手段１５に出力する。音源利得符号化
手段１５は、前記音源利得β、γを量子化し、その符号
を多重化手段３に出力する。

【００１２】上記の適応音源符号帳１２は、前記歪みが
最小になる適応音源符号Ｌに対応する適応音源ベクト
ル、駆動音源符号Ｉに対応する駆動音源ベクトル及び量
子化した音源利得β、γを用いて生成した音源信号によ
って符号帳の内容を更新する。

【００１３】以上符号化が終了した後、多重化手段３は
前記量子化した線形予測パラメータに対応する符号、適
応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、及び量子化した音源利
得β、γに対応する符号を伝送路に送出する。

【００１４】次に、復号化部２の動作について説明す
る。

【００１５】まず多重化手段３の出力を受けた分離手段
４は、その出力を分離し、 適応音源符号Ｌ→適応音源符号帳１６ 駆動音源符号Ｉ→駆動音源符号帳１７ 音源利得の符号→音源利得復号化手段１８ 線形予測パラメータの符号→線形予測パラメータ復号化
手段１９ にそれぞれ出力する。

【００１６】適応音源符号帳１６は前記適応音源符号Ｌ
に対応した適応音源ベクトルを出力し、駆動音源符号帳
１７は前記駆動音源符号Ｉに対応した駆動音源ベクトル
を出力する。

【００１７】また、音源利得復号化手段１８は前記音源
利得の符号に対応した音源利得β、γを復号化し、前記
適応音源ベクトル及び前記駆動音源ベクトルにそれぞれ
音源利得β、γを乗じるように増幅器５４、５５を制御
する。

【００１８】一方、線形予測パラメータ復号化手段１９
は、前記線形予測パラメータの符号に対応する線形予測
パラメータを復号化し、遅延器２０と線形予測パラメー
タ補間手段２１に出力する。遅延器２０は前記復号化し
た線形予測パラメータを１フレーム分時間遅延して線形
予測パラメータ補間手段２１に出力する。すなわち遅延
器２０は前フレームの復号化した線形予測パラメータを
線形予測パラメータ補間手段２１に出力する。線形予測
パラメータ補間手段２１は前記遅延器２０から入力され
る前フレームの復号化した線形予測パラメータと前記線
形予測パラメータ復号化手段１９から入力される現フレ
ームの復号化した線形予測パラメータを図１０に示すよ
うに、例えば1/4フレーム周期毎に補間し、補間した線
形予測パラメータを合成フィルタ２２に出力する。合成
フィルタ２２は、前記適応音源ベクトル及び前記駆動音
源ベクトルを加算器５６で加算して得られる音源信号
を、前記線形予測パラメータを用いて合成し、出力音声
６を出力する。

【００１９】上記の適応音源符号帳１６は、符号化部１
の適応音源符号帳１２と同様に、前記音源信号で符号帳
の内容を更新する。

【００２０】以上の従来例とは別に、他の符号化復号化
装置として図１１に示 すものがある。

【００２１】図１１は、山浦、高橋著``低ビットレート
CELPにおける有声音声品質改善の検討■■（日本音響学
会平成6年度秋季研究発表会講演論文集、 pp.263-264、
1994）に示されたのと同様のもので、音源信号の位相振
幅特性を符号化するものである。

【００２２】図１１において図９と同一の部分について
は同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００２３】図９と異なる部分として、２３は位相振幅
特性分析手段、２４は位相振幅特性符号化手段、２５，
２９は遅延器、２６、３０は位相振幅特性補間手段、２
７、３１位相振幅特性付加フィルタ、２８は位相振幅特
性復号化手段である。

【００２４】ここで上記の構成による符号化復号化装置
の動作について説明する。

【００２５】まず、符号化部１において、位相振幅特性
分析手段２３は、入力音声５と線形予測パラメータ補間
手段１０より入力される線形予測パラメータを用いて線
形予測残差信号を生成し、前記線形予測残差信号をフレ
ーム周期で分析して短期の位相振幅特性を求め、位相振
幅特性符号化手段２４に出力する。このとき、位相振幅
特性の分析次数は、例えば１２８次とする。位相振幅特
性符号化手段２４は、前記位相振幅特性を例えばベクト
ル量子化するなどして量子化し、それに対応する符号を
多重化手段３に出力するとともに、量子化した位相振幅
特性を遅延器２５と位相振幅特性補間手段２６に出力す
る。遅延器２５は前記量子化した位相振幅特性を１フレ
ーム分時間遅延して位相振幅特性補間手段２６に出力す
る。すなわち、遅延器２５は前フレームの量子化した位
相振幅特性を位相振幅特性補間手段２６に出力する。位
相振幅特性補間手段２６は前記遅延器２５から入力され
る前フレームの量子化した位相振幅特性と前記位相振幅
特性符号化手段２４から入力される現フレームの量子化
した位相振幅特性を図１０に示すように、例えば1/4フ
レーム周期毎に補間し、補間した位相振幅特性を位相振
幅特性付加フィルタ２７に出力する。

【００２６】ここで、位相振幅特性付加フィルタ２７は
例えばフレームｎで求められた伝達関数Ｐ_n(z)が式(3)
で表現されるＮ_p次のフィルタであり、位相振幅特性補
間手段２６は例えば式(4)に従ってフレームｎー１とフ
レームｎとで求められたフィルタ係数ｈ_nー1(k)，ｈ
_n(k)，を線形に補間してフィルタ係数ｈ_i(k)を求める。

【００２７】

【数３】

【００２８】

【数４】

【００２９】位相振幅特性付加フィルタ２７は例えば位
相振幅特性の分析次数のFIRフィルタであり、適応音源
符号帳１２から出力されるサブフレーム長の適応音源ベ
クトル及び駆動音源符号帳１３から出力されるサブフレ
ーム長の駆動音源ベクトルにそれぞれ音源利得β、γを
増幅器５０、５１で乗じ、これ等を加算器５３で加算し
た音源信号に対して、前記補間した位相振幅特性を付加
し、合成フィルタ１１に出力する。合成フィルタ１１
は、線形予測パラメータ補間手段１０より入力される補
間した線形予測パラメータと前記位相振幅特性を付加し
た音源信号とを用いてサブフレーム長の合成音声を生成
する。

【００３０】音源信号に位相振幅特性を付加して合成音
声を生成する過程の説明図を図１２に示す。

【００３１】最適音源探索手段１４は、前記合成音声と
入力音声５との該サブフレーム区間における減算器５３
で算出された誤差信号の聴覚重み付き歪みを評価し、前
記歪みが最小になる適応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、
音源利得β、γを求め、適応音源符号Ｌと駆動音源符号
Ｉを多重化手段３に出力するとともに、音源利得β、γ
を音源利得符号化手段１５に出力する。音源利得符号化
手段１５は、前記音源利得β、γを量子化し、その符号
を多重化手段３に出力する。

【００３２】以上符号化が終了した後、多重化手段３は
前記量子化した線形予測パラメータに対応する符号、量
子化した位相振幅特性に対応する符号、適応音源符号
Ｌ、駆動音源符号Ｉ、及び量子化した音源利得β、γに
対応する符号を伝送路に送出する。

【００３３】次に、復号化部２の動作について説明す
る。

【００３４】まず、多重化手段３の出力を受けた分離手
段４は、その出力を分離し、 適応音源符号Ｌ→適応音源符号帳１６ 駆動音源符号Ｉ→駆動音源符号帳１７ 音源利得の符号→音源利得復号化手段１８ 位相振幅特性の符号→位相振幅特性復号化手段２８ 線形予測パラメータの符号→線形予測パラメータ復号化
手段１９ にそれぞれ出力する。

【００３５】位相振幅特性復号化手段２８は、前記位相
振幅特性の符号に対応する位相振幅特性を復号化し、遅
延器２９と位相振幅特性補間手段３０に出力する。遅延
器２９は前記復号化した位相振幅特性を１フレーム分遅
延して位相振幅特性補間手段３０に出力する。すなわち
遅延器２９は前フレームの復号化した位相振幅特性を位
相振幅特性補間手段３０に出力する。位相振幅特性補間
手段３０は前記遅延器２９から入力される前フレームの
復号化した位相振幅特性と前記位相振幅特性復号化手段
２８から入力される現フレームの復号化した位相振幅特
性を図１０に示すように、符号化部１の位相振幅特性補
間手段２６と同様、例えば1/4フレーム周期毎に補間
し、補間した位相振幅特性を位相振幅特性付加フィルタ
３１に出力する。

【００３６】位相振幅特性付加フィルタ３１は、適応音
源符号帳１６から出力される適応音源ベクトル及び駆動
音源符号帳１７から出力される駆動音源ベクトルにそれ
ぞれ音源利得復号化手段１８から出力される音源利得
β、γを増幅器５４、５５で乗じ、これ等を加算器５６
で加算して得られる音源信号に対して、前記復号化した
位相振幅特性を付加し、合成フィルタ２２に出力する。
合成フィルタ２２は、前記位相振幅特性を付加した音源
信号を、線形予測パラメータ補間手段２１より入力され
る線形予測パラメータを用いて合成し、出力音声６を出
力する。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】音声には有声音と無声
音とがあり、有声音の再現性が合成音声の品質に与える
影響は大きい。ここでこの有声音の音源は、ピッチ周期
性とピッチ周期における短期の位相特性をもつ信号とし
てモデル化することができる。そして、このピッチ周期
は話者により２〜１８msの値をとり、男声では７．５〜
１０ms程度、女声では２．５〜５ms程度に多く分布して
いる。

【００３８】上記した従来の符号駆動線形予測符号化・
復号化装置では、音源信号を適応音源ベクトルと駆動音
源ベクトルとの加算で表すが、この方法は音源信号の位
相特性を直接的に表現するものではない。従って、音源
信号の位相特性を再現できない場合が生じ、合成音声の
品質が劣化するという問題があった。

【００３９】これに対して、従来の音源信号の位相振幅
特性を符号化する符号駆動線形予測符号化復号化装置で
は、音源信号に位相振幅特性を付加するフィルタを備え
ることにより、音源信号の位相特性の再現性の向上を図
っている。しかし、位相振幅特性付加フィルタの次数は
固定であり、長いピッチ周期に対応するためにフィルタ
次数を大きくとる必要があるが、このときピッチ周期が
短い音声信号に対しては位相振幅特性付加フィルタのイ
ンパルス応答が複数ピッチに渡って影響を与えることに
なり、ピッチ周期における短期の位相特性を与えるとい
う目的から外れ、合成音声の品質が劣化するという問題
があった。

【００４０】図１３はピッチ周期と位相振幅特性付加フ
ィルタのインパルス応答長の関係を示すものであり、図
１３(a)はピッチ周期とインパルス応答長 が同程度の場
合、図１３(b)はピッチ周期がインパルス応答長よりも
短い場合であり、この図１３(b)からも明かなように位
相振幅特性付加フィルタのインパルス応答が複数ピッチ
に渡って影響を与えることが分かる。

【００４１】また、従来の符号駆動線形予測符号化復号
化装置及び従来の音源信号の位相振幅特性を符号化する
符号駆動線形予測符号化復号化装置では、音源符号帳よ
り最適な音源信号を選択する際に、音源信号を決定する
サブフレーム区間における合成音声と入力音声との歪み
を評価して音源信号を決定していた。

【００４２】しかし、該サブフレーム区間の音源信号
は、合成フィルタや位相振幅特性付加フィルタのフィル
タ応答により、該区間以後の合成音声にも影響を与える
ので、該サブフレーム区間で歪みが小さくても、該区間
以後で大きな歪みを生じる場合があり、合成音声の品質
が劣化するという問題があった。

【００４３】さらに、従来の音源信号の位相振幅特性を
符号化する符号駆動線形予測符号化復号化装置では、位
相振幅特性付加フィルタのフィルタ特性と合成フィルタ
のフィルタ特性を別々に補間しているが、その補間特性
はこれら２つのフィルタを複合した１つのフィルタとし
て補間した場合の補間特性とは異なっており、合成音声
の品質が劣化するという問題があった。

【００４４】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、その目的は、音声を符号化復号化する
に当たり、合成音声の品質の劣化を回避し、品質の良い
合成音声を生成することができる符号駆動線形予測符号
化復号化装置及び方法を得ることにある。

【００４５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の音声符号化装置は、音源信号生成手段
と、前記音源信号生成手段から出力される音源信号に短
期の位相振幅特性を付加する位相振幅特性付加フィルタ
と、前記位相振幅特性を付加した音源信号から合成音声
を生成する合成フィルタとを備える符号駆動線形予測(C
ELP)符号化装置において、位相振幅特性付加フィルタの
次数を可変とするものである。

【００４６】また、この発明の音声符号化装置はさら
に、入力音声の特徴に応じて位相振幅特性付加フィルタ
の次数を変更するものである。

【００４７】また、この発明の音声符号化装置は、入力
音声を符号化した符号に応じて位相振幅特性付加フィル
タの次数を変更するものである。

【００４８】一方、この発明の音声復号化装置は、音源
信号生成手段と、前記音源信号生成手段から出力される
音源信号に短期の位相振幅特性を付加する位相振幅特性
付加フィルタと、前記位相振幅特性を付加した音源信号
から合成音声を生成する合成フィルタとを備える符号駆
動線形予測(CELP)復号化装置において、位相振幅特性付
加フィルタの次数を可変とするものである。

【００４９】また、この発明の音声復号化装置はさら
に、復号化した符号に応じて位相振幅特性付加フィルタ
の次数を変更するものである。

【００５０】また、この発明に係る音声符号化復号化方
法は、符号化側において、入力音声信号を線形予測分析
して得られる線形予測パラメータを符号化し、入力音声
信号の線形予測残差信号を分析して得られる短期の位相
振幅特性を符号化し、音源符号帳より最適な合成音声を
生成する音源信号を選択、符号化する一方、復号化側に
おいて、入力された符号に基づき音源信号と位相振幅特
性と線形予測パラメータとを生成し、出力音声信号を得
る符号駆動線形予測(CELP)符号化復号化方法であって、
符号化側は、位相振幅特性付加フィルタの次数を変更す
る工程を付加し、復号化側は、位相振幅特性付加フィル
タの次数を前記符号化側の位相振幅特性付加フィルタの
次数に対応して変更する工程を付加するものである。

【００５１】また、この発明の音声符号化装置は、音源
信号生成手段と、前記音源信号生成手段から出力される
音源信号から合成音声を生成する合成フィルタと、入力
音声と前記合成フィルタで生成された合成音声との歪み
を評価し、歪みが最小となる音源信号を決定する最適音
源探索手段とを備え、一定区間毎に音源信号情報を符号
化する符号駆動線形予測(CELP)符号化装置において、音
源信号情報を符号化する際に、前記合成フィルタは前記
一定区間に加え、該区間以後において生成される合成音
声を予測して生成し、最適音源探索手段は前記合成音声
生成区間に対応する入力音声と前記合成音声との歪みを
評価し、音源信号を決定するものである。

【００５２】また、この発明の複合ディジタルフィルタ
は、複数個のディジタルフィルタから構成され、各フィ
ルタのフィルタ特性は離散時間点で与えらる複合ディジ
タルフィルタであって、各フィルタ特性を補間する際、
前記複合ディジタルフィルタのフィルタ特性を補間した
特性を得るフィルタ特性のフィルタを備えたものであ
る。

【００５３】また、この発明の音声符号化装置または音
声復号化装置は、複数個のディジタルフィルタをその構
成要素に持ち、各フィルタのフィルタ特性は離散時間点
で与えられるものにおいて、各フィルタ特性を補間する
際、前記複合ディジタルフィルタのフィルタ特性を補間
した特性を得るフィルタ特性のフィルタを備えたもので
ある。

【００５４】また、この発明の複合ディジタルフィルタ
は、複数個のディジタルフィルタから構成され、各フィ
ルタのフィルタ係数は離散時間点で与えられる複合ディ
ジタルフィルタであって、各フィルタ特性を補間する
際、複合ディジタルフィルタのフィルタ特性を補間した
特性が得られるように各フィルタの特性を設定する特性
補間設定手段を備えたものである。

【００５５】また、この発明の音声符号化装置または音
声復号化装置は、複数個のディジタルフィルタをその構
成要素に持ち、各フィルタのフィルタ特性は離散時間点
で与えられるものにおいて、各フィルタ特性を補間する
際、複合ディジタルフィルタのフィルタ特性を補間した
特性が得られるように各フィルタの特性を設定する特性
補間設定手段を備えたものである。

【００５６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１.ここでこの発明に係る音声符号化装置及
び音声復号化装置を図面に従って説明する。

【００５７】図１は、本実施例の音声符号化装置および
音声復号化装置の全体構成を示すブロック図である。こ
の図において図１１と同一の部分については同一の符号
を付し、説明を省略する。

【００５８】この実施の形態において新たな構成は、求
める位相振幅特性の分析次数を変更して分析可能な位相
振幅特性分析手段３２、位相振幅特性の分析次数に対応
して量子化する位相振幅特性符号化手段３３、位相振幅
特性の分析次数に対応してフィルタ次数を変更可能な位
相振幅特性付加フィルタ３４、３７、最適な位相振幅特
性付加フィルタの次数と音源符号の組合せを探索する最
適音源探索手段３５、及び符号化された位相振幅特性の
次数に対応して復号化する位相振幅特性復号化手段３６
である。

【００５９】以下、上記の新たな構成を中心に動作を説
明する。

【００６０】まず、符号化部１において、位相振幅特性
分析手段３２は、入力音声５と線形予測パラメータ補間
手段１０より入力される線形予測パラメータを用いて線
形予測残差信号を生成し、フレーム毎に前記線形予測残
差信号を最適音源探索手段３５より入力される次数で短
期の位相振幅特性を分析して求め、位相振幅特性符号化
手段３３に出力する。位相振幅特性符号化手段３３は最
適音源探索手段３５より入力される次数に対応して、例
えばベクトル量子化する際の量子化符号帳を前記次数に
より切替えるなどして前記位相振幅特性を量子化し、そ
れに対応する符号を多重化手段３に出力するとともに、
量子化した位相振幅特性を遅延器２５と位相振幅特性補
間手段２６に出力する。図２(a)に従来の位相振幅特性
符号化手段２４、(b)にこの実施の形態における位相振
幅特性符号化手段３３の構成の一例を示す。

【００６１】図２(b)に示すように、位相振幅特性符号
化手段３３は複数の例えばＭ個の量子化符号帳を備え、
切り替え手段により最適音源探索手段３５より入力され
る次数に対応した量子化符号帳を量子化器に接続する。

【００６２】遅延器２５は前記量子化した位相振幅特性
を１フレーム分時間遅延して位相振幅特性補間手段２６
に出力する。すなわち遅延器２５は前フレームの量子化
した位相振幅特性を位相振幅特性補間手段２６に出力す
る。位相振幅特性補間手段２６は前記遅延器２５から入
力される前フレームの量子化した位相振幅特性と前記位
相振幅特性符号化手段３３から入力される現フレームの
量子化した位相振幅特性を図１０に示す方法で、例えば
1/4フレーム周期毎に補間し、補間した位相振幅特性を
位相振幅特性付加フィルタ３４に出力する。

【００６３】位相振幅特性付加フィルタ３４は例えばFI
Rフィルタであり、最適音源探索手段３５から入力され
る次数に対応してフィルタ次数を変更し、適応音源符号
帳１２から出力されるサブフレーム（例えば1/4フレー
ム）長の適応音源ベクトル及び駆動音源符号帳１３から
出力されるサブフレーム長の駆動音源ベクトルにそれぞ
れ音源利得β、γを増幅器５０、５１で乗じ、これ等を
加算器５２で加算した音源信号に対して、前記補間した
位相振幅特性をを付加し、合成フィルタ１１に出力す
る。合成フィルタ１１は、線形予測パラメータ補間手段
１０より入力される補間した線形予測パラメータと前記
位相振幅特性を付加した音源信号とを用いてサブフレー
ム長の合成音声を生成する。

【００６４】最適音源探索手段３５は、前記合成音声と
入力音声５との該サブフレーム区間における減算器５３
で算出した誤差信号の聴覚重み付き歪みを評価し、前記
歪みが最小になる位相振幅特性の次数、適応音源符号
Ｌ、駆動音源符号Ｉ、音源利得β、γを求め、位相振幅
特性の次数と適応音源符号Ｌと駆動音源符号Ｉとを多重
化手段３に出力するとともに、音源利得β、γを音源利
得符号化手段１５に出力する。音源利得符号化手段１５
は、前記音源利得β、γを量子化し、その符号を多重化
手段３に出力する。

【００６５】以上符号化が終了した後、多重化手段３は
前記量子化した線形予測パラメータに対応する符号、量
子化した位相振幅特性に対応する符号、位相振幅特性の
次数、適応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、及び量子化し
た音源利得β、γに対応する符号を伝送路に送出する。

【００６６】以上がこの実施の形態の音声符号化装置に
特徴的な動作である。

【００６７】つづいて、復号化部２について説明する。

【００６８】まず、多重化手段３の出力を受けた分離手
段４は、その出力を分離し、 適応音源符号Ｌ→適応音源符号帳１６ 駆動音源符号Ｉ→駆動音源符号帳１７ 音源利得の符号→音源利得復号化手段１８ 位相振幅特性の符号→位相振幅特性復号化手段３６ 位相振幅特性の次数→位相振幅特性復号化手段３６、位
相振幅特性付加フィルタ３７ 線形予測パラメータの符号→線形予測パラメータ復号化
手段１９ にそれぞれ出力する。

【００６９】位相振幅特性復号化手段３６は、前記位相
振幅特性の次数に対応して、例えばベクトル量子化符号
帳を前記次数により切替えるなどして、前記位相振幅特
性の符号に対応する位相振幅特性を復号化し、遅延器２
９と位相振幅特性補間手段３０に出力する。遅延器２９
は前記復号化した位相振幅特性を１フレーム分遅延して
位相振幅特性補間手段３０に出力する。すなわち遅延器
２９は前フレームの復号化した位相振幅特性を位相振幅
特性補間手段３０に出力する。位相振幅特性補間手段３
０は前記遅延器２９から入力される前フレームの復号化
した位相振幅特性と前記位相振幅特性復号化手段３６か
ら入力される現フレームの復号化した位相振幅特性とを
符号化部１の位相振幅特性補間手段２６と同様に例えば
1/4フレーム周期毎に補間し、補間した位相振幅特性を
位相振幅特性付加フィルタ３７に出力する。

【００７０】位相振幅特性付加フィルタ３７は、前記位
相振幅特性の次数に対応してフィルタ次数を変更し、適
応音源符号帳１６から出力される適応音源ベクトル及び
駆動音源符号帳１７から出力される駆動音源ベクトルに
それぞれ音源利得復号化手段１８から出力される音源利
得β、γを増幅器５４、５５で乗じ、これ等を加算器５
６で加算して得られる音源信号に対して、前記補間した
位相振幅特性を付加し、合成フィルタ２２に出力する。
合成フィルタ２２は、線形予測パラメータ補間手段２１
より入力される線形予測パラメータと前記位相振幅特性
を付加した音源信号とを用いて出力音声６を合成し、出
力する。

【００７１】以上がこの実施の形態１の音声復号化装置
に特徴的な動作である。

【００７２】この実施の形態１によれば、音源信号に短
期の位相振幅特性を付加する位相振幅特性付加フィルタ
のフィルタ次数を可変とし、入力音声と合成音声の歪み
が小さくなるようにそのフィルタ次数を変更することに
より、音源信号の再現性を良好にし、合成音声の品質を
向上させることができる。

【００７３】なお、この実施の形態１では位相振幅特性
の符号化を、その次数により量子化符号帳を切替えると
しているが、１つの量子化符号帳内に次数の異なる位相
振幅特性を格納しておき、最適音源探索手段３５は前記
位相振幅特性の符号を指定し、位相振幅特性分析手段３
２及び位相振幅特性付加フィルタ３４は前記位相振幅特
性の符号に対応する次数により分析、フィルタリングを
行なうとしてもよい。この場合、位相振幅特性の次数毎
に異なる数の位相振幅特性を量子化符号帳内に格納して
おくことができる。これにより、必要度が高い次数の位
相振幅特性は多く、また、必要度が低い位相振幅特性は
少なくすることができ、量子化効率を向上させることが
できる。

【００７４】実施の形態２ つづいてこの発明の音声符号化装置の実施の形態２を図
面に従って説明する。

【００７５】図３は、この実施の形態２の音声符号化装
置の構成を示すブロック図である。この図において図１
と同一の部分については同一の符号を付し、説明を省略
する。

【００７６】図３において、図１と比べて新たな構成
は、入力音声のピッチ周期を分析して抽出するためのピ
ッチ抽出手段３８、ピッチ周期から位相振幅付特性の次
数を決定する位相振幅特性次数決定手段３９である。

【００７７】以下、上記の追加された構成を中心に動作
を説明する。

【００７８】まず符号化部１において、ピッチ抽出手段
３８は既知の方法によって入力音声５のピッチ周期を分
析して抽出し、位相振幅特性次数決定手段３９に出力す
る。位相振幅特性次数決定手段３９は、前記ピッチ周期
に対応して位相振幅特性の次数を決定し、位相振幅特性
分析手段３２、位相振幅特性符号化手段３３、位相振幅
特性付加フィルタ３４及び多重化手段３に出力する。前
記位相振幅特性次数決定手段３９においてピッチ周期に
対する位相振幅特性の次数は、例えばピッチ周期が２〜
６msの時は４０次、６〜１２msの時は８０次、１２ms以
上では１２８次とする。

【００７９】位相振幅特性分析手段３２は、入力音声５
と線形予測パラメータ補間手段１０より入力される線形
予測パラメータを用いて線形予測残差信号を生成し、フ
レーム毎に前記線形予測残差信号を前記位相振幅特性次
数決定手段３９より入力される次数で短期の位相振幅特
性を分析して求め、位相振幅特性符号化手段３３に出力
する。位相振幅特性符号化手段３３は前記次数に対応し
て、例えばベクトル量子化する際の量子化符号帳を前記
次数により切替えるなどして、前記位相振幅特性を量子
化し、それに対応する符号を多重化手段３に出力すると
ともに、量子化した位相振幅特性を遅延器２５と位相振
幅特性補間手段２６に出力する。

【００８０】遅延器２５は前記量子化した位相振幅特性
を１フレーム分時間遅延して位相振幅特性補間手段２６
に出力する。すなわち遅延器２５は前フレームの量子化
した位相振幅特性を位相振幅特性補間手段２６に出力す
る。位相振幅特性補間手段２６は前記遅延器２５から入
力される前フレームの量子化した位相振幅特性の例えば
1/4フレーム分と前記位相振幅特性符号化手段３３から
入力される現フレームの量子化した位相振幅特性の例え
ば1/4フレーム分とにより、この間を1/4フレーム（サブ
フレーム）周期毎に補間し、補間した位相振幅特性を位
相振幅特性付加フィルタ３４に出力する。

【００８１】位相振幅特性付加フィルタ３４は例えばFI
Rフィルタであり、前記位相振幅特性次数決定手段３９
から入力される次数に対応してフィルタ次数を変更し、
適応音源符号帳１２から出力されるサブフレーム長の適
応音源ベクトル及び駆動音源符号帳１３から出力される
サブフレーム長の駆動音源ベクトルにそれぞれ音源利得
β、γを増幅器５０、５１で乗じ、これ等を加算器５３
で加算した音源信号に対して、前記補間した位相振幅特
性を付加し、合成フィルタ１１に出力する。合成フィル
タ１１は、線形予測パラメータ補間手段１０より入力さ
れる補間した線形予測パラメータと前記位相振幅特性を
付加した音源信号とを用いてサブフレーム長の合成音声
を生成する。

【００８２】最適音源探索手段１４は、前記合成音声と
入力音声５との該サブフレーム区間における減算器５３
で算出した誤差信号の聴覚重み付き歪みを評価し、前記
歪みが最小になる適応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、音
源利得β、γを求め、適応音源符号Ｌと駆動音源符号Ｉ
とを多重化手段３に出力するとともに、音源利得β、γ
を音源利得符号化手段１５に出力する。音源利得符号化
手段１５は、前記音源利得β、γを量子化し、その符号
を多重化手段３に出力する。

【００８３】以上符号化が終了した後、多重化手段３は
前記量子化した線形予測パラメータに対応する符号、量
子化した位相振幅特性に対応する符号、位相振幅特性の
次数、適応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、及び量子化し
た音源利得β、γに対応する符号を伝送路に送出する。

【００８４】以上が実施の形態２に係る音声符号化装置
の概要である。

【００８５】この実施の形態によれば、入力音声を分析
して求めたピッチ周期に応じて位相振幅特性付加フィル
タの次数を変更することにより、少ない処理量でも音源
信号の再現性を良好にし、合成音声の品質を向上させる
ことができる。

【００８６】実施の形態３ さらにこの発明に係る音声符号化装置及び音声復号化装
置の別の実施の形態を図面にしたがって説明する。

【００８７】図４は、この実施の形態の音声符号化装置
及び音声復号化装置の全体構成を示すブロック図であ
る。この図において図１と同一の部分については同一の
符号を付し、説明を省略する。

【００８８】図４において、図１と比べて新たな構成
は、過去フレームにおいて求められた適応音源符号から
入力音声のピッチ周期を推定するピッチ推定手段４０、
４２、推定されたピッチ周期から位相振幅特性の次数を
決定する位相振幅特性次数決定手段４１、４３である。

【００８９】以下、上記の追加された構成を中心に動作
を説明する。

【００９０】まず符号化部１において、ピッチ推定手段
４０は過去フレームにおいて求められた適応音源符号か
ら現フレームの入力音声のピッチ周期を推定し、位相振
幅特性次数決定手段４１に出力する。適応音源符号は音
声のピッチ周期に関わる情報を符号化したものであり、
ピッチ周期の推定は、例えば過去フレームで求められた
適応音源符号の頻度分布から出現頻度が大きい適応音源
符号を求め、その適応音源符号に対応するピッチ周期を
推定結果とする。

【００９１】位相振幅特性次数決定手段４１は、前記ピ
ッチ周期に対応して位相振幅特性の次数を決定し、位相
振幅特性分析手段３２、位相振幅特性符号化手段３３、
位相振幅特性付加フィルタ３４に出力する。前記位相振
幅特性次数決定手段４１においてピッチ周期に対する位
相振幅特性の次数は、例えばピッチ周期が２〜６msの時
は４０次、６〜１２msの時は８０次、１２ms以上では１
２８次とする。

【００９２】位相振幅特性分析手段３２は、入力音声５
と線形予測パラメータ補間手段１０より入力される線形
予測パラメータを用いて線形予測残差信号を生成し、フ
レーム毎に前記線形予測残差信号を前記位相振幅特性次
数決定手段４１より入力される次数で短期の位相振幅特
性を分析して求め、位相振幅特性符号化手段３３に出力
する。位相振幅特性符号化手段３３は前記次数に対応し
て、例えばベクトル量子化する際の量子化符号帳を前記
次数により切替えるなどして、前記位相振幅特性を量子
化し、それに対応する符号を多重化手段３に出力すると
ともに、量子化した位相振幅特性を遅延器２５と位相振
幅特性補間手段２６に出力する。

【００９３】遅延器２５は前記量子化した位相振幅特性
を１フレーム分時間遅延して位相振幅特性補間手段２６
に出力する。すなわち遅延器２５は前フレームの量子化
した位相振幅特性を位相振幅特性補間手段２６に出力す
る。位相振幅特性補間手段２６は前記遅延器２５から入
力される前フレームの量子化した位相振幅特性と前記位
相振幅特性符号化手段３３から入力される現フレームの
量子化した位相振幅特性を図１０に示す方法で、例えば
1/4フレームのサブフレーム周期毎に補間し、補間した
位相振幅特性を位相振幅特性付加フィルタ３４に出力す
る。

【００９４】位相振幅特性付加フィルタ３４は例えばFI
Rフィルタであり、前記位相振幅特性次数決定手段４１
から入力される次数に対応してフィルタ次数を変更し、
適応音源符号帳１２から出力されるサブフレーム長の適
応音源ベクトル及び駆動音源符号帳１３から出力される
サブフレーム長の駆動音源ベクトルにそれぞれ音源利得
β、γを増幅器５０、５１で乗じ、これ等を加算器５２
で加算した音源信号に対して、前記補間した位相振幅特
性をを付加し、合成フィルタ１１に出力する。合成フィ
ルタ１１は、線形予測パラメータ補間手段１０より入力
される補間した線形予測パラメータと前記位相振幅特性
を付加した音源信号とを用いてサブフレーム長の合成音
声を生成する。

【００９５】最適音源探索手段１４は、前記合成音声と
入力音声５との該サブフレーム区間における減算器５３
で算出した誤差信号の聴覚重み付き歪みを評価し、前記
歪みが最小になる適応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ，音
源利得β、γを求め、適応音源符号Ｌと駆動音源符号Ｉ
とを多重化手段３に出力するとともに、音源利得β、γ
を音源利得符号化手段１５に出力する。音源利得符号化
手段１５は、前記音源利得β、γを量子化し、その符号
を多重化手段３に出力する。

【００９６】以上符号化が終了した後、多重化手段３は
前記量子化した線形予測パラメータに対応する符号、量
子化した位相振幅特性に対応する符号、適応音源符号
Ｌ、駆動音源符号Ｉ、及び量子化した音源利得β、γに
対応する符号を伝送路に送出する。

【００９７】以上が実施の形態３に係る音声符号化装置
の概要である。

【００９８】次に、音声復号化装置の動作について説明
する。

【００９９】まず、多重化手段３の出力を受けた分離手
段4は、その出力を分離し、 適応音源符号Ｌ→適応音源符号帳１６、ピッチ推定手段
４２ 駆動音源符号Ｉ→駆動音源符号帳１７ 音源利得の符号→音源利得復号化手段１８ 位相振幅特性の符号→位相振幅特性復号化手段３６ 線形予測パラメータの符号→線形予測パラメータ復号化
手段１９ にそれぞれ出力する。

【０１００】ピッチ推定手段４２は、符号化側のピッチ
推定手段４０と同様の動作により過去フレームの適応音
源符号から現フレームのピッチ周期を推定し、位相振幅
特性次数決定手段４３に出力する。位相振幅特性次数決
定手段４３は、符号化側の位相振幅特性次数決定手段４
１と同様の動作により前記ピッチ周期に対応して位相振
幅特性の次数を決定し、位相振幅特性復号化手段３６と
位相振幅特性付加フィルタ３７に出力する。位相振幅特
性復号化手段３６は、前記位相振幅特性の次数に対応し
て、例えばベクトル量子化符号帳を前記次数により切替
えるなどして、前記位相振幅特性の符号に対応する位相
振幅特性を復号化し、遅延器２９と位相振幅特性補間手
段３０に出力する。遅延器２９は前記復号化した位相振
幅特性を１フレーム分遅延して位相振幅特性補間手段３
０に出力する。すなわち遅延器２９は前フレームの復号
化した位相振幅特性を位相振幅特性補間手段３０に出力
する。位相振幅特性補間手段３０は前記遅延器２９から
入力される前フレームの復号化した位相振幅特性と前記
位相振幅特性復号化手段２８から入力される現フレーム
の復号化した位相振幅特性を図１０に示す符号化部１の
位相振幅特性補間手段２６と同様に、例えば1/4フレー
ムのサブフレーム周期毎に補間し、補間した位相振幅特
性を位相振幅特性付加フィルタ３７に出力する。

【０１０１】位相振幅特性付加フィルタ３７は、前記位
相振幅特性の次数に対応してフィルタ次数を変更し、適
応音源符号帳１６から出力される適応音源ベクトル及び
駆動音源符号帳１７から出力される駆動音源ベクトルに
それぞれ音源利得復号化手段１８から出力される音源利
得β、γを増幅器５４、５５で乗じ、これ等を加算器５
６で加算して得られる音源信号に対して、前記補間した
位相振幅特性を付加し、合成フィルタ２２に出力する。
合成フィルタ２２は、線形予測パラメータ補間手段２１
より入力される線形予測パラメータと前記位相振幅特性
を付加した音源信号とを用いて出力音声６を合成し、出
力する。

【０１０２】以上が実施の形態３に係る音声復号化装置
の概要である。

【０１０３】この実施の形態３によれば、入力音声のピ
ッチ周期を適応音源符号から推定し、このピッチ周期に
応じて位相振幅特性付加フィルタの次数を変更すること
により、位相振幅特性の次数の情報を伝送する必要がな
いために少ない伝送情報量で音源信号の再現性を良好に
し、合成音声の品質を向上させることができる。

【０１０４】実施の形態４ つづいてこの発明の音声符号化装置の実施の形態４を図
面に従って説明する。

【０１０５】図５は、この実施の形態４の音声符号化装
置の構成を示すブロック図である。この図において、図
９と同一の部分については同一の符号を付し、説明を省
略する。

【０１０６】この実施の形態において新たな構成は、サ
ブフレーム長より長い区間まで合成音声を生成する合成
フィルタ４４、サブフレーム長より長い区間において合
成音声の歪みを評価する最適音源探索手段４５である。

【０１０７】以下、上記の新たな構成を中心に動作を説
明する。

【０１０８】合成フィルタ４４は、適応音源符号帳１２
から出力されるサブフレーム長の適応音源ベクトル及び
駆動音源符号帳１３から出力されるサブフレーム長の駆
動音源ベクトルにそれぞれ音源利得β、γを増幅器５
０、５１で乗じ、これ等を加算器５３で加算した音源信
号と、線形予測パラメータ補間手段１０から入力される
補間した線形予測パラメータとを用いてサブフレーム長
＋Ｎサンプルの合成音声を生成する。図６に、サブフレ
ームと合成音声との時間関係を示す。

【０１０９】最適音源探索手段４５は、前記合成音声と
入力音声５との該サブフレーム＋Ｎサンプルの区間にお
ける減算器５３で算出した誤差信号の聴覚重み付き歪み
を評価し、前記歪みが最小になる適応音源符号Ｌ、駆動
音源符号Ｉ、音源利得β、γを求め、適応音源符号Ｌと
駆動音源符号Ｉを多重化手段３に出力するとともに、音
源利得β、γを音源利得符号化手段１５に出力する。音
源利得符号化手段１５は、前記音源利得β、γを量子化
し、その符号を多重化手段３に出力する。

【０１１０】以上符号化が終了した後、多重化手段３は
前記量子化した線形予測パラメータに対応する符号、適
応音源符号Ｌ、駆動音源符号Ｉ、及び量子化した音源利
得β、γに対応する符号を伝送路に送出する。

【０１１１】以上がこの実施の形態の音声符号化装置に
特徴的な動作である。

【０１１２】この実施の形態によれば、音源符号帳より
最適な音源信号を選択する際に、サブフレーム長より長
い区間の合成音声を生成し、入力音声との歪みを評価す
ることにより、該サブフレームの音源信号から生成され
る合成音声が該サブフレーム以後に与える影響も加味し
て音源信号を決定するため、合成音声の再現性を良好に
し、品質を向上させることができる。

【０１１３】実施の形態５.上記実施の形態４では、従
来の符号駆動線形予測符号化装置を基に合成音声の歪み
評価をサブフレーム長＋Ｎサンプルで行うものである
が、従来の位相振幅特性を符号化する符号駆動線形予測
符号化装置を基に、サブフレーム長の音源信号を位相振
幅特性付加フィルタに通しサブフレーム＋Ｎサンプルの
位相振幅特性を付加した音源信号を生成し、これを合成
フィルタに通しサブフレーム長＋Ｎサンプルの合成音声
を生成し、これを歪み評価に用いるものとしてもよい。

【０１１４】実施の形態６ 上記実施の形態４及び５では、サブフレーム長の音源信
号からサブフレーム長＋Ｎサンプルの合成音声を生成し
て歪み評価に用いているが、ピッチ周期などの情報を用
いて音源信号をサブフレーム長＋Ｎサンプルまで予測生
成し、これからサブフレーム長＋Ｎサンプルの合成音声
を生成して歪み評価に用いるものとしてもよい。

【０１１５】実施の形態７．つづいてこの発明のディジ
タルフィルタ補間法の実施の形態を図面に従って説明す
る。

【０１１６】図７は、この実施の形態のディジタルフィ
ルタ補間法を用いた音声復号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、図１１と同一の部分につ
いては同一の符号を付し、説明を省略する。

【０１１７】この実施の形態おいて新たな構成は、位相
振幅付加フィルタと合成フィルタの補間特性を補償する
フィルタ特性を求める補間補償特性算出手段４６、合成
音声に対して補間補償を行なう補間補償フィルタ４７で
ある。

【０１１８】以下、上記の新たな構成を中心に動作を説
明する。

【０１１９】位相振幅特性復号化手段２８は、位相振幅
特性の符号に対応する位相振幅特性を復号化し、遅延器
２９、位相振幅特性補間手段３０及び補間補償特性算出
手段４６に出力する。遅延器２９は前記復号化した位相
振幅特性を１フレーム分遅延して位相振幅特性補間手段
３０と補間補償特性算出手段４６に出力する。位相振幅
特性補間手段３０は前記遅延器２９から入力される前フ
レームの復号化した位相振幅特性と前記位相振幅特性復
号化手段２８から入力される現フレームの復号化した位
相振幅特性を図１０に示す方法で、例えば1/4フレーム
周期毎に補間し、補間した位相振幅特性を位相振幅特性
付加フィルタ３１と補間補償特性算出手段４６に出力す
る。

【０１２０】線形予測パラメータ復号化手段１９は、線
形予測パラメータの符号に対応する線形予測パラメータ
を復号化し、遅延器２０、線形予測パラメータ補間手段
２１及び補間補償特性算出手段４６に出力する。遅延器
２０は前記復号化した線形予測パラメータを１フレーム
分時間遅延して線形予測パラメータ補間手段２１と補間
補償特性算出手段４６に出力する。線形予測パラメータ
補間手段２１は前記遅延器２０から入力される前フレー
ムの復号化した線形予測パラメータと前記線形予測パラ
メータ復号化手段１９から入力される現フレームの復号
化した線形予測パラメータを図１０に示す方法で、例え
ば1/4フレーム周期毎に補間し、補間した線形予測パラ
メータを合成フィルタ２２と補間補償特性算出手段４６
に出力する。

【０１２１】補間補償特性算出手段４６は、前記前フレ
ームの復号化した位相振幅特性と前記前フレームの復号
化した線形予測パラメータから、前記位相振幅特性付加
フィルタ３１と合成フィルタ２２を複合した１つのフィ
ルタとみた場合の前フレームのフィルタ特性を求め、ま
た、前記現フレームの復号化した位相振幅特性と前記現
フレームの復号化した線形予測パラメータから前記位相
振幅特性付加フィルタ３１と合成フィルタ２２を複合し
た１つのフィルタとみた場合の現フレームのフィルタ特
性を求め、前記前フレームのフィルタ特性と前記現フレ
ームのフィルタ特性を図１０に示す方法で、例えば1/4
フレーム周期毎に補間する。次に、前記補間した位相振
幅特性の逆特性と前記補間した線形予測パラメータから
合成フィルタの逆特性を求め、これら２つの逆特性を前
記補間したフィルタ特性に乗算することにより補間補償
特性を求め、補間補償フィルタ４７に出力する。

【０１２２】ここで、フレームｎで復号化された合成フ
ィルタ２２及び位相振幅特性付加フィルタ３１の伝達関
数は例えばそれぞれ式(1), (3)で表現され、補間補償特
性算出手段４６はこれら２つのフィルタを複合した伝達
関数を例えば式(5)のようにFIRフィルタで近似してフィ
ルタ係数ｃ_n(k)を求め、これを例えば式(6)に従ってフ
レームｎー１とフレームｎ間で線形に補間してフィルタ
係数ｃ_i(k)を求め、これと式(2), (4)から式(7)にした
がって補間補償フィルタの伝達特性 Ｘ_i(z)を求める。

【０１２３】

【数５】

【０１２４】

【数６】

【０１２５】

【数７】

【０１２６】補間補償フィルタ４７は、合成フィルタ２
２から入力される合成音声に対して前記補間補償特性を
与え、出力音声６を出力する。

【０１２７】以上がこの実施の形態のディジタルフィル
タ補間法を用いた音声復号化装置に特徴的な動作であ
る。

【０１２８】この実施の形態によれば、位相振幅特性付
加フィルタと合成フィルタを別個に補間した際の補間特
性を補償して、これら２つのフィルタを複合した１つの
フィルタとしてみた場合の補間特性をとるように補間補
償フィルタにより合成音声を補正することにより、合成
音声の再現性を良好にし、その品質を向上させることが
できる。

【０１２９】なお、この実施の形態は音声復号化装置に
ついて述べているが、本ディジタルフィルタ補間法は、
音声符号化装置、音声復号化装置の他、複数個のディジ
タルフィルタを構成要素に持つ全てのディジタル信号処
理装置に適用することができる。

【０１３０】実施の形態８ つづいてこの発明のディジタルフィルタ補間法の別の実
施の形態を図面に従って説明する。

【０１３１】図８は、この実施の形態のディジタルフィ
ルタ補間法を用いた音声復号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、図１１と同一の部分につ
いては同一の符号を付し、説明を省略する。

【０１３２】この実施の形態において新たな構成は、位
相振幅特性付加フィルタと合成フィルタとを複合した一
つのフィルタとしてみた場合の補間特性が得られるよう
に位相振幅付加フィルタの特性を求め、その結果により
位相振幅付加フィルタの特性を設定する特性補間設定手
段としての位相振幅特性補間手段４８である。

【０１３３】以下、上記の新たな構成を中心に動作を説
明する。

【０１３４】位相振幅特性復号化手段２８は、位相振幅
特性の符号に対応する位相振幅特性を復号化し、遅延器
２９と位相振幅特性補間手段４８に出力する。遅延器２
９は前記復号化した位相振幅特性を１フレーム分遅延し
て位相振幅特性補間手段４８に出力する。

【０１３５】線形予測パラメータ復号化手段１９は、線
形予測パラメータの符号に対応する線形予測パラメータ
を復号化し、遅延器２０、線形予測パラメータ補間手段
２１及び位相振幅特性補間手段４８に出力する。遅延器
２０は前記復号化した線形予測パラメータを１フレーム
分時間遅延して線形予測パラメータ補間手段２１と位相
振幅特性補間手段４８に出力する。線形予測パラメータ
補間手段２１は前記遅延器２０から入力される前フレー
ムの復号化した線形予測パラメータと前記線形予測パラ
メータ復号化手段１９から入力される現フレームの復号
化した線形予測パラメータを図１０に示す方法で、例え
ば1/4フレーム周期毎に補間し、補間した線形予測パラ
メータを合成フィルタ２２に出力する。

【０１３６】位相振幅特性補間手段４８は、前記前フレ
ームの復号化した位相振幅特性と前記前フレームの復号
化した線形予測パラメータから、前記位相振幅特性付加
フィルタ３１と合成フィルタ２２を複合した１つのフィ
ルタとみた場合の前フレームのフィルタ特性を求め、ま
た、前記現フレームの復号化した位相振幅特性と前記現
フレームの復号化した線形予測パラメータから前記位相
振幅特性付加フィルタ３１と合成フィルタ２２を複合し
た１つのフィルタとみた場合の現フレームのフィルタ特
性を求め、前記前フレームのフィルタ特性と前記現フレ
ームのフィルタ特性を図１０に示す方法で、例えば1/4
フレーム周期毎に補間する。次に、前記補間した線形予
測パラメータから合成フィルタの逆特性を求め、この逆
特性を前記補間したフィルタ特性に乗算することにより
補間補償をした位相振幅特性を求め、位相振幅特性付加
フィルタ３１に出力する。

【０１３７】ここで、フレームｎで復号化された合成フ
ィルタ２２及び位相振幅特性付加フィルタ３１の伝達関
数は例えばそれぞれ式(1), (3)で表現され、位相振幅特
性補間手段４８はこれら２つのフィルタを複合した伝達
関数を例えば式(5)のようにFIRフィルタで近似してフィ
ルタ係数ｃ_n(k)を求め、これを例えば式(6)に従ってフ
レームｎー１とフレームｎ間で線形に補間してフィルタ
係数ｃ_i(k)を求め、これと式(2)から式(8)にしたがって
補間補償をした位相振幅特性を求め、これを位相振幅特
性付加フィルタ３１で実現するためにＮ_p次のFIRフィル
タで近似してフィルタ係数を求める。

【０１３８】

【数８】

【０１３９】以上がこの実施の形態のディジタルフィル
タ補間法を用いた音声復号化装置に特徴的な動作であ
る。

【０１４０】この実施の形態によれば、位相振幅特性付
加フィルタと合成フィルタを別個に補間した際の補間特
性を補償して、これら２つのフィルタを複合した１つの
フィルタとして見た場合の補間特性をとるように位相振
幅特性付加フィルタの特性を求めることにより、新たに
フィルタを追加する必要がなく、既存のフィルタのみを
用いても合成音声の再現性を良好にし、その品質を向上
させることができる。

【０１４１】なお、この実施の形態は音声復号化装置に
ついて述べているが、本ディジタルフィルタ補間法は、
音声符号化装置、音声復号化装置の他、複数個のディジ
タルフィルタを構成要素に持つ全てのディジタル信号処
理装置に適用することができる。

【０１４２】実施の形態９．上記実施の形態７及び８で
は複合したフィルタの補間特性を式(6)のようにFIRフィ
ルタのフィルタ係数を線形に補間して求めており、これ
は該復号したフィルタのインパルス応答を時間波形上で
補間していることになるが、インパルス応答の時間波形
を例えばFFTして周波数軸上の表現に変換し、振幅特性
と位相特性に分離し、これらを別々に補間するとしても
よい。

【０１４３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項４に記載の発明によれば、音声符号化装置で音源信号
に短期の位相振幅特性を付加するフィルタの次数を可変
とし、また音声復号化装置でも符号化装置に対応するよ
うにフィルタの次数を可変としたので、音源信号の位相
振幅特性の再現性が良くなるようにフィルタ次数を選択
して符号化、復号化でき、高品質の音声を合成すること
ができる。

【０１４４】また、請求項２に記載の発明によれば、音
源信号に位相振幅特性を付加するフィルタの次数を入力
音声の特徴に応じて変更するようにしたので、入力音声
に対応して音源信号の位相振幅特性の再現性が良くなる
フィルタ次数を求められ、高品質の音声を合成すること
ができる。

【０１４５】また、請求項３及び請求項５に記載の発明
によれば、音源信号に位相振幅特性を付加するフィルタ
の次数を音声符号に応じて変更するようにしたので、伝
送情報量を増加させることなく入力音声に対応して音源
信号の位相振幅特性の再現性が良くなるフィルタ次数を
求められ、高品質の音声を合成することができる。

【０１４６】また、請求項６に記載の発明によれば、音
声符号化側で音源信号に位相振幅特性を付加するフィル
タの次数を可変とし、また音声復号化側でも符号化側に
対応するようにフィルタの次数を可変としたので、音源
信号の位相振幅特性の再現性が良くなるようにフィルタ
次数を選択して符号化、復号化でき、高品質の音声を合
成することができる。

【０１４７】また、請求項７に記載の発明によれば、音
源信号情報を符号化する際に、該区間以後において生成
される合成音声を予測して生成し、入力音声と合成音声
との歪みを評価するようにしたので、後続する区間の合
成音声に悪影響を与えない音源信号を生成でき、高品質
の音声を合成することができる。

【０１４８】また、請求項８に記載の発明によれば、複
数個のディジタルフィルタから構成される複合ディジタ
ルフィルタで、フィルタ特性を補間する際に、複合ディ
ジタルフィルタのフィルタ特性を補間した特性が得られ
るように、フィルタ特性を補償するフィルタを挿入する
ようにしたので、ディジタルフィルタの補間特性を向上
させることができる。

【０１４９】また、請求項９に記載の発明によれば、音
声符号化装置または音声復号化装置に請求項８に記載の
複合ディジタルフィルタを用いるようにしたので、合成
音声の再現性を良好にし、その品質を向上させることが
できる。

【０１５０】また、請求項１０に記載の発明によれば、
複数個のディジタルフィルタから構成される複合ディジ
タルフィルタで、フィルタ特性を補間する際に、特性補
間設定手段により複合ディジタルフィルタのフィルタ特
性を補間する特性を演算し、この演算結果により、各フ
ィルタの特性を設定するようにしたので、ディジタルフ
ィルタの補間特性を向上させることができる。

【０１５１】また、請求項１１に記載の発明によれば、
音声符号化装置または音声復号化装置に請求項１０に記
載のディジタルフィルタ補間法を用いるようにしたの
で、合成音声の再現性を良好にし、その品質を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の構成を示すブロック
図である。

【図２】この発明の実施の形態１における位相振幅特性
符号化手段の構成の一例を示すブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態２の構成を示すブロック
図である。

【図４】この発明の実施の形態３の構成を示すブロック
図である。

【図５】この発明の実施の形態４の構成を示すブロック
図である。

【図６】この発明の実施の形態４における音源探索にお
ける音源信号、合成音声の時間関係を示す説明図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態７の構成を示すブロック
図である。

【図８】この発明の実施の形態８の構成を示すブロック
図である。

【図９】従来の符号駆動線形予測符号化復号化装置の一
例の構成を示すブロック図である。

【図１０】従来の符号化フレーム構成の一例を示す説明
図である。

【図１１】従来の音源信号の位相振幅特性を符号化する
符号駆動線形予測符号化復号化装置の一例の構成を示す
ブロック図である。

【図１２】音源信号の位相振幅特性を符号化する符号駆
動線形予測符号化復号化装置における音源信号から合成
音声を生成する過程を示す説明図である。

【図１３】ピッチ周期と位相振幅特性付加フィルタのイ
ンパルス応答長の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１：符号化部、 ２：復号化部 ３：多重化手段、 ４：分離手段 ５：入力音声、 ６：出力音声 ７：線形予測パラメータ分析手段、８：線形予測パラメ
ータ符号化手段 ９、２０：遅延器、 １０、２１：線形予
測パラメータ補間手段 １１、２２： 合成フィルタ、 １２、１６：適応音
源符号帳 １３、１７：駆動音源符号帳、 １４：最適音源探索
手段 １５：音源利得符号化手段、 １８： 音源利得復
号化手段 １９：線形予測パラメータ復号化手段 ２３：位相振幅特性分析手段、 ２４： 位相振幅特
性符号化手段 ２５, ２９：遅延器、 ２６, ３０：位相振
幅特性補間手段 ２７、３１：位相振幅特性付加フィルタ ２８：位相振幅特性復号化手段、 ３２：位相振幅特性
分析手段 ３３：位相振幅特性符号化手段 ３４、３７：位相振幅特性付加フィルタ ３５：最適音源探索手段、 ３６：位相振幅特性
復号化手段 ３８：ピッチ抽出手段、 ３９：位相振幅特性
次数決定手段 ４０、４２：ピッ チ推定手段 ４１、４３：位相振幅特性次数決定手段 ４４：合成フィルタ、 ４５： 最適 音源探
索手段 ４６：補間補償特性算出手段、 ４７：補間補償フィ
ルタ ４８：位相振幅特性補間手段 ５０、５１、５４、
５５：増幅器 ５２、５６：加算器 ５３：減算器

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音源信号生成手段と、前記音源信号生成
   手段から出力される音源信号に位相振幅特性を付加する
   位相振幅特性付加フィルタと、前記位相振幅特性を付加
   した音源信号から合成音声を生成する合成フィルタとを
   備える符号駆動線形予測(CELP)符号化装置において、 前記位相振幅特性付加フィルタはその次数が可変に構成
   されたことを特徴とする音声符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の音声符号化装置におい
   て、前記位相振幅特性付加フィルタの次数は入力音声の
   特徴に応じて変更する構成にされたことを特徴とする音
   声符号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の音声符号化装置におい
   て、前記位相振幅特性付加フィルタの次数は入力音声を
   符号化した符号に応じて変更する構成にされたことを特
   徴とする音声符号化装置。
4. 【請求項４】 音源信号生成手段と、前記音源信号生成
   手段から出力される音源信号に短期の位相振幅特性を付
   加する位相振幅特性付加フィルタと、前記位相振幅特性
   を付加した音源信号から合成音声を生成する合成フィル
   タとを備える符号駆動線形予測(CELP)復号化装置におい
   て、位相振幅特性付加フィルタはその次数が可変に構成
   されたことを特徴とする音声復号化装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の音声復号化装置におい
   て、前記位相振幅特性付加フィルタの次数は復号化した
   符号に応じて変更する構成にされたことを特徴とする音
   声復号化装置。
6. 【請求項６】 符号化側においては、入力音声信号を線
   形予測分析して得られる線形予測パラメータを符号化
   し、入力音声信号の線形予測残差信号を分析して得られ
   る短期の位相振幅特性を符号化し、音源符号帳より最適
   な合成音声を生成する音源信号を選択、符号化する一
   方、 復号化側においては、入力された符号に基づき音源信号
   と位相振幅特性と線形予測パラメータとを生成し、出力
   音声信号を得る符号駆動線形予測(CELP)符号化復号化方
   法において、符号化側は、位相振幅特性付加フィルタの
   次数を変更する工程を含み、復号化側は、位相振幅特性
   付加フィルタの次数を前記符号化側の位相振幅特性付加
   フィルタの次数に対応して変更する工程を含むことを特
   徴とする音声符号化復号化方法。
7. 【請求項７】 音源信号生成手段と、前記音源信号生成
   手段から出力される音源信号から合成音声を生成する合
   成フィルタと、入力音声と前記合成フィルタで生成され
   た合成音声との歪みを評価し、歪みが最小となる音源信
   号を決定する最適音源探索手段とを備え、一定区間毎に
   音源信号情報を符号化する符号駆動線形予測(CELP)符号
   化装置において、 前記合成フィルタは前記一定区間に加え、該区間以後所
   定の区間も予測して合成音声を生成する構成とし、前記
   最適音源探索手段は前記合成音声生成区間に対応する入
   力音声と前記合成音声との歪みを評価し、歪みが最小と
   なる音源信号を決定する構成としたことを特徴とする音
   声符号化装置。
8. 【請求項８】 複数個のディジタルフィルタから構成さ
   れ、各フィルタのフィルタ特性は離散時間点で与えらる
   複合ディジタルフィルタであって、 各フィルタ特性を補間する際に、前記複合ディジタルフ
   ィルタのフィルタ特性を補間した特性を得るフィルタ特
   性のフィルタを備えたことを特徴とする複合ディジタル
   フィルタ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の複合ディジタルフィル
   タを用いることを特徴とする音声符号化装置または音声
   復号化装置。
10. 【請求項１０】 複数個のディジタルフィルタから構成
    され、各フィルタのフィルタ係数は離散時間点で与えら
    れる複合ディジタルフィルタであって、 各フィルタ特性を補間する際に、複合ディジタルフィル
    タのフィルタ特性を補間した特性が得られるように各フ
    ィルタの特性を設定する特性補間設定手段を備えたこと
    を特徴とする複合ディジタルフィルタ。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の複合ディジタルフ
    ィルタを用いることを特徴とする音声符号化装置または
    音声復号化装置。