JPS61150000A - 音声符号化方式とその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は音声信号を低いビットレイトで高品質に符号化
するための符号化方法とその装置に関する。

（従来技術） 音声信号を低い伝送ビットレイト（例えば４．８ｋｂｐ
ｓ　　程度）で符号化する方式として、ボコーダ（ｖＯ
ｃＯＤＥＲ）　、が知られている。この方法については
、原理については例えば、エムアールシュレイダ−（Ｍ
、　Ｒ，５ＣＲＯＥＤＥＲ）氏によ６　「ホコーｙ’ス
：−ｒナリシス　アンド　シンセシス　オプ　スピーチ
（ＶＯＣＯＤＥＲ８：　ＡＮＡＬＹＳＩＳ　ＡＮＤ　５
ＹＮＴＨＥＳＩＳ　０ＦＳＰＥＥＣＨ月と趙した論文（
ＰＲＯＣ，ＩＥＥＥ、　ｐ、　ｐ、　７２０−７３４、
　ＭＡＹ、　１９６６　；文献１月等に詳細に説明され
ている。また、線形予測分析法を用いるボコーダとして
エルピーシ−ボコーダ（ＬＰＣＶＯＣＯＤＥＲ）が知ら
れており、その内容については、例えは、シェープイー
マーケル（Ｊ、　Ｄ、　ＭＡＲＫＥＬ）氏らによる「ア
　リニアープレディクションボコーダベイスドアボンザ
オートコリレイション　メソッド（ＡＬＩＮＥＡＲＰＲ
ＥＤＩＣＴＩＯＮ　ＶＯＣＯＤＥＲＢＡＳＥＤ　ＵＰＯ
ＮＴＨＥ　　ＡＵＴＯＣＯＲＲＥＬＡＴＩＯＮ　　ＭＥ
ＴＨＯＤ）Ｊ　と題した論文（ＩＥＥＥ　’Ｉ’ＲＡＮ
Ｓ、　Ａ、　Ｓ、　Ｓ、　Ｐ、　、　ｐ、　ｐ、　１２
４−１３４゜ＡＰＰＩＬ、　　１９７４　　；　　文献
２月等に詳細に説明されている。本発明はＶＯＣＯＤＥ
Ｒの音源部を改良したちのであり、ＬＰＣＶＯＣＯＤＥ
Ｒと密接な関係があるので、以下ＬＰＣＶＯＣＯＤＥＲ
について合成部の構成を中心に概略を説明する。

第４図は、文献２に記載（７）ＬＰＣＶＯＣＯＤＥＲの
合成部（受信部）を示すブロック図である。合成部は音
源発生部５００と合成フィルタ回路５１０からなる。音
源発生部５００はインパルス発生器５０１と雑音発生器
５０２と有声ｌ無声切り替え回路５０３と、ゲイン回路
５０４から構成される。ＶＯＣＯＤＥＲでは、音声信号
は短時間（夙えば２０ｍ　５ｅｃ）毎に有声と無声の２
種にわけられ、有声の場合は、インパルス発声器５０１
からピッチ周期Ｐｄの時間間隔をもつパルス列が発生さ
れる。一方無声の場合は、雑音発生器５０２から白色雑
音が発生される。有声ｌ無声の制御は、切り換え回路５
０３にておこなわれる。このようにして発生された信号
に対して、ゲイン回路５０４にてゲインＧがあたえられ
、音源信号ｄ（ｎ）として合成フィルタ５１０へ出力さ
れる。合成フィルタ５１０では音源信号−ｄ（ｎ）とフ
ィルタパラメータＫｉを用いて音声ｘ（ｎ）を合成し出
力する。ここでピッチ周期Ｐｄ、有声ｌ無声切り換え信
号（Ｖ／ＵＶ）、ゲインＧ、　フィルタパラメータＫｉ
は分析側（送信側）においてあらかじめ定められた時間
ごとに計算され受信側に伝送される。

（発明が解決しようとする問題点） 以上説明したＬＰＣＶＯＣＯＤＥＲにおいては、伝送情
報は、ピッチ周期、有声ｌ無声信号、ゲイン、フィルタ
パラメータであり、これらの情報から音声信号を合成で
きるので伝送ビットレイトをひくく（例えば４．８ｋ　
ｂｐｓ程度）することができる。しかしながら、この従
来法では品質の良好な音声を合成することは困難であっ
た。それは音声を有声と無声という２種の極端なりラス
にわけているので、有声／無声の判別誤りがおきた場合
はおおきな品質劣化をひきおこすといる欠点があった。

また、音源信号は、有声の場合には音源を１ピツチあた
り１個のインパルスで表しており、位相情報を含まない
ため個人性はかなり損なわれており、その合成音は所謂
Ｆ機械的な音Ｊであった。また、無声と有声の切り換わ
り部では音源を良好に表すことができず、劣化がおきて
いた。更に、ピッチ周期がずれで求まった場合には、お
おきな品質劣化を引き起こすという欠点があった。本発
明は、比較的少ない演算量で、低い伝送ビットレイトで
も高品質な音声を合成することのできる高能率音声符号
化方式とその装置を提供することを目的をする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の音声符号化方式は、送信側では離散的な音声信
号を入力し、前記音声信号から短時間スペクトル包絡を
表すスペクトルパラメータとピッチを表すピッチパラメ
ータとを抽出して符号化し、前記音声信号と前記ピッチ
パラメータと前記スペクトルパラメータをもとにして前
記音声信号を表すための代表的な音源パルス列を前記ピ
ッチパラメータに応じて求めた時間区間のうちの代表的
な区間に対しあらかじめ定められた個数だけ求めて符号
化し、前記ピッチパラメータ表す符号と前記スペクトル
パラメータを表す符号とを組み合わせて出力し、受信（
Ｒ１−では前記組み合わされた符号を入力し、前記ピッ
チパラメータを表す符号と前記スペクトルパラメータを
表す符号と前記代表的な音源パルス列を表す符号とを分
離して復号し、前記復号されたピッチパラメータと前記
復号された音源パルス列をもとに前記音源パルス列に対
し時間的になめらかな変化をあたえる処理をほどこして
駆動音源信号を復元し前記復元された駆動音源信号と前
記復号されたスペクトルパラメータとをもとに前記音声
信号を合成することを特徴とする。

また・本発明の符号化装置は、入力した音声イ言号から
短時間スペクトル包絡を表すスペクトルパラメータとピ
ッチを表すピッチパラメータとを抽出し符号化するパラ
メータ計算回路と、前記音声信号と前記ピッチパラメー
タと前記スペクトルパラメータをもとにして、前記音声
信号を表すための代表的な音源パルス列を前記ピッチパ
ラメータに応じて求めた時間区間のうちの代表的な区間
に対しあらかじめ定められた個数だけ求めて符号化する
駆動信号計算回路と、前記パラメータ計算回路の出力符
号と前記駆動信号計算回路の出力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。

更に本発明の復号化装置は、ピッチパラメータを表す符
号とスペクトルパラメータを表す符号と代表的な音源パ
ルス列を表す符号とが組み合わされた符号系列が入力さ
れ、前記ピッチパラメータを表す符号と前記スペクトル
パラメータを表す符号と前記音源パルス列を表す符号と
を分離して復号するデマルチプレクサ回路と、前記復号
されたピッチパラメータと前記復号された音源パルス列
をもとに前記音源パルス列に対して時間的になめらかな
変化を与える処理を施して駆動音源信号を復元する駆動
音源信号復元回路と、前記駆動音源信号と前記復号され
たスペクトルパラメータとをもとに音声信号を合成し出
力する合成フィルタ回路とを有することを特徴とする。

（作用） 本発明は音源信号をつねに第５図に示すような複数個の
パルスの組み合わ一＋！：（マルチパルス）で表し、有
声部と無声部でパルスと雑音を切り換えないことを特徴
とする。第５図において横軸は離散的な時間を、縦軸が
振幅を表す。音声はこのマルチパルスと合成フィルタか
ら合成される。音源を表すパルスの振幅と位置を求める
方法としては、例えばアナリシスーバイーシンセシス（
ＡＮＡＬＹＳＩＳ−ｂｙ−３ＹＮＴＨＥＳＩＳ　；　Ａ
−ｂ−８）の方法を用いる方法が知られており、その詳
細についてはビー　ニス　アタル（Ｂ、　Ｓ、　ＡＴＡ
Ｌ）氏らによる「ア　ニ二一　モデルオブエル　ピー　
シーエクサイテイション　７オープロデユーシングナチ
ユラル　サウンディング　スピーチアット　ロウビット
　レイツ（Ａ　ＮＥＷ　ＭＯＤＥＬＯＦＬＰＣＥＸＣＩ
ＴＡＴＩＯＮＦＯＲＰＲＯＤＵＣＩＮＧＮＡＴＵ−ＲＡ
ＬＳＯＵＮＤＩＮＧＳＰＥＥＣＨＡＴＬＯＷＢＩＴＲＡ
ＴＥＳ）Ｊと題した論文（ＰＲＯＣ，１，Ｃ，Ａ、　Ｓ
、　Ｓ、　Ｐ、　、　ｐ、　ｐ、　６１４−６１７゜１
９８２　；文献３）等に説明されている。また高速に求
める方法として、相関演算にもとづく方法が知られてお
り、詳細は特願昭５７−２３１６０６号明細書（文献４
）等に言己載されているのでここでは説明を省略する。

更に本発明は音声信号の周期性を利用しており、送信側
では音声信号を表すための代表的な音源パルスを代表的
な１ピッチ区間に対し、あらがじめ定めた個数だけ計算
し、このパルスの振幅、位置と音声信号のスペクトル包
絡特性を表すスペクトルパラメータとピッチ周期情報と
を伝送する。

受信側では代表的なパルスの振幅、位置とピッチ周期情
報を用いて、前後のフレームからｖ）イ間処理により、
この代表的なパルスを時間的：二ｔめらかに変化させな
が−ら駆動音源信号を復元し、この駆動音源信号と、補
間処理により時間的になめらかに変化させて求めたスペ
クトルパラメータとを用いて高品質な音声信号を合成す
ることを特徴としている。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。第１図（ａ）は本発明による高能率音声符号化
方式の送信側の一実施例を示すブロック図であり、第１
図（ｂ）は受信側の一実施例を示すブロック図である。

第１図（ａ）において、音声信号Ｘ（ｎ）が入力され、
あらかじめ定められたサンプル数だけバッファメモリ回
路１１０に蓄積される。次ににパラメータ計算回路１４
０は、バッファメモリ回路１１０からあらかじめ定めら
れたサンプル数の音声信号を入力し、音声信号のスペク
トル包絡を表すにパラメータを計算する。ここでにパラ
メータはＰＡＲＣＯＲ係数と同一のパラメータである。

Ｋパラメータの計算法としては、自己相関法がよく知ら
れている。この方法の詳細については、ジョン　マクホ
ウル氏　（ＪＯＨＮＭＡＫＨＯＵＬ）氏らによる「クオ
ンタイゼイションブロパディズ　オプ　トランスミッシ
ョン　パラメータズ　イン　リニア　プリディクチイブ
　システンズ（ＱＵＡＮＴＩＺＡＴＩＯＮ　ＰＲＯＰＥ
ＲＴＩＥＳ　ＯＦ　ＴＲＡＮＳ−ＭＩＳＳＩＯＮＰＡＲ
ＡＭＥＴＥＲ８ＩＮＬＩＮＥＡＲＰＲＥＤＩＣ−ＴＩＶ
Ｅ　ＳＹＳＴＥＭＳ月と趙した論文（ＩＥＥＥ　ＴＲＡ
ＮＳ、Ａ。

Ｓ、　Ｓ、　Ｐ、　、　ｐ、　ｐ、　３０９−３２１．
１９８３　；文献５）等に述べられているので、ここで
は説明を省略する。

第１図（ａ）にもどって、ＫパラメータＫｉは、Ｋパラ
メータ符号化回路１６０へ出力される。Ｋパラメータ符
号化回路１６０は、あらかじめ定められた量子化ビット
数に基すいてＫｉを符号化し、符号ｆｆＫ＋をマルチプ
レクサ２６０へ出力する。また、Ｋパラメータ符号化回
路１６０は、ｅＫＩを復号化して得たにパラメータ復号
値Ｋｉ’を用い、予測係数値ａｉ′に変換し、インパル
ス応答計算回路１７０と重みずけ回路２００とへ出力す
る。またにパラメータ復号値に、を補間回路２５５へ出
力する。

ピッチ分析回路１３０は、バッファメモリ回路１１０の
出力を用いてピッチ周期Ｐを計算する。Ｐの計算法は、
例えば、アールブイコックス（Ｒ，Ｖ、　Ｃ０Ｘ）氏ら
による「リアル　タム　インプリメンティションオプタ
イム　ドメインハーモニツクスケイリングオプ　スピー
チ　シグナルズ（ＲＥＡＬ−ＴＩＭＥ　ＩＭＰＬＥ−Ｍ
ＥＮＴＡＴＩＯＮ　ＯＦ　ＴＩＭＥ　ＤＯＭＡＩＮ　Ｈ
ＡＲＭＯＮＩＣ８ＣＡＬＩＮＧ　ＯＦ　５ＰＥＥＣＨ５
ＩＧＮＡＬＳ）と題した論文（ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳ、
　Ａ、　Ｓ、　Ｓ、　Ｐ、　、　ｐ、　ｐ、　２５８−
２７２．１９８３　；文献６）等で述べられている方法
を用いることができる。

ピッチ符号化回路１５０は、ピッチ周期Ｐｄをあらがじ
めさだめられた量子化ビット数で量子化符号化し、符号
ｅｄをマルチプレクサ２６０へ出力する。また復号化、
して得たＰｄ′を駆動信号計算回路２２０、及び補間回
路２５５へ出力する。

インパルス応答計算回路１７０は、Ｋパラメータ符号化
回路１６０から予測系数値ａｉ′を入力し、重みすけさ
れた合成フィルタの伝達関数を表すインパルス応答り、
（ｎ）を計算する。ここでり、、（ｎ）の計算には、例
えば特願昭５９−０４２３０５号明細書の第４図（ａ）
にｇ己載のインパルス応答計算回路２１０と同一の方法
を用いることができる。インパルス応答ｈｗ（ｎ）は、
自己相関関数計算回路１８０と相互相関関数計算回路２
１０とへ出力される。

自己相関関数計算回路１８０はインパルス応答計算回路
１７０からインパルス応答ｈｗ（ｎ）を入力し、次式に
従い自己相関関数を計算する。

自己相関関数Ｒｈｈ　（・）は駆動信号計算回路２２０
へ出力される。

次に減算器１２０はバッファメモリ回路１１０の音声信
号Ｘ（ｎ）から合成フィルタ回路２５０の出力を１フレ
ーム分減算し、結果ｅ（ｎ）を重みすけ回路２００へす
る。重みずけ回路２００はｅ（ｎ）を入力し、またにパ
ラメータ符号化回路１６０から予測係数ａｉ′を入力し
、ｅ（ｎ）に対し重みずけを施して求めたｅＶ（ｎ）を
出力する。ここでｅｗ（ｎ）の計算には、例えば特願昭
５９−０４２３０５号明細書の第４図（ａ）に記載の重
みすけ回路４１０と同一の方法を用いることができる。

相互相関関数計算回路２１０は、重みずけ回路２００か
らｅ、−（ｎ）を入力し、インパルス応答計算回路１７
０からインパルス応答ｈｗ　（ｎ）を入力し、次式に従
い相互相関関数甲産。）を計算する。

９ｈ、（ｆｆｉｌ＝Σｅ、（ｎｌ・ｈ、（ｎ−ｒｎ　）
＋　（１≦ｍ≦Ｍ　　・・（２１ｗｒｌ 相互相関関数　％（ｍ）は駆動信号計算回路２２０へ出
力される。

次に駆動信号計算回路２２０は、音声信号を表す音源信
号として、パルス系列を代表的なピッチ区間に対して計
算する。この手順を次に示す。まず最初に、フレームを
ピッチ周期Ｐ　ｄ’ごとのサブフレームに分割する。こ
の分割にはピッチ励振位置を知る必要があるが、これは
音源を表すノクルステ］を求めることにより知ることが
できる。つまり、第１番目のパルスのｆｆｌ？ｉＥから
、と・ノチの励振位置を知ることができる。ココでパル
ス列の計算に（↓、例工ば特願昭５７−２３１６０６号
明細書の第（２１）式で示した方法を用いることができ
る。第２図（ａ）に１フレームの音声波形を、第２図（
ｂ）に第１番目に求まるノクルスｇ１とこのパルスの位
置を用いて分割したサブフレームのようすを示す。次の
処理とシテサブフレーム毎に、あらかじめ定められた個
数の／＜ルスを計算する。代表的なピッチ区間の選定法
としては、例えば絶対値の大きなパルスを含むサブフレ
ームを代表ピッチ区間とし、この区間に含まれるパルス
を代表パルスとする方法を用しすること力ｆできる。こ
のようにして求めた代表とツチノくルスを第２図（ｃ）
に示す。パルスの振幅、位置は符号器２３０へ出力され
る。また、サブフレーム位相Ｔ、代表ピッチ区間のサブ
フレーム番号（第２図（ｃ）では３）を代表ピッチ位置
としてあらかじめ定められたビ・ント数で符号化し、マ
ルチプレクサ２６０へ出力する。

符号化回路２３０は、入力したパスルの振幅、位置を符
号化する。そして、代表ピッチ区間のパルスの振幅、位
置の符号をマルチプレクサへ出力する。

また、入力した全てのパルスの振幅、位置の復号値ｇｉ
’、　ｍｉ’を駆動信号復元回路２４０へ出力する。こ
こでパルスの符号化法には、例えば特願　昭５７−２３
１６０５号明細書に記載の符号化回路２５０と同一の方
法を用いることができる。他の符号化法として、可変長
符号化法、あるいは、差分符号化法等積々の方法が考え
られる。

駆動信号復元回路２４０は、符号化回路２３０から入力
したパルスの振幅および位置の復号値を用いて、１フレ
一ム分のパルスを発生させ、これを駆動音源信号として
合成フィルタ回路２５０へ出力する。

補間回路２５５は、ピッチ周期Ｐｄ’、サブフレーム位
相Ｔ、代表ピッチ位置を入力する。そして、フレームを
ピッチ周期Ｐｄ’ごとのサブフレームに分割し、Ｋパラ
メータをこのサブフレームごとに補間する。ここで補間
は直線補間とし、１フレーム過去及び１フレーム先のに
パラメータの値を用いる。この補間のようすを第３図に
示す。図において第ｊフレームのｉ番目のにパラメータ
Ｋｉ、　ｊは、１フレーム過去の値Ｋｉ、　ｊ−１，及
び１フレーム先の値Ｋｉ、　ｊ＋１を用ν１て、サブフ
レーム毎に補間がおこなわれる。代表と・７千区間には
、Ｋパラメータ符号化回路１６０から入力したにパラメ
ータ復号値を用いる。このようにして補間して求めたに
パラメータは、合成フィルタ回路２５０へ出力される。

合成フィルタ２５０は、駆動音源信号、及び補間された
にパラメータを入力し、１フレ一ム分の応答信号Ｘ（ｎ
）を計算する。ここでこの計算には、例えば特願昭５７
−２３１６０５号明細書に記載の合成フィルり回路３２
０と同一の方法を用いることができる。

マルチプレクサ回路２６０は、Ｋパラメータ符号化回路
１６０の符号’Ｋｉとピッチ符号化回路１５０の符号ｅ
、と符号化回路２３０の符号及びサブフレーム位相、代
表ピッチ位置を入力し、これらを組あわせて送信側出力
端子２７０から出力する。以上で本発明による高能率音
声符号化方式の送信側の説明を終了する。

次に、本発明による音声符号化方式の受信側の構成につ
いて、第１図（ｂ）を参照して説明する。

デマルチプレクサ２９０は、受信側入力端子２８０から
入力した符号のうち、Ｋパラメータをあられす符号と、
ピッチ周期を表す符号と、パルスの振幅、位置を表す符
号と、サブフレーム位相、代表ピッチ位置を表す符号と
を分離して、それぞれにパラメータ復号回路３３０、ピ
ッチ復号回路３２０、パルス復号回路３００、駆動信号
復元回路３４０へ出力する。

Ｋパラメータ復号回路３３０は、Ｋパラメータを復号し
て復号値Ｋｉ′を補間回路３３５へ出力する。

ピッチ復号回路３２０は、ピッチ周期Ｐ　ｄ’を復号し
て、駆動信号復元回路３４０、補間回路３３５へ出力す
る。

パルス復号回路３００はパルス振幅ｇｉ′、位置ｍｉ’
を復号して駆動信号復元回路３４０へ出力する。

駆動信号復元回路３４０は、まずサブフレーム位相、代
表ピッチ位置を表す符号と、ピッチ周期Ｐｄ’を入力し
、フレームをピッチ周期Ｐｄ’ごとのサブフレームに分
割する。そして代表ピッチ位置で表されるサブフレーム
区間に対して位置ｍ゛に振幅ｇ′のパルスを発生させる
。次に、代表ピッチパルスと１フレーム過去、及び１フ
レーム先の代表的なパルスを用いてサブフレーム毎にパ
ルスを補間して求める。こうして全てのサブフレームに
ついてパルスを発生させ駆動音源信号を復元し、１フレ
一ム分の駆動音源信号を合成フィルタ回路３５０へ出力
する。

補間回路３３５は、送信側の補間回路２５５と同一の動
作をし、復号されたにパラメータをピッチ周期ごとに補
間し、補間されたパラメータを合成フィルタ回路３５０
へ出力する。

合成フィルタ回路３５０は、駆動音源信号、補間された
にパラメータを入力し、送信側の合成７゛イルタ回路２
５０と同一の動作をして、１フレ一ム分の合成音声信号
Ｘ（ｎ）を計算し受信側出力端子３６０から出力する。

以上で本発明による。高能率音声符号化方式の受信側の
説明をおえる。

駆動信号計算回路２２０におけるパルス計算法としては
、本実施例でのべた方法の他に種々の方法を用いること
ができる。例えばパルスを１つ求めるごとに過去に求め
たパルスの振幅を調整する方法を用いることができる。

この方法の詳細については小野圧らによる「マルチパル
ス駆動型音声符号化法における音源パルス探索法の検討
」と題した論文印本音響学会講演論文鳥１５７．１９８
３　；文献７）等に述べられているのでここでは説明を
省略する。

また、駆動信号計算回路２２０にてパルスを求めるさい
に、フレームをサブ７に一ムに分割した後に、サブフレ
ームごとにパルスを求めていたが、サブフレームに分割
せずに、フレーム全体に対してあらかじめ定めた個数の
パルスを求めるようにしてもよい。更に、本実施例の送
信側では、Ｋパラメータの値はフレーム内で一定（つま
り合成フィルタの特性がフレーム内で変化しない）とし
て、このフレーム内のサブフレームごとにパルスを求め
たが、Ｋパラメータの値をサブフレーム毎になめらかに
変化させながらパルスを求めてもよい。具体的には、Ｋ
パラメータの値を前後のフレームのにパラメータの値を
用いてサブフレーム毎に補間し、この値を予測係数に変
換して、重みすけ回路２００、インパルス応答計算回路
１７０、合成フィルタ回路２５０に出力し、サブフレー
ム毎に係数を更新して求めた相互相関関係、自己相関関
係を用いパルスを計算する。このうようにしたほうが、
より良好な音声を合成できる。また、パルス及びにパラ
メータの値を補間するさいに、送信側では、代表的なピ
ッチ区間の位置を求め伝送し、この区間を基準としてピ
ッチ周期に同期させて補間していたが、パルス及びにパ
ラメータのいずれか一方、あるいは両方とも、あらかじ
め定められたピッチ区間（例えば、フレームの中央付近
のピッチ区間）を基準として補間を施してもよい。両方
ともにこのような補間法を用いる場合は、代表ピッチ区
間の位置を表す符号を伝送しなくてもよく、伝送ビット
レイトを減らすことができる。また、代表ピッチ区間と
して、絶対値の大きなパルスを含むサブフレームを選択
していたが、例えばフレーム中央のサブフレームな選択
する方法等、他の方法を用いることもできる。また、サ
ブフレーム分割を行うときにピッチ周期は一定としてい
たが、この値も前後のフレームのピッチ周期を用いて補
間するようにしてもよい。一方、パルス及びにパラメー
タをピッチ周期に同期させずに捕間する方法も考えられ
る。

この場合は、フレームをあらかじめ定められた時間間隔
（例えば２．５ｍ　ｓｅｃ程度程度図切り、この区間毎
に補間処理を行う。この場合はサブフレーム位相は伝送
しなくてもよい。ここで、補間の基準区間としては、代
表区間を送信側で求めてもよいし、あらかじめ定めてお
いてもよい（例えばフレーム中央付近）。後者の場合に
は、サブフレーム位相と代表ピッチ位置を伝送しなくて
もよく、更にビットレイトを減らすことができる。

次に、パルス、合成フィルタのパラメータ、ピッチ周期
の補間法としては、直線補間以外の方法も考えられる。

例えば、パルス、ピッチ周期については、対数補間等も
考えられる。また、合成フィルタのパラメータを補間す
る場合、本実施例ではにパラメータについて補間したが
、例えば予測係数を補間する方法（但し、この場合はフ
ィルタの安定性をチェックする必要がある）や、対数断
面積関数を補間する方法や、自己相関関数を補間する方
法等を用いることもできる。これらの具体的な方法は、
ビーエスアタル（Ｂ、　Ｓ、　ＡＴＡＬ）氏らによる「
スピーチ　アナリシス　アンド　シンセシス　バイリニ
アー　プリディクション　オプ　ザ　スピーチウニイブ
（ＳＰＥＥＣＨＡＮＡＬＹＳＩＳ　ＡＮＤ　５ＹＮＴＨ
ＥＳＩＳＢＹ　ＬＩＮＥＡＲＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ　Ｏ
Ｆ　ＴＨＥ　５ＰＥＥＣＨＷＡＶＥ）　と趙した論文（
Ｊ、　ＡＣＯＵＳＴ、　ＳＯＣ，ＡＭ、、、　ｐ、　ｐ
。

６３７−６５５．１９７１　；文献８）等で述べられて
いるので説明は省略する。

本実施例では、フレーム長一定としてにパラメータの分
析および音源パルス列の計算をしたが、フレーム長は可
変としてもよい。このようにした場合には、音声の変化
部では、フレーム長を短くし、定常部ではフレーム長を
長くできるので、伝送ビットレイトを低減することがで
きる。

更に、ピッチ周期に応じて（例えばピッチ周期の整数倍
）フレーム長を決めるようにすれば、本実施例で述べた
サブフレーム位相も送らなくてよいので、更に伝送ビッ
トレイトを低減することができる。

本発明の他の構成法として、第１図（ａ）に於ける駆動
信号復元回路２４０、合成フィルタ回路２５０、補間回
路２５５、減算回路１２０を省略して構成をとることも
できる。このようにした場合は、送信側で音声信号を合
成しなくてもよく、装置構成を簡略化することができる
。

尚、ディジタル信号処理の分野でよく知られているよう
に、自己相関関数はパワスペクトルから計算することも
できる。また、相互相関関数はクロスパワスペクトルか
ら計算することもできる。

これらの対応関係については、ニーブイ　オッペンハイ
ム（Ａ、　Ｖ、　ＯＰＰＥＮＨＥＩＭ）氏らによる「デ
ィジタル信号２Ｑ　（ＤＩＧＩＴＡＬ　５ＩＧＮＡＬ　
ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ）Ｊと超した単行本（文献９）等
の第８章にて詳細に説明されているので、ここでは説明
を省略する。

（発明の効果） 本発明によれば、音源信号を複数個のパルス列（マルチ
パルス）の組み合わせで表すと共に、音声信号の周期性
を利用して、音声信号を良好に表すように代表的なピッ
チ区間のパルスを求めて伝送し、この代表的なピッチパ
ルスを時間的になめらかに変化させながら駆動音源信号
を復元し音声を合成しているので、低い伝送ビットレイ
トにおいても高品質な音声を合成できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明による高能率音声符号
化方式の一実施例を表すブロック図、第２図（ａ）〜（
ｃ）は駆動信号計算回路２２０における処理内容の一例
を示す図、第３図は補間回路の処理例を示す図、第４図
は従来方式の合成側の構成を示すブロック図、第５図は
マルチパルスで表した音源信号の一例を示す図である。 図において １１０・・・・・バッファメモリ回路 １２０・・・・・減算回路 ２５０、３５０・・・・・合成フィルタ回路２００・・
・・・重みずけ回路 １７０・・・・・インパルス応答計算回路１８０・・・
・・自己相関関数計算回路２１０・・・・・相互相関関
数計算回路２２０・・・・・駆動信号計算回路 ２４０、３４０・・・・・駆動信号復元回路１３０・・
・・・ピッチ分析回路 １４０・・・・・Ｋパラメータ計算回路１５０・・・・
・ピッチ符号化回路 １６０・・・・・Ｋパラメータ符号化回路２３０・・・
・・符号化回路 ２５５、３３５・・・・・補間回路 ２６０・・・・・マルチプレクサ ２９０・・・・・デマルチプレクサ ３００・・・・・パルス復号回路 ３２０・・・・・ピッチ復号回路 ３３０−・・−にパラメータ復号回路 をそれぞれ示す。 オ　２　図 （ｂ） オ　３　口 オ　４　図 オ　５　図 手続補正書（甑ｖ） 特許庁長官殿　　　　　　　　　　感 １、事件の表示　　昭和５９年　　特許願　第２７２４
３５号２、発明の名称 音声符号化方式とその装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　　出願人 東京都港区芝五丁目３３番１号 （４２３）　　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 、６１，３．了 Ｓ補正の対象 （１）　　［Ｂ書の特許請求の範囲の欄（２）　　明細
書の発明の詳細な説明の欄＆補正の内容 ＋１）　　特許請求の範囲を別紙のように補正する。 （２）　　明細書４７頁第９行目に「スピクトル」と６
るを「スペクトル」と間圧する。 （３）　　明細書第７頁第１７行目に「符号とｔ」とあ
るのを「符号と前記代表的な音源パルス列を表す符号と
を」と補正する。 （４）　　明細書第９頁第１３行目に「前記駆動音源」
とめるのを「前記復元嘔れた駆動音源」と補正する。 （５）　　明ｉ４ｖ２ｉｇ１７頁第１行目に「パスル」
とめるのｔ−ｒパルス」と補正する。 （６）明細書第１８頁第２行目にｒｈｉ、ｊＪ　とめる
ＯをｒＫｉｊＪと補正する。 （７）　　明細書第１８頁第３行目に「Ｋｉ　、　ｊ　
−Ｉ　Ｊ　　とｂるのｔｒＫｉｊ−ＩＪと補正する。 （８〕　　明細書第１８頁第３行目に、「Ｋｉ、ｊ刊」
とあるのを「Ｋｉ）刊」と補正する。 （９）　　明ｍ誓第１９頁第６行目に「サブフレーム位
相」とあるのを「サブフレーム位相Ｊと補正する。 αｌ１１　　明細書第２３頁第１行目に「方法等」とめ
るのｆ：ｒ方法や良好な音声を再生できるような区間を
選択する方法等」と補正する。 、１ノ１１Ｎ 代理人　弁理士　内　原　　　晋 特許請求の範囲 Ｌ　送信側では離散的な音声信号を入力し、前記音声信
号から短時間スペクトル包絡ｔ−表すスペクトルパラメ
ータとピッチを表すピッチパラメータとを抽出して符号
化し、前記音声信号と前記ピッチパラメータと前記スペ
クトルパラメータ分もとくして前記音声信号を表わすた
めの代表的な音源パルス列を前記ピッチパラメータに応
じて求めた時間区間のうちの代表的な区間に対しあらか
じめ定められた個数たけ求めて符号化し、前記ピッチパ
ラメータを表す符号と前記スペクトルパラメータｔ−表
す符号と前記代表的な音源パルス列ｔ”表わす符号とｔ
−組み合わせて出力し、受信例では前記組み合わされた
符号を人力し、前記ピッチパラメータを表す符号と前記
スペクトルパラメータを表す符号と前記代表的な音源パ
ルスタリを表す符号とを分離して信号し、前記復号され
たピッチパラメータと前記復号された音源パルス列をも
とに前記音源パルス列に対し時間的にな０らかな変化を
与える処理をほどこして駆動音源信号を復元し前記復元
された駆動音源信号と前記復元されたスペクトルパラメ
ータをもとに前記音声信号を合成することを特徴とする
音声符号化方式。 ２　入力し７ｔｆ声信号から短時間スペクトル包絡を表
すスペクトルパラメータとピッチｔ−ｉすピッチパラメ
ータとｔ抽出し符号化するパラメータ計算回路と、前記
音声信号と前記ピッチパラメータと前記スペクトルパラ
メータをもとにして前記曽声信号を表わ丁友めの代表的
な音源パルス列を前記ピッチパラメータに応じて求めた
時間区間のうちの代表的な区間に対しめらかじめ定めら
れた個数だけ求めて符号化する駆動信号計算回路と、前
記パラメータ計算回路の出力符号と前記駆動信号計算回
路の出力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１特徴とする音声符号化装置。 １　ピッチパラメータを表す符号とスペクトルパラメー
タを茨す符号とｆｍパルス列を表す符号とが組み合わさ
れた符号系列が入力さｎ１前記ビソチバ２メータを表す
符号と前記スペクトルパラメータを表す符号と前記音源
パルス列ヲ表す符号とを分離して復号するマルチプレク
サ回路と、前記復号延ＫＬ７Ｃヒツチパラメータと前記
復号さｎた音源パルス列をもとに前記音源パルス列に対
して時間的になめらかな変化を与える処理をほどこして
駆動音源信号ｆ：復元する駆動音源信号復元回路と、ｉ
Ｉｒ紀復元された駆動音源信号と前記復号されたスペク
トルパラメータとをもとに音声信号を合成し出力する合
成フィルタ回路と金有することに％徴とする音声復号化
装置。 代理人　弁理士　内　原　　　晋・　　　、：゛、ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信側では離散的な音声信号を入力し、前記音声信
   号から短時間スペクトル包絡を表すスペクトルパラメー
   タとピッチを表すピッチパラメータとを抽出して符号化
   し、前記音声信号と前記ピッチパラメータと前記スペク
   トルパラメータをもとにして前記音声信号を表すための
   代表的な音源パルス列を前記ピッチパラメータに応じて
   求めた時間区間のうちの代表的な区間に対しあらかじめ
   定められた個数だけ求めて符号化し、前記ピッチパラメ
   ータを表す符号と前記スペクトルパラメータを表す符号
   とを組み合わせて出力し、受信側では前記組み合わされ
   た符号を入力し、前記ピッチパラメータを表す符号と前
   記スペクトルパラメータを表す符号と前記代表的な音源
   パルス列を表す符号とを分離して復号し、前記復号され
   たピッチパラメータと前記復号された音源パルス列をも
   とに前記音源パルス列に対し時間的になめらかな変化を
   与える処理をほどこして駆動音源信号を復元し前記復元
   された駆動音源信号と前記復元されたスペクトルパラメ
   ータををもとに前記音声信号を合成することを特徴とす
   る音声符号化方式。 ２、入力した音声信号から短時間スペクトル包絡を表す
   スペクトルパラメータとピッチを表すピッチパラメータ
   とを抽出し符号化するパラメータ計算回路と、前記音声
   信号と前記ピッチパラメータと前記スペクトルパラメー
   タをもとにして前記音声信号を表すための代表的な音源
   パルス列を前記ピッチパラメータに応じて求めた時間区
   間のうちの代表的な区間に対しあらかじめ定められた個
   数だけ求めて符号化する駆動信号計算回路と、前記パラ
   メータ計算回路の出力符号と前記駆動信号計算回路の出
   力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。 ３、ピッチパラメータを表す符号とスペクトルパラメー
   タを表す符号と音源パルス列を表す符号とが組み合わさ
   れた符号系列が入力され、前記ピッチパラメータを表す
   符号と前記スペクトルパラメータを表す符号と前記音源
   パルス列を表す符号とを分離して復号するマルチプレク
   サ回路と、前記復号されたピッチパラメータと前記復号
   された音源パルス列をもとに前記音源パルス列に対して
   時間的になめらかな変化を与える処理をほどこして駆動
   音源信号を復元する駆動音源信号復元回路と、前記駆動
   音源信号と前記復号されたスペクトルパラメータとをも
   とに音声信号を合成し出力する合成フィルタ回路とを有
   することを特徴とする音声復号化装置。