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JP2906968B2 - マルチパルス符号化方法とその装置並びに分析器及び合成器 - Google Patents

マルチパルス符号化方法とその装置並びに分析器及び合成器

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JP2906968B2
JP2906968B2 JP5341315A JP34131593A JP2906968B2 JP 2906968 B2 JP2906968 B2 JP 2906968B2 JP 5341315 A JP5341315 A JP 5341315A JP 34131593 A JP34131593 A JP 34131593A JP 2906968 B2 JP2906968 B2 JP 2906968B2
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signal
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哲 田口
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA002137418A priority patent/CA2137418C/en
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
    • G10L19/10—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a multipulse excitation

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマルチパルス符号化方法
とその装置並びに分析器及び合成器に係り、特に音声信
号を標本化後分析フレーム毎に線形予測分析して抽出し
たスペクトル包絡情報に基づいて効率よく符号化する、
マルチパルス符号化方法とその装置並びに分析器及び合
成器に関する。
【０００２】音声信号の帯域圧縮技術において、音声信
号を例えば１６ｋｂｐｓ以下の低ビットレートで符号化
して伝送することが要求されている。かかる低ビットレ
ートで音声信号を符号化し伝送し、受信側で良好な再生
品質を得る方法としてマルチパルス符号化方法が知られ
ている（例えば、Ｂ．Ｓ．ＡＴＡＬ他，”Ａ ｎｅｗｍ
ｏｄｅｌ ｏｆ ＬＰＣ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏ
ｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｎａｔｕｒａｌ−ｓｏｕｎｄ
ｉｎｇ ｓｐｅｅｃｈ ａｔ ｌｏｗ ｂｉｔ ｒａｔ
ｅｓ”，１９８２年度ＩＣＡＳＳＰ予稿集６１４〜６１
７頁）。
【０００３】このマルチパルス符号化方法は、音声信号
をスペクトル包絡情報と音源情報とに分離して伝送する
ものであり、音源情報を振幅と位置とに自由度を有する
複数のパルス（マルチパルス）で表現するものである。
ここで、スペクトル包絡情報は入力音声信号を発音する
声道系のスペクトル分布情報を表すもので、通常ＬＰＣ
係数により表される。また、音源情報はスペクトル包絡
の微細構造を示すもので、入力音声信号の音源の強さ、
ピッチ周期、有声・無声に関する情報が含まれる。
【０００４】マルチパルス符号化方法では、符号化の効
率の良いマルチパルスを実用的な演算量で抽出すること
が主要な技術テーマである。マルチパルスを抽出する方
法には、前記文献に記載されたアタル（Ｂ．Ｓ．ＡＴＡ
Ｌ）などによるＡ−ｂ−Ｓ（Ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ−
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）法、あるいはパルス探索を相関領
域で行う方法（小沢他，「マルチパルス駆動型音声符号
化法の検討」、電子通信学会ＣＡＳ８２−２０２（１９
８３．３））、更には本発明者により開示された、例え
ば相互相関係数と正規化自己相関係数などとの類似度を
勘案した方法（特公平２−４２２４０号公報）などが知
られている。かかるマルチパルス符号化方法では、符号
化の効率を向上することが望まれている。
【０００５】
【従来の技術】図１６は従来のマルチパルス符号化方法
の一例の概略ブロック図を示す。同図において、入力端
子１より音声信号が入力されるＡＤ変換器２と、ＬＰＣ
分析処理器３、聴感重み付フィルタ４、マルチパルス分
析器５、符号化器６及びマルチプレクサ７とより分析側
が構成され、デマルチプレクサ８、復号化器９、１０及
びマルチパルス波形合成器１１により合成側が構成され
てている。
【０００６】入力端子１に入力された音声信号はＡＤ変
換器２に供給され、ここで内蔵する低域フィルタ（ＬＰ
Ｆ）により３．４ｋＨｚ以下の周波数に帯域制限された
後、入力端子１２を介して入力される８ｋＨｚの標本化
周波数により標本化される。この標本化音声信号は、Ｌ
ＰＣ分析処理器３及び聴感重み付フィルタ４にそれぞれ
供給される。
【０００７】ＬＰＣ分析処理器３は標本化音声信号を分
析フレーム周期毎に線形予測分析（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒ
ｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｃｏｄｉｎｇ：ＬＰＣ）して、量子
化ｋパラメータ
【０００８】
【外１】 、αパラメータαｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｐ）、減
衰αパラメータγｉ αｉ （ｉ＝１，２，．．．，
Ｐ）を算出し（但し、ＰはＬＰＣ分析次数）、量子化ｋ
パラメータはマルチプレクサ７に、αパラメータと減衰
αパラメータは聴感重み付フィルタ４に、減衰αパラメ
ータはマルチパルス分析器５にそれぞれ供給する。
【０００９】聴感重み付フィルタ４は音声信号の符号化
に伴い発生する符号化雑音を、人間の聴覚の性質を利用
して聴感的に軽減するために、入力標本化音声信号のス
ペクトル構造を予め変形（聴感重み付け）するものであ
り、次式に示す伝達関数Ｗ（Ｚ）を有する。
【００１０】
【数１】 ここで、上式中、ＺはＺ変換表示による伝達関数Ｈ（Ｚ
−１）におけるＺ＝ｅｘｐ（ｊλ）を示し、またλ＝２
πΔＴｆ、ΔＴは標本化周波数の逆数、ｆは周波数を示
す。なお、γは重み付けの程度を決定する減衰係数であ
り、０＜γ≦１の範囲で設定される。γ＝１の場合、
（１）式のＷ（Ｚ）は”１”となり、聴感重み付フィル
タ４を省略することができる。
【００１１】マルチパルス分析器５は、聴感重み付フィ
ルタ４により聴感重み付けされた標本化音声信号を入力
信号として受け、この入力信号に対して入力端子１３よ
り供給される８ｋＨｚのクロック信号と、ＬＰＣ分析処
理器３よりの減衰αパラメータγｉ αｉ とから公知
の方法でマルチパルスを分析する。この分析されたマル
チパルスは符号化器６へ出力される。
【００１２】符号化器６は入力されたマルチパルスの振
幅と位置とを各々量子化し、マルチプレクサ７へ出力す
る。マルチプレクサ７はこれら量子化データと、ＬＰＣ
分析処理器３より供給されるｋパラメータとを多重化
し、その多重化データを伝送路を介してデマルチプレク
サ８へ出力する。
【００１３】デマルチプレクサ８は入力多重化データを
量子化データとｋパラメータとに分離し、ｋパラメータ
は復号器９へ出力し、量子化データは復号器１０へ出力
する。復号器９はｋパラメータを復号して復号化ｋパラ
メータｋｉ ′（ｉ＝１，２，．．Ｐ）を生成し、これ
をマルチパルス波形合成器１１へ出力する。復号器１０
はマルチパルスの量子化データを復号して、復号化マル
チパルスを生成し、これをマルチパルス波形合成器１１
へ出力する。
【００１４】マルチパルス波形合成器１１はこれらの入
力復号化ｋパラメータｋｉ ′と入力復号化マルチパル
スとを、入力端子１４より入力される８ｋＨｚのクロッ
ク信号に基づいて波形合成することにより、音声信号を
生成して出力端子１５へ出力する。
【００１５】以上説明した従来方法において、マルチパ
ルスを抽出する方法は前記したＡ−ｂ−Ｓ法、相関処理
による方法、類似度による方法のどれでも具現化可能で
ある。ここでは、相関処理による方法を用いた従来のマ
ルチパルス符号化方法について簡単に説明する。
【００１６】図１７は相関処理による方法を用いた従来
のマルチパルス符号化方法の一例のブロック図を示す。
同図中、図１６と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。図１７において、マルチパルス分析
器５はインパルス応答算出器５１、相互相関算出器５
２、自己相関算出器５３及びマルチパルス検索器５４よ
りなる。また、マルチパルス波形合成器１１は、ＬＰＣ
合成フィルタ１１１及びＤＡ変換器１１２より構成され
ている。
【００１７】インパルス応答算出器５１はＬＰＣ分析処
理器３より供給される減衰αパラメータγｉαｉを用い
て、下記（２）式に示す伝達関数Ｈ（Ｚ）′を有するフ
ィルタのインパルス応答ＩＭｉｍ（ｉｍ＝０，
１，．．．）を算出し、相互相関算出器５２と自己相関
算出器５３にそれぞれ出力する。
【００１８】
【数２】 相互相関算出器５２は聴感重み付フィルタ４から供給さ
れる標本化音声信号と、前記インパルス応答ＩＭｉｍと
の相互相関係数φｍ（ｍ＝１，２，．．．，Ｍで、Ｍは
マルチパルス分析フレーム長）を算出し、マルチパルス
検索器５４へ供給する。ここで、相互相関関数とは、二
つの信号系列の間の相関関係を示す関数である。
【００１９】自己相関算出器５３は前記インパルス応答
ＩＭｉｍの自己相関係数Ｒτ（τ＝−Ｎ，−Ｎ＋
１，．．．，−１，０，１，．．．，Ｎ）を算出して、
マルチパルス検索器５４へ供給する（但し、Ｎは有効な
自己相関計数タップ数）。ここで、自己相関関数とは、
ある時間ずらした信号波形が元の信号波形とどの程度相
関があるかを示す関数である。
【００２０】なお、自己相関係数Ｒτは遅れ時間０（す
なわち、インパルス応答ＩＭｉｍが一致している場合）
を中心にして＋方向と−方向とが対称となり、理論上０
から＋∞まで存在する波形であって、インパルス応答Ｉ
Ｍｉｍが時刻（又は時間間隔）の概念であるのに対し、
自己相関係数Ｒτはタップ遅れ（離散系列の場合）の概
念である。なお、実用上は自己相関係数Ｒτの定義範囲
を−数ｍｓ〜＋数ｍｓなどの有限範囲にして何ら問題な
い。
【００２１】マルチパルス検索器５４はこれら相互相関
係数φｍと自己相関係数Ｒτとから以下の手順でマルチ
パルスを検索する。
【００２２】相互相関係数φｍの最大値を検索する。
【００２３】この最大値の位置に最大値の値に比例す
る振幅を有するパルスを設定する。
【００２４】相互相関係数φｍを自己相関係数Ｒτと
パルスの振幅値とにより補正する。
【００２５】上記の〜を必要な回数だけ繰り返
す。
【００２６】次に、マルチパルス波形合成器１１につい
て説明する。ＬＰＣ合成フィルタ１１１は復号化器９よ
り供給される復号化ｋパラメータｋｉ′をフィルタ係数
とし、復号化器１０より供給される復号化されたマルチ
パルスを音源として標本化音声波形を合成する。この標
本化音声波形の標本化周波数は、入力端子１４より入力
される８ｋＨｚのクロック信号に基づき８ｋＨｚであ
る。ＬＰＣ合成フィルタ１１から取り出された標本化音
声波形は、ＤＡ変換器１１２へ供給され、ここでディジ
タル−アナログ変換されることにより連続するアナログ
音声信号に変換された後、出力端子１５より出力され
る。
【００２７】なお、ＬＰＣ合成フィルタ１１１のフィル
タ係数は復号化器９により復号された復号化ｋパラメー
タｋｉ ′を使用しているが、これをαパラメータαｉ
に変換して使用してもよい。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
のマルチパルス符号化方法は、マルチパルスに与えられ
る位置の自由度が分析器で標本化される音声信号の標本
点に拘束されるため、分析器の標本化が符号化の効率が
制限される要因となっている。この分析器における分析
フレームのいたる所で音声信号の標本化点による位相的
拘束を逃れる手段として、入力音声信号をナイキストレ
ートを大幅に上回る標本化周波数で標本化することが考
えられる。
【００２９】図１８はナイキストレートを大幅に上回る
標本化周波数を用いた場合のマルチパルス符号化方法の
一例の概略ブロック図を示す。同図中、入力端子１に入
力された音声信号はＡＤ変換器２に供給され、内蔵のＬ
ＰＦ２１により上限周波数３．４ｋＨｚの低周波成分に
帯域制限された後、ＡＤ変換手段２２に供給され、入力
端子１６よりの標本化周波数により標本化される。この
標本化周波数はナイキストレートを大幅に上回る標本化
周波数、例えば２４ｋＨｚである。
【００３０】このＡＤ変換器２により標本化された音声
信号は、マルチパルス分析手段１７に入力される。マル
チパルス分析手段１７は図１７に示したＬＰＣ分析処理
器３、聴感重み付フィルタ４、マルチパルス分析器５、
符号化器６及びマルチプレクサ７よりなる構成であり、
前記したように、入力標本化音声信号を分析し、スペク
トル包絡情報としてのＬＰＣ係数と、音源情報としての
マルチパルスを算出、抽出する。これらの情報は伝送路
を介してマルチパルス合成手段１８に供給される。
【００３１】マルチパルス合成手段１８は図１７に示し
たデマルチプレクサ８、復号化器９、１０及びＬＰＣ合
成フィルタ１１１より構成されており、入力された情報
から前記した手法で２４ｋＨｚで標本化された音声波形
を合成し、ＤＡ変換器１１２へ出力する。ＤＡ変換器１
１２は内蔵するＤＡ変換手段１１２１において、入力端
子１９より入力される２４ｋＨｚのクロック信号に基づ
いて、マルチパルス合成手段１８よりの標本化音声波形
をディジタル−アナログ変換し、これにより連続する音
声波形を得た後、ＬＰＦ１１２２により折り返し成分を
除去して３．４ｋＨｚ以下の連続音声信号とし、出力端
子１５へ出力する。
【００３２】この場合、マルチパルスの位置に対する自
由度は向上するが、ＬＰＣ係数の必要な次数（係数の個
数）は音声信号の予測時間を一定とすると、音声信号の
標本化周波数に比例し、この例では例えば４８個必要と
なる。そのため、上記の如く、入力音声信号をナイキス
トレートを大幅に上回る標本化周波数で標本化すること
により、マルチパルスの位置に対する自由度を大きくし
た場合は、スペクトル包絡情報の符号化効率が低下し、
その結果総合的に符号化効率が低下してしまう。
【００３３】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
入力音声信号の標本化周波数を高速化することなく、マ
ルチパルスの位置に対する自由度を拡大し、符号化効率
の良いマルチパルス符号化方法とその装置並びに分析器
及び合成器を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチパルス符
号化方法及び装置では、上記の目的を達成するため、入
力音声信号を分析側で所望の標本化周波数で標本化して
得られた標本化音声信号を、分析フレーム毎にＬＰＣ分
析してＬＰＣ係数を抽出し、ＬＰＣ係数をスペクトル包
絡情報とし、スペクトル包絡情報と共に入力音声信号の
音声情報を構成する音源情報を分析フレーム毎に音源情
報の特徴に対応する発生時間位置と振幅とを有する複数
個のインパルス系列（マルチパルス）を以て表現して入
力音声信号の分析及び合成を行うマルチパルス符号化方
法及び装置において、インパルス系列の発生時間位置を
標本化音声信号の標本化周波数を高速化せずに、標本化
音声信号の標本点に対し、上記の標本化音声信号の標本
点で決定される時間位置以外の時間位置に設定するため
の自由度を付与してマルチパルス分析するよう構成した
ものである。
【００３５】また、本発明のマルチパルス符号化方法及
び装置はＬＰＣ係数に基づきインパルス応答を算出した
後、インパルス応答と標本化音声信号との相互相関係数
を算出すると共に、インパルス応答の自己相関係数を算
出し、相互相関係数の極大点又は極小点のうち絶対値が
最大のものと自己相関係数とから補間自己相関係数を算
出し、この補間自己相関係数により相互相関係数を補正
することを所要回数繰り返し、その都度補正された相互
相関係数の極大点又は極小点の時間的位置と振幅とをマ
ルチパルス情報として出力する。
【００３６】また、本発明のマルチパルス分析器は、Ｌ
ＰＣ係数に基づき算出したインパルス応答を標本化音声
信号の標本化周波数より高い周波数の分析基準クロック
によりアップサンプルするアップサンプル手段と、標本
化音声信号を分析基準クロックによりアップサンプル
し、これらアップサンプルされた標本化音声信号とイン
パルス応答とから相互相関係数を算出する相互相関算出
器と、アップサンプルされたインパルス応答の自己相関
係数を算出する自己相関算出器と、相互相関係数と自己
相関係数とからマルチパルス情報を出力するマルチパル
ス検索器とを有する。
【００３７】また、上記のアップサンプル手段の代わり
に、標本化音声信号の標本化周波数と等しい相互相関係
数のパルス列を、周波数は同一で互いに位相の異なる複
数のパルス列にマルチ位相化するマルチ位相化器と、マ
ルチ位相化された相互相関係数のパルス列と自己相関係
数とから各パルス列毎にマルチパルス情報を出力するマ
ルチパルス検索器とを有する構成としてもよい。
【００３８】更に、本発明の分析器は、マルチパルスの
発生時間位置を入力音声信号を標本化する標本化周波数
の標本点の近傍に写影するパルス位置写影器と、写影結
果に基づいて符号化する符号化器とを有する構成により
実現してもよい。
【００３９】本発明の合成器は、分析側より供給される
符号化されたマルチパルスを復号化して得た復号化マル
チパルス情報と復号化されたＬＰＣ係数とが入力され、
復号化されたＬＰＣ係数をフィルタ係数として復号化マ
ルチパルス情報から複数組の第１の合成出力を生成する
合成フィルタと、複数組の第１の合成出力から前記分析
側の入力音声信号の標本化周波数よりも高い周波数の合
成基準クロックによりアップサンプルされ、かつ、互い
に位相が異なる複数組の第２の合成出力を生成する手
段、若しくは分析側の入力音声信号の標本化周波数と同
一の周波数のタイミングパルスにより、標本化周波数と
同一周波数で、かつ、互いに位相が異なる複数組の第２
の合成音声波形列を生成する手段と、この第２の合成音
声波形列を加算する加算器と、加算器の出力信号をアナ
ログ信号に変換して音声信号を出力するＤＡ変換器とを
有する構成としたものである。
【００４０】また、本発明の合成器は、分析側より供給
される符号化されたマルチパルスを復号化して得た復号
化マルチパルス情報と復号化されたＬＰＣ係数とが入力
され、復号化されたＬＰＣ係数からインパルス応答を算
出する手段と、分析側の入力音声信号の標本化周波数と
同一周波数で標本化された離散パルス列を相関処理によ
り算出する手段と、離散パルス列と前記復号化マルチパ
ルス情報とより音源パルスを生成する手段と、復号化さ
れたＬＰＣ係数をフィルタ係数として音源パルスから合
成音声波形列を生成する合成フィルタとを有する構成と
したものである。
【００４１】
【作用】本発明の作用について従来と対比して、図１５
と共に説明する。インパルス応答から算出される自己相
関係数Ｒτは、例えば−２０タップより＋２０タップ
（例えば、−２．５ｍｓ〜２．５ｍｓ）分を観測した場
合、図１５（Ａ）にａで示される。ここで、例えば＋
２．５ｍｓ（−２．５ｍｓ）とは一方のインパルス応答
を基準とし、他方のインパルス応答を相対的に２．５ｍ
ｓ遅らせる（進ませる）ことを意味する。また、インパ
ルス応答と標本化音声信号とから算出される相互相関係
数φｍは、例えば一部の区間４０タップ分（５ｍｓ）が
図１５（Ｂ）にｂ１で示される。
【００４２】従来方法では、マルチパルス検索のため
に、まず相互相関係数の最大値を検索する。図１５
（Ｂ）に示す相互相関係数ｂ１の最大値は−１タップに
位置するため、最初のパルスが同図（Ｃ）にｃ１で示す
ように、最大値に比例する振幅で設定される。続いて、
相互相関係数ｂ１を自己相関係数ａと上記のパルスｃ１
の発生時間位置と振幅とに基づいて補正することによ
り、図１５（Ｄ）にｂ２で示す相互相関係数が得られ
る。この補正は相互相関係数をパルスの振幅で重み付け
られた自己相関係数で単純に減じる方法で行われる。
【００４３】続いて、補正した上記の相互相関係数ｂ２
の最大値を検索する。この相互相関係数ｂ２の最大値は
タップ位置０に位置するため、第２番目のパルスｃ２が
この最大値に比例する振幅でタップ位置０に設定され
る。この第２番目のパルスｃ２を前記した最初のパルス
ｃ１と共に図１５（Ｅ）に示す。そして、相互相関係数
ｂ２を自己相関係数ａと上記のパルスｃ２の発生時間位
置と振幅とに基づいて補正することにより、図１５
（Ｆ）にｂ３で示す相互相関係数が得られる。従来方法
では以下、必要な回数だけ上記の手順が繰り返される。
【００４４】図１５（Ｅ）に示すように、第１番目のパ
ルスｃ１と第２番目のパルスｃ２とは高々１タップの間
隔である。このことから、入力音声信号の標本化位置を
固定しなければ、より少ないパルス数で有効なパルスの
設定が可能となる。本発明はこのことに着目してなされ
たものである。
【００４５】すなわち、本発明では、インパルス系列の
発生時間位置を標本化音声信号の標本点に対し自由度を
付与して、例えば図１５（Ｇ）にｄ１で示す相互相関係
数を算出する。この図１５（Ｇ）にｄ１で示す波形は、
入力音声信号を２分の１タップ（例えば６２．５μｓ）
だけ遅延させて８ｋＨｚの標本化周波数により標本化し
た音声波形を用いて相互相関係数φｍを算出し、その一
部の区間を示したものである。本発明ではこの相互相関
係数φｍ（ｄ１）の最大値を検索し、その最大値が存在
する時間的位置であるタップ位置０に最大値に比例する
振幅のパルスを図１５（Ｈ）にｅ１で示す如くに設定す
る。
【００４６】次に、上記の相互相関係数φｍ（ｄ１）を
図１５（Ａ）に示した自己相関係数ａと上記のパルスｅ
１の発生時間位置と振幅とに基づいて補正する。これに
より、図１５（Ｉ）にｄ２で示す相互相関係数が得られ
る。この相互相関係数ｄ２は従来方法により得られる相
互相関係数ｂ３と比べると、充分に相互相関係数列が低
減されていることがわかる。すなわち、本発明では音声
信号の標本化点を適切に設定することにより、より少な
いパルス数により有効なパルスの設定ができる。
【００４７】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明方法の一実施例の概略ブロック図を示す。同
図中、図１６と同一構成部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。図１において、マルチパルス分析器２
０はＬＰＣ分析処理器３より供給されるＬＰＣ係数の一
種の減衰αパラメータに基づいて生成したインパルス系
列の発生時間位置を、聴感重み付フィルタ４より入力さ
れる標本化音声信号の標本点に対して、従来に比べて位
置の自由度を高くして決定する方法でマルチパルスを分
析し、分析結果のマルチパルス列を符号化器４１へ出力
する。
【００４８】符号化器４１はマルチパルス列の各パルス
の振幅と位置とをそれぞれ量子化する。このとき、符号
化器４１は振幅の量子化については図１６に示した従来
の符号化器６と同一の量子化を実施し、位置の量子化に
ついては分析精度の向上と量子化の効率を勘案し、量子
化ビット数を設定する。符号化器４１はこれら量子化デ
ータをマルチプレクサ４２へ出力する。マルチプレクサ
４２はこれら量子化データとＬＰＣ分析処理器３より供
給されるＬＰＣ係数の一種であるｋパラメータを多重化
し、伝送路を介して合成器側へ出力する。
【００４９】デマルチプレクサ４３は伝送路を介して入
力された多重化データを量子化データとｋパラメータと
に分離し、ｋパラメータは復号器９へ出力し、量子化デ
ータは復号器４４へ出力する。復号器４４はマルチパル
スの量子化データを復号して、復号化マルチパルス列を
生成し、これをマルチパルス波形合成器４５へ出力す
る。
【００５０】マルチパルス波形合成器４５は復号器９よ
りの入力復号化ｋパラメータｋｉ′と復号器４５から入
力される復号化マルチパルス列とを波形合成することに
より、音声信号を生成して出力端子１５へ出力する。こ
のとき復号化マルチパルス列はその位置が標本化周波数
の標本点に対して自由度を有するため、マルチパルス波
形合成器４５はこの自由度を前提とした音声波形の合成
を実施する。
【００５１】次に、上記の概略ブロック図に対応する本
発明の第１実施例について説明する。図２は本発明の第
１実施例のブロック図を示す。同図中、図１及び図１６
と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図２において、分析側は、ＡＤ変換器２、ＬＰＣ分
析処理器３、聴感重み付フィルタ４、マルチパルス分析
器２０、符号化器４１及びマルチプレクサ４２より構成
され、また合成側はデマルチプレクサ４３、復号化器
９、復号化器４４及びマルチパルス波形合成器４５より
構成されている。
【００５２】本実施例はマルチパルス分析器２０の構成
に特徴を有するものであり、ＬＰＣ分析処理器３の構成
と共に、次に詳細に説明する。まず、ＬＰＣ分析処理器
３の構成について説明するに、図３はＬＰＣ分析処理器
３の一例のブロック図を示す。ＬＰＣ分析処理器３は一
時メモリ３１、窓処理器３２、ハミング係数メモリ３
３、ＬＰＣ分析器３４、符号化器３５、復号化器３６、
ｋ／α変換器３７、減衰係数メモリ３８及び減衰係数印
加器３９より構成されている。ここで、復号化器３６は
合成側の復号化器９と同一構成である。
【００５３】このＬＰＣ分析処理器３の動作について説
明するに、ＡＤ変換器２より取り出された標本化音声信
号は、一時メモリ３１で一旦蓄積される。窓処理器３２
は入力端子４０より入力される５０Ｈｚのフレーム信号
に基づき、２０ｍｓのフレーム毎に一時メモリ３１より
３０ｍｓ分（２４０サンプル分）の標本化音声信号を読
み出し、ハミング係数メモリ３３より読み出したハミン
グ係数（２４０ポイント）により窓掛け処理を行い、得
られた処理結果をＬＰＣ分析器３４へ供給する。
【００５４】ＬＰＣ分析器３４は窓掛けされた標本化音
声信号から公知の自己相関法によりＬＰＣ係数の一種で
あるｋパラメータｋｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｐ）を算
出する。本実施例ではＰ＝１２である。算出されたｋパ
ラメータｋｉは符号化器３５に供給されて量子化され、
量子化ｋパラメータ
【００５５】
【外２】 として外部へ出力されると共に復号化器３６に供給され
て復号化される。
【００５６】復号化器３６より取り出された復号化ｋパ
ラメータｋｉ′（ｉ＝１，２，．．．，Ｐ）はｋ／α変
換器３７に供給され、公知の方法でαパラメータα
ｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｐ）に変換された後外部へ出
力される一方、減衰係数印加器３９に供給される。減衰
係数印加器３９はこのαパラメータαｉと、減衰係数メ
モリ３８から読み出した減衰係数γｉ（ｉ＝１，
２，．．．，Ｐ）とを乗算し、乗算結果を減衰αパラメ
ータγｉαｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｐ）として外部へ
出力する。
【００５７】再び図２に戻って説明するに、マルチパル
ス分析器２０はインパルス応答算出器２１、相互相関算
出器２２、自己相関算出器２３及びマルチパルス検索器
２４より構成されている。このマルチパルス分析器２０
の構成ブロックのうちインパルス応答算出器２１、相互
相関算出器２２及び自己相関算出器２３はそれぞれ前記
インパルス応答算出器５１、相互相関算出器５２及び自
己相関算出器５３と同じ構成により同様の動作を行うの
に対し、マルチパルス検索器２４は前記マルチパルス検
索器５４と異なり、図４の構成とされている。
【００５８】図４に示すマルチパルス検索器２４は相互
相関係数メモリ２４１、極点検索器２４２、極点算出器
２４３、最大値検索器２４４、パルス一時メモリ２４
５、自己相関係数メモリ２４６、自己相関補間器２４
７、相互相関係数補正器２４８及び制御器２４９より構
成されている。
【００５９】相互相関係数メモリ２４１は図２の相互相
関算出器２２で算出された相互相関係数φｍ （ｍ＝
１，２，．．．，Ｍ；Ｍはマルチパルス分析フレーム長
で、本実施例では２０ｍｓ分、すなわち８ｋＨｚサンプ
ルで１６０）が蓄積される。また、自己相関係数メモリ
２４６は図２の自己相関算出器２３により算出された自
己相関係数Ｒτ（τ＝−Ｎ，−Ｎ＋１，．．．，−１，
０，１，．．．，Ｎ；Ｎは有効な自己相関係数タップ数
で、本実施例では２．５ｍｓ分、すなわち８ｋＨｚサン
プルで２０）が蓄積される。
【００６０】相互相関係数メモリ２４１に蓄積された相
互相関係数φｍ は読み出されて、極点検索器２４２及
び相互相関係数補正器２４８にそれぞれ供給される。極
点検索器２４２は入力された相互相関係数φｍ の全極
大点及び極小点（符号が負の極大点）を検索し、これら
とこれらの前後の１サンプルずつの連続する計３サンプ
ルのデータを極点算出器２４３へ出力する。極点算出器
２４３はこれらの入力３サンプルデータから二次補間に
より極点の位置と振幅とを下記の（３）式及び（４）式
により算出する。
【００６１】
【数３】 ここで、上記の両式中φＬ ，φＬ−１ ，φＬ＋１
は相互相関係数φｍの一つの極大点又は極小点及び前後
の相互相関係数であり、Ｌは極大点又は極小点、すなわ
ち極点のサンプル番号（１≦Ｌ≦Ｍ）である。また、ｔ
ｏｆ（Ｌ）は離散的な極点が存在するサンプルからの偏
位であり、−１＜ｔｏｆ（Ｌ）＜１の範囲の連続値であ
る。ｔｏｆ（Ｌ）の値が負である場合、極点はサンプル
ＬとサンプルＬ−１との間に存在し、正の場合はサンプ
ルＬとサンプルＬ＋１との間に存在する。また、φ
Ｐ（Ｌ）は極値である。極点算出器２４３はこのように
して算出した全極大点又は極小点に対応する全極点の位
置と振幅とを最大値検索器２４４へ出力する。
【００６２】最大値検索器２４４は入力されたこれら全
極点の位置と振幅のうち、振幅の絶対値が最大のものを
検索し、その振幅値φＰ（Ｌ１ ）と対応するサンプル
番号Ｌ１ 及び偏位ｔｏｆ（Ｌ１ ）をパルス一時メモ
リ２４５に供給して蓄積させる一方、自己相関補間器２
４７にそれぞれ出力する。
【００６３】自己相関補間器２４７は最大値検索器２４
４より入力される最大極点の振幅値φＰ（Ｌ１ ）と対
応するサンプル番号Ｌ１ 及び偏位ｔｏｆ（Ｌ１ ）
と、自己相関係数メモリ２４６から読み出された自己相
関係数Ｒτとから二次補間により補間自己相関係数ＣＲ
τを下記（６）式により算出し、サンプル番号Ｌ１ と
共に相互相関係数補正器２４８へ出力する。
【００６４】
【数４】 相互相関係数補正器２４８は相互相関係数メモリ２４１
より供給された相互相関係数φｍを、自己相関補間器２
４７から供給された補間自己相関係数ＣＲτ及びサンプ
ル番号Ｌ１を用いて次式により補正し、その補正結果を
相互相関係数メモリ２４１に書き込む。
【００６５】 φL1+j＝φL1+j−ＣＲj （７） （ｊ＝−Ｎ＋１，−Ｎ＋２，．．．，Ｎ−２，Ｎ−１） ただし、Ｌ１＋ｊが０以上、又はＭ＋１以上の場合は、
その部分は計算を実施しない。上記の場合は、処理する
窓長外であるからである。
【００６６】次に、補正済みの相互相関係数φｍ を用
いて、同様の処理で相互相関係数φｍ の全極点の位置
と振幅のうち、振幅の絶対値が２番目のものの振幅値φ
Ｐ（Ｌ２）と対応するサンプル番号Ｌ２及び偏位ｔｏｆ
（Ｌ２）がパルス一時メモリ２４５に供給して書き込ま
れる。以下、同様にして相互相関係数φｍ の全極点の
位置と振幅のうち、振幅の絶対値が３番目、４番
目、．．．の順で各パルスの振幅値と対応するサンプル
番号及び偏位がパルス一時メモリ２４５に次々に書き込
まれる。
【００６７】制御器２４９は、マルチパルス検索器２４
の全体の動作を制御するもので、パルス一時メモリ２４
５に必要な数のパルス情報が書き込まれるまで、パルス
の検索及びパルス一時メモリ２４５への書き込みを実行
させ、必要数のマルチパルス情報書き込み後、パルス一
時メモリ２４５よりこれら書き込んだマルチパルス情報
を読み出して外部へ出力させる。
【００６８】再び図２に戻って説明するに、符号化器４
１はマルチパルス分析器内のマルチパルス検索器２４よ
り取り出されたマルチパルス情報、すなわち相互相関係
数φｍの全極点のうち、必要数の極点の振幅情報φ
Ｐ（Ｌ１），φＰ（Ｌ２ ），．．．と対応するサンプ
ル番号Ｌ１ ，Ｌ２ ，．．．及び偏位ｔ
ｏｆ（Ｌ１），ｔｏｆ（Ｌ２），．．．のうち、振幅情
報φＰ（Ｌ１），φＰ（Ｌ２ ），．．．は符号化器６
で用いた方法と同一の方法で量子化する。
【００６９】一方、マルチパルスの位置情報Ｌ１ ，ｔ
ｏｆ（Ｌ１）、Ｌ２ ，ｔｏｆ（Ｌ２）、．．．に関し
ては、符号化器４１は符号化器６で用いた方法と基本的
には同一の方法を用いて量子化する。但し、符号化器６
で取り扱う位置情報は離散値であるのに対し、本実施例
では連続量ｔｏｆ（Ｌ１），ｔｏｆ（Ｌ２），．．．が
あるため、若干量子化ビット数を多くする必要がある。
そのため、本実施例では、連続量量子化分として２ビッ
トを各々割り当てている。なお、このビット数の増加
は、マルチパルス検索の大幅な効率向上の効果を若干相
殺することになるが、全体的にはその影響は軽微であ
る。
【００７０】なお、分析側においてマルチパルス検索器
２４は二次補間を利用してマルチパルス検索を行ってい
るが、３次以上の高次補間若しくはフーリエ展開により
各周波数成分毎の補間値の線形加算を利用してもよい。
【００７１】次に、図２の分析側のマルチパルス波形合
成器４５の各実施例について説明する。図５はマルチパ
ルス波形合成器４５の第１実施例のブロック図を示す。
本実施例のマルチパルス波形合成器４５は音源パルス発
生器４５１−１〜４５１−ＮＱ、ＬＰＣ合成フィルタ４
５２−１〜４５２−ＮＱ、アップサンプラ−４５３−１
〜４５３−ＮＱ、遅延器４５４−２〜４５４−ＮＱ、加
算器４５５及びＤＡ変換器４５６より構成されている。
【００７２】ここで、ＬＰＣ合成フィルタ４５２−１〜
４５２−ＮＱは図１７に示した従来のＬＰＣ合成フィル
タ１１１と同一構成である（図５では８ｋＨｚのクロッ
ク信号入力の図示は省略してある。）。また、ＤＡ変換
器４５６は図１８に示したＤＡ変換器１１２と同様に、
入力端子１９より高速クロックが入力される。
【００７３】次に、本実施例の動作について説明する。
図２に示した復号化器９より取り出された復号化ｋパラ
メータｋｉ′（ｉ＝１，２，．．．，Ｐ）はフィルタ係
数として図５のＬＰＣ合成フィルタ４５２−１〜４５２
−ＮＱへ供給される。一方、図２に示した復号化器４４
より取り出された復号化マルチパルス情報は、図５の音
源パルス発生器４５１−１〜４５１−ＮＱに供給され
る。ここで、ＮＱは分析側の符号化器４１において連続
量ｔｏｆ（Ｌ１），ｔｏｆ（Ｌ２），．．．に基づき割
り当てた量子化ビットにより決定される整数であり、量
子化ビットの２の冪乗である。本実施例の上記の量子化
ビット数は、前記したように２ビットであるから、ＮＱ
は４（＝２２ ）である。
【００７４】量子化復号化過程によりマルチパルスの位
置は離散的に表現される。この離散化は入力音声信号の
標本化周期に対しＮＱ倍細かく実施されたものである。
すなわち、音源パルス発生器４５１−１には、分析側の
標本点と一致する位置に存在するマルチパルス情報が入
力され、音源パルス発生器４５１−２には、分析側の標
本点から１２５／ＮＱ（μｓ）だけ遅れたマルチパルス
情報が入力され、以下同様にして音源パルス発生器４５
１−ＮＱには、分析側の標本点から１２５・（ＮＱ−
１）／ＮＱ（μｓ）だけ遅れたマルチパルス情報が入力
される。
【００７５】これら音源パルス発生器４５１−１〜４５
１−ＮＱは入力マルチパルス情報に同期してそれぞれ音
源パルスを発生し、ＬＰＣ合成フィルタ４５２−１〜４
５２−ＮＱに供給する。ＬＰＣ合成フィルタ４５２−１
〜４５２−ＮＱは共通に入力される復号化ｋパラメータ
ｋｉ′をフィルタ係数とし、それぞれ別々に入力される
上記の音源パルスの波形合成を行い、得られた合成波形
をアップサンプラー４５３−１〜４５３−ＮＱにそれぞ
れ供給する。
【００７６】アップサンプラー４５３−１〜４５３−Ｎ
Ｑはそれぞれ入力波形（８ｋＨｚサンプル）をＮＱ倍に
アップサンプルする。本実施例ではＮＱは”４”である
から３２ｋＨｚサンプルの離散波形が発生される。な
お、アップサンプルは３２ｋＨｚで動作するＬＰＦに対
し、８ｋＨｚ相当分に対し波形標本値を入力し、残りの
２４ｋＨｚ相当分に対し零を入力する公知の方法で実施
される。アップサンプラ４５３−１の出力信号は加算器
４５５に直接供給され、アップサンプラ４５２−２〜４
５２−ＮＱの各出力信号は遅延器４５４−２〜４５４−
ＮＱによりそれぞれ所定時間遅延された後加算器４５５
に供給される。
【００７７】遅延器４５４−２は入力された３２ｋＨｚ
サンプルの離散波形を１クロック分、すなわち１２５／
ＮＱ（μｓ）分遅延する。遅延器４５４−３は入力され
た３２ｋＨｚサンプルの離散波形を２クロック分（＝２
５０／ＮＱ（μｓ））遅延する。同様にして遅延器４５
４−ＮＱは入力された３２ｋＨｚサンプルの離散波形を
（ＮＱ−１）クロック分、すなわち（ＮＱ−１）・１２
５／ＮＱ（μｓ）分遅延する。
【００７８】加算器４５５は供給される３２ｋＨｚサン
プルの波形、ＮＱ列をサンプル毎に加算してＤＡ変換器
４５６に出力する。ＤＡ変換器４５６は加算器４５５の
出力３２ｋＨｚサンプル列を、入力端子１９よりの３２
ｋＨｚのクロック信号に基づいてディジタルーアナログ
変換してアナログ音声信号を生成し、出力端子１５へ出
力する。
【００７９】次に、マルチパルス波形合成器４５の第２
実施例について説明する。図６はマルチパルス波形合成
器４５の第２実施例のブロック図を示す。同図中、図５
と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図６において、図５に示したマルチパルス波形合成
器４５のアップサンプラー４５３−１〜４５３−ＮＱと
遅延器４５４−２〜４５４−ＮＱに代えて、アップダウ
ン（Ｕ／Ｄ）サンプラー４５７−１〜４５７−ＮＱとタ
イミング発生器４５８とを設け、またＤＡ変換器４６０
は従来のＤＡ変換器（図１７の１１２）と同様に８ｋＨ
ｚのクロック信号で動作する構成としたものである。
【００８０】ＬＰＣ合成フィルタ４５２−１〜４５２−
ＮＱのそれぞれにより合成された８ｋＨｚサンプルの各
波形は、Ｕ／Ｄサンプラー４５７−１〜４５７−ＮＱに
別々に供給され、ここでＮＱ倍にアップサンプルされた
後タイミング発生器４５８よりそれぞれ別々に入力され
る８ｋＨｚのタイミングパルスにより指定される位置に
ダウンサンプルされる。
【００８１】すなわち、Ｕ／Ｄサンプラー４５７−１〜
４５７−ＮＱは標本化周波数８ｋＨｚのＮＱ倍のクロッ
クで動作するディジタルＬＰＦにより、入力される８ｋ
Ｈｚの標本化波形を公知の方法でＮＱ倍の標本化周波数
の標本化波形に変換した後、タイミング発生器４５８よ
り入力されるタイミングパルスによりＮＱ倍の標本化周
波数の標本化波形をリサンプルし、更に共通に入力され
る合成基準クロックに基づいてリサンプルして得られた
８ｋＨｚの離散波形を出力する。
【００８２】ここで、タイミング発生器４５８は位相が
ＮＱ個存在する８ｋＨｚのタイミングパルス（クロッ
ク）、すなわち位相が３６０／ＮＱ度ずつ異なるＮＱ個
のタイミングパルスを発生し、そのうちＵ／Ｄサンプラ
ー４５７−１にはＬＰＣ合成フィルタ４５２−１〜４５
２−ＮＱを駆動する８ｋＨｚのクロックと同相のタイミ
ングパルスを供給し、Ｕ／Ｄサンプラー４５７−２には
これより１２５／ＮＱ（μｓ）遅れた位相のタイミング
パルスを供給し、以下同様にＵ／Ｄサンプラー４５７−
ＮＱには４５６−１の入力タイミングパルスより（ＮＱ
−１）・１２５／ＮＱ（μｓ）遅れた位相のタイミング
パルスを供給する。
【００８３】加算器４５９はＵ／Ｄサンプラー４５７−
１〜４５７−ＮＱよりそれぞれ共通位相で取り出された
８ｋＨｚの離散波形，ＮＱ列の信号を各サンプル毎に加
算してＤＡ変換器４６０へ出力する。このＤＡ変換器４
６０は８ｋＨｚのクロックに基づき入力加算信号をアナ
ログ信号に変換し、出力端子１５へ連続する音声信号を
出力する。
【００８４】次に、マルチパルス波形合成器４５の第３
実施例について説明する。図７はマルチパルス波形合成
器４５の第３実施例のブロック図を示す。本実施例のマ
ルチパルス波形合成器４５は、ｋ／α変換器４６１、イ
ンパルス応答算出器４６２、離散パルス列算出器４６
３、音源パルスメモリ４６４、音源パルス発生器４６
５、ＬＰＣ合成フィルタ４６６及びＤＡ変換器１１２よ
り構成されている。
【００８５】このうち、ｋ／α変換器４６１は分析側の
ＬＰＣ分析処理器３を構成する、図３のｋ／α変換器３
７と同一構成であり、ＤＡ変換器１１２は図１７に示し
た合成側のマルチパルス波形合成器１１のＤＡ変換器１
１２と同一構成である。また、インパルス応答算出器４
６２は図２に示したインパルス応答算出器２１と同一構
造、同一機能を有し、その入力信号が減衰αパラメータ
γiαiの代わりにαパラメータαiが用いられる。
【００８６】また、ＬＰＣ合成フィルタ４６６はαパラ
メータαiをフィルタ係数とする形式のフィルタであ
る。なお、このＬＰＣ合成フィルタ４６６としては、復
号化ｋパラメータｋi´をフィルタ係数とする形式のフ
ィルタを用いてもよい。この場合のＬＰＣ合成フィルタ
４６６は図１７のＬＰＣ合成フィルタ１１１や図６に示
したＬＰＣ合成フィルタ４５２−１などと同一構成とな
る。
【００８７】次に、本実施例の動作について説明する。
復号化器９より取り出された復号化ｋパラメータｋi´
はｋ／α変換器４６１に供給されてαパラメータαiに
変換された後、ＬＰＣ合成フィルタ４６６にフィルタ係
数として入力される一方、インパルス応答算出器４６２
に供給される。インパルス応答算出器４６２はこの入力
αパラメータαiをフィルタ係数とするフィルタのイン
パルス応答を実用上十分な時間長（本実施例では１２．
５ｍｓ，１００サンプル）だけ算出し、離散パルス列算
出器４６３へ供給する。
【００８８】離散パルス列算出器４６３は、仮にフィル
タが標本点以外の時刻で励振された場合、発生するであ
ろう合成波形と同一の合成波形を得るために、このフィ
ルタを励振する、複数の標本点に適当な振幅が与えられ
たパルス列を算出し、そのパルス列を音源パルスメモリ
４６４へ出力する。
【００８９】ここで、離散パルス列算出器４６３の構成
と動作について、音源パルスメモリ４６４と共に、図８
を参照して詳細に説明する。図８は離散パルス列算出器
４６３と音源パルスメモリ４６４の構成を示すブロック
図である。同図に示すように、離散パルス列算出器４６
３はアップダウン（Ｕ／Ｄ）サンプラー４６３１、一時
メモリ４６３２−１〜４６３２−３、一時メモリ４６３
３、相互相関算出器４６３４−１〜４６３４−３、自己
相関算出器４６３５、及びパルス列検索器４６３６−１
〜４６３６−３より構成されている。また、音源パルス
メモリ４６４は、マルチプレクサ４６４１とパルス列メ
モリ４６４２とより構成されている。
【００９０】Ｕ／Ｄサンプラー４６３１は入力端子４６
３０よりの３２ｋＨｚのクロックにより駆動されるディ
ジタルＬＰＦで、インパルス応答算出器４６２より供給
された、８ｋＨｚの標本化波形であるインパルス応答
（１００サンプル分）をその標本化周期の１／４倍ず
つ、すなわち３１．２５μｓずつ遅延した標本化波形を
以下の手順で生成する。
【００９１】まず、Ｕ／Ｄサンプラー４６３１は入力さ
れた８ｋＨｚ標本化波形を３２ｋＨｚ標本化波形に変換
するために、８ｋＨｚ標本点間に３個の零点を挿入し、
フィルタ演算により入力インパルス応答波形と１リピー
ト区間内で同一の構造を有する波形を生成する。続い
て、Ｕ／Ｄサンプラー４６３１は零点を挿入した３個所
のタイミングに相当するサンプルを各々列として取り出
し、各々一時メモリ４６３２−１、４６３２−２及び４
６３２−３にそれぞれ供給する。
【００９２】これにより、一時メモリ４６３２−１には
８ｋＨｚ標本点より３１．２５μｓ遅れた時刻を標本点
とする波形列が蓄積され、一時メモリ４６３２−２には
８ｋＨｚ標本点より６２．５μｓ遅れた時刻を標本点と
する波形列が蓄積され、一時メモリ４６３２−３には８
ｋＨｚ標本点より９３．７５μｓ遅れた時刻を標本点と
する波形列が蓄積される。また、一時メモリ４６３３に
は８ｋＨｚ標本点に一致する時刻を標本点とする波形列
が記憶される。
【００９３】離散パルス列算出器４６３は一時メモリ４
４６３３に記憶された波形列の線形結合で一時メモリ４
６３４−１〜４６３４−３に記憶された波形列を表現す
るための線形結合をパルス列の形式で算出、検索するた
めに、前記した小沢等による相関処理によるマルチパル
ス検索の手法と同一の手順を採用している。
【００９４】一時メモリ４６３２−１〜４６３２−３に
それぞれ記憶されている波形列は相互相関算出器４６３
４−１〜４６３４−３に供給され、また一時メモリ４６
３３に記憶されている波形列は相互相関算出器４６３４
−１〜４６３４−３及び自己相関算出器４６３５にそれ
ぞれ供給される。相互相関算出器４６３４−１〜４６３
４−３は相互相関係数列を算出し、それを対応して設け
られたパルス列検索器４６３６−１〜４６３６−３に供
給する。また自己相関算出器４６３５は自己相関係数列
を算出し、それを上記のパルス列検索器４６３６−１〜
４６３６−３に供給する。
【００９５】パルス列検索器４６３６−１〜４６３６−
３はそれぞれ入力された相互相関係数列と自己相関係数
列とより、８ｋＨｚ標本化係数列であるパルス列を、前
記相関処理によるマルチパルス検索の手法を用いて検索
し、検索して得られたパルス列を音源パルスメモリ４６
４内のマルチプレクサ４６４１に入力する。
【００９６】マルチプレクサ４６４１は上記の離散パル
ス列算出器４６３より供給されるパルス列と共に、入力
端子４６４０を介して単位パルスが供給される。この単
位パルスは遅れ時間零の波形列がインパルス応答算出器
４６２より供給されたインパルス応答波形そのものであ
ることに鑑み、遅れ時間零のパルス（パルス１個で表現
されるため、列ではない）に相当するものとして設定さ
れるものである。
【００９７】マルチプレクサ４６４１はこれら３種類の
パルス列と単位パルスとを順次切り替えてパルス列メモ
リ４６４２へ供給し記憶させる。なお、本実施例では実
用上、パルス列の有効長を１３タップに設定し、（１
３，４）のサイズの記憶エリアをパルス列メモリ４６４
２に用意している。パルス列メモリ４６４２は図７に示
す音源パルス発生器４６５に適宜読み出される。
【００９８】なお、図８に示した構成において、自己相
関係数列をアップサンプルして相互相関係数列を発生す
るようにしてもよい。この場合、原理上はアップサンプ
ルに使用するＬＰＦの帯域制限周波数は入力音声標本化
における帯域制限周波数の２倍、例えば６．８ｋＨｚ
（＝３．４ｋＨｚ×２）必要であるが、一般に音声信号
の高域側のエネルギーは低域側と比較して極めて弱いた
め、入力音声標本化における帯域制限周波数と同一とし
ても、実用上は殆ど問題ない。
【００９９】再び図７を参照してマルチパルス波形合成
器４５の第３実施例について説明する。図２に示した復
号化器４４より取り出された復号化マルチパルス情報が
図７の音源パルス発生器４６５に供給される。この復号
化マルチパルス情報は、前記したようにパルスの位置と
振幅とを表現するものであり、位置は入力音声信号の標
本点を４分割した離散値で指定されている。
【０１００】音源パルス発生器４６５は標本点からの遅
延に従い、必要なパルス列（単位パルスを含む）を音源
パルスメモリ４６４から読み出し、振幅情報を付加して
音源情報を生成する。この音源情報は、８ｋＨｚ標本化
系列である。生成された音源情報は、ＬＰＣ合成フィル
タ４６６へ供給され、ここで標本化音声波形を合成す
る。ＬＰＣ合成フィルタ４６６から取り出された標本化
音声波形は、ＤＡ変換器１１２へ供給され、ここでディ
ジタル−アナログ変換されることにより連続するアナロ
グ音声信号に変換された後、出力端子１５より出力され
る。
【０１０１】次に、本発明方法の第２実施例について説
明する。図９は本発明方法の第２実施例のブロック図を
示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。図９に示す実施例の分析側
は、ＡＤ変換器２、ＬＰＣ分析処理器３、聴感重み付け
フィルタ４、インパルス応答算出器２１、アップサンプ
ラー６１、６２、相互相関算出器６３、自己相関算出器
６４、マルチパルス検索器６５、符号化器６６及びマル
チプレクサ６７より構成されている。
【０１０２】この分析側の動作について説明するに、聴
感重み付フィルタ４により聴感重み付けされて取り出さ
れた８ｋＨｚサンプルの標本化音声信号は、アップサン
プラー６１に供給されて入力端子６８よりの例えば３２
ｋＨｚの分析基準クロックに基づいてアップサンプルさ
れた後、相互相関算出器６３へ出力される。
【０１０３】一方、インパルス応答算出器２１より取り
出された８ｋＨｚサンプルのインパルス応答波形ＩＭim
がアップサンプラー６２に供給されて入力端子６９より
の例えば３２ｋＨｚの分析クロックに基づいてアップサ
ンプルされた後、相互相関算出器６３と自己相関算出器
６４とにそれぞれ供給される。相互相関算出器６３はア
ップサンプラー６１及び６２よりの二つの波形列の相互
相関係数列を算出してマルチパルス検索器６５へ供給す
る。また、自己相関算出器６４はアップサンプラー６２
よりの波形列の自己相関係数列を算出してマルチパルス
検索器６５へ供給する。
【０１０４】マルチパルス検索器６５はこれら入力され
た相互相関係数列及び自己相関係数列に基づいて、前記
した相関処理による方法あるいは本発明者の提案になる
前記した類似度による方法によりマルチパルスを検索
し、検索されたマルチパルスを符号化器６６へ出力す
る。検索されたマルチパルスの位置はアップサンプラー
６１及び６２により、入力音声信号の標本化周波数の４
倍の細かさで離散値として表現されている。
【０１０５】符号化器６６は入力されたマルチパルスの
振幅と位置とを各々量子化した後符号化し、マルチプレ
クサ６７へ出力する。マルチプレクサ６７はこれら量子
化データと、ＬＰＣ分析処理器３より供給されるｋパラ
メータとを多重化し、その多重化データを伝送路を介し
て合成側へ出力する。
【０１０６】次に、本発明方法の第３実施例について説
明する。図１０は本発明方法の第３実施例のブロック図
を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。図１０に示す実施例の分析側
は、ＡＤ変換器２、ＬＰＣ分析処理器３、聴感重み付フ
ィルタ４、インパルス応答算出器２１、相互相関算出器
２２、自己相関算出器２３、マルチ位相化器７１、マル
チパルス検索器７２、Ｓ／Ｎ算出器７３、符号化器７４
及びマルチプレクサ７５より構成される。また、合成側
はデマルチプレクサ７７、復号化器９及び７８並びにマ
ルチパルス波形合成器７９より構成されている。
【０１０７】次に本実施例の動作について説明する。相
互相関算出器２２より取り出された、８ｋＨｚ標本化系
列である相互相関係数φｍ はマルチ位相化器７１へ供
給され、ここで入力端子７６より入力される分析基準ク
ロックによりマルチ位相化される。このマルチ位相化は
前記Ｕ／Ｄサンプラー４５６−１〜４５６−ＮＱと同様
の方法により容易に実現することができる。また、分析
基準クロックは本実施例では標本化周波数８ｋＨｚの４
倍の３２ｋＨｚとしている。これにより、マルチ位相化
器７１からは互いに９０°ずつ位相が異なる４種類の位
相の８ｋＨｚ標本化系列である相互相関係数φｍ が取
り出され、マルチパルス検索器７２に供給される。
【０１０８】マルチパルス検索器７２はこれら４種類の
位相毎の相互相関係数φｍ列と、自己相関算出器２３よ
りの自己相関係数Ｒτとより、公知の手段により位相毎
にマルチパルスを検索し、検索して得られた４組のマル
チパルスをＳ／Ｎ算出器７３と符号化器７４とに出力す
る。Ｓ／Ｎ算出器７３は前記ＬＰＣ合成フィルタを含ん
で構成されており、ＬＰＣ分析処理器３より供給される
αパラメータαｉ と、マルチパルス検索器７２より供
給される４組のマルチパルスとから、内蔵するＬＰＣ合
成フィルタを用いて４組の合成出力を生成する。
【０１０９】生成されたこれら４組の合成出力のうち一
組は、入力音声信号を標本化して作られる標本化音声信
号の標本点と同一の標本点を有し、他の３組は標本化音
声信号の標本点と異なる標本点を有する。
【０１１０】Ｓ／Ｎ算出器７３は更に前記Ｕ／Ｄサンプ
ラー４５６−１〜４５６−ＮＱと同一のＵ／Ｄサンプラ
ーを３個含んで構成されており、これにより上記した標
本化音声信号の標本点と異なる標本点を有する３組の合
成出力をアップダウンサンプルし、標本点を標本化音声
信号の標本点と一致させる。
【０１１１】次いで、Ｓ／Ｎ算出器７３は標本化音声信
号の標本点と同一の標本点を有する４組の合成出力と、
ＡＤ変換器２より供給される標本化音声信号との雑音対
信号比（Ｓ／Ｎ）を算出する。Ｓ／Ｎは標本化音声信号
を信号とし、標本化音声信号と合成出力との差を雑音と
して、公知の方法で分析フレーム単位で算出される。更
に、Ｓ／Ｎ算出器７３は最良のＳ／Ｎが得られるマルチ
パルスを選択し、これを指定するデータを符号化器７４
へ出力する。
【０１１２】符号化器７４はマルチパルス検索器７２よ
り供給される４組のマルチパルスのうち、Ｓ／Ｎ算出器
７３よりのデータで指定されたものだけを量子化、符号
化する。符号化器７４はデータそのものを更に符号化
し、量子化マルチパルスと共にマルチプレクサ７５へ出
力する。マルチプレクサ７５はこれらの情報とＬＰＣ分
析処理器３より供給される量子化ｋパラメータとを多重
化し、伝送路を介してデマルチプレクサ７７へ出力す
る。
【０１１３】デマルチプレクサ７７は入力された多重化
情報から分離した量子化ｋパラメータを復号化器９へ供
給すると共に、入力多重化情報から分離した量子化マル
チパルスと指定データとを復号器７８へ供給する。復号
器７８は入力された量子化マルチパルスと指定データと
をそれぞれ復号し、マルチパルス波形合成器７９へ出力
する。なお、復号された指定データは分析フレーム単位
でマルチパルスが標本化音声信号の標本点と、どのよう
な関係にあるかを示している。
【０１１４】マルチパルス波形合成器７９は分析フレー
ム毎に標本点の位置が変化するマルチパルスを用いて音
声波形を合成する。すなわち、図２に示したマルチパル
ス波形合成器４５がマルチパルスの一パルス毎に標本点
の位置が変化するマルチパルスを入力とするのに対し、
マルチパルス波形合成器７９は分析フレーム毎に標本点
の位置が変化するマルチパルスを入力としている。従っ
て、マルチパルス波形合成器７９はマルチパルス波形合
成器４５と同一の構成、例えば図５に示す構成で実現す
ることができる。
【０１１５】上記の第３実施例は前記した第１及び第２
実施例と異なり、マルチパルスの発生時間位置が分析フ
レーム単位であるため、標本化された入力音声信号の標
本点に対し自由度を有する。第３実施例は第１及び第２
実施例と比較して標本点の拘束を解く度合いが若干劣る
ため、若干符号化効率が劣るものの、マルチパルス量子
化のためのビットの増加はフレーム単位で良く、極めて
軽微である。
【０１１６】次に、標本点に対し自由度を有する本発明
方法の他の実施例について、図１１のブロック図と共に
説明する。同図中、図１及び図１６と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図１１における
合成側の構成は図１６に示した従来方法の合成側の構成
と同一である。本実施例は分析側にパルス位置写影器８
１を有することに特徴がある。
【０１１７】マルチパルス分析器２０はその位置が標本
点に対し自由度を有するマルチパルスを分析しパルス位
置写影器８１へ出力する。パルス位置写影器８１はマル
チパルスの位置を後述する方法で標本点に写影する。こ
の実施例はマルチパルスの検索効率を、標本点に対し自
由度を有するマルチパルスを許容することにより向上さ
せ、マルチパルス量子化ビットの増加を、パルス位置を
標本点に写影することにより防止したものである。
【０１１８】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。図１２は本発明方法の第４実施例のブロック図を示
す。同図中、図２及び図１６と同一構成部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。本実施例は図１１の詳
細なブロック図である。図１２において、分析側はＡＤ
変換器２、ＬＰＣ分析処理器３、聴感重み付フィルタ
４、マルチパルス分析器２０、パルス位置写影器８１、
符号化器６及びマルチプレクサ７より構成されている。
マルチプレクサ分析器２０は図２に示したマルチプレク
サ分析器２０と同一構成である。
【０１１９】本実施例はパルス位置写影器８１を分析側
に有することに特徴があり、この目的及び写影関数の設
定について以下詳細に説明する。まず、パルス位置写影
器８１の目的について図１３と共に説明する。図１３に
おいて、横軸８１１はマルチパルス分析器２０で分析さ
れ、パルス位置写影器８１に供給されるマルチパルスの
時間位置（被写影パルス位置）を示し、縦軸８１２はパ
ルス位置写影器８１から出力されるマルチパルスの時間
位置（写影パルス位置）を示す。
【０１２０】また、線分８１３は横軸と縦軸との写影関
数を示す。マルチパルス分析器２０で分析されたマルチ
パルスの位置は黒丸印８１４及び８１５で示され、パル
ス位置写影器８１の出力であるマルチパルスの位置は白
丸印８１６及び８１７で示される。黒丸印８１４及び８
１５でそれぞれ示されるパルス位置は、標本化周波数の
標本点に対し自由度を有している。パルス位置８１４は
５６．２５であり、パルス位置８１５は６３．３７５で
ある。これらは写影関数８１３を介して縦軸に写影され
る。パルス位置８１４に対する写影位置は白丸印８１６
で示す５６．００であり、パルス位置８１５に対する写
影位置は白丸印８１７で示す６３．００である。
【０１２１】このように、パルス位置写影器８１の目的
は、標本化周波数の標本点に対し自由度を有するマルチ
パルスの位置を極力、標本点の近傍に写影し、結果を整
数の形式で符号化器６へ出力することである。この場
合、写影関数をどのように設定するかが問題となる。写
影関数を設定するに当たり、考慮すべき点は以下の通り
である。
【０１２２】 被写影パルス位置と写影パルス位置と
の差が小さいこと。
【０１２３】 写影による被写影パルス位置と写影パ
ルス位置との伸縮変化率が極力小さいこと。すなわち、
写影関数は分析フレーム内において、マルチパルスの位
置を移動するものであり、結果として合成側における合
成波形を時間的に伸縮する効果、すなわち、変調効果を
有するため、この伸縮変化率は極力小さいことが望まし
いからである。
【０１２４】次に、写影関数の設定方法について図１４
と共に説明する。図１４において、横軸８１８はマルチ
パルス分析フレーム長における８ｋＨｚで１６０サンプ
ルの被写影パルス位置を示し、縦軸８１９は被写影パル
ス位置と標本点との差、すなわちパルス位置を移動させ
るべき時間間隔（パルス位置偏差）を示す。また、黒丸
印８２０−１〜８２０−７は被写影パルスを示し、直線
８２１は写影関数を示す。例えば、黒丸印８２０−４で
示される被写影パルスの位置は５６．２５であり、移動
させるべき時間間隔は−０．２５である。また、黒丸印
８２０−５で示される被写影パルスの位置は６３．３７
５であり、移動させるべき時間間隔は−０．３７５であ
る。
【０１２５】写影関数８２１を合理的に設定する方法の
一例として、黒丸印８２０−１〜８２０−７で示される
被写影パルス位置の回帰関数を求める方法がある。回帰
関数を直線とした場合、回帰関数は二乗誤差の最小化問
題として決定し得る。すなわち、便宜上、写影関数を直
線ｙ＝ａｘ＋ｂとし、パルス位置とそれの標本点までの
偏差とを黒丸印８２０−１〜８２０−７に対応して、
（ｘ１ ，ｙ１ ）、（ｘ２ ，ｙ２ ）、．．．、
（ｘ７ ，ｙ７ ）とする。直線ｙ＝ａｘ＋ｂと偏差ｙ
１ 、ｙ２ 、．．．、ｙ７ との差の二乗の総和Ｅは
【０１２６】
【数５】 である。Ｅをａ及びｂで偏微分すると次式が得られる。
【０１２７】
【数６】 これら（９）式、（１０）式の左辺を零とし、整理する
と以下の連立方程式が導出される。
【０１２８】
【数７】 この（１１）式に示す連立方程式により、直線ｙ＝ａｘ
＋ｂが決定される。
【０１２９】なお、分析フレーム毎に写影関数を独立に
設定すると、フレーム境界で合成波形の不連続が生じ、
音質劣化の原因となる場合がある。この問題は写影関数
をフレーム間で連続とすることにより容易に解決し得
る。すなわち、前分析フレームの写影関数のフレーム終
端の値をｙ０とし、現分析フレームの写影関数をフレー
ム始端においてｙ０とすればよい。そのためには、写影
関数を直線ｙ＝ａｘ＋ｂとすると、ｂ＝ｙ０とする。ま
た、前記（９）式において、ｂにｙ０を代入すると、ａ
は単純に決定される。
【０１３０】以上説明した図１２に示した第４実施例で
は、パルス位置写影器８１を有することにより、標本化
周波数の標本点に対し自由度を有して分析されたマルチ
パルスを、標本点に拘束されて分析された従来のマルチ
パルスを量子化する場合と同一のビット数で量子化する
ことを可能としている。この場合、合成出力がマクロ的
には時間位置の変調を受けるものの、ミクロ的にはほぼ
波形の形状を保存し得るため、聴覚的な音質の劣化はほ
とんどない。なお、パルス位置写影器８１の出力を標本
化周波数の標本点及び標本点間の離散点に設定すること
も可能である。
【０１３１】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、例えば、図４の極点算出器２４３におい
ては極点とその前後の１サンプルずつの計３サンプルの
データから極点の時間的位置と振幅とを算出している
が、極点の前後のサンプルは２サンプル以上でもよく、
従って４サンプル以上のデータから極点の時間的位置と
振幅とを算出するようにしてもよい。
【０１３２】また、図１２に示したパルス位置写影器８
１は相関処理を前提としているが、標本点に対して自由
度を有するマルチパルスであればすべて適用することが
できる。
【０１３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音声信号の標本化点を適切に設定することにより、従来
より少ないパルス数により有効なパルスの設定ができる
ようにしたため、入力音声信号の標本化周波数を高速化
することなく、マルチパルスの位置に対する自由度を拡
大し、マルチパルス符号化における音声情報を構成する
音源情報であるマルチパルスの効率を向上することがで
きると共に、音声情報を構成する他の情報であるスペク
トル包絡情報の増大を伴わないようにすることができ、
よって従来よりも符号化効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施例の概略ブロック図であ
る。
【図２】本発明方法の第１実施例のブロック図である。
【図３】ＬＰＣ分析処理器の一例のブロック図である。
【図４】マルチパルス検索器のブロック図である。
【図５】マルチパルス波形合成器の第１実施例のブロッ
ク図である。
【図６】マルチパルス波形合成器の第２実施例のブロッ
ク図である。
【図７】マルチパルス波形合成器の第３実施例のブロッ
ク図である。
【図８】離散パルス列算出器と音源パルスメモリの構成
を示すブロック図である。
【図９】本発明方法の第２実施例のブロック図である。
【図１０】本発明方法の第３実施例のブロック図であ
る。
【図１１】本発明方法の他の実施例の概略ブロック図で
ある。
【図１２】本発明方法の第４実施例のブロック図であ
る。
【図１３】パルス位置写影器の目的を説明する図であ
る。
【図１４】写影関数の設定方法説明図である。
【図１５】本発明方法と従来方法の差異を説明する図で
ある。
【図１６】従来方法の一例の概略ブロック図である。
【図１７】相関処理法を用いた従来方法の一例のブロッ
ク図である。
【図１８】従来方法においてナイキストレートを大幅に
上回る標本化周波数を用いたときのブロック図である。
【符号の説明】
１ 音声信号入力端子 ２ ＡＤ変換器 ３ ＬＰＣ分析処理器 ４ 聴感重み付フィルタ ６、４１、６６、７４ 符号化器 ７、４２、４２、６７、７５ マルチプレクサ ８、４３、７７ デマルチプレクサ ９、１０、４４、７８ 復号化器 １１、４５、７９ マルチパルス波形合成器 ２０ マルチパルス分析器 ２１、４６２ インパルス応答算出器 ２２、６３、４６３４−１〜４６３４−３ 相互相関算
出器 ２３、６４、４６３５ 自己相関算出器 ２４、６５、７２ マルチパルス検索器 ６１、６２、４５３−１〜４５３−ＮＱ アップサンプ
ラー ７１ マルチ位相化器 ７３ Ｓ／Ｎ算出器 ８１ パルス位置写影器 ２４１ 相互相関メモリ ２４２ 極点検索器 ２４３ 極点算出器 ２４４ 最大値検索器 ２４７ 自己相関補間器 ２４８ 相互相関係数補正器 ４５１−１〜４５１−ＮＱ、４６５ 音源パルス発生器 ４５２−１〜４５２−ＮＱ、４６６ ＬＰＣ合成フィル
タ ４５４−２〜４５４−ＮＱ 遅延器 ４５５、４５９ 加算器 ４５６、４６０ ＤＡ変換器 ４５７−１〜４５７−ＮＱ、４６３１ アップダウン
（Ｕ／Ｄ）サンプラー ４６１ ｋ／α変換器 ４６３ 離散パルス列算出器

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力音声信号を分析側で所望の標本化周
    波数で標本化して得られた標本化音声信号を、分析フレ
    ーム毎にＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を抽出し、該ＬＰＣ
    係数をスペクトル包絡情報とし、該スペクトル包絡情報
    と共に前記入力音声信号の音声情報を構成する音源情報
    を分析フレーム毎に該音源情報の特徴に対応する発生時
    間位置と振幅とを有する複数個のインパルス系列（マル
    チパルス）を以て表現して前記入力音声信号の分析及び
    合成を行うマルチパルス符号化方法において、 前記インパルス系列の発生時間位置を前記標本化音声信
    号の標本化周波数を高速化せずに、該標本化音声信号の
    標本点に対し、該標本化音声信号の標本点で決定される
    時間位置以外の時間位置に設定するための自由度を付与
    してマルチパルス分析することを特徴とするマルチパル
    ス符号化方法。
  2. 【請求項２】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応答
    を算出した後、該インパルス応答と前記標本化音声信号
    との相互相関係数を算出すると共に、該インパルス応答
    の自己相関係数を算出し、該相互相関係数の極大点又は
    極小点のうち絶対値が最大のものと前記自己相関係数と
    から補間自己相関係数を算出し、該補間自己相関係数に
    より前記相互相関係数を補正することを所要回数繰り返
    し、その都度該補正された相互相関係数の極大点又は極
    小点の時間的位置と振幅とをマルチパルス情報として出
    力することを分析側において行うことを特徴とする請求
    項１記載のマルチパルス符号化方法。
  3. 【請求項３】 前記相互相関係数の極大点又は極小点の
    うち絶対値が最大のものの算出は、該相互相関係数の極
    大点又は極小点とこれらの前後のサンプルを含む連続す
    る３以上のサンプルのデータから補間により極点の位置
    と振幅とを算出した後、これらの極点のうち振幅の絶対
    値が最大のものを検索することにより行うことを特徴と
    する請求項２記載のマルチパルス符号化方法。
  4. 【請求項４】 前記ＬＰＣ係数に基づき算出したインパ
    ルス応答を前記標本化音声信号の標本化周波数より高い
    周波数の分析基準クロックによりアップサンプルすると
    共に、前記標本化音声信号を該分析基準クロックにより
    アップサンプルし、これらアップサンプルされた標本化
    音声信号とインパルス応答とから相互相関係数を算出
    し、かつ、該アップサンプルされたインパルス応答の自
    己相関係数を算出し、該相互相関係数と該自己相関係数
    とからマルチパルス情報を出力することを特徴とする請
    求項１記載のマルチパルス符号化方法。
  5. 【請求項５】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応答
    を算出した後、該インパルス応答と前記標本化音声信号
    との相互相関係数を算出すると共に、該インパルス応答
    の自己相関係数を算出し、前記標本化音声信号の標本化
    周波数と等しい該相互相関係数のパルス列を、周波数は
    同一で互いに位相の異なる複数のパルス列にマルチ位相
    化し、該マルチ位相化された相互相関係数のパルス列と
    前記自己相関係数とから各パルス列毎にマルチパルス情
    報を出力することを特徴とする請求項１記載のマルチパ
    ルス符号化方法。
  6. 【請求項６】 前記マルチパルス情報と前記ＬＰＣ係数
    とから複数組の第１の合成音声波形列を生成した後、こ
    れら複数組の第１の合成音声波形列のそれぞれを前記標
    本化音声信号の標本点と同一の標本点を有する複数組の
    第２の合成音声波形列として前記標本化音声信号との差
    を求め、該複数組の第２の合成音声波形列のうち該標本
    化音声信号を信号とし該差を雑音とする信号対雑音比が
    最良の合成音声波形列のマルチパルス情報を指定するデ
    ータを生成し、該指定データにより指定されたマルチパ
    ルス情報のみを符号化することを特徴とする請求項５記
    載のマルチパルス符号化方法。
  7. 【請求項７】 前記自由度を付与して分析されたインパ
    ルス系列の発生時間位置を、入力音声信号を標本化する
    ための標本化周波数の標本点の近傍に写影し、該写影結
    果に基づいて符号化することを特徴とする請求項１記載
    のマルチパルス符号化方法。
  8. 【請求項８】 分析側より供給される符号化されたマル
    チパルスを復号化して得た復号化マルチパルス情報と復
    号化された前記ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化され
    たＬＰＣ係数をフィルタ係数とする合成フィルタにより
    該復号化マルチパルス情報から複数組の第１の合成出力
    を生成し、該複数組の第１の合成出力から前記分析側の
    入力音声信号の標本化周波数よりも高い周波数の合成基
    準クロックによりアップサンプルされ、かつ、互いに位
    相が異なる複数組の第２の合成出力を生成し、この第２
    の合成出力を加算して合成音声波形列を生成した後アナ
    ログ信号に変換することを合成側で行うことを特徴とす
    る請求項１記載のマルチパルス符号化方法。
  9. 【請求項９】 分析側より供給される符号化されたマル
    チパルスを復号化して得た復号化マルチパルス情報と復
    号化された前記ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化され
    たＬＰＣ係数をフィルタ係数とする合成フィルタにより
    該復号化マルチパルス情報から複数組の第１の合成音声
    波形列を生成し、該複数組の第１の合成音声波形列から
    前記分析側の入力音声信号の標本化周波数と同一の周波
    数のタイミングパルスにより、該標本化周波数と同一周
    波数で、かつ、互いに位相が異なる複数組の第２の合成
    音声波形列を生成し、この第２の合成音声波形列を加算
    した後アナログ信号に変換することを合成側で行うこと
    を特徴とする請求項１記載のマルチパルス符号化方法。
  10. 【請求項１０】 分析側より供給される符号化されたマ
    ルチパルスを復号化して得た復号化マルチパルス情報と
    復号化された前記ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化さ
    れたＬＰＣ係数からインパルス応答を算出した後、前記
    分析側の入力音声信号の標本化周波数と同一周波数で標
    本化された離散パルス列を相関処理により算出し、該離
    散パルス列と前記復号化マルチパルス情報とより音源パ
    ルスを生成し、該復号化されたＬＰＣ係数をフィルタ係
    数とする合成フィルタにより該音源パルスから合成音声
    波形列を生成することを合成側で行うことを特徴とする
    請求項１記載のマルチパルス符号化方法。
  11. 【請求項１１】 入力音声信号を分析側で所望の標本化
    周波数で標本化して得られた標本化音声信号を、分析フ
    レーム毎にＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を抽出し、該ＬＰ
    Ｃ係数をスペクトル包絡情報とし、該スペクトル包絡情
    報と共に前記入力音声信号の音声情報を構成する音源情
    報を分析フレーム毎に該音源情報の特徴に対応する発生
    時間位置と振幅とを有する複数個のインパルス系列（マ
    ルチパルス）を以て表現して前記入力音声信号の分析及
    び合成を行うマルチパルス符号化装置において、 前記インパルス系列の発生時間位置を前記標本化音声信
    号の標本化周波数を高速化せずに、該標本化音声信号の
    標本点に対し、該標本化音声信号の標本点で決定される
    時間位置以外の時間位置に設定するための自由度を付与
    してマルチパルス分析する分析手段を分析側に有するこ
    とを特徴とするマルチパルス符号化装置。
  12. 【請求項１２】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応
    答を算出したインパルス応答算出手段と、該インパルス
    応答と前記標本化音声信号との相互相関係数を算出する
    相互相関算出手段と、該インパルス応答の自己相関係数
    を算出し、該相互相関係数の極大点又は極小点のうち絶
    対値が最大のものと前記自己相関係数とから補間自己相
    関係数を算出し、該補間自己相関係数により前記相互相
    関係数を補正することを所要回数繰り返し、その都度該
    補正された相互相関係数の極大点又は極小点の時間的位
    置と振幅とをマルチパルス情報として出力する手段とを
    分析側に有することを特徴とする請求項１１記載のマル
    チパルス符号化装置。
  13. 【請求項１３】 前記相互相関係数の極大点又は極小点
    のうち絶対値が最大のものの算出は、該相互相関係数の
    極大点又は極小点とこれらの前後のサンプルを含む連続
    する３以上のサンプルのデータから補間により極点の位
    置と振幅とを算出した後、これらの極点のうち振幅の絶
    対値が最大のものを検索することにより行うことを特徴
    とする請求項１２記載のマルチパルス符号化装置。
  14. 【請求項１４】 前記ＬＰＣ係数に基づき算出したイン
    パルス応答を前記標本化音声信号の標本化周波数より高
    い周波数の分析基準クロックによりアップサンプルする
    アップサンプル手段と、前記標本化音声信号を該分析基
    準クロックによりアップサンプルし、これらアップサン
    プルされた標本化音声信号とインパルス応答とから相互
    相関係数を算出する相互相関係数算出手段と、該アップ
    サンプルされたインパルス応答の自己相関係数を算出す
    る算出手段と、該相互相関係数と該自己相関係数とから
    マルチパルス情報を出力する検索手段とを分析側に有す
    ることを特徴とする請求項１１記載のマルチパルス符号
    化装置。
  15. 【請求項１５】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応
    答を算出し、該インパルス応答と前記標本化音声信号と
    の相互相関係数を算出する相互相関係数算出手段と、該
    インパルス応答の自己相関係数を算出する自己相関係数
    算出手段と、前記標本化音声信号の標本化周波数と等し
    い該相互相関係数のパルス列を、周波数は同一で互いに
    位相の異なる複数のパルス列にマルチ位相化するマルチ
    位相化手段と、該マルチ位相化された相互相関係数のパ
    ルス列と前記自己相関係数とから各パルス列毎にマルチ
    パルス情報を出力する検索手段とを分析側に有すること
    を特徴とする請求項１１記載のマルチパルス符号化装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記マルチパルス情報と前記ＬＰＣ係
    数とから複数組の第１の合成音声波形列を生成した後、
    これら複数組の第１の合成音声波形列のそれぞれを前記
    標本化音声信号の標本点と同一の標本点を有する複数組
    の第２の合成音声波形列として前記標本化音声信号との
    差を求め、該複数組の第２の合成音声波形列のうち該標
    本化音声信号を信号とし該差を雑音とする信号対雑音比
    が最良の合成音声波形列のマルチパルス情報を指定する
    データを生成し、該指定データにより指定されたマルチ
    パルス情報のみを符号化する手段を分析側に有すること
    を特徴とする請求項１５記載のマルチパルス符号化装
    置。
  17. 【請求項１７】 前記自由度を付与して分析されたイン
    パルス系列の発生時間位置を、入力音声信号を標本化す
    るための標本化周波数の標本点の近傍に写影し、該写影
    結果に基づいて符号化する手段を分析側に有することを
    特徴とする請求項１１記載のマルチパルス符号化装置。
  18. 【請求項１８】 分析側より供給される符号化されたマ
    ルチパルスを復号化して得た復号化マルチパルス情報と
    復号化された前記ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化さ
    れたＬＰＣ係数をフィルタ係数として該復号化マルチパ
    ルス情報から複数組の第１の合成出力を生成する合成フ
    ィルタと、該複数組の第１の合成出力から前記分析側の
    入力音声信号の標本化周波数よりも高い周波数の合成基
    準クロックによりアップサンプルされ、かつ、互いに位
    相が異なる複数組の第２の合成出力を生成する手段と、
    この第２の合成出力を加算して合成音声波形列を生成し
    た後アナログ信号に変換する手段とを合成側に有するこ
    とを特徴とする請求項１１記載のマルチパルス符号化装
    置。
  19. 【請求項１９】 分析側より供給される符号化されたマ
    ルチパルスを復号化して得た復号化マルチパルス情報と
    復号化された前記ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化さ
    れたＬＰＣ係数をフィルタ係数として該復号化マルチパ
    ルス情報から複数組の第１の合成音声波形列を生成する
    合成フィルタと、該複数組の第１の合成音声波形列から
    前記分析側の入力音声信号の標本化周波数と同一の周波
    数のタイミングパルスにより、該標本化周波数と同一周
    波数で、かつ、互いに位相が異なる複数組の第２の合成
    音声波形列を生成する手段と、この第２の合成音声波形
    列を加算した後アナログ信号に変換する手段とを合成側
    に有することを特徴とする請求項１１記載のマルチパル
    ス符号化装置。
  20. 【請求項２０】 分析側より供給される符号化されたマ
    ルチパルスを復号化して得た復号化マルチパルス情報と
    復号化された前記ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化さ
    れたＬＰＣ係数からインパルス応答を算出する手段と、
    前記分析側の入力音声信号の標本化周波数と同一周波数
    で標本化された離散パルス列を相関処理により算出する
    手段と、該離散パルス列と前記復号化マルチパルス情報
    とより音源パルスを生成する手段と、該復号化されたＬ
    ＰＣ係数をフィルタ係数として該音源パルスから合成音
    声波形列を生成する合成フィルタとを合成側に有するこ
    とを特徴とする請求項１１記載のマルチパルス符号化装
    置。
  21. 【請求項２１】 入力音声信号を分析側で所望の標本化
    周波数で標本化して得られた標本化音声信号を、分析フ
    レーム毎にＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を抽出し、該ＬＰ
    Ｃ係数をスペクトル包絡情報とし、該スペクトル包絡情
    報と共に前記入力音声信号の音声情報を構成する音源情
    報を分析フレーム毎に該音源情報の特徴に対応する発生
    時間位置と振幅とを有する複数個のインパルス系列（マ
    ルチパルス）を以て表現して前記入力音声信号の分析を
    行うマルチパルス分析器において、 前記インパルス系列の発生時間位置を前記標本化音声信
    号の標本化周波数を高速化せずに、該前記標本化音声信
    号の標本点に対し、該標本化音声信号の標本点で決定さ
    れる時間位置以外の時間位置に設定するための自由度を
    付与してマルチパルス分析する分析手段を有することを
    特徴とする分析器。
  22. 【請求項２２】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応
    答を算出したインパルス応答算出器と、該インパルス応
    答と前記標本化音声信号との相互相関係数を算出する相
    互相関算出器と、該インパルス応答の自己相関係数を算
    出する自己相関算出器と、該相互相関係数の極大点又は
    極小点のうち絶対値が最大のものと前記自己相関係数と
    から補間自己相関係数を算出し、該補間自己相関係数に
    より前記相互相関係数を補正することを所要回数繰り返
    し、その都度該補正された相互相関係数の極大点又は極
    小点の時間的位置と振幅とをマルチパルス情報として出
    力するマルチパルス検索器とを有することを特徴とする
    請求項２１記載の分析器。
  23. 【請求項２３】 前記相互相関係数の極大点又は極小点
    のうち絶対値が最大のものの算出は、該相互相関係数の
    極大点又は極小点とこれらの前後のサンプルを含む連続
    する３以上のサンプルのデータから補間により極点の位
    置と振幅とを算出した後、これらの極点のうち振幅の絶
    対値が最大のものを検索することにより行うことを特徴
    とする請求項２２記載の分析器。
  24. 【請求項２４】 前記ＬＰＣ係数に基づき算出したイン
    パルス応答を前記標本化音声信号の標本化周波数より高
    い周波数の分析基準クロックによりアップサンプルする
    アップサンプル手段と、前記標本化音声信号を該分析基
    準クロックによりアップサンプルし、これらアップサン
    プルされた標本化音声信号とインパルス応答とから相互
    相関係数を算出する相互相関算出器と、該アップサンプ
    ルされたインパルス応答の自己相関係数を算出する自己
    相関算出器と、該相互相関係数と該自己相関係数とから
    マルチパルス情報を出力するマルチパルス検索器とを有
    することを特徴とする請求項２１記載の分析器。
  25. 【請求項２５】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応
    答を算出する算出器と、該インパルス応答と前記標本化
    音声信号との相互相関係数を算出する相互相関算出器
    と、該インパルス応答の自己相関係数を算出する自己相
    関算出器と、前記標本化音声信号の標本化周波数と等し
    い該相互相関係数のパルス列を、周波数は同一で互いに
    位相の異なる複数のパルス列にマルチ位相化するマルチ
    位相化器と、該マルチ位相化された相互相関係数のパル
    ス列と前記自己相関係数とから各パルス列毎にマルチパ
    ルス情報を出力するマルチパルス検索器とを有すること
    を特徴とする請求項２１記載の分析器。
  26. 【請求項２６】 前記マルチパルス情報と前記ＬＰＣ係
    数とから複数組の第１の合成音声波形列を生成した後、
    これら複数組の第１の合成音声波形列のそれぞれを前記
    標本化音声信号の標本点と同一の標本点を有する複数組
    の第２の合成音声波形列として前記標本化音声信号との
    差を求め、該複数組の第２の合成音声波形列のうち該標
    本化音声信号を信号とし該差を雑音とする信号対雑音比
    が最良の合成音声波形列のマルチパルス情報を指定する
    データを生成するＳ／Ｎ算出器と、該指定データにより
    指定されたマルチパルス情報のみを符号化する符号化器
    とを有することを特徴とする請求項２５記載の分析器。
  27. 【請求項２７】 前記ＬＰＣ係数に基づきインパルス応
    答を算出する算出器と、該インパルス応答と前記標本化
    音声信号との相互相関係数を算出する相互相関算出器
    と、該インパルス応答の自己相関係数を算出する自己相
    関算出器と、前記相互相関係数と前記自己相関係数とか
    らマルチパルスを検索するマルチパルス検索器と、該マ
    ルチパルスの発生時間位置を入力音声信号を標本化する
    標本化周波数の標本点の近傍に写影するパルス位置写影
    器と、該写影結果に基づいて符号化する符号化器とを有
    することを特徴とする請求項２１記載の分析器。
  28. 【請求項２８】 入力音声信号を分析側で所望の標本化
    周波数で標本化して得られた標本化音声信号を、分析フ
    レーム毎にＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を抽出し、該ＬＰ
    Ｃ係数をスペクトル包絡情報とし、該スペクトル包絡情
    報と共に前記入力音声信号の音声情報を構成する音源情
    報を分析フレーム毎に該音源情報の特徴に対応する発生
    時間位置と振幅とを有する複数個のインパルス系列（マ
    ルチパルス）が符号化されて該ＬＰＣ係数と共に多重さ
    れて入力され、この多重信号から前記入力音声信号と同
    等の合成音声信号を得るマルチパルス合成器において、 分析側より供給される符号化されたマルチパルスを復号
    化して得た復号化マルチパルス情報と復号化された前記
    ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化されたＬＰＣ係数を
    フィルタ係数として該復号化マルチパルス情報から複数
    組の第１の合成出力を生成する合成フィルタと、該複数
    組の第１の合成出力から前記分析側の入力音声信号の標
    本化周波数よりも高い周波数の合成基準クロックにより
    アップサンプルされ、かつ、互いに位相が異なる複数組
    の第２の合成出力を生成する手段と、この第２の合成出
    力を加算する加算器と、該加算器の出力信号をアナログ
    信号に変換して音声信号を出力するＤＡ変換器とを有す
    ることを特徴とする合成器。
  29. 【請求項２９】 入力音声信号を分析側で所望の標本化
    周波数で標本化して得られた標本化音声信号を、分析フ
    レーム毎にＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を抽出し、該ＬＰ
    Ｃ係数をスペクトル包絡情報とし、該スペクトル包絡情
    報と共に前記入力音声信号の音声情報を構成する音源情
    報を分析フレーム毎に該音源情報の特徴に対応する発生
    時間位置と振幅とを有する複数個のインパルス系列（マ
    ルチパルス）が符号化されて該ＬＰＣ係数と共に多重さ
    れて入力され、この多重信号から前記入力音声信号と同
    等の合成音声信号を得るマルチパルス合成器において、 分析側より供給される符号化されたマルチパルスを復号
    化して得た復号化マルチパルス情報と復号化された前記
    ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化されたＬＰＣ係数を
    フィルタ係数として該復号化マルチパルス情報から複数
    組の第１の合成音声波形列を生成する合成フィルタと、
    該複数組の第１の合成音声波形列から前記分析側の入力
    音声信号の標本化周波数と同一の周波数のタイミングパ
    ルスにより、該標本化周波数と同一周波数で、かつ、互
    いに位相が異なる複数組の第２の合成音声波形列を生成
    する手段と、この第２の合成音声波形列を加算する加算
    器と、該加算器の出力信号をアナログ信号に変換して音
    声信号を出力するＤＡ変換器とを有することを特徴とす
    る合成器。
  30. 【請求項３０】 入力音声信号を分析側で所望の標本化
    周波数で標本化して得られた標本化音声信号を、分析フ
    レーム毎にＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を抽出し、該ＬＰ
    Ｃ係数をスペクトル包絡情報とし、該スペクトル包絡情
    報と共に前記入力音声信号の音声情報を構成する音源情
    報を分析フレーム毎に該音源情報の特徴に対応する発生
    時間位置と振幅とを有する複数個のインパルス系列（マ
    ルチパルス）が符号化されて該ＬＰＣ係数と共に多重さ
    れて入力され、この多重信号から前記入力音声信号と同
    等の合成音声信号を得るマルチパルス合成器において、 分析側より供給される符号化されたマルチパルスを復号
    化して得た復号化マルチパルス情報と復号化された前記
    ＬＰＣ係数とが入力され、該復号化されたＬＰＣ係数か
    らインパルス応答を算出する手段と、前記分析側の入力
    音声信号の標本化周波数と同一周波数で標本化された離
    散パルス列を相関処理により算出する手段と、該離散パ
    ルス列と前記復号化マルチパルス情報とより音源パルス
    を生成する手段と、該復号化されたＬＰＣ係数をフィル
    タ係数として該音源パルスから合成音声波形列を生成す
    る合成フィルタとを有することを特徴とする合成器。
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