JP3230380B2 - 音声符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音声符号化装置に関し、
特に音声信号を８〜４ｋｂ／ｓ程度の低いビットレート
で高品質に符号化するＣＥＬＰ方式の音声符号化装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、無線電波を媒体とした自動車電話
やコードレス電話のディジタル化が急激に進展してい
る。無線電波ではこの種の電話に使用可能な周波数帯域
が少ないため、占有帯域を低減するために低ビットレー
トの音声信号の符号化方式の開発は重要である。ビット
レートが８〜４ｋｂ／ｓ程度のこの種の符号化方式とし
て、例えば、１９８５年アメリカで出版されたアイキャ
スプ・プロシーディング８５，（ＩＣＡＳＳＰ ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ ８５）第９３７〜９４０頁所載の論
文シュローダおよびアタル，コードエキサイテッド・リ
ニア・プレディクション：ハイクオリティスピーチ・ア
トロウビットレーツ（Ｍ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ ａｎｄ
Ｂ．Ｓ．Ａｔａｌ，”Ｃｏｄｅ−ｅｘｃｉｔｅｄ ｌ
ｉｅａｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：Ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉ
ｔｙ ｓｐｅｅｃｈ ａｔ ｌｏｗｂｉｔ ｒａｔｅ
ｓ”）（文献１）等に記載されているＣＥＬＰ（Ｃｏｄ
ｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ ＬＰＣ Ｃｏｄｉｎｇ）が知られ
ている。

【０００３】この文献１記載の従来の第１の音声符号化
装置であるＣＥＬＰにおいて、送信側では次の手順で符
号化処理が行われる。まず、フレーム毎（例えば２０ｍ
ｓ）に、符号化対象の音声信号から音声の周波数特性を
表す短期予測符号を抽出する（短期予測）。次にフレー
ムをさらに小区間のサブフレーム（例えば５ｍｓ）に分
割する。上記サブフレーム毎に、過去の音源信号から長
区間相関（ピッチ相関）を表すピッチパラメータを抽出
し、上記ピッチパラメータによりそのサブフレームの音
声信号を長期予測する。この長期予測は、上記過去の音
源信号を各遅延符号に対応する遅延サンプル分遅延させ
たサブフレーム長の音源信号（適応コードベクトル）か
ら成る適応コードブックを用いて、上記ピッチ相関を表
す遅延符号を次の手順で決定することによりなされる。
すなわち、上記遅延符号を適応コードブックのサイズ分
変化させ、各遅延符号に対応する適応コードベクトルを
抽出する。抽出された上記適応コードベクトルを用いて
合成信号を生成し上記音声信号との誤差電力を算出す
る。算出された上記誤差電力が最小になる最適遅延符号
と、この最適遅延符号に対応する適応コードベクトルと
そのゲインとを決定する。

【０００４】次に、あらかじめ用意された種類の量子化
符号である雑音信号（音源コードブック）から抽出した
音源コードベクトルから生成した合成信号と、上記長期
予測して求められた残差信号との誤差電力が最小になる
音源コードベクトルとそのゲインとを決定する（音源コ
ードブック探索）。このようにして決定された適応コー
ドベクトルならびに音源コードベクトルの種類を表すイ
ンデックスと各々の音源信号のゲインならびにスペクト
ルパラメータの種類を表すインデックスとを伝送する。

【０００５】具体的な適応コードベクトルの遅延符号と
音源コードベクトルの量子化符号の探索法は次の手順で
行われる。先ず、入力された音声信号ｘ［ｎ］に対し聴
感上の重み付けおよび過去の影響信号の減算を行って信
号ｚ［ｎ］を算出する。次に、上述の短期予測で求め、
量子化および逆量子化を行ったスペクトルパラメータで
構成される合成フィルタＨを、量子化符号ｊのコードベ
クトルｅｊ［ｎ］で駆動して合成信号Ｈｅｊ［ｎ］を算
出する。次に、次式において、信号ｚ［ｎ］と信号Ｈｅ
ｊ［ｎ］の誤差電力Ｅが最小になる量子化符号ｊを求め
る。

【０００６】

【０００７】ここで、Ｎ_s はサブフレーム長を、Ｈは合
成フィルタを実現する行列を、ｇ_ejはコードベクトルｅ
ｊのゲインをそれぞれ表す。実際には（１）式は、次の
ように展開される。

【０００８】

【０００９】（２）式の分子Ｃｊは相互相関、分母Ｇｊ
は自己相関であり、それぞれ次式で算出できる。

【００１０】

【００１１】これら自己相関Ｇｊと相互相関Ｃｊの計算
は、合成フィルタの駆動すなわちフィルタリングにより
信号Ｈｅｊ［ｎ］を算出の後、実行される。そのとき、
上記フィルタリング処理の演算は上述のコードブックの
サイズの分にわたり実行するため、処理対象のフレーム
に対する上記演算の演算量（積和の回数）は非常に多く
なる。

【００１２】この長期予測の時の演算量低減ための従来
の第２の音声符号化装置として、特願平２−２２８５８
１号公報（文献２）記載の「デジタル音声コーダーおよ
びそのコーダーに用いられるパラメータを求める方法」
に開示された遅延符号のオープン・クローズド探索がよ
く知られている。この方法は、オープンループにより遅
延符号の予備選択を行い、クローズドループにより上記
予備選択により決定された遅延符号の近傍の符号の探索
を行うことにより、長期予測を精度低下なしに低演算量
で実現している。

【００１３】従来の第１および第２の音声符号化装置を
含むＣＥＬＰ方式の音声符号化装置をブロックで示す図
５を参照すると、この図に示す音声符号化装置は、音声
入力信号を符号化する符号化部１と、符号化信号を復号
化する復号化部２と、符号化部１と復号化部２とを接続
する伝送路３とを備える。

【００１４】符号化部１は、入力端子ＴＩから入力した
音声信号を記憶するバッファ回路１１と、音声のスペク
トルパラメータであるＬＰＣ係数を抽出するＬＰＣ分析
回路１２と、ＬＰＣ係数を量子化するパラメータ量子化
回路１３と、音声信号に対し聴感重み付けを行う重み付
け回路１４と、過去の音源を蓄えておく適応コードブッ
ク１５と、ピッチ相関を表す遅延符号である適応コード
ベクトルを探索する長期予測回路１６と、長期予測残差
を表すサブフレーム長の音源コードベクトルが蓄えられ
たコードブックである音源コードブック１７と、音源コ
ードブックから最適な音源コードベクトルを決定する音
源コードブック探索回路１８と、適応コードベクトルと
音源コードベクトルのゲイン項を表すパラメータが蓄積
されているゲインコードブック１９と、適応コードベク
トルと音源コードベクトルの量子化ゲインをゲインコー
ドブックから決定するゲインコードブック探索回路４０
と、符号系列を組み合わせて出力するマルチプレクサ４
１とを備える。

【００１５】音源コードブック１７は、文献１記載の雑
音コードブックでも特願平２−２２９５５号公報や特願
平２−２２９５６号公報等記載のベクトル量子化（Ｖ
Ｑ）アルゴリズムにより学習された学習コードブックで
も構わない。

【００１６】復号化部２は、供給を受けた伝送符号を所
定の各符号系列にデコードするデマルチプレクサ２１
と、適応コードブック１５と同一の適応コードブック２
２と、音源コードブック１７と同一の音源コードブック
２３と、ゲインコードブック１９と同一のゲインコード
ブック２４と、生成された音源と音声合成フィルタより
音声信号を再生する合成フィルタ２５と、出力端子ＴＯ
と、音声出力用の出力端子ＴＯとを備える。

【００１７】長期予測回路１６の構成をブロックで示す
図６を参照すると、この従来の長期予測回路１６は、遅
延符号を適応コードブックのサイズ分変化させる遅延符
号可変回路１６１と、遅延符号可変回路１６１で設定さ
れた遅延符号ｄに対応する適応コードベクトルｅ
_d （ｎ）をコードブック１６６に蓄えられるている過去
の信号より生成する適応コードベクトル生成回路１６２
と、適応コードベクトルｅ_d（ｎ）を入力とする合成信
号である重み付け適応コードベクトルＨ・ｅ_d （ｎ）を
生成する合成フィルタ１６３と、音声バッファに蓄積さ
れている音声信号と合成信号Ｈ・ｅ_d （ｎ）の誤差電力
を表す評価関数を算出する評価関数算出回路１６４と、
全ての可変させた遅延符号ｄに対応する評価関数を用い
て最適な遅延符号ＣＤを決定する最適遅延符号決定回路
１６５と、適応コードブック探索のための過去の音源信
号や残差信号や重み付け信号あるいは音声信号などの信
号を蓄積するバッファであるコードブック１６６と、符
号化処理を行う区間の音声信号を蓄積するバッファであ
り、この音声信号との誤差電力を最小にする遅延コード
が探索される音声バッファ１６７とを備える。

【００１８】次に、図５および図６を参照して、従来の
音声符号化回路の処理の流れについて説明すると、まず
符号化部１は、入力端子ＴＩより、音声信号を入力しバ
ッファ１１に格納する。このバッファ１１に蓄えられた
一定サンプルの音声信号を用いてＬＰＣ分析回路１２で
短期予測分析し、この音声信号のＬＰＣ係数を算出す
る。ＬＰＣ分析回路１２で求めた上記ＬＰＣ係数はパラ
メータ量子化回路１３で量子化され、上記ＬＰＣ係数の
量子化符号ＣＬがマルチプレクサ４１に送られると共
に、逆量子化され以後の符号化処理に用いられる。

【００１９】一方、バッファ１１に蓄えられた音声信号
は量子化／逆量子化されたＬＰＣ係数を用いて重み付け
回路１４で聴感上の重み付けをされた信号ＳＷとして長
期予測回路１６，音源コードブック探索回路１８，およ
びゲインコードブック探索回路４０にそれぞれ供給さ
れ、以降のコードブック探索に用いられる。

【００２０】次に、適応コードブック１５、音源コード
ブック１７、およびゲインコードブック１９の各々を用
いて信号ＳＷのそれぞれのコードブック探索を行う。ま
ず、最初に長期予測回路１６で長期予測を行い、ピッチ
相関を表す最適の遅延符号ＣＤを後述のように決定し、
その遅延符号ＣＤをマルチプレクサ４１に転送するとと
もに、対応の適応コードベクトルの生成を行なう。次
に、上記適応コードベクトルの影響を減算後、音源コー
ドブック探索回路１８で音源コードブック探索を行い、
量子化符号ＣＳを決定し、音源コードベクトルを生成す
るとともにこの量子化符号ＣＳをマルチプレクサ４１に
転送する。適応コードベクトルと音源コードベクトルと
を求めた後、ゲインコードブック探索回路４０でこれら
２つの音源のゲインを算出し、その符号ＣＧをマルチプ
レクサ４１に転送する。マルチプレクサ４１では、これ
ら符号ＣＬ，ＣＤ，ＣＳ，およびＣＧを組み合わせて伝
送符号ＣＴに変換し、この符号ＣＴを伝送路３を経由し
て復号化部２に転送する。

【００２１】復号化部２は、デマルチプレクサ２で、伝
送路３から入力された伝送符号ＣＴを符号ＣＬ，ＣＤ，
ＣＳ，およびＣＧの各々に分解する。ＬＰＣ係数対応の
符号ＣＬよりフィルタ係数をデコードし、合成フィルタ
２５に転送する。遅延符号ＣＤより適応コードブック１
５を用いて適応コードベクトルを生成する。音源対応の
量子化符号ＣＳより音源コードブック１７を用いて音源
コードベクトルを生成する。ゲイン対応の符号ＣＧより
適応コードベクトルと音源コードベクトルのゲインを算
出し、各音源にゲイン項を掛け合わせて合成フィルタの
入力信号を生成する。最後に入力信号を用いて合成フィ
ルタ２５で音声信号の合成を行ない端子ＴＯから出力す
る。

【００２２】次に、図６を参照して長期予測回路１６の
動作について説明すると、まず、遅延符号可変回路１６
１は、信号ＳＷ対応の遅延符号を適応コードブックのサ
イズ分変化させ、遅延符号ｄを設定する。この遅延符号
ｄは小数点遅延を表す符号が望ましいが、整数遅延を表
す符号でもよい。次に、適応コードベクトル生成回路１
６２はこの遅延符号ｄに対応する適応コードベクトルｅ
_d （ｎ）をコードブック１６６から生成する。次に、合
成フィルタ１６３は適応コードベクトルｅ_d （ｎ）を入
力とする零状態合成信号である重み付け適応コードベク
トルＨ・ｅ_d （ｎ）を生成する。評価関数算出回路１６
４は重み付け適応コードベクトルＨ・ｅ_d （Ｎ）と、音
声バッファ１６７に格納されている符号化区間における
零入力応答減算信号ｚ（ｎ）の相互相関Ｃ_d ，自己相関
Ｇ_d をそれぞれ算出し、誤差電力相当の評価関数Ｃ_d ²
／Ｇ_d を算出する。これら適応コードベクトル生成回路
１６２，合成フィルタ１６３，および評価関数算出回路
１６４の処理を遅延符号可変回路１６１の可変対象の全
遅延符号に対して行った後、最適遅延符号決定回路１６
５で評価関数Ｃ_d ² ／Ｇ_d を最大にする遅延符号ｄを最
適遅延符号ＣＤとして決定する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１の
音声符号化装置は、長期予測のコードブック探索時の演
算量が非常に多く、低ビットレートで良好な音質の音声
符号化の実現が困難であるという欠点があった。

【００２４】上記演算量の低減を図った従来の第２の音
声符号化装置でも、演算量はかなり多く、低ビットレー
トで良好な音質の音声符号化装置の実現にはより一層の
演算量の低減化を要するという問題点があった。

【００２５】本発明の目的は、長期予測のときの演算量
を低減化し、４ｋｂ／ｓ程度の低ビットレートで音質の
良好な音声符号化装置を実現することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の音声符号化装置
は、予め定めたフレーム長の音声信号を分析しこの音声
信号のスペクトルパラメータを抽出して対応の短期予測
符号を生成する音声分析手段と、前記フレーム長をさら
に予め定めたサブフレーム長に分割しこのサブフレーム
長単位の過去の音源信号を蓄積した適応コードブック格
納手段と、前記適応コードーブック格納手段から読出し
た前記音源信号を予め定めたピッチ周期の範囲で遅延さ
せ評価尺度である重み付け２乗誤差が最小となる遅延値
と遅延させた前記過去の音源に対するゲインとを算出し
て前記音声信号のピッチ相関を表す最適な遅延符号であ
る適応コードベクトルを探索して長期予測を行う長期予
測手段と、前記長期予測後の残差信号を示す量子化符号
である音源コードベクトルを蓄積する音源コードブック
格納手段と、前記音源コードブックから最適な音源コー
ドベクトルを決定する音源コードブック探索手段とを備
える音声符号化装置において、前記長期予測手段が、前
記適応コードブック格納手段探索のための前記過去の音
源信号と前記残差信号と重み付け信号を含む信号を蓄積
するバッファであるコードブックと、前記遅延符号を前
記コードブックのサイズ内で間引ながら可変させること
により低減した処理対象の遅延符号である間引き遅延符
号を生成する遅延符号間引可変手段と、 前記間引き遅延
符号を入力しこの間引き遅延符号に対応する前記適応コ
ードベクトルの候補を前記コードブックから生成する適
応コードベクトル生成手段と、 前記適応コードベクトル
の候補を入力し零状態合成信号である重み付け適応コー
ドベクトルを生成する合成フィルタ手段と、 符号化処理
を行う区間である符号化区間の音声信号を格納した音声
バッファと、 前記重み付け適応コードベクトルと前記音
声バッファに格納されている前記符号化区間における零
入力応答減算信号との相互相関と自己相関とから符号化
音声信号の前記音声信号に対する誤差電力相当の評価関
数を算出する評価関数算出手 段と、 前記重み付け２乗誤
差の最小化に対応するよう前記評価関数を最大とする前
記間引き遅延符号を前記最適遅延符号と決定する最適遅
延符号決定手段とを備えて構成されている。

【００２７】

【実施例】次に、本発明を特徴ずける第１の実施例の長
期予測回路１６Ａの構成をブロックで示す図１を参照す
ると、この長期予測回路１６Ａは従来の技術の長期予測
回路１６の適応コードベクトル生成回路１６２と、合成
フィルタ１６３と、評価関数算出回路１６４と、最適遅
延符号決定回路１６５と、コードブック１６６と、音声
バッファ１６７とに加えて、遅延符号可変回路１６１の
代りに適応コードブックの遅延符号を均一に間引きなが
ら変化させる遅延符号均一間引可変回路１６８を備え
る。

【００２８】次に、図１を参照して本実施例の動作につ
いて説明すると、まず、遅延符号均一間引可変回路１６
８は遅延符号をコードブックのサイズ内で均一に間引き
ながら変化させ処理対象の遅延符号ｄを設定し、各遅延
符号ｄ毎に適応コードベクトル生成回路１６２による適
応コードベクトルｅ_d （ｎ）生成処理，合成フィルタ１
６３による重み付け適応コードベクトルＨ・ｅ_d （ｎ）
の生成処理，評価関数算出回路１６４による評価関数Ｃ
_d ² ／Ｇ_d の算出処理を行う。上記均一間引方法とし
て、奇数番目の遅延符号だけを抽出する。これら適応コ
ードベクトル生成処理，重み付け適応コードベクトル生
成処理，および評価関数算出処理，および最適遅延符号
決定処理は従来と共通であるので説明を省略する。

【００２９】以上の各処理を可変対象の全ての遅延符号
ｄに対して行った後、従来と同様に最適遅延符号決定回
路１６５により評価関数Ｃ_d ² ／Ｇ_d を最大にする遅延
符号ｄを最適遅延符号ＣＤとして決定し出力する。

【００３０】このように、本実施例では、長期予測時
に、遅延符号を間引くことにより、演算量低減化を実現
する。

【００３１】次に、本発明の第２の実施例の長期予測回
路１６Ｂの構成を図１と共通の構成要素には共通の参照
文字／数字を付して同様にブロックで示す図２を参照す
ると、この長期予測回路１６Ｂの第１の実施例の長期予
測回路１６Ａとの相違点は、遅延符号均一間引可変回路
１６８の代りに適応コードブックの遅延符号を非均一に
間引きながら遅延変化させる遅延符号非均一間引可変回
路１６９を備えることである。

【００３２】本実施例の動作は、遅延符号非均一間引可
変回路１６９が、遅延符号をコードブックのサイズ内で
非均一に間引きながら変化させ処理対象の遅延符号ｄを
設定する他は、上述の第１の実施例と同様である。

【００３３】上記非均一間引き方法として、遅延が小さ
い遅延符号は全ての符号を抽出し、遅延が大きい遅延符
号は偶数番目のみを抽出する。

【００３４】次に、本発明の第３の実施例の長期予測回
路１６Ｃの構成を図２と共通の構成要素には共通の参照
文字／数字を付して同様にブロックで示す図３を参照す
ると、この長期予測回路１６Ｂの第２の実施例の長期予
測回路１６Ｂとの相違点は、遅延符号非均一間引可変回
路１６９に加えて、合成フィルタ１６３および音声バッ
ファ１６７の各々の出力側に入力信号を１／Ｄ（任意の
整数）に間引くサンプル間引回路１７０，１８０を備え
ることである。

【００３５】本実施例の動作は、第２の実施例と同様に
遅延符号非均一間引可変回路１６９が、遅延符号をコー
ドブックのサイズ内で非均一に間引きながら変化させ処
理対象の遅延符号ｄを設定し、各遅延符号ｄ毎に適応コ
ードベクトル生成回路１６２による適応コードベクトル
ｅ_d （ｎ）生成処理，合成フィルタ１６３による重み付
け適応コードベクトルＨ・ｅ_d （ｎ）の生成処理を行な
った後、サンプル間引回路１７０によりこの重み付け適
応コードベクトルＨ・ｅ_d （ｎ）を１／Ｄ（例えばＤ＝
２）にサンプル間引を行い間引コードベクトルＨ・ｅ_d
（ｎ）’を生成する。サンプル間引回路１８０は音声バ
ッファ１６７に格納されている符号化区間における零入
力応答減算信号ｚ（ｎ）を同様に１／Ｄにサンプル間引
を行い間引零入力応答減算信号ｚ（ｎ）’を生成する。
評価関数算出回路１６４はこれら間引コードベクトルＨ
・ｅ_d （ｎ）’と間引零入力応答減算信号ｚ（ｎ）’と
の相互相関Ｃ_d ，自己相関Ｇ_d をそれぞれ算出し、これ
ら相互，自己相関Ｃ_d ，Ｇ_d から実施例２と同様に評価
関数Ｃ_d ² ／Ｇ_d を算出する。上記サンプル間引の実行
は、ロウパスフィルタによるダウンサンプリングによる
か単純な間引により行う。以上の他の処理は、上述の第
２の実施例と同様に行う。

【００３６】本実施例では、相関計算の実行時に、サン
プルを間引いた信号を用いることにより更なる演算量低
減化を実現する。

【００３７】次に、本発明の第４の実施例の長期予測回
路１６Ｄの構成を図３と共通の構成要素には共通の参照
文字／数字を付して同様にブロックで示す図４を参照す
ると、この長期予測回路１６Ｄの第３の実施例の長期予
測回路１６Ｃとの相違点は、評価関数算出回路１６４の
出力の評価関数Ｃ_d ² ／Ｇ_d を基準としてＭ個の最適遅
延符号ＣＤに対する候補すなわち遅延符号候補を予備選
択する遅延符号候補決定回路１７１と、最適遅延符号決
定回路１６５に代りこれらＭ個の遅延符号候補から最適
遅延符号ＣＤを決定する最終遅延符号決定回路１７２と
を備える。

【００３８】本実施例の動作について説明すると、遅延
符号非均一間引回路１６９の可変対象の遅延符号ｄの全
てについての第３の実施例と同様の処理結果得られた評
価関数評価関数Ｃ_d ² ／Ｇ_d は遅延符号候補決定回路１
７１に供給される。遅延符号候補決定回路１７１は、評
価関数評価関数Ｃ_d ² ／Ｇ_d を基準にＭ（例えばＭ＝
５）個の遅延符号候補Ｄ１〜ＤＭ（＝５）を予備選択す
る。最終遅延符号決定回路１７２は、これら遅延符号候
補Ｄ１〜Ｄ５の中から、従来と同様の探索手法で最適遅
延符号ＣＤを決定する。

【００３９】本実施例では、サンプルの間引きを最適遅
延符号の予備選択に用い、予備選択された遅延符号候補
対応の遅延符号を用いて、従来と同様の探索を行うこと
により、精度を保持したまま演算量低減化を実現でき
る。

【００４０】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。

【００４１】例えば、評価関数として相互相関² ／自己
相関を用いたが、相互相関² でも同様の効果が得られ
る。また、適応コードベクトルを合成した重み付け適応
コードベクトルを用いているが、合成処理を行わないま
まの適応コードベクトルそのものを用いても同様の効果
が得られる。さらに、音声バッファに格納する信号を零
状態減算信号とする代りに入力音声信号や残差信号や聴
感上の重み付け信号を用いてもよい。さらにまた、コー
ドブックとして過去の音源信号を用いる代りに、過去の
入力音声信号や残差信号や聴感上の重み付け信号を用い
ても同様の効果が得られる。さらに、相互相関や自己相
関の算出に合成フィルタＨでまともにフィルタリングす
る方法を用いたが、近似式を用いる方法でも同様の効果
が得られる。この近似法は、例えば、１９８６年アメリ
カで出版されたアイキャスプ８６・プロシーディング
（ＩＣＡＳＳＰ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ８６）第２
３７５〜２３７８頁所載の論文トランスコおよびアタ
ル，エフィシエントプロセジャーズ・フォー・ファイン
ディング・ジ・オプチマムイノベーション・イン・スト
キャスティックコーダ（ＩＭ．Ｔｒａｎｓｃｏ，Ｂ．
Ｓ．Ａｔａｌ，”ＥＦＦＩＣＩＥＮＴＰＲＯＣＥＤＵＲ
ＥＳ ＦＯＲ ＦＩＮＤＩＮＧ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＵ
ＭＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ ＩＮ ＳＴＯＣＡＳＴＩＣ
ＣＯＤＥＲＳ”）等を参照できる。また、最適遅延符号
を１個に絞る代りに複数候補を求め次のステップで本選
択を行うことや、以後のコードブック探索で同時最適探
索を行うことも同様の効果が得られる。さらに、ＬＰＣ
分析回路を用いて説明を行ったが、スペクトルパラメー
タを抽出するＢＵＲＧ法等の他の分析法を用いても同様
の効果が得られる。また、ＬＰＣ係数を用いて説明した
が、ＰＡＲＣＯＲ係数やＬＳＰ係数のような他のスペク
トルパラメータでも同様な効果が得られることは明白で
ある。さらにまた、音源コードブック探索回路を１段構
成とする代りに、多段構成にすることも、本発明の主旨
を逸脱しない限り適用できることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の音声符号
化装置は、長期予測手段が遅延符号を間引ながら可変さ
せる遅延符号間引可変手段を備えるので、上記遅延符号
を間引くことにより探索対象の遅延符号数が低減される
ため、適応コードブック探索における演算量が低減化さ
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声符号化装置の第１の実施例を示す
長期予測回路のブロック図である。

【図２】本発明の音声符号化装置の第２の実施例を示す
長期予測回路のブロック図である。

【図３】本発明の音声符号化装置の第３の実施例を示す
長期予測回路のブロック図である。

【図４】本発明の音声符号化装置の第４の実施例を示す
長期予測回路のブロック図である。

【図５】音声符号化装置の全体を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の音声符号化装置の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 符号化部 ２ 復号化部 ３ 伝送路 １１ バッファ回路 １２ ＬＰＣ分析回路 １３ パラメータ量子化回路 １４ 重み付け回路 １５，２２ 適応コードブック １６ 長期予測回路 １７，２３ 音源コードブック １８ 音源コードブック探索回路 １９，２４ ゲインコードブック ４０ ゲインコードブック探索回路 ４１ マルチプレクサ ２１ デマルチプレクサ ２５ 合成フィルタ １６１ 遅延符号可変回路 １６２ 適応コードベクトル生成回路 １６３ 合成フィルタ １６４ 評価関数算出回路 １６５ 最適遅延符号決定回路 １６６ コードブック １６７ 音声バッファ １６８ 遅延符号均一間引可変回路 １６９ 遅延符号非均一間引可変回路 １７０，１８０ サンプル間引回路 １７１ 遅延符号候補決定回路 １７２ 最終遅延符号決定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−301900（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11799（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−61499（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−158497（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10L 19/00 - 9/14 H04B 14/04 H03M 7/30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定めたフレーム長の音声信号を分析
   しこの音声信号のスペクトルパラメータを抽出して対応
   の短期予測符号を生成する音声分析手段と、前記フレー
   ム長をさらに予め定めたサブフレーム長に分割しこのサ
   ブフレーム長単位の過去の音源信号を蓄積した適応コー
   ドブック格納手段と、前記適応コードーブック格納手段
   から読出した前記音源信号を予め定めたピッチ周期の範
   囲で遅延させ評価尺度である重み付け２乗誤差が最小と
   なる遅延値と遅延させた前記過去の音源に対するゲイン
   とを算出して前記音声信号のピッチ相関を表す最適な遅
   延符号である適応コードベクトルを探索して長期予測を
   行う長期予測手段と、前記長期予測後の残差信号を示す
   量子化符号である音源コードベクトルを蓄積する音源コ
   ードブック格納手段と、前記音源コードブックから最適
   な音源コードベクトルを決定する音源コードブック探索
   手段とを備える音声符号化装置において、前記長期予測
   手段が、前記適応コードブック格納手段探索のための前
   記過去の音源信号と前記残差信号と重み付け信号を含む
   信号を蓄積するバッファであるコードブックと、 前記遅延符号を前記コードブックのサイズ内で間引なが
   ら可変させることにより低減した処理対象の遅延符号で
   ある間引き遅延符号を生成する遅延符号間引可変手段
   と、 前記間引き遅延符号を入力しこの間引き遅延符号に対応
   する前記適応コードベクトルの候補を前記コードブック
   から生成する適応コードベクトル生成手段と、 前記適応
   コードベクトルの候補を入力し零状態合成信号である重
   み付け適応コードベクトルを生成する合成フィルタ手段
   と、 符号化処理を行う区間である符号化区間の音声信号を格
   納した音声バッファと、 前記重み付け適応コードベクトルと前記音声バッファに
   格納されている前記符号化区間における零入力応答減算
   信号との相互相関と自己相関とから符号化音声信号の前
   記音声信号に対する誤差電力相当の評価関数を算出する
   評価関数算出手段と、 前記重み付け２乗誤差の最小化に対応するよう前記評価
   関数を最大とする前記 間引き遅延符号を前記最適遅延符
   号と決定する最適遅延符号決定手段と を備えることを特
   徴とする音声符号化装置。
2. 【請求項２】前記遅延符号間引可変手段が、予め定めた
   数毎に均一に前記遅延符号を間引く均一間引手段を備え
   ることを特徴とする請求項１記載の音声符号化装置。
3. 【請求項３】前記遅延符号間引可変手段が、予め定めた
   非均一な間引対象符号の決定方法に従い前記遅延符号を
   間引く非均一間引手段を備えることを特徴とする請求項
   １記載の音声符号化装置。
4. 【請求項４】前記長期予測手段が、前記重み付け２乗誤
   差を計算する評価関数算出手段に供給する前記音声信号
   と前記遅延符号対応の重み付け適応コードベクトルとの
   各々をそれぞれ予め定めた率で間引く第１および第２の
   サンプル間引手段をさらに備えることを特徴とする請求
   項１記載の音声符号化装置。
5. 【請求項５】前記長期予測手段が、予め定めた数の前記
   適応コードベクトルの候補である遅延候補を選択する遅
   延候補決定手段と、前記遅延候補の中から前記適応コー
   ドベクトル対応の最適遅延符号を決定する最終遅延符号
   決定手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記
   載の音声符号化装置。