JPH028900A - 音声符号化復号化方法並びに音声符号化装置及び音声復合化装置 - 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〕 本発明は音声符号化復号化方法並びに音声符号化装置及
び音声復号化装置に関し、特に音声信号を低いビットレ
ートで効率的に符号化、復号化するための音声符号化復
号化方法並びに音声符号化装置及び音声復号化装置に関
する。

〔従来の技術〕

音声信号を低いビットレート、例えば１６ｋｂ／ｓ程度
以下で伝送する方式としては、マルチパルス符号化法な
どが知られている。これらは音源信号を複数個のパルス
の組合せ（マルチパルス）で表し、声道の特徴をデジタ
ルフィルタで表し、音源パルスの情報とフィルタの係数
を、一定時間区間（フレーム）毎に求めて伝送している
。この方法の詳細については、例えばＡｒａｓｅｋｉ、
　Ｏｚａｗａ、　Ｏｎｏ＋　０ｃｈｉａｉ氏による“Ｍ
ｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　５ｐｅｅｃｈ
　ＣｏｄｅｒＢａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍａｘｉｍｕｎ＋　Ｃ
ｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　５ｅａｒｃｈ　Ａ１
ｇｏｒｉｔｈｎ＋”、　（ＧＬＯＢＥＣＯＭ　８３．　
ＩＥＥＥ　Ｇｌｏｂａｌ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎ、講演番号２３．３．１９８３）　　（文献１
）に記載されている。この方法では、声道情報と音源信
号を分離してそれぞれ表現すること、および音源信号を
表現する手段として複数のパルス列の組合せを用いるこ
とにより、復号後に良好な音声信号を出力する。

ここで、音源信号を表すパルス列を求める基本的な考え
方について、第３図を用いて説明する。

図中の入力端子８００からはフレーム毎に分割され音声
信号が入力される。合成フィルタ回路８２０には現フレ
ームの音声信号から求められたスペクトルパラメータが
入力されている。音源計算回路８１０において初期マル
チパルスを発生し、これを合成フィルタ回路８２０に入
力することによって出力として合成音声波形が得られる
。減算器８４０では前記入力信号から合成音声波形を減
する。この結果を重み付は回路８５０へ入力し、出力と
して現フレームでの重み付は誤差電力を得る。そしてこ
の重み付は誤差電力を最小とするように、音源計算回路
８１０において規定個数のマルチパルスの振幅と位置を
求める。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来技術では、ビットレートが
充分に高く音源パルスの数が充分なときは音質が良好で
あったが、ビットレートを下げていくと音質が低下する
という問題点があった。

この問題点を改善するために、マルチパルス音源のピッ
チ毎の単周期性（ピッチ相関）を利用したピッチ予測マ
ルチパルス法が提案されている。

この方法の詳細は、例えば、特願昭５８−１３９０２２
号明細書（文献２）に詳しいのでここでは説明を省略す
る。前記文献２のピッチ予測マルチパルス法では、フレ
ーム区間内のみで音源のピッチ相関を利用したピッチ予
測を行っており、フレーム間にわたるピッチ相関は利用
していなかったため、ピッチ予測による音質改善効果は
それほど大きくなく、特に、伝送遅延が長くならないよ
うにフレーム区間を１０〜２０ｍ５程度とした場合、ピ
ッチ周期の長い男性話者（通常ピッチ周期は８〜１０ｍ
５位である）に対して、ピッチ予測の効果はほとんど無
いという問題点があった。

一方、前記問題点を改善するために、フレーム区間内の
みでなく、フレームとフレームにまたがって、フレーム
間で音源のピッチ予測を行うピッチ予測マルチパルス法
も提案されている。例えばこの方法については、特願昭
６０−２７３９３６号明細書（文献３）を参照すること
ができるのでここでは説明を略すが、前記文献３の方法
は、２組のピッチ再生フィルタと２組のスペクトル包絡
合成フィルタを必要とするため、前記フィルタを求める
ための演算量が増大するとともに、合計で４種類のフィ
ルタ係数の伝送のための情報量が増加するという問題点
があった。

本発明の目的は、ビットレートが高いところでも、また
ビットレートを下げていっても従来よりも良好な音声を
再生することが可能で、比較的少ない演算量で実現可能
な音声符号化復号化方法並びに音声符号化装置及び音声
復号化装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の音声符号化復号化方法は、 送信側では、離散的な音声信号を入力しあらかじめ定め
られたフレーム区間に分割し、前記音声信号からスペク
トル特性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求め、前記音声信号を前記ピッチを
少なくとも複数個含むサブフレーム区間に分割し、過去
の音源信号をもとにサブフレーム間及びサブフレーム内
のピッチ予測によりマルチパルスからなる音源信号を前
記サブフレーム区間において求め、 受信側では、前記過去の音源信号をもとに前記ピッチパ
ラメータと前記音源信号とを用いてサブフレーム間及び
サブフレーム内のピッチ予測により駆動音源信号を求め
、前記スペクトルパラメータを用いて前記音声信号を良
好に表す合成音声信号を出力することを特徴とする。

また、本発明の音声符号化装置は、 入力した音声信号をあらかじめ定められたフレーム区間
に分割し、前記音声信号からスペクトル特性を表すスペ
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
求め符号化するパラメータ計算回路と、 前記音声信号を前記ピッチを少なくとも複数個含むサブ
フレーム区間に分割するサブフレーム分割回路と、 過去の音源信号をもとにサブフレームにわたるピッチ予
測を行い、さらにサブフレーム内のピッチ予測を行いマ
ルチパルス列からなる音源信号を求めて符号化する音源
パルス計算回路と、前記パラメータ計算回路の出力と前
記音源パルス計算回路の出力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。

さらに、本発明の音声復号化装置は、・音声信号のスペ
クトルパラメータを表す符号とピッチパラメータを表す
符号と音源信号を表す符号とを入力して分離して復号化
するデマルチプレクサ回路と、 前記復号化したピッチパラメータと過去の音源信号をも
とにサブフレーム間ピッチ予測を行い、さらに前記復号
化した音源信号を用いてサブフレーム内のピッチ予測に
より駆動音源信号を求めるピッチ再生フィルタと、 前記駆動音源信号と前記復号化したスペクトルパラメー
タとを用いて音声信号を良好に表す音声信号を合成する
合成フィルタ回路とを有することを特徴上する。

〔作用〕

本発明によれば、音声信号をフレーム区間に等しいかそ
れよりも短いあらかじめ定められた時間長（少なくとも
複数個のピッチを含む）のサブフレームに分割し、過去
のサブフレームで求められた音源信号を用いて、フレー
ム間でピッチ予測を行い、サブフレーム間のピッチ相関
を除去した後に、サブフレーム内でもピッチ予測を行い
、サブフレーム内のピッチ相関を除去してマルチパルス
からなる音源信号を求める。さらに、本発明では、１ｍ
のピッチ再生フィルタと１組のスペクトル包絡合成フィ
ルタとを用いており、伝送情報量の大幅な増加なく、比
較的少ない演算量で、音質を大きく改善できる音声符号
化復号化方法並びに音声符号化装置及び音声復号化装置
を実現できるという特徴がある。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明による音声符号化復号化方法並びに音声
符号化装置及び音声復号化装置の一実施例の構成を示す
ブロック図であり、また、第２図は本発明におけるフレ
ーム間、フレーム内ピッチ予測の方法を説明するための
ブロック図である。

本発明に従う音声符号化、復号化処理においては、送信
側では、離散的な音声信号を入力しあらかじめ定められ
たフレーム区間に分割し、音声信号からスペクトル特性
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
メータとを求め、音声信号を前記ピッチを少なくとも複
数個含むサブフレーム区間に分割し、過去の音源信号を
もとにサブフレーム間及びサブフレーム内のピッチ予測
によりマルチパルスからなる音源信号を前記サブフレー
ム区間において求め、受信側では、前記過去の音源信号
をもとに前記ピッチパラメータと前記音源信号とを用い
てサブフレーム間及びサブフレーム内のピッチ予測によ
り駆動音源信号を求め、前記スペクトルパラメータを用
いて前記音声信号を良好に表す合成音声信号を出力する
。

まず、第２図を用いて説明する。フレーム区間（例えば
２０ｍ５　）毎の音声信号がサブフレーム分割部３５５
により、フレーム区間と等しいかそれよりも短いサブフ
レーム区間に分割される。前記フレームの音声信号から
、周知の手法（例えばＬＰＣ分析法）により、スペクト
ル包絡合成フィルタ３２０の係数ａ＋　　（ここでＭ次
とする）を求める。また周知の方法（例えば自己相関法
）により、ピッチ再生フィルタ３２５の係数す、　ピッ
チ周期Ｔ８（ここでは、簡単のため１次とする）を求め
る。

ここでスペクトル包絡合成フィルタ３２０．ピッチ再生
フィルタ３２５の伝達特性は、下記（１）、　（２１式
でそれぞれ表される。

Ｈ，（ｚ）＝ 音源パルスメモリ３０５は、過去のサブフレームの１ピ
ッチ周期前の音源信号を記憶しておく。まず、スイッチ
２８０を１側へ倒し、過去のマルチパルス列を用いてピ
ッチ再生フィルタ３２５へ入力し現サブフレームのピッ
チを再生する。次にスイッチ２９０を１側へ倒し、スペ
クトル包絡合成フィルタ３２０へ出力する。この出力を
減算器３３０へ出力する。減算器３３０は、サブフレー
ム区間の音声信号からスペクトル包絡合成フィルタ３２
０の出力を減算しｅ、（ｎ）を求め、これを聴感重み付
はフィルタ３５０へ出力する。ここでフィルタ３５０は
前記文献２に記載の重み付は回路と同様の構成を用いる
ことができる。聴感重み付はフィルタ３５０の出力の２
乗平均値Ｅは、音源パルス計算部３１０へ出力される。

次に、スイッチ２８０．２９０を２側へ倒す。音源パル
ス計算部３１０は、例えば、文献１に記載の方法や、文
献２．３の音源計算部と同様の方法を用いて、前記Ｅの
値を最小化するように、サブフレーム内ピッチ予測を用
いて振幅の大きなマルチパルスを、あらかじめ定められ
た個数だけ求める。その後、大振幅マルチパルスによっ
て再生された信号’Ｋ（ｎ）を、ピッチ再生フィルタ３
２５．スペクトル包絡合成フィルタ３２０を用いて求め
、減算器３３０において減算し残差ｅ、（ｎ）を求め、
これを聴感重み付はフィルタ３５０へ出力する。聴感重
み付はフィルタ３５０の出力の２乗平均値を求め、小振
幅音源計算部３１５へ出力する。

次にスイッチ２９０を３側へ倒す。小振幅マルチパルス
は、大振幅マルチパルスはどピッチの周期性は強くなく
、はぼランダムに発生すると考えられる。従って大振幅
マルチパルスを求めたあとは、ピッチ再生フィルタ３２
５を切り離し、スペクトル包絡合成フィルタ３２０のみ
を用いて、あらかじめ定められた個数の小振幅マルチパ
ルス列を求める。

マルチパルスの求め方は前記文献１を参照することがで
きる。なお、小振幅マルチパルス列の代わりに、より効
率的な表現として、あらかじめ定められた次元数、ビッ
ト数を有するコードブック（符号帳）を作成しておき、
このコードブックのうち、前記２乗平均値を最小化する
ように、最適なものを選択するようにしてもよい。コー
ドブックの作成法としては、あらかじめ学習データにつ
いてトレーニングにより作成しておいても良いし、ある
統計的分布（例えばガウス分布）を有する乱数列を位相
を種々変えて配置しておいてもよい。

前者のコードブックの作成法は、例えば、Ｍａｋｈｏｕ
１氏らによる“Ｖｅｃｔｏｒ　Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏ
ｎ　ｉｎ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｉｎｇ”　（Ｐｒｏｃ
、　ＩＥｆｉＥ、　ＰＰ、１５５１−１５８８．１９８
５年）　（文献４）を参照することができる。また後者
の方法は、例えば５ｃｈｒｏｅｄｅｒ、へｔａ１氏らに
よる“Ｃｏｄｅ−ｅｘｃｉｔｅｄ　１ｉｎｅａｒ　ｐｒ
ｅｄｉｃｔｉｏｎ　（ＣＢＬＰ）：　ｈｉｇｈ−ｑｕａ
ｌｉｔｙｓｐｅｅｃｈ　ａｔ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｂｉ
ｔ　ｒａｔｅｓ”　（Ｐｒｏｃ、　ＩＣＡＳＳＰ＋ｐｐ
、２６−２９．１９８５）　　（文献５）を参照するこ
とができる。また、誤差最小化基準によるコードブック
の選択法、ゲインの求め方については、前記文献４．５
などを参照することができる。

一方、特性をほぼ同じに保ちながら演算量を大きく低減
化するために、以下の構成も可能である。

今、サブフレーム毎に求めた、聴感重み付けを行った音
声信号ｘ、（ｎ）と、聴感重み付けを行った合成フィル
タのインパルス応答り、４（ｎ）との相互相関関数をφ
、とする。この求め方は前記文献２などに詳しいのでこ
こでは説明を略す。

音源パルスメモリ３０５と、前記インパルス応答の自己
相関関数Ｒｈｈ　（ｍ）を用いて、サブフレーム間でピ
ッチ予測を行い、相互相関関数φｘｈを下式のように修
正する。

φ’　ｘｈ　（ｍ）　　＝φ、、（ｍ）　　−Σｇ、Ｌ
−１・Ｒｈｈ　（ｌ　ｍ　　ｍ６ト’　ｌ　）　　　（
３１ここで、ｇｉ’−’、　ｍ１Ｌ−’　は音源メモリ
に格納されている過去（ｌ−１）のサブフレームのマル
チパルス列のｉ番目のパルスの振幅９位置をそれぞれ示
す。次に、Φ　ｘｈ（ｍ）とＲｔ、ｈ（ｍ）とを用いて
サブフレーム内のピッチ予測により、現サブフレームの
大振幅マルチパルス列の振幅ｇ１１位置ｍ。

を規定個数だけ求める。この方法については、前記文献
２などを参照することができる。次に、求めた大振幅マ
ルチパルス列ｇ　；１ｍ；を用いて信号’Ｋ（ｎ）を−
旦再生し、サブフレームの音声信号から°Ｋ　（ｎ）を
減算して前述の残差ｅ、（ｎ）を求め、前述と同一の方
法により、小振幅マルチパルス列あるいは、コードブッ
クのインデクスとゲインを求める。

このように本発明の送信側の伝送情報は、大振幅マルチ
パルス列の振幅１位置、小振幅マルチパルス列の振幅１
位置、（あるいはコードブックを用いる時は、コードブ
ックのインデクスとゲイン）、ピッチ再生フィルタの係
数とスペクトル包絡合成フィルタの係数である。

次に、第１図を参照して説明するに、音声符号化、復号
化系は、音声符号化装置と音声復号化装置とから構成さ
れ、両者は適宜の伝送路を介して接続される。

音声符号化装置は、入力した音声信号をあらかじめ定め
られたフレーム区間に分割し、前記音声信号からスペク
トル特性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求め符号化するパラメータ計算回路
と、前記音声信号を前記ピッチを少なくとも複数個含む
サブフレーム区間に分割するサブフレーム分割回路と、
過去の音源信号をもとにサブフレームにわたるピッチ予
測を行いさらにサブフレーム内のピッチ予測を行いマル
チパルス列からなる音源信号を求めて符号化する音源パ
ルス計算回路と、前記パラメータ計算回路の出力と前記
音源パルス計算回路の出力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。

音声復号化装置は、音声信号のスペクトルパラメータを
表す符号とピッチパラメータを表す符号と音源信号を表
す符号とを人力して分離して復号化するデマルチプレク
サ回路と、前記復号化したピッチパラメータと過去の音
源信号をもとにサブフレーム間のピッチ予測を行いさら
に前記復号化した音源信号を用いてサブフレーム内のピ
ッチ予測により駆動音源信号を求めるピッチ再生フィル
タと、前記駆動音源信号と前記復号化したスペクトルパ
ラメータとを用いて音声信号を良好に表す音声信号を合
成する合成フィルタ回路とを有する。

音声符号化、復号化処理は、以下のようにしてなされる
。

本発明の一実施例を示す第１図において、入力端子５０
０から離散的な音声信号ｘ　（ｎ）を入力する。スペク
トル、ピッチパラメータ計算回路５２０では、分割した
フレーム区間（例えば２０ｍ５　）の音声信号のスペク
トル包絡を表すスペクトル包絡合成フィルタ６１０のス
ペクトルパラメータａｉを、周知のＬＰＧ分析法によっ
て求める。また、ピソチ再生フィルタ６０５の係数すと
ピッチ周期Ｔを、周知の自己相関法により求める。具体
的な方法としては、例えば前記文献３のにパラメータ、
ピッチ計算回路を参照することができる。

求められたパラメータ及び係数、ピッチ周期に対しては
、パラメータ量子化器５２５において量子化を行う。量
子化の方法は、特願昭５９−２７２４３５号明細占（文
献６）に示されているようなスカラー量子化や、あるい
は前記文献４などに示されたベクトル量子化を行っても
よい。逆量子化器５３０は、量子化した結果を用いて逆
量子化して出力する。

サブフレーム分割回路５１５は、フレームの音声信号を
、フレームよりも短いかまたはフレームと同じ長さのサ
ブフレームに分割する。ここでピッチ周期を利用して、
ピッチ周期を少なくとも複数個含むようにし、ピッチ周
期が短い場合は、サブフレーム長は１０ｍ５程度とし、
ピッチ周期が長い場合は、フレーム長と同じとする。

重み付は回路５４０は、サブフレームに分割された音声
信号と逆量子化されたスペクトルパラメータを用いて前
記信号に重み付けを行う。重み付けの方法は、前記文献
６の重み付は回路２００を参照することができる。

インパルス応答計算回路５５０は、逆量子化されたスペ
クトルパラメータと、ピッチ周期、係数を用いて聴感重
み付けを施された合成フィルタのインパルス応答を計算
する。具体的な方法は前記文献２の重み付は回路を参照
できる。

自己相関関数計算回路５６０は、前記インパルス応答の
自己相関関数Ｒい（ｍ）を計算し、相互相関関数修正回
路５７５と音源パルス計算回路５８０へ出力する。自己
相関関数の計算法は、前記文献２や前記文献６の自己相
関関数計算回路１８０を参照することができる。

相互相関関数計算回路５７０は、前記重み付けられた信
号と、前記インパルス応答との相互相関関数Φｘｈ　（
ｍ）を計算して、相互相関関数修正回路５７５へ出力す
る。

相互相関関数修正回路５７５では、音源パルスメモリ５
８１から１ピッチ周期だけ過去の音源信号と自己相関関
数Ｒい（ｍ）とを入力し、前記（３）式に従い、サブフ
レーム間のピッチ予測を行って相互相関関数を修正して
Φ’ｘｈ（ｍ）を出力する。

音源パルス計算回路５８０では、φ’、ｈ（ｍ）とＲｈ
ｈ（ｍ）とを用いて、フレーム内ピッチ予測により、大
振幅のマルチパルス列の振幅と位置を規定個数だけ求め
る。パルス列の計算方法については、前記文献２の音源
パルス計算回路を参照することができる。

量子化器５８５は、前記マルチパルス列の振幅と位置を
量子化して符号を出力する。具体的な方法は前記文献６
などを参照できる。この出力は逆量子化器５９０によっ
て逆量子化され、パルス発生器６０帆ピツチ再生フイル
タ６０５．スペクトル包絡合成フィルタ６１０に通すこ
とによって、前記大振幅の音源パルスによる合成音声信
号”Ｋ（ｎ）が求まる。

ここでピッチ再生フィルタ６０５．スペクトル包絡合成
フィルタ６１０は、第２図のピッチ再生フィルタ３２５
、スペクトル包絡合成フィルタ３２０と同一の動作をす
る。

減算器６１５は、前記音声信号’Ｋ（ｎ）から合成音声
信号ｘ　（ｎ）を減することによって、残差信号ｅｘ　
（ｎ）に対して小振幅音源信号を計算する。

小振幅音源計算回路６２０では、第２図で動作を説明し
たように、小振幅音源信号を、規定個数のマルチパルス
列か、あるいはコードブックを用いて表す。ここでは、
マルチパルス列を用いることとする。第２図に関連して
説明した方法により、小振幅マルチパルス列の振幅１位
置を計算し、これらを量子化、符号化して符号を出力す
る。またこれらを復号化して小振幅音源パルス列を発生
させて加算器６２５へ出力する 加算器６２５は、ピッチ再生フィルタ６０５の出力と、
小振幅音源計算回路６２０の出力である小振幅音源パル
ス列とを加算して音源パルスメモリ５８１へ出力する。

マルチプレクサ６３０は、量子化器５８５の出力である
マルチパルス列の振幅９位置を表す符号、小振幅音源計
算回路６２０の出力である、小振幅マルチパルス列の振
幅１位置を表す符号、パラメータ量子化器５２５の出力
であるスペクトルパラメータ、ピッチ周期、係数を表す
符号を組み合わせて出力する。

一方、受信側では、デマルチプレクサ７１０は、大振幅
マルチパルス列の振幅１位置を表す符号、スペクトルパ
ラメータ、ピッチ周期、係数を表す符号、小振幅音源信
号を表す符号を分離して出力する。

音源パルス復号器７２０は、大振幅のマルチパルスの振
幅１位置を復号する。

スペクトル、ピッチパラメータ復号器７５０は、送信側
の逆量子化器５３０と同じ働きをして、スペクトルパラ
メータ、ピッチ周期Ｔ、係数すを復号して出力する。

小振幅音源復号器７４５は、小振幅のマルチパルス列の
振幅１位置を復号して出力する。

パルス発生器７２５は、前記大振幅のマルチパルス列に
よる音源信号を発生させる。

ピッチ再生フィルタ７３０は、パルス発生器７２５の出
力、ピッチ周期Ｔ、係数すを入力し、音源パルスメモリ
７３５の出力を用いて、サブフレーム間のピッチ予測を
行いながら、ピッチを再生した音源信号を求め加算器７
４０へ出力する。

加算器７４０は前記音源信号と小振幅音源復号器７４５
の出力信号を加算して駆動音源信号を求め、合成フィル
タ回路７６０を駆動する。

音源パルスメモリ７３５は、送信側の音源パルスメモリ
５８１と同一の動作をし、加算器７４０の出力を格納す
る。

合成フィルタ回路７６０では前記駆動音源信号及び前記
復号されたスペクトルパラメータを用いて、サブフレー
ム毎に合成音声波形を求めて出力する。

以上述べた実施例は、第２図に関連して説明した演算量
を低減化する方法として述べた方法の一例であるが、第
２図に関連して述べた基本的方式の構成としてもよい。

ただし、このような構成とすると、演算量が増加する。

小振幅音源信号としては、小振幅マルチパルス列以外に
も第２図に関連して述べたように、コードブックを用い
る構成としてもよい。このときは、小振幅マルチパルス
列の振幅１位置を伝送する代わりに、コードブックのイ
ンデクス、ゲインを伝送することになる。

また、演算量をさらに低減するために、小振幅音源信号
も、大振幅マルチパルスと同じように、フレーム内ピッ
チ予測を行いながら求めるようにしてもよい。このとき
は、−旦信号を再生して残差ｅ２（ｎ）を求める必要が
なくなるので、送信側のパルス発生器６００．ピッチ再
生フィルタ６０５．スペクトル包絡合成フィルタ６１０
．小振幅音源計算回路６２０が不要となる。しかしなが
ら、−ｉに小振幅信号には、ピッチ相関は少ないと考え
られるので、このような構成とすると、演算量は低減で
きるものの特性が低下すると思われる。

また、マルチパルスの計算方法としては、前記文献ｌに
示した方法の他に、種々の周知な方法を用いることがで
きる。これには、１列えば、０ＺａＷａ氏らによる“Ａ
　５ｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｐｕ１ｓｅ　５ｅａｒｃｈ　ＡＩ
ｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒ　Ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　５
ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｅｒ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ”　
（ＩＥＥＥ　ＪＳＡＣ，ｐｐ、１３３−１４１．１９８
６）　　（文献７）を参照することができる。

また、ピッチ周期の計算法としては、前述の実施例で示
した方法の他に、例えば、下記（４）式のように、過去
の音源信号ｖ　（ｎ）と、ピッチ再生フィルタ、スペク
トル包絡合成フィルタで再生した信号と、現サブフレー
ムの入力音声信号ｘ　（ｎ）との誤差電力Ｅを最小化す
るような位置Ｔを探索し、そのときの係数すを求めるこ
ともできる。

Ｅ＝Σ（（ｘ　（ｎ）　−ｂ　−ｖ　（ｎ−Ｔ）　＊ｈ
　（ｎ）　）＊Ｗ　（ｎ）　）　”　　　　　　　　　
　　　　（４１ここで、ｈ（ｎ）はスペクトル合成フィ
ルタのインパルス応答、ｗ　（ｎ）は聴感重み付は回路
のインパルス応答を示す。

また、サブフレームのピッチ周期Ｔに線形のずれτを許
容するようにしてもよい。具体的な方法については、Ｏ
ｎｏ氏らによる“２．４ｋｂｐｓ　ｐｉｔｃｈ　ｐｒｅ
ｄｉｃｔｉｏｎ　ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　５ｐｅｅｃ
ｈ　ｃｏｄｉｎｇ”　（ｐｒｏｃ、　ＩＥＥＥ　ＩＣＡ
ＳＳＩ”８８．９．Ｓ４．９．１９８８）　　（文献８
）を参照できる。ただし、このときはピッチ情報として
、Ｔ以外にτも伝送する必要がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サブフレーム毎に、過去のサブフレー
ムの音源信号に基づき、サブフレーム間及びサブフレー
ム内のピッチ相関を利用してマルチパルスからなる音源
信号を求め、音源信号を効率的かつ良好に表しているこ
と、このような計算を相関領域で行っていること、１組
のピッチ再生フィルタ、スペクトル包絡合成フィルタを
用いているので、従来技術に比べ、比較的少ない演算量
で、再生音声の音質を大きく改善できるという大きな効
果がある。またこの効果は、ビットレートが低い場合に
より顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音声符号化復号化方法と音声符号
化装置及び音声復号化装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図、 第２図は本発明におけるフレーム間、フレーム内ピッチ
予測の方法を説明するためのブロック図、第３図はパル
ス列探索法の従来例を表すブロック図である。 ２８０、２９０・・・・・スイッチ ３０５、５８１．７３５　　・・音源パルスメモリ３１
０、５８０・・・・・音源パルス計算（部）回路 ３１５、６２０・・・・・小振幅音源計算（部）回路 ３２０、６１０・・・・・スペクトル包絡合成フィルタ ３２５、６０５．７３０　　・・ピッチ再生フィルタ３
３０　　・・・・・・・減算器 ３５０　　・・・・・・・聴感重み付はフィルタ３５５
、５１５・・・・・サブフレーム分割（部）回路 ５２０　　・・・・・・・スペクトル、ピッチパラメー
タ計算回路 ５２５　　・・・・・・・パラメータ量子化器５３０、
５９０・・・・・逆量子化器 ５４０　　・・・・・・・重み付は回路５５０　・・・
・・・・インパルス応答計算回路５６０　　・・・・・
・・自己相関関数計算回路６００゜ ６２５゜ ７６０　・　・　・　・　・ 相互相関関数計算回路 相互相関関数修正回路 音源パルス計算回路 量子化器 パルス発生器 加算器 マルチプレクサ デマルチプレクサ 音源パルス復号器 小振幅音源復号器 スペクトル、ピッチパラ メータ復号器 合成フィルタ回路 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側では、離散的な音声信号を入力しあらかじ
   め定められたフレーム区間に分割し、前記音声信号から
   スペクトル特性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求め、前記音声信号を前記ピ
   ッチを少なくとも複数個含むサブフレーム区間に分割し
   、過去の音源信号をもとにサブフレーム間及びサブフレ
   ーム内のピッチ予測によりマルチパルスからなる音源信
   号を前記サブフレーム区間において求め、 受信側では、前記過去の音源信号をもとに前記ピッチパ
   ラメータと前記音源信号とを用いてサブフレーム間及び
   サブフレーム内のピッチ予測により駆動音源信号を求め
   、前記スペクトルパラメータを用いて前記音声信号を良
   好に表す合成音声信号を出力することを特徴とする音声
   符号化復号化方法。
2. （２）入力した音声信号をあらかじめ定められたフレー
   ム区間に分割し、前記音声信号からスペクトル特性を表
   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
   タとを求め符号化するパラメータ計算回路と、 前記音声信号を前記ピッチを少なくとも複数個含むサブ
   フレーム区間に分割するサブフレーム分割回路と、 過去の音源信号をもとにサブフレームにわたるピッチ予
   測を行い、さらにサブフレーム内のピッチ予測を行いマ
   ルチパルス列からなる音源信号を求めて符号化する音源
   パルス計算回路と、 前記パラメータ計算回路の出力と前記音源パルス計算回
   路の出力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. （３）音声信号のスペクトルパラメータを表す符号とピ
   ッチパラメータを表す符号と音源信号を表す符号とを入
   力して分離して復号化するデマルチプレクサ回路と、 前記復号化したピッチパラメータと過去の音源信号をも
   とにサブフレーム間ピッチ予測を行い、さらに前記復号
   化した音源信号を用いてサブフレーム内のピッチ予測に
   より駆動音源信号を求めるピッチ再生フィルタと、 前記駆動音源信号と前記復号化したスペクトルパラメー
   タとを用いて音声信号を良好に表す音声信号を合成する
   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。