JPH0291697A - 音声符号化復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式及びその装置
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、例えばアラセキ、オザワ、
オノ、オチアイ氏による”Ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅＥｘ
ｃｉｔｅｄ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｅｒ　Ｂａ５ｅｄ　
ｏｎ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａ口
ｏｎ　５ｅａｒｃｈ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”、　（ＧＬ
ＯＢＥＣＯＭ　８３、　ＩＥＥＥ　Ｇｌｏｂａｌ　Ｔｅ
ｌｅ−ｃｏｍｍｕｎｌｃａｔｌｏｎ＋講演番号２３．３
．１９８３Ｎ文献りに記載されている。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（マルチパルス）ヲ用いることにより、復号後に
良好な音声信号を出力できる。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は第４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
れた音声信号が入力される。合成フィルタ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、これを前記合成フィルタ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、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、音源発生回路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問題） しかしながら、この従来法ではピッ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行くと音質が低下するという問題
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
チ毎の準周期性（ピッチ相関）を利用したピンチ予測マ
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。しかしながら、マルチパルス音源のピッチ毎の準周
期性は大振幅のパルスでは大きいと考えられるが、全て
のパルスについてこのような周期性が存在するわけでは
なく、振幅の小さなパルスはピッチ毎の周期性は少ない
と考えられる。前記文献２のピッチ予測マルチパルス法
では、フレーム内で予め定められたすべての個数のパル
スについてピッチ毎の周期性を仮定して全てのパルスを
ピッチ予測により求めているので、特に周期性の少ない
パルスではピッチ予測によりかえって特性が悪化すると
いう問題点があった。特にこのことは、母音同志の遷移
区間や過渡部、子音部において顕著であり、このような
部分で音質が劣化するという問題点があった。

さらに、前記文献２の方法では、ピッチ情報をインパル
ス応答に含ませているため非常に時間長の長いインパル
ス応答を必要とし、予め定められた個数の全てのパルス
をピッチ予測により求めているので、パルスの探索に要
する演算量は非常に多く、現在のデバイス技術をもって
しても装置をコンパクトに実現することはかなり困難で
あった。

本発明の目的は、ビットレートが高いところあるいは低
いところでも、従来よりも良好な音声を再生することが
可能で、少ない演算量で実現可能な音声符号化復号化方
式とその装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の音声符号化復号化方式は、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フレーム毎にスペク
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、前記フレームの音声信号を
前記ピッチパラメータに応じた小区間に分割し、前記フ
レームの音声信号の音源を前記スペクトルパラメータと
前記ピッチパラメータとを用い前記小区間のうち１つの
区間について求めたマルチパルスと前記マルチパルスに
よる影響の除去後に前記スペクトルパラメータを用いて
前記フレームにおいて求めたフードブックとで表し、受
信側では前記マルチパルスと前記ピッチパラメータ及び
前記コードブックを用いて音源信号を復元しさらに前記
スペクトルパラメータを用いて合成音声信号を求めるこ
とを特徴とする。

本発明の音声符号化装置は、入力した離散的な３１％信
号からフレーム毎に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を抽出し符号
化するパラメータ計算回路と、前記フレームの音声信号
を前記ピッチパラメータに応じた小区間に分割する分割
回路と、前記スペクトルパラメータと前記ピッチパラメ
ータとを用いて前記小区間のうちの１つの区間について
マルチパルスを求めて符号化し前記符号化したマルチパ
ルスによる影響を除去した後に前記フレームにおいて前
記スペクトルパラメータを用いてコードブックを求めて
符号化する音源計算回路と、前記パラメータ計算回路の
出力符号と前記音源計算回路の出力符号とを組み合わせ
て出力することを特徴とする。

本発明の音声復号化装置は、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マルチパルスを
表す符号とコードブックを表す符号とを分離して復号化
するデマルチプレクサ回路と、フレーム区間を前記復号
化したピッチパラメータに応じた小区間に分割し前記小
区間の１つについて前記復号化したマルチパルスを発生
し前記ピッチパラメータを用いてピッチを再生し、前記
ピッチを再生した信号に前記復号化したコードブックを
発生させて加算し音源信号を復元する音源復元回路と、
前記復元した音源信号と前記復号化したスペクトルパラ
メータを用いて合成音声信号を求め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） 本発明による音声符号化復号化方式とその装置は、フレ
ーム区間の音声信号の音源信号を、ピッチ予−１して求
めたマルチパルスと、コードブックとを用いて表すこと
を特徴としている。さらに、前記ピッチ予測マルチパル
スの計算には、マルチパルス音源のピッチ毎の準同期性
を非常に効率良く利用すると共に演算量を大きく低減す
るために、フレームをあらかじめピッチ周期に応じた小
区間（サブフレーム）に分割し、前記サブフレームのう
ちの１つの区間についてのみピッチ予測によりマルチパ
ルスを求める。そして前記ピッチ予測マルチパルスによ
り信号を再生して影響を音声信号から除去した後に、除
去後の信号を最も良好に表すコードブックを求めるわけ
である。

以下で本方式の基本的な考え方を第２図を用いて説明す
る。第２図は、本発明の作用を示すブロック図である。

入力端子１００から音声信号を入力し、前記音声信号を
予め定められた時間長の（例えば２０ｍ５ｅｃ、）フレ
ームに分割する。フレームの音声信号からＬＰＣ分析部
１５０はスペクトル包絡を表す予め定められた次数のＬ
ＰＧ係数を衆知のＬＰＧ分析により求める。ＬＰＧ係数
としては、線形予測係数の他にＬＳＰ、ホルマント、Ｌ
ＰＣケプストラムなど他の良好なパラメータを用いるこ
ともできる。また、ＬＰＣ以外の分析法、例えばケプス
トラムやＰＳＥｌＡＲＭｌｊなどを用いることもできる
。以下では線形予測係数を用いるものとして説明を行う
。ピッチ計算回路２００は、フレームの音声信号からピ
ッチ周期Ｍ及びピッチ係数（ゲイン）ｂを計算する。こ
れには衆知の自己相関法を用いることができる。また、
ピッチ係数ｂ（ゲイン）の計算には前記自己相関法で時
間遅れＭにおける自己相関係数の値を用いる方法や、音
声信号をピッチ周期Ｍ毎の小区間（サブフレーム）に分
割し、各サブフレームにおける音声信号あるいは予測残
差信号のｒｍｓ値を１次回帰直線で近似したときの傾き
の値を用いることもできる。後者の方法については、オ
ノ氏らによる”２．４ｋｂｐｓ　ｐｉｔｃｈ　ｐｒｅｄ
ｉｃｔｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｕｌｓｅ　５ｐｅｅｃｈ　
ｃｏ旧ｎｇ”（ｐｒｏｃ、　ＩＥＥＥ　ＩＣＡＳＳＰ　
８８゜Ｓ４．９．１９８８）と題した論文（文献３）な
どを参照できる。

ピッチ予測マルチパルス計算部２５０及びコードブック
選択部２７０の動作を第３図を引用して説明する。第３
図（ａ）は１フレ一ム区間の音声信号を表す。ここでは
−例としてフレーム長を２０ｍ５　ｅ　ｃ、とじている
。ピッチ予測マルチパルス計算部２５０では、まず、（
ｂ）のように、フレームをピッチ周期Ｍを用いて小区間
（サブフレーム）に分割する。ここではサブフレーム長
はピッチ周期Ｍと同一としている。次に、前記文献２と
同一の方法により、ピッチ再生フィルタと聴感重み付は
スペクトル包絡合成フィルタとの縦続接続フィルタのイ
ンパルス応答ｈｗ（ｎ）を求める。ここでスペクトル包
絡合成フィルタ、ピンチ再生フィルタの伝達特性は（１
）　、（２）式でそれぞれ表される。

Ｈｓ　　（ｚ）”　１／　（１Σａ＋Ｚ−’）　　　　
（１）Ｈ，（ｚ）＝１／　　（ｉ−ｂＺ−Ｍ）　　　　
　　（２）ここではピッチ再生フィルタの次数は１とし
ている。

（１）式、（２）式のインパルス応答をｈｓ（ｎ）　＋
　ｈｐ　　（ｒｔ）とし、聴感重み付は縦続接続フィル
タのインパルス応答をＷ　（ｎ　）とすると、前記イン
パルス応答ｈｗ　　（ｎ）は次式で表される。

ｈｗ（ｎ）：ｈｓ（ｎ）束ｈｐ（ｎ）草Ｗ（ｎ）　　　
　　（３）また、聴感重み付けを行ったスペクトル包絡
合成フィルタのインパルス応答り、＃、（ｎ）ｉｔｈｗ
（ｎ）＝ｈｓ（ｎ）ｘＷ（ｎ）　　　（４）ここで記号
“＊”は、畳み込みを表す。次に、前記文献２と同一の
方法により、インパルス応答ｈｗ　　（ｎ）の自己相関
関数Ｒｈｈ　（ｍ　）　ｓ聴感重み付は音声信号と前記
インパルス応答ｈｗ　　（ｎ）との相互相関関数Φｈｘ
（ｍ）を求める。次に、前記サブフレームのうちの予め
定められた１つの区間（例えば第３図（ｂ）の区間■）
についてのみ、予め定められた個数Ｌ（ここでは４とし
ている）のマルチパルスの振幅ｇ５、位置ｍ、をピッチ
予測により求める。第３図（Ｃ）は求めたマルチパルス
を示す。次に、求めたマルチパルスを（２）式で定義さ
れるピッチ再生フィルタに通して第３図（ｄ）のように
他のサブフレームでのパルスを再生する。次に、この再
生パルスを用いて（１）式で定義されるスペクトル包絡
合成フィルタを駆動して再生信号Ｘ’　　（ｎ）を得る
。

減算器２６０は音声信号Ｘ　（ｎ）からＸ’　　（ｎ）
を減算してｅ　（ｎ）を得る。フードブック選択部２７
０は予め用意された複数種類（例えば２５６種類）のコ
ード（コードブック）の中からｅ（ｎ）を最適に表す乱
数コード及びそのゲインを求める。

このｅ　（ｎ）に対して最適なコードとそのゲインを求
める実際の方法について、以下で式を用いて説明する。

コードブックの選択方法としては次式で定義される誤差
電力Ｅを最小化するように計算する。

Ｅ：Σ　［（ｅ（ｎ）−ｇ−；ｉ　（ｎ）　　）　　＊
１ｆ（ｎ）コ２　　　　（５）ここで、ｅ（ｒｌ）は第
２図のコードブック選択部２７０の入力残差信号であり
、ｇはゲイン、τ（ｎ）は選択された一種類のコードと
合成フィルタによって再生した残差信号である。Ｗ（ｎ
）は聴感を考えた重み付はフィルタのインパルス応答を
示す。

（５）式をｇについて最小化すると（６）式の形となる
。

ｇ＝　（Σｅｗ（ｎ）れ（ｎ）　　）　／　（Σれ（ｎ
）れ（ｎ）　　）　　（Ｇ）ここで、 ｅｗ（ｎ）＝ｅ　　（ｎ）本１ｆ（ｎ）　　：　ｎ（ｎ
）柿（ｎ）寡Ｗ（ｎ）　　　（７ａ）ｅｗ（ｎ）：ｅ　
　（ｎ）＊Ｗ（ｎ）　　　　　　　　　　　　　　　　
（７ｂ）記号＊は畳み込みを表す。（６）式の分母はτ
Ｗ　（ｎ）自己相関（厳密には共分散）、分子はｅｗ　
　（ｎ）とｅｗ　　（ｎ）の相互相関である。また（７
ａ）式のｎ　（ｎ）はコードブック中の、選択された１
種類のコードが表す信号である。また、ｈ　（ｎ　）は
合成フィルタのインパルス応答を示ｆ。

このとき誤差電力Ｅは次式のように書けるので、 Ｅ＝Σｅｗ（ｎ）２−ｇ・　　Σｅ、（ｎ）　；（ｎ）
　　　　（８）ｎ　　　　　　　　　　　　　　ｎ Ｅを最小化するコードブックは、（８）式第２項を最大
化即ちＩｇｌを最大化するように選択すればよい。

コードブックを選択するための計算量をさらに大幅に削
減するための方法としては、次のような構成も考えられ
る。音源信号を表すマルチパルス列は相互相関を用いて
探索する。この求め方は前記文献１．２等に詳しいので
ここでは説明は省略するが、ピッチ予測マルチパルス計
算部２５０においてピッチ予測マルチパルス列を求めた
後の修正相互相関関数Φｘｈ゛を用いることにより、前
述の方法より大幅に演算量を削減した上で、コードブッ
クを選択することが可能となる。以下に示す方法ではフ
ードブック選択の際に信号ｅｗ（ｎ）を再生しなくてよ
いので、特性を前述の方法とほぼ同じに保ちながら演算
量を大幅に低減できる。以ｒに導出方法を説明する。ま
ず、Φｘｈ’　、ｅｗ（ｎ）は次のように書（ことがで
きる。

Φｘｈ’　”Σｅｗ（ｎ）ｈｗ（ｎ）　　　（９）；（
ｎ）　　：　　ｎ（ｎ）本す、（ｎ）　　　　　（１０
）（ｌＯ）式を（６）式に代入し、（９）式を用いると
、次の様に変形が可能である。

ｇ＝（ΣΦｘｈ’　＠　ｎ（ｎ））　／　（Ｒｈｈ（ｏ
）＊　Ｒ，、ｎ（ｏ＞）　（１１）ここでΦＸｈ′はピ
ッチ予測によりマルチパルス列を求めた後の相互相関関
数、Ｒｈｈ（０）は、スペクトル包絡フィルタと重み付
は回路の従属接続からなるフィルタのインパルス応答の
電力である。

Ｒｈｈ（ｏ）はコードブックのうちある１種類のコード
を選択した場合の、前記コードにより表される信号ｎ（
ｎ）の電力である。（ｌｌ）式の分子はΦ、と選択され
たコードにより表される信号ｎ（ｎ）との相互相関関数
である。前述の（Ｉｌｉ）式と同じように、コードブッ
クは（１１）式のｇを最大化するものを選べばよい。

なお、コードブックは、大振幅のピッチ予測マルチパル
ス列を予め定められた個数だけ求めた後の音源の残差信
号を用いて、予めトレーニングすることによって作成し
てもよいし、例えばガウス性の、統計的性質を持つよう
な雑音信号を位相特性を種々に変化させて複数個作成し
コードブックに格納しておいてもよい。前者の方法につ
いてはマクール氏らによる”Ｖｅｃｔｏｒ　ｑｕａｎｔ
ｌｚａｔｌｏｎ　１ｎ３ｐｅｅｃｈ　ｃｏｄｉｎｇ”（
Ｐｒｏｃ、　ＩＥＥＥ、　ｐｐ、１５５１−１５８８．
１９８５）（文献５）などの論文を参照できる。後者の
方法についてはエム・アール−シュレーダー　ビー・ニ
ス・アタール両氏による論文（以下、「文献６　Ｊ　）
　（Ｍ、Ｒ，５ｈｒｏｅｄｅｒ　ａｎｄ　Ｂ、Ｓ、Ａｔ
ａｌ：”Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔｅｄ　　目ｎｅａｒ　ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　（ＣＥＬＰ）：　ｈｉｇｈ−ｑｕ
ａ目ｔｙ　５ｐｅｅｃｈ　ａｔ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｂ
ｉｔｒａｔｅｓ、”、　Ｐｒｏｃ。

１、Ｃ，Ａ、、Ｓ、Ｓ、Ｐ、ｖｏｌ、１．ｐａｐｅｒ　
　Ｎｏ、２５．１．１．Ｍａｒｃｈ。

１９８５）を参照することができる。

送信側の伝送情報は、スペクトル包絡を表すスペクトル
パラメータ、ピッチＩＩＴ生フィルタのビ・７チ周期Ｍ
１ゲインｂ、Ｌ個のピッチ予測マルチパルスの振幅と位
置、コードブックのインガウス及びゲインｇである。

（実施例） 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ｆ１１故的な音声信号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２０ｍ５ｅｃ、）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のス
ペクトルパラメータａｌを、衆知のＬＰＧ分析法によっ
て求める。また、ピッチ再生フィルタの係数すとピッチ
周期Ｍを周知の自己相関法あるいは前述の文献３に示し
た方法により求める。

求められたスペクトルパラメータ及び係数に対しては量
子化器５２６において、ピッチ周期に対しては、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号明細書（
文献７）に示されているようなスカラー量子化や、ある
いはベクトル量子化を行ってもよい。ベクトル量子化の
具体的な方法については、例えば、前記文献５などの論
文を参照できる。逆量子化器５３０．５３２は、それぞ
れ量子化した結果を用いて逆量子化して出力する。

減算器５３５はフレームの音声信号から影響信号を減算
して出力する。

重み付は回路５４０は、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聴感重み付けを行
う。重み付けの方法は、前記文献２の重み付は回路２０
０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ａ　＋１を用いて前記（１）、（２）
式の縦続接続からなるフィルタの重み付はインパルス応
答ｈｗ　　（ｎ）とをａ　１．とピッチ周期Ｍ”、係数
ｂ′を用いて計算する。具体的な方法は前記文献２のイ
ンパルス応答計算回路を参照できる。

自己相関関数計算回路５６０は前記のインパルス応答に
対して自己相関関数を計算し、音源パルス計算回路５８
０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４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は前記聴感重み付けられた
信号と、前記インパルス応答ｈｗ　　（ｎ）との相互相
関関数Φｘｈ（ｍ）を計算する。

音源パルス計算回路５８０では、まず、フレームを逆量
子化したピンチ周期Ｍ′を用いて前記第３図（ｂ）のよ
うにサブフレーム区間に分割する。そして予め定められ
た１つのサブフレーム区間（例えば第３図（ｂ）のサブ
フレーム■）について、Φｘｈ（ｍ）とＲｂｈ（ｍ）と
を用いて、Ｌ個のマルチパルス列の振幅ｇ、と位置ｍｌ
を求める。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。

■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４
などを参照できる。この出力はさらに逆量子化され、ピ
ッチ再生フィルタ６０５、スペクトル包絡合成フィルタ
６１０に通すことによって、前記ピッチ予測マルチパル
スによる合成音声信号Ｘ”　（ｎ　）か求まる。

減算器６１５は、前記音声信号ｘ　（ｎ）から合成音声
信号Ｘ”　（ｎ）を滅することによって、残差信号ｅ　
（ｎ）を得る。

乱数フードブック選択部６００は前記残差信号に対して
（５）〜（１１）式に基づき最適な乱数コードを求め、
そのインデクス及びゲインを出力する。

また、前記最適な乱数コードを合成フィルタに出力して
合成した信号を加算器６２０へ出力する。

マルチプレクサ６３５は、量子化器５８５の出力である
マルチパルス列の振幅、位置を表す符号、乱数コードブ
ック選択部６００の出力である乱数コードのインデクス
及びゲイン、量子化器５２５の出力であるスペクトルパ
ラメータ、量子化器５２７の出力であるピッチ周期、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、ピッチ
予測マルチパルスの振幅、位置を表す符号、乱数フード
ブックのインデクス、ゲインを表す符号、スペクトルパ
ラメータ、ピンチ周Ｍ、係数を表す符号を分離して出力
する。

パルス復号器７２０はピッチ予測マルチパルスの振幅、
位置を復号する。乱数コードブック復号器７２５は乱数
コードブックのインデクス、ゲインを復号する。スペク
トル、ピッチパラメータ復号５７５０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Ｍ゛、係数ｂ゛を復号して出力する。パル
ス発生器７３０は、前記マルチパルス（ピッチ予測マル
チパルス）による音源信号とフレーム長だけ発生させ出
力する。乱数コード発生器７２７は前記乱数コードのイ
ンデクス及びゲインを用いて音源信号をフレーム長だけ
発生させる。

ピッチ再生フィルタ７３５は、送信側のピッチ再生フィ
ルタ６０５と同一の動作を行い、パルス発生器７３０の
出力、復号されたピッチ周期Ｍ゛及び係数ｂ′を入力し
、フレームでピッチを再生したＷｊｌＡ信号を求め加算
器７４０へ出力する。

加算器７４０は前記音源信号と乱数コード発生器７２７
の出力信号を加算してフレームの駆動音源信号を求め、
合成フィルタ回路７６０を駆動する。

合成フィルタ回路７６０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、フレーム毎
に合成音声波形を求めて出力する。

以上述べた構成は本発明の一実施例に過ぎず、種々の変
形も可能である。

マルチパルスの計算方法としては、前記文献１に示した
方法の他に、種々の衆知な方法を用いることができる。

これには、例えば、オザワ氏らによる”Ａ　５ｔｕｄｙ
　ｏｎ　Ｐｕ１ｓｅ　５ｅａｒｃｈ　Ａｌｇｏｒｉｔｈ
ｍｓ　ｆｏｒＭｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ　５ｐｅｅｃｈ　
Ｃｏｄｅｒ　Ｒｅａ目ｚａｔｌｏｎ”（ＩＥＥＥＪＳＡ
Ｃ，ｐｐ、１３３−１４１．１９Ｈ）　　（文献８）を
参照することができる。

また、ピンチゲインｂ１周期Ｔ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（１２）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Ｍ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）木ｈｓ
（ｎ））　　末ｗ（ｎ）コ　２（＋２）ここで、ｈｓ（
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Ｍに線形のすれ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、１
１ｉＩ記文献３などを参照できる。たたし、このときは
ピッチ情報として、周期Ｍ以外にも前記τも伝送する必
要がある。

また、入力音声の有声部分と無声部分を判別してコード
ブックを用いるか否かを決定してもよい。

また、コードブックを用いることによる有効性を判断し
て、仔効であると判断された場合にのみフードブックを
用いる構成とすることも可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、音源信号のうちピッチ毎の周期性の強
い成分については、ピッチ予測により１つのサブフレー
ム区間のパルスを求めることにより非常に効率的に表し
、ピッチ毎の相関の強くない成分については乱数コード
ブックにより効果的に表しているので、全てのパルスを
ピッチ予測を用いて求める従来法と比較して母音同士の
遷移部や過渡部、子音部など周期性が少し弱（なる部分
で音質を太き（改善することができるという効果がある
。さらに、ピンチ区間におけるマルチパルスのみピッチ
予測により求めているので、ピンチ予測マルチパルスの
探索に必要な演算量を大幅に低減することがｉｉＪ能で
、従来方式として比較して大幅に演算量を低減できると
いう大きな効果がある。

【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式とその装置
の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は本発明の
作用を示すブロック図である。第３図はパルス列探索法
の例を示すブロック図である。第４図は従来方式の例を
示すブロック図である。 図において、１５０・・・ＬＰＣ分析部、２００・・・
ピッチ計算部、２５０・・・ピッチ予測マルチパルス計
算部、２７０・・・マルチパルス計算部、５２０・・・
スペクトル、ピッチパラメータ計Ｗ回に’ｄ、５３０．
５３２・・・逆漬子化器、５３５．２６０．６１５．８
４０・・・減算器、５４０．８５０・・・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、５７０・・・相互相関関数計算
回路、５２５．５２６．５８５・・・量子化器、６２０
．７４０・・・加算器、６００・・・乱数コードブツク
選択部、６０５．７３５・・・ピッチ再生フィルタ、６
１０．７６０．８２０・・・合成フィルタ、６３５・・
・マルチプレクサ、７１０・・・デマルチプレクサ、７
２０・・・パルス復号器、７２５・・・インデクス・ゲ
イン復号器、７５０・・・スペクトル、ピッチパラメー
タ復号器、７３０・・・パルス発生器、７２７・・・乱
数コード発生器。

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
   号からフレーム毎に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、
   前記フレームの音声信号を前記ピッチパラメータに応じ
   た小区間に分割し、前記フレームの音声信号の音源を前
   記スペクトルパラメータと前記ピッチパラメータとを用
   い前記小区間のうち１つの区間について求めたマルチパ
   ルスと前記マルチパルスによる影響の除去後に前記スペ
   クトルパラメータを用いて求めたコードブックとで表し
   、受信側では前記マルチパルスと前記ピッチパラメータ
   及び前記コードブックを用いて音源信号を復元しさらに
   前記スペクトルパラメータを用いて合成音声信号を求め
   ることを特徴とする音声符号化復号化方式。（２）入力
   した離散的な音声信号からフレーム毎にスペクトル包絡
   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
   メータを抽出し符号化するパラメータ計算回路と、前記
   フレームの音声信号を前記ピッチパラメータに応じた小
   区間に分割する分割回路と、前記スペクトルパラメータ
   と前記ピッチパラメータとを用いて前記小区間のうちの
   １つの区間についてマルチパルスを求めて符号化し前記
   符号化したマルチパルスにより求めた信号を除去した後
   に前記スペクトルパラメータを用いてコードブックを求
   めて符号化する音源計算回路と、前記パラメータ計算回
   路の出力符号と前記音源計算回路の出力符号とを組み合
   わせて出力することを特徴とする音声符号化装置。 （３）スペクトルパラメータを表す符号とピッチパラメ
   ータを表す符号とマルチパルスを表す符号とコードブッ
   クを表す符号とを分離して復号化するデマルチプレクサ
   回路と、フレーム区間を前記復号化したピッチパラメー
   タに応じた小区間に分割し前記小区間の１つについて前
   記復号化したマルチパルスを発生し前記ピッチパラメー
   タを用いてピッチを再生し、前記ピッチを再生した信号
   に前記復号化したコードブックを発生させて加算し音源
   信号を復元する音源復元回路と、前記復元した音源信号
   と前記復号化したスペクトルパラメータを用いて合成音
   声信号を求め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。