JPH10116097A

JPH10116097A - 音声再生装置

Info

Publication number: JPH10116097A
Application number: JP8270094A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okano; 秀生岡野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ポストフィルタ処理を施しても音質劣化を招く
ことのない音声再生装置を提供する。【解決手段】記録媒体に所定の時間長さであるフレーム
単位で記録された音声符号化信号を、合成フィルタ７６
およびポストフィルタ７９を用いて復号化し再生する音
声再生装置であって、上記音声符号化信号が有音か無音
かをフレーム単位で判定する音声レベル判定手段と、こ
の音声レベル判定手段の出力に基づいて上記ポストフィ
ルタの係数を制御する制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声再生装置、詳
しくは、記録媒体に所定の時間長さであるフレーム単位
で記録された音声符号化信号を、合成フィルタおよびポ
ストフィルタを用いて復号化し再生する音声再生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロホン等により得られる音
声信号をデジタル信号に変換して、例えば半導体メモリ
等の記録媒体に記録しておき、再生時において、該半導
体メモリから音声信号を読み出してアナログ信号に変換
し、スピーカ等より音声として出力する、いわゆるデジ
タルレコーダと呼ばれるデジタル音声記録再生装置が提
案されている。また、特開昭６３−２５９７００号公報
には、上述したようなデジタル情報記録再生装置が開示
されている。

【０００３】このようなデジタル音声記録再生装置にお
いては、半導体メモリに記録されるデータ量を節約する
ために、デジタル化された音声信号に対して高能率な符
号化を施すことによって発生するデータ量をできるだけ
少なくしている。また、高能率な音声信号を復号化する
際にポストフィルタによる処理を施す技術手段が提案さ
れている。

【０００４】このポストフィルタは、量子化されたノイ
ズが耳につきやすい際に、聴感的に補正を施して音質を
向上させるために用いるフィルタである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
会議等における会話を録音する際、通常の会話中には無
音部が存在する。そして、この無音部には背景雑音が録
音されることになる。しかしながら、上記技術手段、す
なわち、分析−合成型の符号化等を利用した音声信号を
復号化して再生したとき、無音時にポストフィルタによ
る処理を施した伸長処理部の再生音はポストフィルタ処
理を施さない伸長処理処理より音質が劣化することが知
られている。

【０００６】すなわち、従来、ポストフィルタによる処
理はその処理係数が固定されており、これにより、環境
ノイズが多く含まれる音声信号はポストフィルタ処理を
施した伸長処理により、かえって音質が劣化してしまう
という不具合が生じることになっていた。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、ポストフィルタ処理を施しても音質劣化を招
くことのない音声再生装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の第１の音声再生装置は、記録媒体に所定の
時間長さであるフレーム単位で記録された音声符号化信
号を、合成フィルタおよびポストフィルタを用いて復号
化し再生する音声再生装置であって、上記音声符号化信
号が有音か無音かをフレーム単位で判定する音声レベル
判定手段と、この音声レベル判定手段の出力に基づいて
上記ポストフィルタの係数を制御する制御手段と、を具
備する。

【０００９】上記の目的を達成するために本発明の第２
の音声再生装置は、記録媒体に所定の時間長さであるフ
レーム単位で記録された音声符号化信号を、合成フィル
タおよびポストフィルタを用いて復号化し再生する音声
再生装置であって、上記音声符号化信号が有音か無音か
をフレーム単位で判定する音声レベル判定手段と、この
音声レベル判定手段で判定した有音か無音かの情報に基
づき有音フレームまたは無音フレームが所定の数連続し
て存在するか否かを監視する連続性監視手段と、この連
続性監視手段の出力に基づいて上記ポストフィルタの係
数を制御する制御手段と、を具備する。

【００１０】上記第１の音声再生装置は、音声レベル判
定手段で、音声符号化信号が有音か無音かをフレーム単
位で判定し、上記音声レベル判定手段の出力に基づいて
制御手段でポストフィルタの係数を制御する。

【００１１】上記第２の音声再生装置は、音声レベル判
定手段で、音声符号化信号が有音か無音かをフレーム単
位で判定し、この音声レベル判定手段で判定した有音か
無音かの情報に基づき連続性監視手段で有音フレームま
たは無音フレームが所定の数連続して存在するか否かを
監視すると、上記連続性監視手段の出力に基づいて制御
手段でポストフィルタの係数を制御する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態である音声記
録再生装置の構成を示すブロック回路図である。

【００１４】図に示すように、本実施形態の音声記録再
生装置は、マイクロホン１を備え、該マイクロホン１か
らの音声信号は増幅器（ＡＭＰ）２、低域通過フィルタ
ー（ＬＰＦ），アナログスイッチ２６を経てアナログ／
ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４に入力するようになって
いる。また、該Ａ／Ｄ変換器４の出力端は、音声圧縮及
び伸長、時間軸圧縮手段、入力信号レベルを検出又は予
測する手段、条件付き時間軸圧縮手段、高速で入力され
た信号を検出する手段、データ処理手段の構成要素であ
る主制御回路６に内蔵されるディジタル信号処理部（Ｄ
ＳＰ）５に入力するため、主制御回路６の第１端子Ｄ１
に接続されている。

【００１５】この主制御回路６は、入力される音声のレ
ベルが所定の条件を満たす音声レベルであるか否かを判
定する音声レベル判定手段としての役目も果たすように
なっている。この所定の条件を満たす音声レベルとは、
ある基準レベル以上あるいは基準レベル以下の音声レベ
ルを意味する。たとえば、ある基準レベル以上のときは
有音と判定し、あるいはある基準レベル以下のときは無
音と判定することも可能である。したがって、このよう
にある基準レベルを設けることで、入力する音声が有音
か無音かを判定することができる。

【００１６】なお、「無音」と判定するとは、必ずしも
音声レベルが零であるとは限らず、上述したように、あ
る基準レベルを設定し、該レベル以下のときは「有音で
はない」と判定することで、「無音」と同義に扱うこと
も可能である。

【００１７】さらに、上記主制御回路６は、上記した音
声レベルの判定を、音声信号を符号化するフレーム単位
で判定するようになっている。

【００１８】加えて、該主制御回路６は、上記所定の条
件を満たす音声レベルのフレームたとえば、有音フレー
ムまたは無音フレームの連続性を監視する連続性監視手
段としての役目も果たすようになっている。たとえば、
有音から無音に切換わるのは、有音フレームから無音フ
レームに切換わってすぐではなく、有音フレームから無
音フレームに切換わって無音フレームが６フレーム続く
と、初めて次の７フレーム目から無音フレームと判断す
るようにする。すなわち、有音フレームが続いている中
で、無音フレームが２，３フレーム入ってきても、有音
から無音に切換わることはないので、再生音をより自然
に聞こえるようにすることができる。このように、上記
連続性監視手段の出力に基づいて後述するポストフィル
タの計数を制御するようにしても良い。なお、上記フレ
ーム単位については後に詳述する。

【００１９】また、上記主制御回路６は、上記連続性の
監視結果より、録音の開始または停止を制御する録音制
御手段としての役目も果たすようになっている。

【００２０】本実施形態の音声記録再生装置は、一方
で、音声の出力手段としてのスピーカ１３を備え、該ス
ピーカ１３はアナログスイッチ３０，増幅器（ＡＭＰ）
１２，ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１を介
して主制御回路６の第２端子Ｄ２に接続されている。

【００２１】上記アナログスイッチ２６は主制御回路６
の制御端子Ｅ１に接続されていて録音時はオンになるよ
うに制御されている。また、上記アナログスイッチ３０
は主制御回路６の制御端子Ｅ２に接続されていて再生時
にオンになるように制御されている。

【００２２】また、上記ＡＭＰ１２とアナログスイッチ
３０との間にはアナログスイッチ２７が接続されてい
て、該アナログスイッチ２７はさらに可変抵抗（ＶＲ）
２８の電圧供給端子に接続されている。また、上記アナ
ログスイッチ２７は主制御回路６の制御端子Ｅ３に接続
されていて上記可変抵抗２８の状態検出時はオンになる
ように制御されている。

【００２３】一方、上記Ａ／Ｄ変換器４とアナログスイ
ッチ２６との間にはアナログスイッチ２９が接続されて
いて、該アナログスイッチ２９はさらに上記可変抵抗
（ＶＲ）２８の中間タップ端子に接続される。このアナ
ログスイッチ２９は主制御回路６の制御端子Ｅ４に接続
されていて上記可変抵抗２８の状態検出時はオンになる
ように制御されるようになっている。

【００２４】なお、上記可変抵抗２８は、上記音声レベ
ル判定手段としての主制御回路６が上述したように有音
か無音かを判定する際、基準レベルの閾値を変更するの
に使用される。このとき、該主制御回路６と可変抵抗２
８とは閾値変更手段としての役目を果たす。

【００２５】さらに、上記可変抵抗２８は、上記主制御
回路６において、連続して検出される所定のフレームの
数を変更することにより録音の開始または停止をするタ
イミングを変更する際に、該タイミングを変更するのに
使用される。このとき、該主制御回路６と可変抵抗２８
とは録音タイミング変更手段としての役目を果たす。

【００２６】上記主制御回路６の第３端子Ｄ３はメモリ
制御回路７に接続され、第４端子Ｄ４は当該録音再生装
置に脱着可能な半導体メモリ部１０に接続されている。

【００２７】また、主制御回路６の第５端子Ｄ５は半導
体メモリ部１０に記録されたデータを送信するデータ送
信手段として、又は、受信可能であることを示す出力信
号の出力としての発光ダイオード（ＬＥＤ）１７に接続
されている。このＬＥＤ１７はデータの送受信のみに利
用するときは赤外発光用ダイオードが使用されるが、録
音や再生時に有音が入力又は出力されると発光する表示
器として兼用されるようになっている。したがって、該
ＬＥＤ１７としては、可視光成分を多く含み、例えばピ
ーク波長が５００nm〜１０００nm、好ましくは６００nm
〜８００nmの比較的低い波長の赤外発光ダイオード等を
利用する。

【００２８】さらに、上記主制御回路６の第６端子Ｄ６
は駆動回路９を介して表示器８に接続されている。

【００２９】また、上記主制御回路６の第７端子Ｄ７は
電圧比較器コンパレータ（ＣＯＭＰ）１６を介してＰＩ
Ｎダイオード１４と抵抗１５との接合点に接続されてい
る。ここで、上記ＰＩＮダイオード１４、電圧比較コン
パレータ１６、抵抗１５はデータ受信手段又はデータ転
送開始信号を受信する手段を構成している。

【００３０】上記主制御回路６の第８端子はＤＣ−ＤＣ
コンバータ２０とさらに主電源スイッチ１９を介して電
池（ＢＡＴ）１８に接続されている。上記ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２０は電池１８から昇圧した電圧を出力し、各
手段に安定した電源電圧を供給すると同時に第８端子Ｄ
８に電池１８の電圧がある一定値以下であるかどうかを
知らせる信号を送るようになっている。これにより主制
御回路６は該電池１８の消耗状態を検出するようになっ
ている。

【００３１】また、上記電源スイッチ１９と並列にリレ
ー２５が接続されていて、該電源スイッチ１９がオフに
されても電源供給がすぐに停止しないように構成されて
いる。また、該電源スイッチ１９がオフにされたことを
検出できるようにオフ側にスイッチが切り換えられると
電池１８の電圧を検出できるように主制御回路６に接続
されている。

【００３２】さらに、主制御回路６の第９端子Ｄ９に
は、ダイオード２１のアノードが接続されており、ま
た、該ダイオード２１のカソードとグランド間には、コ
ンデンサ２２，抵抗２３の並列回路が接続されている。
さらに、該ダイオード２１のカソードは、トランジスタ
２４のベースに接続されている。該トランジスタ２４の
コレクタは、上記マイクロホン１とマイクアンプ２との
接合点に接続され、エミッタはグランドに接続されてい
る。

【００３３】さらに、主制御回路６には録音ボタン（Ｒ
ＥＣ）、再生ボタン（ＰＬＡＹ）、停止ボタン（ＳＴＯ
Ｐ）、早送りボタン（ＦＦ）、早戻しボタン（ＲＥ
Ｗ）、Ｉ（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）マークボタンＩ、
Ｅ（ＥＮＤ）マークボタンＥ、音声起動（ボイスアクチ
ブディテクタ）ボタンＶＡＤ等の操作ボタンが接続され
ている。

【００３４】また、図１に示すように、上記半導体メモ
リ部１０は一時記録媒体部１００ａと主記録媒体部１０
０ｂとを備えている。該主記録媒体部１００ｂには通常
フラッシュメモリが用いられるが、光磁気ディスク、磁
気ディスクや磁気テープ等を用いることもできる。ま
た、一時記録媒体部１００ａにはＳＲＡＭやＤＲＡＭ、
ＥＥＰＲＯＭや高誘電体メモリやフラッシュメモリ等、
主記録媒体部１００ｂと比較して比較的高速で読み書き
が行えるものが用いられる。本実施形態では一時記録媒
体部１００ａにはＳＲＡＭを用い、主記録媒体部１００
ｂにはフラッシュメモリを用いている。

【００３５】また、音声情報の記録位置を示す情報であ
るアドレスは、脱着自在な半導体メモリ部１０に記憶さ
れているが、記録再生側に設けられているメモリ制御回
路７に付随する不図示半導体メモリ（主制御回路６の内
部）に記録されるようにしても良い。

【００３６】ここで、ＩマークやＥマークとは、次のよ
うなものである。即ち、記録媒体には複数の文書が記録
されることから、この種の音声情報記録装置では、文書
録音者により録音時に、ＩマークボタンＩを操作するこ
とにより、記録媒体に記録された複数文書間の優先関係
を示すインストラクション（Ｉ）マークというタイピス
トや秘書向けの指示用インデックスマークを記録するこ
とができるようになっていて、文書録音者はこのＩマー
クを使って、音声によって具体的に優先関係を指示する
ということが可能になっている。また、複数文書間の区
切りを示すため、ＥマークボタンＥの操作により、エン
ド（Ｅ）マークというインデックスマークを記録するこ
とができるようになっている。

【００３７】このように構成される本実施形態の録音、
再生動作について簡単に説明する。

【００３８】録音を行う際には、上記マイクロホン１よ
り得られるアナログ音声信号をマイクアンプ２により増
幅して、ローパスフィルタ３を通して周波数の帯域制限
を行った後、Ａ／Ｄ変換器４によってディジタル信号に
変換して、主制御回路６の内部のディジタル信号処理
（ＤＳＰ）部５に入力する。

【００３９】ここで、マイクロホン１より入力された信
号が所定の基準レベルより大きいとき、例えばＡ／Ｄ変
換器４の最大レンジの−６ｄＢより大きいとき、主制御
回路６の第９端子Ｄ９に接続されているダイオード２１
にパルスを出力し、さらにコンデンサ２２に電荷が蓄積
されトランジスタ２４に電圧が加わる。すると、マイク
アンプ２とトランジスタ２４とグランド間のインピーダ
ンスが変化してマイクアンプ２に入力される信号が制限
され、利得調整が行われる。なお、コンデンサ２２に蓄
えられた電荷は抵抗２３によって徐々に放電される。

【００４０】上記主制御回路６の複数の操作ボタン及び
スイッチの操作に応じて、ディジタル信号処理部５によ
ってディジタル信号を圧縮した音声データを主制御回路
６の第３端子Ｄ３及び第４端子Ｄ４を通じて半導体メモ
リ部１０に記録する。

【００４１】再生を行う際には、主制御回路６は半導体
メモリ部１０に記録されているデータを読み出し、ディ
ジタル信号処理部５に供給して伸長し、該ディジタル信
号処理部５で伸長された音声データは、Ｄ／Ａ変換器１
１によりアナログ信号に変換され、ＡＭＰ１２で増幅さ
れた後、スピーカ１３から音声として出力される。ま
た、主制御回路６は駆動回路９を制御して表示器８に動
作モード等の各種情報を表示させる。

【００４２】次に、以上説明したように構成される本実
施形態の音声記録再生装置の動作を詳細に説明する。

【００４３】図２は、本実施形態の音声記録再生装置に
おける主要動作を示したフローチャートであり、上記主
制御回路６の動作として説明する。

【００４４】電池１８がセットされ、電源が供給される
と主制御回路６は、該フローチャートに示すような動作
を開始する。即ち、まず、主制御回路６の外部条件や内
部の記憶部の初期設定を行う（ステップＳ１）。初期設
定を完了した後、主制御回路６は電池１８の電源電圧が
定格値であるか否かを検出する（ステップＳ２）。該定
格値は、例えば１Ｖに設定され、主制御回路６は、電池
１８の電源電圧が１Ｖ以上であるかどうか、又は電池１
８に流れる電流から該電池１８のインピーダンスが定格
値より高いかどうかをＤＣ−ＤＣコンバータ２０からの
情報により検出する。このとき、主制御回路６の第８端
子Ｄ８には、電池１８の状態の判定された信号が入力さ
れ、これにより、電池１８が使用できる容量を持ってい
るかを検出できるようになっている（ステップＳ２）。

【００４５】上記ステップＳ２の検出の結果、主制御回
路６は、上記電池１８が使用可能な状態にないことを検
出したならば、当該音声記録再生装置全体の電力供給を
停止し、該電池１８と各回路との間に設けられている、
不図示のスイッチをオフにして電池１８の容量がないこ
とを表わす表示を駆動回路９と表示器８を通じて行う。
また、主制御回路６は、ステップＳ２の検出の結果、電
池１８が使用可能な状態にあることを検出したならば、
リレースイッチ２５をオンにして、その後、該リレース
イッチ２５または停止ボタンＳＴＯＰと早送りボタンＦ
Ｆが同時に押されているかによってデータ転送を行うか
否かを判定し（ステップＳ３）、ＹＥＳの場合、即ちデ
ータ転送処理に移行する。

【００４６】上記ステップＳ３でＮＯの場合、記録媒体
（メモリ部）である半導体メモリ部１０より、インデッ
クス部の情報を読み込む。この後、主制御回路６は、半
導体メモリ部１０から読み込んだデータによって、該半
導体メモリ部１０が既にインデックスを正常に記録した
ものかどうか、即ち、半導体メモリ部１０のフォーマッ
トが正常かどうかを判断する（ステップＳ４）。

【００４７】このステップＳ４で、上記半導体メモリ部
１０としてフォーマットされていないものを入れていた
場合には正常でないと判断され、該半導体メモリ部１０
のインデックス部１０Ａに利用条件を示す情報を入力
し、且つ音声データ部１０Ｂに“０”を入力する処理で
あるメモリフォーマット（初期化）を行うかどうか確認
する（ステップＳ５）。即ち、駆動回路９を制御して、
メモリフォーマットを行うか否かの確認表示を表示器８
に行わせる。

【００４８】ここで、メモリフォーマット処理を確認指
示するボタン（録音ボタンＲＥＣ兼用）が押されたなら
ば、主制御回路６は、半導体メモリ部１０のフォーマッ
ト（初期化）を行い（ステップＳ６）、このフォーマッ
ト完了後、駆動回路９を制御して表示器８にて初期設定
完了表示を行う（ステップＳ７）。

【００４９】また、上記ステップＳ５において、メモリ
フォーマットをしないことを確認指示するボタン（停止
ボタンＳＴＯＰ兼用）が押されたときには、主制御回路
６は、駆動回路９を制御して表示器８において半導体メ
モリ部１０が正常でないことを表示するとともに、該半
導体メモリ部１０を取り替えるべきである旨を指示表示
する。また、当該音声記録再生装置全体に電力を供給す
るための電池１８と各回路との間に設けられた不図示ス
イッチをオフにする（ステップＳ８）。その後、半導体
メモリ部１０の交換のために、主電源スイッチ１９がオ
フされるのを待ち（ステップＳ９）、該電源スイッチ１
９がオフされたことを検出すると、ステップＳ２２に移
る。

【００５０】一方、上記半導体メモリ部１０が正常に初
期設定が完了されたものは、初期設定完了表示後、イン
デックス部から読み出した情報より現在の動作を行う
（ステップＳ１０）。その後、主制御回路６は、当該音
声記録再生装置の操作ボタンのどれかが押されたかどう
かを検出しながら各回路を待ち状態にする（ステップＳ
１１）。

【００５１】このステップＳ１１において、主制御回路
６は、いずれかの操作ボタンが押されたことを検出する
と、まず、操作されたのが録音ボタンＲＥＣかどうか検
出し（ステップＳ１２）、もし録音ボタンＲＥＣが押さ
れれば、ディジタル信号処理部５を制御してＡ／Ｄ変換
器４から入力された音声情報を圧縮し、メモリ制御回路
７を制御して半導体メモリ部１０の音声データ部に記録
を行う（録音処理のサブルーチン、ステップＳ１３）。

【００５２】また、操作されたのが録音ボタンＲＥＣで
ない場合には、主制御回路６は、次の再生ボタンＰＬＡ
Ｙの検出を行う（ステップＳ１４）。ここで、もし再生
ボタンＰＬＡＹが押されていれば、主制御回路６は、メ
モリ制御回路７を制御して半導体メモリ部１０の音声デ
ータ部１０Ｂから記録されているデータを読み出し、デ
ィジタル信号処理部５に送って伸長処理を行う、Ｄ／Ａ
変換器１１に音声情報を送る再生処理に入る（ステップ
Ｓ１５）。

【００５３】また、上記再生ボタンＰＬＡＹが押されて
いない場合には、主制御回路６は、早送りボタンＦＦが
押されているかどうか、ボタンの状態を検出する（ステ
ップＳ１６）。そして、早送りボタンＦＦが押されてい
れば、主制御回路６は、動作位置を順次適当な速度、例
えば、再生の２０倍速で早送りを行う早送り処理に入る
（ステップＳ１７）。

【００５４】また、早送りボタンＦＦが押されていなけ
れば、主制御回路６は、早戻しボタンＲＥＷが押されて
いるかどうか、ボタンの状態を検出する（ステップＳ１
８）。そして、早戻しボタンＲＥＷが押されていれば、
上記早送りの場合と同様の速度で動作位置の移動を行う
早戻し処理に入る（ステップＳ１９）。

【００５５】上記ステップＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ
１９の各処理において、停止ボタンＳＴＯＰが押される
と、主制御回路６は、これら各処理から抜けて上記ステ
ップＳ１１に戻る。

【００５６】また、操作されたのが録音、再生、早送
り、早戻し等のボタンでなければ、主制御回路６は、電
源オフ又は各種の設定ボタンの状態の検出を行う（ステ
ップＳ２０）。このステップＳ２０において、主電源ス
イッチ１９の電源がオフされたときには、主制御回路６
は、メモリ制御回路７を制御して半導体メモリ部１０の
インデックス部１０Ａ内の情報を更新するため、主制御
回路６内部の不図示記憶部に記憶してあるインデックス
情報を、半導体メモリ部１０のインデックス部に記録す
る（ステップＳ２１）。このインデックス転送処理が完
了すると、主制御回路６は、当該音声記録再生装置全
体、つまり各回路電源の供給しているリレースイッチ２
５をオフにする（ステップＳ２２）。

【００５７】また、上記ステップＳ２０において、主制
御回路６は、主電源スイッチ１９がオフでないと判断さ
れたときには、設定ボタンを検出し、その状態を内部の
記憶部に記憶した後、上記ステップＳ１１に戻る。なお
上記設定ボタンは、専用に設けても良いが、本実施形態
では専用に設けていない。すなわち、録音ボタンＲＥ
Ｃ、再生ボタンＰＬＡＹ、停止ボタンＳＴＯＰ、早送り
ボタンＦＦ、早戻しボタンＲＥＷ、ＩマークボタンＩ、
ＥマークボタンＥ、音声起動（無音圧縮）ボタンＶＡＤ
のうち、幾つかのボタンを同時に押すことで上記設定ボ
タンとしての役目を代用するようになっている。

【００５８】次に、上記デジタル信号処理部５（ＤＳ
Ｐ）内の符号化および復号化処理をそれぞれ図３、図４
に示すブロック図を参照して説明する。

【００５９】図３は、本実施形態の音声記録再生装置に
おけるデジタル信号処理部５内の適応コードブックを備
えたコード駆動線形予測符号化回路を示したブロック回
路図である。

【００６０】同図において、適応コードブック６５は乗
算器６２を介して加算器６０の第１入力端子に接続さ
れ、また確率コードブック６６は乗算器６３とスイッチ
６１とを介して加算器６０の第２入力端子に接続されて
いる。また、加算器６０の出力端子は合成フィルタ５５
を介して減算器５６の第１入力端子に接続されていると
ともに遅延回路６４を介して適応コードブック６５に接
続されている。

【００６１】また、入力端子５１に接続されたバッファ
メモリ５２はＬＰＣ分析器５３を介して合成フィルタ５
５に接続されるとともに、サブフレーム分割器５４を介
して減算器５６の第２入力端子に接続されている。ま
た、該減算器５６の出力端子は聴感重み付けフィルタ５
７を介して誤差評価器５８の入力端子に接続されてお
り、この誤差評価器５８の出力端子は適応コードブック
６５と、乗算器６２，６３と、確率コードブック６６と
に接続されている。さらに、マルチプレクサ５９は上記
ＬＰＣ分析器５３と誤差評価器５８とに接続されてい
る。

【００６２】次に、このような構成をなす当該符号化回
路の動作について説明する。

【００６３】まず、入力端子５１から、例えば８kHz で
サンプリングされた原音声信号が入力されると、予め定
められたフレーム間隔（例えば２０ｍｓ、すなわち１６
０サンプル）の音声信号がバッファメモリ５２に格納さ
れる。このバッファメモリ５２よりフレーム単位で原音
声信号をＬＰＣ分析器５３に送出される。

【００６４】ＬＰＣ分析器５３は、原音声信号に対して
線形予測（ＬＰＣ）分析を行い、スペクトル特性を表す
線形予測パラメータαを抽出し、合成フィルタ５５およ
びマルチプレクサ５９に対して送出する。また、サブフ
レーム分割器５４は、フレームの原音声信号を予め定め
られたサブフレーム間隔（例えば５ｍｓ、すなわち４０
サンプル）に分割する。これによってフレームの原音声
信号から、第１サブフレームから第４サブフレームまで
のサブフレーム信号が作成される。

【００６５】また、上記ＬＰＣ分析器５３ではフレーム
のエネルギーを算出し、そのフレームが有音か無音かを
判定し、マルチプレクサ５９に対してＶＯＸを送出す
る。

【００６６】ここで、上記適応コードブック６５の遅延
Ｌとゲインβは、以下の処理によって決定される。

【００６７】まず、先行サブフレームにおける合成フィ
ルタ５５の入力信号すなわち駆動音源信号に、ピッチ周
期に相当する遅延を遅延回路６４で与えて適応コードベ
クトルとして作成する。例えば、想定するピッチ周期を
４０〜１６７サンプルとすると、４０〜１６７サンプル
遅れの１２８種類の信号が適応コードベクトルとして作
成され、適応コードブック６５に格納される。このとき
スイッチ６１は開いた状態となっている。したがって、
各適応コードベクトルは乗算器６２でゲイン値が可変さ
れて乗算された後、加算器６０を通過してそのまま合成
フィルタ５５に入力される。合成フィルタ５５はＬＰＣ
分析器５３からの線形予測パラメータαを用いて合成処
理を行い、合成ベクトルを減算器５６に送出する。

【００６８】ここで該減算器５６は原音声ベクトルと合
成ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクトルを聴
感重み付けフィルタ５７に送出する。そして、聴感重み
付けフィルタ５７では誤差ベクトルに対して聴感特性を
考慮した重み付け処理を行い、誤差評価器５８に送出す
る。この後、誤差評価器５８は誤差ベクトルの２乗平均
を計算し、その２乗平均値が最小となる適応コードベク
トルを検索して、その遅れＬとゲインβをマルチプレク
サ５９に送出する。このようにして、適応コードブック
６５の遅延Ｌとゲインβが決定される。

【００６９】また、上記確率コードブック６６のインデ
ックスｉとゲインγは、以下の処理によって決定され
る。

【００７０】確率コードブック６６は、サブフレーム長
に対応する次元数（すなわち４０次元）の確率的信号ベ
クトルが、例えば５１２種類ほど予め格納されており、
各々にインデックスが付与されている。また、このとき
スイッチ６１は閉じた状態となっている。まず、上記処
理によって決定された最適な適応コードベクトルを、乗
算器６３で最適ゲインβを乗じたのち、加算器６０に送
出する。

【００７１】次に、乗算器６３で各確率コードベクトル
にゲイン値を可変して乗じた後、加算器６０に送出す
る。ここで加算器６０は上記最適ゲインβを乗じた最適
な適応コードベクトルと各確率コードベクトルの加算を
行い、加算結果を合成フィルタ５５に送出する。

【００７２】この後の処理は上述した適応コードブック
パラメータの決定処理と同様に行われる。すなわち、合
成フィルタ５５はＬＰＣ分析器５３からの線形予測パラ
メータαを用いて合成処理を行い、合成ベクトルを減算
器５６に送出する。ここで該減算器５６は原音声ベクト
ルと合成ベクトルとの減算を行い、得られた誤差ベクト
ルを聴感重み付けフィルタ５７に送出する。そして聴感
重み付けフィルタ５７は誤差ベクトルに対して聴感特性
を考慮した重み付け処理を行い、誤差評価器５８に送出
する。この後、誤差評価器５８は誤差ベクトルの２乗平
均を計算し、その２乗平均値が最小となる確率コードベ
クトルを検索して、そのインデックスｉとゲインγをマ
ルチプレクサ５９に送出する。このようにして、確率コ
ードブック１６のインデックスｉとゲインγが決定され
る。

【００７３】上記マルチプレクサ５９は、量子化された
線形予測パラメータα、適応コードブック６５の遅れ
Ｌ、ゲインβ、確率コードブック６６のインデックス
ｉ、ゲインγの各々をマルチプレクスしてメモリ制御回
路７（図１参照）を介して半導体メモリ部１０に転送す
る。

【００７４】次に、上記デジタル信号処理部５（ＤＳ
Ｐ）内の復号化処理を図４に示すブロック図を参照して
説明する。

【００７５】図４は、本実施形態の音声記録再生装置に
おけるデジタル信号処理部５内の適応コードブックを備
えたコード駆動線形予測復号化回路を示したブロック回
路図である。なお、同図４に示す復号化回路は、上記図
３に示すコード駆動線形予測符号化回路に対応する回路
である。

【００７６】同図４において、適応コードブック７１は
乗算器７３を介して加算器７５の第１入力端子に接続さ
れ、また確率コードブック７２は乗算器７４とスイッチ
７８とを介して加算器７５の第２入力端子に接続されて
いる。上記加算器７５の出力端子は合成フィルタ７６に
接続されるとともに、遅延回路７７を介して適応コード
ブック７１に接続されている。また、上記合成フィルタ
７６の出力はポストフィルタ７９に接続されている。

【００７７】さらに、デマルチプレクサ７０は適応コー
ドブック７１と、確率コードブック７２と、乗算器７
３，７４と、合成フィルタ７６およびポストフィルタ７
９に接続されており、該デマルチプレクサ７０は受信し
た信号を線形予測パラメータα、上記適応コードブック
６５の遅れＬ、ゲインβ、上記確率コードブック６６の
インデックスｉ、ゲインγに分解して、分解した線形予
測パラメータαを上記合成フィルタ７６およびポストフ
ィルタ７９に、遅れＬとゲインβを各々上記適応コード
ブック７１と乗算器７３に、インデックスｉとゲインγ
を各々上記確率コードブック７２と乗算器７４に、遅れ
Ｌを上記ポストフィルタ７９に出力するようになってい
る。

【００７８】上記ポストフィルタ７９は、上記合成フィ
ルタ７６より出力された合成音声信号に対して、上記デ
マルチプレクサ７０から出力された適応コードブック６
５の遅れＬとに基づいてピッチ強調を行うピッチ強調フ
ィルタ８１と、後述する係数パラメータに基づいて上記
ピッチ強調フィルタ８１からの出力信号の高域強調を行
う高域強調フィルタ８２と、同じく後述する係数パラメ
ータと、上記デマルチプレクサ７０から出力された線形
予測パラメータα，有音／無音判定出力ＶＯＸとに基づ
いて、上記高域強調フィルタ８２からの出力信号にホル
マント強調を施すホルマント強調フィルタ８３と、該ホ
ルマント強調フィルタ８３の出力信号に電力正規化処理
を施し上記Ｄ／Ａ変換器１１に出力する電力正規化処理
回路８４とを備えている。

【００７９】次に、このような構成をなす復号化回路の
動作について説明する。

【００８０】まず、上述したようにデマルチプレクサ７
０は受信した信号を線形予測パラメータα、適応コード
ブック６５の遅れＬ、ゲインβ、確率コードブック６６
のインデックスｉ、ゲインγに分解して、分解された線
形予測パラメータαを合成フィルタ７６に、遅れＬとゲ
インβを各々適応コードブック７１と乗算器７３に、イ
ンデックスｉとゲインγを各々確率コードブック７２と
乗算器７４に出力する。

【００８１】次に、上記デマルチプレクサ７０から出力
された適応コードブック７１の遅れＬに基づいて適応コ
ードブック７１の適応コードベクトルを選択する。ここ
で適応コードブック７１は上記図３に示す符号化回路に
おける適応コードブック６５の内容と同じ内容を有す
る。すなわち、適応コードブック７１には遅延回路７７
を介して過去の駆動音源信号が入力される。そして、上
記乗算器７３は受信したゲインβに基づいて、入力され
た適応コードベクトルを増幅し、加算器７５に送出す
る。

【００８２】また、上記デマルチプレクサ７０から出力
された確率コードブック７２のインデックスｉに基づい
て確率コードブック７２のコードベクトルを選択する。
ここで確率コードブック７２は上記図３に示す符号化回
路における確率コードブック６６の内容と同じ内容を有
する。そして、上記乗算器７４は受信したゲインγによ
り、入力された確率コードベクトルを増幅し、加算器７
５に送出する。加算器７５は増幅された確率コードベク
トルと増幅された適応コードベクトルとを加算して合成
フィルタ７６および遅延回路７７に送出する。合成フィ
ルタ７６は受信した線形予測パラメータαを係数として
合成処理を行い、合成音声信号をポストフィルタ７９の
ピッチ強調フィルタ８１に対して出力する。

【００８３】上記合成フィルタ７６から出力した合成音
声信号はポストフィルタ７９内部でピッチ強調フィルタ
８１，高域強調フィルタ８２，ホルマント強調フィルタ
８３，電力正規化処理回路８４の順で各処理を行って合
成音声信号としてデジタル信号処理部５よりＤ／Ａ変換
器１１に出力される。

【００８４】ここで、上記ポストフィルタ７９の処理動
作について詳しく説明する。

【００８５】上記ポストフィルタ７９の出力値Ｐ（ｚ）
は、以下に示す（１）式によって表される。すなわち、

【００８６】

【式１】ここで、ｌａｇ：適応符号帳ラグ α（ｉ）：復号された線形予測係数（ＬＰＣ係数） ξ ：復号系列から分析したピッチ予測係数（ピッチ周期）ｇｂ：高域強調フィルタの係数パラメータｇｎ、ｇｄ：ホルマント強調フィルタの係数パラメータである。

【００８７】本実施形態ではポストフィルタ７９の高域
強調フィルタ８２またはホルマント強調フィルタ８３の
係数パラメータを有音／無音の判定出力ＶＯＸに対応さ
せて音質劣化を防止・軽減するようになっている。

【００８８】すなわち、上記（１）式において、上述し
たようにｇｂは高域強調フィルタの係数パラメータ、ｇ
ｎ，ｇｄはホルマント強調フィルタの係数パラメータで
あり、これらパラメータは、たとえば以下に示すように
設定される。

【００８９】有音の判定出力の場合ｇｂ＝ｇｂ（高域強調させる）ｇｎ＝０．９ｇｄ＝０．６無音の判定出力の場合ｇｂ＝−ｇｂ（高域減衰させる）ｇｎ＝１ｇｄ＝０．８このように、本実施形態の音声記録再生装置によると、
有音フレームまたは無音フレームの判定出力に基づき復
号化処理を行う際、上記ポストフィルタのフィルタ係数
を制御することで、音質劣化を防止あるいは最小限に軽
減させての再生が可能となる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明の音声再生装置によれば、如何なる音源信号に対し
てポストフィルタ処理を施しても音質劣化を招くことの
ない音声再生装置を提供できる。

【００９１】また、請求項２に記載の発明の音声再生装
置によれば、如何なる音源信号に対してポストフィルタ
処理を施しても再生音をより自然に聞こえるようにする
ことができる音声再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である音声記録再生装置の
構成を示すブロック回路図である。

【図２】上記実施形態の音声記録再生装置における主要
動作を示したフローチャートである。

【図３】上記実施形態の音声記録再生装置におけるデジ
タル信号処理部内の適応コードブックを備えたコード駆
動線形予測符号化回路を示したブロック回路図である。

【図４】上記実施形態の音声記録再生装置におけるデジ
タル信号処理部内の適応コードブックを備えたコード駆
動線形予測復号化回路を示したブロック回路図である。

【符号の説明】

１…マイクロホン２…マイクアンプ３…ローパスフィルタ４…Ａ／Ｄ変換器５…ディジタル信号処理部６…主制御回路７…メモリ制御回路１０…半導体メモリ部１１…Ｄ／Ａ変換器５１…入力端子５２…バッファメモリ５３…ＬＰＣ分析器５４…サブフレーム分割器５５…合成フィルタ５６…減算器５７…聴感重み付けフィルタ５８…誤差評価器５９…マルチプレクサ６０…加算器６２，６３…乗算器６４…遅延回路６５…適応コードブック６６…確率コードブック７０…デマルチプレクサ７１…適応コードブック７２…確率コードブック７３，７４…乗算器７５…加算器７６…合成フィルタ７７…遅延回路７９…ポストフィルタ８１…ピッチ強調フィルタ８２…高域強調フィルタ８３…ホルマント強調フィルタ８４…電力正規化処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に所定の時間長さであるフレー
ム単位で記録された音声符号化信号を、合成フィルタお
よびポストフィルタを用いて復号化し再生する音声再生
装置であって、上記音声符号化信号が有音か無音かをフレーム単位で判
定する音声レベル判定手段と、この音声レベル判定手段の出力に基づいて上記ポストフ
ィルタの係数を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする音声再生装置。
【請求項２】記録媒体に所定の時間長さであるフレー
ム単位で記録された音声符号化信号を、合成フィルタお
よびポストフィルタを用いて復号化し再生する音声再生
装置であって、上記音声符号化信号が有音か無音かをフレーム単位で判
定する音声レベル判定手段と、この音声レベル判定手段で判定した有音か無音かの情報
に基づき有音フレームまたは無音フレームが所定の数連
続して存在するか否かを監視する連続性監視手段と、この連続性監視手段の出力に基づいて上記ポストフィル
タの係数を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする音声再生装置。