JPH10228297A - Ｌｓｐの予測符号化装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力ＬＳＰ（入力ベクトル）によらず良好な予
測性能を得る予測符号化装置の提供。 【解決手段】入力ベクトルを入力端子10から入力し、第
１記憶回路213は量子化回路110からのコードベクトルを
蓄積し加算器130はコードベクトルと予測回路111からの
予測ベクトルを加算した出力ベクトルを出力端子11へ出
力し、第２記憶回路214は出力ベクトルを蓄積し、予測
係数計算回路212は複数フレーム分のコードベクトルと
出力ベクトルから計算される評価値が最良となる予測係
数行列を計算し出力する。予測回路111は、過去のフレ
ームにおいて選択された複数フレーム分のコードベクト
ルと予測係数行列を入力し予測ベクトルを出力する。差
分器120は入力ベクトルと予測ベクトルの差分ベクトル
を出力し量子化回路110は差分ベクトルを量子化しコー
ドベクトルを求め出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予測符号化装置に
関し、特に音声符号化復号装置において用いられる線ス
ペクトル対（ＬＳＰ）の予測符号化装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を中低ビットレートで高能率に
符号化する方法として、音声の線形予測分析に基づい
て、スペクトル包絡成分を表す線形フィルタと、駆動音
源信号に分離して符号化する手法が広く用いられてい
る。その代表的な方法の１つにＣＥＬＰ（Ｃode Ｅxci
ted Ｌinear Ｐrediction；符号駆動型線形予測）が
ある。このＣＥＬＰに関しては、例えばＭ．Ｓchroeder
らによる「Ｃode excitedlinear prediction: Ｈigh
Quality speech at very low bit rate」と題
する論文（Ｐroc. ＩＣＡＳＳＰ, pp.937-940, 198
5）（「文献１」という）が参照できる。

【０００３】ＣＥＬＰでは、音声信号を短時間（例えば
１０ｍｓｅｃ）のブロック単位（フレーム）に分割して
フレーム毎に符号化を行う。ここで、スペクトル包絡成
分を表す線形予測係数の符号化では、線形予測係数を線
スペクトル対（Ｌine Ｓpectrum Ｐair；線スペクト
ル対、「ＬＳＰ」という）に変換し、符号化する。線形
予測係数のＬＳＰの変換に関しては、例えば管村らによ
る「線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成方法による
音声情報圧縮」と題する論文（電子情報通信学会論文誌
Ａ, Ｊ64-Ａ, Ｎo.8, pp.599-606, 1981）（「文献
２」という）が参照できる。

【０００４】従来のＬＳＰ予測符号化装置は、過去のフ
レームにおける量子化器の出力（コードベクトル）を用
いて現在のフレームの入力ＬＳＰ（入力ベクトル）を線
形に予測し、この予測で得られる予測ベクトルと入力ベ
クトルとの差分を量子化することにより、ＬＳＰのフレ
ーム間相関を利用した高能率な符号化を実現している。
このＬＳＰ予測符号化装置については、例えば大室らに
よる「移動平均型フレーム間予測を用いてＬＳＰパラメ
ータのベクトル量子化」と題する論文（電子情報通信学
会論文誌Ａ, Ｊ77-Ａ, Ｎo.3, pp.303-312, 1994）
（「文献３」という）が参照できる。

【０００５】第ｎフレームにおいて予測符号化装置が出
力する出力ベクトルｑ（ｎ）は、次式で表される。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、ｃ（ｎ）は第ｎフレームにおいて
量子化器が出力するコードベクトル、ｘ￣（ｎ）は第ｎ
フレームにおける予測ベクトル、Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，
…，Ｍは第ｎフレームにおける予測係数行列、Ｍは予測
次数である。なお、ｘ￣（ｎ）の記号「￣」は式中では
ｘの上に付加させるものであるが、単に表記の都合でｘ
￣としている。

【０００８】ＬＳＰの次数をＰとすると、ｑ（ｎ）、ｃ
（ｎ）、ｘ￣（ｎ）はＰ次元ベクトル、Ａ_i（ｎ）はＰ
×Ｐ行列である。

【０００９】予測係数行列Ａ_i（ｎ）＝Ａ_i（ｎ）、ｉ＝
１，…，Ｍは、次式（３）に示す予測誤差エネルギーＥ
が最小となるように、以下の手順で予め求めておく。

【００１０】

【数２】

【００１１】ここで、ｘ（ｎ）は第ｎフレームにおける
入力ベクトルであり、また

【００１２】

【数３】

【００１３】は入力ベクトルｘ（ｎ）が集合Ωに含まれ
るフレームの集合、集合Ωは多数の音声信号から得たベ
クトルの集合である。

【００１４】Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを

【００１５】

【数４】

【００１６】と表し、Ｐ・Ｐ・Ｍ次元ベクトルλを予測
係数行列の要素ａ_i,jk、ｉ＝１，…，Ｍ、ｊ，ｋ＝１，
…，Ｐを用いて次式（５）で定義する。

【００１７】

【００１８】また（Ｐ・Ｐ・Ｍ）×Ｐ行列Ｖ（ｎ）を次
式（６）で定義する。

【００１９】 Ｖ(ｎ)＝[Ｆ₁(ｎ)Ｆ₂(ｎ)…Ｆ_M(ｎ)] …(6)

【００２０】ここで、（Ｐ・Ｐ）×Ｐ小行列Ｆ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍはコードベクトルｃ（ｎ）の
要素ｃ_j（ｎ）、ｊ＝０，…，Ｐ−１を用いて次式
（７）で表される。

【００２１】

【数５】

【００２２】行列Ｖ（ｎ）、ベクトルλを用いて、第ｎ
フレームにおける予測ベクトルｘ￣（ｎ）は、次式
（８）で表せる。

【００２３】

【数６】

【００２４】したがって、上式（３）に示す予測誤差エ
ネルギーＥは、次式（９）と表せる。

【００２５】

【数７】

【００２６】そして、予測誤差エネルギーＥのλに関す
る偏微分が零、

【００２７】

【数８】

【００２８】から次式（１０）の連立１次方程式が得ら
れる。

【００２９】

【数９】

【００３０】上式（１０）を、ベクトルλについて解く
ことにより、上式（４）と上式（５）の関係から、上式
（３）に示す予測誤差エネルギーＥが最小となる予測係
数行列Ａ_i、ｉ＝１，…，Ｍを得ることができる。

【００３１】なお、予測係数行列Ａi、ｉ＝１，…，Ｍ
を入力音声信号の性質に応じて切り替えることによって
性能を改善することもできる。

【００３２】以下に、図７を参照して、従来のＬＳＰ予
測符号化装置について説明する。図７は、従来のＬＳＰ
予測符号化装置の一例を示すブロック図である。

【００３３】図７を参照すると、第ｎフレームにおける
入力ベクトルｘ（ｎ）を入力端子１０から入力する。記
憶回路１１３は、量子化回路１１０から出力されるコー
ドベクトルｃ（ｎ）を入力し、蓄積する。

【００３４】予測回路１１１は、過去Ｍフレーム分のコ
ードベクトルｃ（ｎ−ｉ）、ｉ＝１，…，Ｍと、予測係
数コードブック１１２に格納されている、予め上述した
手順で求めておいた予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，
…，Ｍとを入力し、上式（２）に示す予測ベクトルｘ￣
（ｎ）を計算し、出力する。

【００３５】差分器１２０は、入力ベクトルｘ（ｎ）と
予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力し、入力ベクトルｘ
（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）との差分による差分ベ
クトルｅ（ｎ）＝ｘ（ｎ）−ｘ￣（ｎ）を出力する。

【００３６】量子化回路１１０は、差分ベクトルｅ
（ｎ）を入力して、量子化し、コードベクトルｃ（ｎ）
を求め、出力する。量子化法としてはベクトル量子化を
適用できる。ＬＳＰのベクトル量子化に関しては、例え
ばＫ. Ｋ. Ｐaliwalらによる「Ｅfficient Ｖector
Ｑuantization of ＬＰＣ Ｐarameters at 24
Ｂits／Ｆrame」と題する論文（ＩＥＥＥ Ｔransactio
ns on Ｓpeech and Ａudio Ｐrocessing, Ｖol.
1, Ｎo. 1, Ｊan. 1993）（「文献４」という）
が参照できる。

【００３７】加算器１３０は、コードベクトルｃ（ｎ）
と予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力し、コードベクトルｃ
（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）とを加算して得られる
出力ベクトルｑ（ｎ）を出力端子１１へ出力する。

【００３８】上記した従来例は、移動平均予測の場合で
あるが、自己回帰予測の場合は、上式（２）を、次式
（１１）で置き換えることで同様に構成できる。

【００３９】

【数１０】

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のＬＳＰ予測符号化装置では、ＬＳＰ予測符号化
装置に入力される入力ＬＳＰ（入力ベクトル）によって
は、良好な予測性能が得られない場合がある、という問
題点を有している。

【００４１】その理由は、無限種類存在する入力ベクト
ルに対して、予め求めておいた予測係数行列を用いて、
予測を行っている、ことによる。

【００４２】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、上記問題点を解
消し、ＬＳＰ予測符号化装置に入力される入力ベクトル
によらず良好な予測性能が得られる予測符号化装置を提
供することにある。

【００４３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本願
第１発明のＬＳＰの予測符号化方法は、過去のフレーム
において選択された複数フレーム分のコードベクトルと
現フレームにおいて計算される予測係数行列とから現フ
レームの入力ベクトルを予測する予測ベクトルを計算
し、前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子
化することにより現フレームにおける前記コードベクト
ルを選択して該コードベクトルを蓄積し、前記予測ベク
トルと現フレームの前記コードベクトルとを加算して現
フレームにおける出力ベクトルを計算して該出力ベクト
ルを蓄積し、蓄積された過去の複数フレーム分の前記コ
ードベクトルと蓄積された過去の複数フレーム分の前記
出力ベクトルとから計算される評価値が最良となる現フ
レームにおける前記予測係数行列を計算する、ことを特
徴とする。

【００４４】また本願第２発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとを加算して現フレームにおける出力ベクトルを計
算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力音声
信号を蓄積し、現フレームの前記音声入力信号と蓄積さ
れた過去の複数フレームにおける前記入力音声信号を用
いてピッチ予測ゲインを計算し、計算された前記ピッチ
予測ゲインから現フレームにおける制御信号を決定し、
前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積された
過去の前記コードベクトルと前記制御信号により定まる
複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルと
から計算される評価値が最良となる現フレームにおける
前記予測係数行列を計算する、ことを特徴とする。

【００４５】また本願第３発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトル
を計算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力
音声信号を蓄積し、現フレームの前記入力音声信号と蓄
積された過去の複数フレームにおける前記入力音声信号
を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲ
インから現フレームにおける制御信号を決定して該制御
信号を蓄積し、前記制御信号が予め定めた閾値以上の値
をとるフレームが複数フレーム連続する場合には、現フ
レームにおける前記予測係数行列を前フレームにおける
予測係数行列で置換し、前記制御信号が前記閾値以上の
値をとるフレームが複数フレーム連続しない場合には、
蓄積された過去の複数フレーム分の前記コードベクトル
と蓄積された過去の複数フレーム分の前記出力ベクトル
とから計算される評価値が最良となる現フレームにおけ
る前記予測係数行列を計算する、ことを特徴とする。

【００４６】また本願第４発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトル
を計算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力
音声信号を蓄積し、現フレームの前記入力音声信号と蓄
積された過去の複数フレームにおける前記入力音声信号
を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲ
インから現フレームにおける制御信号を決定して該制御
信号を蓄積し、前記制御信号が予め定めた第１の閾値以
上の値をとるフレームが複数フレーム連続するとき、現
フレームにおける前記予測係数行列を前フレームにおけ
る予測係数行列で置換し、前記制御信号が前記第１の閾
値以上の値をとるフレームが複数フレーム連続せず、か
つ現フレームにおける前記制御信号が予め定めた第２の
閾値以上のとき、蓄積された過去の複数フレーム分の前
記コードベクトルと蓄積された過去の複数フレーム分の
前記出力ベクトルとから計算される評価値が最良となる
現フレームにおける前記予測係数行列を計算し、前記制
御信号が前記第１の閾値以上の値を取るフレームが複数
フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記制御信
号が前記第２の閾値未満のとき、現フレームにおける予
測係数行列を零行列とし、現フレームにおける前記制御
信号の値と前記第２の閾値との大小関係に応じて量子化
手段におけるコードベクトルのテーブルを切り替える、
ことを特徴とする。

【００４７】また本願５発明のＬＳＰの予測符号化方法
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予測
係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する予
測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベク
トルとの差を量子化することにより現フレームにおける
前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄積
し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクト
ルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトルを
計算して出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力音声
信号を蓄積し、現フレームの前記入力信号と蓄積された
過去の複数フレームにおける前記入力信号を用いてピッ
チ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲインから現フ
レームにおける制御信号を決定して該制御信号を蓄積
し、前記制御信号が予め定めた閾値以上の値をとるフレ
ームが複数フレーム連続する場合に、現フレームにおけ
る前記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列
で置換し、前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレ
ームが複数フレーム連続しない場合に、前記制御信号に
より定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前記コー
ドベクトルと前記制御信号により定まる複数フレーム分
の蓄積された過去の前記出力ベクトルとから計算される
評価値が最良となる現フレームにおける前記予測係数行
列を計算する、ことを特徴とする。

【００４８】また本願第６発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトル
を計算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力
音声信号を蓄積し、現フレームの前記入力音声信号と蓄
積された過去の複数フレームにおける前記入力音声信号
を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲ
インから現フレームにおける制御信号を決定して該制御
信号を蓄積し、前記制御信号が予め第１の閾値以上の値
をとるフレームが複数フレーム連続するとき、現フレー
ムにおける前記予測係数行列を前フレームにおける予測
係数行列で置換し、前記制御信号が前記第１の閾値以上
の値をとるフレームが複数フレーム連続せず、かつ現フ
レームにおける前記制御信号が予め定めた第２の閾値以
上のとき、前記制御信号により定まる複数フレーム分の
蓄積された過去の前記コードベクトルと前記制御信号に
より定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力
ベクトルとから計算される評価値が最良となる現フレー
ムにおける前記予測係数行列を計算し、前記制御信号が
前記第１の閾値以上の値をとるフレームが複数フレーム
連続せず、かつ現フレームにおける前記制御信号が前記
第２の閾値未満のとき、現フレームにおける予測係数行
列を零行列とし、現フレームにおける前記制御信号の値
と前記第２の閾値との大小関係に応じて量子化手段にお
けるコードベクトルのテーブルを切り替える、ことを特
徴とする。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、各フレームにおいて最良な予測係数行列を計算する
ものである。より詳細には、本発明の第１の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図１の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図１の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図１の２
１４）と、蓄積された複数フレーム分の前記コードベク
トルと、蓄積された複数フレーム分の前記出力ベクトル
とから計算される評価値が最良となる予測係数行列を計
算する手段（図１の２１２）と、を有する。

【００５０】本発明の好ましい第２の実施の形態は、前
記第１の実施の形態の装置において、入力音声信号の性
質により、前記評価値を計算する際に用いる前記コード
ベクトルと前記出力ベクトルの各フレーム数を切り替え
る、ことを特徴とする。

【００５１】より詳細には、本発明の第２の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図２の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図２の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図２の２
１４）と、入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段（図
２の３１３）と、前記入力音声信号からピッチ予測ゲイ
ンを計算する手段（図２の３１４）と、前記ピッチ予測
ゲインから制御信号を決定する手段（図２の３１５）
と、前記制御信号から積分区間を決定する手段（図２の
３１６）と、前記積分区間により定まる複数フレーム分
の前記コードベクトルと前記積分区間により定まる複数
フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評価値
が最良となる予測係数行列を計算する手段（図２の３１
２）と、を有する。

【００５２】本発明の第３の実施の形態は、本発明の第
１の実施の形態の装置において、入力音声信号を予測容
易なフレームが連続したときには、予測係数行列の計算
を行わずに、前フレームにおける予測係数行列を用いる
ことで計算量を低減することをを特徴とする。

【００５３】より詳細には、本発明の第３の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図３の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図３の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図３の２
１４）と、入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段（図
３の３１３）と、前記入力信号からピッチ予測ゲインを
計算する手段（図３の３１４）と、前記ピッチ予測ゲイ
ンから制御信号を決定する手段（図３の３１５）と、前
記制御信号を蓄積する手段（図３の４１３）と、前記制
御信号が閾値以上の値を取るフレームが連続しない場合
に、蓄積された複数フレーム分の前記コードベクトルと
蓄積された複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計
算される評価値が最良となる予測係数行列を計算する手
段（図３の４１２）と、前記制御信号が閾値以上の値を
取るフレームが連続する場合に、予測係数行列を前フレ
ームの予測係数行列で置換、出力し、前記制御信号が閾
値以上の値を取るフレームが連続しない場合に、現フレ
ームで計算された前記予測係数行列を選択、出力する手
段（図３の４１５）と、予測係数行列を保持する手段
（図３の４１４）と、を有する。

【００５４】本発明の第４の実施の形態は、本発明の第
１の実施の形態の装置において、入力音声信号を予測容
易なフレームが連続したときには、予測係数行列の計算
を行わずに、前フレームにおける予測係数行列を用いる
ことで計算量を低減し、入力音声信号を予測困難なフレ
ームでは予測を行わないことを特徴とする。

【００５５】より詳細には、本発明の第４の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図４の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図４の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図４の２
１４）と、入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段（図
４の３１３）と、前記入力信号からピッチ予測ゲインを
計算する手段（図４の３１４）と、前記ピッチ予測ゲイ
ンから制御信号を決定する手段（図４の３１５）と、前
記制御信号を蓄積する手段（図４の４１３）と、前記制
御信号が第１の閾値以上の値を取るフレームが連続せ
ず、かつ前記制御信号が第２の閾値以上のとき、蓄積さ
れた複数フレーム分の前記コードベクトルと蓄積された
複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評
価値が最良となる予測係数行列を計算する手段（図４の
４１２）と、前記制御信号が第１の閾値以上の値を取る
フレームが連続するとき、予測係数行列を前フレームの
予測係数行列で置換、出力し、前記制御信号が第１の閾
値以上の値を取るフレームが連続せず、かつ前記制御信
号が第２の閾値以上のとき、現フレームで計算された前
記予測係数行列を選択、出力し、前記制御信号が第１の
閾値以上の値を取るフレームが連続せず、かつ前記制御
信号が第２の閾値未満のとき、予測係数行列を零行列と
する手段（図４の５１５）と、予測係数行列を保持する
手段（図４の４１４）と、前記制御信号の値と第２の閾
値との大小関係に応じてコードベクトルのテーブルの切
り替えを行う量子化手段（図４の５１０）と、を有す
る。

【００５６】本発明の第５の実施の形態は、本発明の第
３の実施の形態の装置において、入力音声信号の性質に
より、前記評価値を計算する際に用いる前記コードベク
トルと前記出力ベクトルの各フレーム数を切り替えるこ
とを特徴としたものである。

【００５７】より詳細には、本発明の第５の実施の形態
は、前記制御信号から積分区間を決定する手段（図５の
３１６）と、前記制御信号が閾値以上の値を取るフレー
ムが連続しない場合に、前記積分区間により定まる複数
フレーム分の前記コードベクトルと前記積分区間により
定まる複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計算さ
れる評価値が最良となる予測係数行列を計算する手段
（図５の６１２）と、を有する。

【００５８】本発明の第６の実施の形態は、本発明の第
４の実施の形態の装置において、入力音声信号の性質に
より、前記評価値を計算する際に用いる前記コードベク
トルと前記出力ベクトルの各フレーム数を切り替えるこ
とを特徴としたものである。

【００５９】より詳細には、前記制御信号から積分区間
を決定する手段（図６の３１６）と、前記制御信号が閾
値以上の値を取るフレームが連続しない場合に、前記積
分区間により定まる複数フレーム分の前記コードベクト
ルと前記積分区間により定まる複数フレーム分の前記出
力ベクトルとから計算される評価値が最良となる予測係
数行列を計算する手段（図６の６１２）と、を有する。

【００６０】上記した本発明は、その好ましい実施の形
態において、各フレームにおける出力ベクトルをそれ以
前の複数フレームで選択されたコードベクトルを用いて
上式（２）に基づいて予測し、その誤差を予測誤差とし
て定義する。各フレームにおいて、その直前の複数フレ
ームにおける前記予測誤差の平均が最小となるように、
現フレームの予測係数行列を計算する。そして、各フレ
ームで計算された前記予測係数行列を用いて前述の予測
を行う。

【００６１】このため、前記予測係数行列は、入力ＬＳ
Ｐ（入力ベクトル）に応じて適応的に変化する。その結
果、種々の前記入力ベクトルに対して良好な予測性能を
得ることが可能となる。

【００６２】本来の予測では、前記入力ベクトルを予測
の目標ベクトルとする。しかし、本発明では、前記出力
ベクトルと前記入力ベクトルとの誤差が十分小さいと仮
定し、前記入力ベクトルの代りに前記出力ベクトルを予
測の目標ベクトルとしている。

【００６３】また前述したように、復号された信号を用
いて予測係数行列を求める構成であるため、受信側でも
送信側と同一の処理によって予測係数行列を計算するこ
とが可能である。このため、予測係数行列の情報を伝達
する必要がない。

【００６４】本発明においては、上記本願第１乃至第６
の発明に係るＬＳＰ予測符号化方法の各処理を、情報処
理装置上でプログラムを実行させることによって実現す
るようにしてもよい。

【００６５】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。

【００６６】

【実施例１】図１は、本発明の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。図１を参照すると、第ｎフレーム
における入力ベクトルｘ（ｎ）を入力端子１０から入力
する。第１の記憶回路２１３は、量子化回路１１０から
第ｎフレームにおいて出力されるコードベクトルｃ
（ｎ）を入力して、蓄積する。加算器１３０は、前記コ
ードベクトルｃ（ｎ）と予測回路１１１から第ｎフレー
ムにおいて出力される予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力
し、コードベクトルｃ（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）
とを加算して得られる出力ベクトルｑ（ｎ）を出力端子
１１へ出力する。

【００６７】第２の記憶回路２１４は、出力ベクトルｑ
（ｎ）を入力し、蓄積する。予測係数計算回路２１２
は、過去Ｎ＋Ｍ−１フレーム分のコードベクトルｃ（ｎ
−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ＋Ｍを第１の記憶回路２１３か
ら入力し、過去Ｎフレーム分の出力ベクトルｑ（ｎ−
ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎを第２の記憶回路２１４から入力
し、次式（１２）に示す第ｎフレームにおける予測誤差
エネルギーＥ（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。

【００６８】

【数１１】

【００６９】ここで、予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝
１，…，Ｍを次式（１３）で表し、

【００７０】

【数１２】

【００７１】Ｐ・Ｐ・Ｍ次元ベクトルλ（ｎ）を予測係
数行列の要素ａ_i,jk（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ、ｊ，ｋ＝
１，…，Ｐを用いて次式（１４）で定義する。

【００７２】 λ(n) ＝[ａ_1,11(n)，…，ａ_1,1P(n)，…，ａ_1,P1(n)， …，ａ_1,PP(n)，…，ａ_M,11(n)，…，ａ_M,1P(n)， …，ａ_M,P1(n)，…，ａ_M,PP(n)]^T …(14)

【００７３】また（Ｐ・Ｐ・Ｍ）×Ｐ行列Ｖ（ｎ）を上
式（６）で定義する。すなわち、次式のように表せる。

【００７４】 Ｖ（ｎ）＝[Ｆ₁（ｎ）Ｆ₂（ｎ）…Ｆ_M（ｎ）]

【００７５】ここで、（Ｐ・Ｐ）×Ｐ小行列Ｆ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍはコードベクトルｃ（ｎ）の
要素ｃ_j（ｎ）、ｊ＝０，…，Ｐ−１を用いて上式
（７）で表される。すなわち、次式のように表せる。

【００７６】

【数１３】

【００７７】行列Ｖ（ｎ）、ベクトルλ（ｎ）を用い
て、第ｎフレームにおける予測ベクトルｘ￣（ｎ）は次
式（１５）と表せる。

【００７８】

【数１４】

【００７９】したがって、上式（１２）に示す予測誤差
エネルギーＥ（ｎ）は、次式（１６）と表される。

【００８０】

【数１５】

【００８１】

【数１６】

【００８２】から次式（１７）の連立１次方程式が得ら
れる。

【００８３】

【数１７】

【００８４】上式（１７）をベクトルλ（ｎ）について
解くことにより、上式（１３）と上式（１４）の関係か
ら、上式（１２）に示す予測誤差エネルギーＥ（ｎ）が
最小となる予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを
得ることができる。

【００８５】予測回路１１１は、過去Ｍフレーム分のコ
ードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｍと予測係数
行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを入力し、上式（２）
に示す予測ベクトルｘ￣（ｎ）を計算し、出力する。

【００８６】差分器１２０は、入力ベクトルｘ（ｎ）を
入力し、予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力し、入力ベクト
ルｘ（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）との差分による差
分ベクトルｅ（ｎ）＝ｘ（ｎ）−ｘ￣（ｎ）を出力す
る。

【００８７】量子化回路１１０は、差分ベクトルｅ
（ｎ）を入力、量子化し、コードベクトルｃ（ｎ）を求
め、出力する。

【００８８】上記実施例は、移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（１２）は次式（１８）で置き換えられる。

【００８９】

【数１８】

【００９０】

【実施例２】図２は、本発明の第２の実施例の構成を示
す図である。図２を参照すると、第ｎフレームにおける
入力音声ベクトルｓ（ｎ）を入力端子３０から入力す
る。第３の記憶回路３１３は、入力音声ベクトルｓ
（ｎ）を入力し、蓄積する。ここで、フレーム長をＬサ
ンプルとすると、入力音声ベクトルｓ（ｎ）は、次式
（１９）のＬ次元ベクトルである。なお、次式（１９）
のＴは転置（transpose）を示している。

【００９１】 ｓ（ｎ）＝[ｓ₀（ｎ），…，ｓ_L-1（ｎ）]^T …(19)

【００９２】ピッチ予測ゲイン計算回路３１４は、第ｎ
フレームにおける入力音声ベクトルｓ（ｎ）と過去ｍ＋
１フレーム分の入力音声ベクトルｓ（ｎ−ｊ）、ｊ＝
１，…，ｍ＋１を入力し、第ｎフレームにおけるピッチ
予測ゲインｇ_prd（ｎ）を計算し、出力する。ピッチ予
測ゲインｇ_prd（ｎ）は、次式（２０）で表される。

【００９３】

【数１９】

【００９４】ここで、ｍａｘ｛ａ｝はａの最大値を選択
することを表す。またｓ′_i-d（ｎ）はベクトルｓ′
（ｎ）の要素を表し、ベクトルｓ′（ｎ）は次式（２
１）のように表される。

【００９５】

【数２０】

【００９６】判定回路３１５は、ピッチ予測ゲインｇ
_prd（ｎ）を入力し、次式（２２）により、第ｎフレー
ムにおける制御信号ｖ_flg（ｎ）を決定し、出力する。

【００９７】

【数２１】

【００９８】積分区間決定回路３１６は、制御信号ｖ
_flg（ｎ）を入力し、次式（２３）に示す第ｎフレーム
における積分区間Ｎ⁽²⁾（ｎ）を決定し、出力する。

【００９９】

【数２２】

【０１００】予測係数計算回路３１２は、積分区間Ｎ
⁽²⁾（ｎ）を入力し、過去Ｎ⁽²⁾（ｎ）＋Ｍ−１フレーム
分のコードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ⁽²⁾
（ｎ）＋Ｍを第１の記憶回路２１３から入力し、過去Ｎ
⁽²⁾（ｎ）フレーム分の出力ベクトルｑ（ｎ−ｊ）、ｊ
＝１，…，Ｎ⁽²⁾（ｎ）を第２の記憶回路２１４から入
力し、次式（２４）に示す第ｎフレームにおける予測誤
差エネルギーＥ⁽²⁾（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ_i
（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。

【０１０１】

【数２３】

【０１０２】予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
は、上記第１の実施例と同様の手続きにより求めること
ができる。入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加算
器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、差
分器１２０、量子化回路１１０、出力端子１１の構成は
第１の実施例と同様であるので、説明を省略する。

【０１０３】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（２４）は次式（２５）で置き換えられる。

【０１０４】

【数２４】

【０１０５】

【実施例３】図３は、本発明の第３の実施例の構成を示
す図である。図３において、図２と同一又は同等の機能
の要素には同一の参照符号を付してある。以下では主に
前記第２の実施例との相違点を説明する。

【０１０６】図３を参照すると、第４の記憶回路４１３
は、制御信号ｖ_flg（ｎ）を入力し、蓄積する。予測係
数計算回路４１２は、第ｎフレームにおける制御信号ｖ
_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ_flg（ｎ−
ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ_flg（ｎ）
が次式（２６）、 (ｖ_flg(n)≧Ｎ_th′)∩(ｖ_flg(n-1)≧Ｎ_th′)∩ …∩（ｖ_flg(n-K)≧Ｎ_th′) …(26) を満足しないときは、過去Ｎ＋Ｍ−１フレーム分のコー
ドベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ＋Ｍを第１の
記憶回路２１３から入力し、過去Ｎフレーム分の出力ベ
クトルｑ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎを第２の記憶回路
２１４から入力し、上式（１２）に示す予測誤差エネル
ギーＥ（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ
＝１，…，Ｍを計算し、出力する。ここで、Ａ∩Ｂは条
件式Ａが真かつ条件式Ｂが真であることを表す。

【０１０７】予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
は、前記第１の実施例と同様の手続きにより求めること
ができる。

【０１０８】選択回路４１５は、第ｎフレームにおける
制御信号ｖ_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ
_flg（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ
_flg（ｎ）が上式（２６）を満足するときは、第５の記
憶回路４１４より前フレームにおいて選択された予測係
数行列Ａ_i（ｎ−１）、ｉ＝１，…，Ｍを入力し、 Ａ_i(ｎ)＝Ａ_i(ｎ−１)、ｉ＝１，…，Ｍ …(27) とし、これを出力する。制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式
（２６）を満足しないときは、予測係数計算回路４１２
より予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを入力
し、出力する。

【０１０９】第５の記憶回路４１４は、第ｎフレームに
おいて選択された予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，
…，Ｍを入力し、保持する。

【０１１０】入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加
算器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、
差分器１２０、量子化回路１１０、出力端子１１、入力
端子３０、第３の記憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計
算回路３１４、判定回路３１５の構成及び機能は、上記
第２の実施例と同様であるので、説明を省略する。

【０１１１】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（１２）は上式（１８）で置き換えられる。

【０１１２】

【実施例４】図４は、本発明の第４の実施例の構成を示
す図である。図４を参照して、予測係数計算回路５１２
は、第ｎフレームにおける制御信号ｖ_flg（ｎ）と過去
Ｋフレーム分の制御信号ｖ_flg（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，
…，Ｋを入力し、制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式（２６）
と、次式（２８）、 ｖ_flg（ｎ）＜Ｎ_th″（＜Ｎ_th′） …(28) をともに満足しないときは、過去Ｎ＋Ｍ−１フレーム分
のコードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ＋Ｍを
第１の記憶回路２１３から入力し、過去Ｎフレーム分の
出力ベクトルｑ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎを第２の記
憶回路２１４から入力し、上式（１２）に示す予測誤差
エネルギーＥ（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。

【０１１３】予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
は、前記第１の実施例と同様の手続きにより求めること
ができる。

【０１１４】選択回路５１５は、第ｎフレームにおける
制御信号ｖ_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ
_flg（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ
_flg（ｎ）が上式（２６）を満足するときは、第５の記
憶回路４１４より前フレームにおいて選択された予測係
数行列Ａ_i（ｎ−１）、ｉ＝１，…，Ｍを入力し、 Ａ_i(ｎ)＝Ａ_i(ｎ−１)、ｉ＝１，…，Ｍ …(29) とし、これを出力する。

【０１１５】制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式（２６）と上
式（２８）をともに満足しないときは、予測係数計算回
路５１２より予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
を入力し、出力する。制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式
（６）を満足せず、かつ上式（２８）を満足するとき
は、端子５０を介して零行列０を入力し、 Ａ_i（ｎ）＝０、ｉ＝１，…，Ｍ …(30) とし、これを出力する。

【０１１６】量子化回路５１０は、差分ベクトルｅ
（ｎ）と制御信号ｖ_flg（ｎ）とを入力し、制御信号ｖ
_flg（ｎ）が、上式（２８）を満足する場合（すなわち
予測を行わない場合）と、満足しない場合（すなわち予
測を行う場合）で、コードベクトルｃ（ｎ）のテーブル
（コードブック）を切り替えて差分ベクトルｅ（ｎ）を
量子化し、コードベクトルｃ（ｎ）を求め、出力する。

【０１１７】入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加
算器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、
差分器１２０、出力端子１１、入力端子３０、第３の記
憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計算回路３１４、判定
回路３１５、第４の記憶回路４１３、第５の記憶回路４
１４の構成は、前記第３の実施例と同様であるので、説
明を省略する。

【０１１８】上記実施例は、移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（１２）は上式（１８）で置き換えられる。

【０１１９】

【実施例５】図５は、本発明の第５の実施例の構成を示
す図である。図５を参照すると、予測係数計算回路６１
２は、積分区間決定回路３１６より、積分区間Ｎ
⁽²⁾（ｎ）を入力し、第ｎフレームにおける制御信号ｖ
_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ_flg（ｎ−
ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ_flg（ｎ）
が上式（２６）を満足しないときは、過去Ｎ⁽²⁾（ｎ）
＋Ｍ−１フレーム分のコードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ
＝２，…，Ｎ⁽²⁾（ｎ）＋Ｍを第１の記憶回路２１３か
ら入力し、過去Ｎ⁽²⁾（ｎ）フレーム分の出力ベクトル
ｑ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎ⁽²⁾（ｎ）を第２の記憶
回路２１４から入力し、上式（２４）に示す予測誤差エ
ネルギーＥ⁽²⁾（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。予測係
数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍは、前記第１の実施
例と同様の手続きにより求めることができる。

【０１２０】入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加
算器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、
差分器１２０、量子化器１１０、出力端子１１、入力端
子３０、第３の記憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計算
回路３１４、判定回路３１５、第４の記憶回路４１３、
選択回路４１５、第５の記憶回路４１４、積分区間決定
回路３１６の構成は前記第３の実施例と同様であるの
で、説明を省略する。

【０１２１】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（２４）は上式（２５）で置き換えられる。

【０１２２】

【実施例６】図６は、本発明の第６の実施例の構成を示
す図である。図６を参照すると、本実施例は、図４に示
した前記第４の実施例に、積分区間決定回路３１６を付
加する。入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加算器
１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、差分
器１２０、量子化器５１０、出力端子１１、入力端子３
０、第３の記憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計算回路
３１４、判定回路３１５、第４の記憶回路４１３、選択
回路５１５、第５の記憶回路４１４の構成は第４の実施
例と同様であり、積分区間決定回路３１６、予測係数計
算回路６１２の構成は、前記第５の実施例と同様であ
る。

【０１２３】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（２４）は上式（２５）で置き換えられる。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。

【０１２５】本発明の第１の効果は、予測符号化装置に
入力される入力ベクトルによらず良好な予測性能が得ら
れる、ということである。その理由は、予測係数行列
が、入力ベクトルに応じて適応的に変化する、ためであ
る。

【０１２６】本発明の第２の効果は、予測係数行列の情
報を伝達する必要がない、ということである。その理由
は、受信側でも復号された信号を用いて送信側と同一の
処理によって予測係数行列を計算することができる、た
めである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図４】本発明の第４の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図５】本発明の第５の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図６】本発明の第６の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図７】従来のＬＳＰ予測符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０、３０、５０ 入力端子 １１ 出力端子 １１０、５１０ 量子化回路 １２０ 差分器 １３０ 加算器 １１１ 予測回路 １１２ 予測係数コードブック ２１２、３１２、４１２、６１２ 予測係数計算回路 ２１３ 第１の記憶回路 ２１４ 第２の記憶回路 ３１３ 第３の記憶回路 ４１３ 第４の記憶回路 ４１４ 第５の記憶回路 ３１４ ピッチ予測ゲイン計算回路 ３１５ 判定回路 ３１６ 積分区間決定回路 ４１５、５１５ 選択回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 ＬＳＰの予測符号化装置及び方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予測符号化装置に
関し、特に音声符号化復号装置において用いられる線ス
ペクトル対（ＬＳＰ）の予測符号化装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を中低ビットレートで高能率に
符号化する方法として、音声の線形予測分析に基づい
て、スペクトル包絡成分を表す線形フィルタと、駆動音
源信号に分離して符号化する手法が広く用いられてい
る。その代表的な方法の１つにＣＥＬＰ（Ｃode Ｅxci
ted Ｌinear Ｐrediction；符号駆動型線形予測）が
ある。このＣＥＬＰに関しては、例えばＭ．Ｓchroeder
らによる「Ｃode excitedlinear prediction: Ｈigh
Quality speech at very low bit rate」と題
する論文（Ｐroc. ＩＣＡＳＳＰ, pp.937-940, 198
5）（「文献１」という）が参照できる。

【０００３】ＣＥＬＰでは、音声信号を短時間（例えば
１０ｍｓｅｃ）のブロック単位（フレーム）に分割して
フレーム毎に符号化を行う。ここで、スペクトル包絡成
分を表す線形予測係数の符号化では、線形予測係数を線
スペクトル対（Ｌine Ｓpectrum Ｐair；線スペクト
ル対、「ＬＳＰ」という）に変換し、符号化する。線形
予測係数のＬＳＰの変換に関しては、例えば管村らによ
る「線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成方法による
音声情報圧縮」と題する論文（電子情報通信学会論文誌
Ａ, Ｊ64-Ａ, Ｎo.8, pp.599-606, 1981）（「文献
２」という）が参照できる。

【０００４】従来のＬＳＰ予測符号化装置は、過去のフ
レームにおける量子化器の出力（コードベクトル）を用
いて現在のフレームの入力ＬＳＰ（入力ベクトル）を線
形に予測し、この予測で得られる予測ベクトルと入力ベ
クトルとの差分を量子化することにより、ＬＳＰのフレ
ーム間相関を利用した高能率な符号化を実現している。
このＬＳＰ予測符号化装置については、例えば大室らに
よる「移動平均型フレーム間予測を用いてＬＳＰパラメ
ータのベクトル量子化」と題する論文（電子情報通信学
会論文誌Ａ, Ｊ77-Ａ, Ｎo.3, pp.303-312, 1994）
（「文献３」という）が参照できる。

【０００５】第ｎフレームにおいて予測符号化装置が出
力する出力ベクトルｑ（ｎ）は、次式で表される。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、ｃ（ｎ）は第ｎフレームにおいて
量子化器が出力するコードベクトル、ｘ￣（ｎ）は第ｎ
フレームにおける予測ベクトル、Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，
…，Ｍは第ｎフレームにおける予測係数行列、Ｍは予測
次数である。なお、ｘ￣（ｎ）の記号「￣」は式中では
ｘの上に付加させるものであるが、単に表記の都合でｘ
￣としている。

【０００８】ＬＳＰの次数をＰとすると、ｑ（ｎ）、ｃ
（ｎ）、ｘ￣（ｎ）はＰ次元ベクトル、Ａ_i（ｎ）はＰ
×Ｐ行列である。

【０００９】予測係数行列Ａ_i（ｎ）＝Ａ_i（ｎ）、ｉ＝
１，…，Ｍは、次式（３）に示す予測誤差エネルギーＥ
が最小となるように、以下の手順で予め求めておく。

【００１０】

【数２】

【００１１】ここで、ｘ（ｎ）は第ｎフレームにおける
入力ベクトルであり、また

【００１２】

【数３】

【００１３】は入力ベクトルｘ（ｎ）が集合Ωに含まれ
るフレームの集合、集合Ωは多数の音声信号から得たベ
クトルの集合である。

【００１４】Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを

【００１５】

【数４】

【００１６】と表し、Ｐ・Ｐ・Ｍ次元ベクトルλを予測
係数行列の要素ａ_i,jk、ｉ＝１，…，Ｍ、ｊ，ｋ＝１，
…，Ｐを用いて次式（５）で定義する。

【００１７】

【００１８】また（Ｐ・Ｐ・Ｍ）×Ｐ行列Ｖ（ｎ）を次
式（６）で定義する。

【００１９】 Ｖ(ｎ)＝[Ｆ₁(ｎ)Ｆ₂(ｎ)…Ｆ_M(ｎ)] …(6)

【００２０】ここで、（Ｐ・Ｐ）×Ｐ小行列Ｆ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍはコードベクトルｃ（ｎ）の
要素ｃ_j（ｎ）、ｊ＝０，…，Ｐ−１を用いて次式
（７）で表される。

【００２１】

【数５】

【００２２】行列Ｖ（ｎ）、ベクトルλを用いて、第ｎ
フレームにおける予測ベクトルｘ￣（ｎ）は、次式
（８）で表せる。

【００２３】

【数６】

【００２４】したがって、上式（３）に示す予測誤差エ
ネルギーＥは、次式（９）と表せる。

【００２５】

【数７】

【００２６】そして、予測誤差エネルギーＥのλに関す
る偏微分が零、

【００２７】

【数８】

【００２８】から次式（１０）の連立１次方程式が得ら
れる。

【００２９】

【数９】

【００３０】上式（１０）を、ベクトルλについて解く
ことにより、上式（４）と上式（５）の関係から、上式
（３）に示す予測誤差エネルギーＥが最小となる予測係
数行列Ａ_i、ｉ＝１，…，Ｍを得ることができる。

【００３１】なお、予測係数行列Ａi、ｉ＝１，…，Ｍ
を入力音声信号の性質に応じて切り替えることによって
性能を改善することもできる。

【００３２】以下に、図７を参照して、従来のＬＳＰ予
測符号化装置について説明する。図７は、従来のＬＳＰ
予測符号化装置の一例を示すブロック図である。

【００３３】図７を参照すると、第ｎフレームにおける
入力ベクトルｘ（ｎ）を入力端子１０から入力する。記
憶回路１１３は、量子化回路１１０から出力されるコー
ドベクトルｃ（ｎ）を入力し、蓄積する。

【００３４】予測回路１１１は、過去Ｍフレーム分のコ
ードベクトルｃ（ｎ−ｉ）、ｉ＝１，…，Ｍと、予測係
数コードブック１１２に格納されている、予め上述した
手順で求めておいた予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，
…，Ｍとを入力し、上式（２）に示す予測ベクトルｘ￣
（ｎ）を計算し、出力する。

【００３５】差分器１２０は、入力ベクトルｘ（ｎ）と
予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力し、入力ベクトルｘ
（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）との差分による差分ベ
クトルｅ（ｎ）＝ｘ（ｎ）−ｘ￣（ｎ）を出力する。

【００３６】量子化回路１１０は、差分ベクトルｅ
（ｎ）を入力して、量子化し、コードベクトルｃ（ｎ）
を求め、出力する。量子化法としてはベクトル量子化を
適用できる。ＬＳＰのベクトル量子化に関しては、例え
ばＫ. Ｋ. Ｐaliwalらによる「Ｅfficient Ｖector
Ｑuantization of ＬＰＣ Ｐarameters at 24
Ｂits／Ｆrame」と題する論文（ＩＥＥＥ Ｔransactio
ns on Ｓpeech and Ａudio Ｐrocessing, Ｖol.
1, Ｎo. 1, Ｊan. 1993）（「文献４」という）
が参照できる。

【００３７】加算器１３０は、コードベクトルｃ（ｎ）
と予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力し、コードベクトルｃ
（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）とを加算して得られる
出力ベクトルｑ（ｎ）を出力端子１１へ出力する。

【００３８】上記した従来例は、移動平均予測の場合で
あるが、自己回帰予測の場合は、上式（２）を、次式
（１１）で置き換えることで同様に構成できる。

【００３９】

【数１０】

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のＬＳＰ予測符号化装置では、ＬＳＰ予測符号化
装置に入力される入力ＬＳＰ（入力ベクトル）によって
は、良好な予測性能が得られない場合がある、という問
題点を有している。

【００４１】その理由は、無限種類存在する入力ベクト
ルに対して、予め求めておいた予測係数行列を用いて、
予測を行っている、ことによる。

【００４２】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、上記問題点を解
消し、ＬＳＰ予測符号化装置に入力される入力ベクトル
によらず良好な予測性能が得られる予測符号化装置を提
供することにある。

【００４３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本願
第１発明のＬＳＰの予測符号化方法は、過去のフレーム
において選択された複数フレーム分のコードベクトルと
現フレームにおいて計算される予測係数行列とから現フ
レームの入力ベクトルを予測する予測ベクトルを計算
し、前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子
化することにより現フレームにおける前記コードベクト
ルを選択して該コードベクトルを蓄積し、前記予測ベク
トルと現フレームの前記コードベクトルとを加算して現
フレームにおける出力ベクトルを計算して該出力ベクト
ルを蓄積し、蓄積された過去の複数フレーム分の前記コ
ードベクトルと蓄積された過去の複数フレーム分の前記
出力ベクトルとから計算される評価値が最良となる現フ
レームにおける前記予測係数行列を計算する、ことを特
徴とする。

【００４４】また本願第２発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとを加算して現フレームにおける出力ベクトルを計
算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力音声
信号を蓄積し、現フレームの前記音声入力信号と蓄積さ
れた過去の複数フレームにおける前記入力音声信号を用
いてピッチ予測ゲインを計算し、計算された前記ピッチ
予測ゲインから現フレームにおける制御信号を決定し、
前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積された
過去の前記コードベクトルと前記制御信号により定まる
複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルと
から計算される評価値が最良となる現フレームにおける
前記予測係数行列を計算する、ことを特徴とする。

【００４５】また本願第３発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトル
を計算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力
音声信号を蓄積し、現フレームの前記入力音声信号と蓄
積された過去の複数フレームにおける前記入力音声信号
を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲ
インから現フレームにおける制御信号を決定して該制御
信号を蓄積し、前記制御信号が予め定めた閾値以上の値
をとるフレームが複数フレーム連続する場合には、現フ
レームにおける前記予測係数行列を前フレームにおける
予測係数行列で置換し、前記制御信号が前記閾値以上の
値をとるフレームが複数フレーム連続しない場合には、
蓄積された過去の複数フレーム分の前記コードベクトル
と蓄積された過去の複数フレーム分の前記出力ベクトル
とから計算される評価値が最良となる現フレームにおけ
る前記予測係数行列を計算する、ことを特徴とする。

【００４６】また本願第４発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトル
を計算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力
音声信号を蓄積し、現フレームの前記入力音声信号と蓄
積された過去の複数フレームにおける前記入力音声信号
を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲ
インから現フレームにおける制御信号を決定して該制御
信号を蓄積し、前記制御信号が予め定めた第１の閾値以
上の値をとるフレームが複数フレーム連続するとき、現
フレームにおける前記予測係数行列を前フレームにおけ
る予測係数行列で置換し、前記制御信号が前記第１の閾
値以上の値をとるフレームが複数フレーム連続せず、か
つ現フレームにおける前記制御信号が予め定めた第２の
閾値以上のとき、蓄積された過去の複数フレーム分の前
記コードベクトルと蓄積された過去の複数フレーム分の
前記出力ベクトルとから計算される評価値が最良となる
現フレームにおける前記予測係数行列を計算し、前記制
御信号が前記第１の閾値以上の値を取るフレームが複数
フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記制御信
号が前記第２の閾値未満のとき、現フレームにおける予
測係数行列を零行列とし、現フレームにおける前記制御
信号の値と前記第２の閾値との大小関係に応じて量子化
手段におけるコードベクトルのテーブルを切り替える、
ことを特徴とする。

【００４７】また本願５発明のＬＳＰの予測符号化方法
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予測
係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する予
測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベク
トルとの差を量子化することにより現フレームにおける
前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄積
し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクト
ルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトルを
計算して出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力音声
信号を蓄積し、現フレームの前記入力信号と蓄積された
過去の複数フレームにおける前記入力信号を用いてピッ
チ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲインから現フ
レームにおける制御信号を決定して該制御信号を蓄積
し、前記制御信号が予め定めた閾値以上の値をとるフレ
ームが複数フレーム連続する場合に、現フレームにおけ
る前記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列
で置換し、前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレ
ームが複数フレーム連続しない場合に、前記制御信号に
より定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前記コー
ドベクトルと前記制御信号により定まる複数フレーム分
の蓄積された過去の前記出力ベクトルとから計算される
評価値が最良となる現フレームにおける前記予測係数行
列を計算する、ことを特徴とする。

【００４８】また本願第６発明のＬＳＰの予測符号化方
法は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム
分のコードベクトルと現フレームにおいて計算される予
測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測する
予測ベクトルを計算し、前記予測ベクトルと前記入力ベ
クトルとの差を量子化することにより現フレームにおけ
る前記コードベクトルを選択して該コードベクトルを蓄
積し、前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベク
トルとの加算によって現フレームにおける出力ベクトル
を計算して該出力ベクトルを蓄積し、現フレームの入力
音声信号を蓄積し、現フレームの前記入力音声信号と蓄
積された過去の複数フレームにおける前記入力音声信号
を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッチ予測ゲ
インから現フレームにおける制御信号を決定して該制御
信号を蓄積し、前記制御信号が予め第１の閾値以上の値
をとるフレームが複数フレーム連続するとき、現フレー
ムにおける前記予測係数行列を前フレームにおける予測
係数行列で置換し、前記制御信号が前記第１の閾値以上
の値をとるフレームが複数フレーム連続せず、かつ現フ
レームにおける前記制御信号が予め定めた第２の閾値以
上のとき、前記制御信号により定まる複数フレーム分の
蓄積された過去の前記コードベクトルと前記制御信号に
より定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力
ベクトルとから計算される評価値が最良となる現フレー
ムにおける前記予測係数行列を計算し、前記制御信号が
前記第１の閾値以上の値をとるフレームが複数フレーム
連続せず、かつ現フレームにおける前記制御信号が前記
第２の閾値未満のとき、現フレームにおける予測係数行
列を零行列とし、現フレームにおける前記制御信号の値
と前記第２の閾値との大小関係に応じて量子化手段にお
けるコードベクトルのテーブルを切り替える、ことを特
徴とする。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、各フレームにおいて最良な予測係数行列を計算する
ものである。より詳細には、本発明の第１の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図１の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図１の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図１の２
１４）と、蓄積された複数フレーム分の前記コードベク
トルと、蓄積された複数フレーム分の前記出力ベクトル
とから計算される評価値が最良となる予測係数行列を計
算する手段（図１の２１２）と、を有する。

【００５０】本発明の好ましい第２の実施の形態は、前
記第１の実施の形態の装置において、入力音声信号の性
質により、前記評価値を計算する際に用いる前記コード
ベクトルと前記出力ベクトルの各フレーム数を切り替え
る、ことを特徴とする。

【００５１】より詳細には、本発明の第２の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図２の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図２の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図２の２
１４）と、入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段（図
２の３１３）と、前記入力音声信号からピッチ予測ゲイ
ンを計算する手段（図２の３１４）と、前記ピッチ予測
ゲインから制御信号を決定する手段（図２の３１５）
と、前記制御信号から積分区間を決定する手段（図２の
３１６）と、前記積分区間により定まる複数フレーム分
の前記コードベクトルと前記積分区間により定まる複数
フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評価値
が最良となる予測係数行列を計算する手段（図２の３１
２）と、を有する。

【００５２】本発明の第３の実施の形態は、本発明の第
１の実施の形態の装置において、入力音声信号を予測容
易なフレームが連続したときには、予測係数行列の計算
を行わずに、前フレームにおける予測係数行列を用いる
ことで計算量を低減することをを特徴とする。

【００５３】より詳細には、本発明の第３の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図３の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図３の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図３の２
１４）と、入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段（図
３の３１３）と、前記入力信号からピッチ予測ゲインを
計算する手段（図３の３１４）と、前記ピッチ予測ゲイ
ンから制御信号を決定する手段（図３の３１５）と、前
記制御信号を蓄積する手段（図３の４１３）と、前記制
御信号が閾値以上の値を取るフレームが連続しない場合
に、蓄積された複数フレーム分の前記コードベクトルと
蓄積された複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計
算される評価値が最良となる予測係数行列を計算する手
段（図３の４１２）と、前記制御信号が閾値以上の値を
取るフレームが連続する場合に、予測係数行列を前フレ
ームの予測係数行列で置換、出力し、前記制御信号が閾
値以上の値を取るフレームが連続しない場合に、現フレ
ームで計算された前記予測係数行列を選択、出力する手
段（図３の４１５）と、予測係数行列を保持する手段
（図３の４１４）と、を有する。

【００５４】本発明の第４の実施の形態は、本発明の第
１の実施の形態の装置において、入力音声信号を予測容
易なフレームが連続したときには、予測係数行列の計算
を行わずに、前フレームにおける予測係数行列を用いる
ことで計算量を低減し、入力音声信号を予測困難なフレ
ームでは予測を行わないことを特徴とする。

【００５５】より詳細には、本発明の第４の実施の形態
は、過去のフレームにおいて選択された複数フレーム分
のコードベクトルと予測係数行列とから予測ベクトルを
計算する手段（図４の１１１）と、前記予測ベクトルと
入力ベクトルとの差を量子化することにより求めたコー
ドベクトルを蓄積する第１の記憶手段（図４の２１３）
と、前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和から
なる出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段（図４の２
１４）と、入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段（図
４の３１３）と、前記入力信号からピッチ予測ゲインを
計算する手段（図４の３１４）と、前記ピッチ予測ゲイ
ンから制御信号を決定する手段（図４の３１５）と、前
記制御信号を蓄積する手段（図４の４１３）と、前記制
御信号が第１の閾値以上の値を取るフレームが連続せ
ず、かつ前記制御信号が第２の閾値以上のとき、蓄積さ
れた複数フレーム分の前記コードベクトルと蓄積された
複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評
価値が最良となる予測係数行列を計算する手段（図４の
４１２）と、前記制御信号が第１の閾値以上の値を取る
フレームが連続するとき、予測係数行列を前フレームの
予測係数行列で置換、出力し、前記制御信号が第１の閾
値以上の値を取るフレームが連続せず、かつ前記制御信
号が第２の閾値以上のとき、現フレームで計算された前
記予測係数行列を選択、出力し、前記制御信号が第１の
閾値以上の値を取るフレームが連続せず、かつ前記制御
信号が第２の閾値未満のとき、予測係数行列を零行列と
する手段（図４の５１５）と、予測係数行列を保持する
手段（図４の４１４）と、前記制御信号の値と第２の閾
値との大小関係に応じてコードベクトルのテーブルの切
り替えを行う量子化手段（図４の５１０）と、を有す
る。

【００５６】本発明の第５の実施の形態は、本発明の第
３の実施の形態の装置において、入力音声信号の性質に
より、前記評価値を計算する際に用いる前記コードベク
トルと前記出力ベクトルの各フレーム数を切り替えるこ
とを特徴としたものである。

【００５７】より詳細には、本発明の第５の実施の形態
は、前記制御信号から積分区間を決定する手段（図５の
３１６）と、前記制御信号が閾値以上の値を取るフレー
ムが連続しない場合に、前記積分区間により定まる複数
フレーム分の前記コードベクトルと前記積分区間により
定まる複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計算さ
れる評価値が最良となる予測係数行列を計算する手段
（図５の６１２）と、を有する。

【００５８】本発明の第６の実施の形態は、本発明の第
４の実施の形態の装置において、入力音声信号の性質に
より、前記評価値を計算する際に用いる前記コードベク
トルと前記出力ベクトルの各フレーム数を切り替えるこ
とを特徴としたものである。

【００５９】より詳細には、前記制御信号から積分区間
を決定する手段（図６の３１６）と、前記制御信号が閾
値以上の値を取るフレームが連続しない場合に、前記積
分区間により定まる複数フレーム分の前記コードベクト
ルと前記積分区間により定まる複数フレーム分の前記出
力ベクトルとから計算される評価値が最良となる予測係
数行列を計算する手段（図６の６１２）と、を有する。

【００６０】上記した本発明は、その好ましい実施の形
態において、各フレームにおける出力ベクトルをそれ以
前の複数フレームで選択されたコードベクトルを用いて
上式（２）に基づいて予測し、その誤差を予測誤差とし
て定義する。各フレームにおいて、その直前の複数フレ
ームにおける前記予測誤差の平均が最小となるように、
現フレームの予測係数行列を計算する。そして、各フレ
ームで計算された前記予測係数行列を用いて前述の予測
を行う。

【００６１】このため、前記予測係数行列は、入力ＬＳ
Ｐ（入力ベクトル）に応じて適応的に変化する。その結
果、種々の前記入力ベクトルに対して良好な予測性能を
得ることが可能となる。

【００６２】本来の予測では、前記入力ベクトルを予測
の目標ベクトルとする。しかし、本発明では、前記出力
ベクトルと前記入力ベクトルとの誤差が十分小さいと仮
定し、前記入力ベクトルの代りに前記出力ベクトルを予
測の目標ベクトルとしている。

【００６３】また前述したように、復号された信号を用
いて予測係数行列を求める構成であるため、受信側でも
送信側と同一の処理によって予測係数行列を計算するこ
とが可能である。このため、予測係数行列の情報を伝達
する必要がない。

【００６４】本発明においては、上記本願第１乃至第６
の発明に係るＬＳＰ予測符号化方法の各処理を、情報処
理装置上でプログラムを実行させることによって実現す
るようにしてもよい。

【００６５】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。

【００６６】

【実施例１】図１は、本発明の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。図１を参照すると、第ｎフレーム
における入力ベクトルｘ（ｎ）を入力端子１０から入力
する。第１の記憶回路２１３は、量子化回路１１０から
第ｎフレームにおいて出力されるコードベクトルｃ
（ｎ）を入力して、蓄積する。加算器１３０は、前記コ
ードベクトルｃ（ｎ）と予測回路１１１から第ｎフレー
ムにおいて出力される予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力
し、コードベクトルｃ（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）
とを加算して得られる出力ベクトルｑ（ｎ）を出力端子
１１へ出力する。

【００６７】第２の記憶回路２１４は、出力ベクトルｑ
（ｎ）を入力し、蓄積する。予測係数計算回路２１２
は、過去Ｎ＋Ｍ−１フレーム分のコードベクトルｃ（ｎ
−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ＋Ｍを第１の記憶回路２１３か
ら入力し、過去Ｎフレーム分の出力ベクトルｑ（ｎ−
ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎを第２の記憶回路２１４から入力
し、次式（１２）に示す第ｎフレームにおける予測誤差
エネルギーＥ（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。

【００６８】

【数１１】

【００６９】ここで、予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝
１，…，Ｍを次式（１３）で表し、

【００７０】

【数１２】

【００７１】Ｐ・Ｐ・Ｍ次元ベクトルλ（ｎ）を予測係
数行列の要素ａ_i,jk（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ、ｊ，ｋ＝
１，…，Ｐを用いて次式（１４）で定義する。

【００７２】 λ(n) ＝[ａ_1,11(n)，…，ａ_1,1P(n)，…，ａ_1,P1(n)， …，ａ_1,PP(n)，…，ａ_M,11(n)，…，ａ_M,1P(n)， …，ａ_M,P1(n)，…，ａ_M,PP(n)]^T …(14)

【００７３】また（Ｐ・Ｐ・Ｍ）×Ｐ行列Ｖ（ｎ）を上
式（６）で定義する。すなわち、次式のように表せる。

【００７４】 Ｖ（ｎ）＝[Ｆ₁（ｎ）Ｆ₂（ｎ）…Ｆ_M（ｎ）]

【００７５】ここで、（Ｐ・Ｐ）×Ｐ小行列Ｆ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍはコードベクトルｃ（ｎ）の
要素ｃ_j（ｎ）、ｊ＝０，…，Ｐ−１を用いて上式
（７）で表される。すなわち、次式のように表せる。

【００７６】

【数１３】

【００７７】行列Ｖ（ｎ）、ベクトルλ（ｎ）を用い
て、第ｎフレームにおける予測ベクトルｘ￣（ｎ）は次
式（１５）と表せる。

【００７８】

【数１４】

【００７９】したがって、上式（１２）に示す予測誤差
エネルギーＥ（ｎ）は、次式（１６）と表される。

【００８０】

【数１５】

【００８１】

【数１６】

【００８２】から次式（１７）の連立１次方程式が得ら
れる。

【００８３】

【数１７】

【００８４】上式（１７）をベクトルλ（ｎ）について
解くことにより、上式（１３）と上式（１４）の関係か
ら、上式（１２）に示す予測誤差エネルギーＥ（ｎ）が
最小となる予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを
得ることができる。

【００８５】予測回路１１１は、過去Ｍフレーム分のコ
ードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｍと予測係数
行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを入力し、上式（２）
に示す予測ベクトルｘ￣（ｎ）を計算し、出力する。

【００８６】差分器１２０は、入力ベクトルｘ（ｎ）を
入力し、予測ベクトルｘ￣（ｎ）を入力し、入力ベクト
ルｘ（ｎ）と予測ベクトルｘ￣（ｎ）との差分による差
分ベクトルｅ（ｎ）＝ｘ（ｎ）−ｘ￣（ｎ）を出力す
る。

【００８７】量子化回路１１０は、差分ベクトルｅ
（ｎ）を入力、量子化し、コードベクトルｃ（ｎ）を求
め、出力する。

【００８８】上記実施例は、移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（１２）は次式（１８）で置き換えられる。

【００８９】

【数１８】

【００９０】

【実施例２】図２は、本発明の第２の実施例の構成を示
す図である。図２を参照すると、第ｎフレームにおける
入力音声ベクトルｓ（ｎ）を入力端子３０から入力す
る。第３の記憶回路３１３は、入力音声ベクトルｓ
（ｎ）を入力し、蓄積する。ここで、フレーム長をＬサ
ンプルとすると、入力音声ベクトルｓ（ｎ）は、次式
（１９）のＬ次元ベクトルである。なお、次式（１９）
のＴは転置（transpose）を示している。

【００９１】 ｓ（ｎ）＝[ｓ₀（ｎ），…，ｓ_L-1（ｎ）]^T …(19)

【００９２】ピッチ予測ゲイン計算回路３１４は、第ｎ
フレームにおける入力音声ベクトルｓ（ｎ）と過去ｍ＋
１フレーム分の入力音声ベクトルｓ（ｎ−ｊ）、ｊ＝
１，…，ｍ＋１を入力し、第ｎフレームにおけるピッチ
予測ゲインｇ_prd（ｎ）を計算し、出力する。ピッチ予
測ゲインｇ_prd（ｎ）は、次式（２０）で表される。

【００９３】

【数１９】

【００９４】ここで、ｍａｘ｛ａ｝はａの最大値を選択
することを表す。またｓ′_i-d（ｎ）はベクトルｓ′
（ｎ）の要素を表し、ベクトルｓ′（ｎ）は次式（２
１）のように表される。

【００９５】

【数２０】

【００９６】判定回路３１５は、ピッチ予測ゲインｇ
_prd（ｎ）を入力し、次式（２２）により、第ｎフレー
ムにおける制御信号ｖ_flg（ｎ）を決定し、出力する。

【００９７】

【数２１】

【００９８】積分区間決定回路３１６は、制御信号ｖ
_flg（ｎ）を入力し、次式（２３）に示す第ｎフレーム
における積分区間Ｎ⁽²⁾（ｎ）を決定し、出力する。

【００９９】

【数２２】

【０１００】予測係数計算回路３１２は、積分区間Ｎ
⁽²⁾（ｎ）を入力し、過去Ｎ⁽²⁾（ｎ）＋Ｍ−１フレーム
分のコードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ⁽²⁾
（ｎ）＋Ｍを第１の記憶回路２１３から入力し、過去Ｎ
⁽²⁾（ｎ）フレーム分の出力ベクトルｑ（ｎ−ｊ）、ｊ
＝１，…，Ｎ⁽²⁾（ｎ）を第２の記憶回路２１４から入
力し、次式（２４）に示す第ｎフレームにおける予測誤
差エネルギーＥ⁽²⁾（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ_i
（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。

【０１０１】

【数２３】

【０１０２】予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
は、上記第１の実施例と同様の手続きにより求めること
ができる。入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加算
器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、差
分器１２０、量子化回路１１０、出力端子１１の構成は
第１の実施例と同様であるので、説明を省略する。

【０１０３】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（２４）は次式（２５）で置き換えられる。

【０１０４】

【数２４】

【０１０５】

【実施例３】図３は、本発明の第３の実施例の構成を示
す図である。図３において、図２と同一又は同等の機能
の要素には同一の参照符号を付してある。以下では主に
前記第２の実施例との相違点を説明する。

【０１０６】図３を参照すると、第４の記憶回路４１３
は、制御信号ｖ_flg（ｎ）を入力し、蓄積する。予測係
数計算回路４１２は、第ｎフレームにおける制御信号ｖ
_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ_flg（ｎ−
ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ_flg（ｎ）
が次式（２６）、 (ｖ_flg(n)≧Ｎ_th′)∩(ｖ_flg(n-1)≧Ｎ_th′)∩ …∩（ｖ_flg(n-K)≧Ｎ_th′) …(26) を満足しないときは、過去Ｎ＋Ｍ−１フレーム分のコー
ドベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ＋Ｍを第１の
記憶回路２１３から入力し、過去Ｎフレーム分の出力ベ
クトルｑ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎを第２の記憶回路
２１４から入力し、上式（１２）に示す予測誤差エネル
ギーＥ（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ
＝１，…，Ｍを計算し、出力する。ここで、Ａ∩Ｂは条
件式Ａが真かつ条件式Ｂが真であることを表す。

【０１０７】予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
は、前記第１の実施例と同様の手続きにより求めること
ができる。

【０１０８】選択回路４１５は、第ｎフレームにおける
制御信号ｖ_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ
_flg（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ
_flg（ｎ）が上式（２６）を満足するときは、第５の記
憶回路４１４より前フレームにおいて選択された予測係
数行列Ａ_i（ｎ−１）、ｉ＝１，…，Ｍを入力し、 Ａ_i(ｎ)＝Ａ_i(ｎ−１)、ｉ＝１，…，Ｍ …(27) とし、これを出力する。制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式
（２６）を満足しないときは、予測係数計算回路４１２
より予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを入力
し、出力する。

【０１０９】第５の記憶回路４１４は、第ｎフレームに
おいて選択された予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，
…，Ｍを入力し、保持する。

【０１１０】入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加
算器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、
差分器１２０、量子化回路１１０、出力端子１１、入力
端子３０、第３の記憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計
算回路３１４、判定回路３１５の構成及び機能は、上記
第２の実施例と同様であるので、説明を省略する。

【０１１１】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（１２）は上式（１８）で置き換えられる。

【０１１２】

【実施例４】図４は、本発明の第４の実施例の構成を示
す図である。図４を参照して、予測係数計算回路５１２
は、第ｎフレームにおける制御信号ｖ_flg（ｎ）と過去
Ｋフレーム分の制御信号ｖ_flg（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，
…，Ｋを入力し、制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式（２６）
と、次式（２８）、 ｖ_flg（ｎ）＜Ｎ_th″（＜Ｎ_th′） …(28) をともに満足しないときは、過去Ｎ＋Ｍ−１フレーム分
のコードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ＝２，…，Ｎ＋Ｍを
第１の記憶回路２１３から入力し、過去Ｎフレーム分の
出力ベクトルｑ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎを第２の記
憶回路２１４から入力し、上式（１２）に示す予測誤差
エネルギーＥ（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。

【０１１３】予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
は、前記第１の実施例と同様の手続きにより求めること
ができる。

【０１１４】選択回路５１５は、第ｎフレームにおける
制御信号ｖ_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ
_flg（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ
_flg（ｎ）が上式（２６）を満足するときは、第５の記
憶回路４１４より前フレームにおいて選択された予測係
数行列Ａ_i（ｎ−１）、ｉ＝１，…，Ｍを入力し、 Ａ_i(ｎ)＝Ａ_i(ｎ−１)、ｉ＝１，…，Ｍ …(29) とし、これを出力する。

【０１１５】制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式（２６）と上
式（２８）をともに満足しないときは、予測係数計算回
路５１２より予測係数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍ
を入力し、出力する。制御信号ｖ_flg（ｎ）が上式
（６）を満足せず、かつ上式（２８）を満足するとき
は、端子５０を介して零行列０を入力し、 Ａ_i（ｎ）＝０、ｉ＝１，…，Ｍ …(30) とし、これを出力する。

【０１１６】量子化回路５１０は、差分ベクトルｅ
（ｎ）と制御信号ｖ_flg（ｎ）とを入力し、制御信号ｖ
_flg（ｎ）が、上式（２８）を満足する場合（すなわち
予測を行わない場合）と、満足しない場合（すなわち予
測を行う場合）で、コードベクトルｃ（ｎ）のテーブル
（コードブック）を切り替えて差分ベクトルｅ（ｎ）を
量子化し、コードベクトルｃ（ｎ）を求め、出力する。

【０１１７】入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加
算器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、
差分器１２０、出力端子１１、入力端子３０、第３の記
憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計算回路３１４、判定
回路３１５、第４の記憶回路４１３、第５の記憶回路４
１４の構成は、前記第３の実施例と同様であるので、説
明を省略する。

【０１１８】上記実施例は、移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（１２）は上式（１８）で置き換えられる。

【０１１９】

【実施例５】図５は、本発明の第５の実施例の構成を示
す図である。図５を参照すると、予測係数計算回路６１
２は、積分区間決定回路３１６より、積分区間Ｎ
⁽²⁾（ｎ）を入力し、第ｎフレームにおける制御信号ｖ
_flg（ｎ）と過去Ｋフレーム分の制御信号ｖ_flg（ｎ−
ｊ）、ｊ＝１，…，Ｋを入力し、制御信号ｖ_flg（ｎ）
が上式（２６）を満足しないときは、過去Ｎ⁽²⁾（ｎ）
＋Ｍ−１フレーム分のコードベクトルｃ（ｎ−ｊ）、ｊ
＝２，…，Ｎ⁽²⁾（ｎ）＋Ｍを第１の記憶回路２１３か
ら入力し、過去Ｎ⁽²⁾（ｎ）フレーム分の出力ベクトル
ｑ（ｎ−ｊ）、ｊ＝１，…，Ｎ⁽²⁾（ｎ）を第２の記憶
回路２１４から入力し、上式（２４）に示す予測誤差エ
ネルギーＥ⁽²⁾（ｎ）が最小となる予測係数行列Ａ
_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍを計算し、出力する。予測係
数行列Ａ_i（ｎ）、ｉ＝１，…，Ｍは、前記第１の実施
例と同様の手続きにより求めることができる。

【０１２０】入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加
算器１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、
差分器１２０、量子化器１１０、出力端子１１、入力端
子３０、第３の記憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計算
回路３１４、判定回路３１５、第４の記憶回路４１３、
選択回路４１５、第５の記憶回路４１４、積分区間決定
回路３１６の構成は前記第３の実施例と同様であるの
で、説明を省略する。

【０１２１】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（２４）は上式（２５）で置き換えられる。

【０１２２】

【実施例６】図６は、本発明の第６の実施例の構成を示
す図である。図６を参照すると、本実施例は、図４に示
した前記第４の実施例に、積分区間決定回路３１６を付
加する。入力端子１０、第１の記憶回路２１３、加算器
１３０、第２の記憶回路２１４、予測回路１１１、差分
器１２０、量子化器５１０、出力端子１１、入力端子３
０、第３の記憶回路３１３、ピッチ予測ゲイン計算回路
３１４、判定回路３１５、第４の記憶回路４１３、選択
回路５１５、第５の記憶回路４１４の構成は第４の実施
例と同様であり、積分区間決定回路３１６、予測係数計
算回路６１２の構成は、前記第５の実施例と同様であ
る。

【０１２３】上記実施例は移動平均予測の場合である
が、自己回帰予測の場合は、上式（２）を上式（１１）
で置き換えることで同様に構成できる。このとき上式
（２４）は上式（２５）で置き換えられる。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。

【０１２５】本発明の第１の効果は、予測符号化装置に
入力される入力ベクトルによらず良好な予測性能が得ら
れる、ということである。その理由は、予測係数行列
が、入力ベクトルに応じて適応的に変化する、ためであ
る。

【０１２６】本発明の第２の効果は、予測係数行列の情
報を伝達する必要がない、ということである。その理由
は、受信側でも復号された信号を用いて送信側と同一の
処理によって予測係数行列を計算することができる、た
めである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図４】本発明の第４の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図５】本発明の第５の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図６】本発明の第６の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図７】従来のＬＳＰ予測符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】 １０、３０、５０ 入力端子 １１ 出力端子 １１０、５１０ 量子化回路 １２０ 差分器 １３０ 加算器 １１１ 予測回路 １１２ 予測係数コードブック ２１２、３１２、４１２、６１２ 予測係数計算回路 ２１３ 第１の記憶回路 ２１４ 第２の記憶回路 ３１３ 第３の記憶回路 ４１３ 第４の記憶回路 ４１４ 第５の記憶回路 ３１４ ピッチ予測ゲイン計算回路 ３１５ 判定回路 ３１６ 積分区間決定回路 ４１５、５１５ 選択回路

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過去のフレームにおいて選択された複数フ
   レーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算さ
   れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
   測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
   ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
   選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
   を加算して現フレームにおける出力ベクトルを計算して
   該出力ベクトルを蓄積し、 蓄積された過去の複数フレーム分の前記コードベクトル
   と蓄積された過去の複数フレーム分の前記出力ベクトル
   とから計算される評価値が最良となる現フレームにおけ
   る前記予測係数行列を計算する、 ことを特徴とするＬＳＰの予測符号化方法。
2. 【請求項２】過去のフレームにおいて選択された複数フ
   レーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算さ
   れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
   測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
   ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
   選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
   を加算して現フレームにおける出力ベクトルを計算して
   該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
   音声入力信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
   前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 計算された前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおけ
   る制御信号を決定し、 前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積された
   過去の前記コードベクトルと前記制御信号により定まる
   複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルと
   から計算される評価値が最良となる現フレームにおける
   前記予測係数行列を計算する、 ことを特徴とするＬＳＰの予測符号化方法。
3. 【請求項３】過去のフレームにおいて選択された複数フ
   レーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算さ
   れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
   測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
   ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
   選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
   の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
   して該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
   入力音声信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
   前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおける制御信号
   を決定して該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め定めた閾値以上の値をとるフレーム
   が複数フレーム連続する場合には、現フレームにおける
   前記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列で
   置換し、 前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレームが複数
   フレーム連続しない場合には、蓄積された過去の複数フ
   レーム分の前記コードベクトルと蓄積された過去の複数
   フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評価値
   が最良となる現フレームにおける前記予測係数行列を計
   算する、 ことを特徴とするＬＳＰの予測符号化方法。
4. 【請求項４】過去のフレームにおいて選択された複数フ
   レーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算さ
   れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
   測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
   ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
   選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
   の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
   して該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
   入力音声信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
   前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおける制御信号
   を決定して該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め定めた第１の閾値以上の値をとるフ
   レームが複数フレーム連続するとき、現フレームにおけ
   る前記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列
   で置換し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
   が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
   制御信号が予め定めた第２の閾値以上のとき、蓄積され
   た過去の複数フレーム分の前記コードベクトルと蓄積さ
   れた過去の複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計
   算される評価値が最良となる現フレームにおける前記予
   測係数行列を計算し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値を取るフレーム
   が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
   制御信号が前記第２の閾値未満のとき、現フレームにお
   ける予測係数行列を零行列とし、 現フレームにおける前記制御信号の値と前記第２の閾値
   との大小関係に応じて量子化手段におけるコードベクト
   ルのテーブルを切り替える、ことを特徴とするＬＳＰの
   予測符号化方法。
5. 【請求項５】過去のフレームにおいて選択された複数フ
   レーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算さ
   れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
   測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
   ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
   選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
   の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
   して出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
   入力信号と蓄積された過去の複数フレームにおける前記
   入力信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッ
   チ予測ゲインから現フレームにおける制御信号を決定し
   て該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め定めた閾値以上の値をとるフレーム
   が複数フレーム連続する場合に、現フレームにおける前
   記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列で置
   換し、 前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレームが複数
   フレーム連続しない場合に、前記制御信号により定まる
   複数フレーム分の蓄積された過去の前記コードベクトル
   と前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積され
   た過去の前記出力ベクトルとから計算される評価値が最
   良となる現フレームにおける前記予測係数行列を計算す
   る、ことを特徴とするＬＳＰの予測符号化方法。
6. 【請求項６】過去のフレームにおいて選択された複数フ
   レーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算さ
   れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
   測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
   ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
   選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
   の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
   して該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
   入力音声信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
   前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおける制御信号
   を決定して該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め第１の閾値以上の値をとるフレーム
   が複数フレーム連続するとき、現フレームにおける前記
   予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列で置換
   し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
   が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
   制御信号が予め定めた第２の閾値以上のとき、前記制御
   信号により定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前
   記コードベクトルと前記制御信号により定まる複数フレ
   ーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルとから計算
   される評価値が最良となる現フレームにおける前記予測
   係数行列を計算し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
   が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
   制御信号が前記第２の閾値未満のとき、現フレームにお
   ける予測係数行列を零行列とし、 現フレームにおける前記制御信号の値と前記第２の閾値
   との大小関係に応じて量子化手段におけるコードベクト
   ルのテーブルを切り替える、 ことを特徴とするＬＳＰの予測符号化方法。
7. 【請求項７】過去のフレームにおいて出力された複数フ
   レーム分の出力ベクトルと現フレームにおいて計算され
   る予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測
   する予測ベクトルを計算し、 蓄積された過去の複数フレーム分の前記出力ベクトルか
   ら計算される評価値が最良となる現フレームにおける前
   記予測係数行列を計算する、ことを特徴とする請求項１
   記載のＬＳＰの予測符号化方法。
8. 【請求項８】過去のフレームにおいて出力された複数フ
   レーム分の出力ベクトルと現フレームにおいて計算され
   る予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測
   する予測ベクトルを計算し、 前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積された
   過去の前記出力ベクトルから計算される評価値が最良と
   なる現フレームにおける前記予測係数行列を計算する、
   ことを特徴とする請求項２記載のＬＳＰの予測符号化方
   法。
9. 【請求項９】過去のフレームにおいて出力された複数フ
   レーム分の出力ベクトルと現フレームにおいて計算され
   る予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予測
   する予測ベクトルを計算し、 前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレームが複数
   フレーム連続しない場合に、蓄積された過去の複数フレ
   ーム分の前記出力ベクトルから計算される評価値が最良
   となる現フレームにおける前記予測係数行列を計算す
   る、ことを特徴とする請求項３記載のＬＳＰの予測符号
   化方法。
10. 【請求項１０】過去のフレームにおいて出力された複数
    フレーム分の出力ベクトルと現フレームにおいて計算さ
    れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
    測する予測ベクトルを計算し、前記制御信号が前記第１
    の閾値以上の値をとるフレームが複数フレーム連続せ
    ず、かつ現フレームにおける前記制御信号が前記第２の
    閾値以上のとき、蓄積された過去の複数フレーム分の前
    記出力ベクトルから計算される評価値が最良となる現フ
    レームにおける前記予測係数行列を計算する、 ことを特徴とする請求項４記載のＬＳＰの予測符号化方
    法。
11. 【請求項１１】過去のフレームにおいて出力された複数
    フレーム分の出力ベクトルと現フレームにおいて計算さ
    れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
    測する予測ベクトルを計算し、 前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレームが複数
    フレーム連続しない場合に、前記制御信号により定まる
    複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルか
    ら計算される評価値が最良となる現フレームにおける前
    記予測係数行列を計算する、ことを特徴とする請求項５
    記載のＬＳＰの予測符号化方法。
12. 【請求項１２】過去のフレームにおいて出力された複数
    フレーム分の出力ベクトルと現フレームにおいて計算さ
    れる予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを予
    測する予測ベクトルを計算し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値を取るフレーム
    が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
    制御信号が前記第２の閾値以上のとき、前記制御信号に
    より定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力
    ベクトルから計算される評価値が最良となる現フレーム
    における前記予測係数行列を計算する、 ことを特徴とする請求項６記載のＬＳＰの予測符号化方
    法。
13. 【請求項１３】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと予測係数行列とから予測
    ベクトルを計算する手段と、 前記予測ベクトルと入力ベクトルとの差分を量子化する
    ことにより求めたコードベクトルを蓄積する第１の記憶
    手段と、 前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和からなる
    出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段と、 蓄積された複数フレーム分の前記コードベクトルと、蓄
    積された複数フレーム分の前記出力ベクトルと、から計
    算される評価値が最良となる予測係数行列を計算する手
    段と、を含むことを特徴とするＬＳＰの予測符号化装
    置。
14. 【請求項１４】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと予測係数行列とから予測
    ベクトルを計算する手段と、 前記予測ベクトルと入力ベクトルとの差分を量子化する
    ことにより求めたコードベクトルを蓄積する第１の記憶
    手段と、 前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和からなる
    出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段と、 入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段と、 前記入力音声信号からピッチ予測ゲインを計算する手段
    と、 前記ピッチ予測ゲインから制御信号を決定する手段と、 前記制御信号から積分区間を決定する手段と、 前記積分区間により定まる複数フレーム分の前記コード
    ベクトルと前記積分区間により定まる複数フレーム分の
    前記出力ベクトルとから計算される評価値が最良となる
    予測係数行列を計算する手段と、 を備え、 前記入力音声信号の性質により前記評価値を計算する際
    に用いる前記コードベクトルと前記出力ベクトルの各フ
    レーム数を切り替える、ことを特徴とするＬＳＰの予測
    符号化装置。
15. 【請求項１５】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと予測係数行列とから予測
    ベクトルを計算する手段と、 前記予測ベクトルと入力ベクトルとの差分を量子化する
    ことにより求めたコードベクトルを蓄積する第１の記憶
    手段と、 前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和からなる
    出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段と、 入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段と、 前記入力信号からピッチ予測ゲインを計算する手段と、 前記ピッチ予測ゲインから制御信号を決定する手段と、 前記制御信号を蓄積する手段と、 前記制御信号が予め定めた閾値以上の値を取るフレーム
    が連続しない場合に、蓄積された複数フレーム分の前記
    コードベクトルと蓄積された複数フレーム分の前記出力
    ベクトルとから計算される評価値が最良となる予測係数
    行列を計算する手段と、 前記制御信号が前記閾値以上の値を取るフレームが連続
    する場合には、予測係数行列を前フレームの予測係数行
    列で置換して、出力し、前記制御信号が閾値以上の値を
    取るフレームが連続しない場合に、現フレームで計算さ
    れた前記予測係数行列を選択、出力する手段と、 予測係数行列を保持する手段と、 を備え、 前記入力音声信号を予測容易なフレームが連続したとき
    には、予測係数行列の計算を行わずに、前フレームにお
    ける予測係数行列を用いることで計算量を低減する、よ
    うにしたことを特徴とするＬＳＰの予測符号化装置。
16. 【請求項１６】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと予測係数行列とから予測
    ベクトルを計算する手段と、 前記予測ベクトルと入力ベクトルとの差分を量子化する
    ことにより求めたコードベクトルを蓄積する第１の記憶
    手段と、 前記予測ベクトルと前記コードベクトルとの和からなる
    出力ベクトルを蓄積する第２の記憶手段と、 入力音声信号を蓄積する第３の記憶手段と、 前記入力信号からピッチ予測ゲインを計算する手段と、 前記ピッチ予測ゲインから制御信号を決定する手段と、 前記制御信号を蓄積する手段と、 前記制御信号が予め定めた第１の閾値以上の値をとるフ
    レームが連続せず、かつ前記制御信号が予め定めた第２
    の閾値以上のとき、蓄積された複数フレーム分の前記コ
    ードベクトルと蓄積された複数フレーム分の前記出力ベ
    クトルとから計算される評価値が最良となる予測係数行
    列を計算する手段と、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
    が連続するとき、予測係数行列を前フレームの予測係数
    行列で置換、出力し、前記制御信号が第１の閾値以上の
    値を取るフレームが連続せず、かつ前記制御信号が前記
    第２の閾値以上のとき、現フレームで計算された前記予
    測係数行列を選択、出力し、前記制御信号が第１の閾値
    以上の値を取るフレームが連続せず、かつ前記制御信号
    が第２の閾値未満のとき、予測係数行列を零行列とする
    手段と、 予測係数行列を保持する手段と、 前記制御信号の値と前記第２の閾値との大小関係に応じ
    てコードベクトルのテーブルの切り替えを行う量子化手
    段と、 を備え、 前記入力音声信号を予測容易なフレームが連続したとき
    には、予測係数行列の計算を行わずに、前フレームにお
    ける予測係数行列を用いることで計算量を低減し、前記
    入力音声信号を予測困難なフレームでは予測を行わな
    い、ようにしたことを特徴とするＬＳＰの予測符号化装
    置。
17. 【請求項１７】前記制御信号から積分区間を決定する手
    段と、 前記制御信号が前記閾値以上の値を取るフレームが連続
    しない場合に、前記積分区間により定まる複数フレーム
    分の前記コードベクトルと前記積分区間により定まる複
    数フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評価
    値が最良となる予測係数行列を計算する手段と、を備え
    たことを特徴とする請求項１５記載のＬＳＰの予測符号
    化装置。
18. 【請求項１８】前記制御信号から積分区間を決定する手
    段と、 前記制御信号が閾値以上の値を取るフレームが連続しな
    い場合に、前記積分区間により定まる複数フレーム分の
    前記コードベクトルと前記積分区間により定まる複数フ
    レーム分の前記出力ベクトルとから計算される評価値が
    最良となる予測係数行列を計算する手段と、を備えたこ
    とを特徴とする請求項１６記載のＬＳＰの予測符号化装
    置。
19. 【請求項１９】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算
    される予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを
    予測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
    ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
    選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
    を加算して現フレームにおける出力ベクトルを計算して
    該出力ベクトルを蓄積し、 蓄積された過去の複数フレーム分の前記コードベクトル
    と蓄積された過去の複数フレーム分の前記出力ベクトル
    とから計算される評価値が最良となる現フレームにおけ
    る前記予測係数行列を計算する、 上記処理を情報処理装置で実行させてＬＳＰの予測符号
    化を行うプログラムを記録した記録媒体。
20. 【請求項２０】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算
    される予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを
    予測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
    ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
    選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
    を加算して現フレームにおける出力ベクトルを計算して
    該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
    音声入力信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
    前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 計算された前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおけ
    る制御信号を決定し、 前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積された
    過去の前記コードベクトルと前記制御信号により定まる
    複数フレーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルと
    から計算される評価値が最良となる現フレームにおける
    前記予測係数行列を計算する、 上記処理を情報処理装置で実行させてＬＳＰの予測符号
    化を行うプログラムを記録した記録媒体。
21. 【請求項２１】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算
    される予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを
    予測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
    ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
    選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
    の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
    して該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
    入力音声信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
    前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおける制御信号
    を決定して該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め定めた閾値以上の値をとるフレーム
    が複数フレーム連続する場合には、現フレームにおける
    前記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列で
    置換し、 前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレームが複数
    フレーム連続しない場合には、蓄積された過去の複数フ
    レーム分の前記コードベクトルと蓄積された過去の複数
    フレーム分の前記出力ベクトルとから計算される評価値
    が最良となる現フレームにおける前記予測係数行列を計
    算する、 上記処理を情報処理装置で実行させてＬＳＰの予測符号
    化を行うプログラムを記録した記録媒体。
22. 【請求項２２】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算
    される予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを
    予測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
    ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
    選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
    の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
    して該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
    入力音声信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
    前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおける制御信号
    を決定して該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め定めた第１の閾値以上の値をとるフ
    レームが複数フレーム連続するとき、現フレームにおけ
    る前記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列
    で置換し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
    が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
    制御信号が予め定めた第２の閾値以上のとき、蓄積され
    た過去の複数フレーム分の前記コードベクトルと蓄積さ
    れた過去の複数フレーム分の前記出力ベクトルとから計
    算される評価値が最良となる現フレームにおける前記予
    測係数行列を計算し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値を取るフレーム
    が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
    制御信号が前記第２の閾値未満のとき、現フレームにお
    ける予測係数行列を零行列とし、 現フレームにおける前記制御信号の値と前記第２の閾値
    との大小関係に応じて量子化手段におけるコードベクト
    ルのテーブルを切り替える、 上記処理を情報処理装置で実行させてＬＳＰの予測符号
    化を行うプログラムを記録した記録媒体。
23. 【請求項２３】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算
    される予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを
    予測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
    ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
    選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
    の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
    して出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
    入力信号と蓄積された過去の複数フレームにおける前記
    入力信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、前記ピッ
    チ予測ゲインから現フレームにおける制御信号を決定し
    て該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め定めた閾値以上の値をとるフレーム
    が複数フレーム連続する場合に、現フレームにおける前
    記予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列で置
    換し、 前記制御信号が前記閾値以上の値をとるフレームが複数
    フレーム連続しない場合に、前記制御信号により定まる
    複数フレーム分の蓄積された過去の前記コードベクトル
    と前記制御信号により定まる複数フレーム分の蓄積され
    た過去の前記出力ベクトルとから計算される評価値が最
    良となる現フレームにおける前記予測係数行列を計算す
    る、 上記処理を情報処理装置で実行させてＬＳＰの予測符号
    化を行うプログラムを記録した記録媒体。
24. 【請求項２４】過去のフレームにおいて選択された複数
    フレーム分のコードベクトルと現フレームにおいて計算
    される予測係数行列とから現フレームの入力ベクトルを
    予測する予測ベクトルを計算し、 前記予測ベクトルと前記入力ベクトルとの差を量子化す
    ることにより現フレームにおける前記コードベクトルを
    選択して該コードベクトルを蓄積し、 前記予測ベクトルと現フレームの前記コードベクトルと
    の加算によって現フレームにおける出力ベクトルを計算
    して該出力ベクトルを蓄積し、 現フレームの入力音声信号を蓄積し、現フレームの前記
    入力音声信号と蓄積された過去の複数フレームにおける
    前記入力音声信号を用いてピッチ予測ゲインを計算し、 前記ピッチ予測ゲインから現フレームにおける制御信号
    を決定して該制御信号を蓄積し、 前記制御信号が予め第１の閾値以上の値をとるフレーム
    が複数フレーム連続するとき、現フレームにおける前記
    予測係数行列を前フレームにおける予測係数行列で置換
    し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
    が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
    制御信号が予め定めた第２の閾値以上のとき、前記制御
    信号により定まる複数フレーム分の蓄積された過去の前
    記コードベクトルと前記制御信号により定まる複数フレ
    ーム分の蓄積された過去の前記出力ベクトルとから計算
    される評価値が最良となる現フレームにおける前記予測
    係数行列を計算し、 前記制御信号が前記第１の閾値以上の値をとるフレーム
    が複数フレーム連続せず、かつ現フレームにおける前記
    制御信号が前記第２の閾値未満のとき、現フレームにお
    ける予測係数行列を零行列とし、 現フレームにおける前記制御信号の値と前記第２の閾値
    との大小関係に応じて量子化手段におけるコードベクト
    ルのテーブルを切り替える、 上記処理を情報処理装置で実行させてＬＳＰの予測符号
    化を行うプログラムを記録した記録媒体。