JPH02100100A - 音声符号化・復号化方法及び音声符号化装置並びに音声復号化装置 - 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・復号化のための方法及び装置に
関するもので、特に離散音声信号を基本周期成分と一基
本周期区間の音源パラメータとスペクトル包絡パラメー
タとで表す場合の音声符号化・復号化方法及び音声符号
化装置並びに音声復号化装置に関する。

〔従来の技術〕

音声信号を一基本周期に位置する音源パラメータとスペ
クトル包絡パラメータとで表す符号化方式の一つとして
、ピッチ補間予測マルチパルス法（文献１：手沢、飛開
、“４　、８ｋｂ／ｓマルチパルス音声符号化法”日本
音響学会講演論文集、ｐｐ、２０３−２０４　　（昭和
６０年９月））が提案されている。この方式は、音源パ
ラメータはフレーム内の一基本周期区間分だけ抽出され
、他の区間音源パラメータは隣接するフレームの音源パ
ラメータから補間しで再生させるという特徴を持ってい
る。

第２図は、かかる従来例のブロック図を示し、以下、第
２図に従って説明を行う。

入力端子１０は、一定間隔のフレームに分割された離散
音声信号を入力する入力端子である。フレームの長さは
通常２０ｍ５ｅｃから３０ｍ５ｅｃである。入力された
音声信号は、線形予測分析器２０とピッチ分析器３０と
に供給される。

線形予測分析器２０においては、入力音声信号の自己相
関関数をもとに計算される線形予測係数あるいはＰＡＲ
ＣＯＲ係数を予め定められた人数分だけ求め、各係数を
予め定められた量子化ビット数で量子化し、それを自己
相関関数計算器４０と相互相関関数計算器４５並びに線
形予測符号器８０とに出力する。ピッチ分析器３０は、
入力音声の自己相関関数を計算し、予め定められた次数
間の自己相関関数の最大値とそれを与える時間遅れ（次
数）とから当該入力音声が持つ基本周！ｔＪＩ（ピンチ
周期）を算出し、パルス探索器５０とピッチ周期符号器
（ピッチ予測符号器）８５とに出力する。自己相関関数
計算器４０では、線形予測分析器２０から入力される線
形予測係数で定まる全極フィルタのインパルス応答の自
己相関関数を計算し、それをパルス探索器５０へ出力す
る。相互相関関数計算器４５では、線形予測分析器２０
から入力される線形予測係数で定まる全極フィルタのイ
ンパルス応答と入力端子１０から入力される音声信号と
の相互相関関数を計算し、パルス探索器５０へ出力する
。パルス探索器５０は、自己相関関数計算器４０と相互
相関関数計算器４５とから入力される自己相関関数と相
互相関関数とをもとに、ピッチ分析器３０で抽出された
ピンチ周期区間分の音源パルスを予め定められた数だけ
求める。ここで、当該ピッチ周期区間を定める方法は、
例えばフレームの中央付近に固定するなどが考えられる
。パルス探索器５０で求められたパルスの振幅並びに位
置は、パルス符号器６０へ出力される。

線形予測符号器８０では、線形予測分析器２０で抽出・
量子化された線形予測係数あるいはＰＡＲＣＯＲ係数を
符号系列に変換しマルチプレクサ９０へ出力する。ピッ
チ周期符号器８５は、ピッチ分析器３０で算出されたピ
ッチ周期を符号系列に変換しマルチプレクサ９０へ出力
する。パルス符号器６０は、パルス探索器５０で得られ
た音源パルス列の位置並びに振幅の情報を予め定められ
たピント数で量子化すると共に、量子化された値を符号
系列に変換しマルチプレクサ９０へ出力する。マルチプ
レクサ９０は、線形予測符号器８０とピンチ周期符号器
８５とパルス符号器６０とから供給される符号列を多重
化し、符号出力端子９１よりそれらを出力する。

符号出力端子９１へ送出させる符号出力は、伝送路を介
して復号化側へ伝送され、符号入力端子９６へ入力され
る。

復号化側において、デマルチプレクサ９５は、符号入力
端子９６より多重化された符号列の供給を受けると、多
重化を解いた後、線形予測復号器１０２とピッチ周期復
号器１０３とパルス復号器１０４とに該当する符号を供
給する。

線形予測復号器１０２では、デマルチプレクサ９５より
供給される符号を復号して線形予測係数あるいはＰＡＲ
ＣＯＲ係数に変換し、それを線形予測係数メモリ１２０
へ出力する。ピッチ周期復号器１０３はデマルチプレク
サ９５より供給される符号を復号してピッチ周期に変換
し、それを音源パルス補間器１１１と音源パルスメモ１
月１５とへ出力する。パルス復号器１０４は、デマルチ
プレクサ９５より供給される符号を復号して音源パルス
の振幅並びに位置に変換し、それらを音源パルス補間器
１１１　と音源パルスメモリ１１５とへ出力する。

音源パルス補間器１１１は、既述したような補間再生の
ために用いられる。すなわち、音源パルス補間器１１１
は、パルス復号器１０４とピッチ周期復号器１０３とか
ら入力される当該フレームの音源パルス列のパラメータ
（パルスの振幅と位置）とピッチ周期の値を受は取り、
さらに音源パルスメモ１月１５に蓄えられている前フレ
ームのピンチ周期と音源パラメータ（パルスの振幅と位
置）を入力して、前フレームの音源信号を再生するもの
である。ここで、再生に当たっては、直線内挿が取られ
る。そして、前フレームの音源信号は、再生音声信号生
成器１３０に送られる。一方、線形予測係数メモリ１２
０は、線形予測係数を−フレーム分記憶しておくもので
、線形予測符号器１０２から当該フレームの線形予測係
数などが入力されると、−フレーム前の線形予測係数を
再生音声信号生成器１３０へ出力する。再生音声信号生
成器１３０は、音源パルス補間器１１１から供給される
前フレー１、の再生音源信号と線形予測係数メモリ１２
０から供給される線形係数とを用いて、前フレームの再
生音声信号を生成するものであり、かくして再生された
信号は、出力端子１４０から外部に出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図を参照して説明した符号化、復号化処理において
は、上述のように、音源パラメータはフレーム内の一基
本周期区間だけ抽出し、他の区間音源パラメータについ
ては隣接するフレームの音源パラメータから補間して再
生させるという処理手法をとっているが、前記文献１の
従来方式では、一基本周期区間の音源パラメータを求め
る際に、当該基本周期区間の入力音声信号と再生音声信
号との差が小さ（なるように音源パラメータを求めてい
る。すなわち、音源パラメータは隣接するフレームの音
源パラメータと補間再生されるという復号化処理を考慮
して求められていない。

符号化において、一基本周期区間の音源パラメータを求
める場合、当該一基本周期区間だけを評価関数に含む構
成のときは、再生音声信号の品質の面で十分とはいえず
、より高品質の再生音声が要求される場合にはかかる要
請を満たすことが困難となる。

また、前記従来方式では、当該フレームの再生音声信号
を生成させるために少なくとも３フレ一ム分の音源パラ
メータを必要とする。これは処理遅延を増加させるだけ
でなく、多くの記憶容量を必要とすることを意味してお
り、かように処理量・記憶容量の面でも問題がある。

本発明の目的は、従来に比しより高品質な再生音声を得
ることができ、また、従来に比し処理量・記憶容量とも
少ない経済的な音声符号化・復号化方法及びそれに用い
る音声符号化装置並びに音声復号化装置を提供すること
にある。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明は、一定間隔に分割された離散音声信号を入力し
、その入力音声信号を基本周期成分とスベクトル包絡を
表すパラメータと音源を表すパラメータとで表す音声符
号化・復号化方法において、符号化側では、音源パラメ
ータを抽出する際に、前記入力音声信号とスペクトル包
絡パラメータと音源パラメータとを基に再生される音声
信号と前記入力信号とが当該一定区間内で近くなるよう
に特定な一基本周期区間に位置する音源パラメータを抽
出し、基本周波数と前記スペクトル包絡パラメータと前
記特定な一基本周期区間の位置と前記一基本周期区間の
音源パラメータとを符号化して復号化側に送信し、 復号化側では、送信される前記基本周期と前記特定な一
基本周期区間の位置と前記一基本周期区間の音源パラメ
ータとから当該一定間隔長の音源パラメータを生成し、
生成された音源パラメータと符号化側から送信される前
記スペクトル包絡パラメータとから再生音声信号を生成
させることを特徴としている。

本発明の音声符号化装置は、 離散音声信号を入力する手段と、 その入力音声信号を一定の間隔に分割する手段と、 分割された入力音声信号の基本周期成分を求める手段と
、 分割された入力音声符号のスペクトル包絡を表すパラメ
ータを求める手段と、 分割された入力音声信号と前記スペクトル包絡パラメー
タとを基に前記一定間隔内の特定な一基本周期区間に位
置する音源パラメータを抽出する際に、前記分割された
入力音声信号と、これから定める一基本周期区間の音源
パラメータによって生成される再生音声信号とが前記一
定間隔に渡って近くなるように定める手段と、 前記基本周期と前記スペクトル包絡パラメータと前記特
定な一基本周期区間の位置と前記−・基本周期区間の音
源パラメータとを表す符号とを出力する手段とを有する
ことを特徴としている。

本発明の音声復号化装置は、 符号化系列を入力する手段と、 その符号化系列から基本周期成分を表す符号とスペクト
ル包絡パラメータを表す符号と一基本周期区間の音源パ
ラメータを表す符号と前記一基本周期区間の位置を表す
符号とを分割・復号化する手段と、 復号化された一基本区間の音源パラメータと復号化され
た前記一基本周期区間の位置と復号化された基本周期成
分とから予め定められている区間君の音源パラメータを
生成する手段と、生成された音源パラメータと復号化さ
れたスペクトル包絡パラメータとから再生音声信号を生
成し出力する手段とを有することを特徴としている。

〔作用〕

本発明では、高品質な再生音声を得るには、入力音声信
号との近さをフレーム全体に渡って評価すべきであると
いう点に着目してなされている。

すなわち、一基本周期区間の音源パラメータを求める際
に、それによって生成される再生音声信号と入力音声信
号との誤差をフレーム全体に渡って評価しながら音源パ
ラメータを求めるという構成をとるときには、これによ
り、より高品質な低ビットレートの音声符号化復号化方
法及び装置を提供することが可能である。また、一基本
周期区間の音源パラメータを求める際にフレーム単位の
構成を取ることにより、前記従来方式と比べて、処理量
・記憶容量とも少ない経済的なものとすることが可能で
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図は本発明の一実施例に係る音声符号化・復号化装
置を示すブロック図である。本装置は、本発明に従う音
声符号化・復号化方法における符号化処理を行う音声符
号化装置と、復号化処理を行う音声復号化装置とから成
る。

音声符号化装置は、一定間隔に分割された離散音声信号
が入力される入力端子２００を有し、線形予測分析器２
１０と、ピッチ予測分析器２２０と、相互相関関数計算
器２３０と、自己相関関数計算器２４０と、パルス探索
器２５０と、音源パラメータ符号器２８０と、線形予測
符号器２９０と、ピッチ予測符号器２９５と、マルチプ
レクサ２９９とを備えている。

参照符号３００は、符号出力端子を示す。

音声復号化装置は、符号系列が入力される符号入力端子
３１０を有し、デマルチプレクサ３１５と、線形予測復
号器３２０と、ピンチ予測復号器３２５と、音源パラメ
ータ復号器３３０と、合成フィルタ再生器３４０と、音
源信号再生器３５０と、再生音声信号生成器３７０とを
備え、出力端子３８０から再生音声信号を出力する構成
となっている。

本発明に係る音声符号化・復号化方法は、一定間隔に分
割された離散音声信号を入力し、入力音声信号を基本周
期成分とスペクトル包絡を表すパラメータと音源を表す
バラメークとで表す音声符号化・復号化方式において、
従来方式とは異なり、符号化側では音源パラメータを抽
出する際に、前記入力音声信号とスペクトル包絡パラメ
ータと音源パラメータとを基に再生される音声信号と前
記入力信号とが前記当該一定区間内で近くなるように特
定な一基本周期区間に位置する音源パラメータを抽出し
、基本周波数と前記スペクトル包絡パラメータと前記一
基本周期区間の音源パラメータとを符号化して復号側に
送信し、一方、復号側では送信される前記基本周期と前
記一基本周期区間の音源パラメータとから当該一定間隔
長の音源信号を生成し、生成された音源信号と符号化側
から送信されるスペクトル包絡パラメータとから再生音
声信号を生成させることによって再生音声を得る手法を
採用する。

かかる符号化・復号化のため、第１図の符号化・復号化
装置では、上述のような音声符号化装置と音声復号化装
置とを用いる。

ピッチ予測分析器２２０は、分割された入力音声信号、
すなわち一定間隔に分割された離散音声信号の基本周期
成分を求める手段を構成し、線形予測分析器２１０は、
分割された入力音声信号のスペクトル包絡を表すパラメ
ータ、すなわちスペクトル包絡パラメータを求める手段
を構成している。

この他に本装置は、分割された入力音声信号と前記スペ
クトル包絡パラメータとを基に前記一定間隔内の特定な
一基本周期区間に位置する音源パラメータを抽出する際
に前記分割された入力音声信号と前記これから定める一
基本周期区間の音源パラメータによって生成される再生
音声信号とが前記一定間隔に渡って近くなるように定め
る手段と、前記基本周期と前記スペクトル包絡パラメー
タと前記特定な一基本周期区間の位置と前記一基本周期
区間の音源パラメータとを表す符号とを出力する手段を
含んで構成される。前者の手段については、これは相互
相関関数計算器２３０、自己相関関数計算器２４０、パ
ルス探索器２５０によって構成することができ、後者の
手段は、音源パラメータ符号器２８０、線形予測符号器
２９０、ピッチ予測符号器２９５及びマルチプレクサ２
９９で構成される。

これらの具体的動作については、後記で更に詳細に説明
するが、上記のように、一定間隔に分割された離散音声
信号を入力し、入力音声信号を基本周期成分とスペクト
ル包絡を表すパラメータと音源を表すパラメータとで表
す音声符号化・復号化方式における本発明に従う音声符
号化装置は、離散音声信号を入力する手段と、入力音声
信号を一定の間隔に分割する手段とに加えて、分割され
た入力音声信号の基本周期成分を求める手段と、分割さ
れた入力音声信号のスペクトル包絡を表すパラメータを
求める手段と、分割された入力音声信号と前記スペクト
ル包絡パラメータとを基に前記一定間隔内の特定な一基
本周期区間に位置する音源パラメータを抽出する際に前
記分割された入力音声信号と前記これから定める一基本
周期区間の音源パラメータによって生成される再生音声
信号とが前記一定間隔に渡って近くなるように定める手
段と、前記基本周期と前記スペクトル包絡パラメータと
前記一基本周期区間の音源パラメータと前記一基本周期
区間の位置を表す符号を出力する手段とを備えて構成す
ることができる。

かかる音声符号化装置と組み合わせて使用する音声復号
化装置は、符号系列を入力する手段と、符号系列から基
本周期成分を表す符号とスペクトル包絡パラメータを表
す符号と一基本周期区間の音源パラメータを表す符号と
前記一基本周期区間の位置を表す符号とを分割・復号化
する手段と、復号化された一基本区間の音源パラメータ
と復号化された前記一基本周期区間の位置と復号化され
た基本周期成分とから予め定められている区間長の音源
パラメータを生成する手段と、生成された音源パラメー
タと復号化されたスペクトル包絡パラメータとから再生
音声信号を生成する手段とそれを出力する手段とを備え
て構成することができる。第１図では、デマルチプレク
サ３１５、線形予測復号器３２０、ピッチ予測復号器３
２５、音源パラメータ復号器３３０によって上述の分割
・復号化手段が構成されている。また、復号化された一
基本周期区間の音源パラメータと復号化された一基本周
期区間の位置と復号化された基本周期成分とから予め定
められている区間長の音源信号を生成する手段として音
源信号再生器３５０が設けられ、生成された音源信号と
、復号化されたスペクトル包絡バラメークとから再生音
声信号を生成するため合成フィルタ再生器３４０と再生
音声信号生成器３７０が設けられている。

次に、上記音声符号化・復号化装置の動作について説明
する。

本発明に従う符号化・復号化処理は、以下のような原理
に基づく。まず、１フレーム内の入力音声信号をｓ　（
ｎ）　、　　ｓ　　（ｎ）を線形予測分析することによ
り定まる線形予測係数を係数として持つ全極フィルタの
インパルス応答をｈ　（ｎ）、Ｓ　（ｎ）のピッチ周期
並びにピッチ予測係数をＴ並びにｂとおき、ｈ　（ｎ）
にピンチ構造を持たせた次式の基本的信号 ｃ　（ｎ）　＝Σｂｋｈ　（ｎ−ｋＴ）　　　　・・ｉ
ｌｌを考える。この基本信号の線形結合で当該フレーム
の入力音声信号を表す問題を考える。線形結合のための
位相並びに振幅パラメータを求める評価関数は、 Ｅ＝Σ（ｓ　　（ｎ）−８ｇ　ｊＣ（ｎ−ｍ　ｊ）　）
　２・・・（２） とフレーム全体に渡す入力音声信号と再生音声信号との
平均二重誤差ができるだけ小さくなるように定める。但
し、位相パラメータ（ｍｊ）が存在する区間（位置）は
予め定められた特定区間ＬＬ＜ｍｊ＜Ｌ２　（ＬＬ、Ｌ
２　：定数）かあるいはピッチ周期区間１ｍｊ−Ｌ３　
ｌ＜Ｔ　（Ｌ３　：定数）と制限して求める。

ピッチ予測係数すは、通常、 ｂ−γ（Ｔ）／γ　（０）　　　　　　・・・（３）但
し、γ　（τ）−Σｓ　　（ｎ）　　ｓ　　（ｎ−τ）
と定めるが、ピンチ周期の代わりに、ピンチ周期毎の入
力音声信号のｒｍｓ値のパターンｐ　（ｋ）を推定し、 ｃ　　（ｎ）　＝Σｐ　　（ｋ）　ｈ　（ｎ−ｋＴ）　
　・・１４）と置く方法も考えられる。

ｐ　（ｋ）の推定方法としては、ピッチ周期毎のｒｍｓ
の変化パターンを直線／２次曲線／３次曲線で近似する
か、あるいは予め沢山の該当パターンを分析していくつ
かの代表的なパターンを選択しておいて、その中からベ
クトル量子化の方法のように適当なものを選ぶという方
法も考えられる。

（ｇ　ｊ）と（ｍｊ）の求め方は種々考えられ、従来か
らマルチパルス符号化におけるパルス探索アルゴリズム
として、次の文献２、すなわち、オザワ他、′ア　スタ
デイ　オン　パルス　サーチアルゴリズム　フォー　マ
ルチパルス　エクサイテソド　スピーチ　コーグ　リア
リゼイション”アイイーイーイー　ニス　エイ　シーｐ
ｐ、　１３３−１４１１９８６年１月（Ｋ、Ｏｚａｗａ
、　ｅＬ　ａｌ、、　”Ａ　５ｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｐｕ１
ｓｅ　５ｅａｒｃｈ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｆｏｒ　
Ｍｕｌｔｉ−Ｐｕｌｓｅ　ＥｘｃｉｔｅｄＳｐｅｅｃｈ
　Ｃｏｄｅｒ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ、　”ＩＥＥＥ
　ＳＡＣ，ｐｐ、１３１−１４１、　Ｊａｎｕａｒｙ　
１９８６　）などで述べられている。、それは例えば次
のようである。第（２）式の両辺をｇｊで平方完成する
と、 Ｅ＝φ（０）（ｇｊ−ψ（ｍｊ）／φ（０）　）　　２
＋γ　（０）−（ψ（ｍｊ）／φ　（０）　）　　２・
　・　・（５） 但し、 φ　（τ）＝Σｃ　　（ｎ）　　ｃ　　（ｎ−τ）　　
・・・（６）ψ（τ）＝Σ　（Σｇｃ　　（ｎ−ｋＴ）
　）　　ｓ　　（ｎ−ｖ）・　・・（７） である。従って、第（５）式を最小化するｇ　ｍ１ｎｊ
とｍｍ１ｎｊは、 ｇ　ｍ１ｎｊ　＝ψ（ｍｊ）／φ（０）　　　　　・−
−（８１ｍｍｍ１ｎｊ−（ｊ　　ｌ　ｍａ　ｘ　　（ψ
　（ｍｊ）／φ　（０））　　２）　　　　　　　　・
　・　・（９）となる。いま、ｇｊとｍｊとをｊに関し
て逐次的に求めるとすると、第（８）式、第（９）式と
も過去に定めたパラメータにのみ依存する形となるので
、これらの式をｊに関して順次計算していけば、所望の
パラメータを定めることができる。（ｍＮを定める区間
の位置は、前記（５）式のＥをＬｌ、Ｌ２、あるいはＬ
３の関数として計算して、その中でＥを最小化するもの
を所望のＬｌ、Ｌ２、あるいはＬ３として定める。これ
は、予め固定しておいても構わない。そのときは、処理
量の低減となる。

以下、上記各式を基に一定間隔のフレームに分割された
Ｎサンプルの音声符号ｓ　　（ｎ）を入力とする場合に
ついて更に具体的に述べるに、第１図の符号化側の処理
において、入力端子２００には、一定間隔のフレームに
分割されたＮサンプルの音声信号ｓ　　（ｎ）が入力さ
れ、線形予測分析器２１０とピッチ予測分析器２２０と
相互相関関数計算器２３０とに供給される。

線形予測分析器２１０は、入力端子２００から入力され
た音声信号を線形予測分析としてＰＡＲＣＯＲ係数を求
め、予め定められたビット数で量子化された後、自己相
関関数計算器２４０と相互相関関数計算器２３０と線形
予測符号器２９０とに出力される。ピッチ予測分析器２
２０は、入力端子２００から入力された音声信号の自己
相関関数γ　（τ）を計算して、ｓ　　（ｎ）の基本周
期（ピッチ周期）Ｔ並びに前記第（１）式に示すピッチ
予測係数すとを求める。ここで述べたピンチ予測分析の
次数は１次であったが、これを３次、更にはもっと高次
に取っても構わない。求めたピッチ予測係数す並びにピ
ッチ周期Ｔは、自己相関関数計算器２４０と相互相関関
数計算器２３０とピッチ予測符号器２９５に出力される
。

自己相関関数器２４０は、線形予測分析器２１０より供
給されるＰＡＲＣＯＲ係数とピッチ予測分析器２２０よ
り供給されるピンチ周期Ｔとピンチ予測係数すとから前
記第（１１式で定まる基本信号ｃ　（ｎ）を形成し、更
に前記第（６）式で示すｃ　（ｎ）の自己相関関数φ（
τ）を計算して、パルス探索器２５０に出力される。相
互相関関数計算器２３０は、線形予測分析器２１０から
入力されるＰＡＲＣＯＲ係数とピッチ予測分析器２２０
から入力されるピッチ予測係数す並びにピッチ周期Ｔと
から前記第（１）式で定まる基本信号ｃ　（ｎ）を形成
し、ｃ　（ｎ）と入力端子２００から入力される入力音
声信号ｓ　　（ｎ）との相互相関関数φ（τ）を前記第
（７）式に従って計算する。計算された相互相関関数ψ
（τ）はパルス探索器２５０に出力される。

パルス探索器２５０では、前記第（８）式並びに第（９
）式に従って音源パラメータ［ｍｊｌ、（ｇ　ｊ）並び
に（ｍｊ）が存在する区間の位置を表すパラメータＬＬ
、Ｌ２あるいはＬ　３を定める。（ｍｊ）と（ｇ　ｊ）
の定め方は、前述したように、第（８）式と第（９）式
、具体的には第（９）式を計算して、先ずｍｍ１ｎｊを
定め、定まったｍｍ１ｎｊをもとにｇ　ｍ１ｎｊを定め
る恰好となる。（ｍｊ）が存在する区間の位置を表すパ
ラメータＬｌ、Ｌ２あるいはＬ３は、前記（５）式をこ
れらのパラメータとして計算し、最も小さいＥを与える
パラメータを探索することで定める。これは、Ｌ３を例
にとれば、ＥをＥ　（Ｌ３）として（０＜Ｌ３＜Ｎ−１
）に渡って、第（８）弐と第（９）式とを計算して（ｍ
　（Ｌ３）ｊ）　と（ｇ（ｔ、３）ｊ）なるものを計算
する。そして、Ｅ（Ｌ３）を最小化するＬ３のときの音
源パラメータ（ｍｊ）　と（ｇｊ）　とを所望のものと
して出力することが考えられる。

このようにして定まった（ｍｊ）と（ｇ　ｊ）と（Ｌｌ
、Ｌ２）あるいはＬ３は、量子化された後、音源バラメ
ーク符号器２８０へ出力される。線形予測符号器２９０
は、線形予測分析器２１０から供給される量子化された
ＰＡＲＣＯＲ係数を符号系列に変換してマルチプレクサ
２９９へ出力する。ピッチ予測符号器２９５はピッチ予
測分析器２２０から供給されるピンチ予測係数並びにピ
ッチ周期を符号系列に変換してマルチプレクサ２９９へ
出力する。音源パラメータ符号器２８０はパルス探索器
２５０から供給される音源パラメータ（ｍｊ）　と（ｇ
ｊ）並びに（ｍｊ）が存在する位置のパラメータ（Ｌｌ
。

Ｌ２）あるいはＬ３を符号系列に変換してマルチプレク
サ２９９へ出力する。マルチプレクサ２９９は、線形予
測符号器２９０とピッチ予測符号器２９５と音源パラメ
ータ符号器２８０から入力される符号系列を多重化して
、符号出力端子３００から伝送路を介して復号化側へ符
号列を伝送する。

復号化側では、次のようにして再生を行う。

すなわち、復号側の符号入力端子３１０は、符号化側か
ら送られる多重化された符号列をデマルチプレクサ３１
５へ供給する。デマルチプレクサ３１５は、符号入力端
子３１０から入力される多重化された符号列を分解し、
ＰＡＲＣＯＲ係数を表す符号列を線形予測復号器３２０
へ、ピンチ周期並びにピッチ予測係数を表す符号をピッ
チ予測復号器３２５へ、音源パラメータを表す符号を音
源パラメータ復号器３３０へ、それぞれ出力する。

線形予測復号器３２０は、ＰＡＲＣＯＲ係数を表す符号
を復号して、それを合成フィルタ再生器３４０へ出力す
る。ピンチ予測復号器３２５は、ピンチ予測係数並びに
ピッチ周期を表す符号を復号し、それを音源信号再生器
３５０へ出力する。音源パラメータ復号器３３０は、音
源パラメータ（ｍｊｌ　、（ｇ　ｊ）並びに（Ｌｌ、Ｌ
２）あるいはＬ３を表す符号を復号して、それらを音源
信号再生器３５０へ出力する。合成フィルタ再生器３４
０は、ＰＡＲＣＯＲ係数を線形予測係数に変換して、そ
れを再生音声信号生成器３７０へ供給する。音源信号再
生器３５０は、音源パラメータ復号器３３０から供給さ
れる音源パラメータ　（ｍｊ）、（ｇ　ｊ）、（ＬＬ。

Ｌ２）あるいはＬ３並びにピッチ予測復号器３２５から
供給されるピッチ周期Ｔ、ピッチ予測係数すとから、 ｖ　　（ｎ）　＝ΣｂｋΣｊδ　（ｎ−ｍｊ−Ｔｋ）、
Ｌｌ＜ｍｊ＜Ｌ２、あるいはＩｍｊ−Ｌ３１＜Ｔ・・α
Ｏ） として、音源信号ｖ　（ｎ）を再生させる。再生された
音源信号ｖ　（ｎ）は再生音声信号生成器３７０へ供給
される。再生音声信号生成器３７０は、合成フィルタ再
生器３４０から線形予測係数（ａｊ）と音源信号再生器
３５０から音源信号ｖ　（ｎ）とを供給して、 ｓ　　（ｎ）　−ｖ　（ｎ）＋Σａｊｓ（ｎ−ｊ）・・
・０υ を計算する。このように再生音声信号ｓ　　（ｎ）を計
算して、出力端子３８０より再生音声信号を出力する。

以上のように、上記構成では、音声信号を基本周期成分
と一基本周期区間の音源パラメータとスペクトル包絡パ
ラメータとで表す音声符号化方式において、一基本周期
区間の音源パラメータを求める際に、フレーム全体に渡
る入力音声信号と再生音声信号との誤差を基準にする評
価関数のもとて音源パラメータを求めている。これによ
り、前述の従来例のように当該一基本周期区間だけを評
価関数に含むものと比較して高い品質の再生音声信号が
得られる。また、音源パラメータには、基本周回区間の
位置をフレーム内から選択するための位置のパラメータ
　（Ｌｌ、Ｌ２）あるいはＬ３が含まれている。そして
、その位置のパラメータを定めるにもフレーム全体に渡
る評価関数を基本にしている。したがって、入力音声信
号のフレーム内変動も許容した形で、最適な音源パラメ
ータを求める構成となっており、従来方式に比べて、高
品質な再生音声を生成できる。更には、前記従来方式で
は当該フレームの再生音声信号を生成させるために少な
（とも３フレ一ム分の音源パラメータが必要であるのに
対して、上記構成では、フレーム単位で再生音声信号を
生成させる構成を取っているので、前記従来方式と比べ
て、処理量・記憶容量とも少ない経済的な音声符号化方
式を提供できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、一基本周期区間
の音源パラメータを求める際に、フレーム全体に渡る入
力音声信号と再生音声信号との誤差を基準にする評価関
数のもとで音源パラメータを求めることができ、従来例
のように当該一基本周期区間だけを評価関数に含むもの
と比較して高い品質の再生音声信号が得られるという効
果がある。

また、従来方式では当該フレームの再生音声信号を生成
させるために少なくとも３フレ一ム分の音源パラメータ
が必要であるのに対して、本発明では、フレーム単位で
再生音声信号を生成させる構成とすることができるので
、従来方式と比べて、処理量・記憶容量とも少ない経済
的な音声符号化・復号化処理を実現できる効果がある。

更に、本発明では、音源パラメータには、一基本周期区
間の位置をフレーム内から選択するための位置パラメー
タが含められており、その位置のパラメータを定めるに
もフレーム全体に渡る評価関数を基本にしている。した
がって、入力音声信号のフレーム内変動も許容した形で
、最適な音源パラメータを求める構成を取ることができ
、この点でも、従来方式に比べて、高品質な再生音声を
形成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための音声符号化
・復号化装置のブロック図、 第２図は従来例を示すブロック図である。 １０、　２００　　・ ２０、　２１０　　・ ３０・　・　・　・ ４０、　２４０　　・ ４５．２３０　　・ ５０、　２５０　　・ ６０・　・　・　・ ８０、　２９０　　・ ８５・　・　・　・ ９帆２９９　　・ ９１．３００　　・ ９６．３１０　　・ ９５．３１５　　・ １０２．３２０・ １０３　・　・　・ １０４　　・　・　・ １１１　・　・　・ １１５　・　・　・ １２０　・　・　・ １３０．３７０・ 入力端子 線形予測分析器 ピッチ分析器 自己相関関数計算器 相互相関関数計算器 パルス探索器 パルス符号器 線形予測分析器 ピンチ周期符号器 マルチプレクサ 符号出力端子 符号入力端子 デマルチプレクサ 線形予測復号器 ピッチ周期復号器 パルス復号器 音源パルス補間器 音源パルスメモリ 線形予測係数メモリ 再生音声信号生成器 出力端子 ピッチ予測分析器 音源パラメータ符号器 ピッチ予測符号器 ピッチ予測復号器 音源パラメータ復号器 合成フィルタ再生器 音源信号再生器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定間隔に分割された離散音声信号を入力し、そ
   の入力音声信号を基本周期成分とスペクトル包絡を表す
   パラメータと音源を表すパラメータとで表す音声符号化
   ・復号化方法において、符号化側では、音源パラメータ
   を抽出する際に、前記入力音声信号とスペクトル包絡パ
   ラメータと音源パラメータとを基に再生される音声信号
   と前記入力信号とが当該一定区間内で近くなるように特
   定な一基本周期区間に位置する音源パラメータを抽出し
   、基本周波数と前記スペクトル包絡パラメータと前記特
   定な一基本周期区間の位置と前記一基本周期区間の音源
   パラメータとを符号化して復号化側に送信し、 復号化側では、送信される前記基本周期と前記特定な一
   基本周期区間の位置と前記一基本周期区間の音源パラメ
   ータとから当該一定間隔長の音源パラメータを生成し、
   生成された音源パラメータと符号化側から送信される前
   記スペクトル包絡パラメータとから再生音声信号を生成
   させることを特徴とする音声符号化・復号化方法。
2. （２）離散音声信号を入力する手段と、 その入力音声信号を一定の間隔に分割する手段と、 分割された入力音声信号の基本周期成分を求める手段と
   、 分割された入力音声符号のスペクトル包絡を表すパラメ
   ータを求める手段と、 分割された入力音声信号と前記スペクトル包絡パラメー
   タとを基に前記一定間隔内の特定な一基本周期区間に位
   置する音源パラメータを抽出する際に、前記分割された
   入力音声信号と、これから定める一基本周期区間の音源
   パラメータによって生成される再生音声信号とが前記一
   定間隔に渡って近くなるように定める手段と、 前記基本周期と前記スペクトル包絡パラメータと前記特
   定な一基本周期区間の位置と前記一基本周期区間の音源
   パラメータとを表す符号とを出力する手段とを有するこ
   とを特徴とする音声符号化装置。
3. （３）符号化系列を入力する手段と、 その符号化系列から基本周期成分を表す符号とスペクト
   ル包絡パラメータを表す符号と一基本周期区間の音源パ
   ラメータを表す符号と前記一基本周期区間の位置を表す
   符号とを分割・復号化する手段と、 復号化された一基本区間の音源パラメータと復号化され
   た前記一基本周期区間の位置と復号化された基本周期成
   分とから予め定められている区間長の音源パラメータを
   生成する手段と、 生成された音源パラメータと復号化されたスペクトル包
   絡パラメータとから再生音声信号を生成し出力する手段
   とを有することを特徴とする音声復号化装置。