JPH0242239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマルチパルス型ボコーダに関する。入
力音声信号を分析して、この入力音声信号の音声
情報を構成するスペクトル包絡情報と音源情報と
を分析側で抽出し、これら音声情報を伝送路を介
して合成側に送出して入力音声信号を再生するボ
コーダはよく知られている。

上述したスペクトル包絡情報は、入力音声信号
を発生する声道系のスペクトル分布情報を表わす
もので、通常LPC分析によつて得られた分析次
数に対応する個数のLPC係数、たとえばαパラ
メータ、Ｋパラメータ等によつて表現され、また
音源情報はスペクトル包絡の微細構造を示すもの
で入力音声信号からスペクトル分布情報を除い
た、いわゆる残差信号として知られるもので、入
力音声信号の音源の強さ、ピツチ周期および有
声・無声に関する情報が含まれ、通常これらの情
報は入力音声信号の分析フレームごとの自己相関
係数を介して抽出されることもよく知られてい
る。

さて、スペクトル包絡情報はボコーダの合成側
で入力音声信号を合成する場合、通常全極型のデ
ジタルフイルタを利用して近似的声道系を形成せ
しめるLPC合成器の係数として利用され、音源
情報はこのデジタルフイルタの駆動音源として利
用され、このデジタルフイルタによつて入力音声
信号が合成される。

このようにして得られらる従来のLPCボコー
ダは、約4Kb（キロビツト）以下の低ビツトレー
トでも音声の合成が可能であり多用されているも
のの、高品質の音声合成は高ビツトレートにおい
ても困難であるという欠点を有する。この原因は
音源情報のモデル化の場合、有声音に対してはそ
の内容に対応するピツチ周期を抽出してこのピツ
チ周期に対応する単一のインパルス列で近似的に
表現し、ランダム周期の無声音に対しては白色雑
音で近似的に表現するという単純なモデル化処理
を前提としているため、入力音声信号の音源情報
を忠実に抽出したものとならず、従つて音源情報
に含まれる入力音声信号の波形情報の分析、合成
が実施されていないことによる。

マルチパルス型ボコーダは、このような波形非
伝送による問題の改善を図るため波形伝送を行な
つて入力音声信号の合成を実施するボコーダのひ
とつとして近時よく知られつつあるものである。

第１図は従来のマルチパルス型ボコーダの基本
的構成を示すブロツク図である。

LPC合成器１は声道をシミユレートする全極
型デジタルフイルタを備え、その係数は入力端子
２００１を介して入力される入力音声信号ｘ（ｎ）
（ｎ＝１，２，３……ｎ）をLPC分析器２により
分析フレームごとに分析したLPC係数が供給さ
れる。音源パルス発生器３は、入力音声信号の音
源情報から複数個のインパルス系列、すなわちマ
ルチパルスからなる駆動音源系列Ｖ（ｎ）を得て、
これをLPC合成器１の駆動音源して供給する。

LPC合成器１はこうして入力するLPC係数を、
通常は金極型デジタルフイルタを利用する合成フ
イルタの係数とし、マルチパルスを駆動音源とし
て駆動され合成信号ｘ〓（ｎ）を出力する。この場
合、マルチパルスは入力音声信号の波形情報を含
むものであり、LPC合成器１は波形情報を含む
入力音声信号の合成を行なうこととなる。

さて、LPC合成器１から出力する合成信号ｘ^〜
（ｎ）は次に減算器４で入力音声信号ｘ（ｎ）との
差をとり、誤差ｅ（ｎ）を得てこれを聴感重み付
け器５に送出する。

聴感重み付け器５は、誤差ｅ（ｎ）に対して次
の(1)式に示す特性Ｗ（Ｚ）を有する重み付けフイ
ルタによつて聴感的な重み付けを付与したうえ、
これらを２乗誤差最小化器６に送出するものであ
る。

Ｗ（Ｚ）＝〔１−_p 〓^k=1 a_kZ^-k〕／〔１−_p 〓^k=1 a_kΥ^kZ^-k〕 ………(1) (1)式においてa_kはLPC合成器１の全極型デジタ
ルフイルタの係数とすべきLPC係数、ｐはその
次数であり従つてLPC分析次数、Υは重み付け
係数、Ｚは全極型デジタルフイルタのＺ変換表示
による伝達関数Ｈ（Z^-1）におけるＺ＝exp（jλ）
を示し、λ＝2πΔTfでありΔTは分析フレームの
標本化サンプリング周期、ｆ周波数を示す。

また(1)式において重み付け係数Υは、０＜Υ＜
１の範囲で設定される。

(1)式に示すＷ（Ｚ）はΥ＝１に対しては１，Υ
＝０に対してはＷ（Ｚ）＝１−ｐ（Ｚ）の範囲で変
化し、Υの値は誤差ｅ（ｎ）の周波数スペクトル
におけるフオルマント領域に現われる過大なレベ
ルを抑圧する程度に対応して前述した範囲の中で
設定され、合成すべき信号の聴感的重み付けの役
割を果すものであり、通常予め最適聴感テストに
よつてその最適値が選定される。

このようにして重み付けされた誤差ｅ（ｎ）は、
音源パルス発生器３から出力される駆動音源系列
Ｖ（ｎ）、すなわちマルチパルスの最適時間位置と
振幅とを決定するために２乗誤差最小化器６に送
出され、次の２式による２乗誤差εを計算し、ε
を最小にするように駆動音源系列Ｖ（ｎ）が選択
される。

ε＝_N 〓ⁿ⁼¹ 〔ｅ（ｎ）〓ｗ（ｎ）〕² ………(2) (2)式において記号〓は聴感重み付け器５の重み
付けフイルタによるたたみ込み積分、Ｎはマルチ
パルスを計算する区間長を示す。

上述した処理はマルチパルスのパルスごとに繰
返され、分析による合成がマルチパルスごとに行
なわれる、いわゆるAnalysis−by−Synthesis手
法（以下Ａ−ｂ−Ｓ手法と略称する）であつて、
このＡ−ｂ−Ｓ手法は上述した内容からも明らか
な如く、マルチパルス１つずつについてパルス発
生、２乗誤差計算およびパルス位置・振振調整の
ループで行なわれるため、低ビツトレート領域に
おける有効な手段であるにもかかわらずその演算
量が極めて膨大なものとなるという欠点がある。

なお、このＡ−ｂ−Ｓ手法については、B.S.
Atal et al，“Ａ NeW Model of LPC
Excitation for Producing Natural−Sounding
Speech at Low Bit Rates”，Proc.ICASSP82，
pp614−617，（1982）等に詳述されている。

このような従来のＡ−ｂ−Ｓ手法におおける欠
点に対して、相関演算にもとづき最適なマルチパ
ルスを効率的に計算する次のような演算処理アル
ゴリズムが最近紹介されている。

すなわち、入力音声信号ｘ（ｎ）はＮサンプル
ごと処理フレームによつて区分され、このフレー
ムごとにマルチパルスが包絡的に計算されるもの
である。

いま、１分析フレーム内に音源パルスがｋ個存
在するものとし、ｉ番目のパルスがフレーム端か
ら時間位置m_iにあり、かつその振幅がgiであると
すると、LPC合成フイルタの駆動音源ｄ（ｎ）は
次の(3)式で示される。

ｄ（ｎ）＝_k 〓ⁱ⁼¹ gi・δn，m_i ………(3) (3)式においてδn，m_iはクロネツカーのデルタ
関数であり、δn，m_i＝１（ｎ＝m_i），δn，m_i＝０
（ｎ≠m_i）である。

LPC合成フイルタはこの駆動音源ｄ（ｎ）によ
つて駆動され合成信号x〓（ｍ）を出力する。

LPC合成フイルタとして、たとえば全極型デ
ジタルフイルタを考えるものとし、その伝達関数
をインパルス応答ｋ（ｎ）（０≦ｎ≦Ｍ−１）で表
現するものとすると、合成信号x〓（ｎ）は次の４
式で表わされる。

x〓（ｎ）＝_M=-1 〓^l=1 ｄ（ｌ）・ｈ（ｎ−ｌ） ………(4) (4)式においてｄ（ｌ）は駆動音源を表わす。

次に入力音声信号ｘ（ｎ）と合成信号x〓（ｎ）と
の誤差に対し聴感的な補正を施した重み付け誤差
をe_w（ｎ）とするとe_w（ｎ）は次の(5)式で示され
る。

e_w（ｎ）＝｛ｘ（ｎ）−x〓（ｎ）〓ｗ（ｎ）……(5) さらに２乗誤差は(5)式から誘導して次の(6)式で
示すことができる。_M 〓ⁿ⁼¹ e² _w（ｎ）＝_M 〓ⁿ⁼¹ 〔｛ｘ（ｎ）−x〓（ｎ）｝〓ｗ（ｎ）〕²………(6) (6)式においてＭは誤差を最小化する区間のサン
プル数を示し、たとえば１分析フレーム長に選
ぶ。最適な音源パルス列としてのマルチパルスは
(6)式を最小化するgiを得ることによつて得られ、
このgiは上述した(3)，(4)および(6)式から次の(7)式
の如く誘導される。

gi（m_i）＝_M 〓ⁿ⁼¹ x_w（ｎ）・h_w（ｎ−m_i）−_i=1 〓^l=1 〔g_lM 〓^M=1 h_w（ｎ−m_l） ・h_w（ｎ−m_i）〕／_M 〓ⁿ⁼¹ h_w（ｎ−m_i）・h_w（ｎ−m_i） ………(7) (7)式においてx_w（ｎ）はｘ（ｎ）〓ｗ（ｎ），hw
（ｎ）はｈ（ｎ）〓ｗ（ｎ）を示す。(7)式の右辺の
分子の第１項はx_w（ｎ）とh_w（ｎ）との時間遅れ
m_iの相互相関関数_hx（m_i）を示すものであり、
また、第２項の_M 〓^M=1 h_w（ｎ−m_l）・h_w（ｎ−m_i）は
h_w（ｎ）の共分散関数_hh（m_l，m_i）（１≦m_l，m_i
≦Ｍ）を示す。共分散関数_hh（m_l，m_i）は自己
相関関数R_hh（｜m_l−m_i｜）と等しくなり、従つ
て(7)式は次の(8)式の如く表わすことができる。

_hx（m_i）−_i-1 〓^l=1 g_l・R_hh（｜m_l−m_i｜） gi（mi）＝ R_hh（ｏ） ………(8) (8)式によれば、時間位置m_iにおいてパルスを
発生せしめると振幅g_i（m_i）が最適なものとして
決定しうることとなる。なお(8)式において１≦
m_i≦Ｍである。

つまり、音源パルスに着目し、種々の時間位置
において(8)式によりその振幅を計算したうえ、そ
の振幅の絶対値を最大とするものが(6)式に示す２
乗誤差を最小化するパルスとなり、このような手
続を繰返して複数個の音源パルスを求めることが
できる。

なお、上述した計算アルゴリズムに関しては、
小沢、荒関、小野、“マルチパルス駆動形音声符
号化法の検討”，1983年３月電子通信学会通信方
式研究会に詳述されている。

このような計算アルゴリズムに基づいて行なわ
れるマルチパルスの発生によれば、相互相関関数
と自己相関関数ならびに最大値演算から最適なマ
ルチパルスの計算が可能となるため、構成が非常
に簡素化されたものとなり演算量を大幅に低減し
うるマルチパルス型ボコーダを実現することがで
きる。

しかしながら、このようにして改善したマルチ
パルス型ボコーダにあつてもさらに次に述べるよ
うな欠点がある。

すなわち、フレーム内で発生するパルス数より
もフレーム内に存在するパルス数が多いときには
合成信号は入力音声信号の音源情報に関する波形
伝送を忠実に実行したものとならず、合成信号の
音声品質が上述したパルス数の差に対応た程度の
劣化を伴なうこととなる。

マルチパルス型ボコーダでは、たとえば分析周
期を20mSECとする１フレームにおいて発生すべ
き音源駆動パルスの数はビツトレートに対応して
通常４〜16個のうち予め設定した固定数を利用す
る。入力音声信号が女声あるいは幼児声の如くピ
ツチ周期が小さい音声の場合、音源信号のピツチ
周期が2.5mSEC程度となることも珍しくない。
この場合１分析フレーム中に設定すべ駆動音源パ
ルスの数としては少なくとも８個必要となる。こ
のような場合、分析フレーム内で発生すべき駆動
音源パルスの数が８個以下、たとえば４個に設定
してあるときにはこのような駆動音源パルスを利
用するマルチパルス型ボコーダでは倍ピツチエラ
ーと同様な結果を含む合成音が発生し合成音質が
著しく劣化することとなる。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、マルチ
パルス型ボコーダにおいて、分析フレーム内で発
生すべき駆動音源パルスよりも分析フレーム内に
存在するパルス数が多ときには入力音声信号から
抽出したピツチ周期にもとづいてモデル化して発
生する駆動音源パルスをマルチパルスに代えて利
用する手段と備えることにより、合成音質の劣化
を大幅に改善た簡単な構成のマルチパルス型ボコ
ーダを提供することにある。

本発明のマルチパルス型ボコーダの具体例は、
入力音声信号を分析フレームごとにLPC分析し
て抽出したLPC係数をスペクトル包絡情報とし
てこのスペクトル包絡情報とともに前記入力音声
信号の音声情報を構成する音源情報を分析フレー
ムごとにこの音源情報の特徴に対応する発生時間
位置と振幅とを有する複数個のインパルス列（マ
ルチパルス）を以つて表現し前記入力音声信号の
分析および合成を行なうマルチパルス型ボコーダ
において、前記入力音声信号の分析フレームごと
に抽出するピツチ周期を介して分析フレーム内に
存在する前記音源情報よるパルス数を判断したう
えこれが分析フレーム内で発生すべき前記マルチ
パルスの数よりも多い場合には前ピツチ周期に対
応する複数個のインパルス系列によるマルチパル
スを前記マルチパルスに代えて発生する手段を備
えて構成される。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第２図は本発明によるマルチパルス型ボコーダの
分析側の一実施例を示すブロツク図、第３図は本
発明によるマルチパルス型ボコーダの合成側の一
実施例を示すブロツク図である。

第２図に示す本発明によるマルチパルス型ボコ
ーダの分析側は、LPC分析器７，相互相関数算
出器８，ピツチ抽出器９，第１の符号化器１０，
自己相関関数算出器１１，音源パルス発生器１
２，第２の符号化器１３，第３の符号化器１４お
よびマルチプレクサ１５を備えて構成される。

入力端子７００１を介して入力た入力音声信号
は、LPC分析器７，相互相関関数算出器８およ
びピツチ抽出器９にそれぞれ供給される。

LPC分析器７は入力音声信号を分析フレーム
ごとに、予め設定するビツト数のデジタル量とし
て量子化し、この量子化音声信号をLPC分析し
てLPC係数としてのｐ次のＫパラメータ（偏自
己相関係数）を抽出し、これを出力ライン７０１
を介して第１の符号化器１０に供給する。本実施
例においては分析フレームは20mSECに設定して
いる。

第１の符号化器１０は、入力したLPC係数の
量子化と符号化を行なつたのち、出力ライン１０
０１を介してマルチプレクサ１５に送出する。

LPC分析器７はまた、LPC係数からインパル
ス応答ｈ（ｎ）（１≦ｎ≦Ｎ）を計算し、出力ライ
ン７０２，第１の符号化器１０，出力ライン１０
０２を介して相互相関関数算出器８および自己相
関関数算出器１１に供給する。

相互相関関数算出器８は、入力音声信号とイン
パルス応答ｈ（ｎ）とを利用して相互相関関数_hx
を計算し、これを出力ライン８０１を介して音源
パルス発生器１２に送出する。

また、自己相関関数算出器１１は、入力したイ
ンパルス応答ｈ（ｎ）の自己相関関数R_hhを計算
し、これを出力ライン１１０１を介して音源パル
ス算出器１２に送出する。

音源パルス算出器１２は、こうして入力した分
析フレームごとの相互相関関数_hxと自己相関関
数R_hhとを利用して(8)式の計算を実行し所定の数
の音源パルス列を得て、これらのパルスの振幅お
よび位置情報を出力ライン１２０１を介して第２
の符号化器１３を送出し、これによつて量子化お
よび符号化を行なつたのち出力ライン１３０１を
介してマルチプレクサ１５を送出する。

このようにして、量子化および符号化されてマ
ルチプレクサ１５に送出されるLPC係数および
マルチパルスデータは、入力音声信号のスペクト
ル包絡および音源情報を表わすデータとしてマル
チプレクサ１５を介して所定の方式で時分割さ
れ、伝送路１５０１を介して第２図に示す分析側
から第３図に示す合成側に伝送さるが、分析側に
おける処理において、分析フレーム内で発生すべ
きマルチパルスの数は伝送ビツトレートに対応し
て予め固定数のものとして設定されており、女声
もしくは幼児声の如く高ピツチ周期の入力音声信
号を入力して、分析フレーム内に存在する源情報
のパルス数の方が多い場合には忠実に音源情報を
分析して波形伝送を図ることができなくなり、こ
のために合成側で再生される音声品質がこれら２
つのパルス数の差に応答して劣化するという欠点
を生ずることは前述したとおりである。

そこで、本実施例にあつては第２図に示すピツ
チ抽出器９および第３の符号化器１４ならびに後
述する第３図に示す切替器２０および代替音源パ
ルス発生器２３等を備え、次のようにしてこの欠
点の除去を図つている。

ピツチ抽出器９は入力音声信号を受けると、分
析フレームごとにその自己相関関数を算出し、こ
れによつてピツチ周期を求めている。これは、入
力音声信号が周期的であれば、この入力音声信号
のピツチ周期と同じ遅れ時間における自己相関関
数が最大値をとるという原理に基づいて一般的に
よく利用されている手法である。

ピツチ抽出器９は、入力音声信号の分析フレー
ムごとにそのピツチ周期を抽出し、このピツチ周
期が第２図に示すマルチパルス型ボコーダにおい
て予め設定した固定数のマルチパルスよりも小さ
いと判断したときはこれらの情報を第２図に示す
分析側から第３図に示す合成側に伝送して、予め
設定した個数のマルチパルスの代りに検出したピ
ツチ周期に基づいてモデル化したマルチパルスを
発生せしめ、これを音源情報すなわち駆動音源パ
ルスとしてLPC合成を行なわせるものであり、
その動作は次の如く行なわれる。

すなわち、ピツチ抽出器９は分析フレームごと
のピツチ周期を抽出し、これを予め設定したマル
チパルスの個数に対応するピツチ周期の判断域値
と比較し、この判断域値よりも小さいピツチ周期
を有する分析フレームのピツチ情報、分析フレー
ム内に存在する音源パルスの先頭および最終パル
スもしくは先頭パルスのみの時間的位置情報およ
びその振幅情報等を出力ライン９０１を介して第
３の符号化器１４に送出するとともに、分析フレ
ームの音源パルスの個数がマルチパルスの個数よ
りも多いことを合成側に通知する、２値の論理値
“１”レベルのマルチパルス代替制御信号を出力
ライン９０２を介して出力しこれをマルチプレク
サ１５に送出する。

第３の符号化器１４は、ピツチ抽出器９から入
力した前記諸情報に関するデータの量子化および
符号化を行ないこれらを出力ライン１４０１を介
しマルチプレクサ１５に送出する。

マルチプレクサ１５はこのようにして、ピツチ
抽出器９によつて抽出されたピツチ周期が予め定
めた値と同じか大きい場合には、すなわち分析フ
レームで発生すべき必要なマルチパルスのパルス
数が分析フレーム内に存在する分析の結果得られ
る予め設定された音源パルスの数に等しいかそれ
以下の場合には、出力ライン１００１を介して受
けるLPC係数データ、および出力ライン１３０
１を介して受けるマルチパルスデータの転送を伝
送路１５０１を介して予め定める時分割方式によ
り同時伝送し、またピツチ抽出器９によつて抽出
されたピツチ周期が予め定めた値より小さい場
合、すなわち分析フレームで発生すべき必要なマ
ルチパルス数のパルス数が分析フレーム内に存在
する分析の結果得られる予め設定された音源パル
スの数よりも多い場合には上述したデータのほか
に、出力ライン１４０１を介して受ける上述した
諸情報に関するデータおよび出力ライン９０２を
介して受けるマルチパルス代替制御信号を含めて
時分割同時伝送する。

第３図に示す合成側は、伝送路１５０１を介し
て合成側から伝送されたデータに基づいて入力音
声信号の合成を行なうものであり、デマルチプレ
クサ１６，第１の復号化器１７，第２の復号化器
１８，第３の復号化器１９，切替器２０，LPC
合成器２１，LPF（Low Pass Filter）２２およ
び代替音源パルス発生器２３等を備えて構成され
る。

デマルチプレクサ１６は、伝送路１５０１を介
して入力した各種データをマルチプレクサ１５の
時分割伝送形式による変換前の状態に復元し、
LPC係数データは出力ライン１６１を介して第
１の復号化器１７に、マルチパルスデータは出力
ライン１６２を介して第２の復号化器１８に、ま
た判定域値以下のピツチ周期を抽出した分析フレ
ームのピツチ周期、音源パルスの先頭および最終
パルスもしくは先頭パルスのみの時間的位置情報
およびその振幅情報は出力ライン１６３を介して
第３の復号化器１９にそれぞれ供給され、これら
の復号化器によつてデータの復号化を行なつたう
え、それぞれ出力ライン１７１，１８１，１９１
に送出する。

また、デマルチプレクサ１６を介して出力され
るマルチパルス代替制御信号データは出力ライン
１６４を介して切替器２０および代替音源パルス
発生器２３に送出される。

切替器２０は、出力ライン１６４を介して入力
するマルチパルス代替制御信号がないとき、すな
わち分析側のピツチ抽出器９によつて分析された
分析フレームのピツチ周期がマルチパルスのピツ
チ周期と等しいかそれ以上の時間であつて、分析
フレーム内で発生されるマルチパルスの数が分析
フレーム内に存在する音源パルスの数に等しくか
それよりも多くて、発生すべきマルチパルスを音
源情報として利用しても合成音質の劣化の恐れが
ないときには出力ライン１８１を介して入力する
マルチパルスデータを出力ライン２０１を介して
LPC合成器２１に送出するように切替える。

LPC合成器２１は、このようにして入力する
マルチパルスを音源情報としてｐ次の全極型デジ
タルフイルタの駆動音源に利用し、また出力ライ
ン１７１を介して入力するｐ次のLPC係数デー
タを上記全極型デジタルフイルタの係数としてこ
のLPC合成フイルタを制御して入力音声信号を
合成し、これを出力ライン２１１を介してLPF
２２に送出し、所定の低域フイルタリングを行つ
てアナログ量の合成音声として出力ライン２２１
に送出する。

さて、出力ライン１６４を介して論理値“１”
のマルチパルス代替制御信号が切替器２０に供給
されるとき、すなわち分析側におけるピツチ抽出
器９によつて抽出された分析フレームのピツチ周
期が判定域値よりも小さく、従つて分析フレーム
内で発生されるマルチパルスの数よりも分析フレ
ーム内に存在する音源パルスの数が多いときに
は、切替器２０は次に述べるような代替音源パル
スを出力ライン２３１を介して代替音源パルス発
生器２３から受け、これを出力ライン２０１を介
して送出する音源パルスデータに代えて代替音源
パルスとして出力ライン２０２を介してLPC合
成器２１に供給するように切替える。

代替音源パルス発生器２３は、出力ライン１６
４を介してピツチ周期が判定域値よりも小さい分
析フレームのピツチ周期に関するデータを、また
出力ライン１９１を介してこの分析フレームに含
まれる音源パルスの先頭パルスと最終パルスの時
間位置情報ならびに振幅情報に関するデータ、も
しくは先頭パルスのみの時間位置情報と振幅情報
に関するデータを入力する。

分析フレームに対するスペクトル包絡情報なら
びに音源情報の標本値抽出のためのサンプリング
周波数は予め既知であり、分析フレームの時間も
また予め設定され、かつ短時間の分析フレーム内
では音声信号の変化は緩やかでほぼ定常的な信号
と見なしうる。従つて、サンプリング周波数のピ
ツチ周期に対して分析フレームに存在する音源パ
ルスのピツチ周期をその大きさに比例する整数比
で対応せしめ、かつ音源パルスの先頭パルスおよ
び最終パルスの時間的位置と振幅との情報にもと
づいて、ピツチ抽出器９によつて抽出したピツチ
周期でモデル化し複数のインパルス系列を容易に
発生することができ、しかも音源パルスの先頭パ
ルスと最終パルスの時間位置情報を利用しうるこ
とにより、これら複数のインパルス系列はすべて
分析フレーム内に含まれるようにすることができ
る。

代替音源パルス発生器２３はこのような内容の
複数のインパルス系列を発生し、この分析ピツチ
周期でモデル化したマルチパルス群を通常のマル
チパルスに対する代替マルチパルス、すなわち代
替音源パルスとして出力ライン２３１に送出す
る。

なお、この代替音源パルス発生において利用す
べき音源パルスをその先頭パルスのみとしてモデ
ル化する場合には、発生する代替音源パルスの全
部が分析フレーム内に包含されず、代替音源パル
スのうち最終パルス分が次の分析フレームと共通
して存在する、いわゆる端数パルスの存在が起り
このぶんだけ再生音質の劣化を招くという点のみ
が異なる。

このようにして発生した代替音源パルスは、切
替器２０によつて通常のマルチパルスと代替えて
LPC合成器２１に送出され、LPC合析器２１は
この代替音源パルスを駆動音源としてLPCフイ
ルタを制御して入力音声信号の再生のための
LPC合成を行ない、分析フレーム内で発生する
マルチパルスの数よりも分析フレーム内に存在す
る音源パルスの数多いときでも音質の劣化を招く
ことなく入力音声信号の分析、合成を行なうこと
ができる。

次に図面を用いて代替音源パルス発生器２３の
機能を詳細に説明する。第４図は代替音源パルス
発生器２３の機能を説明するための波形図であ
る。第４図に於いては一般に設定される数より
もはるかに多くのマルチパルス（35パルス）を設
定した場合に求められるマルチパルス列であり、
線分４０１の長さは真のピツチ周期を示してい
る。は実際に設定されたマルチパルス数（４パ
ルス）に対応して求められたマルチパルス列であ
り、点４０２に於いてピツチパルスの欠落を生じ
ている。はのパルス列の左端のピークに一致
させて、抽出されたピツチ周期により発生された
代替音源パルスを示し、線分４０３の長さはピツ
チ抽出器９により抽出されたピツチ周期を示して
いる。はのパルス列の右端のピークに一致さ
せて抽出されたピツチ周期により発生された代替
音源パルスを示す。はのパルス列の左端のピ
ークと右端のピークとの各々に一致させ、且つほ
ぼピツチ周期に対応する位置に音源パルスを発生
する場合を示す。代替パルス発生器２３は上記
のパルス列の代りに，又はのパルス列を発
するものである。

なお、第２図および第３図に示す本発明の実施
例においては、LPC係数としてＫパラメータを
用いているが、これは他のLPC係数、たとえば
αパラメータ等を利用してもよく、また符号化器
とマルチプレクサ、および復号化器とデマルチプ
レクサはそれぞれこれらを一体化た構成のものと
しても同様に実施し得ることは明らかであり、ま
たLPC合成フイルタは全極型以外の非極型デジ
タルフイルタ等と置換してもほぼ同様に実施しう
ることもまた明らかである。

以上説明した如く本発明によれば、マルチパル
スボコーダにおいて、分析フレーム内で発生すべ
きマルチパルスの数よりも分析フレーム内に存在
する音源パルスの数が多いときには分析フレーム
から抽出したピツチ周期にもとづいてモデル化し
た複数のインパルス系列を前記マルチパルスの代
替用の代替音源パルスとして利用するという手段
を備えて入力音声信号の分析、合成を図ることに
よつて入力音声信号が女声もしくは幼児声の如く
そのピツチ周期が短い高声の場合でも再生音質の
劣化を大幅に改善することができるマルチパルス
型ボコーダが実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマルチパルス型ボコーダの基本
的構成を示すブロツク図、第２図は本発明による
マルチパルス型ボコーダの分析側の一実施例を示
すブロツク図、第３図は本発明によるマルチパル
ス型ボコーダの合成側の一実施例を示すブロツク
図、第４図は代替パルス発生器２３の機能を説明
するための波形図である。 １……LPC合成器、２……LPC分析器、３…
…音源パルス発生器、４……減算器、５……聴感
重み付け器、６……２乗誤差最小化器、７……
LPC分析器、８……相互相関関数算出器、９…
…ピツチ抽出器、１０……第１の符号化器、１２
……音源パルス発生器、１３……第２の符号化
器、１４……第３の符号化器、１５……マルチプ
レクサ、１６……デマルチプレクサ、１７……第
１の復号化器、１８……第２の復号化器、１９…
…第３の復号化器、２０……切替器、２１……
LPC合成器、２２……LPF、２３……代替音源
パルス発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力音声信号を分析フレームごとにLPC（Li
   −near Prediction Coefficient、線形予測係数）
   分析して抽出したLPC係数をスペクトル包絡情
   報とし、このスペクトル包絡情報とともに前記入
   力音声信号の音声情報を構成する音源情報を分析
   フレームごとに、この音源情報の特徴に対応する
   発生時間位置と振幅とを有する予め定めた複数個
   のインパルス系列（マルチパルス）を以つて表現
   して前記入力音声信号の分析および合成を行なう
   マルチパルス型ボコーダにおいて、前記入力音声
   信号の分析フレームごとにピツチ周期を抽出し、
   前記抽出されたピツチ周期が予め定めた値より小
   さい場合には代替音源情報を発生する手段を有す
   ることを特徴とするマルチパルス型ボコーダ。