JPH10111700A

JPH10111700A - 音声圧縮符号化方法および音声圧縮符号化装置

Info

Publication number: JPH10111700A
Application number: JP8258833A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamane; 淳山根; Hiroki Uchiyama; 博喜内山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: US5943644A; JP3878254B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＥＬＰ方式の符号化の過程において，演算
量を削減すると共に，メモリ量の低減を図れる音声圧縮
符号化方法および音声圧縮符号化装置を提供する。【解決手段】雑音源情報を抽出・符号化する際に，フ
レームまたはサブフレームからピッチ情報およびスペク
トル包絡情報から生成されるピッチ成分音声を除いた成
分である二次誤差信号を抽出し，符号化することによっ
て雑音源情報の抽出・符号化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，留守番電話，音声
応答システム，ボイスメール等に適用される音声圧縮符
号化装置に関し，より詳細には，アナログ音声波形を入
力してディジタル音声波形に変換した後，該ディジタル
音声波形を所定の符号化方式で符号化することにより，
データ量を圧縮する音声圧縮符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，自動車電話等の移動体通信におけ
るチャンネル容量の拡大や，マルチメディア通信におけ
る膨大な情報の蓄積・伝送の必要性から，実用的な低ビ
ットレート音声符号化に対する要求が高まっている。

【０００３】また，ファクシミリ・モデムの付加機能と
して，留守番電話のための音声符号化手法の開発も望ま
れている。

【０００４】現在，１０ｋｂｐｓ以下の低ビットレート
音声符号化方式では，ＣＥＬＰ（ＣｏｄｅＥｘｃｉｔ
ｅｄＬｉｎｅａｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｃｏｄｉ
ｎｇｓｙｓｔｅｍ）方式が主流になっている。このＣＥ
ＬＰ方式は，線形予測に基づく音声のＡＲ（Ａｕｔｏ−
Ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ：自己回帰）モデルに基づいた符
号化方式である。

【０００５】具体的には，符号化側において，音声をフ
レームまたはサブフレームと呼ばれる単位に分割し，そ
れぞれの単位についてスペクトル包絡を表すＬＰＣ（Ｌ
ｉｎｅａｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＣｏｄｉｎｇ：線
形予測）係数と，そのピッチ情報を表すピッチラグと，
音源情報である雑音源情報と，利得とを抽出し，それぞ
れ符号化を行い，格納または伝送するものである。

【０００６】また，復号側では，符号化された各情報を
復元し，雑音源情報にピッチ情報を加えることによって
励振源信号を生成し，この励振源信号をＬＰＣ係数で構
成される線形予測合成フィルタに通し，合成音声を得る
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来のＣＥＬＰ方式では，１０ｋｂｐｓの低ビットレート
において，良好な音声を得ることができるという利点を
有する反面，それぞれのパラメータの符号化過程におけ
る演算量が多いという問題点があった。

【０００８】特に，ピッチラグの符号化や雑音源情報の
符号化については，符号化された励振源信号を線形予測
合成フィルタに通した合成音声を生成し，原音声と比較
する必要があるが，フィルタ演算には多くの演算を必要
とするため，全ての励振源信号をフィルタに通すのは非
現実的であるという問題点があった。

【０００９】また，従来のＣＥＬＰ方式では，二次誤差
信号の符号帳を持ち，符号帳に属する各符号ベクトルと
スペクトル包絡とから二次誤差信号を合成し，入力信号
から得られた二次誤差信号と比較し，そのひずみが最小
となる符号を選択することによって符号化を行っている
ため，符号帳探索のための演算量および符号帳を蓄える
ためのメモリ量が多くなるという問題点もあった。

【００１０】なお，ＣＥＬＰ方式における演算量を削減
する従来技術として，例えば，フィルタ演算を行って比
較するのではなく，近似的に原音声との比較を行うこと
のできるパラメータによって絞り込むという予備選択手
法が提案されている。

【００１１】また，雑音源は，与えられたビット数に相
当する雑音ベクトルを蓄えているのが一般的であり，そ
の構成を工夫することにより，演算量を削減する方法も
提案されている。具体的には，雑音ベクトルをビット数
だけ持ち，それらの和や差で雑音源を表すＶＳＥＬＰ
（ＶｅｃｔｏｒＳｕｍＥｘｃｉｔｅｄＬｉｎｅａ
ｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｃｏｄｉｎｇ）方式がその
一例である。

【００１２】ところが，実用的な低ビットレート音声符
号化に対する要求から，上記従来のＣＥＬＰ方式におけ
る演算量を削減する方法（予備選択手法，ＶＳＥＬＰ方
式等）の他にも，それらとは異なる方法で演算量を削減
可能なものが要望されている。

【００１３】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て，ＣＥＬＰ方式の符号化の過程において，演算量を削
減すると共に，メモリ量の低減を図れる音声圧縮符号化
方法および音声圧縮符号化装置を提供することを目的と
する。

【００１４】

【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，請求項１に係る音声圧縮符号化方法は，アナログ
音声波形を入力してディジタル音声波形に変換する第１
の工程と，前記ディジタル音声波形を所定の符号化方式
で符号化する第２の工程と，前記符号化された音声波形
を蓄積する第３の工程と，前記蓄積されたディジタル音
声波形を取り出して復号化する第４の工程と，前記復号
化されたディジタル音声波形をアナログ音声波形に変換
する第５の工程と，を有する音声圧縮符号化方法におい
て，前記第２の工程が，前記ディジタル音声波形をフレ
ームまたはサブフレームと呼ばれる単位に分割するフレ
ーム分割工程と，前記分割したフレームまたはサブフレ
ームの単位のそれぞれについて，スペクトル包絡を表す
スペクトル包絡情報，ピッチ情報および音源情報である
雑音源情報を抽出し，符号化する抽出・符号化工程と，
を含み，前記第４の工程が，符号化された前記スペクト
ル包絡情報，ピッチ情報および雑音源情報を復元する復
元工程と，前記復元した雑音源情報およびピッチ情報か
ら励振源信号を生成する励振源信号生成工程と，前記励
振源信号と前記復元したスペクトル包絡情報から合成音
声を生成する合成音声生成工程と，を含み，さらに，前
記抽出・符号化工程が，前記雑音源情報を抽出・符号化
する際に，前記フレームまたはサブフレームから前記ピ
ッチ情報および前記スペクトル包絡情報から生成される
ピッチ成分音声を除いた成分である二次誤差信号を抽出
し，符号化することによって前記雑音源情報の抽出・符
号化を行うものである。

【００１５】また，請求項２に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項１記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を符号化する際
に，前記二次誤差信号を周波数領域に変換した後，変換
領域における係数を符号化することにより，前記二次誤
差信号の符号化を行うものである。

【００１６】また，請求項３に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を周波数領域に
変換する際に，離散コサイン変換を用いるものである。

【００１７】また，請求項４に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を周波数領域に
変換する際に，離散フーリエ変換を用いるものである。

【００１８】また，請求項５に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を周波数領域に
変換する際に，Ｋ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖ
ｅ）変換を用いるものである。

【００１９】また，請求項６に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記変換領域における係数を符号
化する際に，前記二次誤差信号の周波数領域におけるス
ペクトル強度最大のものからあらかじめ定められた数の
周波数を選定し，前記選定された周波数および前記選定
された周波数のスペクトル係数を符号化することによっ
て，前記二次誤差信号の符号とするものである。

【００２０】また，請求項７に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項１記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強度最大のも
のからあらかじめ定められた数のサンプル位置を選定
し，前記選定されたサンプル位置および前記選定された
サンプル位置の強度を符号化することによって，前記二
次誤差信号の符号とするものである。

【００２１】また，請求項８に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項１記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強度最大のも
のから幾つかのサンプル位置を選定し，前記選定された
サンプル位置および前記選定されたサンプル位置の振幅
を符号化したものと，前記二次誤差信号の周波数領域に
おけるスペクトル強度最大のものから幾つかの周波数を
選定し，前記選定された周波数および前記選定された周
波数のスペクトル係数を符号化したものとによって，前
記二次誤差信号の符号とするものである。

【００２２】また，請求項９に係る音声圧縮符号化方法
は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前記
抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強度最大のも
のからあらかじめ定められた数のサンプル位置を選定
し，前記選定されたサンプル位置および前記選定された
サンプル位置の振幅を符号化したものと，前記二次誤差
信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大のものか
らあらかじめ定められた周波数を選定し，前記選定され
た周波数および前記選定された周波数のスペクトル係数
を符号化したものとによって，前記二次誤差信号の符号
とするものである。

【００２３】また，請求項１０に係る音声圧縮符号化方
法は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前
記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強度最大の
ものから幾つかのサンプル位置を選定し，前記選定され
たサンプル位置および前記選定されたサンプル位置の振
幅を符号化したものと，前記二次誤差信号の周波数領域
におけるスペクトル強度最大のものから幾つかの周波数
を選定し，前記選定された周波数および前記選定された
周波数のスペクトル係数を符号化したものとを用い，さ
らに選定数の合計数をあらかじめ定めた数にし，復号音
声のひずみが最も小さくなるように組み合わせを選択す
ることによって，前記二次誤差信号の符号とするもので
ある。

【００２４】また，請求項１１に係る音声圧縮符号化方
法は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前
記第４の工程が，前記符号化後の二次誤差信号である雑
音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信号に乱数を
加える工程を含むものである。

【００２５】また，請求項１２に係る音声圧縮符号化方
法は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法において，前
記第４の工程が，前記符号化後の二次誤差信号である雑
音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信号に１／ｆ
ゆらぎを加える工程を含むものである。

【００２６】また，請求項１３に係る音声圧縮符号化装
置は，アナログ音声波形を入力してディジタル音声波形
に変換するＡ／Ｄ変換手段と，前記ディジタル音声波形
を所定の符号化方式で符号化する音声符号化手段と，前
記符号化された音声波形を蓄積する蓄積手段と，前記蓄
積手段から前記符号化されたディジタル音声波形を取り
出して復号化する音声復号化手段と，前記復号化された
ディジタル音声波形をアナログ音声波形に変換するＤ／
Ａ変換手段と，を備えた音声圧縮符号化装置において，
前記音声符号化手段が，前記ディジタル音声波形をフレ
ームまたはサブフレームと呼ばれる単位に分割するフレ
ーム分割手段と，前記分割したフレームまたはサブフレ
ームの単位のそれぞれについて，スペクトル包絡を表す
スペクトル包絡情報，ピッチ情報および音源情報である
雑音源情報を抽出し，符号化する抽出・符号化手段と，
を含み，前記音声復号化手段が，符号化された前記スペ
クトル包絡情報，ピッチ情報および雑音源情報を復元す
る復元手段と，前記復元した雑音源情報およびピッチ情
報から励振源信号を生成する励振源信号生成手段と，前
記励振源信号と前記復元したスペクトル包絡情報から合
成音声を生成する合成音声生成手段と，を含み，さら
に，前記抽出・符号化手段が，前記雑音源情報を抽出・
符号化する際に，前記フレームまたはサブフレームから
前記ピッチ情報および前記スペクトル包絡情報から生成
されるピッチ成分音声を除いた成分である二次誤差信号
を抽出し，符号化することによって前記雑音源情報の抽
出・符号化を行うものである。

【００２７】また，請求項１４に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１３記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号を符号化す
る際に，前記二次誤差信号を周波数領域に変換した後，
変換領域における係数を符号化することにより，前記二
次誤差信号の符号化を行うものである。

【００２８】また，請求項１５に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号を周波数領
域に変換する際に，離散コサイン変換を用いるものであ
る。

【００２９】また，請求項１６に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号を周波数領
域に変換する際に，離散フーリエ変換を用いるものであ
る。

【００３０】また，請求項１７に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号を周波数領
域に変換する際に，Ｋ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅ
ｖｅ）変換を用いるものである。

【００３１】また，請求項１８に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記変換領域における係数を
符号化する際に，前記二次誤差信号の周波数領域におけ
るスペクトル強度最大のものからあらかじめ定められた
数の周波数を選定し，前記選定された周波数および前記
選定された周波数のスペクトル係数を符号化することに
よって，前記二次誤差信号の符号とするものである。

【００３２】また，請求項１９に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１３記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号の強度最大
のものからあらかじめ定められた数のサンプル位置を選
定し，前記選定されたサンプル位置および前記選定され
たサンプル位置の強度を符号化することによって，前記
二次誤差信号の符号とするものである。

【００３３】また，請求項２０に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１３記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号の強度最大
のものから幾つかのサンプル位置を選定し，前記選定さ
れたサンプル位置および前記選定されたサンプル位置の
振幅を符号化したものと，前記二次誤差信号の周波数領
域におけるスペクトル強度最大のものから幾つかの周波
数を選定し，前記選定された周波数および前記選定され
た周波数のスペクトル係数を符号化したものとによっ
て，前記二次誤差信号の符号とするものである。

【００３４】また，請求項２１に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号の強度最大
のものからあらかじめ定められた数のサンプル位置を選
定し，前記選定されたサンプル位置および前記選定され
たサンプル位置の振幅を符号化したものと，前記二次誤
差信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大のもの
からあらかじめ定められた周波数を選定し，前記選定さ
れた周波数および前記選定された周波数のスペクトル係
数を符号化したものとによって，前記二次誤差信号の符
号とするものである。

【００３５】また，請求項２２に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号の強度最大
のものから幾つかのサンプル位置を選定し，前記選定さ
れたサンプル位置および前記選定されたサンプル位置の
振幅を符号化したものと，前記二次誤差信号の周波数領
域におけるスペクトル強度最大のものから幾つかの周波
数を選定し，前記選定された周波数および前記選定され
た周波数のスペクトル係数を符号化したものとを用い，
さらに選定数の合計数をあらかじめ定めた数にし，復号
音声のひずみが最も小さくなるように組み合わせを選択
することによって，前記二次誤差信号の符号とするもの
である。

【００３６】また，請求項２３に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記音声復号化手段が，前記符号化後の二次誤差信号で
ある雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信号に
乱数を加えるものである。

【００３７】また，請求項２４に係る音声圧縮符号化装
置は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置において，
前記音声復号化手段が，前記符号化後の二次誤差信号で
ある雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信号に
１／ｆゆらぎを加えるものである。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下，本発明の音声圧縮符号化方
法および音声圧縮符号化装置について，〔実施の形態
１〕，〔実施の形態２〕，〔実施の形態３〕，〔実施の
形態４〕，〔実施の形態５〕，〔実施の形態６〕，〔実
施の形態７〕の順で，図面を参照して詳細に説明する。

【００３９】〔実施の形態１〕図１は，実施の形態１の
音声圧縮符号化装置１００の概略構成図を示す。音声圧
縮符号化装置１００は，アナログ信号（アナログ音声波
形）を入力してディジタル信号（ディジタル音声波形）
に変換するＡ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換部１０１
と，Ａ／Ｄ変換部１０１からディジタル信号を入力し
て，圧縮符号化する音声符号化手段としての音声符号化
部１０２と，圧縮符号化された圧縮符号化信号を蓄積す
る蓄積手段としての蓄積部１０３と，圧縮符号化信号を
伸長復号する音声復号化手段としての音声復号化部１０
４と，復号化されたディジタル信号をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換手段としてのＤ／Ａ変換部１０５と，
から構成される。

【００４０】図２は，音声符号化部１０２のブロック構
成図を示し，入力したディジタル信号をあらかじめ定め
られたサンプル数のフレーム単位に分割し，フレーム信
号を出力するフレーム分割器２０１と，フレーム分割器
２０１で分割したフレーム（フレーム信号）から，フレ
ーム単位でスペクトル包絡を表すスペクトル包絡情報を
抽出して符号化するスペクトル包絡抽出器２０２と，フ
レーム分割器２０１で分割したフレームをさらにあらか
じめ定められたサンプル数のサブフレーム単位に分割
し，サブフレーム信号を出力するサブフレーム分割器２
０３と，スペクトル包絡抽出器２０２で抽出したスペク
トル包絡情報を用いて，サブフレーム分割器２０３で分
割したサブフレームからピッチ情報を抽出して符号化す
るピッチ情報抽出器２０４と，ピッチ情報とサブフレー
ム信号とを入力し，二次誤差信号を算出する二次誤差信
号算出器２０５と，二次誤差信号とスペクトル包絡情報
とから音源情報である雑音源情報を抽出して符号化する
雑音源抽出器２０６と，から構成される。

【００４１】以上の構成において，その動作を説明す
る。図１において，アナログ音声入力装置（図示せず）
から入力されたアナログ信号（アナログ音声波形）はＡ
／Ｄ変換部１０１によってディジタル信号に変換され
る。ここで，アナログ音声入力装置としては，例えば，
マイクロフォンや，ＣＤプレーヤ，カセットデッキ等が
挙げられる。

【００４２】続いて，ディジタル信号は，音声符号化部
１０２に送られ，図２に示すように，フレーム分割器２
０１によってあらかじめ定められたサンプル数（例え
ば，２４０サンプル）のフレームと呼ばれる単位に分割
される。このフレームはフレーム信号としてスペクトル
包絡抽出器２０２およびサブフレーム分割器２０３に出
力される。

【００４３】スペクトル包絡抽出器２０２は，該フレー
ム信号からスペクトル包絡情報を抽出して符号化し，ピ
ッチ情報抽出器２０４および二次誤差信号算出器２０５
へ出力する。スペクトル包絡情報としては，例えば，線
形予測分析に基づく線形予測係数，ＰＡＲＣＯＲ係数，
ＬＳＰ係数等が挙げられる。またスペクトル包絡情報の
符号化には，ベクトル量子化や，スカラー量子化，分割
ベクトル量子化，多段ベクトル量子化，予測量子化，あ
るいはそれらの複数の量子化の組み合わせが挙げられ
る。

【００４４】一方，サブフレーム分割器２０３は，フレ
ーム分割器２０１からフレーム信号を入力し，該フレー
ム信号をあらかじめ定められたサンプル数（例えば，６
０サンプル）に分割し，サブフレーム信号として出力す
る。

【００４５】各サブフレームは，ピッチ情報抽出器２０
４において，スペクトル包絡抽出器２０２によって抽出
されたスペクトル包絡情報を用いて，ピッチ情報が抽出
され，符号化される。ピッチ情報抽出には，ＣＥＬＰ方
式で用いられる適応符号帳探索，あるいはフーリエ変
換，ウェーブレット変換等のスペクトル包絡情報から求
める方法が適用できる。また，上記適応符号帳探索に
は，聴覚重みづけフィルタを用いる場合もある。なお，
聴覚重みづけフィルタは，前述した線形予測係数から構
成することができる。

【００４６】二次誤差信号算出器２０５では，サブフレ
ーム信号から，ピッチ情報抽出器２０４で抽出したピッ
チ成分（ピッチ情報）の影響を取り除いた成分（これを
二次誤差信号と呼ぶ）を算出し，雑音源抽出器２０６へ
出力する。

【００４７】雑音源抽出器２０６においては，二次誤差
信号を入力すると，この二次誤差信号を直接符号化し，
符号化した二次誤差信号（量子化二次誤差信号と呼ぶ）
を雑音源情報として出力する。ここで，雑音源抽出器２
０６で二次誤差信号を符号化する方法としては，二次誤
差信号の強度最大のものからあらかじめ定められた数の
サンプル位置を選定し，選定されたサンプル位置および
選定されたサンプル位置の強度を符号化することによっ
て，二次誤差信号を符号化する方法を適用する。これに
よって比較的演算量を少なくすることができる。

【００４８】なお，本発明に用いている音声符号化方法
は，ＣＥＬＰ音声符号化に属する符号化方法である。従
来のＣＥＬＰ方式では，二次誤差信号の符号帳を持ち，
符号帳に属する各符号ベクトルとスペクトル包絡情報と
から二次誤差信号を合成し，入力信号から得られた二次
誤差信号と比較し，そのひずみが最小となる符号を選択
することによって符号化を行っている。因みに，この探
索においては聴覚重みづけフィルタを用いることができ
る。

【００４９】ところが，ＣＥＬＰ方式は，低ビットレー
トで高品質の音声圧縮符号化技術であるものの，符号帳
探索のための演算量および符号帳を蓄えるためのメモリ
量の多さが問題となっている。これに対して，実施の形
態１では，二次誤差信号そのものを符号化するため，演
算量を削減でき，また符号帳を記憶する必要がないた
め，低メモリ量のＣＥＬＰ方式を提供することができ
る。

【００５０】このようにして音声符号化部１０２は，デ
ィジタル信号からスペクトル包絡情報，ピッチ情報およ
び雑音源情報を抽出して符号化し，これらを量子化信号
として出力する。これらの量子化信号は，圧縮符号化信
号として蓄積部１０３によって蓄積される。

【００５１】このようにして蓄積部１０３に蓄積された
圧縮符号化信号（量子化信号）は，必要に応じて，音声
復号化部１０４によって読み出されて復号化（復元）さ
れ，Ｄ／Ａ変換部１０５でアナログ信号（アナログ音声
波形）に変換される。

【００５２】このとき，音声復号化部１０４は，符号化
されたスペクトル包絡情報，ピッチ情報および雑音源情
報を復元し，復元した雑音源情報およびピッチ情報から
励振源信号を生成し，該励振源信号と復元したスペクト
ル包絡情報から復号音声（合成音声）を生成して，Ｄ／
Ａ変換部１０５に出力する。

【００５３】前述したように実施の形態１によれば，符
号帳を持たないため，符号帳に必要なメモリ量が削減で
き，さらにフィルタ計算を用いた符号帳探索を行わない
ため，演算量が削減できる。

【００５４】〔実施の形態２〕実施の形態２の音声圧縮
符号化装置は，二次誤差信号を符号化する際に，二次誤
差信号を周波数領域に変換した後，変換領域における係
数を符号化することにより，二次誤差信号の符号化とす
るものである。

【００５５】実施の形態２における周波数領域の係数と
しては，例えば，離散コサイン変換，離散フーリエ変
換，Ｋ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ）変換を用
いることができる。周波数領域は，少ないパラメータで
音声信号の特徴を表すことができるため，多くの音声処
理に用いられている。また，周波数領域への変換は，例
えば，ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いる等のように
低演算量で変換可能なものが知られている。したがっ
て，二次誤差信号を周波数領域に変換し，変換係数を符
号化することにより，演算量を大幅に削減することが可
能である。

【００５６】図３は，実施の形態２の雑音源抽出器３０
１の概略ブロック図を示す。なお，基本的な構成および
動作は，図１および図２で示した実施の形態１の音声圧
縮符号化装置と同様に付き，ここでは異なる部分のみを
説明する。

【００５７】雑音源抽出器３０１は，図示の如く，二次
誤差信号算出器２０５から入力した二次誤差信号を離散
コサイン変換によって周波数領域に変換する離散コサイ
ン変換器３０２と，離散コサイン変換器３０２から周波
数領域の係数（ＤＣＴ係数）を入力し，該係数を符号化
する係数符号化器３０３と，から構成される。

【００５８】なお，係数符号化器３０３は，変換領域に
おける係数（周波数領域の係数）を符号化する際に，二
次誤差信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大の
ものからあらかじめ定められた数（例えば，２）の周波
数を選定し，選定された周波数を符号化すると共に，そ
の周波数のスペクトル係数（強度）も量子化強度として
符号化する。符号化（量子化）の方法としては，例え
ば，振幅を対数変換し，その大きさ（強度）に対応させ
てあらかじめ設定した範囲に相当する符号を与える。こ
の場合，選択された周波数に与えられた番号，強度の属
する範囲に与えられた符号である量子化強度，および係
数の符号（＋／−）が二次誤差信号に対応する符号（す
なわち，雑音源情報）となる。

【００５９】このようにして生成された雑音源情報は，
実施の形態１と同様に蓄積部１０３に蓄積される。

【００６０】一方，実施の形態２の音声復号化部１０４
は，蓄積部１０３から雑音源情報として，周波数に与え
られた番号，量子化強度および係数の符号（＋／−）を
入力し，これらの雑音源情報から二次誤差信号を復元す
る必要があるため，離散コサイン係数を復元する構成お
よび離散コサイン係数から二次誤差信号を復元する構成
を追加する必要がある。

【００６１】図４は，実施の形態２の音声復号化部１０
４の一部構成を示し，図示の如く，符号化された係数を
入力して元の係数に復元する係数復元器４０１と，復元
した係数を周波数領域から時間領域に戻す逆離散コサイ
ン変換器４０２とを備えている。音声復号化部１０４で
は，蓄積部１０３から雑音源情報を入力すると，係数復
元器４０１においてこれらの符号から各係数を復元し，
さらに逆離散コサイン変換器４０２によって周波数領域
から時間領域に戻し，量子化二次誤差信号として復元す
る。なお，符号化側で，ピッチ情報抽出に適応符号帳探
索を用いる場合には，符号から各係数を復元し，時間領
域に戻し，さらにスペクトル包絡情報を用いた線形予測
逆フィルタ（図示せず）で残差領域に変換することによ
り，通常のＣＥＬＰにおける雑音符号ベクトルとして用
いることも可能である。

【００６２】前述したように実施の形態２によれば，実
施の形態１の効果に加えて，音声波形の特徴である周波
数特徴を符号化するので，少ないビット数で二次誤差信
号を符号化することができる。また，離散コサイン変換
は高速フーリエ変換によって高速かつ低演算量で実現す
ることが可能であるので，さらに低演算量の符号化が可
能となる。

【００６３】また，変換領域における係数を符号化する
際に，二次誤差信号の周波数領域におけるスペクトル強
度最大のものからあらかじめ定められた数の周波数を選
定し，選定された周波数および選定された周波数のスペ
クトル係数を符号化することによって，二次誤差信号を
符号化しているので，低演算量で二次誤差信号の符号化
を行うことができる。

【００６４】なお，実施の形態２では，周波数領域の変
換方法として，離散コサイン変換を用いたが，離散フー
リエ変換またはＫ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖ
ｅ）変換を用いても良く，同様に少ないビット数で二次
誤差信号を符号化することができる。

【００６５】〔実施の形態３〕実施の形態３の音声圧縮
符号化装置は，二次誤差信号を符号化する際に，二次誤
差信号の強度最大のものから幾つかのサンプル位置を選
定し，選定されたサンプル位置および選定されたサンプ
ル位置の振幅を符号化したものと，二次誤差信号の周波
数領域におけるスペクトル強度最大のものから幾つかの
周波数を選定し，選定された周波数および選定された周
波数のスペクトル係数を符号化したものとによって，二
次誤差信号を符号化するものである。

【００６６】図５は，実施の形態３の雑音源抽出器５０
１の概略ブロック図を示す。なお，基本的な構成および
動作は，図１および図２で示した実施の形態１の音声圧
縮符号化装置と同様に付き，ここでは異なる部分のみを
説明する。

【００６７】雑音源抽出器５０１は，図示の如く，二次
誤差信号を入力し，二次誤差信号の強度最大のものから
Ｎ１個のサンプルを選択し，その位置および強度を符号
化する係数符号化器５０２ａを有した時間領域符号化器
５０２と，二次誤差信号を入力し，周波数領域変換器５
０３ａで二次誤差信号を周波数領域に変換し，係数符号
化器５０３ｂで周波数の強度最大のものからＮ２個の周
波数を選択し，その周波数のスペクトル係数を符号化す
る周波数領域符号化器５０３と，時間領域符号化器５０
２および周波数領域符号化器５０３から送られてきたＮ
１＋Ｎ２個の符号のうち，時間領域からＭ１個，周波数
領域からＭ２個を，Ｍ１とＭ２との和があらかじめ定め
たＭ個となるように選択する係数選択器５０４と，から
構成される。

【００６８】以上の構成において，時間領域符号化器５
０２において，二次誤差信号の最大強度のものからＮ１
個のサンプルを選択し，その位置およびその強度を符号
化し，係数選択器５０４へ送る。

【００６９】また，周波数領域符号化器５０３におい
て，先ず，二次誤差信号を周波数領域に変換し，強度再
度のものからＮ２個の周波数を選択し，その周波数およ
びスペクトル係数を符号化し，係数選択器５０４へ送
る。

【００７０】係数選択器５０４では，時間領域符号化器
５０２および周波数領域符号化器５０３から送られてき
たＮ１＋Ｎ２個の符号のうち，時間領域からＭ１個，周
波数領域からＭ２個を，Ｍ１とＭ２との和があらかじめ
定めたＭ個となるように選択し，選択結果を二次誤差信
号の符号化したデータ（雑音源情報）として出力する。

【００７１】前述したように実施の形態３によれば，時
間領域の特徴と周波数領域の特徴との双方を組み合わせ
て符号化するため，実施の形態１または実施の形態２と
比較して，同ビットレートで高音質の復号音声を得るこ
とができる。

【００７２】〔実施の形態４〕実施の形態４の音声圧縮
符号化装置は，実施の形態３の音声圧縮符号化装置と同
様の構成において，二次誤差信号の強度最大のものから
あらかじめ定められた数のサンプル位置を選定し，選定
されたサンプル位置および選定されたサンプル位置の振
幅を符号化したものと，二次誤差信号の周波数領域にお
けるスペクトル強度最大のものからあらかじめ定められ
た周波数を選定し，選定された周波数および選定された
周波数のスペクトル係数を符号化したものとによって，
二次誤差信号を符号化するものである。

【００７３】具体的には，図５に示した実施の形態３の
雑音源抽出器５０１において，時間領域符号化器５０２
で選択するサンプル数Ｎ１と周波数領域符号化器５０３
で選択するサンプル数Ｎ２とを固定し，かつ，Ｍ＝Ｎ１
＋Ｎ２に設定した場合に相当する。

【００７４】実施の形態４によれば，実施の形態３と同
様に時間領域の特徴と周波数領域の特徴との双方を組み
合わせて符号化するため，実施の形態１または実施の形
態２と比較して，同ビットレートで高音質の復号音声を
得ることができる。

【００７５】〔実施の形態５〕実施の形態５の音声圧縮
符号化装置は，実施の形態３の音声圧縮符号化装置と同
様の構成において，二次誤差信号の強度最大のものから
幾つかのサンプル位置を選定し，選定されたサンプル位
置および選定されたサンプル位置の振幅を符号化したも
のと，二次誤差信号の周波数領域におけるスペクトル強
度最大のものから幾つかの周波数を選定し，選定された
周波数および選定された周波数のスペクトル係数を符号
化したものとを用い，さらに選定数の合計数をあらかじ
め定めた数にし，復号音声のひずみが最も小さくなるよ
うに組み合わせを選択することによって，二次誤差信号
を符号化するものである。換言すれば，復号音声のひず
みが最小となるように時間領域の係数および周波数領域
の係数の数を調整するものである。

【００７６】具体的には，図５に示した実施の形態３の
雑音源抽出器５０１において，係数選択器５０４で，サ
ンプル数Ｍ１，Ｍ２の組み合わせてとして考えられる全
ての組み合わせについて，入力音声とのひずみを算出
し，そのひずみが最も小さくなるＭ１とＭ２とを選択
し，その値に相当する符号を用いて二次誤差信号の符号
とする。なお，この場合にはＭ１とＭ２の組み合わせを
表現するための情報の符号化する必要があるが，例え
ば，Ｍが２とか，３といった値の場合，サブフレーム当
たり２ビット程度の増加で良い。

【００７７】実施の形態５によれば，実施の形態３と同
様に時間領域の特徴と周波数領域の特徴との双方を組み
合わせて符号化するため，実施の形態１または実施の形
態２と比較して，同ビットレートで高音質の復号音声を
得ることができる。

【００７８】また，実施の形態３と比較した場合でも，
復号音声のひずみが最小となるように時間領域の係数お
よび周波数領域の係数の数を調整するので，ビットレー
トを増やすことなく，さらに高音質の復号音声を得るこ
とができる。

【００７９】〔実施の形態６〕実施の形態６の音声圧縮
符号化装置は，実施の形態２と同様に，二次誤差信号を
符号化する際に，二次誤差信号を周波数領域に変換した
後，変換領域における係数を符号化することにより，二
次誤差信号の符号化とすることに加えて，さらに，雑音
源情報を復元する際に，復号側（本発明の音声復号化手
段）で，雑音源情報（符号化後の二次誤差信号）を時間
軸に戻した量子化二次誤差信号とした後，乱数を加える
ものである。なお，基本的な構成および動作は，実施の
形態２の音声圧縮符号化装置と同様に付き，ここでは異
なる部分のみを説明する。

【００８０】図６は，実施の形態６の音声復号化部１０
４の一部構成を示し，図示の如く，符号化された係数を
入力して元の係数に復元する係数復元器６０１と，復元
した係数を周波数領域から時間領域に戻す逆離散コサイ
ン変換器６０２と，量子化二次誤差信号に乱数を加える
ための白色雑音付加器６０３と，を備えている。なお，
ここでは，白色雑音を加えることによって乱数を与える
例を示すが，特にこれに限定するものではなく，他の方
法であっても良い。

【００８１】以上の構成において，その動作を説明す
る。音声復号化部１０４では，蓄積部１０３から雑音源
情報を入力すると，係数復元器６０１においてこれらの
符号から各係数を復元し，さらに逆離散コサイン変換器
６０２によって周波数領域から時間領域に戻し，量子化
二次誤差信号に復元する。続いて，白色雑音付加器６０
３で，量子化二次誤差信号に白色雑音を与えることによ
り乱数を加え，雑音付加量子化二次誤差信号として出力
する。

【００８２】符号側（音声符号化部１０２）において，
二次誤差信号を符号化する際に，二次誤差信号を周波数
領域に変換した後，強度が最大のものだけを残して符号
化した場合でも，それ以外のスペクトル成分が含まれる
ことが多い。したがって，実施の形態６に示すように，
復元側（音声復号化部１０４）で，量子化二次誤差信号
に乱数を加えることにより，実施の形態１〜実施の形態
５と比較して，より自然な復号音声を得ることができる
ようになる。

【００８３】〔実施の形態７〕実施の形態７の音声圧縮
符号化装置は，実施の形態２と同様に，二次誤差信号を
符号化する際に，二次誤差信号を周波数領域に変換した
後，変換領域における係数を符号化することにより，二
次誤差信号の符号化とすることに加えて，さらに，雑音
源情報を復元する際に，復号側（本発明の音声復号化手
段）で，雑音源情報（符号化後の二次誤差信号）を時間
軸に戻した量子化二次誤差信号とした後，１／ｆゆらぎ
を加えるものである。なお，基本的な構成および動作
は，実施の形態２の音声圧縮符号化装置と同様に付き，
ここでは異なる部分のみを説明する。

【００８４】図７は，実施の形態７の音声復号化部１０
４の一部構成を示し，図示の如く，符号化された係数を
入力して元の係数に復元する係数復元器７０１と，復元
した係数を周波数領域から時間領域に戻す逆離散コサイ
ン変換器７０２と，量子化二次誤差信号に１／ｆゆらぎ
を加えるための１／ｆゆらぎ付加器７０３と，を備えて
いる。

【００８５】以上の構成において，その動作を説明す
る。音声復号化部１０４では，蓄積部１０３から雑音源
情報を入力すると，係数復元器７０１においてこれらの
符号から各係数を復元し，さらに逆離散コサイン変換器
７０２によって周波数領域から時間領域に戻し，量子化
二次誤差信号に復元する。続いて，１／ｆゆらぎ付加器
７０３で，量子化二次誤差信号に１／ｆゆらぎを与える
ことにより乱数を加え，１／ｆゆらぎ付加量子化二次誤
差信号として出力する。

【００８６】符号側（音声符号化部１０２）において，
二次誤差信号を符号化する際に，例えば，二次誤差信号
を周波数領域に変換した後，強度が最大のものだけを残
して符号化した場合でも，それ以外のスペクトル成分が
含まれることが多い。したがって，実施の形態７に示す
ように，復元側（音声復号化部１０４）で，量子化二次
誤差信号に１／ｆゆらぎを加えることにより，実施の形
態１〜実施の形態５と比較して，より自然な復号音声を
得ることができるようになる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように，本発明の音声圧縮
符号化方法（請求項１）は，雑音源情報を抽出・符号化
する際に，フレームまたはサブフレームからピッチ情報
およびスペクトル包絡情報から生成されるピッチ成分音
声を除いた成分である二次誤差信号を抽出し，符号化す
ることによって雑音源情報の抽出・符号化を行うため，
ＣＥＬＰ方式の符号化の過程において，演算量を削減す
ると共に，メモリ量の低減を図ることができる。

【００８８】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項２）は，請求項１記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号を符号化する際に，二次誤差信号を周
波数領域に変換した後，変換領域における係数を符号化
することにより，二次誤差信号の符号化を行うため，換
言すれば，周波数特徴を符号化するため，少ないビット
数で二次誤差信号を符号化することができる。

【００８９】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項３）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号を周波数領域に変換する際に，離散コ
サイン変換を用いるため，高速かつ低演算量で符号化を
行うことができる。

【００９０】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項４）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号を周波数領域に変換する際に，離散フ
ーリエ変換を用いるため，高速かつ低演算量で符号化を
行うことができる。

【００９１】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項５）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号を周波数領域に変換する際に，Ｋ−Ｌ
（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ）変換を用いるため，
高速かつ低演算量で符号化を行うことができる。

【００９２】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項６）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，変換領域における係数を符号化する際に，二次誤差
信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大のものか
らあらかじめ定められた数の周波数を選定し，選定され
た周波数および選定された周波数のスペクトル係数を符
号化することによって，二次誤差信号の符号とするた
め，周波数領域の係数の符号化を比較的低演算量で実現
できる。

【００９３】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項７）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号の強度最大のものからあらかじめ定め
られた数のサンプル位置を選定し，選定されたサンプル
位置および選定されたサンプル位置の強度を符号化する
ことによって，二次誤差信号の符号とするため，周波数
領域の係数の符号化を比較的低演算量で実現できる。

【００９４】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項８）は，請求項１記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号の強度最大のものから幾つかのサンプ
ル位置を選定し，選定されたサンプル位置および選定さ
れたサンプル位置の振幅を符号化したものと，二次誤差
信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大のものか
ら幾つかの周波数を選定し，選定された周波数および選
定された周波数のスペクトル係数を符号化したものとに
よって，二次誤差信号の符号とするため，換言すれば，
時間領域の特徴と周波数領域の特徴との双方を組み合わ
せて符号化するため，同ビットレートで高音質の復号音
声を得ることができる。

【００９５】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項９）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号の強度最大のものからあらかじめ定め
られた数のサンプル位置を選定し，選定されたサンプル
位置および選定されたサンプル位置の振幅を符号化した
ものと，二次誤差信号の周波数領域におけるスペクトル
強度最大のものからあらかじめ定められた周波数を選定
し，選定された周波数および選定された周波数のスペク
トル係数を符号化したものとによって，二次誤差信号の
符号とするため，換言すれば，時間領域の特徴と周波数
領域の特徴との双方を組み合わせて符号化するため，同
ビットレートで高音質の復号音声を得ることができる。

【００９６】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項１０）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，二次誤差信号の強度最大のものから幾つかのサンプ
ル位置を選定し，選定されたサンプル位置および選定さ
れたサンプル位置の振幅を符号化したものと，二次誤差
信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大のものか
ら幾つかの周波数を選定し，選定された周波数および選
定された周波数のスペクトル係数を符号化したものとを
用い，さらに選定数の合計数をあらかじめ定めた数に
し，復号音声のひずみが最も小さくなるように組み合わ
せを選択することによって，二次誤差信号の符号とする
ため，ビットレートを増やすことなく，高音質の復号音
声を得ることができる。

【００９７】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項１１）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，符号化後の二次誤差信号である雑音源情報を時間軸
に戻した量子化二次誤差信号に乱数を加えるため，より
自然な復号音声を得ることができる。

【００９８】また，本発明の音声圧縮符号化方法（請求
項１２）は，請求項２記載の音声圧縮符号化方法におい
て，符号化後の二次誤差信号である雑音源情報を時間軸
に戻した量子化二次誤差信号に１／ｆゆらぎを加えるた
め，より自然な復号音声を得ることができる。

【００９９】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１３）は，音声符号化手段が，ディジタル音声波形を
フレームまたはサブフレームと呼ばれる単位に分割する
フレーム分割手段と，分割したフレームまたはサブフレ
ームの単位のそれぞれについて，スペクトル包絡を表す
スペクトル包絡情報，ピッチ情報および音源情報である
雑音源情報を抽出し，符号化する抽出・符号化手段と，
を含み，音声復号化手段が，符号化されたスペクトル包
絡情報，ピッチ情報および雑音源情報を復元する復元手
段と，復元した雑音源情報およびピッチ情報から励振源
信号を生成する励振源信号生成手段と，励振源信号と復
元したスペクトル包絡情報から合成音声を生成する合成
音声生成手段と，を含み，さらに，抽出・符号化手段
が，雑音源情報を抽出・符号化する際に，フレームまた
はサブフレームからピッチ情報およびスペクトル包絡情
報から生成されるピッチ成分音声を除いた成分である二
次誤差信号を抽出し，符号化することによって雑音源情
報の抽出・符号化を行うため，ＣＥＬＰ方式の符号化の
過程において，演算量を削減すると共に，メモリ量の低
減を図ることができる。

【０１００】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１４）は，請求項１３記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号を符号化する
際に，二次誤差信号を周波数領域に変換した後，変換領
域における係数を符号化することにより，二次誤差信号
の符号化を行うため，換言すれば，周波数特徴を符号化
するため，少ないビット数で二次誤差信号を符号化する
ことができる。

【０１０１】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１５）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号を周波数領域
に変換する際に，離散コサイン変換を用いるため，高速
かつ低演算量で符号化を行うことができる。

【０１０２】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１６）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号を周波数領域
に変換する際に，離散フーリエ変換を用いるため，高速
かつ低演算量で符号化を行うことができる。

【０１０３】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１７）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号を周波数領域
に変換する際に，Ｋ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖ
ｅ）変換を用いるため，高速かつ低演算量で符号化を行
うことができる。

【０１０４】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１８）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，変換領域における係数を符
号化する際に，二次誤差信号の周波数領域におけるスペ
クトル強度最大のものからあらかじめ定められた数の周
波数を選定し，選定された周波数および選定された周波
数のスペクトル係数を符号化することによって，二次誤
差信号の符号とするため，周波数領域の係数の符号化を
比較的低演算量で実現できる。

【０１０５】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項１９）は，請求項１３記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号の強度最大の
ものからあらかじめ定められた数のサンプル位置を選定
し，選定されたサンプル位置および選定されたサンプル
位置の強度を符号化することによって，二次誤差信号の
符号とするため，周波数領域の係数の符号化を比較的低
演算量で実現できる。

【０１０６】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項２０）は，請求項１３記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号の強度最大の
ものから幾つかのサンプル位置を選定し，選定されたサ
ンプル位置および選定されたサンプル位置の振幅を符号
化したものと，二次誤差信号の周波数領域におけるスペ
クトル強度最大のものから幾つかの周波数を選定し，選
定された周波数および選定された周波数のスペクトル係
数を符号化したものとによって，二次誤差信号の符号と
するため，換言すれば，時間領域の特徴と周波数領域の
特徴との双方を組み合わせて符号化するため，同ビット
レートで高音質の復号音声を得ることができる。

【０１０７】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項２１）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号の強度最大の
ものからあらかじめ定められた数のサンプル位置を選定
し，選定されたサンプル位置および選定されたサンプル
位置の振幅を符号化したものと，二次誤差信号の周波数
領域におけるスペクトル強度最大のものからあらかじめ
定められた周波数を選定し，選定された周波数および選
定された周波数のスペクトル係数を符号化したものとに
よって，二次誤差信号の符号とするため，換言すれば，
時間領域の特徴と周波数領域の特徴との双方を組み合わ
せて符号化するため，同ビットレートで高音質の復号音
声を得ることができる。

【０１０８】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項２２）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，抽出・符号化手段が，二次誤差信号の強度最大の
ものから幾つかのサンプル位置を選定し，選定されたサ
ンプル位置および選定されたサンプル位置の振幅を符号
化したものと，二次誤差信号の周波数領域におけるスペ
クトル強度最大のものから幾つかの周波数を選定し，選
定された周波数および選定された周波数のスペクトル係
数を符号化したものとを用い，さらに選定数の合計数を
あらかじめ定めた数にし，復号音声のひずみが最も小さ
くなるように組み合わせを選択することによって，二次
誤差信号の符号とするため，ビットレートを増やすこと
なく，高音質の復号音声を得ることができる。

【０１０９】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項２３）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，音声復号化手段が，符号化後の二次誤差信号であ
る雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信号に乱
数を加えるため，より自然な復号音声を得ることができ
る。

【０１１０】また，本発明の音声圧縮符号化装置（請求
項２４）は，請求項１４記載の音声圧縮符号化装置にお
いて，音声復号化手段が，符号化後の二次誤差信号であ
る雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信号に１
／ｆゆらぎを加えるため，より自然な復号音声を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の音声圧縮符号化装置の概略構成
図である。

【図２】実施の形態１の音声符号化部のブロック構成図
である。

【図３】実施の形態２の雑音源抽出器の概略ブロック図
である。

【図４】実施の形態２の音声復号化部の一部構成を示す
ブロック図である。

【図５】実施の形態３の雑音源抽出器の概略ブロック図
である。

【図６】実施の形態６の音声復号化部の一部構成を示す
ブロック図である。

【図７】実施の形態７の音声復号化部の一部構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１００音声圧縮符号化装置１０１Ａ／Ｄ変換部１０２音声符号化部１０３蓄積部１０４音声復号化部１０５Ｄ／Ａ変換部２０１フレーム分割器２０２スペクトル包絡抽出器２０３サブフレーム分割器２０４ピッチ情報抽出器２０５二次誤差信号算出器２０６雑音源抽出器３０１雑音源抽出器３０２離散コサイン変換器３０３係数符号化器４０１係数復元器４０２逆離散コサイン変換器５０１雑音源抽出器５０２時間領域符号化器５０２ａ係数符号化器５０３周波数領域符号化器５０３ａ周波数領域変換器５０３ｂ係数符号化器５０４係数選択器６０１係数復元器６０２逆離散コサイン変換器６０３白色雑音付加器７０１係数復元器７０２逆離散コサイン変換器７０３１／ｆゆらぎ付加器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アナログ音声波形を入力してディジタル
音声波形に変換する第１の工程と，前記ディジタル音声
波形を所定の符号化方式で符号化する第２の工程と，前
記符号化された音声波形を蓄積する第３の工程と，前記
蓄積されたディジタル音声波形を取り出して復号化する
第４の工程と，前記復号化されたディジタル音声波形を
アナログ音声波形に変換する第５の工程と，を有する音
声圧縮符号化方法において，前記第２の工程が，前記デ
ィジタル音声波形をフレームまたはサブフレームと呼ば
れる単位に分割するフレーム分割工程と，前記分割した
フレームまたはサブフレームの単位のそれぞれについ
て，スペクトル包絡を表すスペクトル包絡情報，ピッチ
情報および音源情報である雑音源情報を抽出し，符号化
する抽出・符号化工程と，を含み，前記第４の工程が，
符号化された前記スペクトル包絡情報，ピッチ情報およ
び雑音源情報を復元する復元工程と，前記復元した雑音
源情報およびピッチ情報から励振源信号を生成する励振
源信号生成工程と，前記励振源信号と前記復元したスペ
クトル包絡情報から合成音声を生成する合成音声生成工
程と，を含み，さらに，前記抽出・符号化工程が，前記
雑音源情報を抽出・符号化する際に，前記フレームまた
はサブフレームから前記ピッチ情報および前記スペクト
ル包絡情報から生成されるピッチ成分音声を除いた成分
である二次誤差信号を抽出し，符号化することによって
前記雑音源情報の抽出・符号化を行うことを特徴とする
音声圧縮符号化方法。
【請求項２】請求項１記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を符
号化する際に，前記二次誤差信号を周波数領域に変換し
た後，変換領域における係数を符号化することにより，
前記二次誤差信号の符号化を行うことを特徴とする音声
圧縮符号化方法。
【請求項３】請求項２記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を周
波数領域に変換する際に，離散コサイン変換を用いるこ
とを特徴とする音声圧縮符号化方法。
【請求項４】請求項２記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を周
波数領域に変換する際に，離散フーリエ変換を用いるこ
とを特徴とする音声圧縮符号化方法。
【請求項５】請求項２記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号を周
波数領域に変換する際に，Ｋ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−
Ｌｏｅｖｅ）変換を用いることを特徴とする音声圧縮符
号化方法。
【請求項６】請求項２記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記変換領域における
係数を符号化する際に，前記二次誤差信号の周波数領域
におけるスペクトル強度最大のものからあらかじめ定め
られた数の周波数を選定し，前記選定された周波数およ
び前記選定された周波数のスペクトル係数を符号化する
ことによって，前記二次誤差信号の符号とすることを特
徴とする音声圧縮符号化方法。
【請求項７】請求項１記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強
度最大のものからあらかじめ定められた数のサンプル位
置を選定し，前記選定されたサンプル位置および前記選
定されたサンプル位置の強度を符号化することによっ
て，前記二次誤差信号の符号とすることを特徴とする音
声圧縮符号化方法。
【請求項８】請求項１記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強
度最大のものから幾つかのサンプル位置を選定し，前記
選定されたサンプル位置および前記選定されたサンプル
位置の振幅を符号化したものと，前記二次誤差信号の周
波数領域におけるスペクトル強度最大のものから幾つか
の周波数を選定し，前記選定された周波数および前記選
定された周波数のスペクトル係数を符号化したものとに
よって，前記二次誤差信号の符号とすることを特徴とす
る音声圧縮符号化方法。
【請求項９】請求項２記載の音声圧縮符号化方法にお
いて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の強
度最大のものからあらかじめ定められた数のサンプル位
置を選定し，前記選定されたサンプル位置および前記選
定されたサンプル位置の振幅を符号化したものと，前記
二次誤差信号の周波数領域におけるスペクトル強度最大
のものからあらかじめ定められた周波数を選定し，前記
選定された周波数および前記選定された周波数のスペク
トル係数を符号化したものとによって，前記二次誤差信
号の符号とすることを特徴とする音声圧縮符号化方法。
【請求項１０】請求項２記載の音声圧縮符号化方法に
おいて，前記抽出・符号化工程が，前記二次誤差信号の
強度最大のものから幾つかのサンプル位置を選定し，前
記選定されたサンプル位置および前記選定されたサンプ
ル位置の振幅を符号化したものと，前記二次誤差信号の
周波数領域におけるスペクトル強度最大のものから幾つ
かの周波数を選定し，前記選定された周波数および前記
選定された周波数のスペクトル係数を符号化したものと
を用い，さらに選定数の合計数をあらかじめ定めた数に
し，復号音声のひずみが最も小さくなるように組み合わ
せを選択することによって，前記二次誤差信号の符号と
することを特徴とする音声圧縮符号化方法。
【請求項１１】請求項２記載の音声圧縮符号化方法に
おいて，前記第４の工程が，前記符号化後の二次誤差信
号である雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信
号に乱数を加える工程を含むことを特徴とする音声圧縮
符号化方法。
【請求項１２】請求項２記載の音声圧縮符号化方法に
おいて，前記第４の工程が，前記符号化後の二次誤差信
号である雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次誤差信
号に１／ｆゆらぎを加える工程を含むことを特徴とする
音声圧縮符号化方法。
【請求項１３】アナログ音声波形を入力してディジタ
ル音声波形に変換するＡ／Ｄ変換手段と，前記ディジタ
ル音声波形を所定の符号化方式で符号化する音声符号化
手段と，前記符号化された音声波形を蓄積する蓄積手段
と，前記蓄積手段から前記符号化されたディジタル音声
波形を取り出して復号化する音声復号化手段と，前記復
号化されたディジタル音声波形をアナログ音声波形に変
換するＤ／Ａ変換手段と，を備えた音声圧縮符号化装置
において，前記音声符号化手段が，前記ディジタル音声
波形をフレームまたはサブフレームと呼ばれる単位に分
割するフレーム分割手段と，前記分割したフレームまた
はサブフレームの単位のそれぞれについて，スペクトル
包絡を表すスペクトル包絡情報，ピッチ情報および音源
情報である雑音源情報を抽出し，符号化する抽出・符号
化手段と，を含み，前記音声復号化手段が，符号化され
た前記スペクトル包絡情報，ピッチ情報および雑音源情
報を復元する復元手段と，前記復元した雑音源情報およ
びピッチ情報から励振源信号を生成する励振源信号生成
手段と，前記励振源信号と前記復元したスペクトル包絡
情報から合成音声を生成する合成音声生成手段と，を含
み，さらに，前記抽出・符号化手段が，前記雑音源情報
を抽出・符号化する際に，前記フレームまたはサブフレ
ームから前記ピッチ情報および前記スペクトル包絡情報
から生成されるピッチ成分音声を除いた成分である二次
誤差信号を抽出し，符号化することによって前記雑音源
情報の抽出・符号化を行うことを特徴とする音声圧縮符
号化装置。
【請求項１４】請求項１３記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
を符号化する際に，前記二次誤差信号を周波数領域に変
換した後，変換領域における係数を符号化することによ
り，前記二次誤差信号の符号化を行うことを特徴とする
音声圧縮符号化装置。
【請求項１５】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
を周波数領域に変換する際に，離散コサイン変換を用い
ることを特徴とする音声圧縮符号化装置。
【請求項１６】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
を周波数領域に変換する際に，離散フーリエ変換を用い
ることを特徴とする音声圧縮符号化装置。
【請求項１７】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
を周波数領域に変換する際に，Ｋ−Ｌ（Ｋａｒｈｕｎｅ
ｎ−Ｌｏｅｖｅ）変換を用いることを特徴とする音声圧
縮符号化装置。
【請求項１８】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記変換領域にお
ける係数を符号化する際に，前記二次誤差信号の周波数
領域におけるスペクトル強度最大のものからあらかじめ
定められた数の周波数を選定し，前記選定された周波数
および前記選定された周波数のスペクトル係数を符号化
することによって，前記二次誤差信号の符号とすること
を特徴とする音声圧縮符号化装置。
【請求項１９】請求項１３記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
の強度最大のものからあらかじめ定められた数のサンプ
ル位置を選定し，前記選定されたサンプル位置および前
記選定されたサンプル位置の強度を符号化することによ
って，前記二次誤差信号の符号とすることを特徴とする
音声圧縮符号化装置。
【請求項２０】請求項１３記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
の強度最大のものから幾つかのサンプル位置を選定し，
前記選定されたサンプル位置および前記選定されたサン
プル位置の振幅を符号化したものと，前記二次誤差信号
の周波数領域におけるスペクトル強度最大のものから幾
つかの周波数を選定し，前記選定された周波数および前
記選定された周波数のスペクトル係数を符号化したもの
とによって，前記二次誤差信号の符号とすることを特徴
とする音声圧縮符号化装置。
【請求項２１】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
の強度最大のものからあらかじめ定められた数のサンプ
ル位置を選定し，前記選定されたサンプル位置および前
記選定されたサンプル位置の振幅を符号化したものと，
前記二次誤差信号の周波数領域におけるスペクトル強度
最大のものからあらかじめ定められた周波数を選定し，
前記選定された周波数および前記選定された周波数のス
ペクトル係数を符号化したものとによって，前記二次誤
差信号の符号とすることを特徴とする音声圧縮符号化装
置。
【請求項２２】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記抽出・符号化手段が，前記二次誤差信号
の強度最大のものから幾つかのサンプル位置を選定し，
前記選定されたサンプル位置および前記選定されたサン
プル位置の振幅を符号化したものと，前記二次誤差信号
の周波数領域におけるスペクトル強度最大のものから幾
つかの周波数を選定し，前記選定された周波数および前
記選定された周波数のスペクトル係数を符号化したもの
とを用い，さらに選定数の合計数をあらかじめ定めた数
にし，復号音声のひずみが最も小さくなるように組み合
わせを選択することによって，前記二次誤差信号の符号
とすることを特徴とする音声圧縮符号化装置。
【請求項２３】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記音声復号化手段が，前記符号化後の二次
誤差信号である雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次
誤差信号に乱数を加えることを特徴とする音声圧縮符号
化装置。
【請求項２４】請求項１４記載の音声圧縮符号化装置
において，前記音声復号化手段が，前記符号化後の二次
誤差信号である雑音源情報を時間軸に戻した量子化二次
誤差信号に１／ｆゆらぎを加えることを特徴とする音声
圧縮符号化装置。