JPH1055199A - 音声符号化並びに復号化方法及びその装置 - Google Patents
音声符号化並びに復号化方法及びその装置Info
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- JPH1055199A JPH1055199A JP9135575A JP13557597A JPH1055199A JP H1055199 A JPH1055199 A JP H1055199A JP 9135575 A JP9135575 A JP 9135575A JP 13557597 A JP13557597 A JP 13557597A JP H1055199 A JPH1055199 A JP H1055199A
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- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
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- G10L2019/0001—Codebooks
- G10L2019/0002—Codebook adaptations
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 再生コード励起線形予測方法を用いる音声符
号化並びに復号化方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 （ａ）音声信号から短区間線形予測を行
い音声スペクトルを抽出する音声スペクトル分析過程
と、（ｂ）前処理された音声をホルマント加重フィルタ
に通させてホルマント領域の誤差範囲を広げ、音声合成
フィルタと高調波雑音成形フィルタを通過させてピッチ
オンセット領域における誤差範囲を広げる加重フィルタ
リング過程と、（ｃ）音声の残差により抽出された開ル
ープピッチを用いて適応コードブックを探索する適応コ
ードブック探索過程と、（ｄ）適応コードブックの励起
信号から生成された再生励起コードブックを探索する再
生コードブック探索過程と、（ｅ）前記（ｃ）過程と
（ｄ）の各種のパラメータに所定のビットを割当ててビ
ットストリームを形成するパケット化過程とを備える。
号化並びに復号化方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 （ａ）音声信号から短区間線形予測を行
い音声スペクトルを抽出する音声スペクトル分析過程
と、（ｂ）前処理された音声をホルマント加重フィルタ
に通させてホルマント領域の誤差範囲を広げ、音声合成
フィルタと高調波雑音成形フィルタを通過させてピッチ
オンセット領域における誤差範囲を広げる加重フィルタ
リング過程と、（ｃ）音声の残差により抽出された開ル
ープピッチを用いて適応コードブックを探索する適応コ
ードブック探索過程と、（ｄ）適応コードブックの励起
信号から生成された再生励起コードブックを探索する再
生コードブック探索過程と、（ｅ）前記（ｃ）過程と
（ｄ）の各種のパラメータに所定のビットを割当ててビ
ットストリームを形成するパケット化過程とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音声符号化並びに復
号化方法及びその装置に係り、特に再生コード励起線形
予測（Renewal Code-Excited Linear Prediction：以
下、ＲＣＥＬＰと称する）符号化並びに復号化方法及び
その装置に関する。
号化方法及びその装置に係り、特に再生コード励起線形
予測（Renewal Code-Excited Linear Prediction：以
下、ＲＣＥＬＰと称する）符号化並びに復号化方法及び
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、一般的なコード励起線形予測
（Code-Excited Linear Prediction：以下、ＣＥＬＰと
称する）符号化方法を示す。図１３において、１０１段
階では、分析しようとする音声の一定の区間（１フレー
ム、Ｎとする）を収集する。ここで、１フレームは一般
的に２０〜３０ｍｓであり、８ｋＨｚでサンプリングす
る場合は、１６０〜２４０サンプルを含む。
（Code-Excited Linear Prediction：以下、ＣＥＬＰと
称する）符号化方法を示す。図１３において、１０１段
階では、分析しようとする音声の一定の区間（１フレー
ム、Ｎとする）を収集する。ここで、１フレームは一般
的に２０〜３０ｍｓであり、８ｋＨｚでサンプリングす
る場合は、１６０〜２４０サンプルを含む。
【０００３】１０２段階では、収集された１フレームの
音声データから直流成分を取り除くために高域濾波を行
う。１０３段階では、線形予測（Linear Prediction；
以下、ＬＰという）技法で音声の特徴パラメータ
（ａ1，ａ2，…，ａp）を求める。このパラメータをＬ
ＰＣ係数という。前記ＬＰＣ係数は、次の、数１のよう
に窓関数により加重された音声信号（Ｓw（ｎ））をｐ
次の線形多項式で近似させる場合の多項式の係数にあた
る。
音声データから直流成分を取り除くために高域濾波を行
う。１０３段階では、線形予測（Linear Prediction；
以下、ＬＰという）技法で音声の特徴パラメータ
（ａ1，ａ2，…，ａp）を求める。このパラメータをＬ
ＰＣ係数という。前記ＬＰＣ係数は、次の、数１のよう
に窓関数により加重された音声信号（Ｓw（ｎ））をｐ
次の線形多項式で近似させる場合の多項式の係数にあた
る。
【０００４】
【数１】 すなわち、次の数２の値を最小とする係数を計算する。
【数２】 このように得られたＬＰＣ係数は、量子化されて伝送さ
れるまえに、１０４段階で伝送効率を高め、サブフレー
ムの補間特性の良い線スペクトル対（Line Spectrum Pa
irs；以下、ＬＳＰという）係数に変換される。前記Ｌ
ＳＰ係数は１０５段階で量子化される。その量子化され
たＬＳＰ係数は、１０６段階において、符号化部と復号
化部の同期を合わせるために逆量子化される。
れるまえに、１０４段階で伝送効率を高め、サブフレー
ムの補間特性の良い線スペクトル対（Line Spectrum Pa
irs；以下、ＬＳＰという）係数に変換される。前記Ｌ
ＳＰ係数は１０５段階で量子化される。その量子化され
たＬＳＰ係数は、１０６段階において、符号化部と復号
化部の同期を合わせるために逆量子化される。
【０００５】１０７段階では、このように分析された音
声パラメータから音声の周期性を取り除き、雑音コード
ブックにモデリングするために音声区間をＳ個のサブフ
レームに分ける。ここでは、説明の便宜のため、サブフ
レームＳの数を４に限定する。ｓ番目のサブフレームに
対するｉ番目の音声パラメータｗi s（ｓ＝０，１，２，
３、Ｉ＝１，２，…，ｐ）は、次の数３により得られ
る。
声パラメータから音声の周期性を取り除き、雑音コード
ブックにモデリングするために音声区間をＳ個のサブフ
レームに分ける。ここでは、説明の便宜のため、サブフ
レームＳの数を４に限定する。ｓ番目のサブフレームに
対するｉ番目の音声パラメータｗi s（ｓ＝０，１，２，
３、Ｉ＝１，２，…，ｐ）は、次の数３により得られ
る。
【数３】
【０００６】ここで、ｗi（ｎ−１）とｗi（ｎ）はそれ
ぞれ直前のフレームと現在のフレームのｉ番目のＬＳＰ
係数を示す。１０８段階では、補間されたＬＳＰ係数を
再びＬＰＣ係数に変換する。このサブフレームＬＰＣ係
数は、１０９，１１０，１１２段階で用いられる音声合
成フィルタ１／Ａ（ｚ）とエラー加重フィルタＡ（ｚ）
／Ａ（ｚ／ｖ）を構成する。音声合成フィルタ１／Ａ
（ｚ）とエラー加重フィルタＡ（ｚ）／Ａ（ｚ／ｖ）
は、それぞれ次の数４及び数５のとおりである。
ぞれ直前のフレームと現在のフレームのｉ番目のＬＳＰ
係数を示す。１０８段階では、補間されたＬＳＰ係数を
再びＬＰＣ係数に変換する。このサブフレームＬＰＣ係
数は、１０９，１１０，１１２段階で用いられる音声合
成フィルタ１／Ａ（ｚ）とエラー加重フィルタＡ（ｚ）
／Ａ（ｚ／ｖ）を構成する。音声合成フィルタ１／Ａ
（ｚ）とエラー加重フィルタＡ（ｚ）／Ａ（ｚ／ｖ）
は、それぞれ次の数４及び数５のとおりである。
【数４】
【数５】
【０００７】１０９段階では、直前のフレームの合成フ
ィルタの影響を取り除く。ゼロ入力応答（Zero-Input R
esponse；以下、ＺＩＲという）ＳZIR（ｎ）は次の数６
のように求められる。ここで、ｓ￣（ｎ）は以前のサブ
フレームで合成された信号を示す。尚、記号“ｓ￣”は
数６において記号“ｓ”の上部に記号“￣”が付された
記号と同一の記号を示す。このＺＩＲの結果をもとの音
声信号ｓ（ｎ）から減算し、その減算の結果をｓ
d（ｎ）という。
ィルタの影響を取り除く。ゼロ入力応答（Zero-Input R
esponse；以下、ＺＩＲという）ＳZIR（ｎ）は次の数６
のように求められる。ここで、ｓ￣（ｎ）は以前のサブ
フレームで合成された信号を示す。尚、記号“ｓ￣”は
数６において記号“ｓ”の上部に記号“￣”が付された
記号と同一の記号を示す。このＺＩＲの結果をもとの音
声信号ｓ（ｎ）から減算し、その減算の結果をｓ
d（ｎ）という。
【数６】
【０００８】このｓd（ｎ）に最も近似しているコード
ブックを、適応コードブック１１３及び雑音コードブッ
ク１１４から探す。前記適応コードブックの探索過程と
雑音コードブックの探索過程をそれぞれ図１４及び図１
５を参照して説明する。図１４は適応コードブックを示
すものであり、前記数５にあたるエラー加重フィルタＡ
（ｚ）／Ａ（ｚ／ｖ）は信号ｓd（ｎ）と音声合成フィ
ルタにそれぞれ適用される。ｓd（ｎ）にエラー加重フ
ィルタを適用した信号をｓdw（ｎ）、適応コードブック
を用いてＬの遅延よりなる励起信号をＰL（ｎ）とする
と、２０２段階でフィルタリングされた信号はｇa・
ＰL′（ｎ）であり、二つの信号の差を最小とするＬ*と
ｇaを次の数７〜数９により求める。
ブックを、適応コードブック１１３及び雑音コードブッ
ク１１４から探す。前記適応コードブックの探索過程と
雑音コードブックの探索過程をそれぞれ図１４及び図１
５を参照して説明する。図１４は適応コードブックを示
すものであり、前記数５にあたるエラー加重フィルタＡ
（ｚ）／Ａ（ｚ／ｖ）は信号ｓd（ｎ）と音声合成フィ
ルタにそれぞれ適用される。ｓd（ｎ）にエラー加重フ
ィルタを適用した信号をｓdw（ｎ）、適応コードブック
を用いてＬの遅延よりなる励起信号をＰL（ｎ）とする
と、２０２段階でフィルタリングされた信号はｇa・
ＰL′（ｎ）であり、二つの信号の差を最小とするＬ*と
ｇaを次の数７〜数９により求める。
【０００９】
【数７】
【数８】
【数９】 このように得られたＬ*とｇaからのエラー信号をｓ
ew（ｎ）とし、この値は次の数１０のとおりである。
ew（ｎ）とし、この値は次の数１０のとおりである。
【数１０】
【００１０】図１５は雑音コードブックの探索過程を示
す。従来の方式では、雑音コードブックは所定のＭ個の
コードワードより構成される。雑音コードワードのう
ち、ｉ番目のコードワードｃi（ｎ）が選ばれると、こ
のコードワードは３０１段階でフィルタリングされてｇ
r・ｃi′（ｎ）となる。最適のコードワードとコードブ
ック利得は、次の数１１〜数１３により得られる。
す。従来の方式では、雑音コードブックは所定のＭ個の
コードワードより構成される。雑音コードワードのう
ち、ｉ番目のコードワードｃi（ｎ）が選ばれると、こ
のコードワードは３０１段階でフィルタリングされてｇ
r・ｃi′（ｎ）となる。最適のコードワードとコードブ
ック利得は、次の数１１〜数１３により得られる。
【００１１】
【数１１】
【数１２】
【数１３】 最終的に得られる音声フィルタの励起信号は次の数１４
のとおりである。
のとおりである。
【数１４】 前記数１４の結果は次のサブフレームの分析のための適
応コードブックの更新に用いられる。
応コードブックの更新に用いられる。
【００１２】一般に、音声符号化器の性能は現在の分析
音が符号化及び復号化された後に合成音が出るまでの時
間（処理遅延あるいはコーデック遅延：単位ｍｓ）、計
算量（単位：ＭＩＰＳ（Mega Instruction Per Secon
d））と伝送率（単位：ｋｂｉｔ／ｓ）に依存する。コ
ーデック遅延（codec delay）は符号化の際に一度に分
析する入力音声の長さにあたるフレームの長さに依存す
る。フレームが長い場合、コーデック遅延は増える。し
たがって、同一の伝送率で動作する符号化器の間にコー
デック遅延、フレームの長さ、計算量に応じて符号化器
の性能は異なる。
音が符号化及び復号化された後に合成音が出るまでの時
間（処理遅延あるいはコーデック遅延：単位ｍｓ）、計
算量（単位：ＭＩＰＳ（Mega Instruction Per Secon
d））と伝送率（単位：ｋｂｉｔ／ｓ）に依存する。コ
ーデック遅延（codec delay）は符号化の際に一度に分
析する入力音声の長さにあたるフレームの長さに依存す
る。フレームが長い場合、コーデック遅延は増える。し
たがって、同一の伝送率で動作する符号化器の間にコー
デック遅延、フレームの長さ、計算量に応じて符号化器
の性能は異なる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、固定
されたコードブックなしにコードブックを再生して用い
る音声符号化方法及び復号化方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、固定されたコードブックなし
にコードブックを再生して用いる音声符号化装置及び復
号化装置を提供することにある。
されたコードブックなしにコードブックを再生して用い
る音声符号化方法及び復号化方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、固定されたコードブックなし
にコードブックを再生して用いる音声符号化装置及び復
号化装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による音声符号化方法は、（ａ）音声信号から
短区間線形予測を行い音声スペクトルを抽出する音声ス
ペクトル分析過程と、（ｂ）前記前処理された音声に対
してホルマント加重フィルタを通過させて適応及び再生
コードブックの探索時にホルマント領域における誤差範
囲を広げ、音声合成フィルタと高調波雑音成形フィルタ
を通過させてピッチオンセット領域における誤差範囲を
広げる加重合成フィルタリング過程と、（ｃ）音声の残
差に基づいて抽出された開ループピッチを用いて適応コ
ードブックを探索する適応コードブック探索過程と、
（ｄ）適応コードブックの励起信号から生成された再生
励起コードブックを探索する再生コードブック探索過程
と、（ｅ）前記（ｃ）過程と（ｄ）過程により生成され
た各種のパラメータに対して所定のビットを割当ててビ
ットストリームを形成するパッケット化過程とを備える
ことを特徴とする。前記目的を達成するために本発明に
よる音声復号化方法は、（ａ）所定のビットが割当てら
れて伝送されたビットストリームから音声合成に必要と
されるパラメータを抽出するビットアンパッキング過程
と、（ｂ）前記（ａ）過程から抽出されたＬＳＰ係数を
逆量子化した後、サブ−サブフレームで補間を行いＬＰ
Ｃ係数に変換するＬＳＰ係数逆量子化過程と、（ｃ）前
記ビットアンパッキング過程から抽出された各サブフレ
ームの適応コードブックピッチとピッチ偏差値を用いて
適応コードブック励起信号を生成する適応コードブック
逆量子化過程と、（ｄ）前記ビットアンパッキング過程
から抽出された再生コードブックインデックスと利得イ
ンデックスを用いて再生励起コードブック励起信号を生
成する再生コードブック生成及び逆量子化過程と、
（ｅ）前記（ｃ）過程と（ｄ）過程により生成された励
起信号により音声を合成する音声合成過程とを備えるこ
とを特徴とする。
に本発明による音声符号化方法は、（ａ）音声信号から
短区間線形予測を行い音声スペクトルを抽出する音声ス
ペクトル分析過程と、（ｂ）前記前処理された音声に対
してホルマント加重フィルタを通過させて適応及び再生
コードブックの探索時にホルマント領域における誤差範
囲を広げ、音声合成フィルタと高調波雑音成形フィルタ
を通過させてピッチオンセット領域における誤差範囲を
広げる加重合成フィルタリング過程と、（ｃ）音声の残
差に基づいて抽出された開ループピッチを用いて適応コ
ードブックを探索する適応コードブック探索過程と、
（ｄ）適応コードブックの励起信号から生成された再生
励起コードブックを探索する再生コードブック探索過程
と、（ｅ）前記（ｃ）過程と（ｄ）過程により生成され
た各種のパラメータに対して所定のビットを割当ててビ
ットストリームを形成するパッケット化過程とを備える
ことを特徴とする。前記目的を達成するために本発明に
よる音声復号化方法は、（ａ）所定のビットが割当てら
れて伝送されたビットストリームから音声合成に必要と
されるパラメータを抽出するビットアンパッキング過程
と、（ｂ）前記（ａ）過程から抽出されたＬＳＰ係数を
逆量子化した後、サブ−サブフレームで補間を行いＬＰ
Ｃ係数に変換するＬＳＰ係数逆量子化過程と、（ｃ）前
記ビットアンパッキング過程から抽出された各サブフレ
ームの適応コードブックピッチとピッチ偏差値を用いて
適応コードブック励起信号を生成する適応コードブック
逆量子化過程と、（ｄ）前記ビットアンパッキング過程
から抽出された再生コードブックインデックスと利得イ
ンデックスを用いて再生励起コードブック励起信号を生
成する再生コードブック生成及び逆量子化過程と、
（ｅ）前記（ｃ）過程と（ｄ）過程により生成された励
起信号により音声を合成する音声合成過程とを備えるこ
とを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。図１は本発明による
再生コード励起線形予測符号化装置の符号化部を示すブ
ロック図である。これは、前処理部４０１，４０２、音
声スペクトル分析部４０３，４０４、加重フィルタ部４
０５，４０６、適応コードブック探索部４０９，４１
０，４１１，４１２、再生コードブック探索部４１３，
４１４，４１５、及びビットパッキング部４１８より構
成される。参照番号４０７，４０８は適応コードブック
と再生コードブックの探索に求められる段階であり、参
照番号４１６は適応コードブックと再生コードブックの
探索のための決定ロジックである。さらに、音声スペク
トル分析部は加重フィルタのためのＬＰＣ分析器４０３
と合成フィルタのための短区間予測器４０４とに分けら
れる。短区間予測器４０４は４２０段階から４２６段階
まで細かく分けられる。
明の実施の形態を詳しく説明する。図１は本発明による
再生コード励起線形予測符号化装置の符号化部を示すブ
ロック図である。これは、前処理部４０１，４０２、音
声スペクトル分析部４０３，４０４、加重フィルタ部４
０５，４０６、適応コードブック探索部４０９，４１
０，４１１，４１２、再生コードブック探索部４１３，
４１４，４１５、及びビットパッキング部４１８より構
成される。参照番号４０７，４０８は適応コードブック
と再生コードブックの探索に求められる段階であり、参
照番号４１６は適応コードブックと再生コードブックの
探索のための決定ロジックである。さらに、音声スペク
トル分析部は加重フィルタのためのＬＰＣ分析器４０３
と合成フィルタのための短区間予測器４０４とに分けら
れる。短区間予測器４０４は４２０段階から４２６段階
まで細かく分けられる。
【００１６】図１の構成に基づいて本発明による再生コ
ード励起線形予測符号化装置の符号化部の作用及び効果
に対して説明すると、次のとおりである。前処理部にお
いて、８ｋＨｚでサンプリングされた入力音声ｓ（ｎ）
はフレーマ４０１で音声分析のために２０ｍｓの音声デ
ータを収集して貯蔵する。音声サンプルの数は１６０で
ある。前処理器４０２は入力された音声から直流成分を
取り除くために高域フィルタリングを行う。
ード励起線形予測符号化装置の符号化部の作用及び効果
に対して説明すると、次のとおりである。前処理部にお
いて、８ｋＨｚでサンプリングされた入力音声ｓ（ｎ）
はフレーマ４０１で音声分析のために２０ｍｓの音声デ
ータを収集して貯蔵する。音声サンプルの数は１６０で
ある。前処理器４０２は入力された音声から直流成分を
取り除くために高域フィルタリングを行う。
【００１７】音声スペクトル分析部において、音声スペ
クトルを抽出するために高域フィルタリングされている
音声信号から短区間線形予測を行う。まず、１６０サン
プルの音声は三つの区間に分けられる。それらをサブフ
レームという。本発明においては、各サブフレームに５
３，５３，５４個のサンプルをそれぞれ割当てる。各サ
ブフレームは二つのサブ−サブフレーム（sub-subfram
e）に分けられ、ＬＰ分析器で各サブ−サブフレームは
それぞれ１６次の線形予測分析が行われる。すなわち、
合計６回の線形予測分析を行い、そのＬＰ分析の結果は
ＬＰＣとなる。この６種のＬＰＣ係数中の最終の係数は
現在の分析フレームを代表する。
クトルを抽出するために高域フィルタリングされている
音声信号から短区間線形予測を行う。まず、１６０サン
プルの音声は三つの区間に分けられる。それらをサブフ
レームという。本発明においては、各サブフレームに５
３，５３，５４個のサンプルをそれぞれ割当てる。各サ
ブフレームは二つのサブ−サブフレーム（sub-subfram
e）に分けられ、ＬＰ分析器で各サブ−サブフレームは
それぞれ１６次の線形予測分析が行われる。すなわち、
合計６回の線形予測分析を行い、そのＬＰ分析の結果は
ＬＰＣとなる。この６種のＬＰＣ係数中の最終の係数は
現在の分析フレームを代表する。
【００１８】短区間予測器４０４において、スケーラ４
２０は前記ＬＰＣ係数をスケーリングしてステップダウ
ンさせ、ＬＰＣ／ＬＳＰ変換器４２１は伝送効率の良い
ＬＳＰ係数に変換する。ベクトル量子化器（ＬＳＰ Ｖ
Ｑ：４２２）は、ＬＳＰ係数学習により予め作成されて
いるＬＳＰベクトル量子化コードブック４２６を用いて
量子化させる。ベクトル逆量子化器（ＬＳＰ ＶＱ-1：
４２３）は、量子化されたＬＳＰ係数に対して音声合成
フィルタと同期合わせをするため、ＬＳＰベクトル量子
化コードブック４２６を用いて逆量子化させる。
２０は前記ＬＰＣ係数をスケーリングしてステップダウ
ンさせ、ＬＰＣ／ＬＳＰ変換器４２１は伝送効率の良い
ＬＳＰ係数に変換する。ベクトル量子化器（ＬＳＰ Ｖ
Ｑ：４２２）は、ＬＳＰ係数学習により予め作成されて
いるＬＳＰベクトル量子化コードブック４２６を用いて
量子化させる。ベクトル逆量子化器（ＬＳＰ ＶＱ-1：
４２３）は、量子化されたＬＳＰ係数に対して音声合成
フィルタと同期合わせをするため、ＬＳＰベクトル量子
化コードブック４２６を用いて逆量子化させる。
【００１９】サブ−サブフレーム補間器４２４は、逆量
子化されたＬＳＰ係数に対してサブ−サブフレームの補
間を行う。本発明で用いられる各種のフィルタはＬＰＣ
係数に基づくので、補間されたＬＳＰ係数はＬＳＰ／Ｌ
ＰＣ変換器４２５で再びＬＰＣ係数に変換される。短区
間予測器４０４から出力された６種のＬＰＣ係数は、ゼ
ロ入力応答計算器４０７と加重合成フィルタ４０８を構
成するのに用いられる。すると、音声スペクトル分析に
用いられる各段階に対して詳しく説明する。
子化されたＬＳＰ係数に対してサブ−サブフレームの補
間を行う。本発明で用いられる各種のフィルタはＬＰＣ
係数に基づくので、補間されたＬＳＰ係数はＬＳＰ／Ｌ
ＰＣ変換器４２５で再びＬＰＣ係数に変換される。短区
間予測器４０４から出力された６種のＬＰＣ係数は、ゼ
ロ入力応答計算器４０７と加重合成フィルタ４０８を構
成するのに用いられる。すると、音声スペクトル分析に
用いられる各段階に対して詳しく説明する。
【００２０】まず、ＬＰＣ分析段階では、ＬＰＣ分析の
ための入力音声に、次の数１５に示したように、非対称
ハミングウィンドウを乗算する。
ための入力音声に、次の数１５に示したように、非対称
ハミングウィンドウを乗算する。
【数１５】 本発明で提案された非対称ハミングウィンドウｗ（ｎ）
は次の数１６のとおりである。
は次の数１６のとおりである。
【数１６】
【００２１】図３は音声分析とｗ（ｎ）の適用例を示
す。図３中の（ａ）は直前のフレームのハミングウィン
ドウを、（ｂ）は現在のフレームのハミングウィンドウ
を示す。本発明では、ＬＮ＝１７３、ＲＮ＝６７を用い
る。直前のフレームと現在のフレームとの間には８０個
のサンプルがオーバラップされており、前記ＬＰＣ係数
はｐ次の線形多項式で現在の音声を近似化する場合の多
項式の係数にあたる。ＬＰＣ分析は、次の数１７を最小
とする係数（ａ1，ａ2，…，ａ16）を探す。
す。図３中の（ａ）は直前のフレームのハミングウィン
ドウを、（ｂ）は現在のフレームのハミングウィンドウ
を示す。本発明では、ＬＮ＝１７３、ＲＮ＝６７を用い
る。直前のフレームと現在のフレームとの間には８０個
のサンプルがオーバラップされており、前記ＬＰＣ係数
はｐ次の線形多項式で現在の音声を近似化する場合の多
項式の係数にあたる。ＬＰＣ分析は、次の数１７を最小
とする係数（ａ1，ａ2，…，ａ16）を探す。
【数１７】
【００２２】ＬＰＣ係数を求めるために自動相関方法を
用いる。本発明では、自動相関方法からＬＰＣ係数を求
めるまえに、音声合成時に発生する異常現象を取り除く
ため、スペクトルスムージング技術を導入する。本発明
においては、９０Ｈｚのバンド幅を拡張するため、次の
数１８のような二項ウィンドウを自動相関係数に乗算す
る。
用いる。本発明では、自動相関方法からＬＰＣ係数を求
めるまえに、音声合成時に発生する異常現象を取り除く
ため、スペクトルスムージング技術を導入する。本発明
においては、９０Ｈｚのバンド幅を拡張するため、次の
数１８のような二項ウィンドウを自動相関係数に乗算す
る。
【数１８】 かつ、自動相関の第１係数に１．００３を乗算する白色
雑音補正技術を導入して３５ｄＢの信号対雑音の比（Ｓ
ＮＲ）の抑制効果が得られる。
雑音補正技術を導入して３５ｄＢの信号対雑音の比（Ｓ
ＮＲ）の抑制効果が得られる。
【００２３】次に、ＬＰＣ係数の量子化段階では、スケ
ーラ４２０は１６次のＬＰＣを１０次のＬＰＣに変換す
る。かつ、ＬＰＣ／ＬＳＰ変換器４２１は、ＬＰＣ係数
の量子化のために１０次のＬＰＣを１０次のＬＳＰ係数
に変換する。この変換されたＬＳＰ係数は、ＬＳＰ Ｖ
Ｑ（４２２）で２３ビットで量子化された後、再びＬＳ
Ｐ ＶＱ-1（４２３）で逆量子化される。量子化アルゴ
リズムは周知であるリンクドスプリットベクトル量子化
器を用いる。逆量子化されたＬＳＰ係数はサブ−サブフ
レーム補間器４２４でサブ−サブフレームの補間が行わ
れた後、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器４２５で再び１０次のＬ
ＰＣ係数に変換される。
ーラ４２０は１６次のＬＰＣを１０次のＬＰＣに変換す
る。かつ、ＬＰＣ／ＬＳＰ変換器４２１は、ＬＰＣ係数
の量子化のために１０次のＬＰＣを１０次のＬＳＰ係数
に変換する。この変換されたＬＳＰ係数は、ＬＳＰ Ｖ
Ｑ（４２２）で２３ビットで量子化された後、再びＬＳ
Ｐ ＶＱ-1（４２３）で逆量子化される。量子化アルゴ
リズムは周知であるリンクドスプリットベクトル量子化
器を用いる。逆量子化されたＬＳＰ係数はサブ−サブフ
レーム補間器４２４でサブ−サブフレームの補間が行わ
れた後、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器４２５で再び１０次のＬ
ＰＣ係数に変換される。
【００２４】ｓ（ｓ＝０，…，５）番目のサブ−サブフ
レームに対するｉ（ｉ＝１，…，１０）番目の音声パラ
メータは次の数１９のように得られる。
レームに対するｉ（ｉ＝１，…，１０）番目の音声パラ
メータは次の数１９のように得られる。
【数１９】 ここで、ｗi（ｎ−１）とｗi（ｎ）はそれぞれ直前のフ
レームと現在のフレームのｉ番目のＬＳＰ係数を示す。
レームと現在のフレームのｉ番目のＬＳＰ係数を示す。
【００２５】次に、加重フィルタ部に対して説明する。
加重フィルタは、ホルマント加重フィルタ４０５と高調
波雑音成形フィルタ４０６とから構成される。音声合成
フィルタ１／Ａ（ｚ）とホルマント加重フィルタＷ
（ｚ）は次の数２０のように得られる。
加重フィルタは、ホルマント加重フィルタ４０５と高調
波雑音成形フィルタ４０６とから構成される。音声合成
フィルタ１／Ａ（ｚ）とホルマント加重フィルタＷ
（ｚ）は次の数２０のように得られる。
【数２０】
【００２６】前処理された音声に対してホルマント加重
フィルタＷ（ｚ）（４０５）を通過させて適応及び再生
コードブックの探索時、ホルマント領域でエラーの範囲
を拡張させる。高調波雑音成形フィルタ４０６はピッチ
オンセット（pitch on-set）領域におけるエラーの範囲
を拡張させるために用いられるが、そのフィルタの形態
は次の数２１のとおりである。
フィルタＷ（ｚ）（４０５）を通過させて適応及び再生
コードブックの探索時、ホルマント領域でエラーの範囲
を拡張させる。高調波雑音成形フィルタ４０６はピッチ
オンセット（pitch on-set）領域におけるエラーの範囲
を拡張させるために用いられるが、そのフィルタの形態
は次の数２１のとおりである。
【数２１】
【００２７】高調波雑音成形フィルタ４０６における遅
延Ｔと利得値ｇrは次の数２２のように求める。ｓ
p（ｎ）がホルマント加重フィルタＷ（ｚ）（４０５）
を通過した後の信号をｓww（ｎ）とすると、
延Ｔと利得値ｇrは次の数２２のように求める。ｓ
p（ｎ）がホルマント加重フィルタＷ（ｚ）（４０５）
を通過した後の信号をｓww（ｎ）とすると、
【数２２】 ここで、ＰOLはピッチ探索器４０９で求めた開ループピ
ッチの値となる。開ループピッチ値の抽出は、フレーム
を代表するピッチを求める。一方、高調波雑音成形フィ
ルタ４０６は、現在のサブフレームの代表ピッチとその
際の利得を求める。この際、ピッチの範囲は開ループピ
ッチにおける２倍と半倍を考慮に入れる。
ッチの値となる。開ループピッチ値の抽出は、フレーム
を代表するピッチを求める。一方、高調波雑音成形フィ
ルタ４０６は、現在のサブフレームの代表ピッチとその
際の利得を求める。この際、ピッチの範囲は開ループピ
ッチにおける２倍と半倍を考慮に入れる。
【００２８】ゼロ入力応答計算器４０７は、直前のサブ
フレームの合成フィルタの影響を取り除く。ゼロ入力応
答（ＺＩＲ）は入力がゼロのときの合成フィルタの出力
に当たるが、これは、直前のサブフレームで合成された
信号による影響を示す。前記ＺＩＲの結果は、適応コー
ドブックや再生コードブックで用いる目標信号の修正に
用いられる。すなわち、もとの目標信号ｓw（ｎ）から
ＺＩＲであるｚ（ｎ）を減算して最終の目標信号ｓ
wz（ｎ）を求める。
フレームの合成フィルタの影響を取り除く。ゼロ入力応
答（ＺＩＲ）は入力がゼロのときの合成フィルタの出力
に当たるが、これは、直前のサブフレームで合成された
信号による影響を示す。前記ＺＩＲの結果は、適応コー
ドブックや再生コードブックで用いる目標信号の修正に
用いられる。すなわち、もとの目標信号ｓw（ｎ）から
ＺＩＲであるｚ（ｎ）を減算して最終の目標信号ｓ
wz（ｎ）を求める。
【００２９】次に、適応コードブック探索部について説
明する。適応コードブック探索部は、ピッチ探索器４０
９と適応コードブックアップデート器４１７とに大別さ
れる。ここで、ピッチ探索器４０９においては、開ルー
プピッチＰOLは音声の残差に基づいて抽出される。ま
ず、音声ｓp（ｎ）をＬＰＣ分析器４０３で得られた６
種のＬＰＣ係数で該当サブ−サブフレームをフィルタリ
ングする。残差信号をｅp（ｎ）とすると、ＰOLは次の
数２３のとおりである。
明する。適応コードブック探索部は、ピッチ探索器４０
９と適応コードブックアップデート器４１７とに大別さ
れる。ここで、ピッチ探索器４０９においては、開ルー
プピッチＰOLは音声の残差に基づいて抽出される。ま
ず、音声ｓp（ｎ）をＬＰＣ分析器４０３で得られた６
種のＬＰＣ係数で該当サブ−サブフレームをフィルタリ
ングする。残差信号をｅp（ｎ）とすると、ＰOLは次の
数２３のとおりである。
【数２３】
【００３０】次に、適応コードブック探索方法について
説明する。本発明における周期信号分析は、タップの数
が３のマルチタップ適応コードブック方法を用いる。Ｌ
の遅延により作成される励起信号をｖL（ｎ）とする
と、適応コードブックのための励起信号には、ｖ
L-1（ｎ），ｖL（ｎ），ｖL+1（ｎ）の３種が用いられ
る。図４は適応コードブック探索を説明するための過程
を示す。７０１段階のフィルタを通過した後の信号はそ
れぞれｇ-1ｒ′L-1（ｎ），ｇ0ｒ′L（ｎ），ｇ1ｒ′
L+1（ｎ）で表される。適応コードブックの利得ベクト
ルは、ｇv（ｇ-1，ｇ0，ｇ1）となる。したがって、目
標信号との差は次の数２４のとおりである。
説明する。本発明における周期信号分析は、タップの数
が３のマルチタップ適応コードブック方法を用いる。Ｌ
の遅延により作成される励起信号をｖL（ｎ）とする
と、適応コードブックのための励起信号には、ｖ
L-1（ｎ），ｖL（ｎ），ｖL+1（ｎ）の３種が用いられ
る。図４は適応コードブック探索を説明するための過程
を示す。７０１段階のフィルタを通過した後の信号はそ
れぞれｇ-1ｒ′L-1（ｎ），ｇ0ｒ′L（ｎ），ｇ1ｒ′
L+1（ｎ）で表される。適応コードブックの利得ベクト
ルは、ｇv（ｇ-1，ｇ0，ｇ1）となる。したがって、目
標信号との差は次の数２４のとおりである。
【数２４】
【００３１】前記数２４の自乗の和を最小とするｇv＝
（ｇ-1、ｇ0、ｇ1）は、予め構成された１２８個のコー
ドワードを有する適応コードブック利得ベクトル量子化
器４１２からそれぞれコードワードを一つずつ代入して
次の数２５を満足させる利得ベクトルのインデックスと
その際のピッチＴvを求める。
（ｇ-1、ｇ0、ｇ1）は、予め構成された１２８個のコー
ドワードを有する適応コードブック利得ベクトル量子化
器４１２からそれぞれコードワードを一つずつ代入して
次の数２５を満足させる利得ベクトルのインデックスと
その際のピッチＴvを求める。
【数２５】 ここで、ピッチ探索の範囲は次の数２６のように各サブ
フレームで異なる。
フレームで異なる。
【数２６】 適応コードブック探索後の適応コードブック励起信号ｖ
g（ｎ）は、図１に示したように、次の数２７のとおり
である。
g（ｎ）は、図１に示したように、次の数２７のとおり
である。
【数２７】
【００３２】次に、再生コードブック探索部について説
明する。再生励起コードブック発生器４１３は、前記数
２７の適応コードブック励起信号から再生励起コードブ
ックを生成する。この再生コードブックは、適応コード
ブックでモデリングされた後、その残差信号のモデリン
グに用いられる。すなわち、従来の固定コードブックは
分析音声に問わずメモリに貯蔵された一定のパターンで
音声をモデリングするが、再生コードブックは分析フレ
ーム毎に最適のコードブックを再生する。
明する。再生励起コードブック発生器４１３は、前記数
２７の適応コードブック励起信号から再生励起コードブ
ックを生成する。この再生コードブックは、適応コード
ブックでモデリングされた後、その残差信号のモデリン
グに用いられる。すなわち、従来の固定コードブックは
分析音声に問わずメモリに貯蔵された一定のパターンで
音声をモデリングするが、再生コードブックは分析フレ
ーム毎に最適のコードブックを再生する。
【００３３】次いで、メモリアップデート部について説
明する。前記結果から得られた適応コードブック励起信
号と再生コードブック励起信号との和は次数の異なるホ
ルマント加重フィルタＷ（ｚ）と音声合成フィルタ（１
／Ａ（ｚ））とから構成された加重合成フィルタ４０８
の入力となり、この信号は次のサブフレームの分析のた
めに適応コードブックアップデート器４１７で適応コー
ドブックをアップデートするのに用いられる。さらに、
加重合成フィルタ４０８を動作させて次のサブフレーム
のゼロ入力応答を求めるのに用いられる。
明する。前記結果から得られた適応コードブック励起信
号と再生コードブック励起信号との和は次数の異なるホ
ルマント加重フィルタＷ（ｚ）と音声合成フィルタ（１
／Ａ（ｚ））とから構成された加重合成フィルタ４０８
の入力となり、この信号は次のサブフレームの分析のた
めに適応コードブックアップデート器４１７で適応コー
ドブックをアップデートするのに用いられる。さらに、
加重合成フィルタ４０８を動作させて次のサブフレーム
のゼロ入力応答を求めるのに用いられる。
【００３４】次に、ビットパッキング部４１８について
説明する。音声モデリングの結果は、ＬＳＰ係数、各サ
ブフレームの適応コードブックのピッチＴvと開ループ
ピッチＰOLとの差である△Ｔ＝（Ｔv1−ＰOL，Ｔv2−Ｐ
OL，Ｔv3−ＰOL）、量子化された利得ベクトルのインデ
ックス（図１においては、アドレスと表される）、各サ
ブフレームの再生コードブックのコードブックインデッ
クス（ｃ（ｎ）のアドレス）、及び量子化された利得ｇ
cのインデックスである。各パラメータに次の表１のよ
うなビット割当てを行う。
説明する。音声モデリングの結果は、ＬＳＰ係数、各サ
ブフレームの適応コードブックのピッチＴvと開ループ
ピッチＰOLとの差である△Ｔ＝（Ｔv1−ＰOL，Ｔv2−Ｐ
OL，Ｔv3−ＰOL）、量子化された利得ベクトルのインデ
ックス（図１においては、アドレスと表される）、各サ
ブフレームの再生コードブックのコードブックインデッ
クス（ｃ（ｎ）のアドレス）、及び量子化された利得ｇ
cのインデックスである。各パラメータに次の表１のよ
うなビット割当てを行う。
【表１】
【００３５】図２は本発明による再生コード励起線形予
測符号化装置の復号化部を示すブロック図である。これ
は、ビットアンパッキング部５０１、ＬＳＰ逆量子化部
５０２，５０３，５０４、適応コードブック逆量子化部
５０５，５０６，５０７、再生コードブック生成及び逆
量子化部５０８，５０９、音声合成及び後処理部５１
１，５１２に大別される。各部分は符号化部の逆演算を
行う。
測符号化装置の復号化部を示すブロック図である。これ
は、ビットアンパッキング部５０１、ＬＳＰ逆量子化部
５０２，５０３，５０４、適応コードブック逆量子化部
５０５，５０６，５０７、再生コードブック生成及び逆
量子化部５０８，５０９、音声合成及び後処理部５１
１，５１２に大別される。各部分は符号化部の逆演算を
行う。
【００３６】図２の構成に基づき、本発明による再生コ
ード励起線形予測符号化装置の復号化部の作用及び効果
について説明すると、次のとおりである。まず、ビット
アンパッキング部５０１はビットパッキング部４１８の
逆演算を行う。表１に示したように、割当てられて伝送
されたビットストリームの８０ビットから音声合成に求
められるパラメータを抽出する。必要とされるパラメー
タとしては、ＬＳＰ係数のためのアドレス、各サブフレ
ームの適応コードブックのピッチ、Ｔvと開ループピッ
チＰOLとの差である△Ｔ＝（Ｔv1−ＰOL，Ｔv2−ＰO L，
Ｔv3−ＰOL）、量子化された利得ベクトルのインデック
ス（図１においては、アドレスと表される）、各サブフ
レームの再生コードブックのコードブックインデックス
（ｃ（ｎ）のアドレス）、及び量子化された利得ｇcの
インデックスである。
ード励起線形予測符号化装置の復号化部の作用及び効果
について説明すると、次のとおりである。まず、ビット
アンパッキング部５０１はビットパッキング部４１８の
逆演算を行う。表１に示したように、割当てられて伝送
されたビットストリームの８０ビットから音声合成に求
められるパラメータを抽出する。必要とされるパラメー
タとしては、ＬＳＰ係数のためのアドレス、各サブフレ
ームの適応コードブックのピッチ、Ｔvと開ループピッ
チＰOLとの差である△Ｔ＝（Ｔv1−ＰOL，Ｔv2−ＰO L，
Ｔv3−ＰOL）、量子化された利得ベクトルのインデック
ス（図１においては、アドレスと表される）、各サブフ
レームの再生コードブックのコードブックインデックス
（ｃ（ｎ）のアドレス）、及び量子化された利得ｇcの
インデックスである。
【００３７】次に、ＬＳＰ逆量子化部においては、ベク
トル逆量子化器ＬＳＰ ＶＱ-1（５０２）がＬＳＰ係数
の逆量子化を行う。その後、サブ−サブフレーム補間器
５０３が逆量子化されたＬＳＰ係数に対してサブ−サブ
フレームで補間を行い、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器５０４は
その結果を再びＬＰＣ係数に変換する。適応コードブッ
ク逆量子化部においては、ビットアンパッキング過程か
ら得られたサブフレームの適応コードブックピッチとピ
ッチ偏差値を用いて適応コードブック励起信号ｖ
g（ｎ）を生成する。
トル逆量子化器ＬＳＰ ＶＱ-1（５０２）がＬＳＰ係数
の逆量子化を行う。その後、サブ−サブフレーム補間器
５０３が逆量子化されたＬＳＰ係数に対してサブ−サブ
フレームで補間を行い、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器５０４は
その結果を再びＬＰＣ係数に変換する。適応コードブッ
ク逆量子化部においては、ビットアンパッキング過程か
ら得られたサブフレームの適応コードブックピッチとピ
ッチ偏差値を用いて適応コードブック励起信号ｖ
g（ｎ）を生成する。
【００３８】再生コードブック生成及び逆量子化部で
は、再生励起コードブック発生器５０８でパッケットの
下で得られた再生コードブックインデックスと利得イン
デックスを用いて再生励起コードブック励起信号ｃ
g（ｎ）を生成した後、これにより再生コードブックを
生成して逆量子化する。音声合成及び後処理部では、前
記適応コードブック逆量子化部と再生コードブック生成
及び逆量子化部により生成された励起信号ｒ（ｎ）は、
ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器５０４で変換されたＬＰＣ係数を
有する合成フィルタ５１１の入力となる。かつ、人間の
聴覚特性を考慮して再生された信号の品質を向上させる
ためにポストフィルタ５１２を経由する。
は、再生励起コードブック発生器５０８でパッケットの
下で得られた再生コードブックインデックスと利得イン
デックスを用いて再生励起コードブック励起信号ｃ
g（ｎ）を生成した後、これにより再生コードブックを
生成して逆量子化する。音声合成及び後処理部では、前
記適応コードブック逆量子化部と再生コードブック生成
及び逆量子化部により生成された励起信号ｒ（ｎ）は、
ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器５０４で変換されたＬＰＣ係数を
有する合成フィルタ５１１の入力となる。かつ、人間の
聴覚特性を考慮して再生された信号の品質を向上させる
ためにポストフィルタ５１２を経由する。
【００３９】伝送チャンネルに対する効果実験であるＡ
ＣＲ（Absolute Category Rating）実験１と周辺背景雑
音に対する効果実験であるＣＣＲ（Comparison Categor
y Rating）実験２により本発明によるＲＣＥＬＰ符号化
装置及び復号化装置の検証結果を示す。図５及び図６は
実験１，２のテスト条件を示す。
ＣＲ（Absolute Category Rating）実験１と周辺背景雑
音に対する効果実験であるＣＣＲ（Comparison Categor
y Rating）実験２により本発明によるＲＣＥＬＰ符号化
装置及び復号化装置の検証結果を示す。図５及び図６は
実験１，２のテスト条件を示す。
【００４０】図７〜図１２は実験１，２のテスト結果を
示す。図７は実験１のテスト結果を示す。図８はエラー
フリー、ランダムビットエラー、タンデミング及び入力
レベルに対する要件を示す図面である。図９はミッシン
グランダムフレームに対する要件を示す図面である。図
１０は実験２のテスト結果を示す。図１１はバブル、ビ
ークル及び干渉送話者雑音に対する要件を示す図面であ
る。図１２は、送話者依存性を示す図面である。
示す。図７は実験１のテスト結果を示す。図８はエラー
フリー、ランダムビットエラー、タンデミング及び入力
レベルに対する要件を示す図面である。図９はミッシン
グランダムフレームに対する要件を示す図面である。図
１０は実験２のテスト結果を示す。図１１はバブル、ビ
ークル及び干渉送話者雑音に対する要件を示す図面であ
る。図１２は、送話者依存性を示す図面である。
【００４１】本発明によるＲＣＥＬＰは、フレームの長
さ２０ｍｓ、コーデック遅延４５ｍｓを有しており、４
ｋｂｉｔ／ｓの伝送率で具現される。本発明による４ｋ
ｂｉｔ／ｓ ＲＣＥＬＰは、低伝送公衆電話網（Public
Switched Telephone Network；ＰＳＴＮ）画像電話
機、個人通信、移動電話機、メッセージ復元システム、
テープレス応答装置にも応用することができる。
さ２０ｍｓ、コーデック遅延４５ｍｓを有しており、４
ｋｂｉｔ／ｓの伝送率で具現される。本発明による４ｋ
ｂｉｔ／ｓ ＲＣＥＬＰは、低伝送公衆電話網（Public
Switched Telephone Network；ＰＳＴＮ）画像電話
機、個人通信、移動電話機、メッセージ復元システム、
テープレス応答装置にも応用することができる。
【００４２】
【発明の効果】上述したように、本発明による再生コー
ド励起線形予測符号化方法及び装置では、再生コードブ
ックという技法を提案することにより、ＣＥＬＰ系列の
符号化器を低伝送率で具現することができる。さらに、
サブ−サブフレームの補間を行うことにより、サブフレ
ームによる音声の変化を最小とし、各パラメータのビッ
ト数を調節することにより、可変伝送率符号化器への拡
張が容易である。
ド励起線形予測符号化方法及び装置では、再生コードブ
ックという技法を提案することにより、ＣＥＬＰ系列の
符号化器を低伝送率で具現することができる。さらに、
サブ−サブフレームの補間を行うことにより、サブフレ
ームによる音声の変化を最小とし、各パラメータのビッ
ト数を調節することにより、可変伝送率符号化器への拡
張が容易である。
【図１】 本発明による音声符号化装置の符号化部を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】 本発明による音声符号化装置の復号化部を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】 分析区間と非対称ハミングウィンドウの適用
範囲を示すグラフである。
範囲を示すグラフである。
【図４】 本発明による音声符号化装置において適応コ
ードブック探索過程を示す。
ードブック探索過程を示す。
【図５】 実験１のテスト条件を示す図表である。
【図６】 実験２のテスト条件を示す図表である。
【図７】 実験１のテスト結果を示す図表である。
【図８】 実験１のテスト結果を示す図表である。
【図９】 実験１のテスト結果を示す図表である。
【図１０】 実験２のテスト結果を示す図表である。
【図１１】 実験２のテスト結果を示す図表である。
【図１２】 実験２のテスト結果を示す図表である。
【図１３】 従来のコード励起線形予測（ＣＥＬＰ）符
号化方法を示す図である。
号化方法を示す図である。
【図１４】 図１３に示したＣＥＬＰ符号化方法におい
て適応コードブック探索過程を示す図である。
て適応コードブック探索過程を示す図である。
【図１５】 図１３に示したＣＥＬＰ符号化方法におい
て雑音コードブック探索過程を示す図である。
て雑音コードブック探索過程を示す図である。
４０１ フレーマ ４０２ 前処理器（上記４０１，４０２は前処理部を
なす） ４０３ ＬＰＣ分析器 ４０４ 短区間予測器（上記４０３，４０４は音声ス
ペクトル分析部をなす） ４０５ ホルマント加重フィルタ ４０６ 高調波雑音成形フィルタ（上記４０５，４０
６は加重フィルタ部をなす） ４０９ ピッチ探索器 ４１０ 適用コードブック ４１１ ピッチ探索器 ４１２ 適応コードブック利得ベクトル量子化器（上
記４０９〜４１２は適応コードブック探索部をなす） ４１３ 再生励起コードブック発生器 ４１４ 再生励起コードブック ４１５ 利得のＳＱ（上記４１３〜４１５は再生コー
ドブック探索部をなす） ４１８ ビットパッキング部 ５０２ ベクトル逆量子化器 ５０３ サブフレーム補間器 ５０４ ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器（上記５０２〜５０３
はＬＳＰ逆量子化部をなす） ５０５ 適応コードブック ５０６ ピッチ偏差符号化テーブル ５０７ 利得のＳＱ（上記５０５〜５０７は適応コー
ドブック逆量子化部をなす） ５０８ 再生励起コードブック発生器 ５０９ 再生励起コードブック（上記５０８，５０９
は再生コードブック生成及び逆量子化部をなす） ５１１ 合成フィルタ ５１２ ポストフィルタ（上記５１１，５１２は音声
合成及び後処理部をなす） ５０１ ビットアンパッキング部
なす） ４０３ ＬＰＣ分析器 ４０４ 短区間予測器（上記４０３，４０４は音声ス
ペクトル分析部をなす） ４０５ ホルマント加重フィルタ ４０６ 高調波雑音成形フィルタ（上記４０５，４０
６は加重フィルタ部をなす） ４０９ ピッチ探索器 ４１０ 適用コードブック ４１１ ピッチ探索器 ４１２ 適応コードブック利得ベクトル量子化器（上
記４０９〜４１２は適応コードブック探索部をなす） ４１３ 再生励起コードブック発生器 ４１４ 再生励起コードブック ４１５ 利得のＳＱ（上記４１３〜４１５は再生コー
ドブック探索部をなす） ４１８ ビットパッキング部 ５０２ ベクトル逆量子化器 ５０３ サブフレーム補間器 ５０４ ＬＳＰ／ＬＰＣ変換器（上記５０２〜５０３
はＬＳＰ逆量子化部をなす） ５０５ 適応コードブック ５０６ ピッチ偏差符号化テーブル ５０７ 利得のＳＱ（上記５０５〜５０７は適応コー
ドブック逆量子化部をなす） ５０８ 再生励起コードブック発生器 ５０９ 再生励起コードブック（上記５０８，５０９
は再生コードブック生成及び逆量子化部をなす） ５１１ 合成フィルタ ５１２ ポストフィルタ（上記５１１，５１２は音声
合成及び後処理部をなす） ５０１ ビットアンパッキング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 尚龍 大韓民国京畿道龍仁市水池邑豊▲徳▼川里 693番地三星１次アパート105棟1101號
Claims (10)
- 【請求項１】 （ａ）音声信号から短区間線形予測を行
い音声スペクトルを抽出する音声スペクトル分析過程
と、 （ｂ）前記前処理された音声に対してホルマント加重フ
ィルタを通過させて適応及び再生コードブックの探索時
にホルマント領域における誤差範囲を広げ、音声合成フ
ィルタと高調波雑音成形フィルタを通過させてピッチオ
ンセット領域における誤差範囲を広げる加重合成フィル
タリング過程と、 （ｃ）音声の残差に基づいて抽出された開ループピッチ
を用いて適応コードブックを探索する適応コードブック
探索過程と、 （ｄ）適応コードブックの励起信号から生成された再生
励起コードブックを探索する再生コードブック探索過程
と、 （ｅ）前記（ｃ）過程と（ｄ）過程により生成された各
種のパラメータに対して所定のビットを割当ててビット
ストリームを形成するパッケット化過程とを備えること
を特徴とする音声符号化方法。 - 【請求項２】 符号化しようとして入力された音声信号
に対して音声分析のための所定のフレーム長さで収集し
た後、高域フィルタリングする前処理過程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の音声符号化方法。 - 【請求項３】 前記加重フィルタリング過程で相異なる
次数のホルマント加重フィルタと音声合成フィルタを用
いることを特徴とする請求項１記載の音声符号化方法。 - 【請求項４】 前記ホルマント加重フィルタの次数は１
６、音声合成フィルタの次数は１０であることを特徴と
する請求項３記載の音声符号化方法。 - 【請求項５】 （ａ）所定のビットが割当てられて伝送
されたビットストリームから音声合成に必要とされるパ
ラメータを抽出するビットアンパッキング過程と、 （ｂ）前記（ａ）過程から抽出されたＬＳＰ係数を逆量
子化した後、サブ−サブフレームで補間を行いＬＰＣ係
数に変換するＬＳＰ係数逆量子化過程と、 （ｃ）前記ビットアンパッキング過程から抽出された各
サブフレームの適応コードブックピッチとピッチ偏差値
を用いて適応コードブック励起信号を生成する適応コー
ドブック逆量子化過程と、 （ｄ）前記ビットアンパッキング過程から抽出された再
生コードブックインデックスと利得インデックスを用い
て再生励起コードブック励起信号を生成する再生コード
ブック生成及び逆量子化過程と、 （ｅ）前記（ｃ）過程と（ｄ）過程により生成された励
起信号により音声を合成する音声合成過程とを備えるこ
とを特徴とする音声復号化方法。 - 【請求項６】 音声信号から短区間線形予測を行い音声
スペクトルを抽出する音声スペクトル分析部と、 前記前処理された音声信号に対してホルマント加重フィ
ルタを通過させて適応及び再生コードブックの探索時に
ホルマント領域における誤差範囲を広げ、音声合成フィ
ルタと高調波雑音成形フィルタを通過させてピッチオン
セット領域における誤差範囲を広げる加重合成フィルタ
と、 音声の残差に基づいて抽出された開ループピッチを用い
て適応コードブックを探索する適応コードブック探索部
と、 適応コードブックの励起信号から生成された再生励起コ
ードブックを探索する再生コードブック探索部と、 前記適応コードブック探索部と再生コードブック探索部
により生成された各種のパラメータに対して所定のビッ
トを割当ててビットストリームを形成するパッケット化
部とを備えることを特徴とする音声符号化装置。 - 【請求項７】 符号化しようとして入力された音声信号
に対して音声分析のための所定のフレーム長さで収集し
た後、高域フィルタリングする前処理部をさらに含むこ
とを特徴とする請求項６記載の音声符号化装置。 - 【請求項８】 前記加重合成フィルタは、相異なる次数
のホルマント加重フィルタと音声合成フィルタを備える
ことを特徴とする請求項６記載の音声符号化装置。 - 【請求項９】 前記ホルマント加重フィルタの次数は１
６、音声合成フィルタの次数は１０であることを特徴と
する請求項８記載の音声符号化装置。 - 【請求項１０】 所定のビットが割当てられて伝送され
たビットストリームから音声合成に必要なパラメータを
抽出するビットアンパッキング部と、 前記ビットアンパッキング部から抽出されたＬＳＰ係数
を逆量子化した後、サブ−サブフレームで補間を行いＬ
ＰＣ係数に変換するＬＳＰ係数逆量子化部と、 前記ビットアンパッキング部から抽出された各サブフレ
ームの適応コードブックピッチとピッチ偏差値を用いて
適応コードブック励起信号を生成する適応コードブック
逆量子化部と、 前記ビットアンパッキング部から抽出された再生コード
ブックインデックスと利得インデックスを用いて再生励
起コードブック励起信号を生成する再生コードブック生
成及び逆量子化部と、 前記適応コードブック逆量子化部と前記再生コードブッ
ク生成及び逆量子化部とにより生成された励起信号によ
り音声を合成する音声合成部とを備えることを特徴とす
る音声復号化装置。
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