JPS617900A - 音声信号のマルチパルス型符号化装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明はマルチパルス型符号化復号化装置に関し、特に
符号化側で分析、処理すべき音源、パルスの振幅または
位置、も′シ＜は振幅ならびに位置に関する決定を動的
計画法（Ｄｙｎａ＋ｎｉ　ｃ　Ｐｒｏｇｒａｒｍｌｉｎ
ｇ。

以下ＤＰと略称する）にもとづく最適決定を介して実施
するマルチパルス型符号化復号化装置に関する。

〔従来技術〕

入力音声信号を分析し巨視的特徴としてのスペクトル包
絡とともに微視的特徴としての音源情報を抽出しこれら
を符号化する場合に、廿源情報を複数のインパルス系列
いわゆるマルチパルスとして構成しこれをスペクトル包
絡情報のＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ　　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏ
ｎ　　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、　ｍ形予測係数）とと
もに符号化側から復号化側に伝送して入力音声信号を再
生するマルチパルス型符号化復号化装置は近時よく知ら
れつつある。

このマルチパルス型符号化復号化装置は、音源パルスに
近似せしめたマルチパルスを音源情報としてスペクトル
包絡情報とともに符号化側から復号化側に分析フレーム
ごとに伝送するものでｓｂ、音源波形に関する情報も復
号化（Ｆｉｌｌに伝送され、通常のボコーダに比して優
れた再生音質が比較的低ビットレートで得られるといっ
た特徴がちる。

マルチパルスを求める手法に関してはＢ、Ｓ。

Ａｔａｌ等によるＡ　−ｂ−８（Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｂ
ｙ　−８ｙｎｔ’ｈｅｓｉｓ）処理手法と小浜、見開、
小野等による相関関数処理手法とがよく知られた二つの
手法となっている。これら二つの手法のうち前者は入力
音声信号のスペクトル領域評価による分析と合成の繰返
しを介じてマルチパルスを求めるのに対し、後者は入力
音声信号と分析処理における合成フィルタのインパルス
レスポンスとの相互相関を求め、これと前記インパルス
ポンスの自己相関を利用してマルチパルスたるべき音源
パルスをいわゆるフォワード的に決定する相関領域評価
であシ、Ａ−ｂ−８処理よシも効率的な処理手法として
知られている。

しかしながら、上述した従来の二つの手法に関してはそ
れぞれ次のような欠点がおる。

すなわちＡ−ｂ−８処理手法はマルチパルス１個ごとに
分析と合成とを繰返しつつ所望のマルチパルス系列を求
めるものでアシ、入力音声信号と再生音声信号との差を
最小としうる最適音源パルス検索手段でけあるが、反面
マルチパル・スとすべき音源パルスには最大パルス間隔
の制！！ａがないため分析フレームごとの音源パルス位
置の伝送効率が低下し易く、すなわちパルス位ｗｉｔ子
化データにおけるビット数を固定できないだめ伝送効率
の低下を招き易い。しかもこのＡ、−ｂ−８処理手法は
マルチパルス１個ずつを対象として繰返し複雑な演算を
実施するためその演算量も膨大なものとなってしまうと
いう欠点がある。

またフォワード的処理手法は演算１６−１Ａ−ｂ−８処
理手法に比し大幅に改善しうるものの、マルチパルスと
すべき音源パルスの検索はＡ−ｂ−８処理手法と同様な
最適性を有するとは言えず、さらに最大パルス間隔の制
限がないため伝送効率の低下も避けられないという欠点
がちる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述した欠点を除去し、マルチパルス型
符号化榎号化装口において、マルチパルスとツ°べき召
源パルス伝幅の量子化処理を含む最適パルス恢宗と、音
源パルスの最大間隔を制限しつつ実施する最適パルス検
索とをそれぞれｔ＃独もしくは併用してＤ　Ｐ手法を利
用して実施することによってメＩ’１−ｋｔ−大幅Ｖこ
減少せしめるとともに伝送効率を着しく改善しうるマル
チパルス型符号化復号化装置を提供することｖｒ−ある
。

〔発明の構成〕

本発明の装置は、マルチパルスｔＪｌ符号化復号化装置
においで、マＡ・テバルスとして構成すべき音ふパルス
振幅量子化を入力音声・１Ｍ号との誤差電力を評価関数
どする動的ｔｔ　ｍ法にもとづいて決定するｆ＃ｊパル
ス振・陥決定手段わるいは最大パルスｔｈ１隔を制限し
前記誤差電力をｔＦ価胸数とする動的計画法にもとづい
て音源パルス位置を決定する音源パルス位置決定手段も
しくは前記音源パルス振幅決定手段と音源パルス位置決
定手段とを併用しつつ音源パルス位置と振幅に関する量
子化レベルを同時に算出する音源パルス位置・振幅決定
手段のうちのいずれ〃・の決定手段を鋪えて構成される
。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における符号化側（５）
および復号化側旧）の構成を示すブロック図である。

第１図囚、（Ｂ）に示す本発明の第１の実施例は各パル
ス位置の各音源パルスの振幅量子化餉をＤＰ千手法よっ
て決定しつつ最適パルス検索を実施する前記音源パルス
振幅決定手段を利用する一実施例であ）、符号化側（４
）はＬＰＣ分析器１、ノイズ重み付は器２、符号化器３
、相互相関関数算出器４、自己相関関数算出器５、マル
チパルス検索器６、ＤＰ演算処理器７およびマルチプレ
クサ８を備えて構成され、また第１図Ｂ）に示す復号化
側はデマルチプレクサ９、復号化器ｆｌ）１０．復号化
器（２）１）、ＬＰＣ合成器１２およびＬ　Ｐ　Ｆ　（
Ｌ□ｙ　）’ａｓｓＦｉｌｔｅｒ→１３を備えて構成さ
れる。

ｕシ１図囚９（トυによ−）で示すｔＡｌの実施例にお
いては、マルチパルスは前述した相関領域評価にょるフ
ォ、ワードｌＡ理Ｖｒ、よって求めろ場合を例としてい
るが、これは他のＡ−ｂ−８処理手法等によって求める
場合と置換しても一向に差支えない。

入力端子１０１を介して入力した入力音声信号ｄＬｌ）
Ｃ分析器１およびノイズ重み付は器２ＩＣ供給される。

ＬＰＣ分析器１）よ入力音声信号をＬＰＣ分析して得ら
；ｈろ０次の工（パラメータ（偏自己相関関数）の如き
ＬＰＣ係数を抽出しこれを符号化器３に送出するととも
に、ＬＰＣ係数および次数等をノイズ重み付は器２に供
給するウ ノイズ重み付は器２は伝達関数Ｗ（々のノイズフィルタ
を有し入力音声信号をこのノイズフィルタを通すことに
よってこれら２人力の畳み込み積分を実施する。伝達関
数Ｗη）はＬＰＣ係数とその次数のほか、予め廿声員料
等にもとついて決定され、またこむで２はｅｘｐ（ｊλ
）でλ＝２πΔＴ／、ΔＴは分析フレームの標本化サン
プリング周期、ｆは周波数である。

ＬＰＣ分析器１から出力したＬＰＧ係数はまた符号化器
３によってＬＰＣ係数を量子化したうえさらにこれを符
号化して出力ライン３０１に送出するとともに、量子化
したＬＰＧ係数を復号化して音声フィルタのインパルス
レスポンスを求めこれを出力ライン３０２に送出する。

相互相関関数算出器４Ｆｉ、こうして供給されたインパ
ルスレスポンスとノイズ重み付けを付与した入力音声信
号との畳み込み積分を行なつ、て相互相関関数を算出し
マルチパルス検索器６に供給する。

ノイズ重み付けを付与した入力音声信号はまたＤＰ演算
処理器７にも供給される。ＤＰ演算処理器７には符号化
器３からのインパルスレスポンスも供給される。

自己相関関数算出器５は、符号化器３からのインパルス
レスポンスを受けるとこの自己相関関数を計算しこれを
マルチパルス検索器６に供給する。

マルチパルス検索器６＃′ｉ、こうして分析フレームご
とに供給される相互相関関数と自己相関関数とを利用し
下記に示す（１）式による相関領域評価にもとづくフォ
ワード的音源パルス検索を実施する。

・・・・・（１） （１）式において、ｍｉは分析フレーム内のｉ番目のパ
ルスのフレーム端からの時間位置、Ｉｉ　Ｊｄその振幅
、ψｈｘ（ｍｉ）は時間遅れｍｉにおける相互相関関数
、ＩＪは分析フレーム内の１番目のパルスの振幅、Ｒｂ
ｈ　（１ｍ７　　ｍｉ　１　）　　はインパにスＶスボ
ンスの自己相関関数である。（１）式の意味すると仁ろ
は、ある音源パルスに着目し種種の時間位置で（１）式
によって計算した振幅の絶対値を最大とするものが最も
音源パルスと近似したパルスとして得られこの操作を繰
返して得られる複数個の音源パルスをマルチパルスとし
て決定するということである。これを符号化し′Ｃマル
チプレクサ８に供給するのが適音のマルチパルス符号化
の手段であるが、本実施例にめってはＤ　Ｌ）演算処理
器７によって次のように音源パルス振幅の最適量子化を
実行している。

第２図は第１９囚のＤＰ演算処理器７の部分を詳細に示
すブロック図、第３図は第２図に示すＤＰ演算処理器７
による音源パルス振幅量子化のＤＰ処理の内容を説明す
るための音源パルス振幅ＤＰ処理説明図である。以下に
第３図を参照しながら第２図のＤＰ演算処理器７の動作
を説明する。

第２図に示すＤＰ演算処理器７は、波形ＲＡＭ（Ｒａｎ
ｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　ＩＶｉｅｒｎｏｒｙ）７１、Ｄ
ＰパスＲＡＭ７２、演算制御部７３、マルチパルス仮量
子化テータＲＡＭ７４．およびインパルスレスポンスＲ
ＡＭ７５％を備えて構成され、また符号化器３、ノイズ
里み付は器２、マルチパルス検索器６およびマルチプレ
クサ８を併記して示す。

波形ＲＡＭはノイズ重み付は器２の内蔵するノイズ重み
付はフィルタの出方波性をストアするものであシ配列変
数Ｐ、Ｑ、Ｒ，８の格納領域エリアＡ　（Ｐ　、　Ｑ　
、　Ｒ、８）を確保する。

本実施例におってはＰ＝３．Ｑ：＝３でＲは１６０Ｗ（
ワード）、Ｓは１２ｂ（ビット）分を用意している。こ
こで１６０ワードは分析フレームあたシのサンプル数（
１分析フレームは２０ｍ８ＢＣ。

サンプリング周波数は８ＫＨ２）　　に、また１２ビツ
トは各サンプルの童子化数に対応するものである。

こノヨうな波形）＜ＡΔ（７１（７）Ａ　（１、１，１
６０゜１２）、Ａ（１，２，１６０，１２）、Ａ（１゜
３．１６０．１２）の各エリアにノイズ重み付はフィル
タの出力をストアする。まだマルチパルス検索器６から
演算制御部７３に供給される音源パルスは、そのうちの
最大振幅のものを基準として各パルスを仮量子化したの
ちパスラインを介してマルチパルス仮量子化データＲＡ
Ｍ７４にストアする。ＤＰ演尊処理器７にはまた符号化
器３がらＬＰＣｉ数によるインパルスレスポンスを受け
こレヲインパルスレスポンスＲＡＭ７５１Ｃストアしｉ
　ｆｃ　Ｄ　ＰパスＲＡＭ７２に確保された所定の配列
変数の格納エリアｉｔクリア（ｃｌｅａｒ　）　　状態
としてＤＰ演算処理器７の初期設定が７Ｌされる。

このように初抽設定が行表われ′＃あと、インパルスレ
スポンスＲＡＭ７５にストアされている波形に対しマル
チパルス仮た子化データ′ＩＪ、ＡＭ７４にストアされ
ている最大パルスの仮量子化レベルに対応するＩＦみを
付与し各音源パルス「ｌ置に対応する位相で波形ＲＡ　
Ｎ１７１のＡ（１，２，１６０゜■、２）のエリアにス
トアされている内容から前記インパルスレスポンスを減
算する方法で（１）式の演算を実行する。さらに、仮策
子化レベルよりも１量子化レベルだけ小さい量子化レベ
ルに対応する重みをインパルスレスポンスに伺与シ音源
パルス位置に対応する位相で波形ＲＡＭ７１のエリアＡ
Ｃ１，３，１６０，１２）の内容から前記インパルスレ
スポンスを減算するよう圧して糧大音源パルスに対する
処理を演算制御部７の演算制御のもとに実施する。

第３図は１分析フレーム当り４ビツト、１６個で構成さ
れるマルチパルスを最大振幅パルスから振幅順に分類し
て第１６振幅パルスまで配列した場合にこれらに付与す
べき量子化レベルを最適なものとして各音源パルスに割
当てるＤＰ千手法説明するものであシ、第３図中の■、
■、−１のうち■は１６個の各音源パルスに対する仮量
子化レベルで他の■および−ＩＦｉそれぞれの■に対し
てＤＰのために適用した相対量子化レベル差である。

つまシ、一般的なマルチパルスの量子化レベルがＯであ
りのと−１とはそれぞれ量子化レベルがルベル大きいか
もしくは小さいものに対応する。

第３図は１６個を振幅順に配列してＤＰ千手法適用する
場合を対象としているが、これは時間順に配列したもの
として考えても＃１ぼ同様に次に述べるＤＰ千手法適用
しうるし、また相対量子化レベルも■、−１のほか一般
的には任意に設定しうる。

さて、上述した如き初期設定ならびに最大音源パルス処
理を実施したあと次に第２振幅パルスに対する処理を実
施する。なお前原の最大振幅パルスに対しては■の配慮
は必要でなく従ってＯと−ｌのみが設定され、第２振幅
パルス以下は■。

＠および−１の３量子化相対レベルが股間される。゛マ
ルチパルス仮量子化データＲＡＭ７４にストアされてい
る第２番目に振幅の大きな第２振幅パルスの仮量子化レ
ベルよりも１量子化レベルだけ大きい量子化レベルに対
応する重みをインパルスレスポンスＲＡＭ７５にストア
されているインパルスレスポンスに付与したうえ、波形
ＲＡＭ７１にストアされているＡ（１，２，１６０，１
２）の内容は他のエリアに保存しつつこれから上記重み
付ケインパルスレスポンスを減算しその結果を−Ａ（２
，２，１６０，１２）にストアする。また上記重み付は
インパルスレスポンスをＡ（１，３゜１６０．１２）の
内容は保存しつつこれからも減算しその結果をＡ（２，
３，１６０，１２）のエリアにストアする。

このようにして波形ＲＡＭ７１のエリアＡ（２゜２．１
６０．１２）およびＡ（２，３，１６０゜１２）にスト
アされた波形のうち最小電力のもの、すなわち誤差電力
が最小で６６従ってＳ／Ｎ（８ｉｇｎａｌ　／　Ｎｏ１
ｓｅ　）　　が最大となるものＡ（２゜ｉＩ’ｓ　１６
０　＋　１２　）を選択する。ここに１）は選択された
２もしくは３を意味する。こａ、Ａ　（２。

ｉ１＃１６０１）２）をＡ＜３．ｘ’、１６ａ、ｚｚ）
にストアするとともｇＤＰパルスＲＡＭ７２に確保した
エリアＤＰ（３，１７）のうちＤＰ（２゜１）にｉ、を
またＤＰ（１，２）に１をストアしかくしてのレベルに
ついての処理を終える。

次にマルチパルスの仮量子化レベルに対応する重みを前
記インパルス応答に付与し、前記［Ｆ］レベル九ついて
の処理と同様な内容の処理を■レベルについて実施しこ
の場合選択された誤差電力最小なＡＣ２Ｆ　＝　１６０
．１２）のストア内容をＡ（３，２，１６０，１２）に
ストアするとともにＤＰパスＲＡＭ７２のエリアＤＰ（
２，１）にはｉ、を、またＤＰ（２，２）には２をそれ
ぞれストアし０レベルについての処理を終予する。

さらに、仮量子化レベルよシも１量子化レベルだけ小さ
い一ルベルについて上述した■、■レベルと同様な処理
内容を実行し誤差電力最小として選択されたＡ（２，ｉ
富、１６０．１２）をエリアＡ（３，３，１６０，１２
）にストアすると、ともにＤＰバスＲＡＭ７２のエリア
ＤＰ（３，１）には１）を、ＤＰ　（３、２）には３を
書込みストアせシメ、カくシて一ルベルについての処理
を終了し、このちとＡ（３，１，１６０，１２）の内容
はＡ（１，１，１６０，１２）“に、Ａ（３，２゜１６
０．１２）の内容はＡ（１′、２．＋６０゜１２）に、
またＡ（３，３，１６０，１２）の内容はＡ（１，３，
１６０，１２）のエリアにそれぞれシフトしストアせし
め第２振幅パルスに対する処理を終了する。

このちと第３振幅パルスについても第２振幅パルスとほ
ぼ同様にして実行しこれを最終音源パルスのひとつ前の
第１５振幅まで繰返し実行するが、最後の第１６振幅パ
ルスについてｅゴ第２〜第１６振幅パルスの如くＡ（３
，１，１ｔｉＯ，１２）をＡ、（１，，１，Ｐ６Ｏ，１
２）に、Ａ（３，２゜１６０．１２）はＡ（１，２，１
６０，１２）に、Ａ（３，３，１６０，１２）はＡ（１
，３，１６０゜１２）のエリアに７フトストアすること
４く、かくして得られたＡＣ３，１，１６０，１２）、
Ａ（３，２，１６０，１２）、Ａ（３，３，１６０゜１
２）のうち最小電力の人（３，に、１６０゜１２）を選
択する。求める量子化レベルはＤＰパルスＲＡＭ７２に
ストアされたＤＰＰ２Ｏ連続として得られる。

このようにして互いに隣接する第１〜第１６振幅パルス
のそれぞれに説定した量子化レベル■。

■および−Ｉのそれぞれについて誤差電力を評価関数と
するＤＰを実施し各音源パルス振幅について誤差電力が
最小となるバスが前述した如（ＤＰバスＲＡＭ７２に次
次にストアされてその連続がＤＰバストして得られ、こ
のことは第３図に矢印にその一例を示す如く最適振幅量
子化ＤＰパスとして求められ、最適従って全効率化を図
った振幅量子化データの伝送が可能となる。

このようにして得られた振幅量子化データを有するマル
チパルスはＬＰＣ係数とともにマルチブレクテ８によっ
て多重化され伝送路を介してデマルチプレクサ９に送出
される。デマルチプレクサ９け、こうして送出されたマ
ルチパルスに関するデータとＴ、　Ｐ　Ｃ係数に関する
データの多重化を分離したうえマルチパルスデータは復
号化器（１）１０で、またＬＰＣ係数データは復号化器
（２）１）でそれぞれ量子化データの復号化を実施した
のちマルチパルスは２次の全極型デジタルフィルタ構成
の合成フィルタを有するＬＰＣ合成器１２の駆動用音源
情報として、またＬＰＣ係数は合成フィルタの係数とし
て供給されてデジタル量の入力音声信号を再生しこれを
ＬＰＦ１３に送出する。

Ｌ　Ｐ　Ｆ’　１３は内蔵のＤ／Ａ　（デジタル／アナ
ログ）コンバータによって入力をアナログ化したうえ所
定の高域遮断周波数のＬ　Ｐ　Ｆを通して出力再生信号
として出力端子１３１に送出する。

なお前述した如く第１図の実施例はマルチパルスが前述
した相関領域評価、いわゆるフォワード的処理によって
求める場合を例として本発明による音源パルス振幅決定
手段を適用した一実施例でお９、従って予め音源パルス
位置が符号化側における構成フィルタのインパルスレス
ポンスと入力音声信号との相関領域評価にもとづくフォ
ワード的評価によって決定されたもので、ｂｂ、さらに
マルチパルス最大値４予めフォワード的に決定されたも
のであるが、このような音源パルス決定手段は特にフォ
ワード的処理によって予め決定されたパルス位置と衆人
値とを有する音源パルスのみを対象として限定する必要
はなく、このフォワード処理の代りに他の音源パルス決
定手法、たとえばＡ−ｂ−８法等によって決定された音
源パルスを対象としてもほぼ同様に実施できることは明
らかであり、この場合第１９囚に示す符号化側は、相互
相関関数算出器４、自己相関関数算出器５、マルチパル
ス検索器６等の代りにＡ−ｂ−８手法によ多入力音声信
号のスペクトル分析を介してマルチパルス推定を実施す
るスペクトル領域評価マルチパルス決定回路と置換すれ
ばよい。

また、第１図囚、（Ｂ）によって示す第１の実施例では
、分析フレームごとに形成されるべきマルチパルスの個
ａは１６個の構成としているがこれは所望に応じ任意に
設定しても差支えないことは明らかである。

なお、この第１の実施例においては、予めフォワード的
に処理され予備的に決定されたマルチパルスの最大値に
対応してその量子化範囲を限定してデータビットレート
の削減を図ったものとしているが、フォワード的処理に
よらない手法、たとえばＡ−ｂ−８処理手法によっても
同様に実力し　。

ゆることは明らかである。

第４図は本発明のＭ２の実施例における符号化側の構成
を示すブロック図である。

第２の実施例は本発明による音源パルス位置決定手段を
利用するマルチパルス型符号化復号化装置のうちの符号
化側の一実施例を示すものであり、復号化側は第１図（
鴎に示す第１の実施例における復号化側と基本的に同一
構成でるり、また第４図と第１図（５）との同一記号の
ものは同一内容であるのでこれらに関する詳細な説明は
省略する。

第４図に示す第２の実施例の符号化側は、ＬＰＣ分析器
１、ノイズ重み付は器２、符号化器３、マルチプレクサ
８およびＤＰ演算処理器１４を備えて構成される。

ＤＰ演算処理器１４は、波形ＲＡＭ１４１、ＤＰパスＲ
ＡＭＩ　４２．　演算制御部１４３、インパルスレスポ
ンスＲＡＭ１４４等を備えて構成される。このＤＰ演算
処理器１４は、第１回置に示すマルチパルス決定関連回
路、すなわち相互相関関数算出器４、自己相関関数算出
器５、マルチパルス検紫器６ζソ・に代えて次に述べる
ように予め制限された時間長の最大パルス間隔の制限を
設けたうえ誤差電力をｒ）′−価関θとするＤＰ千手法
実施して音源パルス位置が決定されるマルチパルスを発
生するものでおる。

第５同は第４図に示す第２の実施例における音稼パルス
位誼決定のＤＰ処理の内容を説明するだめの音源パルス
位＠ＤＰ処理説明図でおる。以下、第５図をＳ照しなが
ら第４図の第２の実施例について説明する。

ＤＰｉ＊算処理器１４け、ノイズ重み付は器２から供給
を受ける入力音声信号のノイズ重み付は出力波形を演算
制御部１４３の制御のもとに波形ＲＡＭＩ　４１）Ｃ分
析フレームごとに次次にストアせしめ、また符号化器３
から出力ライン３０２を介してインパルスレスポンスを
分析フレームごとに受けるとこれを次次にインパルスレ
スポンスＲＡＭ１４４にストアせしめる。

符号化器３から出力される符号化ＬＰＣ係数データは出
力ライン３０１を介してマルチプレクサ８に供給され、
これはＤＰ演算処理器１４から、後述する処理によって
出力ライン１４０１を介して出力される符号化マルチパ
ルスデータとともにマルチプレクサ８によって多重化さ
れた復号化側に伝送される。

なお第４図に示す第２の実施例においても分析フレーム
単位は第１装置の第１の実施例と同様に２０ｍ８ＢＣ，
サンプリング周波数け８ＫＨｚであり従ってサンプル数
は１６０個である。まだマルチパルスモ分析フレーム当
シ４ビット、１６個としている。

前述した如く、第４図に示す第２の実施例は最大音源パ
ルス間隔を制限した状態でＤＰ平手法よって入力音声信
号との誤差が最も少ないインパルス系列を１６個のイン
パルスによって代表せしめてこれをマルチパルスとする
ものである。っまシ、マルチパルスによるインパルスレ
スポンス出カド入力信号波形との差、いわゆる残留波形
成分が最小となるマルチパルス系列を最大パルス間隔を
制限し／こ状態でＤＰ平手法よって求めるものである。

第２の実施例においてマルチパルスとすべき音源パルス
の最大パルス間隔の制限は予め次のように設定している
が、これは分析、合成すべき入力音声信号の種類、再生
所望音質、所要データビットレートの低減程度等の条件
によって所望に応じ任意に設定しうるものである。

本実施例にあっては１分析フレームを等時間間隔の１６
０個のタイムスロットに分割し４ビツト１６個のマルチ
パルスのそれぞれについての存在しうるタイムスロット
領域、従ってパルス相互間の最大間隔を次のようにして
設定している。っまり、観点を変えると最大パルス間隔
を制限した１６個のマルチパルスによって１６０サンプ
ルの音源パルスを代表せしめマルチパルスによる音源近
似にもとづくデータビットレートの削減効果を確保する
ものでめる。またこのような最大パルス幅の制限代休は
殆んど再生音質に影響しないことが種種の音声質料等か
らもよく知られている。

第５図において、マルチパルスナ１〜す１６はマルチパ
ルスとして設定すべき１６個の音源パルスを意味し、存
在タイムスロットはこれら１６（１６１のマルチパルス
のす１からす１６までが存在しつるそれぞれのタイムス
ロット領域を示すもので、たとえばす１のパルスはタイ
ムスロット１〜１６のうちのいずれかひとつに、また＋
２のパルスはタイムスロット２〜３２のうちのいずれか
ひとつに存在し、このようにして４−１６のパルスはタ
イムスロット１６〜１６０のうちのいずれかに存在しう
ろこととなる。このよりにマルチパルスの＋１から＋１
６までそれぞれに任在しうるタイムスロットが各マルチ
パルス相互の最大間隔を制限する量として非量子化もし
くは量子化値として設定される。

第４図において、インパルスレスポンスＲＡＭ１４４か
ら読出されたインパルスレスポンスと、波形ＲＡｈ３１
４１から読出された入力音声信号のノイズ重み付は波形
とＩｒ！演Ｗ、制御１４３の制御のもとに、マルチパル
スの第１パルス軟補から第１６パルス候補までの名マル
チパルス候補のそれぞれに設定された夕・イムスロット
において下記の如き演算思想ＩＣもとづき相互相関演算
をとるか、ちるいはぞれぞれＯ電力値を演算したうえ、
たとえば電力値の場合にはインパルスレスポンス波形の
電力値をノイズ重み付は波形の電力値から減算するとい
う餓１の実施例と同様な手段で誤差電力を得る。この誤
差電力は前述した如く人力音声信号との差である残留波
形成分であシ、この残留波形成分であり、この残留波形
成分が小さい程入力音声信号の音源情報に近似したマル
チパルスとなる。本実施例もこの誤差電力を評価関数と
してＤＰ平手法実施しパルス位置を設定するものである
。

第５図においてマルチパルスの第１パルス候補は前述し
た如くタイムスロット１からタイムスロット１６までの
うちのいずれかの位置をと９得ることを示し、また第２
パルス候補は第１パルス候補がタイムスロット１を占位
した場合を考慮してタイムスロット２からタイムスロッ
ト３２までのいずれかが存在タイムスロットとなシ、以
下同様にして第１６パルス候補はタイムスロット１６か
らタイムスロット１６０までのいずれかが存在タイムス
ロットとなることを示している。

いまタイムスロット１からタイムスロット１６の各位置
においてのインパルスレスポンス波形をノイズ重み付け
したそれぞれ同じパルス位置での入力音声信号波形から
減算するという演算を実施して得られる１６個の誤差電
力データを第１パルス候補選定用データとして波形ＲＡ
Ｍ１４１０波形ストアエリアと異なるエリアにストアし
て置く。

次に第２パルス候補選定用データを得るために次のよう
な演算を実施する。

すなわち、タイムスロット２のパルス位置においてはタ
イムスロット１に第１パルスが設定された仮定のもとで
前述した誤差電力を求める。次にタイムスロット３のパ
ルス位置ではこの位置に第２パルスが存在するとしたと
き考えられる第１パルスの存在可能タイムスロット１も
しくは２に４第１パルスが設定された仮定のもとて２通
りの誤差電力を求めこの誤差電力の小なる方の第１、第
２パルス組合せに関するデータをＤＰパスＲＡＭ１４２
にストアするとともに誤差電力に関するデータは波形Ｒ
ＡＭ１４１にストアせしめる。第２パルス候補とするも
のがタイムスロット４に設定されたと仮定するときには
第１パルスがタイムスロット１〜３のいずれかに設定さ
れたとして求める３個の誤差電力について同様な処理を
実施し、以下タイムスロット３２に対応する処理まで行
なわれる。第５図に示す第１パルス候補の存在タイムス
ロッ）１−１６と、ｉ２パルス候補の存在タイムスロッ
ト２〜３２とを結ぶ実線はこのような処理内容を示すも
のである。第３パルス候補から第１６パルス候補につい
ても同様な思想での演算が次次に実施され、第１６パル
ス候補に関して求められた最後の勝差電力最小のパルス
候補組合せ情報ならびにＤＰパスＲＡＭ１４２と波形Ｒ
ＡＭ１４１にストアされた上記データから誤差電力を最
小とする最適パルス位置としてのタイムスロットが最大
パルス間隔制限のもとて第１〜第１６のパルス候補に対
して設定され、このようなタイムスロットに対応する音
源パルスがマルチパルスとして決定され出力ライン１４
０１を介してマルチプ゛　　　　　レクサ８に供給され
る。

第６図は本発明の第３の実施例における符号化側の構成
を示すブロック図でりる。第３の実施例における復号化
側は第１図（［３）に示す第１の実施例の復号化側とは
１！同一の内容であシ、また第６図に示す符号化側の構
成内容中、第１図（５）に示すものと同一記号のものは
同一内容であるのでこれらに関する詳細な説明は省略す
る。

第６図に示す第３の実施例ｔよ前述した第１の実施例の
音源パルス振幅決定手段と音源パルス位置決定手段とを
併用しつつ、最大パルス間隔を制限された条件のもとて
ＤＰ千手法よシ音源パルス位置と音源パルス振幅に関す
る量、子化レベルを同時に算出する誉、源パルス位置・
振幅決定手段を利用するものであシ、ＬＰＣ分析器１、
ノイズ重み付は器２、符号化器３、マルチプレクサ８の
ほかＤＰ演算処理器１５を備えて構成される。

ＤＰ演算処理器１５け、音源パルス振幅決定回路１５１
および音源パルス位置決定回路】５２を備えて構成され
る。

音源パルス位置決定回ｊ！１８１５’ｌ！／′ｉ、、第
１図（５）に示す相互相関関数算出器４、自己相関関数
算出器５、マルチパルス検索器６およびＤＰ演算６理器
７等とほぼ同様な内容を備えて構成され、また音源パル
ス位置決定回路１５２￥′ｉ第４図に示すＤＰ演算処理
器１４とほぼ同様な内容を備えて構成される。

音源パルス位置決定回路１５２は第４図に示す第２の実
施例におけるＩ）　Ｐ処理手段とほぼ同様にして最大パ
ルス間隔を制限した条件のもとてＤＰ手法を利用した音
源パルス位置を分析フレームごとに決定しつつ、この音
源パルス位置情報を出力ライン１５２１を介して音源パ
ルス振幅決定回路１５１に供給する。

音源パルス位置決定回路１５１は音源パルス位置情報を
受けつつこのパルス位負に対応する音源パルスの量子化
を第１同人に示す第１の実施例における内容とほぼ同様
なりＰ手法で決定する。本実施例においても゛１分析フ
レームあたシのマルチパルスの数は４ビツト１６個とし
ている。従って１６個のマルチパルス位置情報に対応し
て得られる音源パルスを振幅量に配列し、これに対し第
３図によって示したような内容ＤＰ千手法適用して最適
量子化を図り、かくして音源パルス位置と振幅に関する
量子化レベルを同時に鼻出し、これら算出データは符号
化されたのち出カシイン１５１）を介してマルチプレク
サ８に供給される。

なお、上述した第３の実施例によって示した音源パルス
位置・振幅決定手段、わるいは前述した第１の実施例に
よって示した音源パルス振幅決定手段における振幅量子
化はいずれもマルチパルス検索された音源パルスそのも
のの量子化を実施している。従って量子化ひずみはパル
スごとに独立して発生する。この量子化ひずみの最適化
を目的とし、予めフォワード的処理にもとづいて予備的
に決定された音源パルス振幅の前もしくは後いずレカ＋
２）パルス条幅レベルに着目してこれらに量子化値を設
定して振幅量子化を実施することも容易に実施でき、こ
れによってマルチパルス列全体にわたっで量子化ひずみ
の最小化を図ることもできる。これはフォワード的に予
備決定される音源パルスの振幅そのものが、その前後の
パルス振１３．ｊによって影響され、従って音源パルス
全体にわたっての量子化ひフ゛みを考えた場合に（ｄむ
しろこのような前後の振幅レベルに量子化値を設定する
方がより望捷しいと言えるからである。

本発明はパルス間隔を制限しつつ、すなわちパルス位ｆ
４量子化のビット数を固定しての最適パルス検索、もし
くは最適振幅量子化処理、あるいはこれらの併用をＤ　
Ｉ）手法によって実施してマルチパルスとしての最適音
源パルスを少ない演算量で求める点に基本的特欲を有す
るものでめ９、上述した第１〜第３の実施例の変形も棟
柱考えられる。

たとえば、各央／Ｊ１ｇ例はいずれもマルチパルスと１
分析フレーム当り１６°個としているが、こ往は何個と
設定してもよく、さらＱこｉｉＩ：Ｉ　ＩＮずべき最大
パルス間隔も任意に設定しうることは明らかでらろ。

また、６実１ｉ！ｉ　？ｌＪにおけるノイズ爪み付は益
はこれを利用しなくとも差支え７２　（、才／こＪ、　
Ｐ　Ｃ係数ｔま他のαパラメータ等ケオリ用するものと
してもよく、以上は本発明の主旨を損なうこと７ｒ、　
＜　：ｇ易に実施しうるものである。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、マルチパルス型符号
化復号化装置において、音源パルス振幅の量子化処理を
含む最大パルス間隔と、ＭＩＮパルスの最大１…隔葡制
限しつつ実施する最適パルス検索とをそれぞれ単独もし
くに併用してＩＪ　Ｐ手法ケ利用して実施することによ
一〕で演Ｗ蔽を太幅Ｖこ減少せしめ、従って伝送効率も
大幅Ｖこ改善しうる最適マルチパルス検索が実行できる
マルチパルス符号化復号化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（イ）は本発明の第１の実施例における符号化側
の構成を示すブロック図、第１図（Ｂ）は本発明の第１
の実施例における復号化側の構成を示すブロック図、第
２図は第１図（５）におけるＤＰ演算処理器７の部分を
詳細に示すブロック図、第３図は第２図の実施例におけ
る音源パルス振幅量子化のＤ　Ｐ　（Ｄｙｎａｍｉｃ　
Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）処理の内容を説明するだめの
音源パルスＤＰ処理説明図、第４図は本発明の第２の実
施例における符号化側の構成を示すブロック図、第５図
は第４図の実施例における音源パルス位置決定のＤＰ処
理の内容を説明するだめの音源パルス位置ＤＰ処理説明
図、第６図は本発明の第３の実施例における符号化側の
構成を示すブロック図である。 １・・・・・・ＬＰＣ分析器、２・・・・・・ノイズ重
み付は器、３・・・・・・符号化器、４・・・・・・相
互相関関数算出器、５・・・・・自己相関関数算出器、
６・・・・・・マルチパルス検索器、７・・・・−・Ｔ
ｈｐ演算処理器、８・・・・・・マルチプレクサ、９・
・・・・・デマルチプレクサ、１０・・・・・・復号化
器（１）、１）・・・・・・復号化器（２）、１２・・
・・・・ＬＰＣ合成器、１３・・・・・・ＬＰＦ、１４
・・・・・・ＤＰ演算処理器、１５・・・・・・ＤＰ演
算処理器、７１・・・・・・波形ＲＡＭ。 ７２・・・・・・ＤＰハスＲＡＭ、７３・・・・・・演
算制御部、７４・・・・・・マルチパルス仮量子化デー
タＲＡＭ。 ７５・・・・・・インパルスレスポンスＲＡＭ、１４１
・・・波形ＲＡＭ、１４２・・・・・・ＤＰパスＲＡＭ
１）４３・・・・・・演算制御部、　　１４４・・・・
・・インパルスレスポンスＲＡＭ、１５１・・・・・・
音源パルス振幅決定回路、１５２・・・・・・音源パル
ス位置決定回路。 −ハ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）マルチパルス型符号化復号化装置において、マル
   チパルスとして構成すべき音源パルスの振幅量子化値を
   入力音声信号との誤差電力を評価関数とする動的計画法
   にもとづいて決定する音源パルス振幅決定手段あるいは
   最大パルス間隔を制限し前記誤差電力を評価関数とする
   動的計画法にもとづいて音源パルス位置を決定する音源
   パルス位置決定手段もしくは前記音源パルス振幅決定手
   段と音源パルス位置決定手段とを併用しつつ音源パルス
   位置と振幅に関する量子化レベルを同時に算出する音源
   パルス位置・振幅決定手段のうちのいずれかの決定手段
   を備えて入力音声信号の符号化を実施することを特徴と
   するマルチパルス型符号化復号化装置。
2. （２）予め音源パルス位置が合成フィルタのインパルス
   レスポンスと入力音声信号との相関領域評価にもとづく
   フォワード（ｆｏｒｒｖａｒｄ）的処理によって決定さ
   れたものであるかあるいはさらにフォワード的に予備的
   に決定されたマルチパルスの最大値にもとづいて量子化
   範囲が決定されるものとする前記音源パルス振幅決定手
   段を備えて成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のマルチパルス型符号化復号化装置。
3. （３）予めフォワード的に予備的に決定されたマルチパ
   ルスの最大値にもとづいて量子化範囲が決定される前記
   音源パルス位置・振幅決定手段を備えて成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載のマルチパルス型
   符号化復号化装置。
4. （４）予め記前フォワード的処理にもとづいて予備決定
   された音源パルス振幅の前後いずれかのパルス振幅レベ
   ルに量子化値を設定する前記音源パルス振幅決定手段も
   しくは前記音源パルス位置・振幅決定手段を備えて成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のマル
   チパルス型符号化復号化装置。