JPS63181517A

JPS63181517A - マルチパルス符号化装置

Info

Publication number: JPS63181517A
Application number: JP62013582A
Authority: JP
Inventors: Satoru Taguchi; 哲田口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1987-01-22
Publication date: 1988-07-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH0738117B2

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〕本発明はマルチパルス符号化装置に関し、待にピッチ予
測ループを含んで厳達マルチパルス列の決定を行なうマ
ルチパルス符号化装置に２いて、再生すべき音声信号に
対する賞子化雑音の彩書の大幅な１次減七図つ罠マルチ
パルス符号化装置に関する。

〔従来の技術〕

ピッチ予測ループを含んで分析側全構成し、ピッチ予測
利得を期待して入力音？電力Ｓと再生音声童子化ノイズ
Ｎとの比Ｓ／Ｎの改善を図るマルチパルス符号化鋏には
よく知られつつある。

従来のこの棟のピッチ予測ループ？利用するフルチバル
ス符・号化装置におけるピッチ予測方法は次の３樵類に
大別される。

（ＩＩ　　ピッチ予測系とマルチパルス処理系と全互い
に独立的に取扱うピッチ予測方法。

（２）　　スペクトル包絡パラメータ分析のだめの近接
予測系とピッチ予測糸とを縦続接続形式として構成する
ピッチ予測方法。

（３）　　ピッチ子側ループ内にマルチパルス符号化系
を挿入する形式のピッチ予測方法。

ここで、先ずピッチ予測の原理について説明する。

第７図はピッチ予測器の一般市構成を示すブロック図で
ある。

ピッチ予測器は一値のディジタルフィルタとして構成で
れ、２〜本的には入力と極力類似する出力を得べきフィ
ルタ係数、第７図の場合はβｌ−β３を音声入力を受け
るごとにディジタルフィルタに提供しつつフォワード（
ｆｏｒｗａｒｄ）的に最適予測信号としての音声出力を
得るものである。ピッチ子側係数自体の算出法について
は後で詳細に説明する。

入力としては、音声信号でもあるいは声帯振動波形とし
ての音源でもいずれでも成立する。また全体としては第
７図に示す如く、ピッチ周期ポイン）１−中心とし前後
１周期ずつ離れた２ポイントを含むフィルタ全決定する
条件で実用上はぼ満足すべき最適予測信号を確保しうろ
ことも多くの実？ｌＩｌ＃ｉ来等から明らかになってい
る。

ひとつ前のフレーム分析情報から得たピッチ周期Ｔｐに
もとづいて可変遅延回路５５は入力に対してＴｐ−１周
期の遅延ヶ付与し、こＣυ結来年位遅延糸子５６−１お
よび５６−２の出力点の時間情報はそれぞれＴｐおよび
’Ｉ’ｐ＋１週期の時１ｉｊｌ状態保持される。これら
３ポイントの出力ｔユそれぞれ乗ｎ器５７−１〜５７−
３Ｖこよってβｌ−β３との乗算後加算冷５８で加ｊネ
して出力さｄ成るが、こうして出力される音声出力が音
声入力に対する３点予測形式の予測出力である。次にこ
のよりなピッチ予σ１１」器を利用して行なう前述した
ヒツチ予測（１）　３　ａ１類の方法について述べる。

第４図はピッチ予測糸とマルチパルス処理系が互いに独
立したマルチパルス符号復号糸を示すブロック図である
。

分析物のピッチ予測器３４の出力は加算器３５で音声入
力から減ｎ−ａれてピッチ予測残走としてマルチパルス
符号化器３６に供給される。

マルチパルス符号化器３６は、入力したピッチ予測残差
にもとついてマルチパルスの検索、符号化を行ない合析
側のマルチパルス復号化器３７に供給する。マルチパル
ス復号化器３７は入力全復号化してマルチパルス列を復
元したのち加算器３８に供給する。加算器３８にはピッ
チ予測器３９の出力する予測波形も供給され、加算器３
８の出力にもとついてピッチ予測器３９で発生する予測
波形が久久に累加、出力される形式でも一声出力が得ら
れる。

第５図はピッチ予曲ｊ糸を近接予創糸に縦続接続したマ
ルチパルス符号板＋＝ｆ糸を示すブロック図でるる。分
析側と合成側にはそれぞれピッチ予測器４１と４５が近
接予測フィルタ４２と４６に縦続接続する形式で配置さ
れる。近接予測フィルタ４２．４６は、ピッチ検索に比
して十分に接近した砿サンプル間におけるＬＰＣ（Ｌｉ
ｎｅａｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　Ｃｏｄｉｎｇ１％ル予
測符号化）係数をピッチ予測器４１．４５から提供され
る予測波形を肘板として所定の分析フレームごとに抽出
する。加算器４３は近接子側フィルタ４２の出力と音声
入力との近接予測誤差をとりこれｔｐ差分析器４４に供
給する。誤差分析器４４は入力のスペクトルならびに電
力レベルを分析しつつその情報’に？／ｌバ／’ス符Ｍ
化６４０に提供、マルチパルス符号化器４０はこうして
提供される近接予測誤差波形のスペクトルのホワイトノ
イズ化ならひに電力の最小化が得られるマルチパルスの
検索符号化を行ないこれをピッチ予測！４１．４５に音
源情報として提供し、近接予測フィルタ４６からは音声
出力が得られる。

第６図はピッチ予測ループ内にマルチパルス符号化系を
挿入したマルチパルス符号復号糸を示すブロック図であ
る。この場合のピッチ予測方法は、分析側のピッチ予測
ループ内にマルチパルス符号化処理部分が含まれ、符号
化器を介して発生する童子化ノイズの再生音声に対する
影響が分析系全体としてのネカティプフィードバックル
ーズの働きで緩和されたことを期待するものである。

第６図で、音声入力をｘｌまた力ｌＪ算器４７にピッチ
予測器５１から供給される予測波形ｙで衣わすものとす
る。

マルチパルス符号化器４８の入力ｉｊ　ｘ　−ｙであす
、マルチパルス符号化器４８とマルチパルス復芳化器４
９はｘ　−ｙに対してマルチパルスの検索符号化ならび
に復号化を来施し、マルチパルス復号化器４９からは出
力分−９が出力芒れる。分析側に宮まれるマルチパルス
復号化器４９の存在塩田は合ｂｙ、側と量子化ノイズに
対する条汗の均等化を図るものである。

さて、仝−少ｔユ加算器５０に供鮒嘔れ、この結果、ピ
ッチ予測器５１にはＡ＋ｙ　９の入力が提供される。上
述したＡＡは符号化および復号化における重子化ノイズ
を含むｘ　−ｙであり、ピッチ予測器５１はｙ　　９が
金に比して十分小さいため近似的には金ヲもととして予
測波形ｙ奮得る内容のピッチ予測を来施しこれ全加算器
４７．５０に供給する。

ｘ　−ｙ　ｔｄ明らかにピッチ予測残差でアシ、このピ
ッチ予測残差はマルチパルス符号化、復号化糸に対する
ネガティブフィードバックルーズの効果てそのＳ／Ｎ比
が改善される。

合成側は、マルチパルス復号化器５２で／）９を復元し
、これとピッチ予測器５４から得るｙと全加算器５３で
加ｉｔ、金＋ｙ−９を出力する。これは近似的にｔ光ｔ
ｘ嘔に等しく、ネガティブフィードバックルーズで改善
されたＳ／Ｎ（１）ｋ子化ノイズを官む音声人力Ｘであ
る。

従来のピッチ予測手法としては、前述したＱ）、第６図
に示す内容がネガティブフィードバック（以下率にフィ
ードバックと叶ぶ）の効能で符号化器、仮号化器におけ
る量子化雑音の影響が原理的に緩和されるという期待の
もとに主ａとなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のピッチ予測ループを含むマルチパルス符
号化装置は、マルチパルス決定の過程でフィードバック
ループとＷｔ　Ｊｏｌｔ立的にマルチパルスが決定され
ている。このことは、たとえばピッチ予測ループを営む
多くのＡ　Ｐ　１．、：　（ＡｄａｐｔｉｖｅＰｒｅｄ
ｉｃｔｉｖｅ　Ｃｅｄｉｎｇ、適応予測符号化）方式等
でも見られる如く、マルチパルス検索する場会は、入力
音声を数１０ｍ５ＥＣごとに切出しつつ数１０ｍ５ＥＣ
の分析フレーム単位でブロック処理し、−万、ピッチ予
測は、ひとつのピッチから１つ先に存在すべきピッチを
いわゆるフォワード的に予測する。従って、マルチパル
スに対するピッチ予測フィードバックループの量子化雑
音改善効果Ｆｉ実効上全く消訣してしまうという欠点が
ある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、ピッチ予測系の
フィードバックルーズによるＳ／Ｎ改善効果の影響全確
実に保証しうるマルチパルス符号化装置全提供すること
にある。。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の装置は、ピッチ予測ループを有するマルチパル
ス符号化装置において、あらかじめ予備的に必要数よシ
も多く設定よ構成るマルチパルス列を予備的に仮決定し
たのちこの仮決定マルチパルス列を対象としてピッチ予
測を行ないつつ必要数のパルスから成る最適マルチパル
ス列全パルス振幅量子化レベルとともに本決定する手段
を備えて構成される。

〔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ｃノ〕マルチパルス符号化装置の分析側
の−ｓ−ＪＭ例を示すブロック図である。

第１図に示す実施例の構成は、）１’（Ｚ）／）１（”
、）変換器１．Ｌ、ＰＣ分析器２、Ｋｉ子化／復号化器
３、Ｋ／α変換器４、減其係数昇出器５、ピッチ予測器
６、ピッチ予測係数算出器７、メモリ８、加算器９、メ
モＩＪＩＯ１ｉ子化／復号化器１１、マルチパルス予備
分析器１２、パルス掘＠量子化器１３、メモリ１４、Ｄ
　Ｐ　（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｒｏｇｒａｍｉｎｇ。

動的計画法）プロセッサ５、加算器１６、ＬＰＣ曾成フ
ィルタ１７．７１ＬＩ算器１８、誤差電力算出器１９、
加算器２０、ピッチ予測器２１ならびに多量化器２２等
を有して栖成嘔れる。

Ｈ’（Ｚ）／）１（Ｚ）変換器ｌは、いわゆる聴感重み
けけフィルタであり、Ｋ／α変換器４から受けるαパラ
メータ全フィルタ係数とする伝達関数）ｉ（Ｚ）のフィ
ルタを、フィルタに変換し、音声入力をこれに通して前
処理としてのノイズシェービング（ｎｏｉ３ｅ　ｓｈａ
ｐｉｎｇ）　１行なうものである。ここにｒに、Ｘ良停
数であり、０くｒ＜１の範囲に設定され、減該係数昇出
畠５からγαの形で提供される。このノイズシェービン
グｉｌ″Ｉ蓋子化雑ｆｋフィードバックすることにより
重子化雑音のスペクトルを音声色号のスペクトルに近く
なるように処理し、マスキング効果による聴覚上の雑音
低減を行なうものである。つまり、このｒαによって形
成されるフィルタの特性は音声入力のスペクトル包絡に
相似で、入力する音声信号の童子化雑音スペクトルを音
声信号のスペクトル包絡に近似せしめて有色化を図り、
人間の聴覚特性による失効的雑音低減を図るものである
。

ｆ−１’（Ｚ）／）ｌ（Ｚ）変換５１による聴感ｌみ付
はフィルタの伝達関数は次の（１）式のＷ（Ｚ）で示さ
れる。

・・・　（υ （１）式でｐｈ分析次数である。

さて、ＬＰＧ分析器２は音声入力全所定の分析フレーム
ごとにＬＰＣ分析しＰ次のにパラメータをＬＰＧ係数と
して出力しこれ＝ｉＫ童子化／復号化器３に供給する。

Ｋ量子化／仮号化命３１ユ、人力した入パラメータｒ量
子化したのち書ひ復ち化してＡ／α震侠器４に世相する
。Ｋ鼠子化１０１号化器３に２けるこのような処理は、
分有側における甘子化誤差発生の条件全合成側とほぼ同
一の状態に設建すること勿目的として行なわれる。

Ｋ／α変侠器４はＰ次のにパラメータヶＫｉｄのαパラ
メータに友侠し６吹衰係数算出器５ならびに）ｉ’（Ｚ
）／）ｉ（Ｚ）変換６１に提供する。

減衰係数算出器５から出力されるｒαはマルチパルス予
備分析器１２、およびＬＰＣ合成フィルタ１７にも供給
される。

γαは音声入力のＬＰＧ係数を分拍フレームごとに求め
たＰ次のαパラメータに聴廿京みげけ処理に２ける減衰
係数ｒ（０くγ〈１）を乗じたたけのもので、基本的に
はＬＰ（、’係数と１０ｊじものである。マルチパルス
予備分析Ｋｍ１２は、このγαの形で受けるＬＰＧ係数
係数用利用知の処理手法、本実施例では相関領域処理を
利用し分析フレームごとにマルテノゞルスタ１Ｊｔ−検
索する。

第８図は相関領域処理によるマルチパルス検索の基本的
ブロック図であり、マルチパルス予備分析器１２も第８
図の処理内容でマルチパルス列を検索する。

いま、Ｋ個Ｑノマルチパルスによって甘酸された合成信
号と音声入力の差をεとすると、ｅは次の（２）式で示
される。

ｎ＝＊　　　　　　　　１＝ｔ（２）式でＮは分析フレーム長、ｇｉ、ｍｉはそれぞれ
分析フＶ−ム内の１抽目のパルスの振幅ならびに位置を
示す。εを最小とするパルスの振幅ならひに位置は（２
）式をｇｉについて偏微分して零とおくことによって得
られる次の（３）式全最犬にするものとして決定される
。

・・・・　（３）（３）弐に、シ・いて、Ｒｈｈ　　は音声合成フィルタ
のインパルス応答の自己相関係数、ψｈ３　　は音声入
力波形とＡｉＪ記イフィンパルス応答相互相関係数でる
る。この（３）式の示す内存は、時間位置ｍｉにパルス
をたてる場合には振幅としてｇｉ（ｍｉ）が最適である
ということである。また、ｇｊ（ｍｉ）ｔｌ−求めるに
は、マルチパルスとしてのパルスが決定されるごとに（
３１式の右辺分子の′０Ｘａｔ行ないつつψｈａ（ｍｉ
）の補正全行ない、そのあと遅れ時間零における自己相
関係数Ｒｈｈ（０）で正規化したうえその絶対値の最大
なものを検索する形式で次次に求める。この処理におい
て、相互相関係数の補正値としての（３）式分子の第２
項は、直前に検索された最大１吐の振＠ｇｌと時間位置
情報ｍｅ、最大値からの遅れ時間Ｉｍｅ−ｍｉｌにおけ
る自己相関係９１（ｌｘ　ｈ　（ｌ　ｍｅ　−ｍ　ｉ　
Ｉ　）、。

検索すべきマルチパルスの分析フノ−ム内の位置情報等
にもとづいて求められる。

第８図のインパルス応答算出器５９はγαを入力【２て
インパルス応答を求め、自己相関係数算出器６０はその
自己ａ関係数を算出する。また、相互相関係数算出器６
１は入力波形と前ｒｙｅインパルス応答との相互相関係
数を靭、出する。

マルチパルス模索器６２は、これらデータケ利用しく３
）式にもとつき分析フレームごとのマルチパルス列を仮
決定する。なお、こうして仮決定されるマルチパルスの
数は後述するＩＪＰ処理のため必安数よりも多く設定さ
れる。

ふたたび＾↓ｌｔａに戻って実施例の説明を続行する。

マルチパルス予備分析器１２は、ＬＰＣ係数としてのγ
α、また入力波形としては加算器９から出力されるピッ
チ予６ｉ１１　’ＮＮ差波全全利用てマルチパルス列ｒ
分析フレームごとに検索しこ′ｔ′Ｌをパルス振幅量子
化器１３に供給する。

ヒラｆ　＋　ｍｌＪ　Ｓ　６　＃：ｉ、）１’　（Ｚ　
）／）ｉ（Ｚ　）変８３１　ｖ−ら出力される聴音Ｍφ
げけ後の音声信号と、辻子化／伽号化器１１から提供さ
れる復号化ピッチ予ｄ１１１係数とを入力しつつ予測波
形を発生しこれケ加ｎ器９に出力する。、これ（てより
、加算器９からはピッチ予測へ沌波形、つ・マルチパル
ス予備分析器１２にＡ心さ１Ｌ、−またメモリ１０にも
格納される。

ピッチ予測係数算出器７＃′ｉピッチ予測に必女なピッ
チ予測係数を算出する。このピッチ予測係数は、第７図
で説明したように、ピッチ子供ｊフィルタのフィルタ係
数とすべきβ１〜β３で通常は３１固が決定される。

ピッチ予測係数の算出は人の如き算出機　にもとづいて
行なわれる。

いま、ピッチ同期に最も近い整数を仮りにＱとすると次
の（４）式が成立する。

ｅｉ＋ｑ＋ｓｉ＋ｑ＝βｔｓｉ＋ｔ＋β２Ｓｌ＋β５Ｓ
ｉ−１・・・・・　（４）（４）式において、ｅｉ＋ｑｔユサンプル時間ｉ　：ｔ
−Ｑの位置におけるピッチ予測残差波形、Ｓｉ＋Ｑｒよ
ピッチ予測値、にもとづく波形Ｓｉ＋！〜５ｉ−１はｌ
十１　＊　１　＊　１　１の位置における原音声波形、
βｌ十β３　はこれら原音Ｐ波形に対するピッチ予測係
数である。つ１ハ（４）式は予測波形と原波形に対する
予測値との関係？示すものである。

（４）式にもとづき原波形と予測パれるべき波形とのβ
ｌ−β３を介しての３ポイント対応を考慮し次の（４１
〜（６）式が取立する。

−ｅｉ＋ｑ″ｓｉ＋ｔ＋ｓｉ＋−ｑ”ｓｉ＝βｌＳｌ＋
１１Ｓｌ＋１千β２Ｓｉ”Ｓｉ＋ｌ十β３Ｓｉ−ｘ　ｌ
ｌＳｉ＋ｔ・・・・・　（４）ｅｉ十ｑ　＠　Ｓｉ十Ｓｉ＋Ｑ　＠　ｓｉ＝βＩＳｉ＋
ｔ・Ｓｉ十β２Ｓｉ−８ｉ十β５Ｓ１−□・Ｓｉ・・・・・（５）ｅｔ＋ｑ’５ｉ−ｘ＋Ｓｉ＋ｑ　”５ｉ−ｔ＝βＩＳｉ
＋ｌ”５ｉ−１十βｚＳｌ”５ｉ−ｘ十β３Ｓｉ−１’
５ｉ−１・・・・・（６）原苔声波形が定常性を有するものと仮足し、烙らにピッ
チ子側残差と涼を片波形とが無相関であると仮定する。

この仮定は音声処理上、実用的には殆んど問題のない仮
定である。

ところで（４）＋１５ｊ２よび（６）式は、原音声波形
と、３個のピッチ予測係数βｌ、β２２よひβ３を介し
て再生さｎるべき成形との間の関係式を示すもので、両
波形間で対応すべき時間における波形末昇値にもとつく
等式で両波彫金関係づけている。求むべき未知数β１．
β２．β３は、これら３つの等式で表現される原音声波
形と再往波形間の電力誤差が最小となるものでなければ
ならない。この解は（４１、（５）および（６）式の等
式の右辺と左辺との差ヲ苓とするよりなβｌ−β３の組
合せを見出すことで求まシ、最小自乗法の適用によって
容易に見出しうる。たたしく４）、　（５）　、　β６
）は波形末算のベクトル積の形式で表現しているので一
旦これら’ｋｆＰ’に力で表現変換し最小自乗法の適用
全可能ならしめる。

成形乗算は、この場会自己相関金とることと同様であり
従って（４）、　（５）　、　（６）式はｉについて積
分し次の（力、　（８）　、　（９１式に変換しうる。

ρＱ−！＝βｌρ０＋β２ρ１＋β３ρｚ・”（７）ρ
Ｑ＝βｌρｌ十β２ρ０＋β３ρｌ　　・・・　（８）
ρＱ＋１”βｌρ２＋β２ρｌ十β３ρ０　　・・・（
９）（力、（８）および（９）式において、ρＱ−１＋
ρＱ、ρＱ＋１はそれぞれＱ−１，Ｑｂ−よひ匂＋１に
丹生されるべき波形の自己相関係数、ρ０．ρｌ、ρ２
はそれぞれｉ＋１．ｉ、ｉ−１における原音Ｐ波形の自
己相関係数である。

（力、（８）および（９）式から次の（１０）式が得ら
れ、β１−／１ｓＦｉ容易に求められる。

・・・・　（ｌＯ）ピッチ予測係数分析器７は、入力する物音重み付は音声
信号を利用し、その自己相関係数を求めつつ（ｉｏ）式
にもとつきピッチ予測係数β１〜β３を算出し、これを
童子化／復号化器１１に供給する。

麓子化／ｖｉＬ号化器１１は、βｌ−β３を符号化して
多重化器２２に供給するとともに、これｒ復号化してピ
ッチ予１１４６６　、２１に供給する。この符号化／復
号化は甘酸側と童子化勝差の条件全同一とするために行
なわれる。

マルチパルス予備分析０１２から出力されるマルチパル
ス列はパルス振幅電子化ｋＰ１３で振幅を量子化されメ
モリ１４に格納される。

こうしてメモリ８には聴感重み付は音声入力が、メモリ
１０にはピッチ予測残差波形が、さらにメモリ１４には
振＠ｔｉｔ子化マルチパルスタ１」がそれぞれ格納され
る。

ＤＰプロセッサ１５は、これら各メモリに格納された必
發データを利用しつつ、予備的に仮決定された振幅重子
化マルチパルス列ヲ構成する分析フレームごとのパルス
紫利用してＤＰ千手法より蛙適マルチパルス列？次のよ
うにして決定する。

マルチパルス予備分析器１２から出力される仮決ボマル
チパルス列のパルス数は、ＤＰ手法適用の目的から必ｏ
ｆｆよりも多くなっている。この増数は、たとえば必安
数が分析フレームごとに４ピツ）１６個であるとすると
２０１ｉａｌ程度に設定される。

ＤＰプロセッサ１５によって決定すべき処理は、仮決定
したマルチパルスから台分のパルスｋｌ！去した最適の
パルスを本決定すること、ならびに本決定されたパルス
の最適量子化の決定であり、いずれも原音声成形と再生
音声波形との誤差電力を評価尺度とし、これを最小とす
るＤＰババス見出す形式で行なわれる。

不要パルスを除去し必ｉにな最適パルスとするＤＰ処理
は、本実施例の場合を例とすると基本的には次のように
して行なわれる。

すなわち、仮決定した分析フレームごとの２０（１のパ
ルスのうち本決定の１％目となり得る候補パルスは、仮
決定パルスの１番目から５査目までノハルスからたけ選
択可能である。このことは６査目のパルス全本決定のパ
ルスとすれは５個を除去してし１つこととなることにも
とづく。

引続さ、本決定の第２番目の候補となり得るパルスは本
決定された第１４ｆ目のパルスとなったものを除き、仮
決定した１から６ｆ目のパルスから選択可ｈヒである。

このよう；’！　ｉｈ合ゼで２０１固のパルスから成る
８Ｌ以の退択可ｉｆヒなパルスタリを選択しつつそれぞ
れのパルスタリごとに音声１３号全再生し、これら再生
音声との誤差気力を最小とするパルスタ１ｊを形成する
マルチパルスｆｒ：最適マルチパルスタリとして本決定
する。従って、遣択可症なパルス列に対応した誤差電力
の評価のみで最適マルチパルス列の決定が可能となシ、
駒当り的組合せ評価に比し決定に資する演ｎｔｔｋが大
幅に消滅される。

−万、最適量子化レベルの決却は基本的には次のように
して行なわれる。

すなわち、２０個のパルスに対し一旦仮址子化を施した
うえ、この伊予化レベルがパルスごとに所足の量子化ス
テップたとえば士１１および−１低い組ヲ用意し、パル
スごとにこの３つの童子化レベルのうち破過なレベルを
選択するυＰ形式で最適量子化レベルを分ダ「）Ｖ−ム
ごとの選択可能なマルチパルス列リごとに決定する。こ
の麓子化しベル辿択のＬ）Ｐ処理も誤差電力を評価尺度
とじて行なわれる。

上述した破過パルスの選択、およびＭ適鼠子化レベルの
固定を行なうυＰ処理は、時間的に連続した分離処理で
も、また連行処理としてもいずれでも差支えないが、本
実施例では再生音声全配慮し並行処理を行なっている。

このようにして誤差電力を評価尺度とし、最適ＩＪＰバ
スを選択する形式で最適ノくルスとその童子化レベルの
決５１Ｅヲ行なっているが、このＬ）Ｐ処理手法につい
ては多くの文献に紹介されており、本実施の場合に類似
のＬ）Ｐ処理内容も、たとえば「狩願昭５９−１２８７
３０、マルチパルス型符号化装置」に詳述されている。

Ｌ）Ｐプロセッサ１５は、選択可能なマルチパルス列を
分析フレームごとに次次にＬＰＣ合成フィルタ１７の駆
動音源として供給し、ＬＰＣ合成フィルタ１７は減衰係
数算出器５から入力するγαをそのフィルタ係数として
聴音重み付は音声を再生して加算器１８と２０に供給す
る。Ｌ）Ｐプロセッサ１５からＬＰＧ合成フィルタ１７
に供給されるマルチパルス列は、ＬＪＰプロセッサ１５
で最適マルチパルス列として木矢にするに心安な最適マ
ルチパルス伺候補数であり、これらそれぞれの候袖対尿
について誤差′電力の算出が行なわれる。このような背
景からＬ）Ｐ処理ルートは大枠の矢印でこれ全表現して
いる。なお、ＬＰＣ合成フィルタ１７は全極型ディジタ
ルフィルタケ利用している。

さて、加算器１８は、メモリ１０から受けるピッチ予測
残差波形に関するデータとＬＰＣ合成フィルタ１７から
受ける再生波形に関するデータとの差分ｔＤＰノくスご
とに出力し、これを−差′電力算出器１９に供給する。

誤差電力算出器１９は、この入力にもとづいて聴音ｌみ
付は音声入力波形との誤差電力を算出しつつＬＩＰプロ
セッサ１５に評価尺度用のデータとして供給する。

ピッチ予測器２１ｆ：を加算器２０とともにピッチ予測
フィルタを形属し、ＬＰＣ合戟７ィルタ１７から再生波
形を受けつつ予測波形を発生しこれ全加算器１６に供給
する。

ピッチ予測器２１ｊ：、前述した第６図の分析側のピッ
チ予測６５１に対応し、ピッチ予測ループ内で機能しフ
ィードバック効果によって振子化ノイズを大幅に減少さ
せつつ加算器２０と加算器１６に予測波形を提供するも
のでｈシ、これ七あ６図と関連づけてみると、加算器２
０からピッチ予測器２１に送出されるデータはＡ士、　
　９に対応し、ピッチ予測器２１からの出力はｙに対応
、従って加算器１６からＤＰプロセッサ１５に対する入
力はｘ　−ｙで表わされるピッチ予測残差波形となる。

ＤＰプロセッサ１５に入力するピッチ予測ｆｉｆ波形は
このようなピッチ予測ループのフィートノ〈ツク効果を
受けつつ常にＳ／Ｎの改嵜が保持される。

なお、メモリ１４は、Ｌ）Ｐプロセッサ１５による量子
化レベル最適Ｌ）Ｐ処理によるマルチノくルス扱幅値の
更新データの格納用として利用される。

こうして得られる最適マルチパルスの位置ならびに振幅
情報はＤＰプロセッサ１５から多重化器２２に供給され
る。

多重化器２２は、Ｋ量子化／復す化６３０から提供され
るにパラメータ、童子化／復号化器１１から得られるピ
ッチ予６４１＋係数ならびにＤＰプロセッサ１５から提
供されるマルチパルスに圓するデータ金ａ亘組台せて多
重化し伝送路を介して合成０１１ｊに送出する。

こうして、ピッチ予測ループ内にマルチノくルス符号化
部分全押入配置した状態で、しかもピッチ予測ループの
フィードバック効果によりマルチパルス符号化糸による
被子化雑音の影響を確実に緩和しうるマルチパルス符号
化装置の分析側が実現できる。

次に合成側について説明する。第２図は本発明によるマ
ルチパルス符号化装置の合成側の第１の実施例を示すブ
ロック図である。

第２図の実施例は、多重化分離器２３、マルチパルス復
号化器２４、化復号化器２５、ＬＰＣ合成フィルタ２６
、減衰係数算出器２７、Ｋ／α変換器２８、加算器２９
、ピッチ復号化器３０、ビッチ予測器３１　ｋヨＵＨ（
Ｚ）／Ｈ’（Ｚ）　７ｍ６３２を備えて構成される。

多重化分離器２３は、分析側から伝送された多重化デー
タ入力の多重化を分離し、マルチパルスとにパラメータ
ならびにピッチ予測係数をそれぞれマルチパルス復号化
器２４、Ｋ復号化器２５、ピッチ復号化器３０に供給す
る。

マルチパルス復号化器２４は、符号化マルチパルスをも
とのデータに復号化しＬＰＣ合成フィルタ２６の入力と
して供給する。

Ｋ復号化器２５は入力したにパラメータを復号化しに／
α変換器２８に供給する。

Ｋ／α変換器２８は入力したにパラメータをαパラメー
タに変換し、これを減衰係数算出器２８とＨ（Ｚ）／Ｈ
’（Ｚ）変換６３２に供給する。

減衰係数算出器２７Ｆｉ、入力したαパラメータに対し
て減衰係数ｒを乗算、ｒαをＬＰＧ合成フィルタ２６に
送出する。この場合のｒの値は分析側と同一で、あらか
じめ設定される。このγαを受けたＬＰＣ合成フィルタ
２６はこれをフィルタ係欽として利用し伝達関係）１’
（Ｚ）を有する全極型ディジタルフィルタ全形１反せし
める。

ＬＰＣ合成フィルタ２６はマルチパルス処理系として連
動され再生音声を出力し加算器２９に供給する。

ピッチ復号化器３０はピッチ予測係数を４号化しピッチ
予６１１１器３１に供給する。ピッチ予測器３１＃１加
算器２９とともにピッチ予測フィルタ全形成し、加算器
２９の出力する再生波形を入力しつつ、これとピッチ予
６１す係数？利用して予測成形を次代に力ｌＩｎ器２８
から出力せしめ、これを）ｉ（Ｚ　）／Ｈ’　（Ｚ　）
変換器３２に供給せしめる。

Ｈ（Ｚ）／１１’（Ｚ）変換器３２は、第１図に示す聴
音■みけりフィルタである１４’（Ｚ　）／Ｈ（Ｚ）変
換器１とは逆特性のフィルタであり、加算器２９から再
生波形は聴音重み付けのための減衰常Ｕ付与を解除され
たうえ音声出力として送出される。）ｔ　（Ｚ　）／Ｈ
’（Ｚ）変換器３１のフィルタ形成に必賛なαパラメー
タならびにγαパラメータはそれぞれに／γ震換器２５
２よび減衰係数算出器２７から供給される。

第３図は本発明によるマルチパルス符号化装置の合ｇ餉
の第２の実施例を示すブロック図である。

第３図に示す合＆側は、多重化分ａ器２３、マルチパル
ス復号化器２４、Ｋ復号化器２５、Ｋ／α変侯変換８、
加算器２９、ピッチ予測器３０１　ピッチ復号化器３０
、ピッチ予測器３１２よびＬＰＣ合成フィルタ３３等を
備えて構成され、これら構底安素中同−記号番号のもの
は第２図に示すものと同一であるのでこれら四−のもの
に関する詳細な説明は詳細する。

第３図の合成側は、第２図の合成側の構成に比し、減衰
係数算出６２７　、！！：　）ｉ（Ｚ　）／Ｍ’（Ｚ　
）　Ｋ換器３２が削除され、またＬＰＧ合成フィルタ３
３の伝達関数がＨ（Ｚ　）である点が異る。このことは
、第２図のＬＰＧ合成フィルタ２６の伝達関数がＭ’（
Ｚ）ｆｌ、コｔｔトｋｉ＜ｚ）ｉｍ’＜ｚ）変換器３２
ニヨル総合フィルタ特性はｈ（ｚ）の伝達関数で表わし
うろこととなシ、従って、結局Ｈ（Ｚ）の伝達特性を有
するＬＰＧ合成フィルタ３３で置換しうることとなる。

これに関連して減衰係数算出器２７は王女となるといっ
た構成変換を示すものであり、このような構成によって
も第２図の場合と同様に音声入力の再生が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明は、ピッチ予測ループを有する
マルチパルス符号化装置において、あらかじめ予備的に
仮決定したマルチパルス列全対象としてピッチ予測にも
とづく最適マルチパルス列全決定する手段を備えること
によシ、量子化雑音を実効的かつ著しく低減しうるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマルチパルス符号化装置の分析側の一
実施例を示すブロック図、第２図は本発明のマルチパル
ス符号化装置の合成側の第１の実施例金示すブロック図
、第３図は本発明のマルチパルス符号化装置の合成側の
第２の実施例を示すブロック図、第４図はピッチ予測系
とマルチパルス処理系が互いに独立したマルチパルス符
号復号糸を示すブロック図、第５図はピッチ予測糸を近
接予測系に検続接続したマルチパルス符ｇ復号糸を示す
ブロック図、第６図はピッチ予測ループ内にマルチパル
ス符号化糸を挿入したマルテノくルス符号復号糸を示す
ブロック図、第７図はピッチ予測器の一般的構成を示す
ブロック図、第８図は相関領域処理によるマルチパルス
＆案の基本的ブロック図である。１　・・・・−Ｈ’＜Ｚ）／Ｈ＜Ｚ）Ｋ換器、２　・−
、、、Ｌ　Ｐ　Ｃ分析器、３・・・・・・Ｋ量子化／復
号化器、４・・・・・・入／αに換器、５゛°・・・・
減衰係数算出器、６・・・・・・ピッチ予測器、７−・
・・・・ピッチ予測係数算出器、８・・・・・・メモリ
、９・・・−・・加算器、ｌＯ・・・・・・メモリ、１
１・・・・・・量子化／復号化器、１２・・・・・・マ
ルチパルス予備分析器、１３・・・−・パルス振暢斂子
化器、１４゛・・°・・メモリ、１５−・・・・・ＤＰ
プロセッサ、１６・・・−・・加算器、１７・・・・・
ＬＰＣ曾奴フィルタ、１８・・・・・加昇器、１９・・
・・・・誤差電力算出器、２０・・・・・・加算器、２
１・・・・・・ピッチ予測器、２２・・・・・・多重化
器、２３・・・・・・多重化分離器、２４・・・・・・
マルチパルス復号化器、２５・・・・・・Ｋ仮号化器、
２６・・・・・・ＬＰＣ合成フィルタ、２７・・・・・
減衰係数算出器、２８・・・・・・Ｋ／α変換器、２９
・・・・・・加算器、３０・°・・・・ピッチ復号化器
、３１・・・、・・ヒツチ予迎」器、３２・・・−・・
Ｉ（（２）／ｌｉ’（Ｚ）変換器、３３・・・・・・Ｌ
ＰＣ合成フィルタ、３４°・・°°・ピッチ予（１４１
１器、３５・・・・・・加昇器、３６・・・・・・マル
チパルス符号化器、３７−・・・・・マルチパルス復号
化器、３８・・・・・）Ｊｕ’！４器、３９・・・・・
・ピッチ予測器、４０・・・・・マルチパルス符号化器
、４１・・・・・・ピッチ予測器、４２・・・・・・近
接予測フィルタ、４３・・・・・・加算器、４４−・・
・・・誤差分析器、４５・・・・・・ピッチ予測器、４
６・・・・・・近接予測フィルタ、４７°°“°°１加
算器１４８・・・・・・マルチパルス符号化器、４９゛
・パ・・マルチパルス符号化器１５０°”°゛°・力０
昇７渉、５１・・・・・ピッチ予測器、５２・・・・・
・マルチパルス復号化器、５３・・・・・・加算器、５
４°°・・・・ピッチ予測器、５５・・・・・・可変：
Ｍ延回路、５６−１　、５６−２・・・・・・単位遅延
素子、５７−１　、５７−３・・・・・・栄昇器、５８
・・・・・・加算器、５９゛°・・・・インパルス応答
奥出命、６０・・・・・・自己相関係数算出器、６１・
・・・・・相互相関係数算出器、６２・・・・・・マル
チパルス検索器。茅４図第５国７２図第７区易３え

Claims

【特許請求の範囲】ピッチ予測ループを有するマルチパルス符号化装置にお
いて、あらかじめ必要数よりも多く設定したパルスより成るマ
ルチパルス列を予備的に仮決定したのちこの仮決定マル
チパルス列を対象としてピッチ予測を行ないつつ必要数
のパルスから成る最適マルチパルス列をパルス振幅量子
化レベルとともに本決定する手段を備えて成ることを特
徴とするマルチパルス符号化装置。