【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声を少ない情報量で高能率に符号化する低ビットレート音声符号化装置および音声復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声を低ビットレートで高能率に符号化する音声符号化技術として、ＣＥＬＰ（Code Excited L
inear Prediction）方式が知られている。 初期のＣＥＬ
Ｐ方式の詳細は、例えば「MRSchroeder and BSAta
l,"Code-Excited Linear Prediction (CELP):high qual
ity speech at very low bit rates",in Proc. ICASSP'
85,pp.937-939,1985 」に示されている。 この方式は、
駆動信号と再帰形ピッチ合成フィルタおよび音声合成フィルタを用い、音声合成フィルタにより合成された合成音声の歪みを最小化するように雑音コードブックから雑音コードを探索する方法を世界で最初に導入し、低ビットレートでも高品質な合成音声を提供できる符号化の可能性を示したことで知られている。

【０００３】ここで、ブロックＬの長さ単位で雑音コードブックから特定のコードベクトル（次元Ｌ）を指定する雑音コードを探索する方法について、２つの従来例をもって説明する。 なお、以降の説明では簡単化のため、
再帰形ピッチ合成フィルタの次数はすべて１次とする。

【０００４】まず、図８を用いて従来例１のＣＥＬＰ方式の雑音コード探索の方法を説明する。 雑音コードブック３００に格納されているＭ本のコードベクトルの中から、雑音コード候補を基にセレクタ３１０によって引き出されるコードベクトルをピッチ合成フィルタ３２０と音声合成フィルタ３７０を通過させて合成ベクトル候補を生成し、この合成ベクトル候補の歪み（原音声から生成される目標ベクトルに対する合成ベクトル候補の誤差）を最小化するように最適なコードベクトルを引き出すことのできる雑音コードを選択する。

【０００５】再帰形ピッチ合成フィルタ３２０は、ピッチ予測器３６０と加算器３３０から構成され、ピッチ予測器３６０はゲイン回路３４０とピッチ周期に相当する遅延時間を持つ遅延回路３５０からなる。 このピッチ合成フィルタ３２０のパラメータとしては、ブロック毎に更新されるピッチ周期Ｔとピッチゲインβがあり、これらを用いてコードベクトルのピッチ合成を再帰的に行う。 従来例１の雑音コード探索では、ピッチ合成フィルタ３２０の内部の初期状態として、過去の駆動信号が遅延回路３５０を構成するメモリに格納されている。

【０００６】上述した従来例１のような構成では、過去の駆動信号成分がピッチ合成フィルタ３２０から出力されたときの信号波形が雑音コードの探索に悪影響を及ぼす場合があるという問題がある。 また、過去の駆動信号を用いない自己相関法などの開ループ法で求めたピッチ周期を用いて雑音コード探索を行う構成なので、開ループで求めたピッチ周期と過去の駆動信号のピッチ周期成分の不整合が生じる悪影響のため、低ビットレートでは、雑音コードブックを用いても音質の改善が少ないという問題点があった。

【０００７】次に、特開平４−３４４６９９に示される従来例２の雑音コード探索の方法について説明する。 この方法は、ピッチ合成フィルタを用いずに、駆動信号に強いピッチ周期性を与えて合成音声の品質改善を図るために、雑音コードブックから出力されるコードベクトルをピッチ周期分だけ切り出し、切り出された長さＴの波形パターンをブロック長Ｌに達するまで単純に繰り返す処理を行う。 そして、この繰り返し波形を音声合成フィルタに通過させて得られる合成ベクトル候補の歪み（（目標ベクトルに対する合成ベクトル候補の誤差）を最小化するように雑音コードを探索する。

【０００８】図９（ａ）に、従来例２を用いて作成されるピッチ周期で単純に繰り返される波形の例を示す。 この図ではピッチ周期Ｔがブロック長Ｌの１／４の長さとなっている。 この図から分かるように、従来例２ではピッチ周期毎の雑音成分の間には時間が経過しているにも関わらず、全く波形的な変化がないことが分かる。 この方法で得られる雑音ベクトルと、過去の駆動信号をピッチ周期で単純に繰り返す適応コードブックからの適応ベクトルとを用いて駆動信号を生成する方法が従来例２では述べられているが、同じピッチ周期の単純繰り返し波形を結合しても、得られる駆動信号波形は図９（ａ）で示した波形と同様に、ピッチ周期毎に全く同じ波形パターンが繰り返すものとなることは明白である。 一方、実際の自然な音声で駆動信号のピッチ周期の繰り返し波形を観測すると、全く同じ波形パターンが繰り返すような場合は全く無いといってもよく、ほとんどの場合、微妙に複雑な変化をしながら繰り返す波形となっている。

【０００９】したがって従来例２では、ブロック長またはベクトルの次元が大きくなると、単純な波形パターンの繰り返しによる単調さが引き起こす合成音声特有の劣化、すなわち自然性の欠如が露呈してくるため、符号化ブロック長を大きくしてビットレートを大幅に低化させる音声符号化には適用が困難となってくる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来の技術では過去の駆動信号が雑音コード探索に悪影響を及ぼす場合があるという問題点や、ブロック長またはベクトルの次元が大きくなると、単純な駆動信号の波形パターンの繰り返しによる単調さが引き起こす合成音声特有の劣化が露呈してくるという問題点があった。

【００１１】本発明は、過去の駆動信号が雑音コード探索に悪影響を及ぼすことがなく、しかもブロック長が大きい場合でも、音源となる駆動信号が単調な波形の繰り返しになることがないようにして合成音声の音質を改善することができる音声符号化装置および音声復号化装置を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成するため、本発明に係る音声符号化装置は、雑音コードに対応したコードベクトルを格納し、外部から与えられる雑音コードで指定されたコードベクトルを出力する雑音コードブックと、ピッチ周期およびピッチゲインのうち少なくともピッチ周期をパラメータとした再帰形ピッチ合成フィルタに雑音コードブックから出力されるコードベクトルを入力としたときの零状態応答を少なくとも用いて駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、この駆動信号生成手段により生成される駆動信号を入力として合成音声を得る音声合成フィルタと、再帰形ピッチ合成フィルタの零状態応答を用いて前記合成音声の歪みが小さくなるように雑音コードを探索する雑音コード探索手段とを有することを基本的な特徴とする。

【００１３】この場合、再帰形ピッチ合成フィルタのピッチゲインβは固定値であってもよいし、０＜β≦１の範囲でピッチ周期Ｔの増加に対してその絶対値が単調増加するように設定してもよい。

【００１４】また、本発明に係る音声符号化装置においては、再帰形ピッチ合成フィルタに雑音コードブックから出力されるコードベクトルを入力としたときの零状態応答と、再帰形ピッチ合成フィルタの内部状態を過去の駆動信号としたときの零入力応答とを線形結合することにより駆動信号を生成するように駆動信号生成手段を構成し、かつ再帰形ピッチ合成フィルタの零入力応答を用いて合成音声の歪みが小さくなるようにピッチ周期を探索するピッチ周期探索手段をさらに有する構成としてもよい。

【００１５】この場合、再帰形ピッチ合成フィルタのピッチゲインβは固定値であってもよいし、０＜β≦１の範囲でピッチ周期Ｔの増加に対してその絶対値が増加するように設定してもよいし、再帰形ピッチ合成フィルタの零状態応答を求めるときと零入力応答を求めるときとで異なる固定値に設定してもよい。

【００１６】本発明に係る音声復号化装置は、雑音コードに対応したコードベクトルを格納し、外部から与えられる雑音コードで指定されたコードベクトルを出力する雑音コードブックと、ピッチ周期をパラメータとしピッチゲインを固定値とした再帰形ピッチ合成フィルタに雑音コードブックから出力されるコードベクトルを入力としたときの零状態応答を少なくとも用いて駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、この駆動信号生成手段により生成される駆動信号を入力として合成音声を得る音声合成フィルタとを有することを基本的な特徴とする。

【００１７】また、本発明に係る音声復号化装置においては、ピッチ周期をパラメータとしピッチゲインを固定値とした再帰形ピッチ合成フィルタに前記雑音コードブックから出力されるコードベクトルを入力としたときの零状態応答と、ピッチ周期をパラメータとしピッチゲインを固定値とし過去の駆動信号を内部状態とした再帰形ピッチ合成フィルタの零入力応答とを線形結合することにより駆動信号を生成するように駆動信号生成手段を構成してもよい。 この場合、再帰形ピッチ合成フィルタの零入力応答を求めるときのピッチゲインβは、好ましくは０＜β≦１の範囲に設定する。

【００１８】

【作用】本発明においては、内部状態が零の再帰形ピッチ合成フィルタに雑音コードブックからのコードベクトルを入力して得られる零状態応答の形状ベクトル成分から駆動信号を求め、この駆動信号を音声合成フィルタに通して得られる合成ベクトル候補を用いて、合成音声の歪みが小さくなるような雑音コードを探索する。 このようにすることにより、再帰形ピッチ合成フィルタからの過去の駆動信号の影響を零入力応答として分離できるので、合成音声に含まれる歪みが非常に少ない雑音コードを探索することができる。

【００１９】また、本発明においては、再帰形ピッチ合成フィルタのピッチ周期化作用により、ピッチゲインをどのような値にしても最終的に生成される駆動信号は単調な繰り返し波形になることはなく、合成音声特有の劣化が防止される。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明するが、その前に図１を用いて再帰形ピッチ合成フィルタの零入力応答と零状態応答の関係についてより詳細に説明する。 図１（ａ）は加算器１１とピッチ予測器３０
（ゲイン回路１２とピッチ周期の遅延時間を持つ遅延回路１３により構成される）からなる従来の再帰形ピッチ合成フィルタ１３の構成を表したブロック図であり、図１（ｂ）はこの再帰形ピッチ合成フィルタ１３を零入力応答と零状態応答に分離した場合の等価回路をブロック図として表したものである。

【００２１】図１（ｂ）において、第１の処理部１４では加算器１５とピッチ予測器３１（ゲイン回路１６と遅延回路１７により構成される）からなる再帰形ピッチ合成フィルタの入力を零とし、過去の駆動信号を内部状態として零入力応答が生成される。 したがって、この第１
の処理部１４から出力される零入力応答は、再帰形ピッチ合成フィルタの入力信号に無関係な過去の駆動信号だけの純粋な影響を表している。

【００２２】一方、第２の処理部１９では加算器２１とピッチ予測器３２（ゲイン回路２０と遅延回路２２により構成される）からなる再帰形ピッチ合成フィルタの内部状態（遅延回路２２を構成するメモリの状態）を零にクリアした状態で、純粋に入力信号だけで生成されるピッチ合成の影響を表す零状態応答が生成される。 そして、これら第１および第２の処理部１４，１９によって生成される二つの応答を加算器２４で加算することにより、図１（ａ）の再帰形ピッチ合成フィルタ１３の出力と等価な出力が得られる。

【００２３】なお、図１（ｂ）において破線矢印２５で示した出力信号の帰還はブロック毎に行われ、各時点の処理ブロックにおいて適切に零入力応答を得ることができるようにするために必要なフィルタの内部状態の設定を示している。

【００２４】ここで、再帰形ピッチ合成フィルタの出力を零入力応答と零状態応答の２つに分離する方法の他の例として、図２に示すように加算器４５とピッチ予測器６０（ゲイン回路４６と遅延回路４７により構成される）からなる再帰形ピッチ合成フィルタによって生成される零入力応答と、加算器５１とピッチ予測器６１（ゲイン回路５０と遅延回路５２により構成される）からなる再帰形ピッチ合成フィルタによって生成される零状態応答の各応答毎に、ゲイン回路５６，５７によって異なるゲイン量を個別に設定でき、ゲイン設定後に２つの応答を加算器５４で加算したものを出力とする再帰形ピッチ合成フィルタを提案する。

【００２５】この図２のような構成の再帰形ピッチ合成フィルタによると、過去の駆動信号からの影響量とコードベクトルの雑音成分の影響量をそれぞれ制御できるので、さらに正確に周期信号を表現できる再帰形ピッチ合成フィルタを提供できる。 また、２つの応答を求める際に用いるゲイン回路４６，５０で付与されるピッチゲインβを固定化することで、符号化においてピッチゲインβの情報を伝送するのに必要な符号量を節約することが出来る。 さらに、固定のピッチゲインβを零入力応答用と零状態応答用とでそれぞれの応答に対し適切な異なる値に設定することで、ピッチゲインβを固定化させたことによる表現力の若干の低下をある程度回復することができるようになる。

【００２６】本発明による音声符号化装置のもう一つの効果として、用いる再帰形ピッチ合成フィルタは零入力応答と零状態応答を求めるために変形されてはいるが、
前述した従来例１の再帰形ピッチ合成フィルタのピッチ周期化の方法を受け継いでいるので、ピッチゲインβをどのような値に設定しても、最終的に生成される駆動信号波形は、単調な繰り返し波形とはならないことが挙げられる。 これは、ピッチ合成フィルタ内部の加算器において、１ピッチ周期前の区間で生成された出力信号の繰り返しと入力されるコードベクトルの和を次のピッチ周期区間の出力としていることにその本質がある。 図９
（ｂ）に再帰形ピッチ合成フィルタを用いて得られる駆動信号波形の一例を示す。 この図からもわかるように、
本発明によると駆動信号が単調な繰り返し波形とはならず、徐々に変化した波形パターンの繰り返しを表現できる。

【００２７】従って、本発明によると過去の駆動信号が雑音コード探索に悪影響を及ぼすことがないようにでき、しかもブロック長が大きい場合でも、音源となる駆動信号が単調な波形の繰り返しになることがないようにできるので、低ビットレートにおける合成音声の品質が改善される。

【００２８】図３は、本発明の一実施例に係る音声符号化装置のブロック図である。 本実施例は、入力される音声信号（以下、入力音声という）から合成フィルタ情報、ピッチ周期情報、雑音コード情報、ゲイン情報の４
種類の情報を抽出／符号化する構成で、かつ合成音声の歪みが小さくなるようにピッチ周期情報、雑音コード情報、ゲイン情報の符号化を行うＣＥＬＰ方式に代表される音声符号化法による音声符号化装置に本発明を適用した例を示している。

【００２９】この音声符号化装置は、雑音コードに対応したコードベクトルを格納した雑音コードブック２１８
０、雑音コードブック２１８０から雑音コードで指定されるコードベクトルを引き出すためのセレクタ２１９
０、再帰形ピッチ合成フィルタの零入力応答を求めるための零入力再帰形ピッチ合成部２０００、再帰形ピッチ合成フィルタの零状態応答を求めるための零状態再帰形ピッチ合成部２２００、これらピッチ合成部２０００，
２２００から得られる零入力応答および零状態応答を線形結合して駆動信号を生成するゲイン回路２１６０，２
２５０および加算器２２６０、駆動信号を入力として合成音声を得る音声合成フィルタ２２７０、入力音声から音声合成フィルタ２２７０のフィルタ情報を分析する合成フィルタ情報分析部２２９０、入力音声と合成フィルタ情報から目標ベクトルを生成する目標ベクトル生成部２３００、目標ベクトルと合成フィルタ情報を用いて音声合成フィルタ２２７０で得られた合成音声の歪みを評価する歪み評価部２３１０、および符号選択部２３２０
からなる。

【００３０】次に、この実施例の動作を説明する。 合成フィルタ情報分析部２２９０は入力音声を分析して音声のスペクトラムの外形を表す音声合成フィルタの情報を抽出／符号化し、これを合成フィルタ情報として出力するとともに、音声合成フィルタ２２７０にパラメータを与える。 合成フィルタ情報の分析法としては、例えばＬ
ＰＣ（Linear Prediction Coding）分析法を用いることができる。

【００３１】零入力再帰形ピッチ合成部２０００および零状態再帰形ピッチ合成部２２００で必要なピッチ周期情報の抽出は、次のようにして行われる。 まず、符号選択部２３２０から探索ループ２３３０を用いて零入力再帰形ピッチ合成部２０００にピッチ周期の候補を与えることにより、零入力応答を求める。 この零入力応答をゲイン回路２１６０および加算器２２６０を介して音声合成フィルタ２２７０に入力し、合成ベクトル候補を得る。 この合成ベクトル候補と、入力音声から目標ベクトル生成部２３００で生成される目標ベクトルを歪み評価部２３１０に入力し、両者間の誤差、つまり合成ベクトル候補の歪みを求め、これに基づき符号選択部２３２０
を制御して歪みが小さくなるようなピッチ周期Ｔを探索する。 このとき、ゲイン回路２１６０によって零入力応答に与えられるゲイン２１６０は、例えば通常のＣＥＬ
Ｐ方式で用いられるような、最適ゲインを用いるのと等価なコードブック探索法を用いることが出来る。

【００３２】また、このとき零状態応答の影響は零であるとしてピッチ周期の探索が行われるが、もし雑音コードの候補数が非常に少ない数に限定できるときは、零状態応答の影響を考慮してピッチ周期探索を行うとさらに歪みの少ない合成音声を生成できるピッチ周期と雑音コードを探索することが出来るという効果がある。

【００３３】このピッチ周期の探索中は、零入力再帰形ピッチ合成部２０００および零状態再帰形ピッチ合成部２２００におけるピッチゲインβは、全てのピッチ周期候補に対し固定化されているか、またはβの絶対値が１
より小さい範囲で、Ｔの増加に対しβの絶対値が増加する対応関係を持つように、βが設定されている必要がある。 常にβ＝１に固定化されている場合は、本実施例における零入力応答を用いたピッチ周期探索の部分が公知の適応コードブック探索と同一の構造となる。 一方、β
の絶対値が１より小さな値に設定される場合は、過去の駆動信号の繰り返しの利用効果が若干低下するが、符号の伝送誤りによる音質の劣化の影響をリークさせる効果が生じるため、伝送路誤りがあっても比較的早く音質を回復できるような音声符号化／復号化を実現することができる。 また、βをＴと関係付けてβを変化させる方法では、ピッチ周期候補毎の零入力応答のエネルギーをＴ
によらずに比較的安定な値にできるので、上述のリーク量を一定化できる効果が得られる。

【００３４】次に、零状態再帰形ピッチ合成部２２００
を用いた雑音コード探索の方法について説明する。 雑音コード探索は、少なくともピッチ周期に関して零入力再帰形ピッチ合成部２０００と同じ条件で使用される零状態再帰形ピッチ合成部２２００を用いて、探索ループ２
３４０に関して行われる。 まず、符号選択部２３２０から探索ループ２３４０を用いて雑音コードの候補をセレクタ２１９０に与え、雑音コードブック２１８０から該雑音コードに対応するコードベクトルを取り出して零状態再帰形ピッチ合成部２２００に入力し、零状態応答を求める。 この零状態応答をゲイン回路２２５０および加算器２２６０を介して音声合成フィルタ２２７０に入力し、合成ベクトル候補を得る。 この合成ベクトル候補と、入力音声から目標ベクトル生成部２３００で生成される目標ベクトルを歪み評価部２３１０に入力し、両者間の誤差、つまり合成ベクトル候補の歪みを求め、これに基づき符号選択部２３２０を制御して歪みが小さくなるような雑音コードを探索する。 このとき、ゲイン回路２２５０によって零状態応答に与えられるゲインは、例えば公知のＣＥＬＰ方式で用いられるような、最適ゲインを用いるのと等価なコードブック探索法を用いることが出来る。

【００３５】上述した雑音コードの探索に当たっては、
零入力態応答からの影響を考慮し、トータル的に歪みの少ない雑音コードを探索するようにする。 もし、零状態応答側から見て、零入力応答側が雑音コード探索に与える影響が無視できるような構成で探索が行えるような歪み尺度またはコードブックまたはベクトルの直交化等の方法を用いる場合は、雑音コードの探索をピッチ周期の探索と独立に行うことができる。

【００３６】図４に、本実施例における雑音コードの探索動作を示す。 同図において、雑音コード探索はピッチ周期Ｔが与えられた零状態再帰形ピッチ合成部６２０を用いて、探索ループ６９０に関して行われる。 まず、符号選択部６９５から雑音コードの候補をセレクタ６１０
に与えて、雑音コードブック６００から該雑音コードに対応するコードベクトルを取り出して零状態再帰形ピッチ合成部６２０に入力する。 そして、零状態再帰形ピッチ合成部６２０で再帰計算処理により零状態応答を求め、これを音声合成フィルタ６７０で合成して得られる合成ベクトル候補とし、この合成ベクトル候補と入力音声から生成される目標ベクトルとの誤差、つまり合成音声の歪みを歪み評価部６８０で評価し、これに基づき符号選択部６９５を制御して歪みが小さくなるような雑音コードを探索する。 雑音コードを探索する。 このとき、
再帰形ピッチ合成フィルタの零入力応答からの影響が無視できない場合には、評価部６８０に図示しない零入力応答成分を入力して、歪み量を評価することで、零入力応答の影響をも考慮した雑音コード探索を行うことができる。

【００３７】ゲイン情報は、この実施例ではゲイン情報によってゲインコードブックから特定のゲインを指定することのできるゲインコードブックを用いて符号化される。 ゲイン情報の探索に当たっては、合成音声の歪みが少なくなるようにゲイン情報を探索するようにする。

【００３８】上記実施例では、図５（ａ）に示すようにコードベクトルを再帰形ピッチ合成フィルタ７０に通してから音声合成フィルタ７１に入力したが、両フィルタの接続順序を入れ換えて図５（ｂ）に示ようにコードベクトルを音声合成フィルタ７２に通してから再帰形ピッチ合成フィルタ７３に入力しても構わない。 フィルタリングに要する計算量的観点から見ると、オーバラッピング構造を持つ構造化されたコードブックを雑音コードブックとして使用する場合は、図５（ｂ）のように先に音声合成フィルタ、後でピッチ合成フィルタの処理を行う順序の方が特願平１−３２９２２８に示される、音声合成フィルタのインパルス応答を用いた再帰的畳み込みの方法を用いて計算量を大幅に削減できるので、図５
（ｂ）は図５（ａ）の接続順序に比べてより少ない計算量で雑音コードを探索することができる効果がある。

【００３９】次に、音声復号化装置について説明する。
図６は、本発明に係る音声復号化装置の一実施例を示すブロック図である。 同図では、上述の音声符号化装置で符号化されたパラメータであるところの合成フィルタ情報、ピッチ周期情報、雑音コード情報およびゲイン情報を入力し、これらの情報から合成音声を再生する構成を示している。

【００４０】まず、駆動信号の再生方法について説明する。 零入力再帰形ピッチ合成部１０００において、音声符号化装置から伝送されたピッチ周期情報を基に過去の駆動信号から零入力応答ベクトル１１５０を生成する。
この零入力応答ベクトル１１５０に対して、音声符号化装置から伝送されたゲイン情報を基にゲインコードブック１２９０から得られる零入力応答用のゲインをゲイン回路１１６０で乗じて第１のベクトルを作成する。

【００４１】一方、音声符号化装置から伝送された雑音コードを基に雑音コードブック１１８０からセレクタ１
１９０を介してコードベクトルを取り出し、これを零状態再帰形ピッチ合成部１２００に音声符号化装置から伝送されたピッチ周期情報を基に構成される再帰形ピッチ合成フィルタの内部状態を零クリアした状態で入力しして零状態応答１２４０を求め、この零状態応答１２４０
にゲインコードブック１２９０から得られる零状態応答用のゲインをゲイン回路１２５０で乗じて第２のベクトルを作成する。

【００４２】そして、加算器１２６０で第１のベクトルと第２のベクトルを加算したものを駆動信号として再生し、この駆動信号を音声符号化装置から伝送された合成フィルタ情報を基に構成される音声合成フィルタ１２７
０に入力して合成を行い、再生音声を出力端子１２８０
より得る。

【００４３】図７は、本発明に係る音声復号化装置の他の実施例を示すブロック図である。 ここでは、再帰形ピッチ合成フィルタとして、図２を用いて説明したピッチゲインが異なる構成のものを用いている。 すなわち、まず駆動信号の再生方法について説明すると、零入力再帰形ピッチ合成部１２０において、音声符号化装置から伝送されたピッチ周期情報を基に過去の駆動信号から零入力応答ベクトル１５０を生成する。 この零入力応答ベクトル１５０に対して、音声符号化装置から伝送されたゲイン情報を基にゲインコードブック２９０から得られる零入力応答用のゲインをゲイン回路１６０で乗じて第１
のベクトルを作成する。

【００４４】一方、音声符号化装置から伝送された雑音コードを基に雑音コードブック１８０からセレクタ１９
０を介してコードベクトルを取り出し、これを零状態再帰形ピッチ合成部２１０に音声符号化装置から伝送されたピッチ周期情報を基に構成される再帰形ピッチ合成フィルタの内部状態を零クリアした状態で入力しして零状態応答２４０を求め、この零状態応答２４０にゲインコードブック２９０から得られる零状態応答用のゲインをゲイン回路２５０で乗じて第２のベクトルを作成する。

【００４５】そして、加算器２６０で第１のベクトルと第２のベクトルを加算したものを駆動信号として再生し、この駆動信号を音声符号化装置から伝送された合成フィルタ情報を基に構成される音声合成フィルタ２７０
に入力して合成を行い、再生音声を出力端子２８０より得る。

【００４６】ここで、零入力再帰形ピッチ合成部１２０
内でゲイン回路１３０により与えられるピッチゲインβ
１と、零応答再帰形ピッチ合成部２１０内でゲイン回路２２０により与えられるピッチゲインβ２とは異なっている。 これにより固定のピッチゲインβ１，β２を零入力応答用と零状態応答用とでそれぞれの応答に対し適切な異なる値に設定することで、ピッチゲインを固定化させたことによる表現力の若干の低下をある程度回復することができるという利点がある。 なお、上述した本発明による音声復号化装置は、音声合成装置としても使用できることはいうまでもない。

【００４７】上述した実施例では、ピッチ合成フィルタの零状態応答を求める際に使用するピッチ周期Ｔは、もともと１つのピッチ合成フィルタを２つに分離したものであるため、零入力応答の生成に使用したピッチ周期と同一のものを用いている。 しかし、実際の符号化装置の実現に当たり計算量が問題となるような場合は、例えば非整数ピッチ周期を整数化してピッチ合成を簡単化するなどの方法で雑音コードをより少ない計算量で探索し、
同じ方法で音声を再生するような実施形態も可能である。 このように、零状態応答を求める際のピッチ周期の精度をある程度簡略化しても、合成音声の歪が少なくなるように雑音コードを探索することによって、探索で選ばれたコードベクトルがピッチ周期の精度の僅かなずれを補う働きをし、結果的には音質がほとんど劣化しない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば過去の駆動信号が雑音コード探索に悪影響を及ぼさないようにし、ブロック長が大きい場合でも、音源となる駆動信号が単調な波形の繰り返しになることがないようにして、非常に低いビットレートでも合成音声の音質を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】再帰形ピッチ合成フィルタの基本構成と再帰形ピッチ合成フィルタを零入力応答と零状態応答をそれぞれ求める処理部に分割した構成を示すブロック図

【図２】本発明に基づく再帰形ピッチ合成フィルタの構成を示すブロック図

【図３】本発明に係る音声符号化装置の一実施例を示すブロック図

【図４】同実施例における雑音コード探索動作を説明するための図

【図５】再帰形ピッチ合成フィルタと音声合成フィルタの接続方法を示すブロック図

【図６】本発明に係る音声復号化装置の一実施例を示すブロック図

【図７】本発明に係る音声復号化装置の他の実施例を示すブロック図

【図８】従来例１による雑音コード探索法を示すブロック図

【図９】従来例２と本発明との駆動信号波形を比較して示す図

【符号の説明】

２０００…零入力再帰形ピッチ合成部 ２２００…零状態再帰形ピッチ合成部 ２１８０…雑音コードブック ２１６０，２２５０…ゲイン回路 ２２７０…音声合成フィルタ ２２８０…ゲインコードブック ２２９０…合成フィルタ情報分析部 ２３００…目標ベクトル生成部 ２３１０…歪み評価部 ２３２０…符号選択部 ２３３０…ピッチ周期探索ループ ２３４０…雑音コード探索ループ ２３５０…ゲインコード探索ループ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 押切 正浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 天田 皇 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内