音声符号列の変換装置および変換方法
【課題】 少ない演算量による符号列変換ができる。
【解決手段】 入力側のＣＥＬＰ方式の符号列から復号信号を合成する回路に加えて、ＬＰ係数復号回路１２およびピッチ成分復号回路１３それぞれで復号したＬＰ係数とピッチ周期とを、出力側のＬＰ係数符号化回路３１およびピッチ成分計算回路４０それぞれに直接渡し、出力側の符号列変換に提供する回路を追加している。従って、出力側で上記復号信号に対して行っていたＬＰ分析およびピッチ周期候補の選択を不要にできる。入出力側それぞれで帯域拡張処理が必要な場合には帯域拡張変換およびピッチ周期候補生成の回路を加え、ピッチ成分の計算に替えて符号化の回路を備える。また、ＬＰ係数とピッチ周期とにおいて、入力側のフレーム長が出力側に対して、長い場合には補間処理、また短い場合には平均化処理を行うことにより対応できる。
【解決手段】 入力側のＣＥＬＰ方式の符号列から復号信号を合成する回路に加えて、ＬＰ係数復号回路１２およびピッチ成分復号回路１３それぞれで復号したＬＰ係数とピッチ周期とを、出力側のＬＰ係数符号化回路３１およびピッチ成分計算回路４０それぞれに直接渡し、出力側の符号列変換に提供する回路を追加している。従って、出力側で上記復号信号に対して行っていたＬＰ分析およびピッチ周期候補の選択を不要にできる。入出力側それぞれで帯域拡張処理が必要な場合には帯域拡張変換およびピッチ周期候補生成の回路を加え、ピッチ成分の計算に替えて符号化の回路を備える。また、ＬＰ係数とピッチ周期とにおいて、入力側のフレーム長が出力側に対して、長い場合には補間処理、また短い場合には平均化処理を行うことにより対応できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二種類の音声符号化方式間で音声通信を行なう場合に、一方の方式の符号化により得た音声符号列を他方の方式で復号可能な音声符号列に変換する符号列変換装置および符号列変換方法に関し、特に、低歪みかつ低演算量で音声符号列に変換できる音声符号列変換装置および符号列変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話等で最も多く使用されている音声符号化方式として、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）方式がある。ＣＥＬＰ方式に関して記載する文献としては「Code-Excited Linear Prediction: High Quality Speech at Very Low Bit Rates」（ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ−８５、ｐｐ．９３７−９４０、１９８５）（以後、非特許文献１と呼ぶ）がある。
【０００３】
ＣＥＬＰ方式による符号化装置では、入力音声信号を線形予測（ＬＰ）分析して計算したスペクトル包絡特性を表す線形予測（ＬＰ）係数とこのＬＰ係数で構成されるＬＰ合成フィルタを駆動する励振信号とに分けて符号化を行なう。ＬＰ分析とＬＰ係数の符号化とは、予め定めた長さのフレーム毎に行なう。符号化励振信号の符号化は、このフレームをサブフレームに更に分割したサブフレーム毎に行なう。
【０００４】
ここで、励振信号は、入力信号のピッチ周期を表す周期成分とその残りの残差成分とそれらのゲインとにより構成される。入力信号のピッチ周期を表す周期成分は、適応コードブックと呼ばれる過去の励振信号を保持するコードブックに格納された適応コードベクトルで表される。上記残差成分は、音源コードベクトルと呼ばれる複数のパルスからなるマルチパルス信号または予め設計した信号で表す。音源コードベクトルの情報は、音源コードブックに蓄積している。
【０００５】
ＣＥＬＰ方式による復号装置では、復号した上記ピッチ周期成分と上記残差信号から計算した励振信号とを、復号した上記ＬＰ係数で構成する合成フィルタに入力して合成音声信号を得る。
【０００６】
異なる二つのＣＥＬＰ方式間で通信する際に、一方の方式の符号化により得た音声符号列を他方の方式で復号可能な音声符号列に変換する従来の変換装置として、一方のＣＥＬＰ方式の復号装置により入力した音声符号列から復号した音声信号を他方のＣＥＬＰ方式で符号化して出力音声符号列を得る変換装置がある。
【０００７】
次に、図１１を参照して、従来におけるこの種の音声符号列の変換装置について説明する。図１１は一方のＣＥＬＰ方式Ａの音声符号列を他方であるＣＥＬＰ方式Ｂの音声符号列に変換する変換装置の一構成例を示すブロック図である。
【０００８】
図示される変換装置は、入力端子１０、デマルチプレクサ回路１１、ＬＰ係数復号回路１２、ピッチ成分復号回路１１３、残差成分復号回路１４、および音声合成回路１５を、ＣＥＬＰ方式Ａの復号処理のために備える。また、フレーム回路２１、サブフレーム回路２２、ＬＰ分析回路１３０、ＬＰ係数符号化回路３１、ピッチ周期候補選択回路１３２、ピッチ成分符号化回路４１、残差成分符号化回路５１、励振信号合成回路５２、マルチプレクサ回路５３、および出力端子５０は、ＣＥＬＰ方式Ｂの符号化処理を行なうために設けられる。
【０００９】
入力端子１０は、ＣＥＬＰ方式Ａの符号列をＣＥＬＰ方式Ａのフレーム毎に入力し、デマルチプレクサ回路１１に渡す。デマルチプレクサ回路１１は、入力端子１０から渡された符号列から各符号を分離する。デマルチプレクサ回路１１は、分離した量子化ＬＰ係数の符号を分離してＬＰ係数復号回路１２に、またピッチ周期の符号をピッチ成分復号回路１１３に、更に残差成分信号の符号を残差成分復号回路１４に、それぞれ渡す。
【００１０】
ＬＰ係数復号回路１２は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号を用いてスペクトル特性を表すＬＰ係数を復号し復号した係数を音声合成回路１５に渡す。
【００１１】
ＬＰ係数の符号化および復号方法としては、ＬＰ係数を線スペクトル対（ＬＳＰ）に変化した後にベクトル量子化する方法がある。ベクトル量子化では、符号化器と復号器とで同一の量子化ベクトルテーブルを有し、各ベクトルに付与された符号を伝送する。復号器では、渡された符号に対応するベクトルを出力する。ＬＳＰのベクトル量子化法の詳細については「Efficient Vector Quantization of LPC Parameters at 24 Bits/Frame」 （ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ−９１，ｐｐ．６６１−６６４，１９９１）（以後、非特許文献２と称する）を参照することができる。
【００１２】
ピッチ成分復号回路１１３は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号からピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａを復号する。ピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａとは各々スカラー量子化されており、各々渡された符号に対応する値を、予め設計した量子化テーブルの中から検索して、復号値とする。また、ピッチ成分復号回路１１３は、音声合成回路１５から渡される励振信号を過去のピッチ周期Ｌに対するサンプルまで蓄積し、蓄積した励振信号を過去のピッチ周期Ｌだけ遡って切り出すことにより適応コードベクトルＣａを作成する。最後に、ピッチ成分信号Ｅａ（＝ｇａ・Ｃａ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。
【００１３】
残差成分復号回路１４は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号を用いて音源コードベクトルＣｒと音源ゲインｇｒを復号し、残差成分信号Ｅｒ（＝ｇｒ・Ｃｒ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。音源ゲインｇｒは、スカラー量子化されており、渡された符号に対応する値を、予め設計した量子化テーブルの中から検索して、復号値とする。音源コードベクトルＣｒは、渡された符号に対応するベクトルを、予め作成した音源コードブックの中から検索して、復号ベクトルとする。
【００１４】
音声合成回路１５は、ピッチ成分復号回路１１３から渡されたピッチ成分信号Ｅａと残差成分復号回路１４から渡された残差成分信号Ｅｒとを用いて次の数式１の励振信号ベクトルＥｘを計算し、ピッチ成分復号回路１１３に渡す。
【００１５】
【数１】
【００１６】
更に、音声合成回路１５は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されるＬＰ係数ａ（ｉ）により構成され、下記の数式２に示される合成フィルタＨ（ｚ）で、先に計算した励振信号ベクトルＥｘをフィルタリングしてＣＥＬＰ方式Ａの復号信号を求め、この復号信号をフレーム回路２１に渡す。
【００１７】
【数２】
数式２で「ｐ」はＬＰ係数の次数である。
【００１８】
ＣＥＬＰ方式では聴感的な音質を向上するために、この復号信号にポストフィルタと呼ばれるスペクトルピークを強調するフィルタを施す。しかし、再度符号化を行なう場合には符号化歪みを増加させるため、このポストフィルタを適用しない。
【００１９】
フレーム回路２１は、音声合成回路１５から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長で切り出し、ＬＰ分析回路１３０とピッチ周期候補選択回路１３２とサブフレーム回路２２とに渡す。サブフレーム回路２２は、フレーム回路２１から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのサブフレーム長に分割し、ピッチ成分符号化回路４１に渡す。
【００２０】
ＬＰ分析回路１３０は、フレーム回路２１から渡された復号信号をＬＰ分析してＬＰ係数を得る。次に、ＬＰ分析回路１３０は、この得たＬＰ係数をＬＰ係数符号化回路３０とピッチ周期候補選択回路１３２とに渡す。
【００２１】
ＬＰ係数符号化回路３１は、ＬＰ分析回路１３０から渡されたＬＰ係数をベクトル量子化し、その符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。この量子化法として上記参照文献２を参照することができる。更に、ＬＰ係数符号化回路３１は、量子化したＬＰ係数をピッチ成分符号化回路４１と残差成分符号化回路５１とに渡す。
【００２２】
ピッチ周期候補選択回路１３２はフレーム回路２１から渡された復号信号を用いてピッチ周期の候補を選択しピッチ成分符号化回路４１に渡す。候補選択は、まずＬＰ分析回路１３０から渡されたＬＰ係数ａ（ｉ）で構成される次の数式３で示される荷重フィルタＷ（ｚ）により、フレーム回路２１から渡された復号信号をフィルタリングする。数式３において「β」および「γ」は聴覚的な音質改善を行なうための荷重具合を調整する係数であり「０＜γ＜β≦１」を満たす値をとる。
【００２３】
【数３】
【００２４】
次に、ピッチ周期候補選択回路１３２は、この荷重された復号信号の自己相関関数を相関ラグ「２０〜１４７」の範囲で計算し、自己相関が最大となる相関ラグとその近隣の値をピッチ周期の候補とする。
【００２５】
ピッチ成分符号化回路４１は、サブフレーム毎に、サブフレーム回路２２から渡されたサブフレーム長の復号信号ベクトルＳｄのピッチ周期成分を符号化し、その符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。ピッチ成分符号化回路４１は、まず残差成分符号化回路５１から渡された過去に復号された励振信号を時間Ｌだけ遡ってサブフレーム長で切り出すことにより適応コードベクトルを作成する。次にピッチ成分符号化回路４１は、この適応コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、ピッチ成分だけの復号信号Ｓａ（Ｌ）を計算する。更に、ピッチ成分符号化回路４１は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよびピッチ周期成分ベクトルＳａ（Ｌ）それぞれを荷重し、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌ）とを得る。
【００２６】
ピッチ成分符号化回路４１は、上述したピッチ周期成分に関する動作を、ピッチ周期候補選択回路１３２から渡されるピッチ周期の候補それぞれに対して行ない、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌ）との二乗距離Ｄａが最小となる最適ピッチ周期Ｌｏを決定する。
【００２７】
二乗距離Ｄａは、ピッチ周期Ｌ毎に計算される最適ピッチゲインｇａ（Ｌ）を用いて下記数式４により得られる。また、最適ピッチゲインｇａ（Ｌ）は下記数式５により求められる。ここで、以後の説明において、記号‖ｘ‖はベクトルｘのノルム、また記号＜ｘ，ｙ＞はベクトルｘとベクトルｙとの内積、それぞれを意味するものとする。
【００２８】
【数４】
【数５】
【００２９】
ピッチ成分符号化回路４１は、最後に、最適ピッチ周期Ｌｏとこれに対応するピッチゲインｇａ（Ｌｏ）とをスカラー量子化して得た符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。
【００３０】
また、ピッチ成分符号化回路４１は、荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌｏ）に量子化した最適ピッチゲインｇａｑ（Ｌｏ）を積算して得られたベクトルを、荷重復号信号ベクトルＳｄｗから引き算して得た残差信号ベクトルＳｄｗ’を残差成分符号化回路５１に渡す。更に、ピッチ成分符号化回路４１は、最適ピッチ周期Ｌｏに対応した適応コードベクトルＣａ（Ｌｏ）に、量子化した最適ピッチゲインｇａｑ（Ｌｏ）を積算したピッチ成分励振信号Ｅ’ａを励振信号合成回路５２に渡す。
【００３１】
残差成分符号化回路５１は、サブフレーム毎に、ピッチ成分符号化回路４１から渡された復号信号ベクトルＳｄの残差成分である残差信号ベクトルＳｄｗ’を符号化し、その符号をマルチプレクサ５３に渡す。
【００３２】
すなわち、残差成分符号化回路５１は、まず、予め設計し蓄積した音源コードブックからｋ番目の音源コードベクトルＣｒ（ｋ）を取り出す。次に、残差成分符号化回路５１は、この音源コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、残差成分だけの復号信号Ｓｒ（ｋ）を計算する。更に、残差成分符号化回路５１は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよび残差成分ベクトルＳｒ（ｋ）それぞれを荷重し、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）とを得る。残差成分符号化回路５１は、上述した残差成分に関する動作を、音源コードブックに蓄積されている全ての音源コードベクトルに対して行ない、ピッチ成分符号化回路４１から渡された残差信号ベクトルＳｄｗ’と荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）との二乗距離Ｄｒが最小となる音源コードベクトルの符号ｋｏを決定する。
【００３３】
二乗距離Ｄｒは、各遅延毎に計算する最適音源ゲインｇｒ（ｋ）を用いた下記数式６により得られる。また、最適音源ゲインｇｒ（ｋ）は下記数式７により求められる。
【００３４】
【数６】
【数７】
【００３５】
最後に、残差成分符号化回路５１は、最適音源ゲインｇｒ（ｋｏ）をスカラー量子化し、その符号と音源コードベクトルの符号ｋｏをマルチプレクサ回路５３に渡す。また、残差成分符号化回路５１は、選択された音源コードベクトルＣｒ（ｋｏ）に量子化した最適音源ゲインｇｒｑ（ｋｏ）を積算した残差成分励振信号Ｅ’ｒを励振信号合成回路５２に渡す。
【００３６】
励振信号合成回路５２は、ピッチ成分符号化回路４１から渡されたピッチ成分励振信号Ｅ’ａと残差成分符号化回路５１から渡された残差成分励振信号Ｅ’ｒとを加算することにより励振信号Ｅｘ’を下記数式８により計算してピッチ成分符号化回路４１に渡す。
【００３７】
【数８】
【００３８】
マルチプレクサ回路５３は、ＬＰ係数符号化回路３１とピッチ成分符号化回路４１と残差成分符号化回路５１とから渡された、各符号化で得た符号を所定の順序で接続して符号列を生成し、出力端子５０に渡す。出力端子５０は、マルチプレクサ回路５３から渡された符号列を出力する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００３９】
【非特許文献１】「Code-Excited Linear Prediction: High Quality Speech at Very Low Bit Rates」ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．、１９８５年、ＩＣＡＳＳＰ−８５、ｐｐ．９３７−９４０
【非特許文献２】「Efficient Vector Quantization of LPC Parameters at 24 Bits/Frame」ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．、１９９１年、ＩＣＡＳＳＰ−９１、ｐｐ．６６１−６６４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
しかしながら、上述した従来の音声符号列の変換装置では、符号変換処理量が多く大形化が避けられないという問題点がある。
【００４１】
その理由は、入力側のＣＥＬＰ方式Ａで、符号化された符号列がデマルチプレクサ回路から復号回路を経て合成された復号信号がフレーム回路を経て出力側のＣＥＬＰ方式Ｂで符号化される際に、合成された復号信号を介して全てのパラメータに関する符号列の変換を行うためである。
【００４２】
本発明の課題は、このような問題点を解決し、歪みを増大させることなく、低演算量で音声符号列に変換できる音声符号列の変換装置およびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
上記の課題を解決するために、本発明による音声符号列変換装置は、ピッチ周期を含む第１の符号列を入力側として入力端子から入力し、ピッチ周期を含む第２の符号列に変換して出力側の出力端子から出力するものであって、第１の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列に含まれるピッチ周期を第２の符号列に含まれるピッチ周期とする、第１の符号列側のピッチ成分復号回路と第２の符号列側のピッチ成分計算回路とを備えることを特徴としている。
【００４４】
第２の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列の当該サブフレームにおけるピッチ周期とその過去のサブフレームにおけるピッチ周期とから計算するピッチ周期の補間または平均化の回路と、この計算したピッチ周期を、第２の符号列に含まれるピッチ周期とするピッチ成分計算回路とを備えることを特徴としている。
【００４５】
第３の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列に含まれるピッチ周期、および少なくともその近傍にある複数のピッチ周期候補を生成するピッチ周期候補生成回路と、生成された候補のうちのいずれか一つを、第２の符号列に含まれるピッチ周期とするピッチ成分符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００４６】
第４の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列の当該サブフレームのピッチ周期とその過去のサブフレームのピッチ周期とからピッチ周期を計算するピッチ周期の補間または平均化の回路と、この計算したピッチ周期、および少なくともその近傍にある複数のピッチ周期をピッチ周期候補として生成するピッチ周期候補生成回路と、生成された候補のうちのいずれか一つを第２の符号列に含まれるピッチ周期とするピッチ成分符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００４７】
第５の手段は、上記第３または第４の手段におけるピッチ成分符号化回路は、サブフレーム毎に、第１の符号列から復号される音声信号と第２の符号列から復号される音声信号との距離を最小とするように第２の符号列に含まれるピッチ周期を選択することを特徴としている。
【００４８】
第６の手段は、上記第３または第４の手段におおけるピッチ成分符号化回路は、サブフレーム毎に、第１の符号列から復号される励振信号と第２の符号列から復号される励振信号との距離を最小とするように前記第２の符号列に含まれるピッチ周期を選択することを特徴としている。
【００４９】
第７の手段は、第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、第１の符号列に含まれるスペクトル特性を第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするため、第１の符号列側にＬＰ係数復号回路、第２の符号列側にＬＰ係数符号化回路それぞれを備えることを特徴としている。
【００５０】
第８の手段は、第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、第１の符号列の当該フレームのスペクトル特性とその過去のフレームのスペクトル特性とからスペクトル特性を計算するＬＰ係数の補間または平均化の回路と、この計算したスペクトル特性を第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするＬＰ係数符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００５１】
第９の手段は、第２の符号列のフレーム毎に、第１の符号列に含まれるスペクトル特性の帯域拡張強度を変換する帯域拡張変換回路と、変換して得たスペクトル特性を第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするＬＰ係数符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００５２】
また、第１０の手段は、第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、第１の符号列の当該フレームのスペクトル特性とその過去のフレームのスペクトル特性とからスペクトル特性を計算するＬＰ係数の補間または平均化の回路と、この計算したスペクトル特性の帯域拡張強度を変換する帯域拡張変換回路と、変換して得たスペクトル特性を、第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするＬＰ係数符号化回路を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００５３】
上述したように、本発明は、第１の符号列を第２の符号列に変換する際に、第１の符号列で復号したＬＰ係数を、第２の符号列においてＬＰ分析結果として用いている。この結果、第２の符号列処理において、ＬＰ分析処理を省略することができる。また、第１の符号列で復号したピッチ周期またはその近傍などのピッチ周期を、第２の符号列においてピッチ周期候補として用いている。この結果、第２の符号列処理において、ピッチ周期候補の選択処理を省略することができる。
【００５４】
すなわち、本発明によれば、入力側のＣＥＬＰ方式の符号列から復号したＬＰ係数とピッチ周期とを直接用いて出力側に用いており、入力した符号列を復号して得た復号信号を介さずに符号変換しているため、従来、入力側の復号信号に対して行っていたＬＰ分析およびピッチ周期候補の選択を不要にできるので、従来方式に比べて少ない演算量による符号列変換が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による実施の第１の形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による実施の第２の形態を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明による実施の第３の形態を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明におけるＬＰ係数の補間処理を説明する図である。
【図５】本発明におけるピッチ周期の補間処理を説明する図である。
【図６】本発明による実施の第４の形態を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明による実施の第５の形態を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明におけるＬＰ係数の平均化処理を説明する図である。
【図９】本発明におけるピッチ周期の平均化処理を説明する図である。
【図１０】本発明による実施の第６の形態を示す機能ブロック図である。
【図１１】従来の一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５７】
図１は本発明における実施の第１の形態を示す機能ブロック図である。この形態はＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂそれぞれのフレーム長とサブフレーム長とが一致する場合である。
【００５８】
図示された音声符号列の変換装置は、入力端子１０、デマルチプレクサ回路１１、ＬＰ係数復号回路１２、ピッチ成分復号回路１３、残差成分復号回路１４、および音声合成回路１５を、ＣＥＬＰ方式Ａの復号処理のために備える。また、フレーム回路２１、サブフレーム回路２２、ＬＰ係数符号化回路３１、ピッチ成分計算回路４０、残差成分符号化回路５１、励振信号合成回路５２、マルチプレクサ回路５３、および出力端子５０は、ＣＥＬＰ方式Ｂの符号化処理を行なうために設けられる。
【００５９】
従来の変換装置として参照した図１１との相違は、ＬＰ分析回路１３０およびピッチ周期候補選択回路１３２が削除され、ピッチ成分復号回路１１３がピッチ成分復号回路１３に、またピッチ成分符号化回路４１がピッチ成分計算回路４０にそれぞれ変更された点にある。
【００６０】
この符号列変換装置において、入力端子１０は、ＣＥＬＰ方式Ａの符号列を入力し、デマルチプレクサ回路１１に渡す。デマルチプレクサ回路１１は、入力端子１０から渡された符号列を分離して、量子化ＬＰ係数の符号をＬＰ係数復号回路１２に渡し、ピッチ成分の符号をピッチ成分復号回路１３に渡し、更に、残差成分信号の符号を残差成分復号回路１４に渡す。
【００６１】
ＬＰ係数復号回路１２は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号を用いてスペクトル特性を表すＬＰ係数を復号し、復号した係数を音声合成回路１５とＬＰ係数符号化回路３１とに渡す。ピッチ成分復号回路１３はデマルチプレクサ回路１１から渡された符号からピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａとを復号する。ピッチ成分復号回路１３は、図１１のピッチ成分復号回路１１３と比べて、ピッチ周期Ｌをピッチ成分計算回路４０に渡す点のみが異なる。また、音声合成回路１５から渡される励振信号を過去のピッチ周期Ｌのサンプルまで蓄積し、蓄積した励振信号を過去にピッチ周期Ｌだけ遡って切り出すことにより適応コードベクトルＣａを作成する。最後に、ピッチ成分信号Ｅａ（＝ｇａ・Ｃａ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。
【００６２】
残差成分復号回路１４は、デマルチプレクサ１１から渡された符号を用いて音源コードベクトルＣｒと音源ゲインｇｒを復号して残差成分信号Ｅｒ（＝ｇｒ・Ｃｒ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。音声合成回路１５は、ピッチ成分復号回路１３から渡されたピッチ成分信号Ｅａと、残差成分復号回路１４から渡された残差成分信号Ｅｒとを用いて上記数式１の励振信号ベクトルＥｘを計算し、ピッチ成分復号回路１３に渡す。更に、音声合成回路１５は、この励振信号ベクトルＥｘを、ＬＰ係数復号回路１５から渡されるＬＰ係数ａ（ｉ）で構成される上記数式２による合成フィルタＨ（ｚ）でフィルタリングして復号信号ベクトルＳｄを得て、フレーム回路２１に渡す。
【００６３】
フレーム回路２１は、音声合成回路１５から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長だけ切り出し、サブフレーム回路２２に渡す。サブフレーム回路２２は、フレーム回路２１から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのサブフレーム長に分割し、ピッチ成分計算回路４０に渡す。
【００６４】
ＬＰ係数符号化回路３１は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数を量子化し、その符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。更に、ＬＰ係数符号化回路３１は、量子化したＬＰ係数をピッチ成分計算回路４０と残差成分符号化回路５１とに渡す。
【００６５】
ピッチ成分計算回路４０は、励振信号合成回路５２から渡された過去に復号された励振信号を時間Ｌだけ遡ってサブフレーム長で切り出すことにより適応コードベクトルを生成する。次にピッチ成分計算回路４０は、この適応コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、ピッチ成分だけの復号信号Ｓａ（Ｌ）を計算する。更にピッチ成分計算回路４０は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよびピッチ周期成分ベクトルＳａ（Ｌ）それぞれを荷重し、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌ）とを得る。ピッチ成分計算回路４０はこれらの値を用いてピッチゲインｇａ（Ｌ）を上記数式５で計算する。最後に、ピッチ成分計算回路４０は、ピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａ（Ｌ）とをスカラー量子化して得た符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。また、量子化したピッチゲインｇａｑ（Ｌ）と適応コードベクトルＣａｑ（Ｌ）との積により計算したピッチ成分信号Ｅ’ａを励振信号合成回路５２に渡す。
【００６６】
残差成分符号化回路５１は、サブフレーム毎に、ピッチ成分計算回路４０から渡された復号信号ベクトルＳｄの残差成分を符号化し、その符号をマルチプレクサ５３に渡す。
【００６７】
まず、残差成分符号化回路５１は、予め設計し蓄積した音源コードブックからｋ番目の音源コードベクトルＣｒ（ｋ）を取り出す。次に残差成分符号化回路５１は、この音源コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、残差成分だけの復号信号Ｓｒ（ｋ）を計算する。更に、残差成分符号化回路５１は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよび残差成分ベクトルＳｒ（ｋ）それぞれを荷重して、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）とを得る。
【００６８】
残差成分符号化回路５１は、上述した残差成分に関する動作を、音源コードブックに蓄積されている全ての音源コードベクトルに対して行ない、ピッチ成分計算回路４０から渡された残差信号ベクトルＳｄｗ’と荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）との二乗距離Ｄｒを、上記数式６を用いて計算し、最小とする音源コードベクトルの符号ｋｏを決定する。
【００６９】
最後に、残差成分符号化回路５１は、最適音源ゲインｇｒ（ｋｏ）をスカラー量子化し、その符号と音源コードベクトルの符号ｋｏをマルチプレクサ回路５３に渡す。また、残差成分符号化回路５１は、選択された音源コードベクトルＣｒ（ｋｏ）に量子化した最適音源ゲインｇｒｑ（ｋｏ）を積算した残差成分励振信号Ｅ’ｒを励振信号合成回路５２に渡す。
【００７０】
励振信号合成回路５２は、ピッチ成分計算回路４０から渡されたピッチ成分励振信号Ｅ’ａと、残差成分符号化回路５１から渡された残差成分励振信号Ｅ’ｒとを加算する上記数式８により励振信号Ｅｘ’を計算し、ピッチ成分計算回路４０に渡す。
【００７１】
マルチプレクサ回路５３は、ＬＰ係数符号化回路３１とピッチ成分計算回路４０と残差成分符号化回路５１とから渡されたＬＰ係数とピッチ周期とピッチゲインと音源コードブックと音源ゲインの符号とを所定順序に接続して符号列を生成し、出力端子５０に渡す。出力端子５０は、マルチプレクサ回路５３から渡された符号列を出力する。
【００７２】
次に、図２を参照して本発明における実施の第２の形態について説明する。
【００７３】
この形態はＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂの間でスペクトルの帯域拡張処理が異なることを補正するための帯域拡張変換処理、およびピッチ周期の候補を生成するピッチ周期候補生成処理を追加するものである。
【００７４】
図２が図１と異なる点は、帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２が追加され、ピッチ成分計算回路４０の代わりに、図１１で説明したピッチ成分符号化回路４１が用いられていることである。帯域拡張変換回路３０はＬＰ係数復号回路１２とＬＰ係数符号化回路３１との間に位置する。ピッチ周期候補生成回路３２は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ成分符号化回路４１との間に位置する。
【００７５】
図２で図１と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。従って、これらの処理に関連する帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２について次に説明する。
【００７６】
帯域拡張処理は、スペクトル特性で急峻なピークが生じないようにＬＰ係数ａ（ｉ）を入力信号の自己相関関数ｒ（ｉ）から計算する際に、指数窓などの窓関数ｗ（ｉ）を自己相関関数ｒ（ｉ）に積算して「ｗ（ｉ）・ｒ（ｉ）」を求める処理である。符号化方式によりこの窓関数ｗ（ｉ）が異なるため、符号列変換ではこれを補正することにより、変換による劣化を低減することができる。また、ピッチ周期候補生成処理は、ＣＥＬＰ方式Ａで復号されたピッチ周期をそのままＣＥＬＰ方式Ｂで用いるのではなく、そのピッチ周期とその近隣のピッチ周期の中から選択する処理である。ピッチ周期をそのまま使用する場合に比べてピッチ周期を決定するための演算量が必要であるが、変換による劣化を低減できる。
【００７７】
帯域拡張変換回路３０は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数で構成されるＬＰフィルタのインパルス応答を計算し、このインパルス応答の自己相関関数にＣＥＬＰ方式Ａの帯域拡張係数ｗａ（ｉ）の逆数を積算し、更にＣＥＬＰ方式Ｂの帯域拡張係数ｗｂ（ｉ）を積算する。次に、帯域拡張変換回路３０は、レビンソン・ダーバン（Levinson-Durbin）法等により自己相関関数からＬＰ係数を計算し、ＬＰ係数符号化回路３１に渡す。
【００７８】
ピッチ周期候補生成回路３２は、ピッチ成分復号回路１３から渡されたピッチ周期Ｌとその近隣のピッチ周期を、ピッチ周期候補として、ピッチ成分符号化回路４１に渡す。渡されるピッチ周期には、符号列変換による音質劣化を抑えるために、ピッチ周期Ｌの整数倍もしくは整数分の１の値、またはその近傍の値をピッチ周期候補として含めることもできる。
【００７９】
ピッチ成分符号化回路４１は、ピッチ周期候補生成回路３２からピッチ周期候補を渡され、従来方式で説明したものと同一の動作を行なう。この際、演算量を削減するために、上記数式２によるフィルタリングと、上記数式３による荷重とを省略するために、各遅延毎に計算する最適ピッチゲインＧ’a（Ｌ）を用いて音声合成回路１５で計算された励振信号Ｅｘと適応コードベクトルＣａ（Ｌ）との二乗距離Ｄ’aが最小となる最適ピッチ周期Ｌｏを決定することもできる。
【００８０】
二乗距離Ｄ’ａは下記数式９を、また最適ピッチゲインＧ’a（Ｌ）は下記数式１０を、それぞれ用いて求められる。
【００８１】
【数９】
【数１０】
【００８２】
次に、図３を参照して本発明における実施の第３の形態について説明する。
【００８３】
この実施の形態は、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより長い場合である。この形態は、上記第２の形態と比べてフレーム長およびサブフレーム長それぞれの差を調整する処理を有することが異なる。
【００８４】
図３が図２と異なる点は、これらの処理に関連するＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とが追加されていることである。ＬＰ係数補間回路６０はＬＰ係数復号回路１２と帯域拡張変換回路３０との間に位置する。ピッチ周期補間回路７０は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ周期候補生成回路３２との間に位置する。
【００８５】
図３で図２と同一の構成要素は同一の番号符号を付与してその説明を省略する。追加されたＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とについて、次に説明する。
【００８６】
ここで説明を具体的にするために、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａは２０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓａは１０ｍｓ、また、ＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂは１０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓｂは５ｍｓであるものとする。また、ＬＰ係数は各フレームの最終サブフレームを中心としてＬＰ分析窓で計算するものとする。
【００８７】
ＬＰ係数補間回路６０は、ＬＰ係数復号回路１２からフレーム長Ｎａの２０ｍｓ毎に渡されるＬＰ係数と過去のフレームで渡されたＬＰ係数とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するフレーム長Ｎｂの１０ｍｓ毎のＬＰ係数を計算し、帯域拡張変換回路３０に渡す。
【００８８】
ここで図４にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式ＢそれぞれのＬＰ係数の関係を示す。図示されるＸ印は前述したＬＰ分析窓の中心であり、ＬＰ係数を補間する場合の中心とする。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式ＡのＬＰ係数がＣＥＬＰ方式ＢのどのＬＰ係数を計算するために使用されるかを示す。
【００８９】
ＬＰ係数復号回路１２から、ＣＥＬＰ方式Ａのフレームのスペクトル特性を表すＬＰ係数が２０ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは１０ｍｓ毎にＬＰ係数を必要とする。このため、図４に示される矢印のように「ｉ」を「１，２，…，またはｐ」とするとき、フレーム番号「ｔ−１」および「ｔ」におけるＣＥＬＰ方式ＢのＬＰ係数ａｂ（ｔ−１，ｉ）およびＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのＬＰ係数ａａ（ｋ，ｉ）、および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるＬＰ係数ａａ（ｋ−ｊ，ｉ）を用いて下記数式１１および数式１２それぞれに従って計算する。計算に当たっては、補間方法を規定する荷重関数ｗ（ｊ）が用いられる。また、図４に示される例でＸ印の位置関係を考慮すると、数式１１におけるＬＰ係数ａｂ（ｔ−１，ｉ）の場合では「ｗ（０）＝５／８，ｗ（１）＝３／８」および「Ｍ＝２」が適用される。また、数式１２におけるＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）の場合では「ｗ（０）＝１」および「Ｍ＝１」が適用される。
【００９０】
【数１１】
【数１２】
【００９１】
ピッチ周期補間回路７０は、ピッチ成分復号回路１３からサブフレーム長Ｎａｓの１０ｍｓ毎に渡されるピッチ周期と過去のサブフレームで渡されたピッチ周期とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するサブフレーム長Ｎｓｂの５ｍｓ毎のピッチ周期を計算し、ピッチ周期候補生成回路３２に渡す。
【００９２】
ここで、図５にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂそれぞれのピッチ周期の関係を示す。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式Ａのピッチ周期がＣＥＬＰ方式Ｂのどのピッチ周期を計算するために使用されるかを示す。
【００９３】
ピッチ成分復号回路１３からは、ＣＥＬＰ方式Ａのサブフレームのピッチ周期が１０ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは５ｍｓ毎にピッチ周期を必要とするため、図５の矢印が示すように、フレーム番号「ｔ」の第１および第２サブフレームにおけるＣＥＬＰ方式Ｂのピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）およびピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ）および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ−ｊ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ−ｊ）それぞれを用いて下記数式１３のピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）により計算する。計算に当たっては、補間方法を規定する荷重関数ｕ（ｊ）が用いられる。
【００９４】
【数１３】
【００９５】
また、図５に示される例で両ＣＥＬＰ方式のサブフレームの位置関係を考慮すると、数式１３におけるピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）がピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝３／４，ｕ（１）＝１／４」および「Ｍ＝２」が適用される。また、ピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）がピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝１」および「Ｍ＝１」が適用される。
【００９６】
次に、図６を参照して本発明における実施の第４の形態について説明する。
【００９７】
この形態は上記第３の形態と同様に、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより長い場合である。
【００９８】
ＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂの間でスペクトルの帯域拡張処理が異なることを補正するための帯域拡張変換処理、およびピッチ周期の候補を生成するピッチ周期候補生成処理を追加するものである。
【００９９】
図６が図１と異なる点は、ＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とが追加されていることであり、図３から帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２が削除され、ピッチ成分符号化回路４１の代わりに、図１を参照して説明したピッチ成分計算回路４０が用いられていることである。従って、ＬＰ係数補間回路６０はＬＰ係数復号回路１２とＬＰ係数符号化回路３１との間に位置する。ピッチ周期補間回路７０は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ成分計算回路４０との間に位置する。
【０１００】
図６で図１と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。また、ＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とは図１に追加されているが、上記図３から図５までを参照して説明しているものと機能的に同一である。
【０１０１】
すなわち、ＬＰ係数補間回路６０は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数を補間して、ＬＰ係数符号化回路３１に渡す。ピッチ周期補間回路７０はピッチ成分復号回路１３から渡されるピッチ周期を補間して、ピッチ成分計算回路４０渡す。
【０１０２】
次に、図７を参照して本発明における実施の第５の形態について説明する。
【０１０３】
この実施の形態は、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより短い場合である。この形態は、上記第２の形態と比べてフレーム長およびサブフレーム長それぞれの差を調整する処理を有することが異なり、また上記第３の形態と比較してその差の調整処理方法が異なっている。
【０１０４】
すなわち、図７が図３と異なる点は、これらの処理に関連する図３におけるＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とがＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とにそれぞれ代替えされていることである。従って、ＬＰ係数平均化回路６１はＬＰ係数復号回路１２と帯域拡張変換回路３０との間に位置する。ピッチ周期平均化回路７１は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ周期候補生成回路３２との間に位置する。
【０１０５】
図７で図３と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。従って、代替えされたＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とについて次に説明する。
【０１０６】
ここで説明を具体的にするために、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａは１０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓａは５ｍｓ、また、ＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂは２０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓｂは１０ｍｓであるものとする。また、ＬＰ係数は各フレームの最終サブフレームを中心としてＬＰ分析窓で計算するものとする。
【０１０７】
ＬＰ係数平均化回路６１は、ＬＰ係数復号回路１２からフレーム長Ｎａの１０ｍｓ毎に渡されるＬＰ係数と過去のフレームで渡されたＬＰ係数とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するフレーム長Ｎｂの２０ｍｓ毎のＬＰ係数を計算し、帯域拡張変換回路３０に渡す。
【０１０８】
ここで、図８にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式ＢそれぞれのＬＰ係数の関係を示す。図示されるＸ印は前述したＬＰ分析窓の中心であり、ＬＰ係数を平均化する場合の中心とする。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式ＡのＬＰ係数がＣＥＬＰ方式ＢのどのＬＰ係数を計算するために使用されるかを示す。
【０１０９】
ＬＰ係数復号回路１２からは、ＣＥＬＰ方式Ａのフレームのスペクトル特性を表すＬＰ係数が１０ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは２０ｍｓ毎にＬＰ係数を必要とする。このため、図８に示される矢印のように「ｉ」を「１，２，…，またはｐ」とするとき、フレーム番号「ｔ」におけるＣＥＬＰ方式ＢのＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのＬＰ係数ａａ（ｋ，ｉ）および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるＬＰ係数ａａ（ｋ−ｊ，ｉ）を用いて上記数式１２に従って計算する。計算に当たっては、平均化方法を規定する荷重関数ｗ（ｊ）が用いられる。また、図８に示される例でＸ印の位置関係を考慮すると、数式１２におけるＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）の場合で「ｗ（０）＝３／４、ｗ（１）＝１／４」および「Ｍ＝２」が適用される。
【０１１０】
ピッチ周期平均化回路７１は、ピッチ成分復号回路１３からサブフレーム長Ｎａｓの１０ｍｓ毎に渡されるピッチ周期と過去のサブフレームで渡されたピッチ周期とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するサブフレーム長Ｎｓｂの５ｍｓ毎のピッチ周期を計算し、ピッチ周期候補生成回路３２に渡す。
【０１１１】
ここで、図９にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂそれぞれのピッチ周期の関係を示す。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式Ａのピッチ周期がＣＥＬＰ方式Ｂのどのピッチ周期を計算するために使用されるかを示す。
【０１１２】
ピッチ成分復号回路１３からは、ＣＥＬＰ方式Ａのサブフレームのピッチ周期が５ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは１０ｍｓ毎にピッチ周期を必要とする。このため、図９の矢印が示すように、フレーム番号「ｔ」の第１および第２サブフレームにおけるＣＥＬＰ方式Ｂのピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）およびピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ）および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ−ｊ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ−ｊ）それぞれを用いて上記数式１３のピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）により計算する。計算に当たっては、平均化方法を規定する荷重関数ｕ（ｊ）が用いられる。また、図９に示される例で両ＣＥＬＰ方式のサブフレームの位置関係を考慮すると、数式１３におけるピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）がピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝１／２，ｕ（１）＝１／２」および「Ｍ＝２」が適用される。また同様に、ピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝０，ｕ（１）＝０，ｕ（２）＝１／２、ｕ（３）＝１／２」および「Ｍ＝４」が適用される。
【０１１３】
次に、図１０を参照して本発明における実施の第６の形態について説明する。
【０１１４】
この形態は上記第５の形態と同様に、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより短い場合である。この形態は、上記第２の形態と比べてフレーム長およびサブフレーム長それぞれの差を調整する処理を有することが異なり、また上記第５の形態と比較してその差の調整処理方法が異なっている。
【０１１５】
図１０が図１と異なる点は、ＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とが追加されていることであり、図７と異なる点は、帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２が削除され、ピッチ成分符号化回路４１の代わりに図１を参照して説明したピッチ成分計算回路４０が用いられていることである。従って、ＬＰ係数平均化回路６１はＬＰ係数復号回路１２とＬＰ係数符号化回路３１との間に位置する。ピッチ周期平均化回路７１はピッチ成分復号回路１３とピッチ成分計算回路４０との間に位置する。
【０１１６】
図１０で図１と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。また、ＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とは図１に追加されているが、上記図７から図９までを参照して説明しているものと機能的に同一である。
【０１１７】
すなわち、ＬＰ係数平均化回路６１は、第５の実施例で説明したのと同様に、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数を平均化して、ＬＰ係数符号化回路３１に渡す。ピッチ周期平均化回路７１は、ピッチ成分復号回路１３から渡されるピッチ周期を平均化して、ピッチ成分計算回路４０に渡す。
【０１１８】
以上説明したように本発明によれば、入力側のＣＥＬＰ方式の符号列から復号したＬＰ係数とピッチ周期とを直接用いて出力側に用いており、入力した符号列を復号して得た復号信号を介さずに符号変換しているため、従来、入力側の復号信号に対して行っていたＬＰ分析およびピッチ周期候補の選択を不要にできるので、従来方式に比べて少ない演算量による符号列変換が可能になるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、復号したピッチ周期成分と残差信号から計算した励振信号とを復号したＬＰ係数で構成する合成フィルタに入力して合成音声信号を得るＣＥＬＰ方式による復号装置に広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０ 入力端子
１１ デマルチプレクサ回路
１２ ＬＰ係数復号回路
１３ ピッチ成分復号回路
１４ 残差成分復号回路
１５ 音声合成回路
２１ フレーム回路
２２ サブフレーム回路
３０ 帯域拡張変換回路
３１ ＬＰ係数符号化回路
３２ ピッチ周期候補生成回路
４０ ピッチ成分計算回路
４１ ピッチ成分符号化回路
５０ 出力端子
５１ 残差成分符号化回路
５２ 励振信号合成回路
５３ マルチプレクサ回路
６０ ＬＰ係数補間回路
６１ ＬＰ係数平均化回路
７０ ピッチ周期補間回路
７１ ピッチ周期平均化回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二種類の音声符号化方式間で音声通信を行なう場合に、一方の方式の符号化により得た音声符号列を他方の方式で復号可能な音声符号列に変換する符号列変換装置および符号列変換方法に関し、特に、低歪みかつ低演算量で音声符号列に変換できる音声符号列変換装置および符号列変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話等で最も多く使用されている音声符号化方式として、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）方式がある。ＣＥＬＰ方式に関して記載する文献としては「Code-Excited Linear Prediction: High Quality Speech at Very Low Bit Rates」（ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ−８５、ｐｐ．９３７−９４０、１９８５）（以後、非特許文献１と呼ぶ）がある。
【０００３】
ＣＥＬＰ方式による符号化装置では、入力音声信号を線形予測（ＬＰ）分析して計算したスペクトル包絡特性を表す線形予測（ＬＰ）係数とこのＬＰ係数で構成されるＬＰ合成フィルタを駆動する励振信号とに分けて符号化を行なう。ＬＰ分析とＬＰ係数の符号化とは、予め定めた長さのフレーム毎に行なう。符号化励振信号の符号化は、このフレームをサブフレームに更に分割したサブフレーム毎に行なう。
【０００４】
ここで、励振信号は、入力信号のピッチ周期を表す周期成分とその残りの残差成分とそれらのゲインとにより構成される。入力信号のピッチ周期を表す周期成分は、適応コードブックと呼ばれる過去の励振信号を保持するコードブックに格納された適応コードベクトルで表される。上記残差成分は、音源コードベクトルと呼ばれる複数のパルスからなるマルチパルス信号または予め設計した信号で表す。音源コードベクトルの情報は、音源コードブックに蓄積している。
【０００５】
ＣＥＬＰ方式による復号装置では、復号した上記ピッチ周期成分と上記残差信号から計算した励振信号とを、復号した上記ＬＰ係数で構成する合成フィルタに入力して合成音声信号を得る。
【０００６】
異なる二つのＣＥＬＰ方式間で通信する際に、一方の方式の符号化により得た音声符号列を他方の方式で復号可能な音声符号列に変換する従来の変換装置として、一方のＣＥＬＰ方式の復号装置により入力した音声符号列から復号した音声信号を他方のＣＥＬＰ方式で符号化して出力音声符号列を得る変換装置がある。
【０００７】
次に、図１１を参照して、従来におけるこの種の音声符号列の変換装置について説明する。図１１は一方のＣＥＬＰ方式Ａの音声符号列を他方であるＣＥＬＰ方式Ｂの音声符号列に変換する変換装置の一構成例を示すブロック図である。
【０００８】
図示される変換装置は、入力端子１０、デマルチプレクサ回路１１、ＬＰ係数復号回路１２、ピッチ成分復号回路１１３、残差成分復号回路１４、および音声合成回路１５を、ＣＥＬＰ方式Ａの復号処理のために備える。また、フレーム回路２１、サブフレーム回路２２、ＬＰ分析回路１３０、ＬＰ係数符号化回路３１、ピッチ周期候補選択回路１３２、ピッチ成分符号化回路４１、残差成分符号化回路５１、励振信号合成回路５２、マルチプレクサ回路５３、および出力端子５０は、ＣＥＬＰ方式Ｂの符号化処理を行なうために設けられる。
【０００９】
入力端子１０は、ＣＥＬＰ方式Ａの符号列をＣＥＬＰ方式Ａのフレーム毎に入力し、デマルチプレクサ回路１１に渡す。デマルチプレクサ回路１１は、入力端子１０から渡された符号列から各符号を分離する。デマルチプレクサ回路１１は、分離した量子化ＬＰ係数の符号を分離してＬＰ係数復号回路１２に、またピッチ周期の符号をピッチ成分復号回路１１３に、更に残差成分信号の符号を残差成分復号回路１４に、それぞれ渡す。
【００１０】
ＬＰ係数復号回路１２は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号を用いてスペクトル特性を表すＬＰ係数を復号し復号した係数を音声合成回路１５に渡す。
【００１１】
ＬＰ係数の符号化および復号方法としては、ＬＰ係数を線スペクトル対（ＬＳＰ）に変化した後にベクトル量子化する方法がある。ベクトル量子化では、符号化器と復号器とで同一の量子化ベクトルテーブルを有し、各ベクトルに付与された符号を伝送する。復号器では、渡された符号に対応するベクトルを出力する。ＬＳＰのベクトル量子化法の詳細については「Efficient Vector Quantization of LPC Parameters at 24 Bits/Frame」 （ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ−９１，ｐｐ．６６１−６６４，１９９１）（以後、非特許文献２と称する）を参照することができる。
【００１２】
ピッチ成分復号回路１１３は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号からピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａを復号する。ピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａとは各々スカラー量子化されており、各々渡された符号に対応する値を、予め設計した量子化テーブルの中から検索して、復号値とする。また、ピッチ成分復号回路１１３は、音声合成回路１５から渡される励振信号を過去のピッチ周期Ｌに対するサンプルまで蓄積し、蓄積した励振信号を過去のピッチ周期Ｌだけ遡って切り出すことにより適応コードベクトルＣａを作成する。最後に、ピッチ成分信号Ｅａ（＝ｇａ・Ｃａ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。
【００１３】
残差成分復号回路１４は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号を用いて音源コードベクトルＣｒと音源ゲインｇｒを復号し、残差成分信号Ｅｒ（＝ｇｒ・Ｃｒ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。音源ゲインｇｒは、スカラー量子化されており、渡された符号に対応する値を、予め設計した量子化テーブルの中から検索して、復号値とする。音源コードベクトルＣｒは、渡された符号に対応するベクトルを、予め作成した音源コードブックの中から検索して、復号ベクトルとする。
【００１４】
音声合成回路１５は、ピッチ成分復号回路１１３から渡されたピッチ成分信号Ｅａと残差成分復号回路１４から渡された残差成分信号Ｅｒとを用いて次の数式１の励振信号ベクトルＥｘを計算し、ピッチ成分復号回路１１３に渡す。
【００１５】
【数１】
【００１６】
更に、音声合成回路１５は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されるＬＰ係数ａ（ｉ）により構成され、下記の数式２に示される合成フィルタＨ（ｚ）で、先に計算した励振信号ベクトルＥｘをフィルタリングしてＣＥＬＰ方式Ａの復号信号を求め、この復号信号をフレーム回路２１に渡す。
【００１７】
【数２】
数式２で「ｐ」はＬＰ係数の次数である。
【００１８】
ＣＥＬＰ方式では聴感的な音質を向上するために、この復号信号にポストフィルタと呼ばれるスペクトルピークを強調するフィルタを施す。しかし、再度符号化を行なう場合には符号化歪みを増加させるため、このポストフィルタを適用しない。
【００１９】
フレーム回路２１は、音声合成回路１５から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長で切り出し、ＬＰ分析回路１３０とピッチ周期候補選択回路１３２とサブフレーム回路２２とに渡す。サブフレーム回路２２は、フレーム回路２１から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのサブフレーム長に分割し、ピッチ成分符号化回路４１に渡す。
【００２０】
ＬＰ分析回路１３０は、フレーム回路２１から渡された復号信号をＬＰ分析してＬＰ係数を得る。次に、ＬＰ分析回路１３０は、この得たＬＰ係数をＬＰ係数符号化回路３０とピッチ周期候補選択回路１３２とに渡す。
【００２１】
ＬＰ係数符号化回路３１は、ＬＰ分析回路１３０から渡されたＬＰ係数をベクトル量子化し、その符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。この量子化法として上記参照文献２を参照することができる。更に、ＬＰ係数符号化回路３１は、量子化したＬＰ係数をピッチ成分符号化回路４１と残差成分符号化回路５１とに渡す。
【００２２】
ピッチ周期候補選択回路１３２はフレーム回路２１から渡された復号信号を用いてピッチ周期の候補を選択しピッチ成分符号化回路４１に渡す。候補選択は、まずＬＰ分析回路１３０から渡されたＬＰ係数ａ（ｉ）で構成される次の数式３で示される荷重フィルタＷ（ｚ）により、フレーム回路２１から渡された復号信号をフィルタリングする。数式３において「β」および「γ」は聴覚的な音質改善を行なうための荷重具合を調整する係数であり「０＜γ＜β≦１」を満たす値をとる。
【００２３】
【数３】
【００２４】
次に、ピッチ周期候補選択回路１３２は、この荷重された復号信号の自己相関関数を相関ラグ「２０〜１４７」の範囲で計算し、自己相関が最大となる相関ラグとその近隣の値をピッチ周期の候補とする。
【００２５】
ピッチ成分符号化回路４１は、サブフレーム毎に、サブフレーム回路２２から渡されたサブフレーム長の復号信号ベクトルＳｄのピッチ周期成分を符号化し、その符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。ピッチ成分符号化回路４１は、まず残差成分符号化回路５１から渡された過去に復号された励振信号を時間Ｌだけ遡ってサブフレーム長で切り出すことにより適応コードベクトルを作成する。次にピッチ成分符号化回路４１は、この適応コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、ピッチ成分だけの復号信号Ｓａ（Ｌ）を計算する。更に、ピッチ成分符号化回路４１は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよびピッチ周期成分ベクトルＳａ（Ｌ）それぞれを荷重し、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌ）とを得る。
【００２６】
ピッチ成分符号化回路４１は、上述したピッチ周期成分に関する動作を、ピッチ周期候補選択回路１３２から渡されるピッチ周期の候補それぞれに対して行ない、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌ）との二乗距離Ｄａが最小となる最適ピッチ周期Ｌｏを決定する。
【００２７】
二乗距離Ｄａは、ピッチ周期Ｌ毎に計算される最適ピッチゲインｇａ（Ｌ）を用いて下記数式４により得られる。また、最適ピッチゲインｇａ（Ｌ）は下記数式５により求められる。ここで、以後の説明において、記号‖ｘ‖はベクトルｘのノルム、また記号＜ｘ，ｙ＞はベクトルｘとベクトルｙとの内積、それぞれを意味するものとする。
【００２８】
【数４】
【数５】
【００２９】
ピッチ成分符号化回路４１は、最後に、最適ピッチ周期Ｌｏとこれに対応するピッチゲインｇａ（Ｌｏ）とをスカラー量子化して得た符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。
【００３０】
また、ピッチ成分符号化回路４１は、荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌｏ）に量子化した最適ピッチゲインｇａｑ（Ｌｏ）を積算して得られたベクトルを、荷重復号信号ベクトルＳｄｗから引き算して得た残差信号ベクトルＳｄｗ’を残差成分符号化回路５１に渡す。更に、ピッチ成分符号化回路４１は、最適ピッチ周期Ｌｏに対応した適応コードベクトルＣａ（Ｌｏ）に、量子化した最適ピッチゲインｇａｑ（Ｌｏ）を積算したピッチ成分励振信号Ｅ’ａを励振信号合成回路５２に渡す。
【００３１】
残差成分符号化回路５１は、サブフレーム毎に、ピッチ成分符号化回路４１から渡された復号信号ベクトルＳｄの残差成分である残差信号ベクトルＳｄｗ’を符号化し、その符号をマルチプレクサ５３に渡す。
【００３２】
すなわち、残差成分符号化回路５１は、まず、予め設計し蓄積した音源コードブックからｋ番目の音源コードベクトルＣｒ（ｋ）を取り出す。次に、残差成分符号化回路５１は、この音源コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、残差成分だけの復号信号Ｓｒ（ｋ）を計算する。更に、残差成分符号化回路５１は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよび残差成分ベクトルＳｒ（ｋ）それぞれを荷重し、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）とを得る。残差成分符号化回路５１は、上述した残差成分に関する動作を、音源コードブックに蓄積されている全ての音源コードベクトルに対して行ない、ピッチ成分符号化回路４１から渡された残差信号ベクトルＳｄｗ’と荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）との二乗距離Ｄｒが最小となる音源コードベクトルの符号ｋｏを決定する。
【００３３】
二乗距離Ｄｒは、各遅延毎に計算する最適音源ゲインｇｒ（ｋ）を用いた下記数式６により得られる。また、最適音源ゲインｇｒ（ｋ）は下記数式７により求められる。
【００３４】
【数６】
【数７】
【００３５】
最後に、残差成分符号化回路５１は、最適音源ゲインｇｒ（ｋｏ）をスカラー量子化し、その符号と音源コードベクトルの符号ｋｏをマルチプレクサ回路５３に渡す。また、残差成分符号化回路５１は、選択された音源コードベクトルＣｒ（ｋｏ）に量子化した最適音源ゲインｇｒｑ（ｋｏ）を積算した残差成分励振信号Ｅ’ｒを励振信号合成回路５２に渡す。
【００３６】
励振信号合成回路５２は、ピッチ成分符号化回路４１から渡されたピッチ成分励振信号Ｅ’ａと残差成分符号化回路５１から渡された残差成分励振信号Ｅ’ｒとを加算することにより励振信号Ｅｘ’を下記数式８により計算してピッチ成分符号化回路４１に渡す。
【００３７】
【数８】
【００３８】
マルチプレクサ回路５３は、ＬＰ係数符号化回路３１とピッチ成分符号化回路４１と残差成分符号化回路５１とから渡された、各符号化で得た符号を所定の順序で接続して符号列を生成し、出力端子５０に渡す。出力端子５０は、マルチプレクサ回路５３から渡された符号列を出力する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００３９】
【非特許文献１】「Code-Excited Linear Prediction: High Quality Speech at Very Low Bit Rates」ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．、１９８５年、ＩＣＡＳＳＰ−８５、ｐｐ．９３７−９４０
【非特許文献２】「Efficient Vector Quantization of LPC Parameters at 24 Bits/Frame」ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．、１９９１年、ＩＣＡＳＳＰ−９１、ｐｐ．６６１−６６４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
しかしながら、上述した従来の音声符号列の変換装置では、符号変換処理量が多く大形化が避けられないという問題点がある。
【００４１】
その理由は、入力側のＣＥＬＰ方式Ａで、符号化された符号列がデマルチプレクサ回路から復号回路を経て合成された復号信号がフレーム回路を経て出力側のＣＥＬＰ方式Ｂで符号化される際に、合成された復号信号を介して全てのパラメータに関する符号列の変換を行うためである。
【００４２】
本発明の課題は、このような問題点を解決し、歪みを増大させることなく、低演算量で音声符号列に変換できる音声符号列の変換装置およびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
上記の課題を解決するために、本発明による音声符号列変換装置は、ピッチ周期を含む第１の符号列を入力側として入力端子から入力し、ピッチ周期を含む第２の符号列に変換して出力側の出力端子から出力するものであって、第１の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列に含まれるピッチ周期を第２の符号列に含まれるピッチ周期とする、第１の符号列側のピッチ成分復号回路と第２の符号列側のピッチ成分計算回路とを備えることを特徴としている。
【００４４】
第２の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列の当該サブフレームにおけるピッチ周期とその過去のサブフレームにおけるピッチ周期とから計算するピッチ周期の補間または平均化の回路と、この計算したピッチ周期を、第２の符号列に含まれるピッチ周期とするピッチ成分計算回路とを備えることを特徴としている。
【００４５】
第３の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列に含まれるピッチ周期、および少なくともその近傍にある複数のピッチ周期候補を生成するピッチ周期候補生成回路と、生成された候補のうちのいずれか一つを、第２の符号列に含まれるピッチ周期とするピッチ成分符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００４６】
第４の手段は、第２の符号列のピッチ周期を符号化する時間単位であるサブフレーム毎に、第１の符号列の当該サブフレームのピッチ周期とその過去のサブフレームのピッチ周期とからピッチ周期を計算するピッチ周期の補間または平均化の回路と、この計算したピッチ周期、および少なくともその近傍にある複数のピッチ周期をピッチ周期候補として生成するピッチ周期候補生成回路と、生成された候補のうちのいずれか一つを第２の符号列に含まれるピッチ周期とするピッチ成分符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００４７】
第５の手段は、上記第３または第４の手段におけるピッチ成分符号化回路は、サブフレーム毎に、第１の符号列から復号される音声信号と第２の符号列から復号される音声信号との距離を最小とするように第２の符号列に含まれるピッチ周期を選択することを特徴としている。
【００４８】
第６の手段は、上記第３または第４の手段におおけるピッチ成分符号化回路は、サブフレーム毎に、第１の符号列から復号される励振信号と第２の符号列から復号される励振信号との距離を最小とするように前記第２の符号列に含まれるピッチ周期を選択することを特徴としている。
【００４９】
第７の手段は、第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、第１の符号列に含まれるスペクトル特性を第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするため、第１の符号列側にＬＰ係数復号回路、第２の符号列側にＬＰ係数符号化回路それぞれを備えることを特徴としている。
【００５０】
第８の手段は、第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、第１の符号列の当該フレームのスペクトル特性とその過去のフレームのスペクトル特性とからスペクトル特性を計算するＬＰ係数の補間または平均化の回路と、この計算したスペクトル特性を第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするＬＰ係数符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００５１】
第９の手段は、第２の符号列のフレーム毎に、第１の符号列に含まれるスペクトル特性の帯域拡張強度を変換する帯域拡張変換回路と、変換して得たスペクトル特性を第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするＬＰ係数符号化回路とを備えることを特徴としている。
【００５２】
また、第１０の手段は、第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、第１の符号列の当該フレームのスペクトル特性とその過去のフレームのスペクトル特性とからスペクトル特性を計算するＬＰ係数の補間または平均化の回路と、この計算したスペクトル特性の帯域拡張強度を変換する帯域拡張変換回路と、変換して得たスペクトル特性を、第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするＬＰ係数符号化回路を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００５３】
上述したように、本発明は、第１の符号列を第２の符号列に変換する際に、第１の符号列で復号したＬＰ係数を、第２の符号列においてＬＰ分析結果として用いている。この結果、第２の符号列処理において、ＬＰ分析処理を省略することができる。また、第１の符号列で復号したピッチ周期またはその近傍などのピッチ周期を、第２の符号列においてピッチ周期候補として用いている。この結果、第２の符号列処理において、ピッチ周期候補の選択処理を省略することができる。
【００５４】
すなわち、本発明によれば、入力側のＣＥＬＰ方式の符号列から復号したＬＰ係数とピッチ周期とを直接用いて出力側に用いており、入力した符号列を復号して得た復号信号を介さずに符号変換しているため、従来、入力側の復号信号に対して行っていたＬＰ分析およびピッチ周期候補の選択を不要にできるので、従来方式に比べて少ない演算量による符号列変換が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による実施の第１の形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による実施の第２の形態を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明による実施の第３の形態を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明におけるＬＰ係数の補間処理を説明する図である。
【図５】本発明におけるピッチ周期の補間処理を説明する図である。
【図６】本発明による実施の第４の形態を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明による実施の第５の形態を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明におけるＬＰ係数の平均化処理を説明する図である。
【図９】本発明におけるピッチ周期の平均化処理を説明する図である。
【図１０】本発明による実施の第６の形態を示す機能ブロック図である。
【図１１】従来の一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５７】
図１は本発明における実施の第１の形態を示す機能ブロック図である。この形態はＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂそれぞれのフレーム長とサブフレーム長とが一致する場合である。
【００５８】
図示された音声符号列の変換装置は、入力端子１０、デマルチプレクサ回路１１、ＬＰ係数復号回路１２、ピッチ成分復号回路１３、残差成分復号回路１４、および音声合成回路１５を、ＣＥＬＰ方式Ａの復号処理のために備える。また、フレーム回路２１、サブフレーム回路２２、ＬＰ係数符号化回路３１、ピッチ成分計算回路４０、残差成分符号化回路５１、励振信号合成回路５２、マルチプレクサ回路５３、および出力端子５０は、ＣＥＬＰ方式Ｂの符号化処理を行なうために設けられる。
【００５９】
従来の変換装置として参照した図１１との相違は、ＬＰ分析回路１３０およびピッチ周期候補選択回路１３２が削除され、ピッチ成分復号回路１１３がピッチ成分復号回路１３に、またピッチ成分符号化回路４１がピッチ成分計算回路４０にそれぞれ変更された点にある。
【００６０】
この符号列変換装置において、入力端子１０は、ＣＥＬＰ方式Ａの符号列を入力し、デマルチプレクサ回路１１に渡す。デマルチプレクサ回路１１は、入力端子１０から渡された符号列を分離して、量子化ＬＰ係数の符号をＬＰ係数復号回路１２に渡し、ピッチ成分の符号をピッチ成分復号回路１３に渡し、更に、残差成分信号の符号を残差成分復号回路１４に渡す。
【００６１】
ＬＰ係数復号回路１２は、デマルチプレクサ回路１１から渡された符号を用いてスペクトル特性を表すＬＰ係数を復号し、復号した係数を音声合成回路１５とＬＰ係数符号化回路３１とに渡す。ピッチ成分復号回路１３はデマルチプレクサ回路１１から渡された符号からピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａとを復号する。ピッチ成分復号回路１３は、図１１のピッチ成分復号回路１１３と比べて、ピッチ周期Ｌをピッチ成分計算回路４０に渡す点のみが異なる。また、音声合成回路１５から渡される励振信号を過去のピッチ周期Ｌのサンプルまで蓄積し、蓄積した励振信号を過去にピッチ周期Ｌだけ遡って切り出すことにより適応コードベクトルＣａを作成する。最後に、ピッチ成分信号Ｅａ（＝ｇａ・Ｃａ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。
【００６２】
残差成分復号回路１４は、デマルチプレクサ１１から渡された符号を用いて音源コードベクトルＣｒと音源ゲインｇｒを復号して残差成分信号Ｅｒ（＝ｇｒ・Ｃｒ）を計算し、音声合成回路１５に渡す。音声合成回路１５は、ピッチ成分復号回路１３から渡されたピッチ成分信号Ｅａと、残差成分復号回路１４から渡された残差成分信号Ｅｒとを用いて上記数式１の励振信号ベクトルＥｘを計算し、ピッチ成分復号回路１３に渡す。更に、音声合成回路１５は、この励振信号ベクトルＥｘを、ＬＰ係数復号回路１５から渡されるＬＰ係数ａ（ｉ）で構成される上記数式２による合成フィルタＨ（ｚ）でフィルタリングして復号信号ベクトルＳｄを得て、フレーム回路２１に渡す。
【００６３】
フレーム回路２１は、音声合成回路１５から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長だけ切り出し、サブフレーム回路２２に渡す。サブフレーム回路２２は、フレーム回路２１から渡された復号信号をＣＥＬＰ方式Ｂのサブフレーム長に分割し、ピッチ成分計算回路４０に渡す。
【００６４】
ＬＰ係数符号化回路３１は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数を量子化し、その符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。更に、ＬＰ係数符号化回路３１は、量子化したＬＰ係数をピッチ成分計算回路４０と残差成分符号化回路５１とに渡す。
【００６５】
ピッチ成分計算回路４０は、励振信号合成回路５２から渡された過去に復号された励振信号を時間Ｌだけ遡ってサブフレーム長で切り出すことにより適応コードベクトルを生成する。次にピッチ成分計算回路４０は、この適応コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、ピッチ成分だけの復号信号Ｓａ（Ｌ）を計算する。更にピッチ成分計算回路４０は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよびピッチ周期成分ベクトルＳａ（Ｌ）それぞれを荷重し、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重ピッチ周期成分ベクトルＳａｗ（Ｌ）とを得る。ピッチ成分計算回路４０はこれらの値を用いてピッチゲインｇａ（Ｌ）を上記数式５で計算する。最後に、ピッチ成分計算回路４０は、ピッチ周期Ｌとピッチゲインｇａ（Ｌ）とをスカラー量子化して得た符号をマルチプレクサ回路５３に渡す。また、量子化したピッチゲインｇａｑ（Ｌ）と適応コードベクトルＣａｑ（Ｌ）との積により計算したピッチ成分信号Ｅ’ａを励振信号合成回路５２に渡す。
【００６６】
残差成分符号化回路５１は、サブフレーム毎に、ピッチ成分計算回路４０から渡された復号信号ベクトルＳｄの残差成分を符号化し、その符号をマルチプレクサ５３に渡す。
【００６７】
まず、残差成分符号化回路５１は、予め設計し蓄積した音源コードブックからｋ番目の音源コードベクトルＣｒ（ｋ）を取り出す。次に残差成分符号化回路５１は、この音源コードベクトルを上記数式２によりフィルタリングし、残差成分だけの復号信号Ｓｒ（ｋ）を計算する。更に、残差成分符号化回路５１は、上記数式３を用いて復号信号ベクトルＳｄおよび残差成分ベクトルＳｒ（ｋ）それぞれを荷重して、荷重復号信号ベクトルＳｄｗと荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）とを得る。
【００６８】
残差成分符号化回路５１は、上述した残差成分に関する動作を、音源コードブックに蓄積されている全ての音源コードベクトルに対して行ない、ピッチ成分計算回路４０から渡された残差信号ベクトルＳｄｗ’と荷重残差成分ベクトルＳｒｗ（ｋ）との二乗距離Ｄｒを、上記数式６を用いて計算し、最小とする音源コードベクトルの符号ｋｏを決定する。
【００６９】
最後に、残差成分符号化回路５１は、最適音源ゲインｇｒ（ｋｏ）をスカラー量子化し、その符号と音源コードベクトルの符号ｋｏをマルチプレクサ回路５３に渡す。また、残差成分符号化回路５１は、選択された音源コードベクトルＣｒ（ｋｏ）に量子化した最適音源ゲインｇｒｑ（ｋｏ）を積算した残差成分励振信号Ｅ’ｒを励振信号合成回路５２に渡す。
【００７０】
励振信号合成回路５２は、ピッチ成分計算回路４０から渡されたピッチ成分励振信号Ｅ’ａと、残差成分符号化回路５１から渡された残差成分励振信号Ｅ’ｒとを加算する上記数式８により励振信号Ｅｘ’を計算し、ピッチ成分計算回路４０に渡す。
【００７１】
マルチプレクサ回路５３は、ＬＰ係数符号化回路３１とピッチ成分計算回路４０と残差成分符号化回路５１とから渡されたＬＰ係数とピッチ周期とピッチゲインと音源コードブックと音源ゲインの符号とを所定順序に接続して符号列を生成し、出力端子５０に渡す。出力端子５０は、マルチプレクサ回路５３から渡された符号列を出力する。
【００７２】
次に、図２を参照して本発明における実施の第２の形態について説明する。
【００７３】
この形態はＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂの間でスペクトルの帯域拡張処理が異なることを補正するための帯域拡張変換処理、およびピッチ周期の候補を生成するピッチ周期候補生成処理を追加するものである。
【００７４】
図２が図１と異なる点は、帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２が追加され、ピッチ成分計算回路４０の代わりに、図１１で説明したピッチ成分符号化回路４１が用いられていることである。帯域拡張変換回路３０はＬＰ係数復号回路１２とＬＰ係数符号化回路３１との間に位置する。ピッチ周期候補生成回路３２は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ成分符号化回路４１との間に位置する。
【００７５】
図２で図１と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。従って、これらの処理に関連する帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２について次に説明する。
【００７６】
帯域拡張処理は、スペクトル特性で急峻なピークが生じないようにＬＰ係数ａ（ｉ）を入力信号の自己相関関数ｒ（ｉ）から計算する際に、指数窓などの窓関数ｗ（ｉ）を自己相関関数ｒ（ｉ）に積算して「ｗ（ｉ）・ｒ（ｉ）」を求める処理である。符号化方式によりこの窓関数ｗ（ｉ）が異なるため、符号列変換ではこれを補正することにより、変換による劣化を低減することができる。また、ピッチ周期候補生成処理は、ＣＥＬＰ方式Ａで復号されたピッチ周期をそのままＣＥＬＰ方式Ｂで用いるのではなく、そのピッチ周期とその近隣のピッチ周期の中から選択する処理である。ピッチ周期をそのまま使用する場合に比べてピッチ周期を決定するための演算量が必要であるが、変換による劣化を低減できる。
【００７７】
帯域拡張変換回路３０は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数で構成されるＬＰフィルタのインパルス応答を計算し、このインパルス応答の自己相関関数にＣＥＬＰ方式Ａの帯域拡張係数ｗａ（ｉ）の逆数を積算し、更にＣＥＬＰ方式Ｂの帯域拡張係数ｗｂ（ｉ）を積算する。次に、帯域拡張変換回路３０は、レビンソン・ダーバン（Levinson-Durbin）法等により自己相関関数からＬＰ係数を計算し、ＬＰ係数符号化回路３１に渡す。
【００７８】
ピッチ周期候補生成回路３２は、ピッチ成分復号回路１３から渡されたピッチ周期Ｌとその近隣のピッチ周期を、ピッチ周期候補として、ピッチ成分符号化回路４１に渡す。渡されるピッチ周期には、符号列変換による音質劣化を抑えるために、ピッチ周期Ｌの整数倍もしくは整数分の１の値、またはその近傍の値をピッチ周期候補として含めることもできる。
【００７９】
ピッチ成分符号化回路４１は、ピッチ周期候補生成回路３２からピッチ周期候補を渡され、従来方式で説明したものと同一の動作を行なう。この際、演算量を削減するために、上記数式２によるフィルタリングと、上記数式３による荷重とを省略するために、各遅延毎に計算する最適ピッチゲインＧ’a（Ｌ）を用いて音声合成回路１５で計算された励振信号Ｅｘと適応コードベクトルＣａ（Ｌ）との二乗距離Ｄ’aが最小となる最適ピッチ周期Ｌｏを決定することもできる。
【００８０】
二乗距離Ｄ’ａは下記数式９を、また最適ピッチゲインＧ’a（Ｌ）は下記数式１０を、それぞれ用いて求められる。
【００８１】
【数９】
【数１０】
【００８２】
次に、図３を参照して本発明における実施の第３の形態について説明する。
【００８３】
この実施の形態は、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより長い場合である。この形態は、上記第２の形態と比べてフレーム長およびサブフレーム長それぞれの差を調整する処理を有することが異なる。
【００８４】
図３が図２と異なる点は、これらの処理に関連するＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とが追加されていることである。ＬＰ係数補間回路６０はＬＰ係数復号回路１２と帯域拡張変換回路３０との間に位置する。ピッチ周期補間回路７０は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ周期候補生成回路３２との間に位置する。
【００８５】
図３で図２と同一の構成要素は同一の番号符号を付与してその説明を省略する。追加されたＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とについて、次に説明する。
【００８６】
ここで説明を具体的にするために、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａは２０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓａは１０ｍｓ、また、ＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂは１０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓｂは５ｍｓであるものとする。また、ＬＰ係数は各フレームの最終サブフレームを中心としてＬＰ分析窓で計算するものとする。
【００８７】
ＬＰ係数補間回路６０は、ＬＰ係数復号回路１２からフレーム長Ｎａの２０ｍｓ毎に渡されるＬＰ係数と過去のフレームで渡されたＬＰ係数とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するフレーム長Ｎｂの１０ｍｓ毎のＬＰ係数を計算し、帯域拡張変換回路３０に渡す。
【００８８】
ここで図４にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式ＢそれぞれのＬＰ係数の関係を示す。図示されるＸ印は前述したＬＰ分析窓の中心であり、ＬＰ係数を補間する場合の中心とする。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式ＡのＬＰ係数がＣＥＬＰ方式ＢのどのＬＰ係数を計算するために使用されるかを示す。
【００８９】
ＬＰ係数復号回路１２から、ＣＥＬＰ方式Ａのフレームのスペクトル特性を表すＬＰ係数が２０ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは１０ｍｓ毎にＬＰ係数を必要とする。このため、図４に示される矢印のように「ｉ」を「１，２，…，またはｐ」とするとき、フレーム番号「ｔ−１」および「ｔ」におけるＣＥＬＰ方式ＢのＬＰ係数ａｂ（ｔ−１，ｉ）およびＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのＬＰ係数ａａ（ｋ，ｉ）、および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるＬＰ係数ａａ（ｋ−ｊ，ｉ）を用いて下記数式１１および数式１２それぞれに従って計算する。計算に当たっては、補間方法を規定する荷重関数ｗ（ｊ）が用いられる。また、図４に示される例でＸ印の位置関係を考慮すると、数式１１におけるＬＰ係数ａｂ（ｔ−１，ｉ）の場合では「ｗ（０）＝５／８，ｗ（１）＝３／８」および「Ｍ＝２」が適用される。また、数式１２におけるＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）の場合では「ｗ（０）＝１」および「Ｍ＝１」が適用される。
【００９０】
【数１１】
【数１２】
【００９１】
ピッチ周期補間回路７０は、ピッチ成分復号回路１３からサブフレーム長Ｎａｓの１０ｍｓ毎に渡されるピッチ周期と過去のサブフレームで渡されたピッチ周期とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するサブフレーム長Ｎｓｂの５ｍｓ毎のピッチ周期を計算し、ピッチ周期候補生成回路３２に渡す。
【００９２】
ここで、図５にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂそれぞれのピッチ周期の関係を示す。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式Ａのピッチ周期がＣＥＬＰ方式Ｂのどのピッチ周期を計算するために使用されるかを示す。
【００９３】
ピッチ成分復号回路１３からは、ＣＥＬＰ方式Ａのサブフレームのピッチ周期が１０ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは５ｍｓ毎にピッチ周期を必要とするため、図５の矢印が示すように、フレーム番号「ｔ」の第１および第２サブフレームにおけるＣＥＬＰ方式Ｂのピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）およびピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ）および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ−ｊ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ−ｊ）それぞれを用いて下記数式１３のピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）により計算する。計算に当たっては、補間方法を規定する荷重関数ｕ（ｊ）が用いられる。
【００９４】
【数１３】
【００９５】
また、図５に示される例で両ＣＥＬＰ方式のサブフレームの位置関係を考慮すると、数式１３におけるピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）がピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝３／４，ｕ（１）＝１／４」および「Ｍ＝２」が適用される。また、ピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）がピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝１」および「Ｍ＝１」が適用される。
【００９６】
次に、図６を参照して本発明における実施の第４の形態について説明する。
【００９７】
この形態は上記第３の形態と同様に、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより長い場合である。
【００９８】
ＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂの間でスペクトルの帯域拡張処理が異なることを補正するための帯域拡張変換処理、およびピッチ周期の候補を生成するピッチ周期候補生成処理を追加するものである。
【００９９】
図６が図１と異なる点は、ＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とが追加されていることであり、図３から帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２が削除され、ピッチ成分符号化回路４１の代わりに、図１を参照して説明したピッチ成分計算回路４０が用いられていることである。従って、ＬＰ係数補間回路６０はＬＰ係数復号回路１２とＬＰ係数符号化回路３１との間に位置する。ピッチ周期補間回路７０は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ成分計算回路４０との間に位置する。
【０１００】
図６で図１と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。また、ＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とは図１に追加されているが、上記図３から図５までを参照して説明しているものと機能的に同一である。
【０１０１】
すなわち、ＬＰ係数補間回路６０は、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数を補間して、ＬＰ係数符号化回路３１に渡す。ピッチ周期補間回路７０はピッチ成分復号回路１３から渡されるピッチ周期を補間して、ピッチ成分計算回路４０渡す。
【０１０２】
次に、図７を参照して本発明における実施の第５の形態について説明する。
【０１０３】
この実施の形態は、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより短い場合である。この形態は、上記第２の形態と比べてフレーム長およびサブフレーム長それぞれの差を調整する処理を有することが異なり、また上記第３の形態と比較してその差の調整処理方法が異なっている。
【０１０４】
すなわち、図７が図３と異なる点は、これらの処理に関連する図３におけるＬＰ係数補間回路６０とピッチ周期補間回路７０とがＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とにそれぞれ代替えされていることである。従って、ＬＰ係数平均化回路６１はＬＰ係数復号回路１２と帯域拡張変換回路３０との間に位置する。ピッチ周期平均化回路７１は、ピッチ成分復号回路１３とピッチ周期候補生成回路３２との間に位置する。
【０１０５】
図７で図３と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。従って、代替えされたＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とについて次に説明する。
【０１０６】
ここで説明を具体的にするために、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａは１０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓａは５ｍｓ、また、ＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂは２０ｍｓであり、サブフレーム長Ｎｓｂは１０ｍｓであるものとする。また、ＬＰ係数は各フレームの最終サブフレームを中心としてＬＰ分析窓で計算するものとする。
【０１０７】
ＬＰ係数平均化回路６１は、ＬＰ係数復号回路１２からフレーム長Ｎａの１０ｍｓ毎に渡されるＬＰ係数と過去のフレームで渡されたＬＰ係数とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するフレーム長Ｎｂの２０ｍｓ毎のＬＰ係数を計算し、帯域拡張変換回路３０に渡す。
【０１０８】
ここで、図８にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式ＢそれぞれのＬＰ係数の関係を示す。図示されるＸ印は前述したＬＰ分析窓の中心であり、ＬＰ係数を平均化する場合の中心とする。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式ＡのＬＰ係数がＣＥＬＰ方式ＢのどのＬＰ係数を計算するために使用されるかを示す。
【０１０９】
ＬＰ係数復号回路１２からは、ＣＥＬＰ方式Ａのフレームのスペクトル特性を表すＬＰ係数が１０ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは２０ｍｓ毎にＬＰ係数を必要とする。このため、図８に示される矢印のように「ｉ」を「１，２，…，またはｐ」とするとき、フレーム番号「ｔ」におけるＣＥＬＰ方式ＢのＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのＬＰ係数ａａ（ｋ，ｉ）および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるＬＰ係数ａａ（ｋ−ｊ，ｉ）を用いて上記数式１２に従って計算する。計算に当たっては、平均化方法を規定する荷重関数ｗ（ｊ）が用いられる。また、図８に示される例でＸ印の位置関係を考慮すると、数式１２におけるＬＰ係数ａｂ（ｔ，ｉ）の場合で「ｗ（０）＝３／４、ｗ（１）＝１／４」および「Ｍ＝２」が適用される。
【０１１０】
ピッチ周期平均化回路７１は、ピッチ成分復号回路１３からサブフレーム長Ｎａｓの１０ｍｓ毎に渡されるピッチ周期と過去のサブフレームで渡されたピッチ周期とから、ＣＥＬＰ方式Ｂで使用するサブフレーム長Ｎｓｂの５ｍｓ毎のピッチ周期を計算し、ピッチ周期候補生成回路３２に渡す。
【０１１１】
ここで、図９にＣＥＬＰ方式ＡおよびＣＥＬＰ方式Ｂそれぞれのピッチ周期の関係を示す。フレーム番号をＣＥＬＰ方式Ａでは「ｋ」またＣＥＬＰ方式Ｂでは「ｔ」それぞれにより示している。矢印は、ＣＥＬＰ方式Ａのピッチ周期がＣＥＬＰ方式Ｂのどのピッチ周期を計算するために使用されるかを示す。
【０１１２】
ピッチ成分復号回路１３からは、ＣＥＬＰ方式Ａのサブフレームのピッチ周期が５ｍｓ毎に渡されるが、ＣＥＬＰ方式Ｂでは１０ｍｓ毎にピッチ周期を必要とする。このため、図９の矢印が示すように、フレーム番号「ｔ」の第１および第２サブフレームにおけるＣＥＬＰ方式Ｂのピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）およびピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）を、ＣＥＬＰ方式Ａで対応するフレームのピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ）および過去にｊフレーム分だけ遡ったフレームにおけるピッチ周期Ｌ１ａ（ｋ−ｊ）およびピッチ周期Ｌ２ａ（ｋ−ｊ）それぞれを用いて上記数式１３のピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）により計算する。計算に当たっては、平均化方法を規定する荷重関数ｕ（ｊ）が用いられる。また、図９に示される例で両ＣＥＬＰ方式のサブフレームの位置関係を考慮すると、数式１３におけるピッチ周期Ｌｓｂ（ｔ）がピッチ周期Ｌ１ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝１／２，ｕ（１）＝１／２」および「Ｍ＝２」が適用される。また同様に、ピッチ周期Ｌ２ｂ（ｔ）の場合では「ｕ（０）＝０，ｕ（１）＝０，ｕ（２）＝１／２、ｕ（３）＝１／２」および「Ｍ＝４」が適用される。
【０１１３】
次に、図１０を参照して本発明における実施の第６の形態について説明する。
【０１１４】
この形態は上記第５の形態と同様に、ＣＥＬＰ方式Ａのフレーム長Ｎａおよびサブフレーム長ＮｓａそれぞれがＣＥＬＰ方式Ｂのフレーム長Ｎｂおよびサブフレーム長Ｎｓｂのそれぞれより短い場合である。この形態は、上記第２の形態と比べてフレーム長およびサブフレーム長それぞれの差を調整する処理を有することが異なり、また上記第５の形態と比較してその差の調整処理方法が異なっている。
【０１１５】
図１０が図１と異なる点は、ＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とが追加されていることであり、図７と異なる点は、帯域拡張変換回路３０およびピッチ周期候補生成回路３２が削除され、ピッチ成分符号化回路４１の代わりに図１を参照して説明したピッチ成分計算回路４０が用いられていることである。従って、ＬＰ係数平均化回路６１はＬＰ係数復号回路１２とＬＰ係数符号化回路３１との間に位置する。ピッチ周期平均化回路７１はピッチ成分復号回路１３とピッチ成分計算回路４０との間に位置する。
【０１１６】
図１０で図１と同一の構成要素は、同一の番号符号を付与してその説明を省略する。また、ＬＰ係数平均化回路６１とピッチ周期平均化回路７１とは図１に追加されているが、上記図７から図９までを参照して説明しているものと機能的に同一である。
【０１１７】
すなわち、ＬＰ係数平均化回路６１は、第５の実施例で説明したのと同様に、ＬＰ係数復号回路１２から渡されたＬＰ係数を平均化して、ＬＰ係数符号化回路３１に渡す。ピッチ周期平均化回路７１は、ピッチ成分復号回路１３から渡されるピッチ周期を平均化して、ピッチ成分計算回路４０に渡す。
【０１１８】
以上説明したように本発明によれば、入力側のＣＥＬＰ方式の符号列から復号したＬＰ係数とピッチ周期とを直接用いて出力側に用いており、入力した符号列を復号して得た復号信号を介さずに符号変換しているため、従来、入力側の復号信号に対して行っていたＬＰ分析およびピッチ周期候補の選択を不要にできるので、従来方式に比べて少ない演算量による符号列変換が可能になるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、復号したピッチ周期成分と残差信号から計算した励振信号とを復号したＬＰ係数で構成する合成フィルタに入力して合成音声信号を得るＣＥＬＰ方式による復号装置に広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０ 入力端子
１１ デマルチプレクサ回路
１２ ＬＰ係数復号回路
１３ ピッチ成分復号回路
１４ 残差成分復号回路
１５ 音声合成回路
２１ フレーム回路
２２ サブフレーム回路
３０ 帯域拡張変換回路
３１ ＬＰ係数符号化回路
３２ ピッチ周期候補生成回路
４０ ピッチ成分計算回路
４１ ピッチ成分符号化回路
５０ 出力端子
５１ 残差成分符号化回路
５２ 励振信号合成回路
５３ マルチプレクサ回路
６０ ＬＰ係数補間回路
６１ ＬＰ係数平均化回路
７０ ピッチ周期補間回路
７１ ピッチ周期平均化回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換装置において、前記第２の符号列のフレーム毎に、前記第１の符号列に含まれるスペクトル特性の帯域拡張強度を変換して得たスペクトル特性を前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とする回路を備えることを特徴とする符号列変換装置。
【請求項２】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換装置において、前記第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、前記第１の符号列の当該フレームのスペクトル特性とその過去のフレームのスペクトル特性とから計算したスペクトル特性の帯域拡張強度を変換して得たスペクトル特性を、前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とする回路を備えることを特徴とする符号列変換装置。
【請求項３】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換方法において、前記第２の符号列のフレーム毎に、前記第１の符号列に含まれるスペクトル特性の帯域拡張強度を変換するステップと、変換した後に符号化したスペクトル特性を前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするステップとを有することを特徴とする符号列変換方法。
【請求項４】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換方法において、前記第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、前記第１の符号列の当該フレームにおけるスペクトル特性とその過去のフレームにおけるスペクトル特性とからスペクトル特性を計算するステップと、計算したスペクトル特性の帯域拡張強度を変換するステップと、変換したスペクトル特性を前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするステップとを有することを特徴とする符号列変換方法。
【請求項１】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換装置において、前記第２の符号列のフレーム毎に、前記第１の符号列に含まれるスペクトル特性の帯域拡張強度を変換して得たスペクトル特性を前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とする回路を備えることを特徴とする符号列変換装置。
【請求項２】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換装置において、前記第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、前記第１の符号列の当該フレームのスペクトル特性とその過去のフレームのスペクトル特性とから計算したスペクトル特性の帯域拡張強度を変換して得たスペクトル特性を、前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とする回路を備えることを特徴とする符号列変換装置。
【請求項３】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換方法において、前記第２の符号列のフレーム毎に、前記第１の符号列に含まれるスペクトル特性の帯域拡張強度を変換するステップと、変換した後に符号化したスペクトル特性を前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするステップとを有することを特徴とする符号列変換方法。
【請求項４】
スペクトル特性を含む第１の符号列を、スペクトル特性を含む第２の符号列に変換する符号列変換方法において、前記第２の符号列のスペクトル特性を符号化する時間単位であるフレーム毎に、前記第１の符号列の当該フレームにおけるスペクトル特性とその過去のフレームにおけるスペクトル特性とからスペクトル特性を計算するステップと、計算したスペクトル特性の帯域拡張強度を変換するステップと、変換したスペクトル特性を前記第２の符号列に含まれるスペクトル特性とするステップとを有することを特徴とする符号列変換方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１０４１６９（Ｐ２００９−１０４１６９Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５９１（Ｐ２００９−１１５９１）
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【分割の表示】特願２００１−２６９０６（Ｐ２００１−２６９０６）の分割
【原出願日】平成１３年２月２日（２００１．２．２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【分割の表示】特願２００１−２６９０６（Ｐ２００１−２６９０６）の分割
【原出願日】平成１３年２月２日（２００１．２．２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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