(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声信号の無声音区間と有声音区間で可変レートによる符号化を行う音声符号化装置において、
時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定する入力信号判定手段を備え、
上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、
上記入力信号判定手段で判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、
上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報を、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成し、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を符号化するか、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータを符号化する
音声符号化装置。
【請求項２】
上記無声音区間のパラメータに対するビットレートを上記有声音区間のパラメータに対するビットレートより少なくする請求項１記載の音声符号化装置。
【請求項３】
上記背景雑音区間のパラメータに対するビットレートを上記音声区間のパラメータに対するビットレートより少なくする請求項１記載の音声符号化装置。
【請求項４】
上記背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化量が小さいときには、背景雑音区間を示す情報及び背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を送出し、その変化量が大きいときには背景雑音区間を示す情報と更新した背景雑音区間のパラメータと背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報とを送出する請求項１記載の音声符号化装置。
【請求項５】
背景雑音区間における背景雑音を表現するパラメータの一定時間以上の連続を制限するため、少なくともある一定時間の長さで背景雑音区間のパラメータを更新する請求項４記載の音声符号化装置。
【請求項６】
入力音声信号の無声音区間と有声音区間で可変レートによる符号化を行う音声符号化方法において、
時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定する入力信号判定工程を備え、
上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、
上記入力信号判定工程で判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、
上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報を、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成し、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を符号化するか、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータを符号化する
音声符号化方法。
【請求項７】
時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定し、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報が、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成され、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報が符号化され、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータが符号化されて伝送されてきた符号化ビットを復号する復号装置であって、
上記符号化ビットから音声区間であるか、又は背景雑音区間であるかを判定する判定手段と、
上記判定手段で背景雑音区間を示す情報を取り出したときには現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰのゲインインデクス、及び内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて上記符号化ビットを復号する復号手段と
を備え、
上記復号手段は、上記判定手段で背景雑音区間と判定された区間においては、過去に受信したＬＰＣ係数と現在受信したＬＰＣ係数、または過去に受信したＬＰＣ係数同士を補間して生成したＬＰＣ係数を用いて背景雑音区間の信号を合成するときに、ＬＰＣ係数を補間する補間係数の生成に乱数を用いる
音声復号装置。
【請求項８】
時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定し、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報が、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成され、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報が符号化され、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータが符号化されて伝送されてきた符号化ビットを復号する復号方法であって、
上記符号化ビットから音声区間であるか、又は背景雑音区間であるかを判定する判定工程と、
上記判定工程で背景雑音区間を示す情報を取り出したときには現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰのゲインインデクス、及び内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて上記符号化ビットを復号する復号工程と
を備え、
上記復号工程では、上記判定工程で背景雑音区間と判定された区間においては、過去に受信したＬＰＣ係数と現在受信したＬＰＣ係数、または過去に受信したＬＰＣ係数同士を補間して生成したＬＰＣ係数を用いて背景雑音区間の信号を合成するときに、ＬＰＣ係数を補間する補間係数の生成に乱数を用いる
音声復号方法。
【請求項９】
入力音声信号の無声音区間と有声音区間で可変レートによる符号化を行う音声符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
コンピュータに、
時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定する入力信号判定手順を実行させ、
上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、
上記入力信号判定手順で判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報を、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成し、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を符号化するか、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータを符号化するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定し、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報が、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成され、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報が符号化され、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータが符号化されて伝送されてきた符号化ビットを復号するための復号プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
コンピュータに、
上記符号化ビットから音声区間であるか、又は背景雑音区間であるかを判定する判定手順と、
上記判定手順で背景雑音区間を示す情報を取り出したときには現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰのゲインインデクス、及び内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて上記符号化ビットを復号する復号手順とを実行させ、
上記復号手順では、上記判定手順で背景雑音区間と判定された区間においては、過去に受信したＬＰＣ係数と現在受信したＬＰＣ係数、または過去に受信したＬＰＣ係数同士を補間して生成したＬＰＣ係数を用いて背景雑音区間の信号を合成するときに、ＬＰＣ係数を補間する補間係数の生成に乱数を用いる
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力音声信号の無声音区間と有声音区間とでビットレートを可変して符号化する符号化装置及び方法に関する。また、上記符号化装置及び方法により符号化されて伝送されてきた符号化データを復号する復号装置及び方法に関する。また、上記符号化方法、復号方法の各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、伝送路を必要とする通信分野においては、伝送帯域の有効利用を実現するために、伝送しようとする入力信号の種類、例えば有声音と無声音区間に分けられる音声信号区間と、背景雑音区間のような種類によって、符号化レートを可変してから伝送することが考えられるようになった。
【０００３】
例えば、背景雑音区間と判断されると、符号化パラメータを全く送らずに、復号化装置側では、特に背景雑音を生成することをせずに、単にミュートすることが考えられた。
【０００４】
しかし、これでは通信相手が音声を発していればその音声には背景雑音が乗っているが、音声を発しないときには突然無音になってしまうことになるので不自然な通話となってしまう。
【０００５】
そのため、可変レートコーデックにおいては、背景雑音区間として判断されると符号化のパラメータのいくつかを送らずに、復号化装置側では過去のパラメータを繰り返し用いて背景雑音を生成するということを行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、過去のパラメータをそのまま繰り返し用いると、雑音自体がピッチを持つような印象を受け、不自然な雑音になることが多い。これは、レベルなどを変えても、線スペクトル対（ＬＳＰ）パラメータが同じである限り起こってしまう。
【０００７】
他のパラメータを乱数等で変えるようにしても、ＬＳＰパラメータが同一であると、不自然な感じを与えてしまう。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、音声コーデックにおいて、音声区間中で重要な意味合いを持つ有声音に比較的多い伝送ビット量を与え、以下無声音、背景雑音の順にビット数を減らすことにより総伝送ビット数を抑制でき、平均伝送ビット量を少なくできる音声符号化装置及び方法、復号装置及び方法、並びにプログラムが記録された記録媒体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る音声符号化装置は、上記課題を解決するために、入力音声信号の無声音区間と有声音区間で可変レートによる符号化を行う音声符号化装置において、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定する入力信号判定手段を備え、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記入力信号判定手段で判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報を、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成し、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を符号化するか、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータを符号化する。
【００１０】
また、本発明に係る音声符号化方法は、上記課題を解決するために、入力音声信号の無声音区間と有声音区間で可変レートによる符号化を行う音声符号化方法において、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定する入力信号判定工程を備え、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記入力信号判定工程で判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報を、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成し、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を符号化するか、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータを符号化する。
【００１１】
本発明に係る入力信号判定方法は、上記課題を解決するために、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で入力信号の信号レベルの時間的な変化を求める工程と、上記単位でのスペクトル包絡の時間的な変化を求める工程と、上記信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化から背景雑音か否かを判定する工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る音声復号装置は、上記課題を解決するために、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定し、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報が、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成され、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報が符号化され、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータが符号化されて伝送されてきた符号化ビットを復号する復号装置であって、上記符号化ビットから音声区間であるか、又は背景雑音区間であるかを判定する判定手段と、上記判定手段で背景雑音区間を示す情報を取り出したときには現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰのゲインインデクス、及び内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて上記符号化ビットを復号する復号手段とを備え、上記復号手段は、上記判定手段で背景雑音区間と判定された区間においては、過去に受信したＬＰＣ係数と現在受信したＬＰＣ係数、または過去に受信したＬＰＣ係数同士を補間して生成したＬＰＣ係数を用いて背景雑音区間の信号を合成するときに、ＬＰＣ係数を補間する補間係数の生成に乱数を用いる。
【００１３】
本発明に係る音声復号方法は、上記課題を解決するために、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定し、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報が、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成され、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報が符号化され、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータが符号化されて伝送されてきた符号化ビットを復号する復号方法であって、上記符号化ビットから音声区間であるか、又は背景雑音区間であるかを判定する判定工程と、上記判定工程で背景雑音区間を示す情報を取り出したときには現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰのゲインインデクス、及び内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて上記符号化ビットを復号する復号工程とを備え、上記復号工程では、上記判定工程で背景雑音区間と判定された区間においては、過去に受信したＬＰＣ係数と現在受信したＬＰＣ係数、または過去に受信したＬＰＣ係数同士を補間して生成したＬＰＣ係数を用いて背景雑音区間の信号を合成するときに、ＬＰＣ係数を補間する補間係数の生成に乱数を用いる。
【００１４】
本発明に係るプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記課題を解決するために、入力音声信号の無声音区間と有声音区間で可変レートによる符号化を行う音声符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
コンピュータに、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定する入力信号判定手順を実行させ、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記入力信号判定手順で判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報を、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成し、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報を符号化するか、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータを符号化する。
【００１５】
また、本発明に係るプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記課題を解決するために、時間軸上での入力音声信号を所定の単位で区分し、この単位で求めた信号レベルとスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて無声音区間を背景雑音区間と音声区間に分けて判定し、上記背景雑音区間のパラメータはスペクトル包絡を示すＬＰＣ係数、及びＣＥＬＰの励起信号のゲインパラメータのインデクスからなり、上記判定された背景雑音区間のパラメータと、上記音声区間のパラメータと、有声音区間のパラメータに対する符号化ビットの割り当てを異ならせ、上記背景雑音区間において背景雑音区間のパラメータの更新の有無を示す情報が、背景雑音区間の信号レベル及びスペクトル包絡の時間的な変化に基づいて制御して生成され、背景雑音区間のパラメータの非更新を示す情報が符号化され、あるいは背景雑音区間のパラメータが更新されたことを示す情報及び更新した背景雑音区間のパラメータが符号化されて伝送されてきた符号化ビットを復号するための復号プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、上記符号化ビットから音声区間であるか、又は背景雑音区間であるかを判定する判定手順と、上記判定手順で背景雑音区間を示す情報を取り出したときには現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰのゲインインデクス、及び内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて上記符号化ビットを復号する復号手順とを実行させ、上記復号手順では、上記判定手順で背景雑音区間と判定された区間においては、過去に受信したＬＰＣ係数と現在受信したＬＰＣ係数、または過去に受信したＬＰＣ係数同士を補間して生成したＬＰＣ係数を用いて背景雑音区間の信号を合成するときに、ＬＰＣ係数を補間する補間係数の生成に乱数を用いる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る符号化装置及び方法、並びに音声復号装置及び方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
基本的には、主に送信側で音声を分析することにより符号化パラメータを求め、それらを伝送した後、受信側で音声を合成するシステムが挙げられる。特に、送信側では入力音声の性質に応じて符号化のモード分けを行い、ビットレートを可変とすることで伝送ビットレートの平均値を小さくする。
【００１８】
具体例としては、図１に構成を示す、携帯電話装置が挙げられる。この携帯電話装置は、本発明に係る符号化装置及び方法、並びに復号装置及び方法を図１に示すような、音声符号化装置２０、並びに音声復号化装置３１として用いる。
【００１９】
音声符号化装置２０は、入力音声信号の無声音（UnVoiced：ＵＶ）区間のビットレートを有声音（Voiced：Ｖ）区間のビットレートより少なくする符号化を行う。更に、無声音区間において背景雑音区間（非音声区間）と音声区間を判定し、非音声区間においては更に低いビットレートにより符号化を行う。また、非音声区間と音声区間とを判定しフラグにより復号化装置３１側に伝える。
【００２０】
この音声符号化装置２０内部で、入力音声信号の中の無声音区間又は有声音区間の判定、又は無声音区間の非音声区間と音声区間の判定は入力信号判定部２１ａが行う。この入力信号判定部２１ａの詳細については後述する。
【００２１】
先ず、送信側の構成を説明する。マイクロホン１から入力された音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１０によりディジタル信号に変換され、音声符号化装置２０により可変レートの符号化が施され、伝送路符号化器２２により伝送路の品質が音声品質に影響を受けにくいように符号化された後、変調器２３で変調され、送信機２４で送信処理が施され、アンテナ共用器２５を通して、アンテナ２６から送信される。
【００２２】
一方、受信側の音声復号化装置３１は、音声区間であるか、非音声区間であるかを示すフラグを受信するとともに、非音声区間においては、現在又は現在及び過去に受信したＬＰＣ係数、現在又は現在及び過去に受信したＣＥＬＰ（符号励起線形予測）のゲインインデクス、及び復号器内部でランダムに生成したＣＥＬＰのシェイプインデクスを用いて復号する。
【００２３】
受信側の構成について説明する。アンテナ２６で捉えられた電波は、アンテナ共用器２５を通じて受信機２７で受信され、復調器２９で復調され、伝送路復号化器３０で伝送路誤りが訂正され、音声復号化装置３１で復号され、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログ音声信号に戻されて、スピーカ３３から出力される。
【００２４】
また、制御部３４は上記各部をコントロールし、シンセサイザ２８は送受信周波数を送信機２４、及び受信機２７に与えている。また、キーパッド３５及びＬＣＤ表示器３６はマンマシンインターフェースに利用される。
【００２５】
次に、音声符号化装置２０の詳細について図２及び図３を用いて説明する。図２は音声符号化装置２０内部にあって、入力信号判定部２１ａとパラメータ制御部２１ｂを除いた符号化部の詳細な構成図である。また、図３は入力信号判定部２１ａとパラメータ制御部２１ｂの詳細な構成図である。
【００２６】
先ず、入力端子１０１には８KHzサンプリングされた音声信号が供給される。この入力音声信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０９にて不要な帯域の信号を除去するフィルタ処理が施された後、入力信号判定部２１ａと、ＬＰＣ（線形予測符号化）分析・量子化部１１３のＬＰＣ分析回路１３２と、ＬＰＣ逆フィルタ回路１１１に送られる。
【００２７】
入力信号判定部２１ａは、図３に示すように、入力端子１から入力された、フィルタ処理が施された上記入力音声信号の実効（root mean square、r.m.s）値を演算するr.m.s演算部２と、上記実効値rmsから実効値の定常レベルを演算する定常レベル演算部３と、r.m.s演算部２の出力r.m.sを定常レベル演算部３の出力min_rmsで除算して後述する除算値rmsgを演算する除算演算子４と、入力端子１からの入力音声信号をLPC分析し、LPC係数α(m)を求めるLPC分析部５と、LPC分析部５からのLPC係数α(m)をLPCケプストラム係数CL(m)に変換するLPCケプストラム係数演算部６と、LPCケプストラム係数演算部６のLPCケプストラム係数CL(m)から平均対数振幅logAmp(i)を求める対数振幅演算部７と、対数振幅演算部７の平均対数振幅logAmp(i)から対数振幅差分wdifを求める対数振幅差分演算部８と、除算演算子４からのrmsgと、対数振幅差分演算部８からの対数振幅差分wdifより判定フラグdecflagを出力するファジイ推論部９とを備えてなる。なお、図３には説明の都合上、上記入力音声信号から後述するidVUV判定結果を出力するV/UV判定部１１５を含むと共に、各種パラメータを符号化して出力する図２に示す符号化部を音声符号化器１３として示している。
【００２８】
また、パラメータ制御部２１ｂは、上記V/UV判定部１１５からのidVUV判定結果と上記ファジイ推論部９からの判定結果decflagを基に背景雑音カウンタbgnCnt、背景雑音周期カウンタbgnIntvlをセットするカウンタ制御部１１と、カウンタ制御部１１からのbgnIntvlと上記idVUV判定結果よりidVUVパラメータと、更新フラグFlagを決定し、出力端子１０６から出力するパラメータ生成部１２とを備えてなる。
【００２９】
次に、入力信号判定部２１ａ及びパラメータ制御部２１ｂの上記各部の詳細な動作について説明する。先ず、入力信号判定部２１ａの各部は以下の通りに動作する。
【００３０】
r.m.s演算部２は、８KHzサンプリングされた上記入力音声信号を20msec毎のフレーム（160サンプル）に分割する。そして、音声分析については互いにオーバーラップする32msec（256サンプル）で実行する。ここで入力信号s(n)を８分割して区間電力ene(i)を次の（１）式から求める。
【００３１】
【数１】
0004438127.tif 000002
【００３２】
こうして求めたene(i)から信号区間の前後の比ratioを最大にする境界ｍを次の（２）式又は（３）式により求める。ここで（２）式は前半が後半より大きいときの比ratioであり、（３）式は後半が前半より大きいときの比ratioである。
【００３３】
【数２】
0004438127.tif 000003
【００３４】
【数３】
0004438127.tif 000004
【００３５】
但し、ｍ＝２，・・・６の間に限定する。
【００３６】
こうして求めた境界ｍより、前半あるいは後半の大きいほうの平均電力より信号の実効値rmsを次の（４）式あるいは（５）式から求める。（４）式は前半が後半より大きいときの実効値rmsであり、（５）式は後半が前半より大きいときの実効値rmsである。
【００３７】
【数４】
0004438127.tif 000005
【００３８】
【数５】
0004438127.tif 000006
【００３９】
定常レベル演算部３は、上記実効値rmsから図４に示すフローチャートにしたがって実効値の定常レベルを演算する。ステップＳ１で過去のフレームの実効値rmsの安定状態に基づくカウンタst_cntが４以上であるか否かを判断し、４以上であればステップＳ２に進み、過去の連続する４フレームのrmsの中２番目に大きいものをnear_rmsとする。次に、ステップＳ３でそれ以前のrmsであるfar_rms(i)（i=0,1）とnear_rmsより最小の値minvalを求める。
【００４０】
こうして求めた最小の値minvalがステップＳ４で定常的なrmsである値min_rmsより大きいとき、ステップＳ５に進み、min_rmsを次の（６）式に示す通りに更新する。
【００４１】
【数６】
0004438127.tif 000007
【００４２】
その後、ステップＳ６でfar_rmsを次の（７）式、（８）式に示すように更新する。
【００４３】
【数７】
0004438127.tif 000008
【００４４】
【数８】
0004438127.tif 000009
【００４５】
次に、ステップＳ７で、rmsと標準レベルSTD_LEVELの内、小さい方をmax_valとする。ここで、STD_LEVELは-30dB位の信号レベルに相当する値とする。これは、現在のrmsがかなりレベルの高いものであるとき誤動作しないように、上限を決定するためのものである。そして、ステップＳ８でmaxvalをmin_rmsと比較してmin_rmsを以下の通り更新する。すなわち、maxvalがmin_rmsより小さいときにはステップＳ９で（９）式に示すように、また、maxvalがmin_rms以上であるときにはステップＳ１０で（１０）式に示すようにmin_rmsを少しだけ更新する。
【００４６】
【数９】
0004438127.tif 000010
【００４７】
【数１０】
0004438127.tif 000011
【００４８】
次に、ステップＳ１１でmin_rmsが無音レベルMIN_LEVELより小さいときmin_rms＝MIN_LEVELとする。MIN_LEVELは−66dB位の信号レベルに相当する値とする。
【００４９】
ところでステップＳ１２で信号の前後半の信号レベルの比ratioが４より小さく、rmsがSTD_LEVELより小さいときにはフレームの信号は安定しているのでステップＳ１３に進んで安定性を示すカウンタst_cntを１歩進し、そうでないときには安定性が乏しいのでステップＳ１４に進んでst_cnt＝０とする。このようにして目的とする定常のrmsを得ることができる。
【００５０】
除算演算子４はr.m.s演算部２の出力r.m.sを定常レベル演算部３の出力min_rmsで除算してrmsgを演算する。すなわち、このrmsgは定常的なrmsに対して今のrmsがどの程度のレベルであるのかを示すものである。
【００５１】
次に、LPC分析部５は上記入力音声信号s(n)より短期予測（LPC）係数α(m)（m=1,・・・，10）を求める。なお、音声符号化器１３内部でのLPC分析により求めたLPC係数α(m)を用いることもできる。LPCケプストラム係数演算部６は上記LPC係数α(m)をLPCケプストラム係数CL(m)に変換する。
【００５２】
対数振幅演算部７はLPCケプストラム係数CL(m)より対数二乗振幅特性ln|HL(ejΩ)|2を次の（１１）式より求めることができる。
【００５３】
【数１１】
0004438127.tif 000012
【００５４】
しかしここでは近似的に右辺の総和計算の上限を無限大でなく１６までとし、さらに積分を求めることにより区間平均logAmp(i)を次の（１２）及び（１３）式より求める。ところで、CL(0)=0なので省略する。
【００５５】
【数１２】
0004438127.tif 000013
【００５６】
【数１３】
0004438127.tif 000014
【００５７】
ここで、ωは平均区間(ω＝Ωi+1-Ωi)で500Hz(＝π/8)としている。ここでは、logAmp(i)については0〜2kHzまでを500Hzずつ４等分したi＝0,   ,3まで計算する。
【００５８】
次に、対数振幅差分演算部８とファジイ推論部９の説明に移る。本発明では、無音、背景雑音の検出にはファジイ理論を用いる。このファジイ推論部９は、上記除算演算子４がrmsをmin_rmsで割って得た値rmsgと、後述する対数振幅差分演算部８からのwdifを用いて判定フラグdecflagを出力する。
【００５９】
図５に、ファジイ推論部９でのファジイルールを示すが上段（ａ）については無音、背景雑音(background noise)についてのルール、中段（ｂ）は主に雑音パラメータ更新(parameter renovation)のためのルール、下段（ｃ）は音声(speech)のためのルールである。また、この中で、左列はrmsのためのメンバシップ関数、中列はスペクトル包絡のためのメンバシップ関数、右列は推論結果である。
【００６０】
ファジイ推論部９は、先ず、除算演算子４により上記rmsを上記min_rmsで割って得られた値rmsgを図５の左列に示すメンバシップ関数で分類する。ここで、上段からメンバシップ関数μAi1(x1)(i=1,2,3)を図６に示すように定義する。なお、x1=rmsgとする。すなわち、図５の左列に示すメンバシップ関数は、上段（ａ）、中段（ｂ）、下段（ｃ）の順に、図６に示すμA11(x1）、μA21(x1）、μA31(x1）と定義される。
【００６１】
一方、対数振幅差分演算部８は、過去ｎ（例えば４）フレーム分のスペクトルの対数振幅logAmp(i)を保持し、その平均であるaveAmp(i)を求め、それと現在ののlogAmp(i)の差分の２乗和wdifを次の（１４）式から求める。
【００６２】
【数１４】
0004438127.tif 000015
【００６３】
ファジイ推論部９は、対数振幅差分演算部８が上記のように求めたwdifを図５の中列に示すメンバシップ関数で分類する。ここで、上段からメンバシップ関数μAi2(x2)(i=1,2,3)を図７に示すように定義する。なお、x2=wdifとする。すなわち、図５の中列に示すメンバシップ関数は、上段（ａ）、中段（ｂ）、下段（ｃ）の順に、図７に示すμA12(x2）、μA22(x2）、μA32(x2）と定義される。ところで、ここでもしrmsが既出の定数MIN_LEVEL（無音レベル）より小さい時には図７には従わず、μA12(x2）＝１、μA22(x2）＝μA32(x2）＝０とする。なぜなら、信号が微妙になるとき、スペクトルの変動が通常以上に大きく、差別の妨げとなるからである。
【００６４】
ファジイ推論部９は、こうして求めたμAij(xj)より推論結果であるメンバシップ関数μBi(y)を以下に説明するように求める。先ず、図５の上中下段それぞれのμAi1(x1)とμAi2(x2)より小さい方を次の（１５）式に示すようにその段のμBi(y)とする。しかし、ここで音声を示すメンバシップ関数μA31(x1)とμA32(x2)のどちらかが１となるとき、μB1(y)=μB2(y)=0,μB3(y)=1と出力する構成を追加してもよい。
【００６５】
【数１５】
0004438127.tif 000016
【００６６】
この（１５）式より得られた各段のμBi(y)は図５の右列の関数の値に当たるものである。ここでメンバシップ関数μBi(y)を図８に示すように定義する。すなわち、図５の右列に示すメンバシップ関数は、上段（ａ）、中段（ｂ）、下段（ｃ）の順に、図８に示すμB1(y）、μB2(y）、μB3(y）と定義される。
【００６７】
これらの値を基にファジイ推論部９は推論するが、次の（１６）式に示すような面積法による判定を行う。
【００６８】
【数１６】
0004438127.tif 000017
【００６９】
ここで、y*は推論結果であり、yi*は各段のメンバシップ関数の重心であり、図５においては上段、中段、下段の順に、0.1389、0.5、0.8611となっている。また、Siは面積にあたる。S1〜S2はメンバシップ関数μBi(y)を用いて次の（１７）、（１８）、（１９）式より求められる。
【００７０】
【数１７】
0004438127.tif 000018
【００７１】
【数１８】
0004438127.tif 000019
【００７２】
【数１９】
0004438127.tif 000020
【００７３】
これらの値から求められた推論結果y*の値により判定フラグdecFlagの出力値を次のように定義する。
【００７４】
0≦y*≦0.34     →  decFlag=0
0.34＜y*＜0.66  →  decFlag=2
0.66≦y*≦1     →  decFlag=1
ここで、decFlag=0は判定結果が背景雑音を示す結果である。decFlag=2はパラメータを更新すべき背景雑音を示す結果である。また、decFlag=1は音声を判別した結果である。
【００７５】
図９に具体例を示す。今仮にx1=1.6,x2=0.35であったとする。これよりμAij(xj)，μAi2(x2)，μBi(y)は以下のように求まる。
【００７６】
μA11(x1)=0.4, μA12(x2)=0,   μB1(y)=0
μA21(x1)=0.4, μA22(x2)=0.5, μB2(y)=0.4
μA31(x1)=0.6, μA32(x2)=0.5, μB3(y)=0.5
これより面積を計算するとS1=0,S2=0.2133,S3=0.2083になり結局y*=0.6785となりdecFlag=1となる。すなわち、音声とする。
【００７７】
ここまでが入力信号判定部２１ａの動作である。引き続き、パラメータ制御部２１ｂの各部の詳細な動作について説明する。
【００７８】
カウンタ制御部１１は、上記V/UV判定部１１５からのidVUV判定結果と上記ファジイ推論部９からのdecflagを基に背景雑音カウンタbgnCnt、背景雑音周期カウンタbgnIntvlをセットする。
【００７９】
パラメータ生成部１２は、カウンタ制御部１１からのbgnIntvlと上記idVUV判定結果よりidVUVパラメータと、更新フラグFlagを決定し、出力端子１０６から伝送する。
【００８０】
この伝送パラメータを決めるフローチャートを図１０及び図１１に分けて示す。背景雑音カウンタbgnCnt、背景雑音周期カウンタbgnIntvl（いずれも初期値０）を定義する。先ず、図１０のステップＳ２１で入力信号の分析結果が無声音(idVUV=0)の場合、ステップＳ２２及びステップＳ２４を通してdecFlag=0ならステップＳ２５に進んで背景雑音カウンタbgnCntを１歩進し、decFlag=2ならbgnCntを保持する。ステップＳ２６でbgnCntが定数BGN_CNT（例えば6)より大きいときステップＳ２７に進み、idVUVが背景雑音を示す値１にセットされる。また、ステップＳ２８でdecFlag=0のときにはbgnIntvlをステップＳ２９で１歩進させ、ここでステップＳ３１でbgnIntvlが定数BGN_INTVL（例えば１６）に等しいときステップＳ３２に進んでbgnIntvl=0にセットされる。また、ステップＳ２８でdecFlag=2のとき、ステップＳ３０に進み、bgnIntvl=0にセットされる。
【００８１】
ところで、ステップＳ２１で有声音(idVUV=2,3)の場合、或いはステップＳ２２でdecFlag=1の場合、ステップＳ２３に進み、bgnCnt=0，bgnIntvl=0にセットされる。
【００８２】
図１１に移り、ステップＳ３３で無声音或いは背景雑音(idVUV=0,1)の場合、もしステップＳ３５で無声音(idVUV=0)なら、ステップＳ３６で無声音パラメータが出力される。
【００８３】
ステップＳ３５で背景雑音(idVUV=1)で、かつステップＳ３７でbgnIntvl=0なら、ステップＳ３８から背景雑音パラメータ(BGN=Back Ground Noise)が出力される。一方、ステップＳ３７でbgnIntvl＞0ならばステップＳ３９に進みヘッダビッドのみが送信される。
【００８４】
ヘッダビットの構成を図１６に示す。ここで、上位２ビットはidVUVビットそのものがセットされるが、背景雑音期間(idVUV=1)の場合もし更新フレームでないなら次の１ビットに0、更新フレームであるなら次の１ビットに1をセットする。
【００８５】
MPEG4にて採用されている音声コーデックHVXC(Harmonic Vector Excitation Coding)を例にとり、各条件での符号化ビットの内訳を図１２に示す。
【００８６】
idVUVは有声音、無声音、背景雑音更新時、背景雑音非更新時にそれぞれ２ビット符号化される。更新フラグには背景雑音更新時、背景雑音非更新時にそれぞれ１ビットが割り当てられる。
【００８７】
ＬＳＰパラメータは、LSP０,LSP２,LSP３,LSP４，LSP５に分けられる。LSP０は１０次のＬＳＰパラメータのコードブックインデクスであり、エンベロープの基本的なパラメータとして使われ、２０msecのフレームでは５ビットが割り当てられる。LSP２は５次の低周波数域誤差補正のＬＳＰパラメータのコードブックインデクスであり、７ビットが割り当てられる。LSP３は５次の高周波数域誤差補正のＬＳＰパラメータのコードブックインデクスであり、５ビットが割り当てられる。LSP５は１０次の全帯域誤差補正のＬＳＰパラメータのコードブックインデクスであり、８ビットが割り当てられる。このうち、LSP２，LSP３及びLSP５は前の段階での誤差を埋めてやるために使われるインデクスであり、特に、LSP２とLSP３はLSP０でエンベロープを表現しきれなかったときに補助的に用いられる。LSP４は符号化時の符号化モードが直接モード（straight mode）であるか、差分モード（differential mode）であるかの１ビットの選択フラグである。元々の波形から分析して求めたオリジナルのＬＳＰパラメータに対する、量子化により求めた直接モードのＬＳＰと、量子化された差分により求めたＬＳＰの差の少ない方のモードの選択を示す。LSP４が０であるときには直接モードであり、LSP４が１であるときには差分モードである。
【００８８】
有声音時には全てのＬＳＰパラメータを符号化ビットとする。無声音及び背景雑音更新時はＬＳＰ５を除いた符号化ビットとする。背景雑音非更新時はＬＳＰ符号化ビットを送らない。特に、背景雑音更新時のＬＳＰ符号化ビットは直近３フレームのＬＳＰパラメータの平均をとったものを量子化して得られた符号化ビットとする。
【００８９】
ピッチPCHパラメータは有声音時ときのみ７ビットの符号化ビットとされる。スペクトルエンベロープのコードブックパラメータidSは、idS０で記される第０LPC残差スペクトルコードブックインデクスとidS１で記される第１LPC残差スペクトルコードブックインデスクに分けられる。有声音時に共に４ビットの符号化ビットとされる。また、雑音コードブックインデクスidSL００やidSL０１は、無声音時に６ビット符号化される。
【００９０】
また、LPC残差スペクトルゲインコードブックインデスクidGは有声音時に、５ビットの符号化ビットとされる。また、雑音コードブックゲインインデクスidGL００やidGL１１には無声音時にそれぞれ４ビットの符号化ビットが割り当てられる。背景雑音更新時にはidGL００に４ビットのみの符号化ビットが割り当てられる。この背景雑音更新時のidGL００４ビットについても直近４フレーム（８サブフレーム）のCelpゲインの平均をとったものを量子化して得られた符号化ビットとする。
【００９１】
また、idS０_4kで記される第０拡張LPC残差スペクトルコードブックインデクスと、idS１_4kで記される第１拡張LPC残差スペクトルコードブックインデクスと、idS２_4kで記される第２拡張LPC残差スペクトルコードブックインデクスと、idS３_4kで記される第３拡張LPC残差スペクトルコードブックインデクスには、有声音時に、７ビット、１０ビット、９ビット、６ビットが符号化ビットとして割り当てられる。
【００９２】
これにより、有声音時は８０ビット、無声音時は４０ビット、背景雑音更新時は２５ビット、背景雑音非更新時は３ビットがトータルビットとして割り当てられる。
【００９３】
ここで、上記図１２に示した符号化ビットを生成する音声符号化器について上記図２を用いて詳細に説明する。
【００９４】
入力端子１０１に供給された音声信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０９にて不要な帯域の信号を除去するフィルタ処理が施された後、上述したように入力信号判定部２１ａに送られると共に、ＬＰＣ（線形予測符号化）分析・量子化部１１３のＬＰＣ分析回路１３２と、ＬＰＣ逆フィルタ回路１１１とに送られる。
【００９５】
ＬＰＣ分析・量子化部１１３のＬＰＣ分析回路１３２は、上述したように入力音声信号波形の２５６サンプル程度の長さを１ブロックとしてハミング窓をかけて、自己相関法により線形予測係数、いわゆるαパラメータを求める。データ出力の単位となるフレーミングの間隔は、１６０サンプル程度とする。サンプリング周波数ｆｓが例えば８ｋHzのとき、１フレーム間隔は１６０サンプルで２０ｍsec となる。
【００９６】
ＬＰＣ分析回路１３２からのαパラメータは、α→ＬＳＰ変換回路１３３に送られて、線スペクトル対（ＬＳＰ）パラメータに変換される。これは、直接型のフィルタ係数として求まったαパラメータを、例えば１０個、すなわち５対のＬＳＰパラメータに変換する。変換は例えばニュートン−ラプソン法等を用いて行う。このＬＳＰパラメータに変換するのは、αパラメータよりも補間特性に優れているからである。
【００９７】
α→ＬＳＰ変換回路１３３からのＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ量子化器１３４によりマトリクスあるいはベクトル量子化される。このとき、フレーム間差分をとってからベクトル量子化してもよく、複数フレーム分をまとめてマトリクス量子化してもよい。ここでは、２０ｍsec を１フレームとし、２０ｍsec 毎に算出されるＬＳＰパラメータを２フレーム分まとめて、マトリクス量子化及びベクトル量子化している。
【００９８】
このＬＳＰ量子化器１３４からの量子化出力、すなわちＬＳＰ量子化のインデクスは、端子１０２を介して取り出され、また量子化済みのＬＳＰベクトルは、ＬＳＰ補間回路１３６に送られる。
【００９９】
ＬＳＰ補間回路１３６は、上記２０ｍsecあるいは４０ｍsec 毎に量子化されたＬＳＰのベクトルを補間し、８倍のレートにする。すなわち、２．５ｍsec 毎にＬＳＰベクトルが更新されるようにする。これは、残差波形をハーモニック符号化復号化方法により分析合成すると、その合成波形のエンベロープは非常になだらかでスムーズな波形になるため、ＬＰＣ係数が２０ｍsec 毎に急激に変化すると異音を発生することがあるからである。すなわち、２．５ｍsec 毎にＬＰＣ係数が徐々に変化してゆくようにすれば、このような異音の発生を防ぐことができる。
【０１００】
このような補間が行われた２．５ｍsec 毎のＬＳＰベクトルを用いて入力音声の逆フィルタリングを実行するために、ＬＳＰ→α変換回路１３７により、ＬＳＰパラメータを例えば１０次程度の直接型フィルタの係数であるαパラメータに変換する。このＬＳＰ→α変換回路１３７からの出力は、上記ＬＰＣ逆フィルタ回路１１１に送られ、このＬＰＣ逆フィルタ１１１では、２．５ｍsec 毎に更新されるαパラメータにより逆フィルタリング処理を行って、滑らかな出力を得るようにしている。このＬＰＣ逆フィルタ１１１からの出力は、サイン波分析符号化部１１４、具体的には例えばハーモニック符号化回路、の直交変換回路１４５、例えばＤＦＴ（離散フーリエ変換）回路に送られる。
【０１０１】
ＬＰＣ分析・量子化部１１３のＬＰＣ分析回路１３２からのαパラメータは、聴覚重み付けフィルタ算出回路１３９に送られて聴覚重み付けのためのデータが求められ、この重み付けデータが後述する聴覚重み付きのベクトル量子化器１１６と、第２の符号化部１２０の聴覚重み付けフィルタ１２５及び聴覚重み付きの合成フィルタ１２２とに送られる。
【０１０２】
ハーモニック符号化回路等のサイン波分析符号化部１１４では、ＬＰＣ逆フィルタ１１１からの出力を、ハーモニック符号化の方法で分析する。すなわち、ピッチ検出、各ハーモニクスの振幅Ａｍの算出、有声音（Ｖ）／無声音（ＵＶ）の判別を行い、ピッチによって変化するハーモニクスのエンベロープあるいは振幅Ａｍの個数を次元変換して一定数にしている。
【０１０３】
図２に示すサイン波分析符号化部１１４の具体例においては、一般のハーモニック符号化を想定しているが、特に、ＭＢＥ（Multiband Excitation: マルチバンド励起）符号化の場合には、同時刻（同じブロックあるいはフレーム内）の周波数軸領域いわゆるバンド毎に有声音（Voiced）部分と無声音（Unvoiced）部分とが存在するという仮定でモデル化することになる。それ以外のハーモニック符号化では、１ブロックあるいはフレーム内の音声が有声音か無声音かの択一的な判定がなされることになる。なお、以下の説明中のフレーム毎のＶ／ＵＶとは、ＭＢＥ符号化に適用した場合には全バンドがＵＶのときを当該フレームのＵＶとしている。ここで上記ＭＢＥの分析合成手法については、本件出願人が先に提案した特願平４−９１４２２号明細書及び図面に詳細な具体例を開示している。
【０１０４】
図２のサイン波分析符号化部１１４のオープンループピッチサーチ部１４１には、上記入力端子１０１からの入力音声信号が、またゼロクロスカウンタ１４２には、上記ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１０９からの信号がそれぞれ供給されている。サイン波分析符号化部１１４の直交変換回路１４５には、ＬＰＣ逆フィルタ１１１からのＬＰＣ残差あるいは線形予測残差が供給されている。オープンループピッチサーチ部１４１では、入力信号のＬＰＣ残差をとってオープンループによる比較的ラフなピッチのサーチが行われ、抽出された粗ピッチデータは高精度ピッチサーチ１４６に送られて、後述するようなクローズドループによる高精度のピッチサーチ（ピッチのファインサーチ）が行われる。また、オープンループピッチサーチ部１４１からは、上記粗ピッチデータと共にＬＰＣ残差の自己相関の最大値をパワーで正規化した正規化自己相関最大値ｒ(p) が取り出され、Ｖ／ＵＶ（有声音／無声音）判定部１１５に送られている。
【０１０５】
直交変換回路１４５では例えばＤＦＴ（離散フーリエ変換）等の直交変換処理が施されて、時間軸上のＬＰＣ残差が周波数軸上のスペクトル振幅データに変換される。この直交変換回路１４５からの出力は、高精度ピッチサーチ部１４６及びスペクトル振幅あるいはエンベロープを評価するためのスペクトル評価部１４８に送られる。
【０１０６】
高精度（ファイン）ピッチサーチ部１４６には、オープンループピッチサーチ部１４１で抽出された比較的ラフな粗ピッチデータと、直交変換部１４５により例えばＤＦＴされた周波数軸上のデータとが供給されている。この高精度ピッチサーチ部１４６では、上記粗ピッチデータ値を中心に、0.２〜0.５きざみで±数サンプルずつ振って、最適な小数点付き（フローティング）のファインピッチデータの値へ追い込む。このときのファインサーチの手法として、いわゆる合成による分析 (Analysis by Synthesis)法を用い、合成されたパワースペクトルが原音のパワースペクトルに最も近くなるようにピッチを選んでいる。このようなクローズドループによる高精度のピッチサーチ部１４６からのピッチデータについては、スイッチ１１８を介して出力端子１０４に送っている。
【０１０７】
スペクトル評価部１４８では、ＬＰＣ残差の直交変換出力としてのスペクトル振幅及びピッチに基づいて各ハーモニクスの大きさ及びその集合であるスペクトルエンベロープが評価され、高精度ピッチサーチ部１４６、Ｖ／ＵＶ（有声音／無声音）判定部１１５及び聴覚重み付きのベクトル量子化器１１６に送られる。
【０１０８】
Ｖ／ＵＶ（有声音／無声音）判定部１１５は、直交変換回路１４５からの出力と、高精度ピッチサーチ部１４６からの最適ピッチと、スペクトル評価部１４８からのスペクトル振幅データと、オープンループピッチサーチ部１４１からの正規化自己相関最大値ｒ(p) と、ゼロクロスカウンタ１４２からのゼロクロスカウント値とに基づいて、当該フレームのＶ／ＵＶ判定が行われる。さらに、ＭＢＥの場合の各バンド毎のＶ／ＵＶ判定結果の境界位置も当該フレームのＶ／ＵＶ判定の一条件としてもよい。このＶ／ＵＶ判定部１１５からの判定出力は、出力端子１０５を介して取り出される。
【０１０９】
ところで、スペクトル評価部１４８の出力部あるいはベクトル量子化器１１６の入力部には、データ数変換（一種のサンプリングレート変換）部が設けられている。このデータ数変換部は、上記ピッチに応じて周波数軸上での分割帯域数が異なり、データ数が異なることを考慮して、エンベロープの振幅データ｜Ａm｜ を一定の個数にするためのものである。すなわち、例えば有効帯域を３４００ｋHzまでとすると、この有効帯域が上記ピッチに応じて、８バンド〜６３バンドに分割されることになり、これらの各バンド毎に得られる上記振幅データ｜Ａm｜ の個数ｍMX＋１も８〜６３と変化することになる。このためデータ数変換部１１９では、この可変個数ｍMX＋１の振幅データを一定個数Ｍ個、例えば４４個、のデータに変換している。
【０１１０】
このスペクトル評価部１４８の出力部あるいはベクトル量子化器１１６の入力部に設けられたデータ数変換部からの上記一定個数Ｍ個（例えば４４個）の振幅データあるいはエンベロープデータが、ベクトル量子化器１１６により、所定個数、例えば４４個のデータ毎にまとめられてベクトルとされ、重み付きベクトル量子化が施される。この重みは、聴覚重み付けフィルタ算出回路１３９からの出力により与えられる。ベクトル量子化器１１６からの上記エンベロープのインデクスidSは、スイッチ１１７を介して出力端子１０３より取り出される。なお、上記重み付きベクトル量子化に先だって、所定個数のデータから成るベクトルについて適当なリーク係数を用いたフレーム間差分をとっておくようにしてもよい。
【０１１１】
次に、いわゆるＣＥＬＰ（符号励起線形予測）符号化構成を有している符号化部について説明する。この符号化部は入力音声信号の無声音部分の符号化のために用いられている。この無声音部分用のＣＥＬＰ符号化構成において、雑音コードブック、いわゆるストキャスティック・コードブック（stochastic code book）１２１からの代表値出力である無声音のＬＰＣ残差に相当するノイズ出力を、ゲイン回路１２６を介して、聴覚重み付きの合成フィルタ１２２に送っている。重み付きの合成フィルタ１２２では、入力されたノイズをＬＰＣ合成処理し、得られた重み付き無声音の信号を減算器１２３に送っている。減算器１２３には、上記入力端子１０１からＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１０９を介して供給された音声信号を聴覚重み付けフィルタ１２５で聴覚重み付けした信号が入力されており、合成フィルタ１２２からの信号との差分あるいは誤差を取り出している。なお、聴覚重み付けフィルタ１２５の出力から聴覚重み付き合成フィルタの零入力応答を事前に差し引いておくものとする。この誤差を距離計算回路１２４に送って距離計算を行い、誤差が最小となるような代表値ベクトルを雑音コードブック１２１でサーチする。このような合成による分析（Analysis by Synthesis ）法を用いたクローズドループサーチを用いた時間軸波形のベクトル量子化を行っている。
【０１１２】
このＣＥＬＰ符号化構成を用いた符号化部からのＵＶ（無声音）部分用のデータとしては、雑音コードブック１２１からのコードブックのシェイプインデクスidSlと、ゲイン回路１２６からのコードブックのゲインインデクスidGlとが取り出される。雑音コードブック１２１からのＵＶデータであるシェイプインデクスidSlは、スイッチ１２７ｓを介して出力端子１０７ｓに送られ、ゲイン回路１２６のＵＶデータであるゲインインデクスidGlは、スイッチ１２７ｇを介して出力端子１０７ｇに送られている。
【０１１３】
ここで、これらのスイッチ１２７ｓ、１２７ｇ及び上記スイッチ１１７、１１８は、上記Ｖ／ＵＶ判定部１１５からのＶ／ＵＶ判定結果によりオン／オフ制御され、スイッチ１１７、１１８は、現在伝送しようとするフレームの音声信号のＶ／ＵＶ判定結果が有声音（Ｖ）のときオンとなり、スイッチ１２７ｓ、１２７ｇは、現在伝送しようとするフレームの音声信号が無声音（ＵＶ）のときオンとなる。
【０１１４】
以上のように構成される音声符号化器により、可変レートで符号化された各パラメータ、すなわち、ＬＳＰパラメータLSP、有声音／無声音判定パラメータidVUV、ピッチパラメータPCH、スペクトルエンベロープのコードブックパラメータidS及びゲインインデクスidG、雑音コードブックパラメータidSl及びゲインインデクスidGlは、上記図１に示す伝送路符号化器２２により伝送路の品質が音声品質に影響を受けにくいように符号化された後、変調器２３で変調され、送信機２４で送信処理が施され、アンテナ共用器２５を通して、アンテナ２６から送信される。また、上記パラメータは、上述したようにパラメータ制御部２１ｂのパラメータ生成部１２にも供給される。そして、パラメータ生成部１２は、V/UV判定部１１５からの判定結果idVUVと、上記パラメータと、カウンタ制御部１１からのbgnIntvlを用いてidVUV、更新フラグを生成する。また、パラメータ制御部２１ｂは、もしV/UV判定部１１５から背景雑音であるというidVUV=１が送られてきたときには、ＬＳＰ量子化部１３４にLSP量子化の方法である差分モード（ＬＳＰ４＝１）を禁止し、直接モード（ＬＳＰ４＝０）で量子化を行うように制御する。
【０１１５】
次に、上記図１に示した携帯電話装置の受信側の音声復号化装置３１について詳細に説明する。音声復号化装置３１には、アンテナ２６で捉えられ、アンテナ共用器２５を通じて受信機２７で受信され、復調器２９で復調され、伝送路復号化器３０で伝送路誤りが訂正された受信ビットが入力される。
【０１１６】
この音声復号化装置３１の詳細な構成を図１３に示す。この音声復号化装置は、入力端子２００から入力された受信ビットからヘッダビットを取り出し、図１６に従ってidVUVと更新フラグを分離すると共に、符号ビット（code bits）を出力するヘッダビット解釈部２０１と、上記idVUVと更新フラグより後述するスイッチ２４３及びスイッチ２４８の切り換えを制御する切り換え制御部２４１と、後述するシーケンスでＬＰＣパラメータ、もしくはＬＳＰパラメータを決定するＬＰＣパラメータ再生制御部２４０と、上記符号ビット中のＬＳＰインデクスよりＬＰＣパラメータを再生するＬＰＣパラメータ再生部２１３と、上記符号ビットを個々のパラメータインデクスに分解する符号ビット解釈部２０９と、切り換え制御部２４１により切り換えが制御され、背景雑音更新フレームを受信したとき閉じられ、それ以外は開くスイッチ２４８と、切り換え制御部２４１により切り換えが制御され、会計雑音更新フレームを受信した場合、ＲＡＭ２４４方向に閉じられ、それ以外はヘッダビット解釈部２０１方向に閉じられるスイッチ２４３と、ＵＶシェイプインデクスを乱数により発生する乱数発生器２０８と、無声音を合成する無声音合成部２２０と、エンベロープインデクスよりエンベロープを逆ベクトル量子化する逆ベクトル量子化部２１２と、idVUV、ピッチ、エンベロープより有声音を合成する有声音合成部２１１と、ＬＰＣ合成フィルタ２１４と、背景雑音更新フレーム受信時に符号ビットを保持し、背景雑音非更新フレーム受信時に符号ビットを供給するＲＡＭ２４４とを備える。
【０１１７】
先ず、ヘッダビット解釈部２０１は、入力端子２００を介して供給された受信ビットからヘッドビットを取り出し、idVUVと更新フラグFlagを分離して当フレームのビット数を認識する。また、後続のビットの存在する場合、符号ビットとして出力する。もし図１６に示したヘッダビット構成の上位２ビットが00なら無声音(Unvoiced speech)と分かるので次の３８ビットを読み取る。また、上位２ビットが01なら背景雑音(BGN)と分かるので次の１ビットが0なら背景雑音の非更新フレームであるのでそこで終わり、もち次の１ビットが１なら背景雑音の更新フレームを読み取るため次の２２ビットを読み取る。もし、上位２ビットが10/11なら有声音と分かるので次の７８ビットを読み取る。
【０１１８】
切り換え制御部２４１では、idVUVと更新フラグを見て、もしidVUV=1のとき、更新フラグFlag=1ならば更新なのでスイッチ２４８を閉じ、符号ビットをＲＡＭ２４４に供給し、同時にスイッチ２４３をヘッダビット解釈部２０１側に閉じ符号ビットを符号ビット解釈部２０９に供給し、逆に更新フラグFlag=0ならば非更新なのでスイッチ２４８を開き、さらにスイッチ２４３をＲＡＭ２４４側に閉じて更新時の符号ビットを供給する。idVUV≠0の場合、スイッチ２４８は開き、スイッチ２４３が上方に閉じる。
【０１１９】
符号ビット解釈部２０９は、ヘッダビット解釈部２０１からスイッチ２４３を介して入力された符号ビットを個々のパラメータインデクス、すなわちＬＳＰインデクス、ピッチ、エンベロープインデクス、ＵＶゲインインデクス、ＵＶシェイプインデクスに分解する。
【０１２０】
乱数発生器２０８は、ＵＶシェイプインデクスを乱数により発生するが、スイッチ２４９がidVUV=1である背景雑音フレームを受信したとき、切り換え制御部２４１より閉じられ、無声音合成部２２０に供給する。idVUV≠1なら符号ビット解釈部２０９よりスイッチ２４９を通じて無声音合成部２２０にＵＶシェイプインデクスを供給する。
【０１２１】
ＬＰＣパラメータ再生制御部２４０は、内部に図示しない切り換え制御部と、インデクス判定部とを備え、切り換え制御部にてidVUVを検出し、その検出結果に基づいてＬＰＣパラメータ再生部２１３の動作を制御する。詳細については後述する。
【０１２２】
ＬＰＣパラメータ再生部２１３、無声音合成部２２０、逆ベクトル量子化部２１２、有声音合成部２１１及びＬＰＣ合成フィルタ２１４は、音声復号化器３１の基本的な部分である。図１４に、この基本的な部分とその周辺の構成を示す。
【０１２３】
入力端子２０２には、上記ＬＳＰのベクトル量子化出力、いわゆるコードブックのインデクスが供給されている。
【０１２４】
このＬＳＰのインデクスは、ＬＰＣパラメータ再生部２１３に送られる。ＬＰＣパラメータ再生部２１３は、上述したように符号ビットの内のＬＳＰインデクスよりＬＰＣパラメータを再生するが、ＬＰＣパラメータ再生制御部２４０の内部の図示しない上記切り換え制御部によって制御される。
【０１２５】
先ず、ＬＰＣパラメータ再生部２１３について説明する。ＬＰＣパラメータ再生部２１３は、ＬＳＰの逆量子化器２３１と、切り換えスイッチ２５１と、ＬＳＰ補間回路２３２（Ｖ用）及び２３３（ＵＶ用）と、ＬＳＰ→α変換回路２３４（Ｖ用）及び２３５（ＵＶ用）と、スイッチ２５２と、ＲＡＭ２５３と、フレーム補間回路２４５と、ＬＳＰ補間回路２４６（ＢＧＮ用）と、ＬＳＰ→α変換回路２４７（ＢＧＮ用）とを備えてなる。
【０１２６】
ＬＳＰの逆量子化器２３１ではＬＳＰインデクスよりＬＳＰパラメータを逆量子化する。このＬＳＰの逆量子化器２３１における、ＬＳＰパラメータの生成について説明する。ここでは、背景雑音カウンタbgnIntvl（初期値0）を導入する。有声音(idVUV=2,3)あるいは無声音(idVUV=０)の場合、通常の復号処理でＬＳＰパラメータを生成する。
【０１２７】
背景雑音(idVUV=1)の場合もしそれが更新フレームの場合bgnIntvl=0とし、そうでないならbgnIntvlを１歩進させる。ただし、bgnIntvlを１歩進させることで後述する定数BGN_INTVL_RXと等しくなる場合は、bgnIntvlを１歩進させない。
【０１２８】
そして、次の（２０）式のようにＬＳＰパラメータを生成する。ここで更新フレームの直前に受信されたＬＳＰパラメータをqLSP(prev)(1,   ,10)、更新フレームで受信されたLSPパラメータをqLSP(curr)(1,   ,10)、補間により生成するＬＳＰパラメータをqLSP(1,   ,10)とし、次の（２０）式により求める。
【０１２９】
【数２０】
0004438127.tif 000021
【０１３０】
ここで、BGN_INTVL_RXは定数、bgnIntvl'はbgnIntvlと乱数rnd(=-3,   3)を用いて次の（２１）式により生成するが、もしbgnIntvl’＜0のときbgnIntvl’=bgnIntvl、bgnIntvl'≧BGN_INTVL_RXのとき、bgnIntvl’=bgnIntvlとする。
【０１３１】
【数２１】
0004438127.tif 000022
【０１３２】
また、ＬＰＣパラメータ再生制御部２４０中の図示しない切り換え制御部はＶ／ＵＶパラメータdVUV、更新フラグFlagを元にＬＰＣパラメータ再生部２１３内部のスイッチ２５１及び２５２を制御する。
【０１３３】
スイッチ２５１は、idVUV=0,2,3のとき上方端子に、idVUV=1のとき下方端子に切り換わる。スイッチ２５２は更新フラグFlag=1、つまり背景雑音更新フレームの時、閉じられてＬＳＰパラメータがＲＡＭ２５３に供給され、qLSP(prev)がqLSP(curr)により更新された後、qLSP(curr)を更新する。ＲＡＭ２５３は、qLSP(prev)、qLSP(curr)を保持する。
【０１３４】
フレーム補間回路２４５は、qLSP(curr)、qLSP(prev)より内部カウンタbgnIntvlを用いてqLSPを生成する。ＬＳＰ補間回路２４６は、ＬＳＰを補間する。ＬＳＰ→α変換回路２４７はBGN用ＬＳＰをαに変換する。
【０１３５】
次に、ＬＰＣパラメータ再生制御部２４０によるＬＰＣパラメータ再生部２１３の制御の詳細について図１５のフローチャートを用いて説明する。
【０１３６】
先ず、ＬＰＣパラメータ再生制御部２４０の切り換え制御部においてステップＳ４１でＶ／ＵＶ判定パラメータidVUVを検出し、0ならステップＳ４２に進み、ＬＳＰ補間回路２３３でＬＳＰ補間し、さらにステップＳ４３に進んでＬＳＰ→α変換回路２３５でＬＳＰをαに変換する。
【０１３７】
ステップＳ４１でidVUV=1であり、かつステップＳ４４で更新フラグFlag=1ならば、更新フレームであるので、ステップＳ４５においてフレーム補間回路２４５でbgnIntvl=0とする。
【０１３８】
ステップＳ４４で更新フラグFlag=0であり、かつステップＳ４６でbgnIntvl＜BGN_INTVL_RX_１であるなら、ステップＳ４７に進み、bgnIntvlを１歩進させる。
【０１３９】
次に、ステップＳ４８でフレーム補間回路２４５によりbgnIntvl’を乱数rndを発生させて求める。ただし、ステップＳ４９でbgnIntvl’＜0かbgnIntvl'≧BGN_INTVL_RXのとき、ステップＳ５０でbgnIntvl’=bgnIntvlとする。
【０１４０】
次に、ステップＳ５１でフレーム補間回路２４５によりＬＳＰをフレーム補間し、ステップＳ５２でＬＳＰ補間回路２４６によりＬＳＰ補間し、ステップＳ５３でＬＳＰ→α変換回路２４７によりＬＳＰをαに変換する。
【０１４１】
なお、ステップＳ４１でidVUV=2,3であるなら、ステップＳ５４に進み、ＬＳＰ補間回路２３２でＬＳＰ補間し、ステップＳ５５でＬＳＰ→α変換回路２３４によりＬＳＰをαに変換する。
【０１４２】
またＬＰＣ合成フィルタ２１４は、有声音部分のＬＰＣ合成フィルタ２３６と、無声音部分のＬＰＣ合成フィルタ２３７とを分離している。すなわち、有声音部分と無声音部分とでＬＰＣの係数補間を独立に行うようにして、有声音から無声音への遷移部や、無声音から有声音への遷移部で、全く性質の異なるＬＳＰ同士を補間することによる悪影響を防止している。
【０１４３】
また、入力端子２０３には、上記スペクトルエンベロープ（Ａｍ）の重み付けベクトル量子化されたコードインデクスデータが供給され、入力端子２０４には、上記ピッチパラメータPCHのデータが供給され、入力端子２０５には、上記Ｖ／ＵＶ判定データidUVUが供給されている。
【０１４４】
入力端子２０３からのスペクトルエンベロープＡｍのベクトル量子化されたインデクスデータは、逆ベクトル量子化器２１２に送られて逆ベクトル量子化が施され、上記データ数変換に対応する逆変換が施されて、スペクトルエンベロープのデータとなって、有声音合成部２１１のサイン波合成回路２１５に送られている。
【０１４５】
なお、エンコード時にスペクトルのベクトル量子化に先だってフレーム間差分をとっている場合には、ここでの逆ベクトル量子化後にフレーム間差分の復号を行ってからデータ数変換を行い、スペクトルエンベロープのデータを得る。
【０１４６】
サイン波合成回路２１５には、入力端子２０４からのピッチ及び入力端子２０５からの上記Ｖ／ＵＶ判定データidVUVが供給されている。サイン波合成回路２１５からは、上記図２に示したＬＰＣ逆フィルタ１１１からの出力に相当するＬＰＣ残差データが取り出され、これが加算器２１８に送られている。このサイン波合成の具体的な手法については、例えば本件出願人が先に提案した、特願平４−９１４２２号の明細書及び図面、あるいは特願平６−１９８４５１号の明細書及び図面に開示されている。
【０１４７】
また、逆ベクトル量子化器２１２からのエンベロープのデータと、入力端子２０４、２０５からのピッチ、Ｖ／ＵＶ判定データidVUVとは、有声音（Ｖ）部分のノイズ加算のためのノイズ合成回路２１６に送られている。このノイズ合成回路２１６からの出力は、重み付き重畳加算回路２１７を介して加算器２１８に送っている。これは、サイン波合成によって有声音のＬＰＣ合成フィルタへの入力となるエクサイテイション（Excitation：励起、励振）を作ると、男声等の低いピッチの音で鼻づまり感がある点、及びＶ（有声音）とＵＶ（無声音）とで音質が急激に変化し不自然に感じる場合がある点を考慮し、有声音部分のＬＰＣ合成フィルタ入力すなわちエクサイテイションについて、音声符号化データに基づくパラメータ、例えばピッチ、スペクトルエンベロープ振幅、フレーム内の最大振幅、残差信号のレベル等を考慮したノイズをＬＰＣ残差信号の有声音部分に加えているものである。
【０１４８】
加算器２１８からの加算出力は、ＬＰＣ合成フィルタ２１４の有声音用の合成フィルタ２３６に送られてＬＰＣの合成処理が施されることにより時間波形データとなり、さらに有声音用ポストフィルタ２３８ｖでフィルタ処理された後、加算器２３９に送られる。
【０１４９】
次に、図１４の入力端子２０７ｓ及び２０７ｇには、符号ビット解釈部２０９で符号ビットから分解された、ＵＶデータとしてのシェイプインデクス及びゲインインデクスがそれぞれ供給される。ゲインインデクスは、無声音合成部２２０に送られている。端子２０７ｓからのシェイプインデクスは、切り換えスイッチ２４９の被選択端子に送られている。この切り換えスイッチ２４９のもう一つの被選択端子には乱数発生器２０８からの出力が供給される。そして、背景雑音フレームを受信したときには上記図１３に示した切り換え制御部２４１の制御により、スイッチ２４９が乱数発生器２０８側に閉じられ、無声音合成部２２０には乱数発生器２０８からのシェイプインデクスが供給される。また、idVUV≠1なら符号ビット解釈部２０９よりスイッチ２４９を通してシェイプインデクスが供給される。
【０１５０】
すなわち、励起信号の生成については、有声音(idVUV=2,3)或いは無声音(idVUV=0)の場合には通常の復号処理により励起信号を生成するが、背景雑音(idVUV=1)の場合にはCelpのシェイプインデクスidSL00，idSL01を乱数rnd(=0,   ，N_SHAPE_L0_１)を発生させて生成する。ここで、N_SHAPE_L0_１は、Celp シェイプコードベクタの数である。さらに、CelpゲインインデクスidGL00，idGL01は更新フレーム中のidGL00を両サブフレームに適用する。
【０１５１】
以上、本発明の符号化装置及び方法の具体例となる符号化装置と、復号装置及び方法の具体例となる復号装置を備えた携帯電話装置について説明してきたが、本発明は携帯電話装置の符号化装置、復号装置にのみ適用が限定されるものではない。例えば、伝送システムにも適用できる。
【０１５２】
図１７は、本発明を適用した伝送システム（システムとは、複数の装置が論理的に集合したものをいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否かは問わない）の一実施の形態の構成例を示している。
【０１５３】
この伝送システムでは、上記復号装置をクライアント端末６３が備え、上記符号化装置をサーバ６１が備えている。クライアント端末６３とサーバ６１は、例えば、インターネットや、ＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network） などのネットワーク６２で接続されている。
【０１５４】
クライアント端末６３からサーバ１に対して、ネットワーク６２を介して、例えば、曲などのオーディオ信号の要求があると、サーバ６１において、その要求のあった曲に対応するオーディオ信号の符号化パラメータを、入力音声の性質に応じて符号化のモード分けを行い、ネットワーク６２を介して、クライアント端末６３に伝送する。クライアント端末６３では、上記復号方法に応じてサーバー６１から伝送路誤りに対して保護されてきた符号化パラメータを復号して例えばスピーカのような出力装置から音声として出力する。
【０１５５】
図１８は、図１７のサーバ６１のハードウェア構成例を示している。
【０１５６】
ＲＯＭ（Read Only Memory）７１には、例えば、ＩＰＬ（Initial Program Loading） プログラムなどが記憶されている。ＣＰＵ（Central Processing Unit）７２は、例えば、ＲＯＭ７１に記憶されているＩＰＬプログラムにしたがって、外部記憶装置７６に記憶（記録）されたＯＳ（Operating System）のプログラムを実行し、さらに、そのＯＳの制御の下、外部記憶装置７６に記憶された所定のアプリケーションプログラムを実行することで、入力信号の性質に応じた符号化モードで符号化を行いビットレートを可変とし、クライアント端末６３への送信処理などを行う。ＲＡＭ（Random Access Memory）７３は、ＣＰＵ７２の動作上必要なプログラムやデータなどを記憶する。入力装置７４は、例えば、キーボードやマウス、マイク、外部インターフェースなどで構成され、必要なデータやコマンドを入力するときに操作される。さらに、入力装置７４は、外部から、クライアント端末６３に対して提供するディジタルオーディオ信号の入力を受け付けるインターフェースとしても機能するようになされている。出力装置７５は、例えば、ディスプレイや、スピーカ、プリンタなどで構成され、必要な情報を表示、出力する。外部記憶装置７６は、例えば、ハードディスクなどでなり、上述したＯＳや所定のアプリケーションプログラムなどを記憶している。また、外部記憶装置７６は、その他、ＣＰＵ７２の動作上必要なデータなども記憶する。通信装置７７は、ネットワーク６２を介しての通信に必要な制御を行う。
【０１５７】
外部記憶装置７６に記憶されている所定のアプリケーションプログラムとは、上記図１に示した、音声符号化器３と、伝送路符号化器４と、変調器７の機能をＣＰＵ７２に実行させるためのプログラムである。
【０１５８】
また、図１９は、図１７のクライアント端末６３のハードウェア構成例を示している。
【０１５９】
クライアント端末６３は、ＲＯＭ８１乃至通信装置８７で構成され、上述したＲＯＭ７１乃至通信装置７７で構成されるサーバ６１と基本的に同様に構成されている。
【０１６０】
但し、外部記憶装置８６には、アプリケーションプログラムとして、サーバ６１からの符号化データを復号するための、本発明に係る復号方法を実行するためのプログラムや、その他の後述するような処理を行うためのプログラムなどが記憶されており、ＣＰＵ８２では、これらのアプリケーションプログラムが実行されることで、伝送ビットレートが可変とされた符号化データの復号、再生処理などが行われるようになされている。
【０１６１】
すなわち、外部記憶装置８６には、上記図１に示した、復調器１３と、伝送路復号化器１４と、音声復号化器１７の機能をＣＰＵ８２に実行させるためのアプリケーションプログラムが記憶されている。
【０１６２】
このため、クライアント端末６３では、外部記憶装置８６に記憶されている復号方法を、上記図１に示したハードウェア構成を必要とせず、ソフトウェアとして実現することができる。
【０１６３】
なお、クライアント端末６３では、外部記憶装置８６にサーバ６１から伝送されてきた上記符号化データを記憶しておいて所望の時間にその符号化データを読み出して上記復号方法を実行し所望の時間に音声を出力装置８５から出力するようにしてもよい。また、上記符号化データを外部記憶装置８６とは別の外部記憶装置、例えば光磁気ディスクや他の記録媒体に記録しておいてもよい。
【０１６４】
また、上述の実施の形態においては、サーバ６１の外部記憶装置７６としても、光記録媒体、光磁気記録媒体、磁気記録媒体等の記録可能な媒体を使用して、この記録媒体に符号化された符号化データを記録しておいてもよい。
【０１６５】
【発明の効果】
本発明によれば、音声コーデックにおいて、音声区間中で重要な意味合いを持つ有声音に比較的多い伝送ビット量を与え、以下無声音、背景雑音の順にビット数を減らすことにより総伝送ビット数を抑制でき、平均伝送ビット量を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる携帯電話装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記携帯電話装置を構成する音声符号化装置の内部にあって、入力信号判定部とパラメータ制御部を除いた詳細な構成図である。
【図３】入力信号判定部とパラメータ制御部の詳細な構成図である。
【図４】  rmsの定常レベルを演算する処理を示すフローチャートである。
【図５】ファジイ推論部でのファジイルールを説明するための図である。
【図６】上記ファジイルールでの信号レベルに関するメンバシップ関数の特性図である。
【図７】上記ファジイルールでのスペクトルに関するメンバシップ関数の特性図である。
【図８】上記ファジイルールでの推論結果のメンバシップ関数の特性図である。
【図９】上記ファイジイ推論部での推論の具体例を示す図である。
【図１０】パラメータ生成部における伝送パラメータを決める処理の一部を示すフローチャートである。
【図１１】パラメータ生成部における伝送パラメータを決める処理の残りの一部を示すフローチャートである。
【図１２】  MPEG4にて採用されている音声コーデックHVXC(Harmonic Vector Excitation Coding)を例にとり、各条件での符号化ビットの内訳を示す図である。
【図１３】音声復号化装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１４】音声符号化装置の基本的な部分とその周辺の構成を示すブロック図である。
【図１５】ＬＰＣパラメータ再生制御部によるＬＰＣパラメータ再生部の制御の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】ヘッダビットの構成図である。
【図１７】本発明を適用できる伝送システムのブロック図である。
【図１８】上記伝送システムを構成するサーバのブロック図である。
【図１９】上記伝送システムを構成するクライアント端末のブロック図である。
【符号の説明】
２  ｒｍｓ演算部、３  定常レベル演算部、９  ファジイ推論部、１１  カウンタ制御部、１２  パラメータ生成部、２１ａ  入力信号判定部、２１ｂ  パラメータ制御部
【図１】
0004438127.tif 000023
【図２】
0004438127.tif 000024
【図３】
0004438127.tif 000025
【図４】
0004438127.tif 000026
【図５】
0004438127.tif 000027
【図６】
0004438127.tif 000028
【図７】
0004438127.tif 000029
【図８】
0004438127.tif 000030
【図９】
0004438127.tif 000031
【図１０】
0004438127.tif 000032
【図１１】
0004438127.tif 000033
【図１２】
0004438127.tif 000034
【図１３】
0004438127.tif 000035
【図１４】
0004438127.tif 000036
【図１５】
0004438127.tif 000037
【図１６】
0004438127.tif 000038
【図１７】
0004438127.tif 000039
【図１８】
0004438127.tif 000040
【図１９】
0004438127.tif 000041