專利名稱：數(shù)據(jù)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理裝置，尤其涉及能夠?qū)⒁岳鏑ELP(CodeExcited Liner Prediction coding)方式被編碼了的語(yǔ)音解碼為高音質(zhì)的語(yǔ)音的數(shù)據(jù)處理裝置。
背景技術(shù)：
圖1及圖2表示現(xiàn)有的便攜式電話機(jī)一例的結(jié)構(gòu)。
在該便攜式電話機(jī)中進(jìn)行將語(yǔ)音根據(jù)CELP方式編碼為規(guī)定的編碼并發(fā)送的發(fā)送處理和接收其他便攜式電話機(jī)所發(fā)送的編碼并將其解碼為語(yǔ)音的接收處理，圖1表示進(jìn)行發(fā)送處理的發(fā)送部，圖2表示進(jìn)行接收處理的接收部。
在圖1所示的發(fā)送部，用戶講話的語(yǔ)音輸入至話筒(麥克風(fēng))1，在此轉(zhuǎn)換成作為電信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)并供給至A/D(Analog/Digital)轉(zhuǎn)換部2。A/D轉(zhuǎn)換部2將來(lái)自話筒1的模擬的語(yǔ)音信號(hào)例如通過(guò)以8KHz等的采樣頻率進(jìn)行采樣A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字的語(yǔ)音信號(hào)，再以規(guī)定的比特?cái)?shù)進(jìn)行量子化并供給至運(yùn)算器3和LPC(Liner PredictionCoefficient)分析部4。
LPC分析部4將來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換部2的語(yǔ)音信號(hào)例如以160個(gè)樣值長(zhǎng)度為1幀，并將該1幀分割為各40個(gè)樣值的子幀，按各子幀進(jìn)行LPC分析，求出P次的線性預(yù)測(cè)系數(shù)α1，α2，…，αP。然后，LPC分析部4將以該P(yáng)次的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αp(p＝1、2、…、P)為要素的矢量作為語(yǔ)音的特征矢量供給至矢量量子化部5。
矢量量子化部5記憶使以線性預(yù)測(cè)系數(shù)為要素的編碼矢量與編碼相互對(duì)應(yīng)的碼簿，并根據(jù)該碼簿將來(lái)自LPC分析部4的特征矢量α矢量量子化，并將該矢量量子化的結(jié)果所得的編碼(以下適當(dāng)稱之為A編碼(A_code))供給至碼決定部15。
再有，矢量量子化部5將成為構(gòu)成與A編碼對(duì)應(yīng)的編碼矢量α’的要素的線性預(yù)測(cè)系數(shù)α1’、α2’、…、αP’供給至語(yǔ)音合成濾波器6。
語(yǔ)音合成濾波器6例如在IIR(Infinite Impulse Response)型的數(shù)字濾波器將來(lái)自矢量量子化部5的線性系數(shù)αp’(p＝1、2、…、P)作為IIR濾波器的分支系數(shù)，同時(shí)將運(yùn)算器14所供給的殘留信號(hào)e作為輸入信號(hào)并進(jìn)行語(yǔ)音合成。
即，LPC分析部4所進(jìn)行的LPC分析為假設(shè)在當(dāng)前時(shí)刻n的語(yǔ)音信號(hào)(的樣值)sn及與其相鄰的過(guò)去的P個(gè)樣值sn-1、sn-2、…、sn-P中，下式sn+α1sn-1+α2sn-2+……+αPsn-P＝en……(1)所表示的線性一次結(jié)合成立，并用過(guò)去的P個(gè)樣值值sn-1、sn-2、…、sn-P將當(dāng)前時(shí)刻n的樣值sn的預(yù)測(cè)值(線性預(yù)測(cè)值)sn’根據(jù)下式sn’＝-(α1sn-1+α2sn-2+……+αPsn-P)……(2)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)后，求出令實(shí)際的樣值sn與線性預(yù)測(cè)值sn’之間的平方誤差最小的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αP。
在此，式(1)中，{en｝(…、en-1、en、en+1、…)的平均值為0、偏離為規(guī)定值σ2的互不相關(guān)的概率變量。
根據(jù)式(1)，樣值sn可由下式sn＝en-(α1sn-1+α2sn-2+……+αPsn-P)……(3)表示，將其進(jìn)行Z轉(zhuǎn)換則下式成立。
s＝E/(1+α1z-1+α2z-2+……+αPz-P) ……(4)不過(guò)在式(4)中，S和E分別表示式(3)的sn和en的Z轉(zhuǎn)換。
在此，根據(jù)式(1)及式(2)，en可由下式en＝sn-sn’ ……(5)表示，并稱之為實(shí)際的樣值sn與線性預(yù)測(cè)值sn’之間的殘留信號(hào)。
因而，根據(jù)式(4)，可以通過(guò)將線性預(yù)測(cè)系數(shù)αP作為IIR濾波器的分支系數(shù)，同時(shí)將殘留信號(hào)en作為IIR濾波器的輸入信號(hào)而求出語(yǔ)音信號(hào)sn。
因此，語(yǔ)音合成濾波器6如上述將來(lái)自矢量量子化部5的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αP’作為分支系數(shù)時(shí)，同時(shí)將運(yùn)算器14所供給的殘留信號(hào)e作為輸入信號(hào)，進(jìn)行式(4)的運(yùn)算并求出語(yǔ)音信號(hào)(合成音數(shù)據(jù))ss。
另外，因?yàn)檎Z(yǔ)音合成濾波器6不是采用LPC分析部4的LPC分析的結(jié)果所得的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αP，而是采用作為與該矢量量子化的結(jié)果所得的編碼對(duì)應(yīng)的編碼矢量的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αP’，所以語(yǔ)音合成濾波器6輸出的合成音信號(hào)與A/D轉(zhuǎn)換部2輸出的語(yǔ)音信號(hào)基本上不相同。
語(yǔ)音合成濾波器6輸出的合成音數(shù)據(jù)ss供給至運(yùn)算器3。運(yùn)算器3從來(lái)自語(yǔ)音合成濾波器6的合成音數(shù)據(jù)ss減去A/D轉(zhuǎn)換部2輸出的語(yǔ)音信號(hào)s(從合成音數(shù)據(jù)ss的各樣值減去對(duì)應(yīng)于該樣值的語(yǔ)音數(shù)據(jù)s的樣值)，并將該相減值供給至平方誤差運(yùn)算部7。平方誤差運(yùn)算部7對(duì)來(lái)自運(yùn)算器3的相減值的平方和(關(guān)于第k子幀的各樣值的相減值的平方和)進(jìn)行運(yùn)算，并將其結(jié)果所得的平方誤差供給至平方誤差最小判定部8。
平方誤差最小判定部8與平方誤差運(yùn)算部7輸出的平方誤差相對(duì)應(yīng)，記憶有作為表示長(zhǎng)期預(yù)測(cè)延遲的編碼的L碼(L_code)、作為表示增益的編碼的G碼(G_code)及作為表示碼語(yǔ)(激勵(lì)碼簿)的編碼的I碼(I_code)，并輸出對(duì)應(yīng)于平方誤差運(yùn)算部7所輸出的平方誤差的L碼、G碼及L碼。L碼供給至自適應(yīng)碼簿記憶部9，G碼供給至增益解碼器10，I碼供給至激勵(lì)碼簿記憶部11。再有，L碼、G碼及I碼也供給至碼決定部15。
自適應(yīng)碼簿記憶部9例如對(duì)7比特的L碼與規(guī)定的延遲時(shí)間(延遲)相互對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)碼簿進(jìn)行記憶，其將運(yùn)算器14所供給的殘留信號(hào)e延遲與平方誤差最小判定部8所供給的L碼相對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間(長(zhǎng)期預(yù)測(cè)延遲)量，并輸出至運(yùn)算器12。
在此，因?yàn)樽赃m應(yīng)碼簿記憶部9將殘留信號(hào)e延遲對(duì)應(yīng)于L碼的時(shí)間量后輸出，所以該輸出信號(hào)將成為以該延遲時(shí)間為周期的周期信號(hào)。在利用了線性預(yù)測(cè)系數(shù)的語(yǔ)音合成中，該信號(hào)主要成為用以生成語(yǔ)言聲的合成音的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因而，L碼在概念上表示語(yǔ)音的節(jié)拍周期。另外，根據(jù)CELP的規(guī)格，L碼取20至146的范圍的整數(shù)值。
增益解碼器10記憶G碼與規(guī)定的增益β及γ相對(duì)應(yīng)的表格，并輸出對(duì)應(yīng)于平方誤差最小判定部8所供給的G碼的增益β及γ。增益β和γ分別供給至運(yùn)算器12和13。在此，增益β被稱為長(zhǎng)期濾波狀態(tài)輸出增益，另外，增益γ被稱為激勵(lì)碼簿增益。
激勵(lì)碼簿記憶部11例如對(duì)9比特的I碼與規(guī)定的激勵(lì)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的激勵(lì)碼簿進(jìn)行記憶，并將對(duì)應(yīng)于平方誤差最小判定部8所供給的I碼的激勵(lì)信號(hào)輸出至運(yùn)算器13。
在此，記憶于激勵(lì)碼簿的激勵(lì)信號(hào)例如為與白澡聲等相近的信號(hào)，其在利用了線性預(yù)測(cè)系數(shù)的語(yǔ)音合成中主要成為用以生成非語(yǔ)言聲的合成音的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
運(yùn)算器12將自適應(yīng)碼簿記憶部9的輸出信號(hào)與增益解碼器10輸出的增益β相乘，并將該相乘值1供給至運(yùn)算器14。運(yùn)算器13將激勵(lì)碼簿記憶部11的輸出信號(hào)與增益解碼器10輸出的增益γ相乘并將該相乘值n供給至運(yùn)算器14。運(yùn)算器14將來(lái)自運(yùn)算器12的相乘值1與來(lái)自運(yùn)算器13的相乘值n相加，并將該相加值作為殘留信號(hào)e供給至語(yǔ)音合成濾波器6和自適應(yīng)碼簿記憶部9。
在語(yǔ)音合成濾波器6中，如上所述，用以矢量量子化部5所供給的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αp’為分支系數(shù)的IIR濾波器將運(yùn)算器14所供給的殘留信號(hào)e濾波，并將其結(jié)果所得的合成音數(shù)據(jù)供給至運(yùn)算器3。然后，在運(yùn)算器3及平方誤差運(yùn)算部7中進(jìn)行與上述情況同樣的處理，并將其結(jié)果所得的平方誤差供給至平方誤差最小判定部8。
平方誤差最小判定部8判定來(lái)自平方誤差運(yùn)算部7的平方誤差是否為最小(極小)。而且，當(dāng)平方誤差最小判定部8判定為平方誤差非最小時(shí)，如上述輸出對(duì)應(yīng)于該平方誤差的L碼、G碼及I碼，以下重復(fù)同樣的處理。
另一方面，當(dāng)平方誤差最小判定部8判定為平方誤差最小時(shí)，將確定信號(hào)輸出至碼決定部15。碼決定部15在鎖存矢量量子化部5所供給的A碼的同時(shí)，依次鎖存平方誤差最小判定部8所供給的L碼、G碼及I碼，并在從平方誤差最小判定部8接收到確定信號(hào)時(shí)將此時(shí)鎖存的A碼、L碼、G碼及I碼供給至信道解碼器16。信道解碼器16將來(lái)自碼決定部15的A碼、L碼、G碼及I碼復(fù)用，并作為編碼數(shù)據(jù)輸出。該編碼數(shù)據(jù)通過(guò)傳送路被發(fā)送。
根據(jù)以上，編碼數(shù)據(jù)為按子幀單位具有用于解碼的信息的A碼、L碼、G碼及I碼的編碼數(shù)據(jù)。
另外，在此，A碼、L碼、G碼及I碼為按各子幀所求得者，例如關(guān)于A碼，有時(shí)按各幀求得，這時(shí)，相同的A碼將用于構(gòu)成該幀的四個(gè)子幀的解碼。但是，即使在這種情況下，也可以視為構(gòu)成該一個(gè)幀的四個(gè)子幀分別具有相同的A碼，通過(guò)這樣考慮，可以認(rèn)為編碼數(shù)據(jù)成了按子幀單位具有為用于解碼的信息的A碼、L碼、G碼及I碼的編碼數(shù)據(jù)。
在此，在圖1(下述圖2、圖5、圖9、圖11、圖16、圖18及圖21中也同樣)中，各變量被賦予值[k]并被作為排列變量。該k值表示子幀數(shù)，在說(shuō)明書中適當(dāng)省略其記述。
接下來(lái)，如上所述，從其他便攜式電話機(jī)的發(fā)送部發(fā)送到的編碼數(shù)據(jù)由圖2所示的接收部的信道解碼器21所接收，信道解碼器21從編碼數(shù)據(jù)分離出L碼、G碼、I碼、A碼，并將其分別供給至自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24、濾波系數(shù)解碼器25。
自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24、運(yùn)算器26至28分別與圖1中的自適應(yīng)碼簿記憶部9、增益解碼器10、激勵(lì)碼簿記憶部11、運(yùn)算器12至14為同樣構(gòu)成者，通過(guò)進(jìn)行與圖1中說(shuō)明的情況同樣的處理，L碼、G碼及I碼被解碼為殘留信號(hào)e。該殘留信號(hào)e將作為輸入信號(hào)提供給語(yǔ)音合成濾波器29。
濾波系數(shù)解碼器25記憶有與圖1的矢量量子化部5所記憶相同的碼簿，其將A碼解碼為線性預(yù)測(cè)系數(shù)αp’并供給至語(yǔ)音合成濾波器29。
語(yǔ)音合成濾波器29與圖1的語(yǔ)音合成濾波器6為同樣構(gòu)成，其在將來(lái)自濾波系數(shù)解碼器25的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αp’作為分支數(shù)的同時(shí)，將運(yùn)算器28所供給的殘留信號(hào)e作為輸入信號(hào)并進(jìn)行式(4)的運(yùn)算，據(jù)此，生成在圖1的平方誤差最小判定部8判定為平方誤差最小時(shí)的合成音數(shù)據(jù)。該合成音數(shù)據(jù)供給至D/A(Digital/Analog)轉(zhuǎn)換部30。D/A轉(zhuǎn)換部30將來(lái)自語(yǔ)音合成濾波器29的合成音數(shù)據(jù)從數(shù)字信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并供給至揚(yáng)聲器31輸出。
另外，在編碼數(shù)據(jù)中，當(dāng)A碼不是以子幀單位而是以幀單位進(jìn)行配置時(shí)，在圖2的接收部，除了可以將與配置于該幀的A碼對(duì)應(yīng)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)用于構(gòu)成幀的四個(gè)子幀的全部解碼之外，還可以關(guān)于子幀用與相鄰的幀的A碼對(duì)應(yīng)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行插補(bǔ)，并將該插被的結(jié)果所得的線性預(yù)測(cè)系數(shù)用于各子幀的解碼。
如上，在便攜式電話機(jī)的發(fā)送部將作為提供給接收部的語(yǔ)音合成濾波器29的輸入信號(hào)的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行編碼而發(fā)送，所以在接收部該編碼被解碼為殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)。但是，由于該解碼后的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)(以下適當(dāng)分別稱之為解碼殘留信號(hào)和解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù))中含有量子化誤差等誤差，所以與對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行LPC分析所得到的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)不一致。
因此，接收部的語(yǔ)音合成濾波器29輸出的合成音數(shù)據(jù)為有失真等的音質(zhì)劣化者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種狀況而完成的，可得到高音質(zhì)的合成音等。
本發(fā)明第1種數(shù)據(jù)處理裝置以具備通過(guò)關(guān)于規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成單元；用分支對(duì)關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理單元為特征。
本發(fā)明第1種數(shù)據(jù)處理方法以具備通過(guò)關(guān)于規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成步驟；用分支對(duì)關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理步驟為特征。
本發(fā)明第1種程序以具備通過(guò)關(guān)于規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成步驟；用分支對(duì)關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理步驟為特征。
本發(fā)明第1種記錄載體以記錄有具備通過(guò)關(guān)于規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成步驟；用分支對(duì)關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理步驟的程序?yàn)樘卣鳌?br> 本發(fā)明第2種數(shù)據(jù)處理裝置以具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成單元；通過(guò)關(guān)于作為學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成單元；為使通過(guò)用預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出分支系數(shù)的學(xué)習(xí)單元為特征。
本發(fā)明第2種數(shù)據(jù)處理方法以具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成步驟；通過(guò)關(guān)于作為學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成步驟；為使通過(guò)用預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出分支系數(shù)的學(xué)習(xí)步驟為特征。
本發(fā)明第2種程序以具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成步驟；通過(guò)關(guān)于作為學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成步驟；為使通過(guò)用預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出分支系數(shù)的學(xué)習(xí)步驟為特征。
本發(fā)明第2種記錄載體以記錄有具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成步驟；通過(guò)關(guān)于作為學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成步驟；為使通過(guò)用預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出分支系數(shù)的學(xué)習(xí)步驟的程序?yàn)樘卣鳌?br> 本發(fā)明第1種數(shù)據(jù)處理裝置及數(shù)據(jù)處理方法，以及，程序及記錄載體，通過(guò)關(guān)于規(guī)定數(shù)據(jù)中正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支，用其分支，關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的處理。
本發(fā)明第2種數(shù)據(jù)處理裝置及數(shù)據(jù)處理方法，以及，程序及記錄載體，作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息。然后，通過(guò)關(guān)于作為學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于預(yù)測(cè)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支，為使通過(guò)用預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出分支系數(shù)。


圖1所示為現(xiàn)有的便攜式電話機(jī)發(fā)送部一例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2所示為現(xiàn)有的便攜式電話機(jī)接收部一例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為應(yīng)用了本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例圖。
圖4所示為便攜式電話機(jī)1011和1012的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖5所示為接收部114的第1結(jié)構(gòu)例框圖。
圖6為說(shuō)明圖5的接收部114的處理的流程圖。
圖7為預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支的生成方法的說(shuō)明圖。
圖8為預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支的生成方法的說(shuō)明圖。
圖9所示為應(yīng)用了本發(fā)明的學(xué)習(xí)裝置的實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖10為說(shuō)明圖9的學(xué)習(xí)裝置處理的流程圖。
圖11所示為接收部114的第2結(jié)構(gòu)例框圖。
圖12A～圖12C所示為合成音數(shù)據(jù)的波形推移說(shuō)明圖。
圖13所示為分支生成部301和302的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖14為說(shuō)明分支生成部301和302的處理的流程圖。
圖15所示為分支生成部301和302的其他結(jié)構(gòu)例框圖。
圖16所示為應(yīng)用了本發(fā)明的學(xué)習(xí)裝置的實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖17所示為分支生成部321和322的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖18所示為接收部114的第3結(jié)構(gòu)例框圖。
圖19為說(shuō)明圖18的接收部114的處理的流程圖。
圖20所示為分支生成部341和342的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖21所示為應(yīng)用了本發(fā)明的學(xué)習(xí)裝置的實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)例框圖。
圖22為說(shuō)明圖21的學(xué)習(xí)裝置的處理的流程圖。
圖23所示為應(yīng)用了本發(fā)明的計(jì)算機(jī)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例框圖。
實(shí)施方式圖3所示為應(yīng)用了本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)(所謂系統(tǒng)是指復(fù)數(shù)個(gè)裝置在理論上的集合體，而不論其各構(gòu)成的裝置是否在同一箱體中)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。
在該傳輸系統(tǒng)中，在便攜式電話機(jī)1011和1012分別與基站1021和1022進(jìn)行無(wú)線收發(fā)信的同時(shí)，通過(guò)基站1021和1022分別與交換站103之間進(jìn)行收發(fā)信，最終通過(guò)基站1021及1022以及交換站103在便攜式電話機(jī)1011和1012之間實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的收發(fā)信。另外，基站1021和1022可以是同一基站，也可以是不同基站。
在此，以下只要無(wú)需進(jìn)行特別區(qū)分，將便攜式電話機(jī)1011和1012表述為便攜式電話機(jī)101。
接下來(lái)，圖4表示圖3的便攜式電話機(jī)101的結(jié)構(gòu)例。
在該便攜式電話機(jī)101中依據(jù)CELP方式進(jìn)行語(yǔ)音的收發(fā)信。
即，天線111接收來(lái)自基站1021或1022的電波，并在將該接收信號(hào)供給至調(diào)制解調(diào)部112的同時(shí)，用電波將來(lái)自調(diào)制解調(diào)部112的信號(hào)發(fā)送給基站1021或1022。調(diào)制解調(diào)部112將來(lái)自天線111的信號(hào)解調(diào)，并將其結(jié)果所得如圖1所說(shuō)明的編碼數(shù)據(jù)供給至接收部114。另外，調(diào)制解調(diào)部112對(duì)發(fā)送部113所供給的如圖1所說(shuō)明的編碼數(shù)據(jù)加以調(diào)制，并將其結(jié)果所得的調(diào)制信號(hào)供給至天線111。發(fā)送部113與圖1所示發(fā)送部結(jié)構(gòu)相同，其依據(jù)CELP方式將輸入至此的用戶的語(yǔ)音編碼為編碼數(shù)據(jù)后供給至調(diào)制解調(diào)部112。接收部114接收來(lái)自調(diào)制解調(diào)部112的編碼數(shù)據(jù)后依據(jù)CELP方式進(jìn)行解碼，再解碼出高音質(zhì)的語(yǔ)音后輸出。
即，在接收部114，例如利用等級(jí)分類適應(yīng)處理，以CELP方式所解碼的合成音再被解碼為真實(shí)的高音質(zhì)的語(yǔ)音(的預(yù)測(cè)值)。
在此，等級(jí)分類適應(yīng)處理由等級(jí)分類處理和適應(yīng)處理組成，通過(guò)等級(jí)分類處理，將數(shù)據(jù)根據(jù)其性質(zhì)分出等級(jí)并按各等級(jí)施以適應(yīng)處理；適應(yīng)處理則為如下技法。
即，在適應(yīng)處理中，例如通過(guò)合成音與規(guī)定的分支系數(shù)的線性結(jié)合求得高音質(zhì)的語(yǔ)音的預(yù)測(cè)值。
具體地說(shuō)，考慮如下例如現(xiàn)在將高音質(zhì)語(yǔ)音(的樣值值)作為教師數(shù)據(jù)的同時(shí)，依據(jù)CELP方式將該高音質(zhì)語(yǔ)音編碼為L(zhǎng)碼、G碼、I碼及A碼，并將通過(guò)在圖2所示的接收部對(duì)這些編碼進(jìn)行解碼所得的合成音作為學(xué)生數(shù)據(jù)，然后根據(jù)通過(guò)若干個(gè)合成音(的樣值值)x1、x2、…的集合與規(guī)定的分支系數(shù)w1、w2、…的線性結(jié)合所規(guī)定的線性一次結(jié)合模型求得作為教師數(shù)據(jù)的高音質(zhì)語(yǔ)音y的預(yù)測(cè)值E[y]。這時(shí)，預(yù)測(cè)值E[y]可由下式表達(dá)。
E[y]＝w1x1+w2x2+……為使式(6)一般化，若將由分支系數(shù)wj的集合構(gòu)成的矩陣W、由學(xué)生數(shù)據(jù)xij的集合構(gòu)成的矩陣X、及由預(yù)測(cè)值E[yj]的集合構(gòu)成的矩陣Y’定義如下[數(shù)1]X=X11X12···X1JX21X22...X2J············XI1XI2···XIJ]]>W=W1W2···WJ,Y'=E[y1]E[y2]···E[yI]]]>則如下觀測(cè)方程式成立。
XW＝Y(jié)’ …(7)在此，矩陣X的成分xij意味著第i項(xiàng)學(xué)生數(shù)據(jù)的集合(用于第i項(xiàng)教師數(shù)據(jù)yj的預(yù)測(cè)的學(xué)生數(shù)據(jù)的集合)中的第j個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)；矩陣w的成分wj表示與學(xué)生數(shù)據(jù)的集合中的第j個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行乘積運(yùn)算的分支系數(shù)。另外，yi表示第i項(xiàng)教師數(shù)據(jù)，因而E[yi]表示第i項(xiàng)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值。另外，位于式(6)左側(cè)的y為矩陣Y的成分yi的省略后綴i者；另外，位于式(6)右側(cè)的x1、x2…亦為矩陣X的成分xij的省略后綴i者。
然后，考慮將最小平方法應(yīng)用于該觀測(cè)方程式以求得接近于真實(shí)的高音質(zhì)語(yǔ)音y的預(yù)測(cè)值E[y]。這時(shí)，若將由成為教師數(shù)據(jù)的真實(shí)的高音質(zhì)語(yǔ)音y的集合構(gòu)成的矩陣Y及由對(duì)應(yīng)于高音質(zhì)語(yǔ)音y的預(yù)測(cè)值E[y]的殘留e的集合構(gòu)成的矩陣E定義如下[數(shù)2]E=e1e2···eT,Y=y1y2···yT]]>根據(jù)式(7)，則如下殘留方程式成立。
XW＝Y(jié)+E…(8)這時(shí)，用于求得接近于原始的高音質(zhì)語(yǔ)音y的預(yù)測(cè)值E[y]的分支系數(shù)wj可以通過(guò)使平方誤差[數(shù)3]Σi=1Iei2]]>最小而求得。
因而，當(dāng)以分支系數(shù)Wj對(duì)上述平方誤差求微分所得為0時(shí)，即滿足于下式的分支系數(shù)Wj將成為用于求得接近于原始的高音質(zhì)語(yǔ)音y的預(yù)測(cè)值E[y]的最佳值。
e1∂e1∂Wj+e2∂e2∂Wj+···eI∂eI∂Wj=0(j=1,2,···,J)----(9)]]>因此，首先通過(guò)以分支系數(shù)wj對(duì)式(8)求微分，下式成立。
∂ei∂W1=Xi1,∂ei∂W2=Xi2,···,∂ei∂WJ=XiJ,(i=1,2,···,I)----(10)]]>由式(9)及(10)可得式(11)。
Σi=1IeiXi1=0,Σi=1IeiXi2=0,···Σi=1IeiXiJ=0----(11)]]>進(jìn)而，考慮式(8)的殘留方程式中的學(xué)生數(shù)據(jù)xij、分支系數(shù)wj、教師數(shù)據(jù)yi及誤差ei的關(guān)系，則從式(11)可得如下的正規(guī)方程式。
另外，若將矩陣(協(xié)方差矩陣)A及矢量v定義如下[數(shù)8]A=Σi=1Ixi1xi1Σi=1Ixi1xi2···Σi=1Ixi1xiJΣi=1Ixi2xi1Σi=1Ixi2xi2···Σi=1Ixi2xiJΣi=1IxiJxi1Σi=1IxiJxi2···Σi=1IxiJxiJ]]> 同時(shí)將矢量w如數(shù)1所示定義，則式(12)所示正規(guī)方程式可以下式AW＝v…(13)進(jìn)行表示。
式(12)中的各正規(guī)方程式可通過(guò)準(zhǔn)備某種程度數(shù)量的學(xué)生數(shù)據(jù)xij及教師數(shù)據(jù)yi的集合，以與應(yīng)求得的分支系數(shù)wj的數(shù)J相同數(shù)量建立，因而，通過(guò)關(guān)于矢量W對(duì)式(13)求解(但，若對(duì)式(13)求解，式(13)中的矩陣A需為正則)，可求得最佳分支系數(shù)(在此為令平方誤差最小的分支系數(shù))wj。另外，在解式(13)之際可以利用例如掃除法(Gauss-Jordan的消除法)等。
如上，求出最佳分支系數(shù)wj，再利用其分支系數(shù)wj，根據(jù)式(6)求得接近于真實(shí)的高音質(zhì)語(yǔ)音y的預(yù)測(cè)值E[y]，這就是適應(yīng)處理。
另外，例如在這樣的情況下，作為教師數(shù)據(jù)采用了以高采樣頻率采樣的語(yǔ)音信號(hào)或分配有多比特的語(yǔ)音信號(hào)，同時(shí)，作為學(xué)生數(shù)據(jù)采用了將對(duì)作為該教師數(shù)據(jù)的語(yǔ)音信號(hào)加以疏間或以低比特再量子化后的語(yǔ)音信號(hào)以CELP方式編碼并將該編碼結(jié)果解碼所得的合成音，則作為分支系數(shù)，對(duì)于生成以高采樣頻率采樣的語(yǔ)音信號(hào)或分配有多比特的語(yǔ)音信號(hào)，將得到預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)學(xué)上為最小的高音質(zhì)的語(yǔ)音。因而，這時(shí)可以得到較高音質(zhì)的合成音。
在圖4的接收部114，通過(guò)如上等級(jí)分類適應(yīng)處理，將對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼所得的合成音再解碼為高音質(zhì)的語(yǔ)音。
即，圖5表示圖4的接收部114的第1結(jié)構(gòu)例。另外，在圖中關(guān)于與圖2的情況相對(duì)應(yīng)的部分賦予同一代碼，以下適當(dāng)省略其說(shuō)明。
語(yǔ)音合成濾波器29輸出的各子幀的合成音數(shù)據(jù)和信道解碼器21輸出的各子幀的L碼、G碼、I碼、A碼中的L碼將供給至分支生成部121和122。根據(jù)L碼，分支生成部121和122從供給至此的合成音數(shù)據(jù)中分別抽出作為用于預(yù)測(cè)高音質(zhì)語(yǔ)音的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)分支者和作為用于等級(jí)分類的等級(jí)分支者。預(yù)測(cè)分支供給至預(yù)測(cè)部125，等級(jí)分支供給至等級(jí)分類部123。
根據(jù)分支生成部122所供給的等級(jí)分支，等級(jí)分類部123進(jìn)行等級(jí)分類，并將作為其等級(jí)分類結(jié)果的等級(jí)碼供給至系數(shù)存儲(chǔ)器124。
在此，作為等級(jí)分類部123的等級(jí)分類方法，例如有利用了K比特ADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)處理的方法等。
在此，在K比特ADRC處理中，例如將檢測(cè)出構(gòu)成等級(jí)分支的數(shù)據(jù)的最大值MAX和最小值MIN，并將DR＝MAX-MIN作為集合的局部動(dòng)態(tài)范圍，并根據(jù)該動(dòng)態(tài)范圍DR將構(gòu)成等級(jí)分支的各數(shù)據(jù)再量子化為K比特。即，從構(gòu)成等級(jí)分支的各數(shù)據(jù)中減去最小值MIN，并將該相減值以DR/2k相除(量子化)。然后，將如上所得的構(gòu)成等級(jí)分支的各數(shù)據(jù)的K比特的值按規(guī)定的順序排列后的比特列將作為ADRC編碼被輸出。
在將這種K比特ADRC處理利用于等級(jí)分類時(shí)，例如可以將該K比特ADRC處理的結(jié)果所得的ADRC編碼作為等級(jí)碼。
另外，等級(jí)分類也可以通過(guò)其他例如將等級(jí)分支看作以其各構(gòu)成的數(shù)據(jù)為要素的矢量，并將作為該矢量的等級(jí)分支加以矢量量子化等來(lái)進(jìn)行。
系數(shù)存儲(chǔ)器124對(duì)通過(guò)在下述圖9的學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)處理而得的各等級(jí)的分支系數(shù)進(jìn)行記憶，并將在與等級(jí)分類部123輸出的等級(jí)碼對(duì)應(yīng)的地址上記憶的分支系數(shù)供給至預(yù)測(cè)部125。
預(yù)測(cè)部125取得分支生成部121所輸出的預(yù)測(cè)分支和系數(shù)存儲(chǔ)器124所輸出的分支系數(shù)，并用其預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行式(6)所示的線性預(yù)測(cè)運(yùn)算。據(jù)此，預(yù)測(cè)部125關(guān)于正在關(guān)注的關(guān)注子幀求得高音質(zhì)的語(yǔ)音(的預(yù)測(cè)值)并供給至D/A轉(zhuǎn)換部30。
接下來(lái)，參照?qǐng)D6的流程圖，就圖5的接收部114的處理進(jìn)行說(shuō)明。
信道解碼器21從供給至此的編碼數(shù)據(jù)分離出L碼、G碼、I碼、A碼并將其分別供給至自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24、濾波器系數(shù)解碼器25。再有，L碼也供給至分支生成部121及122。
然后，自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24、運(yùn)算器26至28進(jìn)行與圖2的情況同樣的處理，據(jù)此，L碼、G碼及I碼被解碼為殘留信號(hào)e。該殘留信號(hào)供給至語(yǔ)音合成濾波器29。
進(jìn)而，濾波器系數(shù)解碼器25，如圖2所述，將供給至此的A碼解碼為線性預(yù)測(cè)系數(shù)，向語(yǔ)音合成濾波器29供給。語(yǔ)音合成濾波器29用來(lái)自運(yùn)算器28的殘留信號(hào)和來(lái)自濾波器系數(shù)解碼器25的線性預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行語(yǔ)音合成，并將其結(jié)果所得的合成音供給至分支生成部121和122。
分支生成部121將語(yǔ)音合成濾波器29依次輸出的合成音的子幀依次作為關(guān)注子幀，在步驟S1，通過(guò)在抽出其關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)供給至此的L碼將從其關(guān)注子幀觀察在時(shí)間上為過(guò)去方向或未來(lái)方向的合成音數(shù)據(jù)抽出，生成預(yù)測(cè)分支并供給至預(yù)測(cè)部125。再有，在步驟S1，分支生成部122例如還是通過(guò)在抽出關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)供給至此的L碼將從其關(guān)注子幀觀察在時(shí)間上為過(guò)去方向或未來(lái)方向的合成音數(shù)據(jù)抽出，生成等級(jí)分支并供給至等級(jí)分類部123。
然后進(jìn)入步驟S2，等級(jí)分類部123根據(jù)分支生成部122所供給的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類，并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至系數(shù)存儲(chǔ)器124，然后進(jìn)入步驟S3。
在步驟S3，系數(shù)存儲(chǔ)器124從與等級(jí)分類部123所供給的等級(jí)碼相對(duì)應(yīng)的地址讀出分支系數(shù)并供給至預(yù)測(cè)部125。
然后進(jìn)入步驟S4，預(yù)測(cè)部125取得系數(shù)存儲(chǔ)器124輸出的分支系數(shù)，并用其分支系數(shù)和來(lái)自分支生成部121的預(yù)測(cè)分支進(jìn)行式(6)所示的積和運(yùn)算，得出關(guān)注子幀的高音質(zhì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)(的預(yù)測(cè)值)。
另外，步驟S1至S4的處理將關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)的樣值值分別作為關(guān)注數(shù)據(jù)而被進(jìn)行。即，子幀的合成音數(shù)據(jù)根據(jù)上述由40個(gè)樣值構(gòu)成，所以分別就該40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)進(jìn)行步驟S1至S4的處理。
如上所得的高音質(zhì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)從預(yù)測(cè)部125通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換部30被供給至揚(yáng)聲器31，據(jù)此由揚(yáng)聲器31輸出高音質(zhì)的語(yǔ)音。
步驟S4的處理之后，進(jìn)入步驟S5，判定是否還有應(yīng)該作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀，若判定為有則返回步驟S1，將下一個(gè)應(yīng)該作為關(guān)注子幀的子幀重新作為關(guān)注子幀，以下重復(fù)同樣的處理。另外，在步驟S5若判定沒有應(yīng)該作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀，則結(jié)束處理。
接下來(lái)，參照?qǐng)D7及圖8就在圖5的分支生成部121的預(yù)測(cè)分支的生成方法加以說(shuō)明。
分支生成部121例如如圖7所示，在抽出關(guān)注子幀的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)的同時(shí)，從關(guān)注子幀抽出以配置于其關(guān)注子幀的L碼所表明的延遲量的過(guò)去的位置為起點(diǎn)的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)(以下適當(dāng)稱之為延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù))，并作為關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支。
或者，分支生成部121例如如圖8所示，在抽出關(guān)注子幀的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)的同時(shí)，抽出配置有L碼所表明的延遲量的過(guò)去的位置為關(guān)注子幀內(nèi)的合成音數(shù)據(jù)(例如關(guān)注數(shù)據(jù)等)的位置的L碼的、從關(guān)注子幀觀察為未來(lái)方向的子幀中所配置的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)(以下適當(dāng)稱之為延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù))，并作為關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支。
另外，分支生成部121例如抽出關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)、延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)及延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)，并作為關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支。
在此可以認(rèn)為，當(dāng)通過(guò)等級(jí)分類適應(yīng)處理預(yù)測(cè)關(guān)注數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)在關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)之外采用關(guān)注子幀以外的子幀的合成音數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)分支，可以得到更高音質(zhì)的語(yǔ)音。而且，這時(shí)可以考慮預(yù)測(cè)分支例如簡(jiǎn)單地由除關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)之外，還有關(guān)注子幀的緊前和緊后的子幀的合成音數(shù)據(jù)構(gòu)成。
但是，象這樣在簡(jiǎn)單地由關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)及關(guān)注子幀的緊前和緊后的子幀的合成音數(shù)據(jù)構(gòu)成預(yù)測(cè)分支時(shí)，在預(yù)測(cè)分支的構(gòu)成方法上幾乎沒有考慮合成音數(shù)據(jù)的波形特性，所以相應(yīng)地將對(duì)高音質(zhì)化產(chǎn)生影響。
因此，分支生成部121如上述將作為預(yù)測(cè)分支的合成音數(shù)據(jù)根據(jù)L碼進(jìn)行抽出。
即，由于配置于子幀的L碼所表明的延遲(長(zhǎng)期預(yù)測(cè)延遲)表明關(guān)注數(shù)據(jù)部分的合成音的波形與過(guò)去的哪一時(shí)點(diǎn)上的合成音的波形類似，所以關(guān)注數(shù)據(jù)的部分的波形與延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的部分的波形有很大相關(guān)性。
因而，通過(guò)由關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和對(duì)于該合成音數(shù)據(jù)具有很大相關(guān)的延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方構(gòu)成預(yù)測(cè)分支，可以得到更高音質(zhì)的語(yǔ)音。
在此，在圖5的分支生成部122例如也與分支生成部121的情況同樣，可以從關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方生成等級(jí)分支，在圖5的實(shí)施方式中則為如此。
另外，預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支的構(gòu)成模式并不限定于上述模式。即，在預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支中除了含有關(guān)注子幀的所有的合成音數(shù)據(jù)之外，還可以只含有隔一個(gè)樣值等的合成音數(shù)據(jù)，或含有從配置于關(guān)注子幀的L碼所表明的僅延遲量的過(guò)去的位置的子幀起，為配置于該子幀的L碼所表明的僅延遲量的過(guò)去的位置的子幀的合成音數(shù)據(jù)等。
另外，在上述情況，令等級(jí)分支與預(yù)測(cè)分支為同一結(jié)構(gòu)，但可以令等級(jí)分支與預(yù)測(cè)分支為不同結(jié)構(gòu)。
再有，在上述情況，將配置有L碼所表明的僅延遲量的過(guò)去的位置為關(guān)注子幀內(nèi)的合成音數(shù)據(jù)(例如關(guān)注數(shù)據(jù)等)的位置的L碼的、從關(guān)注子幀觀察為未來(lái)方向的子幀中所配置的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)作為延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)含有于預(yù)測(cè)分支，但作為延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)也可以采用其他例如如下的合成音數(shù)據(jù)。
即，在CELP方式包含于編碼數(shù)據(jù)的L碼如上述表示與配置有該L碼的子幀的合成音數(shù)據(jù)的波形類似的過(guò)去的合成音數(shù)據(jù)的位置，但在編碼數(shù)據(jù)中，除了表示那種過(guò)去的類似波形的位置的L碼，還可以含有表示未來(lái)的類似波形的位置的L碼(以下適當(dāng)稱之為未來(lái)L碼)。這時(shí)，作為關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)的延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)，可以采用以位于配置于關(guān)注子幀的未來(lái)L碼所表明的僅延遲量的未來(lái)的位置的合成音數(shù)據(jù)為起點(diǎn)的1個(gè)以上的樣值。
接下來(lái)，圖9表示進(jìn)行記憶于圖5的系數(shù)存儲(chǔ)器124的分支系數(shù)的學(xué)習(xí)處理的學(xué)習(xí)裝置的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例。
話筒201至碼決定部215與圖1的話筒1至碼決定部15分別為同樣結(jié)構(gòu)。話筒1輸入學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)，因而在話筒201至碼決定部215對(duì)該學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)施以與圖1的情況同樣的處理。
但是，在L碼、G碼、I碼及A碼中，碼決定部215只輸出用于抽出在本實(shí)施方式中構(gòu)成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支的合成音數(shù)據(jù)。
然后，在平方誤差最小判定部208判定平方誤差為最小時(shí)的語(yǔ)音合成濾波器206所輸出的合成音數(shù)據(jù)供給至分支生成部131和132。再有，碼決定部215在從平方誤差最小判定部208接收到確定信號(hào)時(shí)所輸出的L碼也供給至分支生成部131和132。另外，作為教師數(shù)據(jù)，A/D轉(zhuǎn)換部202輸出的語(yǔ)音數(shù)據(jù)將供給至正規(guī)方程式加法電路134。
分支生成部131根據(jù)碼決定部215輸出的L碼從語(yǔ)音合成濾波器206所輸出的合成音數(shù)據(jù)生成與圖5的分支生成部121的情況相同的預(yù)測(cè)分支，并作為學(xué)生數(shù)據(jù)供給至正規(guī)方程式加法電路134。
分支生成部132也根據(jù)碼決定部215輸出的L碼從語(yǔ)音合成濾波器206所輸出的合成音數(shù)據(jù)生成與圖5的分支生成部122的情況相同的等級(jí)分支，并供給到等級(jí)分類部133。
等級(jí)分類部133根據(jù)來(lái)自分支生成部132的等級(jí)分支進(jìn)行與圖5的等級(jí)分類部123的情況同樣的等級(jí)分類，并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至正規(guī)方程式加法電路134。
正規(guī)方程式加法電路134作為教師數(shù)據(jù)接收來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換部202的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，同時(shí)作為學(xué)生數(shù)據(jù)接收來(lái)自分支生成部131的預(yù)測(cè)分支，并以該教師數(shù)據(jù)及學(xué)生數(shù)據(jù)為對(duì)象按來(lái)自等級(jí)分類部133的各等級(jí)碼進(jìn)行添加。
即，正規(guī)方程式加法電路134按對(duì)應(yīng)于等級(jí)分類部133所供給的等級(jí)碼的各等級(jí)，利用預(yù)測(cè)分支(學(xué)生數(shù)據(jù))進(jìn)行為式(13)的矩陣A中各成分的學(xué)生數(shù)據(jù)之間的相乘(xinxim)和相當(dāng)于求和(∑)的運(yùn)算。
再有，正規(guī)方程式加法電路134仍按對(duì)應(yīng)于等級(jí)分類部133所供給的等級(jí)碼的各等級(jí)，利用學(xué)生數(shù)據(jù)及教師數(shù)據(jù)進(jìn)行為式(13)的矢量v中各成分的學(xué)生數(shù)據(jù)和教師數(shù)據(jù)的相乘(xinyi)和相當(dāng)于求和(∑)的運(yùn)算。
正規(guī)方程式加法電路134將供給至此的學(xué)習(xí)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)的所有子幀作為關(guān)注子幀，且將其關(guān)注子幀的所有語(yǔ)音數(shù)據(jù)作為關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行以上的添加，據(jù)此關(guān)于各等級(jí)建立式(13)所示的正規(guī)方程式。
分支系數(shù)決定電路135通過(guò)對(duì)在正規(guī)方程式加法電路134中按各等級(jí)生成的正規(guī)方程式求解，按各等級(jí)求出分支系數(shù)，并供給至系數(shù)存儲(chǔ)器136的對(duì)應(yīng)于各等級(jí)的地址。
另外，根據(jù)作為學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)而準(zhǔn)備的語(yǔ)音信號(hào)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生在正規(guī)方程式加法電路134不能得到求分支系數(shù)所需數(shù)的正規(guī)方程式的等級(jí)，但關(guān)于這種等級(jí)，分支系數(shù)決定電路135例如輸出缺省的分支系數(shù)。
系數(shù)存儲(chǔ)器136將分支系數(shù)決定電路135所供給的各等級(jí)的分支系數(shù)記憶于與該等級(jí)對(duì)應(yīng)的地址。
接下來(lái)，參照?qǐng)D10的流程圖，就在圖9的學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行的、求得用以對(duì)高音質(zhì)的語(yǔ)音進(jìn)行解碼的分支系數(shù)的學(xué)習(xí)處理加以說(shuō)明。
學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)供給至學(xué)習(xí)裝置，在步驟S11從該學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)生成教師數(shù)據(jù)和學(xué)生數(shù)據(jù)。
即，學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)輸入至話筒201，話筒201至碼決定部215進(jìn)行與圖1的話筒1至碼決定部15的情況分別同樣的處理。
其結(jié)果，在A/D轉(zhuǎn)換部202所得到的數(shù)字信號(hào)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)作為教師數(shù)據(jù)被供給至正規(guī)方程式加法電路134。另外，在平方誤差最小判定部208判定平方誤差為最小時(shí)語(yǔ)音合成濾波器206輸出的合成音數(shù)據(jù)作為學(xué)生數(shù)據(jù)被供給至分支生成部131和132。再有，在平方誤差最小判定部208判定平方誤差為最小時(shí)碼決定部215輸出的L碼也作為學(xué)生數(shù)據(jù)被供給至分支生成部131和132。
之后，進(jìn)入步驟S12，分支生成部131將作為學(xué)生數(shù)據(jù)從語(yǔ)音合成濾波器206所供給的合成音的子幀作為關(guān)注子幀，進(jìn)而將其關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)依次作為關(guān)注數(shù)據(jù)，并根據(jù)來(lái)自碼決定部215的L碼，利用來(lái)自語(yǔ)音合成濾波器206的合成音數(shù)據(jù)，與圖5的分支生成部121的情況同樣，關(guān)于各關(guān)注數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)分支并供給至正規(guī)方程式加法電路134。再有，在步驟S12，分支生成部132仍根據(jù)L碼，利用合成音數(shù)據(jù)與圖5的分支生成部122的情況同樣生成等級(jí)分支并供給至等級(jí)分類部133。
步驟S12的處理之后進(jìn)入步驟S13，等級(jí)分類部133根據(jù)來(lái)自分支生成部132的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類，并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至正規(guī)方程式加法電路134。
然后進(jìn)入步驟S14，正規(guī)方程式加法電路134以來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器202的作為教師數(shù)據(jù)的高音質(zhì)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)即學(xué)習(xí)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于關(guān)注數(shù)據(jù)者及來(lái)自分支生成部132的作為學(xué)生數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支為對(duì)象，按關(guān)于來(lái)自等級(jí)分類部133的關(guān)注數(shù)據(jù)的各等級(jí)碼進(jìn)行式(13)的矩陣A和矢量v的、如上述的添加，并進(jìn)入步驟S15。
在步驟S15，首先判定是否有應(yīng)該作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀。若在步驟S15判定還有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀時(shí)，返回步驟S11，將下一個(gè)子幀重新作為關(guān)注子幀，以下重復(fù)同樣的處理。
另外，若在步驟S15判定沒有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀時(shí)，進(jìn)入步驟S16，分支系數(shù)決定電路135通過(guò)對(duì)在正規(guī)方程式加法電路134按各等級(jí)所生成的正規(guī)方程式求解，按各等級(jí)求得分支系數(shù)并供給至系數(shù)存儲(chǔ)器136的對(duì)應(yīng)于各等級(jí)的地址進(jìn)行記憶，并結(jié)束處理。
如上，系數(shù)存儲(chǔ)器136所記憶的各等級(jí)的分支系數(shù)被記憶于圖5的系數(shù)存儲(chǔ)器124。
如上，因?yàn)閳D5的系數(shù)存儲(chǔ)器124所記憶的分支系數(shù)為通過(guò)進(jìn)行學(xué)習(xí)以使通過(guò)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)運(yùn)算得到的高音質(zhì)語(yǔ)音預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差(平方誤差)在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《蟮谜?，所以圖5的預(yù)測(cè)部125輸出的語(yǔ)音為高音質(zhì)者。
另外，例如在圖5及圖9的實(shí)施方式中，由語(yǔ)音合成濾波器206輸出的合成音數(shù)據(jù)構(gòu)成了預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支，但如圖5及圖9中虛線所示，預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支可以含有I碼和L碼、G碼、A碼、從A碼得到的線性預(yù)測(cè)系數(shù)αp、從G碼得到的增益β、γ、其他從L碼、G碼、I碼或A碼所得到的信息(例如殘留信號(hào)e和求得殘留信號(hào)e的1，n、再有1/β、n/γ等)中的1種以上而構(gòu)成。另外，在CELP方式中有時(shí)在作為編碼數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)中含有列表插補(bǔ)比特和幀能量等，這種情況下預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支也可以含有軟插補(bǔ)比特和幀能量等而構(gòu)成。
接下來(lái)，圖11表示圖4的接收部114的第2結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖5中的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼，以下適當(dāng)省略其說(shuō)明。即，除了取代分支生成部121和122，圖11的接收部114分別設(shè)置了分支生成部301和302之外，其與圖5中的情況為同樣構(gòu)成。
在圖5的實(shí)施方式中，在分支生成部121和122(在圖9的分支生成部131和132也同樣)，預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支除了關(guān)注子幀的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)之外還由延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方所構(gòu)成，但是預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支中是只含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)，還是只含有延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)，或是含有其雙方中的任一方，對(duì)此沒有特別的控制，所以需要預(yù)先決定含有哪一方并予以固定。
但是，在含有關(guān)注子幀的幀(以下適當(dāng)稱之為關(guān)注幀)等例如為相當(dāng)于發(fā)話開始時(shí)等的情況下，如圖12A所示，可以考慮比關(guān)注幀過(guò)去的幀等為無(wú)音狀態(tài)(等同于只存在雜音的狀態(tài))。同樣，在關(guān)注幀例如為相當(dāng)于發(fā)話結(jié)束時(shí)等的情況下，如圖12B所示，可以考慮比關(guān)注幀未來(lái)的幀等為無(wú)音狀態(tài)。而且，關(guān)于這種無(wú)音部分，即使包含于預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支也幾乎無(wú)助于音質(zhì)的提高，在惡劣的情況反倒會(huì)妨礙音質(zhì)的提高。
另一方面，當(dāng)關(guān)注幀為相當(dāng)于進(jìn)行發(fā)話開始時(shí)和結(jié)束時(shí)等以外的恒常發(fā)話的狀態(tài)時(shí)，如圖12C所示，可以考慮在關(guān)注幀的過(guò)去方向及未來(lái)方向的哪一方都存在相當(dāng)于恒常語(yǔ)音的合成音數(shù)據(jù)。而且在這種情況下，通過(guò)不只將延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的任一方，而將其雙方包含于預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支，可以謀求音質(zhì)的進(jìn)一步提高。
因此，圖11的分支生成部301和302判定合成音數(shù)據(jù)的波形推移例如為圖12A至圖12C所示的任一種，并根據(jù)該判定結(jié)果分別生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。
即，圖13表示圖11的分支生成部301的結(jié)構(gòu)例。
語(yǔ)音合成濾波器29(圖11)輸出的合成音數(shù)據(jù)依次供給至合成音存儲(chǔ)器311，合成音存儲(chǔ)器311依次記憶該合成音數(shù)據(jù)。另外，合成音存儲(chǔ)器311至少具有能夠記憶在關(guān)于作為關(guān)注數(shù)據(jù)的合成音數(shù)據(jù)有可能作為預(yù)測(cè)分支的合成音數(shù)據(jù)中的、從最過(guò)去的樣值到最未來(lái)的樣值之間的合成音數(shù)據(jù)的記憶容量。另外，合成音存儲(chǔ)器311只記憶該記憶容量的合成音數(shù)據(jù)，則將接下來(lái)所供給的合成音數(shù)據(jù)以覆蓋最舊的記憶值的形式進(jìn)行記憶。
信道解碼器21(圖11)輸出的子幀單位的L碼依次供給至L碼存儲(chǔ)器312，L碼存儲(chǔ)器312依次記憶該L碼。另外，L碼存儲(chǔ)器312至少具有能夠記憶在關(guān)于作為關(guān)注數(shù)據(jù)的合成音數(shù)據(jù)有可能作為預(yù)測(cè)分支的合成音數(shù)據(jù)中的、從配置有最過(guò)去的樣值的子幀到配置有最未來(lái)的樣值的子幀之間的L碼的記憶容量，并只記憶該記憶容量的L碼，則將接下來(lái)所供給的L碼以覆蓋最舊的記憶值的形式進(jìn)行記憶。
幀功率計(jì)算部313用合成音存儲(chǔ)器311所記憶的合成音數(shù)據(jù)以規(guī)定的幀單位求出該幀的合成音數(shù)據(jù)的功率并供給至緩存器314。另外，在幀功率計(jì)算部313求得功率的單位的幀可以與CELP方式中的幀和子幀一致也可以不一致。因而，在幀功率計(jì)算部313求得功率的單位的幀可以由CELP方式中構(gòu)成幀的160個(gè)樣值和構(gòu)成子幀的40個(gè)樣值以外的值例如由128個(gè)樣值等構(gòu)成。但是，在本實(shí)施方式中為簡(jiǎn)化說(shuō)明，令在幀功率計(jì)算部313求得功率的單位的幀與CELP方式中的幀一致。
緩存器314依次記憶從幀功率計(jì)算部313所依次供給的合成音數(shù)據(jù)的功率。另外，緩存器314至少能夠記憶關(guān)注幀及其緊前和緊后的幀的合計(jì)3幀的合成音數(shù)據(jù)的功率，并只記憶該記憶容量的功率，則將接下來(lái)由幀功率計(jì)算部313所供給的功率以覆蓋最舊的記憶值的形式進(jìn)行記憶。
狀態(tài)判定部315根據(jù)緩存器314所記憶的功率判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移。即，狀態(tài)判定部315判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為如圖12A所示之關(guān)注幀的緊前的幀為無(wú)音的狀態(tài)(以下適當(dāng)稱之為升起狀態(tài))、如圖12B所示之關(guān)注幀的緊后的幀為無(wú)音的狀態(tài)(以下適當(dāng)稱之為落下狀態(tài))或如圖12C所示之從關(guān)注幀的緊前至緊后為恒常的狀態(tài)(以下適當(dāng)稱之為恒常狀態(tài))中的哪一個(gè)狀態(tài)。然后，狀態(tài)判定部315將該判定結(jié)果供給至數(shù)據(jù)抽出部316。
數(shù)據(jù)抽出部316通過(guò)從合成音存儲(chǔ)器311將關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)讀出進(jìn)行抽出。進(jìn)而，數(shù)據(jù)抽出部316根據(jù)來(lái)自狀態(tài)判定部315的波形推移的判定結(jié)果并參照L碼存儲(chǔ)器312，通過(guò)從合成音存儲(chǔ)器311將延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方讀出而進(jìn)行抽出。然后，數(shù)據(jù)抽出部316將從合成音存儲(chǔ)器311讀出的關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方作為預(yù)測(cè)分支而輸出。
接下來(lái)，參照?qǐng)D14的流程圖就圖13的分支生成部301的處理加以說(shuō)明。
語(yǔ)音合成濾波器29(圖11)輸出的合成音數(shù)據(jù)依次供給至合成音存儲(chǔ)器311，合成音存儲(chǔ)器311依次記憶該合成音數(shù)據(jù)。另外，信道解碼器21(圖11)輸出的子幀單位的L碼依次供給至L碼存儲(chǔ)器312，L碼存儲(chǔ)器312依次記憶其L碼。
另一方面，幀功率計(jì)算部313將合成音存儲(chǔ)器311所記憶的合成音數(shù)據(jù)以幀單位依次讀出，并求得各幀中的合成音數(shù)據(jù)的功率，并記憶于緩存器314。
然后，狀態(tài)判定部315在步驟S21從緩存器314讀出關(guān)注幀的功率Pn、其緊前的幀的功率Pn-1及其緊后的幀的功率Pn+1，并計(jì)算關(guān)注幀的功率Pn與緊前的幀的功率Pn-1的差分值Pn-Pn-1，同時(shí)計(jì)算緊后的幀的功率Pn+1與關(guān)注幀的功率Pn的差分值Pn+1-Pn，然后進(jìn)入步驟S22。
在步驟S22，狀態(tài)判定部315判定差分值Pn-Pn-1的絕對(duì)值及差分值Pn+1-Pn的絕對(duì)值是否都大于規(guī)定的閾值ε(是否在其以上)。
在步驟S22，當(dāng)判定為差分值Pn-Pn-1的絕對(duì)值或差分值Pn+1-Pn的絕對(duì)值中的至少一方不大于規(guī)定的閾值ε時(shí)，狀態(tài)判定部315判定為關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為如圖12C所示之從關(guān)注幀的緊前至緊后為恒常的恒常狀態(tài)，并將表明其旨意的“恒常狀態(tài)”消息供給至數(shù)據(jù)抽出部316，然后進(jìn)入步驟S23。
在步驟S23，數(shù)據(jù)抽出部316從狀態(tài)判定部315接收“恒常狀態(tài)”消息后從合成音存儲(chǔ)器311讀出關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)，同時(shí)再參照L碼存儲(chǔ)器312讀出作為延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)及延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的合成音數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)抽出部316將這些合成音數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)分支輸出并結(jié)束處理。
另外，在步驟S22，當(dāng)判定為差分值Pn-Pn-1的絕對(duì)值及差分值Pn+1-Pn的絕對(duì)值都大于規(guī)定的閾值ε時(shí)，進(jìn)入步驟S24，狀態(tài)判定部315判定差分值Pn-Pn-1和差分值Pn+1-Pn是否都為正。在步驟S24，當(dāng)判定為差分值Pn-Pn-1和差分值Pn+1-Pn都為正時(shí)，狀態(tài)判定部315判定為關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為如圖12A所示之關(guān)注幀的緊前的幀為無(wú)音狀態(tài)的升起狀態(tài)，并將表明其旨意的“升起狀態(tài)”消息供給至數(shù)據(jù)抽出部316后進(jìn)入步驟S25。
在步驟S25，數(shù)據(jù)抽出部316從狀態(tài)判定部315接收“升起狀態(tài)”消息后從合成音存儲(chǔ)器311讀出關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)，同時(shí)再參照L碼存儲(chǔ)器312讀出作為延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的合成音數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)抽出部316將這些合成音數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)分支輸出并結(jié)束處理。
另一方面，在步驟S24，當(dāng)判定為差分值Pn-Pn-1和差分值Pn+1-Pn中至少一方非正時(shí)，進(jìn)入步驟S26，狀態(tài)判定部315判定差分值Pn-Pn-1和差分值Pn+1-Pn是否都為負(fù)。在步驟S26，當(dāng)判定為差分值Pn-Pn-1和差分值Pn+1-Pn中至少一方為非負(fù)時(shí)，狀態(tài)判定部315判定為關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為恒常狀態(tài)，并將表明其旨意的“恒常狀態(tài)”消息供給至數(shù)據(jù)抽出部316后進(jìn)入步驟S23。
在步驟S23，數(shù)據(jù)抽出部316如上述從合成音存儲(chǔ)器311讀出關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)及延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)并作為預(yù)測(cè)分支輸出后結(jié)束處理。
另外，在步驟S26，當(dāng)判定為差分值Pn-Pn-1和差分值Pn+1-Pn都為負(fù)時(shí)，狀態(tài)判定值315判定為關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為如圖12B所示之關(guān)注幀的緊后的幀為無(wú)音狀態(tài)的落下狀態(tài)，并將表明其旨意的“落下狀態(tài)”消息供給至數(shù)據(jù)抽出部316后進(jìn)入步驟S27。
在步驟S27，數(shù)據(jù)抽出部316從狀態(tài)判定部315接收“落下狀態(tài)”消息后從合成音存儲(chǔ)器311讀出關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)，同時(shí)再參照L碼存儲(chǔ)器312讀出作為延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)的合成音數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)抽出部316將這些合成音數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)分支輸出后結(jié)束處理。
另外，圖11的分支生成部302可以與圖13所示之分支生成部301為同樣構(gòu)成，這時(shí)，如圖14中所說(shuō)明，可以使其構(gòu)成等級(jí)分支。但是，在圖13中，合成音存儲(chǔ)器311、L碼存儲(chǔ)器312、幀功率計(jì)算部313、緩存器314及狀態(tài)判定部315可以以分支生成部301和302兼用。
另外，在上述情況為對(duì)關(guān)注幀和其緊前或緊后的幀各自的功率進(jìn)行比較以判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移，但對(duì)關(guān)注數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移的判定也可以比較其他例如關(guān)注幀與更為過(guò)去或未來(lái)的幀各自的功率而進(jìn)行。
再有，在上述情況中，將關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移判定為“恒常狀態(tài)”、“升起狀態(tài)”或“落下狀態(tài)”三種狀態(tài)中的任一種，但也可以判定為四種以上的狀態(tài)的任一種。即，例如在圖14中，在步驟S22將差分值Pn-Pn-1的絕對(duì)值及差分值Pn+1-Pn的絕對(duì)值都與1個(gè)閾值ε作比較而判定其大小關(guān)系，但可以通過(guò)將差分值Pn-Pn-1的絕對(duì)值和差分值Pn+1-Pn的絕對(duì)值與復(fù)數(shù)個(gè)閾值作比較來(lái)判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為四種以上的狀態(tài)的任一種。
而且，在如此判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移為四種以上的狀態(tài)的任一種時(shí)，除了關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)之外，預(yù)測(cè)分支還可以含有例如在將該延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)作為關(guān)注數(shù)據(jù)時(shí)成為延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的合成音數(shù)據(jù)等而構(gòu)成。
可是，在分支生成部301，在如上生成預(yù)測(cè)分支時(shí)構(gòu)成其預(yù)測(cè)分支的生成音數(shù)據(jù)的樣值數(shù)將變化。這種情況關(guān)于在分支生成部302所生成的等級(jí)分支也為同樣。
關(guān)于預(yù)測(cè)分支，即使構(gòu)成其的數(shù)據(jù)的數(shù)(分支數(shù))變化也沒關(guān)系，因?yàn)橹灰谙率鰣D16的學(xué)習(xí)裝置對(duì)與其預(yù)測(cè)分支為同一數(shù)的分支系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)并記憶于系數(shù)存儲(chǔ)器124就行了。
另一方面，關(guān)于等級(jí)分支，若構(gòu)成其的分支數(shù)變化，則按各分支數(shù)的各等級(jí)分支所得的總等級(jí)數(shù)將變化，所以處理恐怕復(fù)雜化。因此，理想的是進(jìn)行這樣的分類即使等級(jí)分支的分支數(shù)變化，由該等級(jí)分支所得的等級(jí)數(shù)也不變化。
作為進(jìn)行象這樣即使等級(jí)分支的分支數(shù)變化由該等級(jí)分支所得的等級(jí)數(shù)也不變化的等級(jí)分類的方法，有在等級(jí)分類中例如考慮等級(jí)分支的結(jié)構(gòu)的方法。
即，在本實(shí)施方式中，根據(jù)等級(jí)分支除了由關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)還由含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的一方或雙方而構(gòu)成，等級(jí)分支的分支數(shù)將有增減。因此，例如現(xiàn)在等級(jí)分支由關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的一方構(gòu)成時(shí)，設(shè)其分支數(shù)為S個(gè)；當(dāng)?shù)燃?jí)分支由關(guān)注子幀的合成音數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)及延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的雙方構(gòu)成時(shí)，設(shè)其分支數(shù)為L(zhǎng)(＞S)個(gè)。而且，設(shè)在分支數(shù)為S個(gè)時(shí)得到n比特的等級(jí)碼，在分支數(shù)為L(zhǎng)個(gè)時(shí)得到n+m比特的等級(jí)碼。
這時(shí)，在作為等級(jí)碼采用n+m+2比特的同時(shí)，將該n+m+2比特中的例如高位比特的2比特在等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)的情況、含有延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的情況、含有其雙方的情況的3種情況下分別設(shè)定為例如“00”、“01”、“10”，由此，不論分支數(shù)為S個(gè)和L個(gè)的哪一方，總等級(jí)數(shù)皆為2n+m+2等級(jí)的等級(jí)分類是可能的。
即，在等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的雙方且其分支數(shù)為L(zhǎng)個(gè)時(shí)，進(jìn)行得到n+m比特的等級(jí)碼的等級(jí)分類，并將表示等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)和延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的雙方的“10”附加于該n+m比特的等級(jí)碼且作為其高位2比特，將得到的n+m+2比特作為最終的等級(jí)碼就可以了。
另外，在等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)且其分支數(shù)為S個(gè)時(shí)，進(jìn)行得到n比特的等級(jí)碼的等級(jí)分類，并將m比特的“0”附加于該n比特的等級(jí)碼且作為其高位比特而令其為n+m比特，再將表示等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)的“00”附加于該n+m比特且作為高位比特，將得到的n+m+2比特作為最終的等級(jí)碼就可以了。
再有，在等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)且其分支數(shù)為S個(gè)時(shí)，進(jìn)行得到n比特的等級(jí)碼的等級(jí)分類，并將m比特的“0”附加于該n比特的等級(jí)碼且作為其高位比特而令其為n+m比特，再將表示等級(jí)分支含有延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)的“01”附加于該n+m比特且作為高位比特，將得到的n+m+2比特作為最終的等級(jí)碼就可以了。
接下來(lái)，在圖13的分支生成部301中，在幀功率計(jì)算部313從合成音數(shù)據(jù)計(jì)算該幀單位的功率，但根據(jù)CELP方式，將語(yǔ)音編碼后的編碼數(shù)據(jù)(編碼數(shù)據(jù))中如上述有時(shí)含有幀能量，這時(shí)可以將該幀能量用作該幀的合成音的功率。
圖15表示在將幀能量用作該幀的合成音的功率時(shí)的、圖11的分支生成部301的結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖13的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼。即，除了未設(shè)置幀功率計(jì)算部313之外，圖15的分支生成部301與圖13的情況為同樣構(gòu)成。
但是，供給至接收部114(圖11)的編碼數(shù)據(jù)(編碼數(shù)據(jù))所包含的、各幀的幀能量被供給至緩存器314，緩存器314則記憶該幀能量。然后，狀態(tài)判定部315與用上述的從合成音數(shù)據(jù)所求得的幀單位的功率同樣用該幀能量判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移。
在此，編碼數(shù)據(jù)所包含的、各幀的幀能量在信道編碼器21被從編碼數(shù)據(jù)中分離并供給至分支生成部301。
另外，分支生成部302也可為如圖15所示結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，圖16表示在接收部114為如圖11所示結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)該系數(shù)存儲(chǔ)器124所記憶的分支系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)裝置的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖9的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼，以下適當(dāng)省略其說(shuō)明。即，除了取代分支生成部131和132而分別設(shè)置了分支生成部321和322之外，圖16的學(xué)習(xí)裝置與圖9的情況為同樣構(gòu)成。
分支生成部321和322與圖11的分支生成部301和302的情況分別同樣地構(gòu)成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。
因而，這種情況下可以得到能夠解碼更高音質(zhì)的語(yǔ)音的分支系數(shù)。
另外，在學(xué)習(xí)裝置中，在生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支時(shí)如圖15中說(shuō)明用各幀的幀能量進(jìn)行關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移的判定時(shí)，可以用LPC分析部204的LPC分析過(guò)程所得的自相關(guān)系數(shù)計(jì)算該幀能量。
因此，圖17表示根據(jù)自相關(guān)系數(shù)求幀能量時(shí)的圖16的分支生成部321的結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖13的分支生成部301的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼，以下適當(dāng)省略其說(shuō)明。即，除了取代幀功率計(jì)算部313而設(shè)置幀能量計(jì)算部331之外，圖17的分支生成部321與圖13的分支生成部301為同樣構(gòu)成。
圖16的LPC分析部204進(jìn)行LPC分析的過(guò)程所求出的語(yǔ)音的自相關(guān)系數(shù)供給至幀能量計(jì)算部331，幀能量計(jì)算部331根據(jù)該自相關(guān)系數(shù)計(jì)算編碼數(shù)據(jù)(編碼數(shù)據(jù))所包含的幀能量并供給至緩存器314。
因而，在圖17的實(shí)施方式中，狀態(tài)判定部315與用上述從合成音數(shù)據(jù)所求出的幀單位的功率同樣用該幀能量判定關(guān)注數(shù)據(jù)附近的合成音數(shù)據(jù)的波形推移。
另外，圖16的生成等級(jí)分支的分支生成部322也可為如圖17所示構(gòu)成。
接下來(lái)，圖18表示圖4的接收部114的第3結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖5或圖11的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼而適當(dāng)省略其說(shuō)明。
圖5和圖11的接收部114通過(guò)對(duì)語(yǔ)音合成濾波器29輸出的合成音數(shù)據(jù)施以等級(jí)分類適應(yīng)處理解碼出高音質(zhì)的語(yǔ)音，但圖18的接收部114通過(guò)對(duì)輸入至語(yǔ)音合成濾波器29的殘留信號(hào)(解碼殘留信號(hào))和線性預(yù)測(cè)系數(shù)(解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù))施以等級(jí)分類適應(yīng)處理解碼出高音質(zhì)的語(yǔ)音。
即，在自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24及運(yùn)算器26至28從L碼、G碼及I碼解碼的作為殘留信號(hào)的解碼殘留信號(hào)和在濾波系數(shù)解碼器25從A碼解碼的作為線性預(yù)測(cè)系數(shù)的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)如上述其為含有誤差者，若將其原樣輸入至語(yǔ)音合成濾波器29，從語(yǔ)音合成濾波器29所輸出的合成音數(shù)據(jù)的音質(zhì)將劣化。
因此，在圖18的接收部114中，將通過(guò)進(jìn)行采用了通過(guò)學(xué)習(xí)求得的分支系數(shù)的預(yù)測(cè)運(yùn)算求出真實(shí)的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)的預(yù)測(cè)值，并將其提供給語(yǔ)音合成濾波器29而生成高音質(zhì)的合成音。
即，在圖18的接收部114中，例如利用等級(jí)分類適應(yīng)處理將解碼殘留信號(hào)解碼為真實(shí)的殘留信號(hào)(的預(yù)測(cè)值)，同時(shí)將解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)解碼為真實(shí)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)(的預(yù)測(cè)值)，并通過(guò)將該殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)提供給語(yǔ)音合成濾波器29求出高音質(zhì)的合成音數(shù)據(jù)。
因此，運(yùn)算器28輸出的解碼殘留信號(hào)供給至分支生成部341和342。另外，信道解碼器21輸出的L碼也供給至分支生成部341和342。
然后，與圖5的分支生成部121和圖11的分支生成部301同樣，分支生成部341根據(jù)L碼從供給至此的解碼殘留信號(hào)抽出作為預(yù)測(cè)分支的樣值并供給至預(yù)測(cè)部345。
與圖5的分支生成部122和圖11的分支生成部302同樣，分支生成部342也根據(jù)L碼從供給至此的解碼殘留信號(hào)抽出作為等級(jí)分支的樣值并供給至等級(jí)分類部343。
等級(jí)分類部343根據(jù)分支生成部342所供給的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類，并將作為其等級(jí)分類結(jié)果的等級(jí)碼供給至系數(shù)存儲(chǔ)器344。
系數(shù)存儲(chǔ)器344對(duì)通過(guò)下述圖21的學(xué)習(xí)裝置中的學(xué)習(xí)處理所得的、關(guān)于各等級(jí)的殘留信號(hào)的分支系數(shù)W(e)進(jìn)行記憶，并將記憶于與等級(jí)分類部343所輸出的等級(jí)碼相對(duì)應(yīng)的地址的分支系數(shù)供給至預(yù)測(cè)部345。
預(yù)測(cè)部345取得分支生成部341輸出的預(yù)測(cè)分支和系數(shù)存儲(chǔ)器344輸出的關(guān)于殘留信號(hào)的分支系數(shù)，并用其預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行式(6)所示的線性預(yù)測(cè)運(yùn)算。據(jù)此，預(yù)測(cè)部345求出關(guān)注子幀的殘留信號(hào)(的預(yù)測(cè)值)em并作為輸入信號(hào)供給至語(yǔ)音合成濾波器29。
濾波系數(shù)解碼器25輸出的、各子幀的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)αp’被供給至分支生成部351和352，分支生成部351和352從該解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)分別抽出作為預(yù)想分支和等級(jí)分支者。在此，分支生成部351和352例如將關(guān)注子幀的線性預(yù)測(cè)系數(shù)全部分別作為預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。預(yù)測(cè)分支由分支生成部351供給至預(yù)測(cè)部355，等級(jí)分支由分支生成部352提供至等級(jí)分類部353。
等級(jí)分類部353根據(jù)分支生成部352所供給的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類，并將作為其等級(jí)分類結(jié)果的等級(jí)碼供給至系數(shù)存儲(chǔ)器354。
系數(shù)存儲(chǔ)器354對(duì)通過(guò)下述圖21的學(xué)習(xí)裝置中的學(xué)習(xí)處理所得的、關(guān)于各等級(jí)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)W(a)進(jìn)行記憶，并將記憶于與等級(jí)分類部353所輸出的等級(jí)碼相對(duì)應(yīng)的地址的分支系數(shù)供給至預(yù)測(cè)部355。
預(yù)測(cè)部355取得分支生成部351輸出的預(yù)測(cè)分支和系數(shù)存儲(chǔ)器354輸出的關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)，并用其預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行式(6)所示的線性預(yù)測(cè)運(yùn)算。據(jù)此，預(yù)測(cè)部355求出關(guān)注子幀的線性預(yù)測(cè)系數(shù)(的預(yù)測(cè)值)mαp并供給至語(yǔ)音合成濾波器29。
接下來(lái)，參照?qǐng)D19的流程圖，就圖18的接收部114的處理加以說(shuō)明。
信道解碼器21從供給至此的編碼數(shù)據(jù)分離出L碼、G碼、I碼、A碼并將其分別供給至自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24、濾波系數(shù)解器25。再有，L碼也供給至分支生成部341和342。
然后，在自適應(yīng)碼簿記憶部22、增益解碼器23、激勵(lì)碼簿記憶部24、運(yùn)算器26至28進(jìn)行與圖1的自適應(yīng)碼簿記憶部9、增益解碼器10、激勵(lì)碼簿記憶部11、運(yùn)算器12至14的情況同樣的處理，據(jù)此，L碼、G碼及I碼被解碼為殘留信號(hào)e。該解碼殘留信號(hào)由運(yùn)算器28供給至分支生成部341和342。
再有，濾波系數(shù)解碼器25如圖2所說(shuō)明將供給至此的A碼解碼為解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)并供給至分支生成部351和352。
然后，在步驟S31生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。
即，分支生成部341將供給至此的解碼殘留信號(hào)的子幀依次作為關(guān)注子幀，再將其關(guān)注子幀的解碼殘留信號(hào)的樣值依次作為關(guān)注數(shù)據(jù)，并在抽出關(guān)注子幀的解碼殘留信號(hào)的同時(shí)，根據(jù)信道解碼器21輸出的配置于關(guān)注子幀的L碼等抽出關(guān)注子幀以外的解碼殘留信號(hào)，即，其抽出以配置于關(guān)注子幀的L碼所表明的延遲量的過(guò)去的位置為起點(diǎn)的40個(gè)樣值的解碼殘留信號(hào)(以下也適當(dāng)稱之為延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù))或配置有L碼所表明的延遲量的過(guò)去的位置為關(guān)注數(shù)據(jù)的位置的L碼的、配置于從關(guān)注子幀觀察為未來(lái)方向的子幀的40個(gè)樣值的解碼殘留信號(hào)(以下也適當(dāng)稱之為延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù))并生成預(yù)測(cè)分支。分支生成部342也與分支生成部341同樣生成等級(jí)分支。
再有，在步驟S31，分支生成部351和352將濾波系數(shù)解碼器35輸出的關(guān)注子幀的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)分別作為預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支抽出。
然后，分支生成部341所得出的預(yù)測(cè)分支供給至預(yù)測(cè)部345，分支生成部342所得出的等級(jí)分支供給至等級(jí)分類部343，分支生成部351所得出的預(yù)測(cè)分支供給至預(yù)測(cè)部355，分支生成部352所得出的等級(jí)分支供給至等級(jí)分類部353。
然后進(jìn)入步驟S32，等級(jí)分類部343根據(jù)分支生成部342所供給的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至系數(shù)存儲(chǔ)器344，同時(shí)等級(jí)分類部353根據(jù)分支生成部352所供給的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至系數(shù)存儲(chǔ)器354，然后進(jìn)入步驟S33。
在步驟S33，系數(shù)存儲(chǔ)器344從與等級(jí)分類部343所供給的等級(jí)碼相對(duì)應(yīng)的地址讀出關(guān)于殘留信號(hào)的分支系數(shù)并供給至預(yù)測(cè)部345，同時(shí)系數(shù)存儲(chǔ)器354從與等級(jí)分類部343所供給的等級(jí)碼相對(duì)應(yīng)的地址讀出關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)并供給至預(yù)測(cè)部355。
然后進(jìn)入步驟S34，預(yù)測(cè)部345取得系數(shù)存儲(chǔ)器344輸出的關(guān)于殘留信號(hào)的分支系數(shù)并用其分支系數(shù)和來(lái)自分支生成部341的預(yù)測(cè)分支進(jìn)行式(6)所示的積和運(yùn)算，并得到關(guān)注子幀的真實(shí)的殘留信號(hào)(的預(yù)測(cè)值)。再有，在步驟S34，預(yù)測(cè)部355取得系數(shù)存儲(chǔ)器344輸出的關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)并用其分支系數(shù)和來(lái)自分支生成部351的預(yù)測(cè)分支進(jìn)行式(6)所示的積和運(yùn)算，并得到關(guān)注子幀的真實(shí)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)(的預(yù)測(cè)值)。
如上所得的殘留信號(hào)及線性預(yù)測(cè)系數(shù)被供給至語(yǔ)音合成濾波器29，在語(yǔ)音合成濾波器29中通過(guò)用該殘留信號(hào)及線性預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行式(4)的運(yùn)算生成與關(guān)注子幀的關(guān)注數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的合成音數(shù)據(jù)。通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換部30，該合成音數(shù)據(jù)從語(yǔ)音合成濾波器29供給至揚(yáng)聲器31，據(jù)此，從揚(yáng)聲器31輸出與該合成音數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的合成音。
在預(yù)測(cè)部345和355分別得到殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)之后進(jìn)入步驟S35，判定是否還有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀的L碼、G碼、I碼及A碼。在步驟S35，若判定還有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的幀的L碼、G碼、I碼及A碼則返回步驟S31，將接下來(lái)應(yīng)作為關(guān)注子幀的子幀重新作為關(guān)注子幀，以下重復(fù)同樣處理。另外，在步驟S35若判定沒有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的幀的L碼、G碼、I碼及A碼則結(jié)束處理。
接下來(lái)，在圖18的分支生成部341(關(guān)于生成等級(jí)分支的分支生成部342也同樣)，預(yù)測(cè)分支由關(guān)注子幀的解碼殘留信號(hào)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方構(gòu)成，但該構(gòu)成可為固定也可根據(jù)殘留信號(hào)的波形推移而為可變。
圖20表示根據(jù)殘留信號(hào)的波形推移令預(yù)測(cè)分支的構(gòu)成為可變時(shí)的分支生成部341的結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖13的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼，以下適當(dāng)省略其說(shuō)明。即，除了取代合成音存儲(chǔ)器311和幀功率計(jì)算部313而設(shè)置殘留信號(hào)存儲(chǔ)器361和幀功率計(jì)算部363之外，圖20的分支生成部341與圖13的分支生成部301為同樣構(gòu)成。
運(yùn)算器28(圖18)輸出的解碼殘留信號(hào)依次供給至殘留信號(hào)存儲(chǔ)器361，殘留信號(hào)存儲(chǔ)器361依次記憶該解碼殘留信號(hào)。另外，殘留信號(hào)存儲(chǔ)器361至少具有能夠記憶關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)有可能作為預(yù)測(cè)分支的解碼殘留信號(hào)中的、從最過(guò)去的樣值到最未來(lái)的樣值之間的解碼殘留信號(hào)的記憶容量。另外，殘留信號(hào)存儲(chǔ)器361只記憶該記憶容量的解碼殘留信號(hào)，則將接下來(lái)所供給的解碼殘留信號(hào)的樣值以覆蓋最舊的記憶值的形式進(jìn)行記憶。
幀功率計(jì)算部363用殘留信號(hào)存儲(chǔ)器361所記憶的殘留信號(hào)以規(guī)定的幀單位求出該幀的殘留信號(hào)的功率并供給至緩存器314。另外，在幀功率計(jì)算部363求得功率的單位的幀與圖13的幀功率計(jì)算部313的情況同樣，可以與CELP方式中的幀和子幀一致也可以不一致。
在圖20的分支生成部341，不是求合成音數(shù)據(jù)的功率，而是求解碼殘留信號(hào)的功率，并根據(jù)該功率判定殘留信號(hào)的波形推移例如為如圖12中說(shuō)明的升起狀態(tài)、落下狀態(tài)、恒常狀態(tài)中的哪一種。然后，根據(jù)該判定結(jié)果，除了抽出關(guān)注子幀的解碼殘留信號(hào)之外，還抽出延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)中的一方或雙方并生成預(yù)測(cè)分支。
另外，圖18的分支生成部342也可與圖20所示分支生成部341同樣地構(gòu)成。
另外，在圖18的實(shí)施方式中只關(guān)于解碼殘留信號(hào)根據(jù)L碼生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支，但關(guān)于解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)也可根據(jù)L碼抽出關(guān)注子幀以外的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)并生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。這時(shí)，如圖18中虛線所示，只要將信道解碼器21輸出的L碼供給至分支生成部351和352就可以了。
再有，在上述情況，當(dāng)從合成音數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支時(shí)，求出合成音數(shù)據(jù)的功率并根據(jù)該功率判定合成音數(shù)據(jù)的波形推移，另外當(dāng)從解碼殘留信號(hào)生成時(shí)，求出解碼殘留信號(hào)的功率并根據(jù)該功率判定合成音數(shù)據(jù)的波形推移，但是合成音數(shù)據(jù)的波形推移可以根據(jù)殘留信號(hào)的功率進(jìn)行判定，同樣，殘留信號(hào)的波形推移可以根據(jù)合成音數(shù)據(jù)的功率進(jìn)行判定。
接下來(lái)，圖21表示進(jìn)行圖18的系數(shù)存儲(chǔ)器344和354所記憶的分支系數(shù)的學(xué)習(xí)處理的學(xué)習(xí)裝置的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例。另外，關(guān)于與圖16的情況對(duì)應(yīng)的部分，在圖中賦予同一代碼，以下適當(dāng)省略其說(shuō)明。
A/D轉(zhuǎn)換部202輸出的作為數(shù)字信號(hào)的學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)和LPC分析部204輸出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)供給至預(yù)測(cè)濾波器370。另外，運(yùn)算器214輸出的解碼殘留信號(hào)(與供給至語(yǔ)音合成濾波器206者相同的殘留信號(hào))及碼決定部215輸出的L碼供給至分支生成部371和372；矢量量子化部205輸出的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)(構(gòu)成用于矢量量子化的碼簿的編碼矢量(質(zhì)心矢量)的線性預(yù)測(cè)系數(shù))供給至分支生成部381和382。再有，LPC分析部204輸出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)供給至正規(guī)方程式加法電路384。
預(yù)測(cè)濾波器370將A/D轉(zhuǎn)換部202所供給的學(xué)習(xí)用語(yǔ)音信號(hào)的子幀依次作為關(guān)注子幀并用其關(guān)注子幀的語(yǔ)音信號(hào)和LPC分析部204所供給的線性預(yù)測(cè)系數(shù)例如通過(guò)進(jìn)行依照式(1)的運(yùn)算求出關(guān)注幀的殘留信號(hào)。該殘留信號(hào)作為教師數(shù)據(jù)供給至正規(guī)方程式加法電路374。
分支生成部371根據(jù)碼決定部215輸出的L碼用運(yùn)算器214所供給的解碼殘留信號(hào)生成與圖18的分支生成部341的情況相同的預(yù)測(cè)分支并供給至正規(guī)方程式加法電路374。分支生成部372也根據(jù)碼決定部215輸出的L碼用運(yùn)算器214所供給的解碼殘留信號(hào)生成與圖18的分支生成部342的情況相同的等級(jí)分支并供給至等級(jí)分類部373。
等級(jí)分類部373根據(jù)分支生成部371所供給的等級(jí)分支進(jìn)行與圖18的等級(jí)分類部343的情況同樣的等級(jí)分類，并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至正規(guī)方程式加法電路374。
正規(guī)方程式加法電路374在作為教師數(shù)據(jù)接收來(lái)自預(yù)測(cè)濾波器370的關(guān)注子幀的殘留信號(hào)的同時(shí)，作為學(xué)生數(shù)據(jù)接收來(lái)自分支生成部371的預(yù)測(cè)分支，并以該教師數(shù)據(jù)及學(xué)生數(shù)據(jù)為對(duì)象按來(lái)自等級(jí)分類部373的各等級(jí)碼進(jìn)行與圖9和圖16的正規(guī)方程式加法電路134的情況同樣的添加，由此關(guān)于各等級(jí)建立關(guān)于殘留信號(hào)的式(13)所示的正規(guī)方程式。
分支系數(shù)決定電路375通過(guò)對(duì)在正規(guī)方程式加法電路374按各等級(jí)生成的正規(guī)方程式分別求解，按各等級(jí)分別求出關(guān)于殘留信號(hào)的分支系數(shù)并分別供給至系數(shù)存儲(chǔ)器376的與各等級(jí)對(duì)應(yīng)的地址。
系數(shù)存儲(chǔ)器376記憶分支系數(shù)決定電路375所供給的關(guān)于各等級(jí)的殘留信號(hào)的分支系數(shù)。
分支生成部381用矢量量子化部205所供給的成為編碼矢量的要素的線性預(yù)測(cè)系數(shù)即解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)生成與圖18的分支生成部351的情況相同的預(yù)測(cè)分支并供給至正規(guī)方程式加法電路384。分支生成部382也用矢量量子化部205所供給的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)生成與圖18的分支生成部352的情況相同的等級(jí)分支并供給至等級(jí)分類部383。
另外，在圖18的實(shí)施方式中，關(guān)于解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)，根據(jù)L碼抽出關(guān)注子幀以外的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)而生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支，這時(shí)在圖21的分支生成部381和382也同樣有必要生成預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支，這時(shí)，如圖21的虛線所示將碼決定部215輸出的L碼供給至分支生成部381和382。
等級(jí)分類部383與圖18的等級(jí)分類部353的情況同樣，根據(jù)來(lái)自分支生成部382的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼供給至正規(guī)方程式加法電路384。
正規(guī)方程式加法電路384在作為教師數(shù)據(jù)接收來(lái)自LPC分析部204的關(guān)注子幀的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的同時(shí)，作為學(xué)生數(shù)據(jù)接收來(lái)自分支生成部381的預(yù)測(cè)分支，并以該教師數(shù)據(jù)及學(xué)生數(shù)據(jù)為對(duì)象按來(lái)自等級(jí)分類部383的各等級(jí)碼進(jìn)行與圖9和圖16的正規(guī)方程式加法電路134的情況同樣的添加，由此關(guān)于各等級(jí)建立關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的式(13)所示的正規(guī)方程式。
分支系數(shù)決定電路385通過(guò)對(duì)在正規(guī)方程式加法電路384按各等級(jí)生成的正規(guī)方程式求解，按各等級(jí)分別求出關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)并供給至系數(shù)存儲(chǔ)器386的與各等級(jí)對(duì)應(yīng)的地址。
系數(shù)存儲(chǔ)器386記憶分支系數(shù)決定電路385所供給的關(guān)于各等級(jí)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)。
另外，根據(jù)作為學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)而準(zhǔn)備的語(yǔ)音信號(hào)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生在正規(guī)方程式加法電路374和378不能得到求分支系數(shù)所需數(shù)的正規(guī)方程式的等級(jí)，但關(guān)于這種等級(jí)，分支系數(shù)決定電路375和385例如輸出缺省的分支系數(shù)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D22的流程圖就圖21的學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行的求得分別關(guān)于殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)的學(xué)習(xí)處理加以說(shuō)明。
學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)供給至學(xué)習(xí)裝置，在步驟S41，從該學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)生成教師數(shù)據(jù)和學(xué)生數(shù)據(jù)。
即，學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)輸入至話筒201，話筒201至碼決定部215進(jìn)行與圖1的話筒1至碼決定部15的情況分別同樣的處理。
其結(jié)果，在LPC分析部204所得到的線性預(yù)測(cè)系數(shù)作為教師數(shù)據(jù)供給至正規(guī)方程式加法電路384。另外，該線性預(yù)測(cè)系數(shù)也供給至預(yù)測(cè)濾波器370。再有，在運(yùn)算器214所得到的解碼殘留信號(hào)作為學(xué)生數(shù)據(jù)供給至分支生成部371及372。
另外，A/D轉(zhuǎn)換部202輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)供給至預(yù)測(cè)濾波器370，矢量量子化部205輸出的解碼線性預(yù)測(cè)系數(shù)作為學(xué)生數(shù)據(jù)供給至分支生成部381及382。再有，碼決定部215將從平方誤差最小判定部208接收到確定信號(hào)時(shí)的、來(lái)自平方誤差最小判定部208的L碼供給至分支生成部371及372。
然后，預(yù)測(cè)濾波器370通過(guò)將A/D轉(zhuǎn)換部202所供給的學(xué)習(xí)用語(yǔ)音信號(hào)的子幀依次作為關(guān)注子幀并用其關(guān)注子幀的語(yǔ)音信號(hào)和LPC分析部204所供給的線性預(yù)測(cè)系數(shù)(從關(guān)注子幀的語(yǔ)音信號(hào)求得的線性預(yù)測(cè)系數(shù))進(jìn)行依照式(1)的運(yùn)算求出關(guān)注子幀的殘留信號(hào)。在該預(yù)測(cè)濾波器370所得到的殘留信號(hào)作為教師數(shù)據(jù)供給至正規(guī)方程式加法電路374。
如上所述，得到教師數(shù)據(jù)和學(xué)生數(shù)據(jù)之后，進(jìn)入步驟S42，分支生成部371和372用運(yùn)算器214所供給的解碼殘留信號(hào)根據(jù)來(lái)自碼決定部215的L碼分別生成關(guān)于殘留信號(hào)的預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。即，分支生成部371和372從來(lái)自運(yùn)算器214的關(guān)注子幀的解碼殘留信號(hào)和延遲對(duì)應(yīng)的過(guò)去數(shù)據(jù)或延遲對(duì)應(yīng)的未來(lái)數(shù)據(jù)分別生成關(guān)于殘留信號(hào)的預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。
再有，在步驟S42，分支生成部381和382從矢量量子化部205所供給的關(guān)注子幀的線性預(yù)測(cè)系數(shù)生成關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的預(yù)測(cè)分支和等級(jí)分支。
然后，關(guān)于殘留信號(hào)的預(yù)測(cè)分支從分支生成部371供給至正規(guī)方程式加法電路374，關(guān)于殘留信號(hào)的等級(jí)分支從分支生成部372供給至等級(jí)分類部373。另外，關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的預(yù)測(cè)分支從分支生成部381供給至正規(guī)方程式加法電路384，關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的等級(jí)分支從分支生成部382供給至等級(jí)分類電路383。
之后，在步驟S43，等級(jí)分類部373和383根據(jù)供給至此的等級(jí)分支進(jìn)行等級(jí)分類并將其結(jié)果所得的等級(jí)碼分別供給至正規(guī)方程式加法電路384和374。
然后，進(jìn)入步驟S44，正規(guī)方程式加法電路374以來(lái)自預(yù)測(cè)濾波器370的作為教師數(shù)據(jù)的關(guān)注子幀的殘留信號(hào)及來(lái)自分支生成部371的作為學(xué)生數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支為對(duì)象，按來(lái)自等級(jí)分類部373的各等級(jí)碼進(jìn)行式(13)的矩陣A和矢量V的上述添加。再有，在步驟S44，正規(guī)方程式加法電路384以來(lái)自LPC分析部204的作為教師數(shù)據(jù)的關(guān)注子幀的線性預(yù)測(cè)系數(shù)及來(lái)自分支生成部381的作為學(xué)生數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支為對(duì)象，按來(lái)自等級(jí)分類部383的各等級(jí)碼進(jìn)行式(13)的矩陣A和矢量V的上述添加，進(jìn)入步驟S45。
在步驟S45，判定是否還有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的幀的學(xué)習(xí)用語(yǔ)音信號(hào)。在步驟S45，若判定還有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀的學(xué)習(xí)用語(yǔ)音信號(hào)則返回步驟S41，將接下來(lái)的子幀重新作為關(guān)注子幀，以下重復(fù)同樣的處理。
另外，在步驟S45，若判定沒有應(yīng)作為關(guān)注子幀進(jìn)行處理的子幀的學(xué)習(xí)用語(yǔ)音信號(hào)則進(jìn)入步驟S46，分支系數(shù)決定電路375通過(guò)對(duì)按各等級(jí)生成的正規(guī)方程式求解，按各等級(jí)求出關(guān)于殘留信號(hào)的分支系數(shù)并供給至系數(shù)存儲(chǔ)器376的與各等級(jí)對(duì)應(yīng)的地址進(jìn)行記憶。再有，分支系數(shù)決定電路385也通過(guò)對(duì)按各等級(jí)生成的正規(guī)方程式求解，按各等級(jí)求出關(guān)于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)并供給至系數(shù)存儲(chǔ)器386的與各等級(jí)對(duì)應(yīng)的地址進(jìn)行記憶并結(jié)束處理。
如上述，系數(shù)存儲(chǔ)器376所記憶的關(guān)于備等級(jí)的殘留信號(hào)的分支系數(shù)被記憶于圖18的系數(shù)存儲(chǔ)器344，系數(shù)存儲(chǔ)器386所記憶的關(guān)于各等級(jí)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的分支系數(shù)被記憶于圖18的系數(shù)存儲(chǔ)器354。
因而，因?yàn)閳D18的系數(shù)存儲(chǔ)器344和354所記憶的分支系數(shù)分別為通過(guò)進(jìn)行學(xué)習(xí)以使通過(guò)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的真實(shí)的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差(平方誤差)在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《蟮谜撸詧D18的預(yù)測(cè)部345和355輸出的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)為分別與真實(shí)的殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)大體一致，其結(jié)果，根據(jù)該殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)生成的合成音為失真少、高音質(zhì)者。接下來(lái)，上述一系列處理可以通過(guò)硬件進(jìn)行，也可以通過(guò)軟件進(jìn)行。在通過(guò)軟件進(jìn)行一系列的處理時(shí)，構(gòu)成該軟件的程序?qū)⒈话惭b于通用的計(jì)算機(jī)等。
因此，圖23表示安裝有執(zhí)行上述一系列處理的程序的計(jì)算機(jī)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例。
程序可以預(yù)先記錄在內(nèi)置于計(jì)算機(jī)的作為記錄載體的硬盤405和ROM403中。
或者，還可以將程序暫時(shí)或永久地存放(記錄)于軟盤、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magneto Optical)盤、DVD(Digital Versatile Disc)、磁盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等可移動(dòng)的記錄載體411。這種可移動(dòng)的記錄載體411可以作為所謂的軟件包提供。
另外，除了從上述可移動(dòng)的記錄載體411將程序安裝于計(jì)算機(jī)之外，還可以通過(guò)數(shù)字衛(wèi)星廣播用的人造衛(wèi)星從下載站點(diǎn)無(wú)線傳送給計(jì)算機(jī)或者通過(guò)LAN(Local Area Network)、因特網(wǎng)這些網(wǎng)絡(luò)有線傳送給計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中以通信部408接收如此傳送到的程序并安裝于內(nèi)置的硬盤405。
計(jì)算機(jī)內(nèi)置有CUP(CENTRAL Processing Unit)402。輸入輸出接口410通過(guò)總線401連接于CUP402，當(dāng)用戶通過(guò)對(duì)由鍵盤、鼠標(biāo)、話筒等構(gòu)成的輸入部407的操作等并通過(guò)輸入輸出接口410輸入指令時(shí)，CPU402按該指令執(zhí)行存放于ROM(Read Only Memory)403中的程序。或者，CPU402將存放于硬盤405的程序、從衛(wèi)星或網(wǎng)絡(luò)傳送并由通信部408接收后安裝于硬盤405的程序、或從裝載于驅(qū)動(dòng)器409的可移動(dòng)的記錄載體411讀出后安裝于硬盤405的程序載入RAM(Random Access Memory)404后執(zhí)行。據(jù)此，CPU402進(jìn)行依照上述流程的處理或由上述框圖的結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的處理。然后，CPU402根據(jù)需要將該處理結(jié)果例如通過(guò)輸入輸出接口410從由LCD(Liquid CrystalDisplay)和揚(yáng)聲器等構(gòu)成的輸出部406輸出或從通信部408發(fā)送亦或記錄于硬盤405等。
在此，在本說(shuō)明書中，對(duì)用以使計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種處理的程序進(jìn)行描述的處理步驟也包括不一定需要按作為流程所記載的順序進(jìn)行時(shí)間序列處理而并列或個(gè)別地執(zhí)行的處理(例如并列處理或?qū)ο筇幚?。
另外，程序可以由一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理也可以由復(fù)數(shù)臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分散處理。再有，也可以將程序傳送給遠(yuǎn)方的計(jì)算機(jī)以執(zhí)行。
另外，在本實(shí)施方式中沒有特別提及關(guān)于作為學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)用何種信號(hào)，但作為學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)除了人類講話的語(yǔ)音，還可以采用例如樂(lè)曲(音樂(lè))等。而且，依據(jù)上述學(xué)習(xí)處理，作為學(xué)習(xí)用的語(yǔ)音信號(hào)在用人類的講話時(shí)將得到提高這種人類講話的語(yǔ)音的音質(zhì)的分支系數(shù)，在用樂(lè)曲時(shí)將得到提高樂(lè)曲的音質(zhì)的分支系數(shù)。
另外，令系數(shù)存儲(chǔ)器124等預(yù)先記憶了分支系數(shù)，但記憶于系數(shù)存儲(chǔ)器124等的分支系數(shù)可以在便攜式電話機(jī)101中從圖3的基站102(或交換站103)和圖中未示的WWW(World Wide Web)服務(wù)器等下載。即，如上述，分支系數(shù)可以通過(guò)學(xué)習(xí)得到象人類講話用和樂(lè)曲用等適于某種語(yǔ)音信號(hào)者。再有，根據(jù)用于學(xué)習(xí)的教師數(shù)據(jù)及學(xué)生數(shù)據(jù)可以得到在合成音的音質(zhì)上產(chǎn)生差別的分支系數(shù)。因而，可以將這樣的各種分支系數(shù)記憶于基站102等，使用戶下載自己所需的分支系數(shù)。而且，這樣的分支系數(shù)的下載服務(wù)可以免費(fèi)進(jìn)行也可以收費(fèi)進(jìn)行。再有，當(dāng)收費(fèi)進(jìn)行分支系數(shù)的下載服務(wù)時(shí)，作為對(duì)于下載分支系數(shù)的報(bào)酬的費(fèi)用例如可以與便攜式電話機(jī)101的通話費(fèi)等一同索取。
另外，系數(shù)存儲(chǔ)器124等可以由可拆裝于便攜式電話機(jī)101的存儲(chǔ)卡等構(gòu)成。這時(shí)，若提供分別記憶有上述各種分支系數(shù)的不同的存儲(chǔ)卡，用戶可以根據(jù)情況將記憶有所需分支系數(shù)的存儲(chǔ)卡裝載于便攜式電話機(jī)101而進(jìn)行使用。
再有，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于例如從依據(jù)VSELP(Vector SumExcited Prediction)、PSI-CELP(Pitch Synchronous InnovationCELP)、CS-ACELP(Conjugate Structure Algebraic CELP)等的CELP方式進(jìn)行編碼化的結(jié)果所得編碼生成合成音的情況。
另外，本發(fā)明不局限于從依據(jù)CELP方式進(jìn)行編碼化的結(jié)果所得的編碼生成合成音的情況，還可廣泛應(yīng)用于從某種編碼得出殘留信號(hào)和線性預(yù)測(cè)系數(shù)而生成合成音的情況。
再有，本發(fā)明不局限于語(yǔ)音，例如還可應(yīng)用于圖像等。即，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用利用L碼這樣表示周期的周期信息所處理的數(shù)據(jù)。
另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)利用了分支系數(shù)的線性一次預(yù)測(cè)運(yùn)算來(lái)求出高音質(zhì)的語(yǔ)音和殘留信號(hào)、線性預(yù)測(cè)系數(shù)的預(yù)測(cè)值，但該預(yù)測(cè)值也可通過(guò)其他二次以上的高次預(yù)測(cè)運(yùn)算求得。
再有，在本實(shí)施方式中，將分支系數(shù)本身記憶于系數(shù)存儲(chǔ)器124等，但可以將其他例如作為將成為可無(wú)級(jí)調(diào)整的(可模擬式變化的)分支系數(shù)源(種)的信息的系數(shù)種記憶于系數(shù)存儲(chǔ)器124等，并根據(jù)用戶的操作從該系數(shù)種生成可得到用戶所需音質(zhì)的語(yǔ)音的分支系數(shù)。
產(chǎn)業(yè)利用的可行性根據(jù)本發(fā)明第1種數(shù)據(jù)處理裝置及數(shù)據(jù)處理方法以及程序及記錄載體，通過(guò)關(guān)于規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)，根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)以生成用于規(guī)定處理的分支，并用其分支關(guān)于關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的處理。因而，例如可以進(jìn)行質(zhì)量良好的數(shù)據(jù)的解碼等。
根據(jù)本發(fā)明第2種數(shù)據(jù)處理裝置及數(shù)據(jù)處理方法以及程序及記錄載體，作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息。然后，通過(guò)關(guān)于作為學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)周期信息抽出規(guī)定數(shù)據(jù)而生成用于預(yù)測(cè)教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支，并進(jìn)行學(xué)習(xí)以使通過(guò)利用預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚?，并求出分支系?shù)。因而，例如可以得到用以得到質(zhì)量良好的數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為具備通過(guò)關(guān)于所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成單元；用所述分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理單元。
2.權(quán)利要求1中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為還具備取得通過(guò)進(jìn)行學(xué)習(xí)所求出的分支系數(shù)的分支系數(shù)取得單元；所述分支生成單元生成與所述分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算的預(yù)測(cè)分支，所述處理單元通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算來(lái)求出與在所述學(xué)習(xí)中作為教師所用的教師數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值。
3.權(quán)利要求2中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述處理單元通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行線性一次預(yù)測(cè)運(yùn)算來(lái)求出所述預(yù)測(cè)值。
4.權(quán)利要求1中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述分支生成單元生成用以進(jìn)行對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)區(qū)分等級(jí)的等級(jí)分類的等級(jí)分支，所述處理單元根據(jù)所述等級(jí)分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)分類。
5.權(quán)利要求1中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述分支生成單元在生成與通過(guò)進(jìn)行學(xué)習(xí)所求出的分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算的預(yù)測(cè)分支的同時(shí)，生成用以進(jìn)行對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)區(qū)分等級(jí)的等級(jí)分類的等級(jí)分支，所述處理單元根據(jù)所述等級(jí)分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)分類，并通過(guò)用與其等級(jí)分類的結(jié)果所得的等級(jí)對(duì)應(yīng)的所述分支系數(shù)和所述預(yù)測(cè)分支進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算來(lái)求出與在所述學(xué)習(xí)中作為教師所用的教師數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值。
6.權(quán)利要求1中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息得自對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行編碼后的編碼數(shù)據(jù)。
7.權(quán)利要求6中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述編碼數(shù)據(jù)由CELP(Code Excited Liner Prediction coding)方式將語(yǔ)音進(jìn)行編碼。
8.權(quán)利要求7中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述周期信息為以CELP方式所規(guī)定的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)延遲。
9.權(quán)利要求6中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)為將所述編碼數(shù)據(jù)解碼后的解碼語(yǔ)音數(shù)據(jù)。
10.權(quán)利要求6中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)為用以將所述編碼數(shù)據(jù)解碼為語(yǔ)音數(shù)據(jù)的殘留信號(hào)。
11.權(quán)利要求1中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)為時(shí)間序列的數(shù)據(jù)，所述分支生成單元通過(guò)從所述關(guān)注數(shù)據(jù)抽出相隔與所述周期信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間的位置的所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成所述分支。
12.權(quán)利要求11中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述分支生成單元通過(guò)從所述關(guān)注數(shù)據(jù)抽出在過(guò)去方向或未來(lái)方向相隔與所述周期信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間的位置的所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的一方或雙方來(lái)生成所述分支。
13.權(quán)利要求12中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為還具備對(duì)所述規(guī)定數(shù)據(jù)的波形推移進(jìn)行判定的判定單元；所述分支生成單元根據(jù)所述判定單元的判定結(jié)果抽出在過(guò)去方向或未來(lái)方向相隔與所述周期信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間的位置的所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的一方或雙方。
14.權(quán)利要求13中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述判定單元根據(jù)所述規(guī)定數(shù)據(jù)的功率判定其波形推移。
15.一種對(duì)規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理方法，其特征為具備通過(guò)關(guān)于所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成步驟；用所述分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理步驟。
16.一種使計(jì)算機(jī)對(duì)規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息進(jìn)行處理的程序，其特征為具備通過(guò)關(guān)于所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成步驟；用所述分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理步驟。
17.一種記錄有使計(jì)算機(jī)對(duì)規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息進(jìn)行處理的程序的記錄載體，其特征為記錄有具備如下步驟的程序，即通過(guò)關(guān)于所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用于規(guī)定處理的分支的分支生成步驟；用所述分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定處理的處理步驟。
18.一種對(duì)被用以處理規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息的規(guī)定的分支系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成所述規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成單元；通過(guò)關(guān)于作為所述學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成單元；為使通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出所述分支系數(shù)的學(xué)習(xí)單元。
19.權(quán)利要求18中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述學(xué)習(xí)單元為使通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行線性一次預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)。
20.權(quán)利要求18中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為還具備從作為所述學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)生成用以進(jìn)行對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)區(qū)分等級(jí)的等級(jí)分類的等級(jí)分支的等級(jí)分支生成單元；根據(jù)所述等級(jí)分支對(duì)所述關(guān)注數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)分類的等級(jí)分類單元，所述學(xué)習(xí)單元按所述等級(jí)分類單元的等級(jí)分類結(jié)果所得到的各等級(jí)求出所述分支系數(shù)。
21.權(quán)利要求20中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述等級(jí)分支生成單元通過(guò)關(guān)于所述關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成所述等級(jí)分支。
22.權(quán)利要求18中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述教師數(shù)據(jù)為語(yǔ)音數(shù)據(jù)，所述規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息得自對(duì)作為所述教師數(shù)據(jù)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后的編碼數(shù)據(jù)。
23.權(quán)利要求22中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述編碼數(shù)據(jù)由CELP(Code Excited Liner Prediction coding)方式將語(yǔ)音數(shù)據(jù)編碼。
24.權(quán)利要求23中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述周期信息為以CELP方式所規(guī)定的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)延遲。
25.權(quán)利要求22中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)為將所述編碼數(shù)據(jù)解碼后的解碼語(yǔ)音數(shù)據(jù)。
26.權(quán)利要求22中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)為用以將所述編碼數(shù)據(jù)解碼為語(yǔ)音數(shù)據(jù)的殘留信號(hào)。
27.權(quán)利要求18中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述規(guī)定數(shù)據(jù)為時(shí)間序列的數(shù)據(jù)，所述預(yù)測(cè)分支生成單元通過(guò)從所述關(guān)注數(shù)據(jù)抽出相隔與所述周期信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間的位置的所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成所述預(yù)測(cè)分支。
28.權(quán)利要求27中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述預(yù)測(cè)分支生成單元通過(guò)從所述關(guān)注數(shù)據(jù)抽出在過(guò)去方向或未來(lái)方向相隔與所述周期信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間的位置的所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的一方或雙方來(lái)生成所述預(yù)測(cè)分支。
29.權(quán)利要求28中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為還具備對(duì)所述規(guī)定數(shù)據(jù)的波形推移進(jìn)行判定的判定單元，所述預(yù)測(cè)分支生成單元根據(jù)所述判定單元的判定結(jié)果抽出在過(guò)去方向或未來(lái)方向相隔與所述周期信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間的位置的所述規(guī)定數(shù)據(jù)中的一方或雙方。
30.權(quán)利要求29中記載的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征為所述判定單元根據(jù)所述規(guī)定數(shù)據(jù)的功率判定其波形推移。
31.一種對(duì)被用以處理規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息的規(guī)定的分支系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征為具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成所述規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成步驟；通過(guò)關(guān)于作為所述學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成步驟；為使通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出所述分支系數(shù)的學(xué)習(xí)步驟。
32.一種使計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)被用以處理規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息的規(guī)定的分支系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)處理的程序，其特征為具備作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成所述規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成步驟；通過(guò)關(guān)于作為所述學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成步驟；為使通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出所述分支系數(shù)的學(xué)習(xí)步驟。
33.一種記錄有使計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)被用以處理規(guī)定數(shù)據(jù)和表示周期的周期信息的規(guī)定的分支系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)處理的程序的記錄載體，其特征為記錄有具備如下步驟的程序，即作為成為學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)生數(shù)據(jù)，從成為學(xué)習(xí)的教師的教師數(shù)據(jù)生成所述規(guī)定數(shù)據(jù)和周期信息的學(xué)生數(shù)據(jù)生成步驟；通過(guò)關(guān)于作為所述學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)定數(shù)據(jù)中的正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)根據(jù)所述周期信息抽出所述規(guī)定數(shù)據(jù)來(lái)生成用以預(yù)測(cè)所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分支的預(yù)測(cè)分支生成步驟；為使通過(guò)用所述預(yù)測(cè)分支和分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算所得到的所述教師數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差在統(tǒng)計(jì)上變?yōu)樽钚《M(jìn)行學(xué)習(xí)，求出所述分支系數(shù)的學(xué)習(xí)步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠得到高音質(zhì)的合成音等的數(shù)據(jù)處理裝置。分支生成部121從對(duì)以CELP方式進(jìn)行編碼的語(yǔ)音的編碼數(shù)據(jù)解碼后的合成音數(shù)據(jù)中正在關(guān)注的關(guān)注數(shù)據(jù)的子幀中的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)和以從關(guān)注子幀過(guò)去其關(guān)注子幀中配置的L碼所表明的延遲量的位置為起點(diǎn)的40個(gè)樣值的合成音數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)分支。然后，預(yù)測(cè)部125通過(guò)用其預(yù)測(cè)分支和系數(shù)存儲(chǔ)器124所記憶的分支系數(shù)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)測(cè)運(yùn)算來(lái)對(duì)高音質(zhì)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)解碼。本發(fā)明可應(yīng)用于對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行收發(fā)信的使攜式電話機(jī)。
文檔編號(hào)G10L19/12GK1459093SQ02800739
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月25日
發(fā)明者近藤哲二郎, 木村裕人, 渡邊勉, 服部正明 申請(qǐng)人:索尼公司