JPH01312600A - パワ適応窓音声波形再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は音声信号全フレーム毎に処理する音声符号化
方式において、復号時におけるフレーム間の重ね合わせ
部分の処理に関するものである。

「従来の技術」 音声符号化において、音声信号の分析・合成の処理を行
う場合には、・入力信号波形のサンプル値を準定常と考
えられる程度の短区間（通常２０〜３９　ｍ−５ｅｅ　
）に区切り、かつ結果の連続性が保たれるように分析区
間（フレーム）を一部重複させて分析を行う。フレーム
の端の影響を少なくするために、分析時には、ハミング
窓、ハニング窓、方形窓等が用いられ、合成時には台形
窓が用いられることが多い。ところがフレーム毎に周波
数領域に変換して処理を行う場合などには、合成時に台
形窓を用いるとフレームの境界部分などでの音声波形の
立ち上がり、立ち下がり部などの過渡部での歪が大きく
なることがあり、符号化品質に劣化をもたらすことがあ
る。

「課題を解決するための手段」 上記問題点を解決するため（二、この発明では合成時の
重ね合わせ部分に対して、その前後の分析区間の音声パ
ワの比に応じて重ね合わせ部分の窓の形（重み付け）を
適応的Ｃユ変化させることを行う。これにより音声波形
の立ち上がり、立ち下がり等の過渡部を明瞭≦；し、Ｓ
Ｎ比を向上させることが可能となる。

音声信号の分析・合成を行う場合（二は、入力信号波形
のサンプル値を準定常と考えられる程度の短区間（通常
２０〜３　Ｑ　ｍ　ｓｅｅ　）に区切って分析を行い、
結果の連続性が作たれるように分析区間を一部重複させ
て分析を行う。この方法を第１（ｇに示す。このとき分
析フレームの端の影響を少なくするために、第１図（；
示すように窓かけ分析波形としてハミング窓やハニング
窓、方形窓等が用いられる。この分析した信号波形を合
成する場合に、この発明では連続する２フレームの各々
の音声パワを利用したパワ適応窓を用いる。パワ適応窓
の形状を一般（：よく用いられる台形窓と比較して第２
図（ａｌ　、　（ｂ）に示す。

第２図において、時間方向をＸ軸、振幅方向をｙ軸にと
り、重ね合わせ部分を示すＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ点のｘ、ｙ座標を各々（０，０）ｔ（０９１）１（Ｎ
、０）、（Ｎ、１）としたとき、第２図（ａ）　（：。

示す台形窓では重ね合わせの部分のＢ−０間、Ａ−０間
は各々 Ｂ−Ｃ：　　ｙ＝−ＬＸ＋ｉ　　ｐ、−Ｄ：　　ｙ＝３
−ｘＮ　　　　　　　　　　Ｎ と表される。一方、この発明によるパワ適応窓では第２
図（ｂ）に示すように、時間方向と振幅方向において、
各フレーム区間（二おける音声パワのα乗（αハ正（Ｄ
実数）　Ｐ１ａ＊　Ｐ２”　＜Ｄ比１：応１：ｔテＥ点
、２点を決定する。すなわちＥ点を（Ｎ　−Ｐ２”／（
Ｐ、”　＋　Ｐ２”　）　ｓ　Ｐ２ａ／（Ｐ１ａ＋Ｐ２
”）　）　ｔ　Ｆ、＃ｌ’（Ｎ’Ｐ２ａ／ＣＰ、”＋Ｐ
２”　）　Ｉ　Ｐ、”／（Ｐ、”　＋Ｐ２ａ）　）トＬ
／、Ｂ−Ｅ　、　Ｅ−Ｃ、Ａ−Ｆ　、　Ｆ−０間を各々
とする。但しフレームの音声パワＰを と定義する。Ｘｉは標本化されたフレーム内の音声信号
の値であり、Ｌはｌフレームのサンプル数である。

このパワ適応窓は、音声パワの変化を利用してフレーム
間で急激なパワの変化が生じたときにもそのパワに応じ
て符号化音声波形を再生するものである。

「実施例」 以下にこの発明の実施例を図面を用いて説明する。第３
図はこの発明を音声符号化方式（特願昭６３−３０１９
８）に適用した一実施例である。

入力端子１からの入力音声信号は周波数領域変換部２で
１フレームを単位に、例えば離散的フーリエ変換（ＤＦ
Ｔ）（＝より周波数領域の信号、すなわちスペクトルに
変換される。次＆：捕助情報抽出部３において音声パワ
とスペクトルの帯域（例えば０〜１　、１〜２　、２〜
４　ＫＨｚ）ごとのパワが補助情報として抽出された後
、量子化され、さらに補助情報荀部復号化部４において
補助情報はあらかじめ復号化される。変換されたスペク
トルは振幅・位相成分抽出部６で振幅成分と位相成分と
に分けられ、ピーク抽出部７で調波構造をもつ振幅成分
の各ピークが抽出される。

次（二層波数情報補間部８で抽出した振幅成分のピーク
点とその両側の２点を含む３点（二よる二次捕間によっ
て実際のピークとなる周波数を詳細に定める。その決定
されたピークの周波数位置を、先に抽出した補助情報に
より適応情報割当部５で帯域毎のパワに応じたピット配
分を行って割り当てられたピット数で１周波数情報量子
化部９で量子化する。局部復号化部１０でこの周波数情
報のみを復号化して、その復号された周波数位置へ゛：
における振幅・位相を新たに定める。振幅情報補間へ 部１１で周波数ｆｉｌ一対応する振幅を決定し、位相へ 情報補間部１２で周波数ｆｉに対応する位相を決定する
。これら決定された振幅・位相の各パラメータを、先に
求めておいた補助情報（二もとづいて、適応情報割当部
５で適応情報割当を行い、振幅情報量子化部１３、位相
情報量子化部１４でそれぞれ量子化する。

受信側では補助情報復号化部１７で復号化された補助情
報を用いて、符号器で用いたものと同じ適応情報割当部
５で割り当てられるビット数によって、各゛復号化部１
８〜２０で周波数、振幅、位相の各情報が復号化され、
これら情報により音声波形再生部２１でパワ適応窓によ
る再生波形が得られる。

一般（二音声符号化（：おいてはフレーム毎のパワは補
助情報として伝送するものであるから、パワ適応窓は伝
送パラメータ数の増加を招くことなく、すなわちビット
レートの増加なく実現することができる。

次に本実施例において、通常の台形窓を用いた場合とパ
ワ適応窓を用いた場合を比較した実験例を述べる。サン
プリング周波数は８ＫＨｚ、分析フレーム長は３２ｍ５
ｌＩｅ、重なり部分の長さはｌ（５ｍｓｅ、前記のα上
１／２としたときの情報量（ビットレート）（二対する
セグメンタルＳＮ比を第４図に示す。

第４因において曲線２３は台形窓を用いた場合、曲線２
４はこの発明のパワ適応窓を用いた場合であり、他の条
件は全く同一である。第４図から従来方式である台形窓
よりもこの発明方法のパワ適応窓の方が優れていること
が理解できる。

また符号化音声波形の一例を原音声波形と併せて第５図
に示す。第５図（ａ）が原音声波形で、第５図（ｂ）が
台形窓を用いた場合、第５［／（Ｃ）がパワ適応窓を適
用した場合、符号化の条件は前記と同様でビットレート
はＦ３　ｋｂｐｓである。第５図に示した例は音声波形
が大きく変化している部分がフレームの境界部分（二角
たっている例である。第５図よりこの発明のパワ適応窓
により大きな改善効果が得られていることがわかる。

ここではこの発明の実施例として、音声符号化方式（特
願昭６３−３０１９８）に適用した例（；ついてのみ述
べたが、その池のフレーム毎に処理を行う音声符号化方
式にも適用することができる。

「発明の効果」 以上述べたようにこの発明によれば、音声の分析・合成
の処理をフレーム毎に行う場合において、音声波形の急
峻な変化がある場合でも、音声パワ情報を有効に利用す
ること（二より、原音により近い音声波形を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はハミング窓を用いた分析の説明図、第２図は合
成窓を示し、（ａ）は台形窓、（ｂｌはこの発明のパワ
適応窓、第３図はこの発明の実施例を示すブロック図、
第４図はパワ適応窓を用いた場合と台形窓を用いた場合
の情報量−８Ｎ比の関係を示す図、第５図はパワ適応窓
の効果を示す図で、（ａ）は原音声波形、（ｂ）は台形
窓を用いた場合の符号化音声波形、（Ｃ）はパワ適応窓
を用いた場合の符号化音声波形である。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代　理　　人　　　草　　　野　　　　　卓汗　１　圀 悠授１１介祈浪形 、＋１７２　　ｇ （ａ） （ｂ） オ　３　図 々　４　口 ごットレート ヤ　５　図 ２ｍｓｅｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を一定時間間隔で標本化してその標本値
   を取り出し、一定数記憶して１フレームとし、１フレー
   ム毎の分析・合成の処理を、分析フレーム区間を一部重
   複させて行う音声符号化方式において、合成時には前記
   重複部分の前後のフレーム区間の音声パワの比に応じて
   その窓の形（重複部分の重み付け）を変化させるパワ適
   応窓を用いたことを特徴とするパワ適応窓音声波形再生
   方法。