JPH0282710A - 後処理フィルタ - Google Patents
後処理フィルタInfo
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- JPH0282710A JPH0282710A JP63235773A JP23577388A JPH0282710A JP H0282710 A JPH0282710 A JP H0282710A JP 63235773 A JP63235773 A JP 63235773A JP 23577388 A JP23577388 A JP 23577388A JP H0282710 A JPH0282710 A JP H0282710A
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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。
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」
この発明は音声波形系列を少ない情報量でより高い品質
を保って符号化する方法のなかで、特（；復号器側での
後処理フィルタ（−関するものである。
を保って符号化する方法のなかで、特（；復号器側での
後処理フィルタ（−関するものである。
「従来の技術」
高能率に情報圧縮された音声波形の符号化音声の世子化
雑音を抑圧する方法として、種々の後処理フィルタが知
られている。ピッチの調波構造を強調し、非周期的雑音
を抑圧する方法としてはコームフィルタリング法（櫛形
フィルタ）が知られている。（長淵裕実：コームフィル
タリング雑音抑圧法の基本性能とＰＣＭ音声の品質改善
への応用、電子通信学会論文誌、Ｊ６５−Ａ、 Ｎ１１
６．ｐｐ。
雑音を抑圧する方法として、種々の後処理フィルタが知
られている。ピッチの調波構造を強調し、非周期的雑音
を抑圧する方法としてはコームフィルタリング法（櫛形
フィルタ）が知られている。（長淵裕実：コームフィル
タリング雑音抑圧法の基本性能とＰＣＭ音声の品質改善
への応用、電子通信学会論文誌、Ｊ６５−Ａ、 Ｎ１１
６．ｐｐ。
５７２−５７８．１９８２）。この方法は周波数領域の
処理で、周波数特性が櫛の歯の形になるよう（；シてピ
ッチの調波構造を強調するものである。
処理で、周波数特性が櫛の歯の形になるよう（；シてピ
ッチの調波構造を強調するものである。
この方法では条件じよりては処理により音声の周期性が
強調されすぎで処理後の音声が反響的になったり、自然
性や明瞭性が損なわれる場合があった。
強調されすぎで処理後の音声が反響的になったり、自然
性や明瞭性が損なわれる場合があった。
一方ホルマント成分を強調するフィルタとしてはＶ、
Ｒａｍａｍｏｏｔｈｙ ＊ ｅｔ、ａｌ、 ： ” Ｅ
ｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆＡＤＰＣＭ ５ｐｅｅｃｈ
Ｃｏｄｉｎｇ ｗｉ ｔｈ Ｂａｃｋｗａｒｄ−Ａｄ
ａｐｔｉｖｅＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｐｏｓｔ
ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ・ａｎｄ Ｎｏ１ｓｅＦｅｅｄｂａ
ｃｋ ’ 、ＩＥＥＥ＊ＪＳＡＣｓｖｏ１．６＊ｐｐ−
３６４−３８２（１９８８’）でＡＤＰＣＭ用後処理フ
ィルタ（ポストフィルタ）が詳細に検討されている。
Ｒａｍａｍｏｏｔｈｙ ＊ ｅｔ、ａｌ、 ： ” Ｅ
ｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆＡＤＰＣＭ ５ｐｅｅｃｈ
Ｃｏｄｉｎｇ ｗｉ ｔｈ Ｂａｃｋｗａｒｄ−Ａｄ
ａｐｔｉｖｅＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｐｏｓｔ
ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ・ａｎｄ Ｎｏ１ｓｅＦｅｅｄｂａ
ｃｋ ’ 、ＩＥＥＥ＊ＪＳＡＣｓｖｏ１．６＊ｐｐ−
３６４−３８２（１９８８’）でＡＤＰＣＭ用後処理フ
ィルタ（ポストフィルタ）が詳細に検討されている。
特にこの文献の後半にはフィルタ特性がＡ（ｐ）８９次
の多項式 ％式％： ： の形式のフィルタで、ホルマントでない部分の量子化雑
音の抑圧に効果をもつフィルタが提案されている。しか
しｒｌ、 ｒ２の差が小さいと効果が僅か（：なり、か
と言ってｒｌとｒ２との差が大きくなると異音が生じた
り、自然性が損なわれる問題がある。
の多項式 ％式％： ： の形式のフィルタで、ホルマントでない部分の量子化雑
音の抑圧に効果をもつフィルタが提案されている。しか
しｒｌ、 ｒ２の差が小さいと効果が僅か（：なり、か
と言ってｒｌとｒ２との差が大きくなると異音が生じた
り、自然性が損なわれる問題がある。
この発明の目的は情報圧縮して符号化された音声の主観
的な品質を同上させるため、ピッチ周期の調波構造やホ
ルマントの成分を強調し、かつ処理による副作用の殆ど
ないような後処理をする後処理フィルタを提供すること
にある。
的な品質を同上させるため、ピッチ周期の調波構造やホ
ルマントの成分を強調し、かつ処理による副作用の殆ど
ないような後処理をする後処理フィルタを提供すること
にある。
「課題を解決するための手段」
この発明によれば山の部分を強調する再帰型フィルタと
、その再帰型フィルタの次数より低次の緩かなスペクト
ル包絡をなまらせる逆フィルタとからなる。つまりこの
発明によればピッチやホルマントの部分を再帰型フィル
タにより局所的Ｃ二強調すると同時にこれより低次の逆
フィルタＣ二より大域的なスペクトルの傾きが変化しな
いように適応的に補償する構造を持つことが特徴である
。このため従来の後処理フィルタと異なり、処理による
歪の付加が殆ど生じない。
、その再帰型フィルタの次数より低次の緩かなスペクト
ル包絡をなまらせる逆フィルタとからなる。つまりこの
発明によればピッチやホルマントの部分を再帰型フィル
タにより局所的Ｃ二強調すると同時にこれより低次の逆
フィルタＣ二より大域的なスペクトルの傾きが変化しな
いように適応的に補償する構造を持つことが特徴である
。このため従来の後処理フィルタと異なり、処理による
歪の付加が殆ど生じない。
「実施例」
この発明のフィルタは第１１３に示すように音声符号化
復号化装置の復号化器の中に組み込んで用いる。つまり
音声Ｘ （Ｚｌは符号化装置１１で符号化され、伝送路
１２を伝送され、その伝送された符号化情報は復号化部
１３で復号され、その復号された出力Ｑｔｚ＋は特性が
Ｈ（Ｚｌの後処理フィルタ１４に連され、音声出力＆
１２１ Ｈ（Ｚ）を得る。
復号化装置の復号化器の中に組み込んで用いる。つまり
音声Ｘ （Ｚｌは符号化装置１１で符号化され、伝送路
１２を伝送され、その伝送された符号化情報は復号化部
１３で復号され、その復号された出力Ｑｔｚ＋は特性が
Ｈ（Ｚｌの後処理フィルタ１４に連され、音声出力＆
１２１ Ｈ（Ｚ）を得る。
この後処理フィルタ１４の具体的な特性例を２変換を使
ってＨ（Ｚ）で表現する。
ってＨ（Ｚ）で表現する。
Ｂ （Ｚｌ ＝ β１□−（Ｔ−１）＋β２□−Ｔ＋β
３ｚ−＝（Ｔ±１）ここでＴ、βｉ、αｉはそれぞれ復
号化された音声のピッチ周期、ピ、ツチ予測係数、線形
予測係数であり、ｒ、δは実験的に適当に定める定数で
、ηはδとＢ （Ｚ）に依存する係数である。
３ｚ−＝（Ｔ±１）ここでＴ、βｉ、αｉはそれぞれ復
号化された音声のピッチ周期、ピ、ツチ予測係数、線形
予測係数であり、ｒ、δは実験的に適当に定める定数で
、ηはδとＢ （Ｚ）に依存する係数である。
（２式の第１項の分母は再帰型フィルタであるコムフィ
ルタを構成し、ピッチ周期の調波構造強調で、大域的な
傾きを分子のηを係数とする１次のフィルタ（逆フィル
タ）で補償する。つまり分母に３次のフィルタを採用す
ることで、低域ではスペクトル特性の山と谷の差が大き
く、高域では差が小さくなるような自由度を持たせるこ
とができる。このため処理後の音声に反響的な歪が生じ
ない。しかし３タツプのフィルタはβの値に依存して大
域的にスペクトルの傾きをもち、処理後の音声がこもっ
た感じになる。これを防ぐためＣ二１次の傾きがＯにな
るように、βとδシニあわせてηを決める。
ルタを構成し、ピッチ周期の調波構造強調で、大域的な
傾きを分子のηを係数とする１次のフィルタ（逆フィル
タ）で補償する。つまり分母に３次のフィルタを採用す
ることで、低域ではスペクトル特性の山と谷の差が大き
く、高域では差が小さくなるような自由度を持たせるこ
とができる。このため処理後の音声に反響的な歪が生じ
ない。しかし３タツプのフィルタはβの値に依存して大
域的にスペクトルの傾きをもち、処理後の音声がこもっ
た感じになる。これを防ぐためＣ二１次の傾きがＯにな
るように、βとδシニあわせてηを決める。
第２項はホルマント強調フィルタになっており、次数の
高い（ｐ次）多項式からなる分母の再帰型フィルタでホ
ルマントを強調し、次数の低い（ｍ次）多項式からなる
分子の逆フィルタで緩やかなスペクトル包絡をなまらせ
、つまり傾きを補正する効果をもたせである。両多項式
ともに共通の短時間自己相関係数から求める。
高い（ｐ次）多項式からなる分母の再帰型フィルタでホ
ルマントを強調し、次数の低い（ｍ次）多項式からなる
分子の逆フィルタで緩やかなスペクトル包絡をなまらせ
、つまり傾きを補正する効果をもたせである。両多項式
ともに共通の短時間自己相関係数から求める。
これらの予測係数やピッチ周期は復号化された音声から
求める場合と原音を分析して符号化され、伝送されたパ
ラメータをそのまま用いる場合とがある。前者の場合に
は符号化方式に拘束されることなく、柔軟な構成が可能
であり、またパラメータを量子化する必要がない。しか
しながら復号化装置内でのパラメータ推定演算が必要で
、また量子化雑音の重畳した音声からパラメータを求め
る必要がある。後者の場合はこの逆で、復号器側での演
算は不要で、原音から求めたパラメータを使うことがで
きるが、パラメータには量子化歪や伝送路誤りが含まれ
る。また符号化器が予測係数やピッチ周期を補助情報と
して伝送する形式のものへの適用Ｃ二限られる。
求める場合と原音を分析して符号化され、伝送されたパ
ラメータをそのまま用いる場合とがある。前者の場合に
は符号化方式に拘束されることなく、柔軟な構成が可能
であり、またパラメータを量子化する必要がない。しか
しながら復号化装置内でのパラメータ推定演算が必要で
、また量子化雑音の重畳した音声からパラメータを求め
る必要がある。後者の場合はこの逆で、復号器側での演
算は不要で、原音から求めたパラメータを使うことがで
きるが、パラメータには量子化歪や伝送路誤りが含まれ
る。また符号化器が予測係数やピッチ周期を補助情報と
して伝送する形式のものへの適用Ｃ二限られる。
もちろん、例えばピッチのパラメータは前者、ホルマン
トのパラメータは後者の方法を用いる、あるいはその逆
でもよい。また復号化した音声からパラメータを求める
前者の場合、波形を再標本化してピッチ周期を高精度に
求めることも可能である。Ｈ（Ｚ）のフィルタは稀れ（
；処理後の音声の振幅（パワ）が処理前のものと著しく
異なることがある。それを避けるためロフレーム単位（
処理単位）ごとに処理後の音声の振幅（パワ）を処理前
のものと合せる処理、つまり振幅（パワ）の正規化を併
用することが望ましい。処理後の音声が滑らかＣ：つな
がるよう（：台形窓を使って処理後の音声を接続する。
トのパラメータは後者の方法を用いる、あるいはその逆
でもよい。また復号化した音声からパラメータを求める
前者の場合、波形を再標本化してピッチ周期を高精度に
求めることも可能である。Ｈ（Ｚ）のフィルタは稀れ（
；処理後の音声の振幅（パワ）が処理前のものと著しく
異なることがある。それを避けるためロフレーム単位（
処理単位）ごとに処理後の音声の振幅（パワ）を処理前
のものと合せる処理、つまり振幅（パワ）の正規化を併
用することが望ましい。処理後の音声が滑らかＣ：つな
がるよう（：台形窓を使って処理後の音声を接続する。
台形窓でのフレームを滑らか媚：接続する手法を併用す
るとフィルタ（；よる副作用は殆ど感じられない。また
これらのパラメータは一般じフレーム単位で求められる
ものであるが、パラメータをさら１；細かい区間ごと、
あるいは音声波形サンプルごとに捕間して滑らかＣ二変
化させることも可能である。
るとフィルタ（；よる副作用は殆ど感じられない。また
これらのパラメータは一般じフレーム単位で求められる
ものであるが、パラメータをさら１；細かい区間ごと、
あるいは音声波形サンプルごとに捕間して滑らかＣ二変
化させることも可能である。
第２図は（１）原音、（２）後処理フィルタ前の符号化
音声、（３）後処理フィルタの特性、及び（４）処理後
の符号化音声の対数周波数特性（対数パワスペクトル）
の例を示すものである。（２）で見られる調波構造の乱
れが後処理フィルタを通した（４）で改善されているこ
とが示されている。
音声、（３）後処理フィルタの特性、及び（４）処理後
の符号化音声の対数周波数特性（対数パワスペクトル）
の例を示すものである。（２）で見られる調波構造の乱
れが後処理フィルタを通した（４）で改善されているこ
とが示されている。
第３図はフィルタのうち特にピッチ周期の調波構造を強
調するＨ （Ｚ）の第１項の具体的構成例である。分母
の特性を実現する３タツプの再帰型フィルタ（コムフィ
ルタ）と分子の特性を実現する１次の逆フィルタとによ
り構成される。
調するＨ （Ｚ）の第１項の具体的構成例である。分母
の特性を実現する３タツプの再帰型フィルタ（コムフィ
ルタ）と分子の特性を実現する１次の逆フィルタとによ
り構成される。
第４図はフィルタのうち特にホルマント強調を行うＨ（
Ｚｌの第２項の具体的構成例である。これは分母の特性
を実現するｐ次の再帰型フィルタと分子の特性を実現す
るｍ次の逆フィルタとを融合した形となる。
Ｚｌの第２項の具体的構成例である。これは分母の特性
を実現するｐ次の再帰型フィルタと分子の特性を実現す
るｍ次の逆フィルタとを融合した形となる。
第５図は第４図と等価な処理を効率よく構成する方法を
示す。左からの入力Ｃ：対し、一番右の出力はｐ次の格
子型再帰型フィルタの出力シニなっている。ｋｉはｉ次
のＰＡＲＣＯＲ係数（特許７５４４１８号）である。す
なわち一番右の出力はＨ（Ｚ）の第２項の分母のみの特
性を示すものである。ところがＨ（Ｚ）の第２項のよう
にγを分子分母で共通Ｉ：用い、かつＰＡＲＣＯＲ係数
を用いると、ｐ次の合成フィルタのｍ次目の途中出力が
そのままＨ（Ｚ）の第２項となる。予測係数αのパラメ
ータを直接用いる第４図の例ではαの補間操作等により
、フィルタが不安定（：なる場合があるが、第５図の例
ではｋが±ｌａ内で有れば必ず安定であり、パラメータ
の個数がｐ個で済むので実用上便利である。
示す。左からの入力Ｃ：対し、一番右の出力はｐ次の格
子型再帰型フィルタの出力シニなっている。ｋｉはｉ次
のＰＡＲＣＯＲ係数（特許７５４４１８号）である。す
なわち一番右の出力はＨ（Ｚ）の第２項の分母のみの特
性を示すものである。ところがＨ（Ｚ）の第２項のよう
にγを分子分母で共通Ｉ：用い、かつＰＡＲＣＯＲ係数
を用いると、ｐ次の合成フィルタのｍ次目の途中出力が
そのままＨ（Ｚ）の第２項となる。予測係数αのパラメ
ータを直接用いる第４図の例ではαの補間操作等により
、フィルタが不安定（：なる場合があるが、第５図の例
ではｋが±ｌａ内で有れば必ず安定であり、パラメータ
の個数がｐ個で済むので実用上便利である。
第６因は！Ｊ４図、第５図と等価なフィルタをＬＳＰパ
ラメータ（管材、板金：線スペクトル対（ＬＳＰ）音声
分析合成方弐区；よる音声情報圧縮、電子通信学会論文
誌Ｊ６４−Ａ、醜８．ｐＩ）、５９９−６０６．（１９
８１））を利用して実現したフィルタである。分母の多
項式（：対応するＬＳＰパラメータがθであり、分子の
多項式（：対応するのがωである。この構成もパラメー
タの捕間１：よる安定性はパラメータの大小関係で容易
に判定できる。このほか様々な形式の線形フィルタで実
現可能であることは明かである。
ラメータ（管材、板金：線スペクトル対（ＬＳＰ）音声
分析合成方弐区；よる音声情報圧縮、電子通信学会論文
誌Ｊ６４−Ａ、醜８．ｐＩ）、５９９−６０６．（１９
８１））を利用して実現したフィルタである。分母の多
項式（：対応するＬＳＰパラメータがθであり、分子の
多項式（：対応するのがωである。この構成もパラメー
タの捕間１：よる安定性はパラメータの大小関係で容易
に判定できる。このほか様々な形式の線形フィルタで実
現可能であることは明かである。
「発明の効果」
第７因は第１図の符号器復号器として重み付きベクトル
量子化に基づく変換符号化（特願昭６１−１８１７７０
号）を用いてこの発明の主観的品質の改善効果を示すも
のであるｏ （８ＫＨｚサンプル、３Ｋｂｉｔ／ｓ、ｒ
＝０．９５ 、δ＝ ０．６ ）伝送路に１チのランダ
ム誤りが生じる場合も試験に含めである。縦軸は１１種
の入力音声に対する被験者２８名の平均オピニオン値で
ある。この結果、伝送路（＝誤りがある場合も無い場合
（：もこの発明によりＰ ＣＭ Ｏ，５ビツト相当の品
質改善が実現されていることがわかる。
量子化に基づく変換符号化（特願昭６１−１８１７７０
号）を用いてこの発明の主観的品質の改善効果を示すも
のであるｏ （８ＫＨｚサンプル、３Ｋｂｉｔ／ｓ、ｒ
＝０．９５ 、δ＝ ０．６ ）伝送路に１チのランダ
ム誤りが生じる場合も試験に含めである。縦軸は１１種
の入力音声に対する被験者２８名の平均オピニオン値で
ある。この結果、伝送路（＝誤りがある場合も無い場合
（：もこの発明によりＰ ＣＭ Ｏ，５ビツト相当の品
質改善が実現されていることがわかる。
９５８図は明瞭度試験（話者＝３名、被験者二通話試験
員４名）による日本語１００音節の単音明瞭度の平均と
標準偏差を示す。この結果より、この発明の処理は明瞭
度を劣化させることはない、つまり副作用がないことが
分かる。すなわちこの発明の後処理フィルタは明瞭度や
自然性を損なうことなく、符号化音声の主観的な品質を
向上させる効果があることがわかる。
員４名）による日本語１００音節の単音明瞭度の平均と
標準偏差を示す。この結果より、この発明の処理は明瞭
度を劣化させることはない、つまり副作用がないことが
分かる。すなわちこの発明の後処理フィルタは明瞭度や
自然性を損なうことなく、符号化音声の主観的な品質を
向上させる効果があることがわかる。
第１因はこの発明の後処理フィルタの音声符号化復号化
装置に対する位置づけを表した図、第２図は（１）符号
化前の音声、（２）符号化後の音声、（３）フィルタＨ
（Ｚ）、（４）フィルタ通過後の音声の対数周波数特性
図、第３因はＨ（Ｚ）の第１項の構成を表わした図、第
４図はＨ（Ｚｌの第２項の構成を表わした因、第５図は
Ｈ（Ｚｌの第２項をＰＡＲＣＯＲ係数を用いて構成した
図、第６図はＨ（Ｚｌの第２項をＬＳＰパラメータを用
いて構成した図、第７図はこの発明の効果を対数ＰＣＭ
符号化と比較して平均オピニオン値で評価した図、′Ｗ
１８図は明瞭度試験≦；よる単音明瞭度の平均値と標準
偏差を表わした図である。 代 理 人 草 野 卓尤 図 しに門ｚ１
装置に対する位置づけを表した図、第２図は（１）符号
化前の音声、（２）符号化後の音声、（３）フィルタＨ
（Ｚ）、（４）フィルタ通過後の音声の対数周波数特性
図、第３因はＨ（Ｚ）の第１項の構成を表わした図、第
４図はＨ（Ｚｌの第２項の構成を表わした因、第５図は
Ｈ（Ｚｌの第２項をＰＡＲＣＯＲ係数を用いて構成した
図、第６図はＨ（Ｚｌの第２項をＬＳＰパラメータを用
いて構成した図、第７図はこの発明の効果を対数ＰＣＭ
符号化と比較して平均オピニオン値で評価した図、′Ｗ
１８図は明瞭度試験≦；よる単音明瞭度の平均値と標準
偏差を表わした図である。 代 理 人 草 野 卓尤 図 しに門ｚ１
Claims (1)
- （１）音声符号化復号化装置の復号化装置内で、再構成
された音声信号に対してその短時間パワスペクトラムに
おける声帯振動の基本周期に起因する山の成分と声道の
共鳴に起因する山（ホルマント）の成分の両方またはど
ちらか一方を短時間ごとに適応的に強調する後処理フィ
ルタにおいて、山の部分を強調する再帰型フィルタと、
その再帰型フィルタの次数より低次の緩かなスペクトル
包絡をなまらせる逆フィルタとを組み合わせることを特
徴とする後処理フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63235773A JP2588004B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 後処理フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63235773A JP2588004B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 後処理フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282710A true JPH0282710A (ja) | 1990-03-23 |
| JP2588004B2 JP2588004B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=16991026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63235773A Expired - Lifetime JP2588004B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 後処理フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2588004B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5822732A (en) * | 1995-05-12 | 1998-10-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Filter for speech modification or enhancement, and various apparatus, systems and method using same |
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| CN113074967A (zh) * | 2020-01-06 | 2021-07-06 | 北京谛声科技有限责任公司 | 一种异音检测的方法、装置、存储介质及电子设备 |
Families Citing this family (2)
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| JP3046566B2 (ja) | 1997-07-01 | 2000-05-29 | 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信研究所 | 信号分析方法および信号分析装置 |
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-
1988
- 1988-09-19 JP JP63235773A patent/JP2588004B2/ja not_active Expired - Lifetime
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