JPH03123113A - ピッチ周期探索方式 - Google Patents
ピッチ周期探索方式Info
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- JPH03123113A JPH03123113A JP1260531A JP26053189A JPH03123113A JP H03123113 A JPH03123113 A JP H03123113A JP 1260531 A JP1260531 A JP 1260531A JP 26053189 A JP26053189 A JP 26053189A JP H03123113 A JPH03123113 A JP H03123113A
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- JP
- Japan
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- pitch period
- retrieval
- search
- time
- electric power
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
- G10L25/90—Pitch determination of speech signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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】
〔概 要〕
過去の再生信号から入力音声信号との間の誤差電力を最
小にする音声波形のピッチ周期を探索する方式に関し、 入力音声信号とメモリに記憶した所定刃ンプル個数のピ
ッチ周期分遅延させた過去の予測残差信号？再生フィル
タで再生した信号との間の誤差電力を演算部で演算し該
誤差電力を最小にする音声波形の最適なピッチ周期を探
索部で探索する方式において、ピッチ周期の推定精度を
損ねることなく探索に必要な演算量を削減することを目
的とし、該探索部が、１回目で該メモリの全ピッチ周期
を一定の飛び飛びの間隔で探索して該誤差電力を最小に
するピッチ周期を決定し、２回目では１回目で決定した
ピッチ周期を中心として隣接する所定サンプル範囲で探
索することにより最適なピッチ周朋を求めるように構成
する。
小にする音声波形のピッチ周期を探索する方式に関し、 入力音声信号とメモリに記憶した所定刃ンプル個数のピ
ッチ周期分遅延させた過去の予測残差信号？再生フィル
タで再生した信号との間の誤差電力を演算部で演算し該
誤差電力を最小にする音声波形の最適なピッチ周期を探
索部で探索する方式において、ピッチ周期の推定精度を
損ねることなく探索に必要な演算量を削減することを目
的とし、該探索部が、１回目で該メモリの全ピッチ周期
を一定の飛び飛びの間隔で探索して該誤差電力を最小に
するピッチ周期を決定し、２回目では１回目で決定した
ピッチ周期を中心として隣接する所定サンプル範囲で探
索することにより最適なピッチ周朋を求めるように構成
する。
本発明は、ピッチ周期探索方式に関し、特に過去の再生
信号から入力音声信号との間の誤差電力を最小にする音
声波形のピッチ周期を探索する方式に関するものである
。
信号から入力音声信号との間の誤差電力を最小にする音
声波形のピッチ周期を探索する方式に関するものである
。
近年、企業内通信システムやディジタル移動無線システ
ムなどにおいて、音声信号をその品質を保持しつつ情報
圧縮する高能率音声符号化方式に対する要求が高まって
おり、例えば、ＣＢ Ｌ Ｐ（Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉ Ｌ
ｅｄ−ＬＰに）方式と呼ばれる方式等においては、音源
ピッチの周期性に起因する長期予測と、近接サンプル間
値開の相関による短期予測の２段階の予測により生じた
残差信号をヘクトル量子化するものであるが、ピッチ周
期の予測に当たっては入力音声信号と再生音声信号との
誤差信号電力から探索して受信側に伝送する必要がある
。
ムなどにおいて、音声信号をその品質を保持しつつ情報
圧縮する高能率音声符号化方式に対する要求が高まって
おり、例えば、ＣＢ Ｌ Ｐ（Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉ Ｌ
ｅｄ−ＬＰに）方式と呼ばれる方式等においては、音源
ピッチの周期性に起因する長期予測と、近接サンプル間
値開の相関による短期予測の２段階の予測により生じた
残差信号をヘクトル量子化するものであるが、ピッチ周
期の予測に当たっては入力音声信号と再生音声信号との
誤差信号電力から探索して受信側に伝送する必要がある
。
〔従来の技術］
第３図に従来のピッチ周期探索方式の構成が示されてお
り、過去の線型予測残差信号をＮ （Ｎ＞１）サンプル
分遅延さ一ロて各サンプルについて記１意したメモリ１
の中から取り出したＴ）（１≦Ｄ≦Ｎ）サンプル分遅延
さセた予測残差信号Ｖに所定のゲインｇを掛けた後に再
生フィルタ２を通して再生信号を発生ずる。
り、過去の線型予測残差信号をＮ （Ｎ＞１）サンプル
分遅延さ一ロて各サンプルについて記１意したメモリ１
の中から取り出したＴ）（１≦Ｄ≦Ｎ）サンプル分遅延
さセた予測残差信号Ｖに所定のゲインｇを掛けた後に再
生フィルタ２を通して再生信号を発生ずる。
この場合の再生フィルタ２は予測残差信号■に対して、
下記の再生信号ｙ ’Ｊ ｉ −Ｖ ｉ−Ｄ ＋Σａｊ ｙｉ−ｊを
出力するものである。但し、ａは線型予測係数であり、
ｐ１才線型予測の次数である。
下記の再生信号ｙ ’Ｊ ｉ −Ｖ ｉ−Ｄ ＋Σａｊ ｙｉ−ｊを
出力するものである。但し、ａは線型予測係数であり、
ｐ１才線型予測の次数である。
そして、」二記のゲインｇを加味した再生信号ｇ・ｙ、
と入力音声信号χ、との間の誤差電力Ｅを演算部３で次
式（１）のように求める。
と入力音声信号χ、との間の誤差電力Ｅを演算部３で次
式（１）のように求める。
Ｅｏ −Σ （ｘｔ−ｇ −ｙｉ） ２ ・
・・・（１）この演算部３では更にこの誤差電力Ｅを評
価して、最も誤差の小さい遅延量Ｄ（ピッチ周１υＩ）
、及びその時のゲインｇを決定する。
・・・（１）この演算部３では更にこの誤差電力Ｅを評
価して、最も誤差の小さい遅延量Ｄ（ピッチ周１υＩ）
、及びその時のゲインｇを決定する。
即ち、式（１）で表される誤差電力Ｅを元に各ピッチ周
期当たり−っのゲインｇが決定され、その値は一定のサ
ンプルＮ毎に更新される。
期当たり−っのゲインｇが決定され、その値は一定のサ
ンプルＮ毎に更新される。
」二式（１）を最小にするゲインｇは誤差電力Ｅをゲイ
ンｇで微分して零と置くことにより得られる。
ンｇで微分して零と置くことにより得られる。
ｄＥ／ｄｇ−０
２△（Ｘｔ−ｇ ＋ ｙｌ） ｙｉ＝。
・・・・・・（２）
この時の誤差電力Ｅ。は次式（３）のようになる。
Ｅ、 −Σ （ｘｔ−ｇ−ｙｉ） ２Σ ｙ。
この式（３）の第２項をＡと置くと、
一
・・・・（４）
Σ ｙ。
であり、このＡを最大にすれば誤差電力りは最小となり
、その時にメモリ１から選ばれるピッチ周期が最適ピッ
チ周期となる。
、その時にメモリ１から選ばれるピッチ周期が最適ピッ
チ周期となる。
このように従来のピッチ周期探索方式では、メモリ１に
記憶された遅延Ｎザンプル分の内、通常、遅延２０〜］
４７サンプルの探索範囲、即ち１２８通りの全てのピッ
チ周期について上記の式（１）〜（４）による再生フィ
ルタとの畳込み演算及び誤差信号電力の評価演算を行っ
て最適のピッチ周期を探索する必要がある。
記憶された遅延Ｎザンプル分の内、通常、遅延２０〜］
４７サンプルの探索範囲、即ち１２８通りの全てのピッ
チ周期について上記の式（１）〜（４）による再生フィ
ルタとの畳込み演算及び誤差信号電力の評価演算を行っ
て最適のピッチ周期を探索する必要がある。
従って、演算量が膨大となりハードウェア規模が大きく
なってしまうという問題点があった。
なってしまうという問題点があった。
従って、本発明は、入力音声信号とメモリに記憶した所
定ザンプル個数のビノヂ周期分遅延させた過去の予測残
差信号を再生フィルタで再生した信号との間の誤差電力
を演算部で演算し該誤差電力を最小にする音声波形の最
適なピッチ周期を探索部で探索する方式において、ピッ
チ周期の推定精度を損ねることなく探索に必要な演算量
を削減することを目的とした。
定ザンプル個数のビノヂ周期分遅延させた過去の予測残
差信号を再生フィルタで再生した信号との間の誤差電力
を演算部で演算し該誤差電力を最小にする音声波形の最
適なピッチ周期を探索部で探索する方式において、ピッ
チ周期の推定精度を損ねることなく探索に必要な演算量
を削減することを目的とした。
〔課題を解決するだめの手段及び作用〕上記の目的を達
成するための本発明に係るピッチ周期探索方式は、探索
部が、最初にメモリの全ピッチ周期を一定の飛び飛びの
間隔で探索し、次に探索した中で該誤差電力を最小にす
るピッチ周期の値を中心として隣接する所定サンプル範
囲で探索することにより最適なピッチ周期を求めるよう
にしたものである。
成するための本発明に係るピッチ周期探索方式は、探索
部が、最初にメモリの全ピッチ周期を一定の飛び飛びの
間隔で探索し、次に探索した中で該誤差電力を最小にす
るピッチ周期の値を中心として隣接する所定サンプル範
囲で探索することにより最適なピッチ周期を求めるよう
にしたものである。
以下、本発明方式を第１図により説明する。
１ 口 の ７二 日 ａ
まず、最初の探索では、メモリ１の探索範囲である所定
サンプル個数Ｎのピッチ周期分遅延の内、一定のＭ （
Ｍ＜Ｎ）ザンプル間隔で飛び飛びの各ピッチ周期につい
てそれぞれ過去の予測残差信号を再生フィルタ２で再生
した信号と入力音声信号との間の誤差電力を演算部３で
演算しこの誤差電力を最小にするピッチ周期を探索部４
で探索する。
サンプル個数Ｎのピッチ周期分遅延の内、一定のＭ （
Ｍ＜Ｎ）ザンプル間隔で飛び飛びの各ピッチ周期につい
てそれぞれ過去の予測残差信号を再生フィルタ２で再生
した信号と入力音声信号との間の誤差電力を演算部３で
演算しこの誤差電力を最小にするピッチ周期を探索部４
で探索する。
従って、探索回数を間引きして演算量を削減している。
但し、探索回数の間引きを多くするとサンプル間の相関
が小さくなるので、これを避けるため、点線で示したよ
うにＭサンプル分の平滑化部５６を設け、それぞれピッ
チ周期分遅延させた再生信号及び入力音声信号をそれぞ
れ平滑化処理すれば、探索の精度を向上させることがで
きる。
が小さくなるので、これを避けるため、点線で示したよ
うにＭサンプル分の平滑化部５６を設け、それぞれピッ
チ周期分遅延させた再生信号及び入力音声信号をそれぞ
れ平滑化処理すれば、探索の精度を向上させることがで
きる。
１珂ｌ！」ＩＬＯ別Ｊ塵Ｌ
２回目の探索では、１回目の探索において求めた誤差電
力を最小にするピッチ周期を中心としてその前後の隣接
する所定のサンプル分について各ピッチ周期の探索を行
い、最終的に最適なピッチ周期を決定する。
力を最小にするピッチ周期を中心としてその前後の隣接
する所定のサンプル分について各ピッチ周期の探索を行
い、最終的に最適なピッチ周期を決定する。
従って、この２回目の探索では１回目で求めたピッチ周
期の隣接するサンプルに対する探索回数だけで済む。
期の隣接するサンプルに対する探索回数だけで済む。
このようにして探索全体での回数を減少させることがで
き、以て演算処理量を削減できる。
き、以て演算処理量を削減できる。
第２図は、本発明に係るピッチ周期探索方式の一実施例
を示したもので、この実施例においては、ピッチ周期の
探索範囲は２０〜１４７の１２８通りであり、１回目の
探索では入力信号及び再生フィルタ２による再生信号を
それぞれ１ザンプル置きに取り出して２サンプル間の平
均を取るための遅延部５１．６１をそれぞれ有する平滑
化フィルタ５．６を用いている。また、２回目の探索に
平滑化フィルタ５，６を通さないようにするためのスイ
ッチ７．８を設けている。尚、これらのスイッチ７８は
探索部４によって制御されるようになっている。
を示したもので、この実施例においては、ピッチ周期の
探索範囲は２０〜１４７の１２８通りであり、１回目の
探索では入力信号及び再生フィルタ２による再生信号を
それぞれ１ザンプル置きに取り出して２サンプル間の平
均を取るための遅延部５１．６１をそれぞれ有する平滑
化フィルタ５．６を用いている。また、２回目の探索に
平滑化フィルタ５，６を通さないようにするためのスイ
ッチ７．８を設けている。尚、これらのスイッチ７８は
探索部４によって制御されるようになっている。
従って、この実施例の１回目の探索動作では、探索部４
は１回目の探索指令を受けてスイッチ７８を開き、演算
部３においてフィルタ５．６で平滑化された再生信号及
び入力音声信号に対し、２０．２２．２４・・・・とい
うように１サンプル置きのピッチ周期をメモリ１から取
り出してそれぞれ上記の式（１）〜（４）の演算を行い
、弐（４）が最大となるピッチ周期り、を決定する。
は１回目の探索指令を受けてスイッチ７８を開き、演算
部３においてフィルタ５．６で平滑化された再生信号及
び入力音声信号に対し、２０．２２．２４・・・・とい
うように１サンプル置きのピッチ周期をメモリ１から取
り出してそれぞれ上記の式（１）〜（４）の演算を行い
、弐（４）が最大となるピッチ周期り、を決定する。
そして、２回目の探索では、探索部４からの制御により
スインチア、８を閉じることによりフィルタ５．６を側
路した後、１回目の探索で決定したピッチ周期Ｄ１を中
心にして前後２サンプルづつ計５サンプルについて式（
４）を演算し、これが最大となるピッチ周期Ｄ２を決定
してこれを最終的なピッチ周期とした。
スインチア、８を閉じることによりフィルタ５．６を側
路した後、１回目の探索で決定したピッチ周期Ｄ１を中
心にして前後２サンプルづつ計５サンプルについて式（
４）を演算し、これが最大となるピッチ周期Ｄ２を決定
してこれを最終的なピッチ周期とした。
尚、本発明における１回目の間引きサンプル数及び２回
目の隣接サンプル数はいろいろな変形が可能である。
目の隣接サンプル数はいろいろな変形が可能である。
このように、本発明に係るピッチ周期探索方式によれば
、１回目にピッチ周期探索範囲を飛び飛びの間隔で間引
き探索し、次に１回目で探索した中で誤差電力を最小に
するピッチ周期の値を中心として隣接する所定サンプル
範囲で探索することにより最適なピッチ周期を求めるよ
うに構成したので、ピッチ周期の推定精度を劣化させる
ことなく演算量を大幅に削減することができ、ハードウ
ェアを小型化することができる。
、１回目にピッチ周期探索範囲を飛び飛びの間隔で間引
き探索し、次に１回目で探索した中で誤差電力を最小に
するピッチ周期の値を中心として隣接する所定サンプル
範囲で探索することにより最適なピッチ周期を求めるよ
うに構成したので、ピッチ周期の推定精度を劣化させる
ことなく演算量を大幅に削減することができ、ハードウ
ェアを小型化することができる。
第１図は本発明に係るピッチ周期探索方式を原理的に示
すためのブロック図、 第２図は本発明に係るピッチ周期探索方式の一実施例を
示すブロック図、 第３図は従来のピッチ周期探索方式を示すブロック図、
である。 第１図において、 １・・・メモリ、 ２・・・再生フィルタ、 ３・・・演算部、 ４・・・探索部。 ５６・・・平滑化部。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
すためのブロック図、 第２図は本発明に係るピッチ周期探索方式の一実施例を
示すブロック図、 第３図は従来のピッチ周期探索方式を示すブロック図、
である。 第１図において、 １・・・メモリ、 ２・・・再生フィルタ、 ３・・・演算部、 ４・・・探索部。 ５６・・・平滑化部。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）入力音声信号とメモリ（１）に記憶した所定サン
プル個数の各ピッチ周期分遅延させた過去の予測残差信
号を再生フィルタ（２）で再生した信号との間の誤差電
力を演算部（３）で演算し該誤差電力を最小にする音声
波形の最適なピッチ周期を探索部（４）で探索する方式
において、 該探索部（４）が、１回目で該メモリ（１）の全ピッチ
周期を一定の飛び飛びの間隔で探索して該誤差電力を最
小にするピッチ周期を決定し、２回目では１回目で決定
したピッチ周期を中心として隣接する所定サンプル範囲
で探索することにより最適なピッチ周期を求める特徴と
したピッチ周期探索方式。 - （２）該１回目の探索において、入力音声信号及びピッ
チ周期分遅延させた再生信号をそれぞれ平滑化部（５）
（６）で平滑化処理することを特徴とした請求項１記載
のピッチ周期探索方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260531A JPH03123113A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | ピッチ周期探索方式 |
| CA002026823A CA2026823C (en) | 1989-10-05 | 1990-10-03 | Pitch period searching method and circuit for speech codec |
| EP90119097A EP0421444B1 (en) | 1989-10-05 | 1990-10-05 | Pitch period searching method and circuit for speech code |
| US07/593,756 US5231692A (en) | 1989-10-05 | 1990-10-05 | Pitch period searching method and circuit for speech codec |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260531A JPH03123113A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | ピッチ周期探索方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123113A true JPH03123113A (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=17349262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1260531A Pending JPH03123113A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | ピッチ周期探索方式 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5231692A (ja) |
| EP (1) | EP0421444B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03123113A (ja) |
| CA (1) | CA2026823C (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220806A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Kobe Steel Ltd | 音声信号処理装置，音声信号処理プログラム，音声信号処理方法 |
| JP2007279754A (ja) * | 1999-08-23 | 2007-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音声符号化装置 |
| JP2010136420A (ja) * | 2005-01-12 | 2010-06-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 長期予測符号化方法、長期予測復号化方法、これら装置、及びそのプログラム |
| JP2017015796A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 雑音検出装置、雑音検出方法及び雑音検出プログラム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2658816B2 (ja) * | 1993-08-26 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | 音声のピッチ符号化装置 |
| CA2252170A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-04-27 | Bruno Bessette | A method and device for high quality coding of wideband speech and audio signals |
| US6587816B1 (en) | 2000-07-14 | 2003-07-01 | International Business Machines Corporation | Fast frequency-domain pitch estimation |
| AU2002218520A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Audio decoder and audio decoding method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4004096A (en) * | 1975-02-18 | 1977-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Process for extracting pitch information |
| DE3783905T2 (de) * | 1987-03-05 | 1993-08-19 | Ibm | Verfahren zur grundfrequenzbestimmung und sprachkodierer unter verwendung dieses verfahrens. |
| DE3871369D1 (de) * | 1988-03-08 | 1992-06-25 | Ibm | Verfahren und einrichtung zur sprachkodierung mit niedriger datenrate. |
| US5012517A (en) * | 1989-04-18 | 1991-04-30 | Pacific Communication Science, Inc. | Adaptive transform coder having long term predictor |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP1260531A patent/JPH03123113A/ja active Pending
-
1990
- 1990-10-03 CA CA002026823A patent/CA2026823C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-05 US US07/593,756 patent/US5231692A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-05 EP EP90119097A patent/EP0421444B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
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| JP2010136420A (ja) * | 2005-01-12 | 2010-06-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 長期予測符号化方法、長期予測復号化方法、これら装置、及びそのプログラム |
| US7970605B2 (en) | 2005-01-12 | 2011-06-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method, apparatus, program and recording medium for long-term prediction coding and long-term prediction decoding |
| US8160870B2 (en) | 2005-01-12 | 2012-04-17 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method, apparatus, program, and recording medium for long-term prediction coding and long-term prediction decoding |
| JP2006220806A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Kobe Steel Ltd | 音声信号処理装置，音声信号処理プログラム，音声信号処理方法 |
| JP2017015796A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 雑音検出装置、雑音検出方法及び雑音検出プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2026823A1 (en) | 1991-04-06 |
| CA2026823C (en) | 1994-05-31 |
| EP0421444A2 (en) | 1991-04-10 |
| US5231692A (en) | 1993-07-27 |
| EP0421444B1 (en) | 1996-04-10 |
| EP0421444A3 (en) | 1991-07-31 |
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